KR102031786B1 - 샤워수 정화 및 재활용 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 정화 및 재활용하거나 버리기 위한 재순환 샤워기용 하이브리드장치(1)를 제공하는 것으로, 상기 하이브리드 장치(1)는 재순환 루프(2), 나노 알루미나 (섬유) 필터 등의 양전기 나노-세라믹 필터와 같은 나노-필터(5)를 갖는 필터 시스템(4), 적어도 하나의 필터 품질 센서(3), 적어도 하나의 프리-필터(6)를 포함하고, 상기 하이브리드 장치(1)는 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서(3)가 필요성을 표시하면 물을 재순환에서 배수 설비로 재유도하도록 마련된다.

Description

샤워수 정화 및 재활용 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PURIFYING AND RECYCLING SHOWER WATER}

본 발명은 검증된 정화 과정과 함께, 물의 선택적 및 최적화된 재순환을 통해, 경제적이고 환경적으로 경쟁력 있는 대안을 제공하는 샤워 개념에 관한 것이다.

물을 재순환하고 여과하는 샤워 시스템은 이미 공지된 기술이다. 가령 US2011225722에서는 폐쇄된 회로에서 샤워수를 분배하는 장치를 기재하고 있다. 상기 장치는 샤워 팬(shower pan)에서 물을 비우기 위한 출구(outlet)를 폐쇄하기 위한 요소, 및 상기 샤워 팬으로부터 물을 유입한 후, 여과하여, 물 재분배 요소 (water redistribution element)를 통해 물을 분사하기에 적합한 요소로 재공급할 수 있는 취수 펌프(intake pump)를 포함하는 취수 요소(intake element)를 포함한다. 또한, SE469413에서는 샤워 캐빈(cabin)에서 흐르는 유체가 통과하는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 샤워기를 기재하고 있다. 상기 샤워기에는 상기 유체를 위한 수집 용기가 마련되며, 노즐과 상기 용기는 펌프를 포함하는 순환 회로의 일부분을 구성하여, 상기 용기 안의 유체가 상기 노즐을 통과하여 순환하는 것을 돕는다. 상기 샤워기에는 또한 상기 유체를 버리기 위한 수단이 제공된다. US20110146800에서는 물 재활용 장치 및 유체 오염 탐지 시스템을 기재하고 있다. 이 시스템은 오염 물질 탐지를 위한 광학 수단, 정화를 위한 필터 및 소독(disinfection) 유닛을 포함한다. 또한, US20100237021에서는 항공기 또는 그 외 운송 수단을 위한 재순환 샤워기를 기재하고 있다. 이 장치는 백워시(backlash) 라인들을 포함한다. 상기 백워시 라인들은 백워시 물을 여과 유닛으로 운반하도록 설계된 제1 백워시 라인과 상기 여과 유닛에서 백워시 물을 배출하도록 설계된 제2 백워시 라인을 포함한다. 이러한 배열의 목적은 담수의 사용을 최소화하기 위한 것이다.

상술한 문헌들에 기재된 방법과 장치들은 몇 가지 단점들을 가지고 있다. 먼저, 종래의 샤워기로 경험할 수 있는 것과 똑같은 샤워 경험을 사용자에게 제공하기 위한 수단이 없다. 또한, SE469413는 사용자에게 관리 유지에 대한 큰 부담을 주며, 사용자 친화적이지 못하다. US2011225722의 캐빈은 사용자에게 중요한 옵션들을 제공하지 않는다. US2011225722와 SE469413에서는 장치 또는 시스템이 만족스러운 방식으로 작동하고 있는지 알 방법이 없다. 따라서, 위생 문제가 해결되지 못한 채 남게 된다. 또한, US2011225722에서는, 물이 바람직하게는 그리드(grid) 필터나 체(sieve) 등의 여과 수단을 관통한다. 이는 박테리아 성장 및 오염된 물의 재순환 문제로 이어질 가능성이 있다. 또한, SE469413 및 US20110146800에서는 샤워 캐빈 내의 배수 설비(drain) 아래에 물 용기가 마련되는데, 이 물 용기는 재순환된 물이 담기는 곳이다. 여기에 담기는 오염된 물은 박테리아 성장 및 바이러스 확산과 함께 악취와 다양한 해충의 서식지가 될 위험을 내포한다. US20100237021에 기재된 백워시 기능은 백워시 후에 필터의 품질을 검증하기 위한 어떠한 수단도 기재하고 있지 않다. 이 또한 상술한 바와 같이, 박테리아 성장 및 바이러스 확산과 함께 악취와 다양한 해충의 서식지가 될 위험을 내포한다. 또한, US20110146800과 US20100237021에서는 소독제의 선택적 사용에 대해 기재하고 있다. 이러한 시스템에 소독 품질을 갖는 물질을 사용하게 되면 과민성 및 다양한 알레르기 유발 위험을 높이게 된다. 또한, 몇몇 공지된 배열 기술에 따르면 선택적 탐지 기술이 사용되나, 이는 탐지 시 거품 발생의 위험을 내포한다. 시스템 안에 물이 흐르고 있을 때는 난류(turbulence)로 인해 거품이 발생하는데, 이는 선택적인 측정을 더 어렵게 한다. 그런데, 상술한 발명 중 어느 하나라도 오작동 하게 되면 또 다른 단점을 경험할 수 있다. 가령, 필터 구성 요소나 펌프 시스템에 있어서의 오작동이 있을 수 있다. 그렇게 되면 사용자는 어떠한 샤워 옵션도 제공받지 못하게 된다.

