KR102304266B1 - filter for water purifier and water purifier using thereof - 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 필터모듈은, 수산화철(Ferric Hydroxide), 사산화티타늄(Titanate), 제올라이트(Zeolite), 이산화티타늄(Titanium dioxide), 음이온 교환수지 중, 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여, 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 아연(Zn)을 포함한 수중의 중금속 11종을 제거할 수 있다.The filter for a water purifier according to the present invention and a water purifier including the same include a filter housing having an inlet and an outlet, and a filter module provided in the filter housing to purify water introduced through the inlet and supply it to the outlet. , The filter module includes at least one selected from among iron hydroxide (Ferric Hydroxide), titanium tetraoxide (Titanate), zeolite (Zeolite), titanium dioxide (Titanium dioxide), anion exchange resin, cadmium (Cd), manganese 11 kinds of heavy metals in water including (Mn) and zinc (Zn) can be removed.
Description
본 발명은 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다.The present invention relates to a filter for a water purifier and a water purifier including the same.
정수기는 수돗물이나 지하수와 같은 원수를 정수하는 장치를 말한다. 즉, 다양한 정수방법을 통하여 원수를 음용수로 전화하여 제공하기 위한 장치를 말한다.A water purifier refers to a device that purifies raw water such as tap water or groundwater. That is, it refers to a device for converting raw water into drinking water through various purification methods and providing it.
정수를 생성하기 위해서는, 침전, 여과 그리고 살균 등의 과정을 거칠 수 있으며, 이러한 과정 등을 통해 유해 물질이 제거됨이 일반적이다.In order to generate purified water, processes such as precipitation, filtration, and sterilization may be performed, and harmful substances are generally removed through these processes.
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.In general, a water purifier may be provided with various filters to purify raw water. These filters may be classified into a sediment filter, an activated carbon filter, a UF hollow fiber membrane filter, an RO membrane filter, and the like according to their functions.
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.The sediment filter can be called a filter for precipitating contaminants or suspended matter having large particles in raw water, and the activated carbon filter is a filter for adsorbing and removing contaminants with small particles, residual chlorine, volatile organic compounds or odor generating factors. can
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. In addition, the activated carbon filter may generally be provided with two. That is, it may be provided with a pre-activated carbon filter provided on the raw water side and a post-activated carbon filter provided on the purified water side. The post activated carbon filter may be provided to improve the taste of water by removing odor-causing substances that mainly affect the taste of purified water.
또한, UF 중공사막 필터와 RO 멤브레인 필터는 양자가 선택적으로 사용됨이 일반적이다.In addition, the UF hollow fiber membrane filter and the RO membrane filter are generally used selectively.
최근 정수기의 수요가 현저히 증가되고 있다. 따라서, 다양한 요구 조건이 발생되고 이를 동시에 만족시키기 어려운 문제가 있다.Recently, the demand for water purifiers has increased significantly. Therefore, there is a problem that various requirements are generated and it is difficult to satisfy them at the same time.
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.As an example, it is possible to remove heavy metals by applying the RO membrane filter, but there is a problem in that it is difficult to secure the purified water flow rate. That is, there is a problem in that it takes a lot of time to obtain a desired amount of purified water.
반면, UF 중공사막 필터의 경우, 고유량 확보는 가능하나, 수중의 중금속 제거가 어렵기 때문에 지하수 또는 오염 지역의 수돗물을 원수로 사용하기 어려운 문제가 있다.On the other hand, in the case of the UF hollow fiber membrane filter, it is possible to secure a high flow rate, but since it is difficult to remove heavy metals in water, there is a problem in that it is difficult to use groundwater or tap water from a contaminated area as raw water.
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.Therefore, removal of heavy metals and securing high flow rates were inevitably recognized as contradictory problems. This is because it is difficult to secure high flow when using an RO membrane filter to remove heavy metals, and it is difficult to remove heavy metals when using a UF hollow fiber membrane filter to secure high flow.
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.In addition, in the conventional case, among heavy metals in water, arsenic (As), selenium (Se), lead (Pb), aluminum (Al), mercury (Hg), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu) A heavy metal removal filter has been manufactured with the main purpose of removing a total of 8 types including.
그러나, 최근에는 상기 8종은 물론, 수중의 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 아연(Zn)을 포함한 11종의 제거까지 필요한 상황에 놓였다.However, in recent years, as well as the above 8 types, removal of 11 types including cadmium (Cd), manganese (Mn), and zinc (Zn) in water is required.
하지만, 종래 정수기 필터의 경우, 고유량을 확보하면서, 상기 8종의 중금속을 완벽하게 제거하기에 역부족인 것은 물론, 수중의 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 아연(Zn) 등의 제거가 전혀 이루어지지 않고 있는 문제가 있다. However, in the case of a conventional water purifier filter, it is not sufficient to completely remove the eight kinds of heavy metals while ensuring a high flow rate, and the removal of cadmium (Cd), manganese (Mn), zinc (Zn), etc. There is a problem that is not being done at all.
본 발명은 상기되는 문제를 해소하여, 수중의 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 아연(Zn)을 포함한 수중의 중금속을 효과적으로 제거할 수 있는 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.The present invention solves the above problems, and proposes a filter for a water purifier capable of effectively removing heavy metals in water including cadmium (Cd), manganese (Mn) and zinc (Zn) in water and a water purifier including the same.
