KR102304264B1 - 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기는 유입구와 유출구가 구비된 필터 하우징과, 상기 필터 하우징 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정수하여 상기 유출구로 공급하는 필터모듈을 포함하되, 상기 필터모듈의 소재는, 수중의 중금속을 제거하기 위하여 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)을 포함하여, 카드뮴을 포함한 수중의 중금속을 효과적으로 제거할 수 있다.
Description
본 발명은 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다.
정수기는 수돗물이나 지하수와 같은 원수를 정수하는 장치를 말한다. 즉, 다양한 정수방법을 통하여 원수를 음용수로 전화하여 제공하기 위한 장치를 말한다.
정수를 생성하기 위해서는, 침전, 여과 그리고 살균 등의 과정을 거칠 수 있으며, 이러한 과정 등을 통해 유해 물질이 제거됨이 일반적이다.
일반적으로, 정수기에는 원수를 정수하기 위하여 다양한 필터들이 구비될 수 있다. 이러한 필터들은 그 기능에 따라 세디먼트 필터, 활성탄 필터, UF 중공사막 필터, RO 멤브레인 필터 등으로 구분될 수 있다.
상기 세디먼트 필터는 원수 내의 입자가 큰 오염물이나 부유물을 침전시키기 위한 필터라 할 수 있으며, 활성탄 필터는 입자가 작은 오염물, 잔류 염소, 휘발성 유기 화합물이나 냄새 발생 인자들을 흡착하여 제거하기 위한 필터라 할 수 있다.
또한, 상기 활성탄 필터는 일반적으로 두 개 구비될 수 있다. 즉, 원수 측에 구비되는 프리 활성탄 필터(pre carbon filter)와 정수 측에 구비되는 포스트 활성탄 필터(post carbon filter)로 구비될 수 있다. 상기 포스트 활성탄 필터는 주로 정수의 맛에 영향을 미치는 냄새 유발 물질을 제거하여 물맛을 향상시키기 위하여 구비될 수 있다.
또한, UF 중공사막 필터와 RO 멤브레인 필터는 양자가 선택적으로 사용됨이 일반적이다.
최근 정수기의 수요가 현저히 증가되고 있다. 따라서, 다양한 요구 조건이 발생되고 이를 동시에 만족시키기 어려운 문제가 있다.
일례로, RO 멤브레인 필터를 적용하는 중금속의 제거가 가능하나, 정수 유량을 확보하기 어려운 문제가 있다. 즉, 원하는 만큼의 정수량을 얻기 위해서 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
반면, UF 중공사막 필터의 경우, 고유량 확보는 가능하나, 수중의 중금속 제거가 어렵기 때문에 지하수 또는 오염 지역의 수돗물을 원수로 사용하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 중금속 제거와 고유량 확보는 서로 모순되는 문제로 인식될 수밖에 없었다. 왜냐하면, 중금속 제거를 위해 RO 멤브레인 필터 사용 시 고유량의 확보가 어렵고, 고유량 확보를 위해 UF 중공사막 필터 사용 시 중금속 제거가 어려워지기 때문이다.
또한, 종래의 경우, 수중의 중금속 중 비소(As), 세레늄(Se), 납(Pb), 알루미늄(Al), 수은(Hg), 크롬(Cr), 철(Fe), 동(Cu)을 포함한 총 8종의 제거를 주목적으로 중금속 제거 필터가 제작되어 왔다.
그러나, 최근에는 상기 8종은 물론, 수중의 카드뮴(Cd)의 제거까지 필요한 상황에 놓였다.
하지만, 종래 정수기 필터의 경우, 고유량을 확보하면서, 상기 8종의 중금속을 완벽하게 제거하기에 역부족인 것은 물론, 수중의 카드뮴(Cd)의 제거가 제대로 이루어지지 않고 있는 문제가 있다.
본 발명은 상기되는 문제를 해소하여, 카드뮴을 포함한 수중의 중금속을 효과적으로 제거할 수 있는 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.
본 발명은 처리용량을 확보하면서, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리 등의 중금속 제거는 물론 수중의 클로로포름까지 제거 가능한 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.
본 발명은 정수기에 적용된 필터의 형상이나 배치 구조를 변경하지 않고, 기존의 정수기에 곧바로 적용 가능한 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.