본 발명의 목적은 종래의 샤워기와 같이 편안하고 복잡하지 않은 샤워 경험을 할 수 있도록 하는 샤워 해법을 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 양질의 상기 샤워 경험을 보장하는 것이다. 또 다른 목적은 기존의 샤워 대안에 대해 경제적이고 환경 친화적인 옵션을 제공하는 것이다.

상술한 목적은 물을 정화하고, 물을 재활용하거나 버리는 하이브리드 장치에 의해 달성될 수 있는 것으로, 상기 하이브리드 장치는 재순환 루프(recirculation loop), 나노-필터(nano-filter)를 갖는 필터 시스템, 적어도 하나의 필터 품질 센서, 및 과정상 나노-필터 전에 위치하는 적어도 하나의 프리-필터(pre-filter)를 포함하고, 상기 하이브리드 장치는 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서가 필요성을 표시하면 물을 재순환에서 배수 설비(drainage)로 전용하도록 배치된다.

본 발명에 따른 상기 하이브리드 장치는 사용자들이 종래 샤워기의 경험을 똑같이 편안하게 경험할 수 있도록 한다. 본 발명은 세척과 헹굼 기능 두 가지 모두 가능한데, 이는 시스템의 통과하는 물이 기설정된 오염 최대치에 도달할 때까지 정화되고 재순환될 수 있음을 의미한다. 상기 하이브리드 장치는 배수의 필요성을 표시하는 적어도 하나의 수질 센서를 포함한다. 이러한 경우, 상기 하이브리드 장치는 오염된 물을 버리게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 하이브리드 장치는 사용자를 위한 기결정된 수질을 보장한다.

본 발명에 따른 하이브리드 장치의 상기 필터 시스템은 재활용되는 물이 높은 수질을 갖도록 한다. 본 발명은 가령 나노 알루미나 (섬유) 필터 등의 양전기 나노-세라믹 필터와 같은 나노-필터를 갖는 필터 시스템과 적어도 하나의 필터 품질 센서를 포함한다. 일 특정 실시예에 따르면, 상기 나노-필터는 나노 알루미나 (산화알루미늄) 필터이다. 나노 알루미나 필터와 같은 나노-필터를 사용한다는 것은 유량이 더 크고 막힘 저항 또한 같은 종류의 멤브레인 필터보다 크다는 것을 내포한다. 나노기술을 바탕으로 하는 물의 정화는 바이러스 수준을 의미한다. 본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 하이브리드 장치는 수산화알루미늄 섬유를 포함하는 나노 알루미나 필터를 포함한다. 상기 섬유는 직경이 약 2 나노미터일 수 있다. 또한 상기 섬유는 높은 양전기를 띠고 있다. 물에 분산되었을 때는 음전기 입자들을 보유할 수 있다. 본 발명에 따른 하이브리드 장치에 포함된 나노-필터는 바이러스와 같은 나노 크기 입자들과 박테리아를 여과한다. 본 발명에 따르면, 나노-필터는 대장균과 같은 장내 세균과 장내/복부 기생충의 여과를 가능케 하는데, 이는 샤워는 물론 물의 정화에 있어서 중요하다. 그 외에도 본 발명에 따른 장치에 포함된 나노-필터에 의해 여과될 수 있는 오염 물질은 많다. 본 발명에 따른 여과는 오염물질을 중화는 하되 제거하지는 않는 UV 필터나 저온 살균법을 사용하는 방법들에 비해 오염 물질들을 제거한다는 측면에서 바람직하다. 이러한 방법들에 의해 제공되는 물이 무해할 수는 있으나, 맛과 냄새가 바람직하지 않을 수 있다.