본 발명은 처리용량을 확보하면서, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리 등의 중금속 제거가 가능한 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.The present invention proposes a filter for a water purifier capable of removing heavy metals such as lead, mercury, arsenic, serenium, iron, chromium, aluminum, copper, etc. in water while securing a treatment capacity, and a water purifier including the same.
본 발명은 최소 11종의 중금속을 제거할 수 있는 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.The present invention proposes a filter for a water purifier capable of removing at least 11 kinds of heavy metals and a water purifier including the same.
본 발명은 정수기에 적용된 필터의 형상이나 배치 구조를 변경하지 않고, 기존의 정수기에 곧바로 적용 가능한 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.The present invention proposes a filter for a water purifier that can be directly applied to an existing water purifier without changing the shape or arrangement structure of the filter applied to the water purifier, and a water purifier including the same.
본 발명은 이종의 필터를 하나의 필터하우징에 종방향으로 배치하여 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있는 정수기용 필터 및 이를 포함하는 정수기를 제안한다.The present invention proposes a filter for a water purifier that can increase space utilization by reducing the volume of the filter by arranging heterogeneous filters in one filter housing in the longitudinal direction, and a water purifier including the same.
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 필터모듈은, 수산화철(Ferric Hydroxide), 사산화티타늄(Titanate), 제올라이트(Zeolite), 이산화티타늄(Titanium dioxide), 음이온 교환수지 중, 선택된 적어도 어느 하나를 포함한다.The filter for a water purifier according to the present invention includes a filter housing having an inlet and an outlet, and a filter module provided in the filter housing to purify water introduced through the inlet and supply it to the outlet, the filter module silver, iron hydroxide, titanium tetraoxide, zeolite, titanium dioxide, and an anion exchange resin, at least one selected from among.
또한, 상기 필터는, 중공관 형태의 카본블럭이 내장된 프리카본필터 및 복수의 중공사막이 내장된 중공사막필터(UF필터)로 구비된다.In addition, the filter is provided with a hollow fiber membrane filter (UF filter) having a built-in carbon block in the form of a hollow tube and a plurality of hollow fiber membranes.
또한, 상기 프리카본필터는, 상기 카본블럭의 외측을 감싸는 음이온 교환수지 부직포를 더 포함한다. In addition, the free carbon filter further includes an anion exchange resin nonwoven fabric surrounding the outside of the carbon block.
또한, 상기 음이온 교환수지 부직포는, 적어도 3겹 이상 구비된다. In addition, the anion exchange resin nonwoven fabric is provided with at least three layers.
또한, 상기 프리카본필터는, 상기 카본블럭의 중공부에 충진된 제올라이트 입자를 더 포함한다. In addition, the free carbon filter further includes zeolite particles filled in the hollow portion of the carbon block.
또한, 상기 제올라이트는, 이상화망간이 코팅된 상태이다. In addition, the zeolite is in a state in which the manganese oxide is coated.
또한, 상기 제올라이트 입자는, 상기 카본블럭의 중량 대비 10-12% 충진된다.In addition, the zeolite particles are filled by 10-12% based on the weight of the carbon block.
또한, 상기 카본블럭은, 활성탄과 수산화철과 사산화티타늄 및 바인더를 혼합하여 제조된다. In addition, the carbon block is prepared by mixing activated carbon, iron hydroxide, titanium tetraoxide and a binder.
또한, 상기 카본블럭은, 수산화철 20-30 중량%, 사산화티타늄 25-30 중량%, 활성탄 15-20 중량%, 바인더 24-28 중량%를 혼합하여 제조된다.In addition, the carbon block is prepared by mixing 20-30 wt% of iron hydroxide, 25-30 wt% of titanium tetraoxide, 15-20 wt% of activated carbon, and 24-28 wt% of a binder.
또한, 상기 중공사막필터(UF필터)에는, 이산화 티타늄 입자가 내장된다. In addition, titanium dioxide particles are embedded in the hollow fiber membrane filter (UF filter).
또한, 상기 필터는, 상기 프리카본필터 및 중공사막 필터를 경유한 물이 통과되게 중공관 형태의 카본블럭이 내장된 포스트카본필터를 더 포함한다. In addition, the filter further includes a post-carbon filter having a carbon block in the form of a hollow tube so that water passing through the pre-carbon filter and the hollow fiber membrane filter passes.
또한, 상기 포스트카본필터와 상기 중공사막 필터는 하나의 필터 하우징 내에 일렬로 배치된다. In addition, the post-carbon filter and the hollow fiber membrane filter are arranged in a line in one filter housing.
본 발명에 따르면, 수중의 카드뮴(Cd), 망간(Mn), 아연(Zn)을 포함한 수중의 중금속을 확실히 제거할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of reliably removing heavy metals in water including cadmium (Cd), manganese (Mn) and zinc (Zn) in water.
본 발명에 따르면, 처리용량을 확보하면서, 수중의 납, 수은, 비소, 세레늄, 철, 크롬, 알루미늄, 구리 등의 중금속을 제거할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, there is an effect of removing heavy metals such as lead, mercury, arsenic, serenium, iron, chromium, aluminum, and copper in water while securing the treatment capacity.
본 발명에 따르면, 최소 11종의 중금속을 제거할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect that can remove at least 11 kinds of heavy metals.
본 발명에 따르면, 정수 과정이 복수의 필터에 의해 여러 번 진행되어, 중금속을 비롯한 각종 이물질의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, the water purification process is performed several times by a plurality of filters, and there is an effect that the removal of various foreign substances including heavy metals can be performed more reliably.