본 발명은 이종의 필터를 하나의 필터하우징에 종방향으로 배치하여 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있는 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.
본 발명에 따른 정수기용 필터는, 유입구와 유출구가 구비된 필터 하우징과, 상기 필터 하우징 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정수하여 상기 유출구로 공급하는 필터모듈을 포함하되, 상기 필터모듈의 소재는, 수중의 중금속을 제거하기 위하여 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 카드뮴을 포함한 수중의 중금속을 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기 필터 모듈의 소재는, 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리 등의 중금속을 제거할 수 있다.
또한, 상기 필터모듈의 소재는 활성탄과 바인더를 더 포함할 수 있다. 이에 따르면, 수중의 클로로포름을 제거할 수 있고, 필터를 구성하는 소재의 결합이 더욱 용이하고 강성이 확보될 수 있다.
또한, 상기 필터는, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 활성탄 및 바인더를 혼합하여 제조된 중금속제거 필터 및 멤브레인 필터를 포함할 수 있다. 이에 따르면, 정수 과정이 복수의 필터에 의해 여러 번 진행되어, 중금속을 비롯한 각종 이물질의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있다.
또한, 상기 필터는, 활성탄 필터를 더 포함하고, 상기 활성탄 필터와 상기 멤브레인 필터는 하나의 필터 하우징 내에 수용되되, 상기 멤브레인 필터를 통과한 물이 상기 활성탄 필터를 통과하도록 일렬로 배치될 수 있다. 이에 따르면, 이종의 필터를 하나의 필터하우징에 종방향으로 배치하여 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 정수기의 슬림화를 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 카드뮴을 포함한 수중의 중금속을 확실히 제거할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 처리용량을 확보하면서, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리 등의 중금속 제거는 물론 수중의 클로로포름까지 제거 가능한 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 정수 과정이 복수의 필터에 의해 여러 번 진행되어, 중금속을 비롯한 각종 이물질의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 필터의 소재만을 변경하고, 정수기에 적용된 필터의 형상이나 배치 구조를 변경하지 않기 때문에, 기존의 정수기에 곧바로 적용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 이종의 필터를 하나의 필터하우징에 종방향으로 배치하여 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 정수기의 슬림화를 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 일례를 보인 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 배관 구성의 일례를 보인 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터를 구성하는 필터모듈을 개략적으로 보인 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터의 단면도,
도 5는 도 3의 필터모듈을 구성하는 오르토티탄산나트륨의 구조식을 보인 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터를 개략적으로 보인 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터의 중금속 제거 효과를 나타낸 테이블이다.
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 배관 구성의 일례를 보인 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터를 구성하는 필터모듈을 개략적으로 보인 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터의 단면도,
도 5는 도 3의 필터모듈을 구성하는 오르토티탄산나트륨의 구조식을 보인 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터를 개략적으로 보인 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터의 중금속 제거 효과를 나타낸 테이블이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하의 실시예에 첨부되는 도면은, 같은 발명 사상의 실시예이지만, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면별로 서로 다르게 표현될 수 있고, 도면에 따라서 특정 부분이 표시되지 않거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 정수기(10)는 외부 급수원으로부터 직접 공급되는 물을 정수한 후 냉각 또는 가열시켜 취출시키기 위한 것으로, 일례로, 직수형 냉온 정수기일 수 있다.
여기서, 직수형 정수기란 정수된 물이 저장되는 저수조가 없이 사용자의 정수 추출 동작시에 정수된 물이 추출되는 형태의 정수기를 말한다.
또한, 상기 정수기(10)는 다수의 패널의 결합에 의해 외형이 이루어질 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 정수기(10)는, 전면 외관을 형성하는 전면패널(11)과, 양 측면 외관을 형성하는 측면 패널(12)과, 상면 외관을 형성하는 상면 패널(13)과, 후면 외관을 형성하는 후면 패널, 및 하면 외관을 형성하는 베이스 패널의 결합에 의해 전체적으로 대략 육면체의 형태를 가질 수 있다. 그리고, 상기 패널들이 결합하여 형성된 내부 공간에는 정수를 위한 다수의 부품들이 장착된다.
또한, 상기 전면 패널(11)에는, 사용자가 상기 정수기(10)의 동작 명령을 입력함과 동시에, 상기 정수기(10)의 동작 상태를 표시하기 위한 조작표시부(14)가 구비된다.