또한, 필터 시스템에서 상기 나노-필터를 적어도 하나의 필터 품질 센서와 결합하게 되면 상기 필터 시스템이 최적의 방식으로 예상대로 작동되도록 한다.

또한, 샤워기 사용자들은 유량이 높은 샤워기에 익숙하며, 본 발명에서 상기 필터 시스템을 결합하는 것은 상기 유량을 보장함으로써 종래의 샤워기와 동일하게 편안한 샤워 경험을 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 그 외 이점들로는 높은 수준의 편안함과, 가령 가정에서 온도 변화와 관련된 물 사용의 영향을 받지 않는 높은 수준의 자율성 등이 있다. 본 발명에 따른 편안함은 가령 유량 및 수압, 수질, 및 온도, 그리고 온도 변화와 같은 다양한 기준을 바탕으로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 장치 시스템은 또한 가령 샤워기 내의 안정된 수압/유량을 보장할 수 있다.

또한 본 발명은 종래의 샤워 경험이라는 옵션을 제공함으로써 하이브리드 장치가 된다. 이것은 결함이 생겼을 때도 사용자가 샤워를 할 수 있도록 하는 본 발명의 하나의 이점이다. 이것은 기존의 샤워기 대안들에 대한 경제적이고, 사용자 및 환경 친화적인 옵션을 사용자에게 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 샤워 개념을 위한 흐름도의 일 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 특정 실시예들을 설명한다. 본 발명은 사용자에게 재순환 샤워와 보통의 샤워 두 가지를 모두 제공하기 때문에 하이브리드 장치이다. 보통의 샤워라는 용어는 유입되는 새로운 물을 받아서 사용 후에 바로 배수 시스템으로 직접 배출시키는 시스템을 가리킨다. 또한, 이 하이브리드 장치는 표시기(indicator) 중 하나가 필요를 나타낼 경우, 배수 시스템과 재순환되도록 자동 설정되나, 보통의 샤워 모드로 수동 설정하는 옵션도 마련되어 있다. 본 발명에 따른 재순환 모드의 또 다른 이점은 오늘날 사용되는 보통의 샤워수에 비해서도 더 깨끗한 물을 제공한다는 것이다. 가령, 많은 가정의 상수 시스템에 사용되는 온수 배관은 금속량 증가, 부착물, 퇴적물, 레지오넬라 박테리아 등과 같은 오염 물질로 인한 오염이 매우 흔한 것이 되었다. 이러한 오염 물질들은 본 발명에 따른 시스템에 의해 제거될 수 있다. 이는 오늘날 아직은 그것이 적합하지 않은 나라들에서도 입을 벌린 채 사워할 수도 있는 환경을 사실상 제공한다.

일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 장치는 재순환 루프 (recirculation loop), 나노-필터를 갖는 필터 시스템, 및 적어도 하나의 필터 품질 센서를 포함하고, 상기 하이브리드 장치는 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서가 필요를 표시하면 물을 재순환에서 배수 설비(drainage)로 재유도하도록 마련된다. 상기 필터 품질 센서는 압력 미터, 압력 스위치 또는 유량계(flow meter)일 수 있고, 둘의 조합일 수도 있다. 본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 상기 필터 품질 센서는 향상된 유량계일 수 있고, 본 발명의 또 다른 일 특정 실시예에 다르면, 상기 필터 품질 센서는 디지털 압력 미터일 수 있으나, 그 외 다른 유형의 유사한 수단을 사용할 수도 있다. 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서가 압력 미터로 구현된 경우, 압력이 떨어지면 필터가 초기에 가득 찼음을 나타낸다. 상기 필터는 여전히 기설정된 수준으로 정화를 수행하고는 있으나, 상기 필터를 교체해야 할 필요성을 조기에 알려주는 것이다. 또한, 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서가 유량계로 구현된 경우, 유량이 떨어지면, 상술한 바와 같이, 상기 필터를 교체해야 한다는 것을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서는 과정상으로 프리-필터(pre-filter) 전에 위치된다. 과정상으로 전에 위치된다는 것은 물이 상기 필터 품질 센서를 통과하기 전에 프리-필터를 통과한다는 것을 의미한다. 또 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서는 과정상 상기 프리-필터 후 및 나노-필터 전에 위치된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서는 과정상으로 나노-필터 후에 위치된다. 적어도 하나의 필터 품질 센서에 의한 표시가 주는 하나의 이점은 그러한 표시를 바탕으로, 시스템이 바람직하게 작동되고 있다는 확신을 할 수 있다는 것이다. 상기 적어도 하나의 필터 품질 센서의 또 다른 이점은 상기 필터 시스템의 수명이 늘어난다는 것이다.