본 발명에 따르면, 필터의 소재만을 변경하고, 정수기에 적용된 필터의 형상이나 배치 구조를 변경하지 않기 때문에, 기존의 정수기에 곧바로 적용할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since only the material of the filter is changed and the shape or arrangement structure of the filter applied to the water purifier is not changed, there is an effect that can be directly applied to the existing water purifier.
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. According to the present invention, space utilization can be increased by arranging heterogeneous filters in one filter housing in the longitudinal direction to reduce the volume of the filter, and furthermore, there is an effect that the water purifier can be slimmed down.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 일례를 보인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 배관 구성의 일례를 보인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일부 구성요소인 필터 어셈블리를 개념적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일부 구성요소인 프리카본필터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 프리카본필터를 구성하는 카본블럭을 개략적으로 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일부 구성요소인 복합필터의 단면도이다.
도 7은 수중의 카드뮴이 제거되는 매커니즘을 보인 도면이다.
도 8은 음이온 교환수지에서 크롬(Cr) 및 세레늄(Se)이 제거되는 매커니즘을 도시한 그림이다.
도 9 내지 도 11은 티타늄 산화물에 의해 수중의 아연, 망간, 구리가 제거되는 메커니즘을 보인 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터의 중금속 제거 효과를 나타낸 테이블이다.1 is a perspective view showing an example of a water purifier according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a piping configuration of the water purifier shown in FIG. 1 .
3 is a view conceptually showing a filter assembly, which is a part of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a pre-carbon filter, which is a component of the present invention.
5 is a view schematically showing a carbon block constituting a pre-carbon filter, which is a part of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a composite filter, which is a component of the present invention.
7 is a view showing a mechanism by which cadmium in water is removed.
8 is a diagram illustrating a mechanism in which chromium (Cr) and serenium (Se) are removed from an anion exchange resin.
9 to 11 are views showing a mechanism in which zinc, manganese, and copper in water are removed by titanium oxide.
12 is a table showing a heavy metal removal effect of a filter for a water purifier according to an embodiment of the present invention.
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. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented below, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may change other embodiments included within the scope of the same spirit by adding, changing, deleting, and adding components. It will be easy to implement, but this will also be included within the scope of the present invention.
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. The drawings accompanying the following embodiments are embodiments of the same inventive idea, but within the scope that the inventive idea is not damaged, in order to be easily understood, the representation of minute parts may be expressed differently for each drawing. and a specific part may not be indicated according to the drawings, or may be exaggerated according to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 사시도이다.1 is a perspective view of a water purifier according to an embodiment of the present invention.
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. Referring to FIG. 1 , the
여기서, 직수형 정수기란 정수된 물이 저장되는 저수조가 없이 사용자의 정수 추출 동작시에 정수된 물이 추출되는 형태의 정수기를 말한다.Here, the direct water purifier refers to a type of water purifier in which purified water is extracted during a user's purified water extraction operation without a storage tank in which purified water is stored.
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.In addition, the
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.In addition, the front panel 11 is provided with an operation display unit 14 for displaying an operation state of the
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.The operation display unit 14 is provided in the form of a plurality of buttons or a touch screen, and is formed so that light can be irradiated to each button. That is, when the user presses or touches the button of the operation display unit 14 , light is irradiated to the selected button, so that it can be easily recognized whether the button is selected, and the function of the display unit is also performed at the same time.
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.The operation display unit 14 is provided with a button for selecting the type of water to be taken, that is, cold water, hot water, or purified water (room temperature water), a button for continuous water dispensing, etc. and a display unit for displaying the temperature of the cold water is provided.
물론, 상기 조작표시부(14)에는 부가적인 기능을 수행하기 위한 버튼이 더 포함될 수 있으며, 일부 버튼이 생략되는 구성도 가능할 것이다.Of course, the operation display unit 14 may further include a button for performing an additional function, and a configuration in which some buttons are omitted may be possible.
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.A
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.The
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.The tray is formed in the form of a hexahedron having a certain amount of internal space, and a grill-shaped cover for filtering foreign substances is provided on the upper surface of the tray. The tray is movable in the front of the front panel 11, and by this movement, a user can store purified water in a water bottle having a height or a container having a wide bottom.
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.And, the tray is further provided with a buoy for checking the level of water accommodated in the inner space, and by checking this buoy, the user can recognize the time to empty the water accommodated in the tray, and the convenience of use is improved has the advantage of being
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.Although not shown, inside the panels constituting the outer shape of the
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.In detail, the
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.In addition, the
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.In addition, the
또한, 상기 정수기(10)는, 상기 증발기 및 냉수가 흐르는 냉수 배관(후술함)을 포함하는 냉수 생성 유닛(후술함)을 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 정수기(10)는 급수되는 물을 설정 온도로 가열하기 위한 온수 히터를 더 포함할 수 있다.In addition, the
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 배관 구성의 일례를 보인 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a piping configuration of the water purifier shown in FIG. 1 .
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.Referring to FIG. 2 , a water supply line L is formed from the water supply source S to the
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.More specifically, the water supply line (L) is connected to the water supply source (S), for example, a domestic faucet, and a
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.In addition, the
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.In addition, at any point of the water supply line (L) extending from the outlet end of the
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.In addition, a purified
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.In addition, the hot
이하, 냉수 및 온수 공급과정에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the cold water and hot water supply process will be described.