상기 조작표시부(14)는, 다수의 버튼 또는 터치스크린의 형태로 제공되면서 각 버튼으로 빛의 조사가 가능하도록 형성된다. 즉, 사용자가 상기 조작 표시부(14)의 버튼을 가압하거나 터치하게 되면, 선택된 버튼에는 빛이 조사됨으로써 버튼의 선택 여부를 용이하게 인식할 수도 있으며, 표시부의 기능도 동시에 수행하게 된다.
상기 조작표시부(14)에는 취수하고자 하는 물의 종류 다시 말해, 냉수, 온수 또는 정수(상온수)를 선택하는 버튼과, 연속 출수를 위한 버튼 등이 제공되며, 온수의 전원 여부를 확인할 수 있는 버튼과 온수와 냉수의 온도를 표시하는 표시부가 제공된다.
물론, 상기 조작표시부(14)에는 부가적인 기능을 수행하기 위한 버튼이 더 포함될 수 있으며, 일부 버튼이 생략되는 구성도 가능할 것이다.
상기 조작표시부(14)의 하측에는 사용자가 정수된 물을 출수하기 위하여 조작 가능한 워터 슈트(15)가 구비된다. 상기 워터 슈트(15)는 사용자가 조작하여 정화된 물을 출수할 수 있도록 구비된다. 상기 워터 슈트(15)는 사용자가 정수된 물을 출수하기 위하여 물의 취출구를 개폐하는 기능을 하므로, 개폐장치 또는 개폐노즐 등으로 표현할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 워터 슈트(15)는, 사용자의 조작에 의해 상기 정수기(10)의 기능에 따라 정수, 냉수 또는 온수 등을 출수할 수 있도록 구성되며, 상기 워터 슈트(15)의 하측, 상세하게는 상기 전면 패널(11)의 전면 하단부에는 상기 워터 슈트(15)에서 낙하하는 물을 수용하기 위한 트레이가 구비된다.
상기 트레이는, 일정 정도의 내부 공간을 가지는 육면체의 형태로 이루어지면서, 상면에는 이물질을 걸러주기 위한 그릴 형태의 커버가 구비된다. 상기 트레이는 상기 전면 패널(11)의 전방으로 이동 가능하고, 이러한 이동에 의해 사용자는 높이를 가지는 물병 또는 하면이 넓은 용기에도 정수된 물을 담을 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 트레이에는 내부 공간에 수용되는 물의 수위를 확인하기 위한 부표가 더 구비되고, 이러한 부표를 확인함으로써 사용자는 상기 트레이에 수용되는 물을 비우는 시기를 인식할 수 있게 되어, 사용의 편의성이 향상되는 장점이 있다.
도시하고 있지 않지만, 상기 정수기(10)의 외형을 이루는 상기 패널들의 내부에는, 물을 냉각하기 위한 냉매 사이클과, 냉수 생성을 위한 냉수 생성 유닛 및 물을 가열하기 위한 온수 생성 유닛을 포함하는 다수의 구성 요소들이 수용된다.
상세히, 상기 정수기(10)는, 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키는 응축기와, 상기 응축기와 열교환하도록 하는 응축팬 중 적어도 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정수기(10)는, 급수원으로부터 공급되는 물에 포함된 이물질을 걸러주는 필터 어셈블리를 더 포함할 수 있다. 상기 필터 어셈블리는 카본 필터(carbon filter)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정수기(10)는, 상기 응축기로부터 토출되는 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변과, 상기 팽창변을 통과한 저온 저압의 2상 냉매가 흐르는 증발기(후술함)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정수기(10)는, 상기 증발기 및 냉수가 흐르는 냉수 배관(후술함)을 포함하는 냉수 생성 유닛(후술함)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 정수기(10)는 급수되는 물을 설정 온도로 가열하기 위한 온수 히터를 더 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 배관 구성의 일례를 보인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 급수원(S)으로부터 상기 정수기(10)의 워터 슈트(15)에 이르기까지 급수 라인(L)이 형성되며, 상기 급수 라인(L)에는 각종 밸브와 정수 부품이 연결될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 급수 라인(L)은, 상기 급수원(S), 예컨대 가정의 수도꼭지 등에 연결되고, 상기 급수 라인(L)의 어느 지점에는 필터 어셈블리(17)가 배치되어, 상기 급수원(S)으로부터 공급되는 음용수에 포함된 이물질이 여과된다.