본 발명에 따른 상기 나노-필터는 정화의 수단으로 전자 흡수를 사용하며, 양전기 섬유는 실리카, 금속, 박테리아 및 바이러스와 같은 다양한 종류의 입자들 뿐만 아니라 다른 종류의 입자들도 흡수한다. SE469413 또는 US2011225722과 비교해 본 발명의 하나의 이점은 바이러스 수준에서 물을 정화할 수 있다는 것이다. US2011225722에서는 큰 입자들의 여과에 관한 것이고, SE469413은 큰 입자들과 박테리아의 여과에 관한 것이다. 그러나 US2011225722나 SE469413 모두 바이러스의 확산 방지에 대해서는 기재하고 있지 않다.

본 발명의 또 다른 일 실시예는 직렬 또는 병렬로 결합된 하나 이상의 나노-필터를 포함한다. 또한, 기존의 샤워기의 기존의 필터를 나노-필터로 교체하는 것으로 본 발명을 달성할 수 없다.

또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 하이브리드 장치는 과정상 나노-필터 전에 위치되는 적어도 하나의 프리-필터를 포함한다. 가령 활성화된 탄소 필터, UV-필터, 나일론 필터 또는 실로 감은 필터 등과 같은 표준 필터가 상기 단계에 사용될 수 있으나, 탈회(deliming)의 필요성을 줄이기 위한 역류 옵션 (back flush option)을 포함하는 이온 교환 기술 등과 같은 다른 유사한 수단도 사용 가능하다.

그러나 이들은 예일 뿐이며, 어떠한 유형의 필터 기술이라도 본 발명에 따른 프리-필터에 사용될 수 있다. 가령, 상술한 필터 외에도, 매우 큰 입자만 여과해내는 기계 필터 등의 성긴 필터도 프리-필터로 사용될 수 있다. 즉, 다양한 유형의 필터가 프리-필터로 사용될 수 있다.