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.First, in the case of cold water, when the cooling water valve 63 is opened and cooling water is supplied to the cold
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. In this case, the cooling water supply line L2 may include a refrigerant cycle for cooling the cooling water. The refrigerant cycle may include a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, and the like.
이후, 조작표시부의 냉수선택 버튼을 눌러 상기 냉수 출수 밸브(65)가 개방되면 상기 워터 슈트(15)를 통하여 냉수가 취출될 수 있다.Thereafter, when the cold
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.On the other hand, in the case of hot water, hot water is generated while the water flowing along the water supply line L1 for hot water supply is heated by the
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. The water purifier according to an embodiment of the present invention having the above configuration includes at least one water purifier filter to generate purified water from raw water. For the water purifier filter, reference will be made to the following description.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터에 대해서 설명하기로 한다. Hereinafter, a filter for a water purifier according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 일부 구성요소인 필터 어셈블리를 개념적으로 보인 도면이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일부 구성요소인 프리카본필터의 단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 프리카본필터를 구성하는 카본블럭을 개략적으로 보인 도면이다. 그리고, 도 6은 본 발명의 일부 구성요소인 복합필터의 단면도이다.3 is a view conceptually showing a filter assembly, which is a part of the present invention. And, Figure 4 is a cross-sectional view of a pre-carbon filter, which is a component of the present invention. And, Figure 5 is a view schematically showing the carbon block constituting the pre-carbon filter, which is a part of the present invention. And, FIG. 6 is a cross-sectional view of a composite filter, which is a component of the present invention.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 필터(이하, 필터 어셈블리)는 중공관 형태의 카본블럭(121)이 내장된 프리카본필터(100) 및 복수의 중공사막(220)이 내장된 중공사막필터(200) 및 중공관 형태의 카본블럭(320)이 내장된 포스트카본필터(300) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.3 to 6 , a filter for a water purifier (hereinafter, referred to as a filter assembly) according to an embodiment of the present invention includes a
일 예로, 필터 어셈블리(17)는 프리카본필터(100), 중공사막필터(200), 포스트카본필터(300)를 모두 포함할 수 있다. For example, the
상기 프리카본필터(100)는 필터하우징(110)과 필터모듈(120)을 포함한다.The
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.The
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. In addition, the
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.When the
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. Water introduced into the
본 실시예에 따르면, 수중 중금속 제거 효과가 탁월한 정수기용 필터 및 이를 구비한 정수기를 제공할 수 있다. According to the present embodiment, it is possible to provide a filter for a water purifier excellent in removing heavy metals in water and a water purifier having the same.
이를 위하여, 상기 필터모듈(120)은 수산화철(Ferric Hydroxide), 사산화티타늄(Titanate), 제올라이트(Zeolite), 이산화티타늄(Titanium dioxide), 음이온 교환수지 부직포 중, 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.To this end, the
먼저, 상기 필터모듈(120)은 사산화티타늄(Titanate)을 포함할 수도 있다. First, the
일 예로, 상기 사산화티타늄(Titanate)은 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)으로 구비될 수 있다. For example, the titanium tetraoxide (Titanate) may be provided with sodium ortho titanate (Na 4 TiO 4 ).
상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식(1)과 같은 작용기를 포함할 수 있다.The sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) may include a functional group such as the following formula (1).
(1) (One)
즉, 복수의 산소(O)가 각각 나트륨(Na)과 결합하고, 각각의 산소(O)가 하나의 티타늄(Ti)과 공유결합하는 작용기를 포함할 수 있다. That is, a plurality of oxygens (O) may each be bonded to sodium (Na), and each oxygen (O) may include a functional group covalently bonded to one titanium (Ti).
또한, 상기와 같은 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식(2)와 같은 화학 반응식을 통해 수중 중금속을 제거할 수 있다. In addition, sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) as described above can remove heavy metals in water through a chemical reaction such as the following Formula (2).
Na4TiO4 + 2Me++ → Me2TiO4 + 4Na+ (2)Na 4 TiO 4 + 2Me ++ → Me 2 TiO 4 + 4Na + (2)
상기 식(2)에서 'Me'는 중금속을 의미하고, 중금속은 수용성 화합물의 형태로 물에 녹아있는 상태이다. In Formula (2), 'Me' means a heavy metal, and the heavy metal is dissolved in water in the form of a water-soluble compound.
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.Through the chemical reaction of the water-soluble heavy metal compound and the sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ), the purified water from which the heavy metal (Me) is removed is discharged to the outside of the
일례로, 상기 'Me'는 카드뮴(Cd)이 해당될 수 있다.For example, 'Me' may correspond to cadmium (Cd).
상기의 경우, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 하기 식(3)과 같은 화학 반응식을 통해 수중 카드뮴(Cd)을 제거할 수 있다. In this case, sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) may remove cadmium (Cd) in water through a chemical reaction such as Formula (3) below.
Na4TiO4 + 2Cd++ → Cd2TiO4 + 4Na+ (3)Na 4 TiO 4 + 2Cd ++ → Cd 2 TiO 4 + 4Na + (3)
한편, 상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 입상(granule) 또는 분말(powder)형태로 형성될 수 있다.On the other hand, the sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) may be formed in the form of granules or powders.