또한, 상기 필터 어셈블리(17)의 출구단에 연결되는 급수 라인(L)에는 급수 밸브(61)와 유량 센서(70)가 순차적으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 유량 센서(70)에 의하여 감지되는 공급량이 설정 유량에 도달하면 상기 급수 밸브(61)가 폐쇄되도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 유량 센서(70)의 출구단에서 연장되는 급수 라인(L)의 어느 지점에서 온수 공급용 급수 라인(L1)과, 냉수 공급용 급수 라인(L3) 및 냉각수 공급용 급수 라인(L2)이 분지될 수 있다.
또한, 상기 유량 센서(70)의 출구단에서 연장되는 급수 라인(L)의 단부에는 정수 출수 밸브(66)가 장착되고, 상기 온수 공급용 급수 라인(L1)의 단부에는 온수 출수 밸브(64)가 장착될 수 있다. 그리고, 상기 냉수 공급용 급수 라인(L3)의 단부에는 냉수 출수 밸브(65)가 장착될 수 있고, 상기 냉각수 공급용 급수라인(L2)의 어느 지점에는 냉각수 밸브(63)가 장착될 수 있다. 상기 냉각수 밸브(63)는 냉수 생성 유닛(20)으로 공급되는 냉각수의 양을 조절한다.
또한, 상기 온수 출수 밸브(64)와, 상기 냉수 출수 밸브(65) 및 상기 정수 출수 밸브(66)의 출구단에서 연장되는 급수 라인은 모두 상기 워터 슈트(15)에 연결된다. 그리고, 도시된 바와 같이, 상기 정수, 냉수 및 온수가 단일의 취출구에 연결되도록 구성될 수도 있고, 경우에 따라서는 독립된 취출구들에 각각 연결되도록 구성될 수도 있다.
이하, 냉수 및 온수 공급과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 냉수의 경우, 냉각수 밸브(63)가 열려 냉수 생성 유닛(20)으로 냉각수가 공급되면, 냉수 생성 유닛(20)을 통과하는 냉수 공급용 급수 라인(L3)의 물이 냉각수에 의해 냉각되면서 냉수가 생성된다.
이때, 상기 냉각수 공급용 급수라인(L2)에는 냉각수를 냉각시키는 냉매 사이클을 구비할 수 있다. 상기 냉매 사이클은 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기 등을 포함할 수 있다.
이후, 조작표시부의 냉수선택 버튼을 눌러 상기 냉수 출수 밸브(65)가 개방되면 상기 워터 슈트(15)를 통하여 냉수가 취출될 수 있다.
한편, 온수의 경우, 온수 공급용 급수 라인(L1)을 따라 흐르는 물이 온수 히터(30)에 의해 가열되면서 온수가 생성되고, 상기 조작표시부의 온수선택 버튼을 눌러 상기 온수 출수 밸브(64)가 개방되면 상기 워터 슈트(15)를 통하여 온수가 취출될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 원수로부터 정수를 생성하기 위하여 적어도 하나 이상의 정수기 필터를 포함한다. 상기 정수기 필터에 대해서는 후술된 설명을 참조하기로 한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터를 구성하는 필터모듈을 개략적으로 보인 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터의 단면도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터는 필터하우징(110)과 필터모듈(120)을 포함한다.
먼저, 필터하우징(110)은 유입구(111)와 유출구(112)를 포함하여 이루어진다. 즉, 유입구(111)를 통해 정수가 필요한 물이 유입되고, 유출구(112)를 통해 정수가 완료된 물이 토출된다. 따라서, 물은 유입구(111)와 유출구(112) 사이를 유동하면서 그 사이에 배치된 필터모듈(120)에 의해 정수된다.
또한, 상기 필터 하우징(110)은 내부에 필터모듈(120)이 수용되는 공간부를 형성하고, 유입구(111) 및 유출구(112)가 형성된 상부캡(113)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 필터 하우징(110)의 공간부는 상기 상부캡(113)의 유입구(111) 및 유출구(112)를 통해 외부와 연통이 가능하다.
상기와 같이 상부캡(113)이 구비되면, 상부캡(113)을 열고 필터 하우징(110)의 공간부에 필터모듈(120)을 손쉽게 장착할 수 있고, 필터 하우징(110)에 수용된 필터모듈(120)을 손쉽게 교체할 수도 있다.