여러 다른 필터를 사용한다는 것은 의도하는 용도가 다름을 의미한다. 이는 가령 머리카락 및 모래 또는 부식토, 염소 또는 박테리아와 같은 작은 오염 물질 등의 큰 입자들을 제거하기 위한 것일 수 있으나, 여기에 제한되지 않는다. 서로 오염 물질에 따라 선택된 필터에 대한 요건이 달라진다. 프리-필터가 적어도 하나 있는 것의 한 가지 이점은 그보다 값이 종종 더 비싼 나노-필터의 수명을 연장시킨다는 것이다. 또 다른 이점은 하이브리드 장치를 현재의 수질에 맞게 조절할 수 있는 옵션이 있다는 것이다. 토양의 종류가 다르면 수질도 달라지게 되는데, 이에 따라 하이브리드 장치에 대한 요건도 달라진다. 본 발명은 석회수 및 칼슘질수 지수가 높은 지역에 설치된 경우 습식 필터가 필요한 반면, 물이 부드러운 지역에 설치될 경우에는 이러한 필터가 필요하지 않을 수 있다. 또한, 상기 하이브리드 장치가 사유지에 설치되는 경우에는 모래와 머리카락를 분리하는 필터만이 요구되거나 실로 감은 필터만으로 충분할 수 있다. 가령 본 발명이 부식토 문제가 있는 지역에 설치되는 경우에는 활성화된 탄소 필터가 최적의 선택일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에는 다양한 필터가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 필터의 조합이 사용될 수도 있다. 이러한 필터들은 하나 이상의 필터 하우징(들)에 수용될 수 있다. 상기 필터 하우징(들)의 한가지 이점은 여러 가지 종류의 프리-필터들을 포함하고 상기 프리-필터들을 조합할 수 있다는 점이다. 이는 앞서 암시한 바와 같이, 기존의 물 종류에 따른 요건에 따라 하이브리드 장치가 설치될 위치에서 본 발명이 최적화될 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 필터 하우징(들)이 변경될 수 있다. 상기 변경된 필터 하우징(들)은 상기 필터 품질 센서가 필요를 표시할 경우 상기 필터와 함께 교체될 수 있는 빌트인 유량계로 구성될 수 있다. 한 가지 이점은 샤워기 제조업체에 의해 상기 필터 종류를 지속적으로 개발하고 최적화할 수 있다는 것이다. 또 다른 이점은 필터 교체를 용이하게 할 수 있다는 점이다. SE469413이나 US2011225722에서는 유지 보수를 용이하게 하는 그 어떤 특징도 기재하고 있지 않다. 오늘날의 필터 하우징들의 경우에는 숙련된 자가 필터 교체를 해야 하지만, 본 발명에 따른 상기 필터 하우징(들)의 경우에는 빌트인 유량계가 있어서 필터 교체가 용이하게 이루어질 수 있다. 빌트인 유량계를 갖는 상기 필터 하우징(들)의 일 실시예에서는 두 단계로 버튼을 누름으로써 필터 교환이 이루어진다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치에 물 용기가 포함된다. 순수한 물만으로 담고 있는 물 용기에 의해 수질은 더욱더 보장된다. 이는 SE469143에 기재된 해결책과는 다른 것으로, SE469413에서는 오염된 헹굼수가 용기에 담기게 된다. 깨끗한 물만을 담고 있는 본 발명에 따른 상기 물 용기는 박테리아 번식 및 바이러스 확산 문제를 예방하고 요구되는 유지 관리 수준이 높지 않다. 또한, 상기 물 용기는 수위가 낮음을 표시하는 레벨 센서와 수위가 높음을 표시하는 레벨 센서를 포함하는데, 하이브리드 장치는, 상기 레벨 센터가 필요를 표시할 경우 상기 물 용기로의 새로운 물의 유입을 허용하도록 마련된다. 이는 시스템 안으로 물이 더더욱 천천히 유입될 수 있도록 한다.

본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 물 용기는 약 10L일 수 있지만, 사용 목적에 따라 8-30L가 바람직할 수 있다. 2-3L 미만 및 심지어 0.5L의 작은 물 용기, 및 큰 물 용기 또한 구현 가능하다. 가령 많은 수의 사람들이 같은 샤워기를 사용하는 잠수함의 경우, 큰 용기와 지속적인 샤워수 공급이 필요할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 플로우스루(flow through) 물 가열기를 포함한다. 이는 가열 코일(coil)을 기재하는 SE469413과는 다른 것이다. 가열 코일은 적은 수의 물 및 적은 유량에 적합할 수 있으나, 편안한 샤워를 하기 위해 약 6-8 분간 9-20 l/분의 유량이 필요한 오늘날에는 문제가 될 수 있다. 본 발명은 일 실시예에서 물 용기와 함께 플로우스루 가열기를 사용하는데, 이는 요구되는 유량과 쾌적한 온도를 보장한다. 본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 플로우스루 물 가열기 약 6.5kW의 동력을 가지며, 약 10L의 물 용기를 갖는다.

본 발명의 가열 시스템은 다양한 유닛들로 구현되고 다양한 종류로 구현될 수 있다. 가령, 상술한 가열 코일도 가능하나, 열 교환기나 그 시스템 또한 가능한 대안이 될 수 있다. 그 외 가능한 예들로는 가열 카트리지와 같은 전기 가열기, 및 수돗물 온수를 사용한 열 교환이 있을 수 있다. 후자는 추가적인 동력 공급이 필요 없기 때문에 유리할 수 있으나, 물 소비량과 에너지 소비량은 높을 수 있다. 또 다른 가능한 예로는 액화석유가스(LPG)와 같은 다른 종류의 매체로 가열하는 것이 있을 수 있다. 또한, 일반 온도 조절 장치 또는 몇몇의 그러한 온도 조절 유닛들이 포함되는 등 다양한 가열 시스템 조절이 가능하다.

본 발명의 또 다른 일 특정 실시예에 따르면, 물 취수부(inlet)와 접촉하는 믹서 탭(mixer tap)이 사용될 수 있다. 이는 온수와 냉수 담수 배관을 둘 다 가지고 있는 가정의 경우에는 비용이 더 절감될 수 있다. 또한, 상기 믹서 탭은 하이브리드 장치의 크기를 줄일 수 있다.