일 예로, 상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 필터모듈(120)을 구성하는 카본블럭(121)의 재료에 혼합되어, 카본블럭(121)을 구성할 수 있다.For example, the sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) may be mixed with the material of the
다른 예로, 상기 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 카본블럭(121)의 내측 공간에 충진될 수도 있다. As another example, the sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) may be filled in the inner space of the
따라서, 중금속이 포함된 물이 상기 필터모듈(120)을 거치면, 수중의 중금속이 제거될 수 있다. Therefore, when the water containing the heavy metal passes through the
또한, 상기 필터모듈(120)은 수산화철(Ferric Hydroxide)을 포함할 수도 있다. In addition, the
여기서, 상기 수산화철(Ferric Hydroxide)은 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 의미할 수 있다. Here, the iron hydroxide (Ferric Hydroxide) may mean a synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound.
상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 하기 식(4)와 같은 작용기를 포함할 수 있다.The synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound may include a functional group represented by the following formula (4).
(4) (4)
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. That is, in the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound, a plurality of iron (Fe) bonds to a hydroxyl group (-OH), respectively, and each iron (Fe) is ionic or covalently bonded to one oxygen (O). It may contain functional groups.
이러한 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물의 일례로, 랑세스(LanXess)사에서 제공되는 상표명 '베이옥사이드 E33HCF'가 사용될 수 있다.As an example of such a synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound, the trade name 'Bayoxide E33HCF' provided by LanXess may be used.
상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 하기 식(5)와 같은 화학반응을 통해 수중 중금속을 제거할 수 있다. The synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound can remove heavy metals in water through a chemical reaction such as the following formula (5).
(5) (5)
여기서 A는 중금속을 의미하여, 중금속은 수용성 화합물 형태로 물에 녹아 있을 수 있다.Here, A means a heavy metal, and the heavy metal may be dissolved in water in the form of a water-soluble compound.
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. 일 예로, 상기 중금속(A)은 '비소'일 수 있다.As described above, when the water-soluble heavy metal compound and the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound undergo a chemical reaction, water and hydroxide ions are generated. In addition, the heavy metal (A) has a strong ionic or covalent bond with the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound. Accordingly, it is possible to prevent the removed heavy metal (A) from being dissolved in water again. And, the purified water from which the heavy metal (A) has been removed through the
참고로, 상기 수산화철은 하기 식(6) 및 도 7과 같은 화학 반응식을 통해 수중 카드뮴(Cd)을 제거할 수 있다. For reference, the iron hydroxide can remove cadmium (Cd) in water through a chemical reaction such as Equation (6) and FIG. 7 .
2Fe2 + + Cd2 + + 4OH- -> CdFe2O4 + 2H2 (6)2Fe 2 + + Cd 2 + + 4OH - -> CdFe 2 O 4 + 2H 2 (6)
한편, 상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 입상(granule) 또는 분말(powder)형태로 형성될 수 있다.Meanwhile, the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound may be formed in the form of granules or powders.
일 예로, 상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 필터모듈(120)을 구성하는 카본블럭(121)의 재료로 혼합되어, 카본블럭(121)을 구성할 수 있다.For example, the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound may be mixed with the material of the
다른 예로, 상기 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 카본블럭(121)의 내측에 충진될 수도 있다. As another example, the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound may be filled inside the
따라서, 중금속이 포함된 물이 상기 필터모듈(120)을 거치면, 수중의 중금속이 제거될 수 있다. Therefore, when the water containing the heavy metal passes through the
한편, 상기 카본블럭(121)은 활성탄과 바인더를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 활성탄은 입상 또는 분말의 형태로 포함될 수 있다. 상기와 같이 카본블럭(121)이 활성탄을 포함할 경우, 카본블럭(121)은 수중의 중금속을 제거함과 동시에 수중의 잔류 염소 성분까지 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 물맛 또한 향상될 수 있다. The activated carbon may be included in the form of granular or powder. As described above, when the
뿐만 아니라, 상기 활성탄에 의해 수중의 클로로포름(CHCL3) 또한 효과적으로 제거될 수 있다.In addition, chloroform (CHCL 3 ) in water by the activated carbon can also be effectively removed.
또한, 상기 카본블럭(121)은 중금속 제거효율을 향상시키기 위해서, 수산화철(Ferric Hydroxide), 사산화티타늄(Titanate)을 더 포함할 수 있다. In addition, the
이때, 바인더는 활성탄과 사산화티타늄(Titanate)인 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 수산화철(Ferric Hydroxide)인 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 서로 연결하고, 강성을 부여하기 위해 혼합된다. At this time, the binder is mixed with activated carbon and titanium tetraoxide (Titanate), sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ) and iron hydroxide (Ferric Hydroxide), synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound to connect with each other, and to impart rigidity.
상기 바인더의 구성으로, 활성탄과 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물은 강성을 갖는 필터 형태로 가공될 수 있다.With the configuration of the binder, activated carbon, sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ), and synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound may be processed into a filter having rigidity.
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.For example, the
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.In general, in a water purifier, several filters are already installed in order to remove heavy metals and various foreign substances in water.
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.In addition, existing water purifiers have a limited space for installing filters, so it is not easy to add new filters, and each filter installed in the water purifier (eg, activated carbon filter) basically has an individual function to improve water purification performance. Therefore, it is also undesirable to omit the existing filter in order to add a new filter.