상기 유입구(111)를 통해서 필터하우징(110)의 내부로 유입된 물은 필터모듈(120)을 거치면서 정화될 수 있다. 즉, 수돗물 등의 원수에 포함된 이물질(예를 들어, 중금속) 등이 상기 필터모듈(120)을 통과하면서 제거될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 수중 중금속 제거 효과가 탁월한 정수기용 필터 및 이를 구비한 정수기를 제공할 수 있다.
이를 위하여, 상기 필터모듈(120)의 소재는 티타늄산화물을 포함한다. 상기 티타늄산화물을 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 필터모듈(120)은 전단과 후단의 압력 차이에 의해 물이 관통되는 필터모듈임이 바람직하다. 이 경우, 하나의 유입구(111)를 통해 필터 하우징(110) 내부로 유입되는 물은 필터모듈(120)을 통과하면서 정화되고, 하나의 유출구(112)를 통해 필터 하우징(110)의 외부로 유출될 수 있고, 이에 따라, 중금속 제거 효과와 함께 충분한 유량을 확보하는 것이 가능하다.
도 5는 도 3의 필터모듈을 구성하는 오르토티탄산나트륨의 구조식을 보인 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식(1)과 같은 작용기를 포함할 수 있다.
즉, 복수의 산소(O)가 각각 나트륨(Na)과 결합하고, 각각의 산소(O)가 하나의 티타늄(Ti)과 공유결합하는 작용기를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식(2)와 같은 화학 반응식을 통해 수중 중금속을 제거할 수 있다.
Na4TiO4 + 2Me++ → Me2TiO4 + 4Na+ (2)
상기 식(2)에서 'Me'는 중금속을 의미하고, 중금속은 수용성 화합물의 형태로 물에 녹아있는 상태이다.
상기와 같은 수용성 중금속 화합물과 상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)의 화학 반응을 통해, 중금속(Me)이 제거된 정수는 유출구(112)를 통해 필터 하우징(110)의 외부로 토출된다.
일례로, 상기 'Me'는 카드뮴(Cd)이 해당될 수 있다.
상기의 경우, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식(3)과 같은 화학 반응식을 통해 수중 카드뮴(Cd)을 제거할 수 있다.
Na4TiO4 + 2Cd++ → Cd2TiO4 + 4Na+ (3)
상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 입상(granule) 또는 분말(powder)형태로 형성될 수 있으며, 상기 필터모듈(120)에 충진될 수 있다. 따라서, 중금속이 녹아 있는 물이 상기 필터모듈(120)을 거치면, 중금속이 제거될 수 있다.
또한, 상기 필터모듈(120)의 소재는 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 하기 식(4)와 같은 작용기를 포함할 수 있다.
즉, 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 복수 개의 철(Fe)이 각각 수산화기(-OH)와 이온 결합을 하고, 각각의 철(Fe)이 하나의 산소(O)와 이온 결합 또는 공유 결합하는 작용기를 포함할 수 있다.
이러한 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물의 일례로, 랑세스(LanXess)사에서 제공되는 상표명 '베이옥사이드 E 33'이 사용될 수 있다.
상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 하기 식(5)와 같은 화학반응을 통해 수중 중금속을 제거할 수 있다.
여기서 A는 중금속을 의미하여, 중금속은 수용성 화합물 형태로 물에 녹아 있을 수 있다.
상기와 같이, 수용성 중금속 화합물과 상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물이 화학 반응을 하면, 물과 수산화 이온이 발생 된다. 아울러, 중금속(A)은 상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물과 강한 이온 결합 또는 공유 결합을 하게 된다. 따라서, 제거된 중금속(A)이 다시 물에 녹는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 필터 모듈(120)을 통해 중금속(A)이 제거된 정수는 유출구(112)를 통해 필터하우징(110) 외부로 토출된다.
상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 입상(granule) 또는 분말(powder)형태로 형성될 수 있으며, 상기 필터모듈(120)에 충진될 수 있다. 따라서, 중금속이 녹아 있는 물이 상기 필터모듈(120)을 거치면, 중금속이 제거될 수 있다.
또한, 상기 필터모듈(120)은 활성탄과 바인더를 더 포함할 수 있다.