본 발명의 한 가지 이점은 다양한 장소에 설치될 수 있다는 점이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 샤워 캐빈(cabin)에 설치될 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 가정 내 일반 상수 파이프에 연결될 수 있으며, 벽 및/또는 바닥에 빌트인 될 수도 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 벽 및/또는 바닥에 부분적으로 빌트인 될 수 있다. 상기 하이브리드 장치의 한 가지 이점은 다양한 장소에 맞도록 크기를 조절하는 옵션이 있다는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 잠수함에 설치될 수 있고, 또 다른 일 실시예에 따르면, 스포츠 구장에 설치될 수 있다. 공공 장소에서는 고가의 부분들은 노출되지 않도록 할 수 있다. 본 발명의 이러한 이점과 관련해서, US2011225722 및 SE469413에 기재된 샤워기는 캐빈 솔루션에만 제한되는 것으로 말할 수 있다. 즉, 이들은 전통적인 가정 내 용도로 사용되며, 가령 잠수함 내 설치용으로는 적합하지 않다. 그러나 본 발명은 매우 다양한 환경에서 사용될 수 있는 하이브리드 장치이다. 전통적인 가정 또는 상술한 바와 같은 모듈 시스템 또는 잠수함 내에 설치될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 하이브리드 장치가 다양한 시스템 또는 모듈 유형에 포함되는 것도 가능하다. 또 하나의 예는 깨끗한 물이 매우 경제적인 방식으로 재사용될 수 있는 것으로서, 샤워기 (하이브리드 장치)가 목욕통과 결합되는 방식이다. 이러한 시스템에서는, 특별한 밸브 및 노즐이 시스템 내에 설치되어야 할 수 있다. 또 다른 사용 예로는 캐빈을 갖거나 갖지 않는 독립식 해결 방안으로서, 하이브리드 샤워기 장치가 외부 에너지 (가열) 원천 및 외부 물 용기와 결합되는 것이 있을 수 있다. 후자는 가령 개도국에서 사용하기에 적합한, 본 발명에 따른 효과적인 일 실시예일 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 유량계를 포함할 수 있다. 상기 유량계의 이점 중 하나는 꾸준한 흐름을 보장한다는 것이다. 이는 여과 조건을 나타낼 수도 있고, 이어, 물의 순도를 나타낼 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 9-20 L/분의 흐름을 가질 수 있고, 본 발명의 또 다른 특정 일 실시예에 따르면, 15 L/분의 흐름을 가질 수 있다. 본 발명의 또 다른 이점은 유량계에서 정보를 수신한다는 점이다. 이 정보는 상기 나노-필터를 완료하는데 요구되는 반-오염 수의 양을 표시할 수 있다.

본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 적어도 하나의 품질 센서를 포함한다. 상기 센서는 상기 여과 시스템과 접촉하도록 위치할 수 있으나, 상기 시스템의 다른 위치들 또한 고려될 수 있다. 상기 수질 센서는 TOC 센서 (Total Organic Carbon, 총 유기 탄소) 바이오센서, pH 미터 (산성도나 알칼리도 측정), 또는 광학 센서일 수 있으나, 그 외 다른 유사 수단으로도 가능하다. 본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 상기 수질 센서는 전기 전도성 센서 등과 같은 전도성 센서이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 개조된 배수설비(drain)를 포함한다. 상기 개조된 배수 설비는 사용한 물을 모으고 물 줄기를 재활용 루프 및 여과 시스템 또는 배수 설비(drainage)로 유도한다. 본 발명의 일 특정 실시예에 따르면, 상기 개조된 배수 설비는 상술한 바와 같이 수질을 표시하는 적어도 하나의 센서를 포함하는데, 하이브리드 장치는 상기 적어도 하나의 수질 센서가 필요를 표시하면 물을 재순환에서 배수 설비로 재유도하도록 마련된다. 상기 수질 센서는 TOC 센서(Total Organic Carbon), 바이오센서, pH 미터 (산성도나 알칼리도 측정), 또는 광학 센서일 수 있으나, 다른 유사 수단도 가능하다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 나노-필터는 수질을 표시하는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 상기 수질 센서의 이점 중 하나는 기설정된 수질을 사용자에게 보장하는 것이다. 일 특정 예에서, 수질에 대한 우려 또는 실제 그러한 정보를 갖고 있는 사용자는 물을 사용하기 전에 본 발명에 따른 하이브리드 장치를 물이 통과하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 관계된 일 특정 실시예에 따르면, 상기 디자인은 가정상 물 용기 전에 위치되는 필터 시스템일 수 있다. 본 발명은 샤워기 컨셉으로 묘사되었으나 하이브리드 장치는 싱크, 변기, 욕조, 식기세척기, 세탁기와 같은 다양한 장비에 포함되는 유닛으로 간주될 수 있으나 여기에 제한되지 않는다. 다른 가능한 방법들도 고려 가능하다. 일 특정 실시예는 가정 내 물 유입구에 가깝게 본 발명에 따른 장치를 포함하는 것이다. 이러한 경우, 다른 여러 적용 예와 마찬가지로, 필터 품질 센서와 수질 센서간의 상호 작용이 중요하다. 본 발명에 따른 필터 센서는 필터 시스템의 만족스러운 작동을 보장하며, 수질 센서는 상기 필터 시스템이 너무 오염된 물 혼합물을 받지 않도록 필터 시스템을 보호하는 역할을 한다.