하지만, 본 발명의 경우, 활성탄에 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 또는 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물을 혼합하여 카본블럭(121)을 구성할 수 있다.However, in the present invention, the
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.Therefore, it is possible to remove even heavy metals in water without increasing the number of filters while maintaining the unique function and effect of the activated carbon filter installed in the existing water purifier. In addition, since the number of filters is not increased, it is possible to prevent a decrease in the purified water flow rate.
본 실시예에서, 상기 카본블럭(121)은, 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물 25-30 중량%, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 25-30 중량%, 활성탄 15-20 중량%, 바인더 24-28 중량% 를 혼합하여 제조될 수 있다. In this embodiment, the
상세히, 상기 카본블럭(121)은, 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물 28 중량%, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 28 중량%, 활성탄 17.5 중량%, 바인더 26 중량% 를 혼합하여 제조될 수 있다. In detail, the
이때, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물의 비율이 상기된 비율보다 커지면, 중금속 제거 성능은 증가되지만, 정수 유량이 감소될 수 있다. 반면, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물의 비율이 상기된 비율보다 작아지면, 정수 유량은 증가되지만, 중금속 제거 성능을 감소될 수 있다. At this time, when the ratio of sodium orthotitanate (Na4TiO4) and synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound is greater than the above-mentioned ratio, the heavy metal removal performance is increased, but the purified water flow rate may be decreased. On the other hand, when the ratio of sodium orthotitanate (Na4TiO4) and synthetic iron hydroxide (?-FeOOH) compound is smaller than the above ratio, the purified water flow rate is increased, but the heavy metal removal performance may be reduced.
따라서, 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물과 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)은 각각 25-30 중량% 혼합되는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound and sodium orthotitanate (Na4TiO4) be mixed in an amount of 25-30% by weight, respectively.
본 실시예에서, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물의 혼합 비율은 정수가 진행될 물에 포함된 중금속의 종류 및 비율에 따라 다양하게 조절될 수 있다. In this embodiment, the mixing ratio of sodium orthotitanate (Na4TiO4) and synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound may be variously adjusted according to the type and ratio of heavy metals included in the water to be purified.
또한, 활성탄의 비율이 상기된 비율보다 커지면, 중금속 제거 성능의 확보가 어렵게 되고, 활성탄의 비율이 상기된 비육보다 작아지면, 수중의 클로로포름 및 염소 성분 등의 제거가 어렵기 때문에, 활성탄은 15-20 중량% 혼합되는 것이 바람직하다.In addition, when the ratio of activated carbon becomes larger than the above ratio, it becomes difficult to secure heavy metal removal performance, and when the ratio of activated carbon becomes smaller than the above-mentioned fattening ratio, it is difficult to remove chloroform and chlorine components in water, so activated carbon is 15- It is preferable to mix 20% by weight.
또한, 바인더의 혼합률이 상기한 비율보다 작아지면, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물 및 활성탄의 결합이 제대로 이루어지지 않거나 제작된 필터모듈(120)의 강성을 확보하기 어렵고, 바인더의 혼합률이 상기한 비율을 초과할 경우, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)과 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물 및 활성탄의 비율이 지나치게 낮아서 필터역할을 제대로 수행하기 어렵기 때문에, 바인더는 24-28 중량% 혼합되는 것이 바람직하다.In addition, when the mixing ratio of the binder is smaller than the above ratio, the combination of sodium orthotitanate (Na4TiO4), synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound, and activated carbon is not made properly, or to secure the rigidity of the manufactured
이 밖에도, 전술한 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4), 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물, 바인더, 활성탄의 혼합 비율은 정수 용량이 어느 정도 확보되고, 수중의 중금속, 클로로포름 등이 안전하게 제거될 수 있는 범위에서 다양하게 조절될 수 있다.In addition, the mixing ratio of sodium orthotitanate (Na4TiO4), synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound, binder, and activated carbon described above is within a range in which water purification capacity is secured to some extent, and heavy metals, chloroform, etc. in water can be safely removed. It can be variously adjusted.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 필터 하우징(110) 내부로 유입된 원수가 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물이 혼합된 카본블럭(121)을 통과하면서, 중금속이 제거되고 정화될 수 있다. According to the present invention as described above, the raw water introduced into the
또한, 상기 필터모듈(120)은 카본블럭(121)의 외측을 감싸는 음이온 교환수지 부직포(122)를 더 포함할 수 있다. In addition, the
상기와 같이 카본블럭(121)의 외측에 음이온 교환수지 부직포(122)를 구비하면, 프리카본필터(100)로 유입된 원수는 음이온 교환수지 부직포(122)를 거친 뒤, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물이 혼합된 카본블럭(121)을 통과한다.When the anion exchange
상기와 같이 원수가 음이온 교환수지 부직포(122)를 통과하면, 크롬(Cr) 및 세레늄(Se) 등의 중금속이 제거될 수 있다.When the raw water passes through the anion exchange
이때, 상기 음이온 교환수지 부직포(122)는, 중금속 제거 효율 향상을 위해 적어도 3겹 이상 구비될 수 있다. At this time, the anion exchange
도 8은 음이온 교환수지에서 크롬(Cr) 및 세레늄(Se)이 제거되는 매커니즘을 도시한 그림이다.8 is a diagram illustrating a mechanism in which chromium (Cr) and selenium (Se) are removed from an anion exchange resin.