상기 활성탄은 입상 또는 분말의 형태로 포함될 수 있다. 상기와 같이 필터모듈(120)에 활성탄을 포함할 경우, 필터모듈(120)은 수중의 중금속을 제거함과 동시에 수중의 잔류 염소 성분까지 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 물맛 또한 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 활성탄에 의해 수중의 클로로포름(CHCL3) 또한 효과적으로 제거될 수 있다.
한편, 바인더는 활성탄과 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 또는 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 서로 연결하고, 강성을 부여하기 위해 혼합된다. 상기 바인더의 구성으로, 활성탄과 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 강성을 갖는 필터 형태로 가공될 수 있다. 상기 바인더는 폴리에틸렌으로 구비될 수 있다.
일례로, 상기 필터모듈(120)은 전술한 소재들은 균일하게 섞은 후 금형에 넣어 가열함으로써 형성될 수 있다. 금형 내에서 가열에 의해 바인더, 예를 들어 폴리에틸렌이 용융되어 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4), 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물, 활성탄이 폴리에틸렌에 결합된다. 따라서, 전체적으로 강성을 갖는 블럭형태의 필터모듈(120)이 형성될 수 있다.
일반적으로 정수기에는, 수중의 중금속 및 각종 이물질을 제거하기 위해 여러 개의 필터가 이미 설치되어 있으며, 필터가 여러 개 설치되면, 정수 성능은 확보될 수 있지만, 정수 유량이 감소할 수 밖에 없다.
또한, 기존의 정수기에는 필터를 설치할 공간이 한정되어 있어, 새로운 필터를 추가하는 것이 용이하지 않으며, 정수기에 설치된 각각의 필터(예를 들어, 활성탄 필터)는 기본적으로 정수 성능을 향상시키기 위한 개별적인 기능을 구비하므로, 새로운 필터의 추가를 위해 기존의 필터를 생략하는 것도 바람직하지 않다.
하지만, 본 발명의 경우, 활성탄에 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 또는 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 혼합하여 중금속 제거필터(100)를 구성할 수 있다.
따라서, 기존에 정수기에 설치된 활성탄 필터로서의 고유 기능 및 효과는 유지하면서, 필터의 개수 증가 없이 수중의 중금속까지 제거할 수 있게 된다. 또한, 필터의 개수가 증가되지 않기 때문에 정수 유량 감소를 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터를 개략적으로 보인 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 정수기용 필터는 복수 구비되어 필터 어셈블리(17)를 이룰 수 있다.
일례로, 상기 필터 어셈블리(17)는, 상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 활성탄 및 바인더를 혼합하여 제조된 중금속제거 필터(100)를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 중금속제거필터(100)는 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 더 더 포함할 수 있다.
즉, 중금속제거필터(100)는 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 활성탄 및 바인더를 혼합하여 제조되거나, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물과 활성탄 및 바인더를 혼합하여 제조할 수 있다.
본 실시예에서, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 필터모듈(120)의 10 중량% 내지 30 중량% 혼합될 수 있다.
이때, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 수산화산화철(FeOOH)의 비율이 30 중량% 보다 커지면, 중금속 제거 성능은 증가되지만, 정수 유량이 감소될 수 있다. 반면, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 수산화산화철(FeOOH)의 비율이 10 중량% 보다 작아지면, 정수 유량은 증가되지만, 중금속 제거 성능을 감소될 수 있다.
따라서, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 필터모듈(120)의 10 중량% 내지 30 중량% 혼합됨이 바람직하다.
또한, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 수산화산화철(FeOOH)의 비율은 정수가 진행될 물에 포함된 중금속의 종류 및 비율에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
일례로, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 수산화산화철(FeOOH)은 3:7의 비율로 혼합될 수 있다.
또한, 활성탄은 필터모듈(120)의 33 중량% 내지 53 중량% 혼합될 수 있다.
이때, 활성탄의 비율이 53 중량% 보다 커지면, 중금속 제거 성능의 확보가 어렵게 되고, 활성탄의 비율이 33 중량% 보다 작아지면, 수중의 클로로포름 및 염소 성분 등의 제거가 어렵기 때문에, 활성탄은 필터모듈(120)의 33 중량% 내지 53 중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 필터모듈(120)의 10 중량% 내지 30 중량% 혼합되고, 활성탄이 33 중량% 내지 53 중량% 혼합될 경우, 바인더 17 중량% 내지 37 중량% 혼합될 수 있다.