본 발명에 따르면, 상기 센서들 중 하나라도 문제를 보이면, 하이브리드 장치는 사용자에게 통지하게 되고, 시스템은 재순환에서 배수 설비로 재유도된다. 실시예에 따라, 상기 시스템은 과정상 어디에 문제가 있는지 통지한다. 시스템은 사용자에게 가령 검토가 필요한 곳이 프리-필터인지, 나노-필터인지 또는 재순환 펌프인지 알려준다.

본 발명에 따르면, 상기 하이브리드 장치는 재순환 루프를 포함한다. 상기 재순환 루프는 시스템 내에서 물의 재순환이 원활하게 이루어지도록 한다. 상기 재순환 루프는 가장 단순하게는 배관/튜브만을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 재순환 루프는 다양한 디자인으로 구현될 수 있으며 물을 재순환시키는 것은 재순환 루프의 주요 특징이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재순환 루루프는 적어도 하나의 재순환 펌프를 포함한다. 상기 재순환 펌프는 두 개의 구성 요소로 구성된 펌프일 수 있으나, 다른 유형의 펌프로도 가능하다. 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 재순환 루프는 두 개의 재순환 펌프를 포함한다. 상기 하나의 재순환 펌프는 상기 개조된 배수 설비를 통해 물을 수집하는 것을 용이하게 한다. 나머지 상기 재순환 펌프는 상기 물 저장소 근처에서의 물 흐름의 압력 관리를 용이하게 한다.

또한, 본 발명에 따른 물 저장소는 버퍼 탱크의 기능을 할 수 있다는 것을 주지해야 한다. 이러한 버퍼 탱크는 압력이 전체 시스템에서 일정하게 유지될 수 있도록 하이브리드 장치 시스템을 위한 균압관 또는 댐퍼(damper)로서 기능할 수 있다.

본 발명의 또 다른 이점은 재순환 모드를 건너뛰고 모든 물이 배수되도록 할 수 있는 옵션이 있다는 것이다. 이는 사용자가 종래의 샤워 경험을 할 수 있도록 한다. 이는 또한 여러 명이 하이브리드 장치를 사용하는 경우, 기술을 믿는 사용자가 소수인 경우, 또는 시스템이 일시적으로 오작동 중일 때 유용할 수 있다. 어떤 경우라도, 사용자에게 샤워 옵션이 주어지지 않는 경우는 없다. 또한, 사용자가 기술자로부터 서비스 보수를 기다리고 있는 중이거나, 부품 교환을 기다리고 있는 중이라도, 샤워 옵션이 주어지지 않는 경우는 없다. 본 발명은 사용자에게 기존의 샤워 대안들에 대해 경제적이고, 사용자 및 환경 친화적인 옵션을 제공한다.

도면의 구체적인 설명

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 장치(1)의 일 실시예를 도시하고 있다. 상기 일 특정 실시예에 따르면, 상기 하이브리드 장치(1)는 재순환 루프(2), 적어도 하나의 필터 품질 센서(3), 필터 시스템(4), 나노-필터(5), 프리-필터(6), 유량계(7), 물 저장소(8), 수위 센서(9), 개조된 배수 설비(10), 순환 펌프(11), 적어도 하나의 수질 센서(12), 및 플로우스루 물 가열기(13)를 포함한다. 가능한 온도 게이지(gauge, 14) 또한 도시되어 있다.