도 8을 참조하면, 원수가 음이온 교환수지 부직포(122)를 통과할 때, 음이온 교환을 통해서, 수중의 크롬(Cr) 및 세레늄(Se)이 제거될 수 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8 , when raw water passes through the anion exchange
또한, 상기 필터모듈(120)은 상기 카본블럭(121)의 중공부(121a)에 충진된 제올라이트 입자(123)를 더 포함할 수 있다. In addition, the
이때, 상기 제올라이트 입자(123)는, 이상화망간이 코팅된 상태일 수 있다. In this case, the
또한, 상기 제올라이트 입자(123)는, 상기 카본블럭(121)의 중량 대비 10-12% 충진될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제올라이트 입자(123)는 상기 카본블럭(121)의 중공부(121a)의 70-80% 충진될 수 있다. 따라서, 카본블럭(121)의 중공부(121a) 내에서, 보다 큰 유동이 발생되고, 이에 따라 물과 제올라이트 입자(123)의 접촉 시간이 증대되면서, 중금속 제거효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, the
상기와 같은, 이산화망간코팅 제올라이트의 구성으로, 원수에 포함된 철, 망간, 황화수소, 비소, 납, 구리, 아연 등이 제거될 수 있다.With the configuration of the manganese dioxide-coated zeolite as described above, iron, manganese, hydrogen sulfide, arsenic, lead, copper, zinc, etc. contained in raw water can be removed.
상기한 바에 따르면, 프리카본필터(100)로 유입된 원수는 음이온 교환수지 부직포(122)와 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물이 혼합된 카본블럭(121)을 통과한 뒤, 이산화망간 코팅 제올라이트 입자(123)를 통과하고, 프리카본필터(100) 외부로 배출된다. According to the above, the raw water introduced into the
또한, 상기 필터 어셈블리(17)는, 복수의 중공사막(220)이 내장된 중공사막필터(200) 및 중공관 형태의 카본블럭(320)이 내장된 포스트카본필터(300)를 포함할 수 있다. In addition, the
또한, 상기와 같이 중공사막필터(200) 및 포스트카본필터(300)가 추가적으로 구비되면, 필터 어셈블리(17)로 유입된 물이 프리카본필터(100), 중공사막필터(200) 및 포스트카본필터(300)를 거치면서, 여러 번 정수가 이루어져, 중금속을 비롯한 각종 이물질의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있는 효과가 있다. In addition, when the hollow
특히, 추가로 구비된 포스트카본필터(300)에 의해, 수중의 염소 성분 및 클로로포름(CHCL3)의 제거가 보다 확실히 이루어질 수 있다. In particular, by the additionally provided
본 실시예에서, 상기 중공사막필터(200) 및 포스트카본필터(300)는 하나의 필터 하우징(400) 내에 수용되어 복합필터를 구성할 수 있다. 이때, 상기 중공사막필터(200) 및 포스트카본필터(300)는 중공사막필터(200)를 통과한 물이 상기 포스트카본필터(300)를 통과하도록 일렬로 배치될 수 있다.In this embodiment, the hollow
상세히, 상기 중공사막필터(200)는 보조 필터 하우징(210) 및 중공사막(220)으로 구성되고, 포스트카본필터(300)는 보조 필터 하우징(310) 및 카본블럭(320)으로 구성된다. 그리고, 상기 보조 필터 하우징(210,310)은 필터 하우징(400)의 내측에 수용된다. In detail, the hollow
상기와 같이, 중공사막필터(200)와 포스트카본필터(300)가 하나의 필터하우징(400)에 일렬로 배치되면, 여과 효율은 높이면서, 정수 유량은 유지할 수 있다.As described above, when the hollow
또한, 정수기에 형성된 필터 설치공간을 확장할 필요없이, 기존의 필터를 단순 교체하는 작업 만으로, 곧바로 적용할 수 있다.In addition, without the need to expand the filter installation space formed in the water purifier, it can be applied immediately by simply replacing the existing filter.
또한, 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 정수기의 슬림화를 구현할 수 있다. In addition, space utilization can be increased by reducing the volume of the filter, and furthermore, slimming of the water purifier can be realized.
본 실시예에서, 상기 중공사막필터(200)의 보조 필터 하우징(210) 내측에는 에는, 이산화 티타늄 입자(230)가 내장될 수 있다. 여기서, 상기 이산화 티타늄 입자(230)는 상기 카본블럭(121)의 중량 대비 3% 내외로 구비될 수 있다. In this embodiment, inside the
도 9 내지 도 11은 티타늄 산화물에 의해 수중의 아연, 망간, 구리가 제거되는 메커니즘을 보인 도면이다. 9 to 11 are views showing a mechanism in which zinc, manganese, and copper in water are removed by titanium oxide.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 티타늄 산화물에 의해, 아연, 구리, 망간 등의 제거가 가능함을 확인할 수 있다. 9 to 11 , it can be confirmed that zinc, copper, manganese, and the like can be removed by titanium oxide.
상기한 바에 따르면, 정수기로 유입된 원수는, 프리카본필터(100) 및 복합필터(200,300)를 통과하면서, 정화된다.As described above, the raw water introduced into the water purifier is purified while passing through the
상세히, 프리카본필터(100)로 유입된 원수는, 음이온 교환수지 부직포(122)를 통과하면서 1차 여과되고, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물이 혼합된 카본블럭(121)을 통과하면서 2차 여과된다. 그리고, 이산화망간 코팅 제올라이트 입자(123)를 통과하면서 3차 여과된 후, 프리카본필터(100) 외부로 배출된다. In detail, the raw water introduced into the
여기서, 2차 여과과정은 다시, 합성 수산화철(α-FeOOH) 화합물에 의한 여과과정, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4)에 의한 여과과정, 활성탄에 의한 여과과정으로 구분할 수도 있다. Here, the secondary filtration process may be further divided into a filtration process by a synthetic iron hydroxide (α-FeOOH) compound, a filtration process by sodium orthotitanate (Na4TiO4), and a filtration process by activated carbon.