이때, 바인더의 혼합률이 17 중량% 보다 작아지면, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 및 활성탄의 결합이 제대로 이루어지지 않거나 제작된 필터모듈(120)의 강성을 확보하기 어렵고, 바인더의 혼합률이 37 중량%를 초과할 경우, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 및 활성탄의 비율이 지나치게 낮아서 필터역할을 제대로 수행하기 어렵기 때문에, 바인더는 17 중량% 내지 37 중량% 혼합되는 것이 바람직하다.
이 밖에도, 전술한 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4), 수산화산화철(FeOOH), 바인더, 활성탄의 혼합 비율은 정수 용량이 어느 정도 확보되고, 수중의 중금속, 클로로포름 등이 안전하게 제거될 수 있는 범위에서 다양하게 조절될 수 있다.
또한, 상기 필터 어셈블리(17)는, 멤브레인필터(200) 및 활성탄 필터(300)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 멤브레인필터(200)가 추가적으로 구비되면, 역삼투막을 적용하여 수중의 중금속, 이온성 물질 그리고 미생물을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 상기와 같이 활성탄 필터(300)가 추가적으로 구비되면, 필터 어셈블리(17)로 유입된 물이 중금속제거필터(100), 멤브레인필터(200) 및 활성탄필터(300)를 거치면서, 여러 번 정수가 이루어져, 중금속을 비롯한 각종 이물질의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있는 효과가 있다.
특히, 추가로 구비된 활성탄 필터(300)에 의해, 수중의 염소 성분 및 클로로포름(CHCL3)의 제거가 보다 확실히 이루어질 수 있다.
본 실시예에서, 상기 필터 어셈블리(17)는, 상기 활성탄 필터(300)와 상기 멤브레인 필터(200)는 하나의 필터 하우징 내에 수용될 수 있다. 이때, 상기 멤브레인필터(200)와 활성탄 필터(300)는 멤브레인 필터(200)를 통과한 물이 상기 활성탄 필터(300)를 통과하도록 일렬로 배치될 수 있다.
상기와 같이, 활성탄 필터(300)와 상기 멤브레인 필터(200)가 하나의 필터하우징에 일렬로 배치되면, 여과 효율은 높이면서, 정수 유량은 유지할 수 있다.
또한, 정수기에 형성된 필터 설치공간을 확장할 필요없이, 기존의 필터를 단순 교체하는 작업 만으로, 곧바로 적용할 수 있다.
또한, 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 정수기의 슬림화를 구현할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 정수기 필터의 중금속 제거효과에 대해 설명한다.
먼저, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 수산화산화철(FeOOH)에 따른 중금속 제거효과를 실험하기 위해 다음과 같은 두 가지 혼합 비율로 중금속 제거필터를 제작하였다.
<실시예 1>
일례로, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 5.7g과, 수산화산화철(FeOOH) 13.3g과, 바인더 31.7g과, 활성탄 44.3g을 혼합하여 95g의 중금속제거필터(100)를 제작하였다.
<실시예 2>
다른 예로, 수산화산화철(FeOOH) 19g과, 바인더 31.7g과, 활성탄 44.3g을 혼합하여 95g의 중금속제거필터를 제작하였다.
이후, 상기 <실시예 1>에 따른 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)을 포함하는 중금속 제거필터(100)에 물을 통과시켜본 자체 실험 결과, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리, 카드뮴이 제거됨을 확인할 수 있었다.
아울러, 완벽하진 않지만, 망간, 아연까지 일부 제거되는 것을 확인할 수 있었다.
반면, <실시예 2>에 따른 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)을 미포함하는 중금속 제거필터에 물을 통과시켜본 자체 실험 결과, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리가 제거됨을 확인할 수 있었다.
즉, 수산화산화철(FeOOH)에 의해 수중의 대부분의 중금속은 제거될 수 있으나, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)을 포함하는 중금속 제거필터(100)의 경우, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)을 미포함하는 중금속 제거필터와 비교했을 때, 카드뮴(Cd)이 추가적으로 제거되는 효과가 있었다.