도 2에서는 본 발명의 흐름도의 일 예를 도시하고 있다. 상기 예에 따르면, 상기 흐름도는 하이브리드 장치(1), 재순환 루프(2), 적어도 하나의 필터 품질 센서(3), 나노-필터(5), 프리-필터(6), 유량계(7), 물 저장소(8), 개조된 배수 설비(10), 적어도 하나의 수질 센서(12), 플로우스루 물 가열기(13)를 포함한다. 가능한 온도 게이지(gauge, 14) 또한 도시되어 있다.

본 발명에 다른 하이브리드 장치는 본 명세서에 명시적으로 언급되지 않은 다양한 디자인을 갖는 다양한 표준 구성 요소들을 포함할 수 있음은 물론이다. 그러한 예로는 하나 이상의 샤워기 노즐, 여러 가지 유형의 튜브, 밸브 등이 있다. 또한, 하이브리드 장치의 디자인은 다양하게 구현될 수 있으며, 청구항 1과 같은 본 발명은 상기 장치의 다양한 형태를 구현하는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (18)

1. 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1)에 있어서,
   상기 장치는 재순환 루프(2)를 포함하고,
   상기 재순환 루프는, 나노-필터(5)를 갖는 필터 시스템(4); 및 적어도 하나의 필터 품질 센서(3);를 포함하고,
   상기 장치는, 수질을 표시하는 적어도 하나의 수질 센서(12)를 더 포함하고,
   상기 장치는, 상기 적어도 하나의 수질 센서(12)가 기설정된 오염 최대치 이상으로 물이 오염되었다고 표시하면 물을 재순환에서 배수 설비로 재유도하도록, 마련되고,
   상기 장치는 개조된 배수 설비(10)를 더 포함하며, 상기 개조된 배수 설비(10)는 물을 모으고, 순환 펌프(11)의 도움으로 재순환 루프(2)를 통해 헹굼물을 재활용하거나 기설정된 오염 최대치 이상으로 오염된 물을 버리도록 마련된 것을 특징으로하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
2. 제1항에 있어서,
   과정상 상기 나노-필터(5) 전에 적어도 하나의 프리 필터(6)가 위치되는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 필터 품질 센서(3)는 과정상 프리-필터(6) 전에 위치되는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 필터 품질 센서(3)는 과정상 상기 나노-필터(5) 후에 위치되는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 장치(1)는 과정상 상기 나노-필터(5)에 연결된 유량계(7)를 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 장치(1)는 하나 이상의 필터 하우징을 더 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 하나 이상의 필터 하우징은 유량계를 더 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 장치(1)는 상기 재순환 루프(2)에 연결된 물 저장소(8)를 더 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 장치(1)는 상기 물 저장소(8) 내에 적어도 하나의 수위 센서(9)를 더 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 장치(1)는 상기 물 저장소(8) 내에 두 개의 수위 센서(9)들을 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수질 센서(12)는 전도성 센서인, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수질 센서(12)는 상기 나노-필터(5)에 연결되는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수질 센서(12)는 개조된 배수 설비(10)에 연결되는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
    
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 플로우스루 물 가열기(13)를 포함하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 장치(1).
    
15. 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 방법으로서,
    상기 방법에 사용되는 장치는 재순환 루프(2)를 포함하고, 상기 재순환 루프는, 나노-필터(5)를 갖는 필터 시스템(4); 및 적어도 하나의 필터 품질 센서(3);를 포함하고, 상기 장치는, 수질을 표시하는 적어도 하나의 수질 센서(12)와 개조된 배수 설비(10)를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 수질 센서(12)가 기설정된 오염 최대치 이상으로 물이 오염되었다고 표시하면, 상기 장치에 의해, 물을 재순환에서 배수 설비로 재유도하는 단계와,
    상기 개조된 배수 설비(10)에 의해, 물을 모으고 순환 펌프(11)의 도움으로 재순환 루프(2)를 통해 헹굼물을 재활용하거나, 기설정된 오염 최대치 이상으로 오염된 물을 버리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 방법.
    
16. 제15항에 있어서,
    과정상 상기 나노-필터(5) 전에 적어도 하나의 프리-필터(6)가 위치되는, 물을 정화하고 재활용하거나 버리는 방법.
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