Claims (12)
- 유입구와 유출구가 구비된 필터 하우징;
상기 필터 하우징 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정수하여 상기 유출구로 공급하는 필터모듈을 포함하되,
상기 필터모듈의 소재는, 전체중량의 17 ~ 37% 비율로 혼합된 폴리에틸렌에 의해, 티타늄산화물과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물 및 활성탄이 결합되고,
상기 티타늄산화물은, 수중 중금속을 제거하기 위해 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)으로 구비되며,
상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식 (2)
Na4TiO4 + 2Me++ → Me2TiO4 + 4Na+ (2)
에 따른 화학 반응을 통해 수중 중금속(Me)을 제거하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 오르토티탄산나트륨(sodium orthotitanate)(Na4TiO4)은 하기 식 (1)
(1)
의 작용기를 갖는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은,
수중의 카드뮴(Cd)을 제거하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 제 1항에 있어서,
상기 필터모듈은:
상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물과 활성탄 및 폴리에틸렌을 혼합하여 제조된 중금속제거 필터;및
멤브레인 필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 제 6항에 있어서,
상기 중금속제거필터는:
오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물 10 중량% 내지 30 중량%와,
활성탄 33 중량% 내지 53 중량%와,
폴리에틸렌 17 중량% 내지 37 중량%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 제 6항에 있어서,
상기 필터는, 활성탄 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 제 8항에 있어서,
상기 활성탄 필터와 상기 멤브레인 필터는 하나의 필터 하우징 내에 수용되되, 상기 멤브레인 필터를 통과한 물이 상기 활성탄 필터를 통과하도록 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
- 원수로부터 정수를 생성하기 위하여 적어도 하나 이상의 정수기 필터를 포함하는 정수기에 있어서,
상기 정수기 필터는, 제1항, 제3항, 제5항 내지 제9항 중 선택된 어느 한 항의 정수기용 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정수기.
- 삭제
- 삭제
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Families Citing this family (27)
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|---|---|---|---|---|
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| USD966768S1 (en) * | 2020-08-05 | 2022-10-18 | Ovio Corporation | Drinking water purifier |
| USD973836S1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-12-27 | Youngone Corporation | Water purifier |
| USD977609S1 (en) * | 2021-01-13 | 2023-02-07 | Coway Co., Ltd. | Water purifier |
| USD981529S1 (en) * | 2021-05-28 | 2023-03-21 | Merck Patent Gmbh | Water purifier |
| USD969961S1 (en) * | 2021-06-24 | 2022-11-15 | Dart Industries Inc. | Water treatment device |
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| USD1025287S1 (en) * | 2021-09-08 | 2024-04-30 | Ceragem Co., Ltd. | Water purifier |
| USD1032271S1 (en) * | 2021-11-02 | 2024-06-25 | Michael John Evans Churchill | Kombucha brewing device |
| USD1031920S1 (en) * | 2022-02-07 | 2024-06-18 | Coway Co., Ltd. | Water purifier |
| USD1030950S1 (en) * | 2022-04-21 | 2024-06-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Water purifier |
| USD1031921S1 (en) * | 2022-04-21 | 2024-06-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Water purifier |
| USD1030951S1 (en) * | 2022-05-12 | 2024-06-11 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Water purifier |
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| USD983609S1 (en) * | 2022-07-01 | 2023-04-18 | Brio Water Technology, Inc. | Dispenser |
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Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
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| US6630016B2 (en) * | 2002-01-31 | 2003-10-07 | Koslow Technologies Corp. | Microporous filter media, filtration systems containing same, and methods of making and using |
| FI20055072A0 (fi) * | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Kemira Oyj | Koostumuksia ja menetelmiä aineiden poistamiseksi vesiliuoksista |
| MX2011000356A (es) * | 2008-07-09 | 2011-02-25 | Pur Water Purification Prod | Filtros de agua de multiples etapas. |
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| KR20150007128A (ko) * | 2013-07-10 | 2015-01-20 | 엘지전자 주식회사 | 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기 |
-
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-
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Non-Patent Citations (1)
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| Sounthararajah et al., Adsorptive removal of heavy metals from water using sodium titanate nanofibres loaded onto GAC in fixed-bed columns. J. of Hazardous Materials 287(2015) 306-316 (2015.02.02.)* |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023158184A1 (ko) * | 2022-02-15 | 2023-08-24 | 엘지전자 주식회사 | 정수기 및 이를 위한 필터모듈 |
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