상기와 같이 프리카본필터(100)에서 배출된 물은 복합필터(200,300)로 유입된다.As described above, the water discharged from the
복합필터(200,300)로 유입된 원수는, 중공사막필터(200)로 먼저 유입되고, 이산화 티타늄 입자(230)에 의해서 4차 여과된 후, 중공사막(220)을 통과하면서 5차 여과된다. 이후, 중공사막필터(200)에서 배출된 물은 포스트카본필터(300)로 유입되고, 카본필터(320)를 통과하면서, 6차 여과된 후, 포스트카본필터(300) 외부로 배출된다. The raw water introduced into the
따라서, 필터 어셈블리(17)로 유입된 원수는 6단계 이상의 여과과정을 거치면서, 총 11종의 중금속 및 이물질이 제거된 정수의 상태 정화될 수 있다. Accordingly, the raw water introduced into the
이하, 도 12를 참조하여, 본 발명에 따른 정수기 필터의 중금속 제거효과에 대해 설명한다.Hereinafter, the heavy metal removal effect of the water purifier filter according to the present invention will be described with reference to FIG. 12 .
먼저, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 및 수산화산화철(FeOOH)에 따른 중금속 제거효과를 실험하기 위해 다음과 같은 두 가지 혼합 비율로 중금속 제거필터를 제작하였다. First, to test the heavy metal removal effect of sodium orthotitanate (Na4TiO4) and iron hydroxide (FeOOH), a heavy metal removal filter was manufactured with the following two mixing ratios.
<실시예 1><Example 1>
일례로, 오르토티탄산나트륨(Na4TiO4) 5.7g과, 수산화산화철(FeOOH) 13.3g과, 바인더 31.7g과, 활성탄 44.3g을 혼합하여 95g의 중금속제거필터(100)를 제작하였다. For example, 5.7 g of sodium orthotitanate (Na 4 TiO 4 ), 13.3 g of iron hydroxide (FeOOH), 31.7 g of a binder, and 44.3 g of activated carbon were mixed to prepare a 95 g heavy
<실시예 2><Example 2>
다른 예로, 수산화산화철(FeOOH) 19g과, 바인더 31.7g과, 활성탄 44.3g을 혼합하여 95g의 중금속제거필터를 제작하였다. As another example, a heavy metal removal filter of 95 g was prepared by mixing 19 g of iron hydroxide (FeOOH), 31.7 g of a binder, and 44.3 g of activated carbon.
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. Then, as a result of a self-experiment of passing water through the heavy
아울러, 완벽하진 않지만, 망간, 아연까지 일부 제거되는 것을 확인할 수 있었다.In addition, although not perfect, it was confirmed that manganese and zinc were partially removed.
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.On the other hand, as a result of passing water through a heavy metal removal filter containing no sodium orthotitanate (Na4TiO4) according to <Example 2>, lead, mercury, arsenic, serenium, iron, chromium, aluminum, and copper in water were removed was able to confirm
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.That is, most heavy metals in the water can be removed by iron hydroxide (FeOOH), but in the case of the heavy
Claims (13)
상기 필터 하우징 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정수하여 상기 유출구로 공급하는 필터모듈을 포함하되,
상기 필터모듈은, 활성탄과, 수산화철(Ferric Hydroxide)과, 이산화티타늄(Titanium dioxide) 및 바인더를 혼합하여 제조된 카본블럭이 내장되고,
상기 카본블럭은,
수산화철 20-30 중량%, 활성탄 15-20 중량%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
a filter housing having an inlet and an outlet;
a filter module provided in the filter housing to purify water introduced through the inlet and supply it to the outlet;
The filter module includes a carbon block manufactured by mixing activated carbon, iron hydroxide, titanium dioxide and a binder,
The carbon block is
A filter for a water purifier, characterized in that it is prepared by mixing 20-30% by weight of iron hydroxide and 15-20% by weight of activated carbon.
상기 카본블럭은, 중공관 형태로 형성되는 정수기용 필터.
The method of claim 1,
The carbon block is a filter for a water purifier formed in the form of a hollow tube.
상기 필터모듈은, 상기 카본블럭이 내장된 카본필터 및/또는 복수의 중공사막이 내장된 중공사막필터(UF필터)로 구비된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
The method of claim 1,
The filter module is a filter for a water purifier, characterized in that it is provided with a carbon filter having the carbon block built-in and/or a hollow fiber membrane filter (UF filter) having a plurality of hollow fiber membranes built-in.
상기 카본필터는, 상기 카본블럭의 외측을 감싸는 음이온 교환수지 부직포를 더 포함하고,
상기 음이온 교환수지 부직포는, 적어도 3겹 이상 구비된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
4. The method of claim 3,
The carbon filter further comprises an anion exchange resin nonwoven fabric surrounding the outside of the carbon block,
The anion exchange resin nonwoven fabric is a filter for a water purifier, characterized in that at least three layers are provided.
상기 카본필터는, 상기 카본블럭의 중공부에 충진된 제올라이트 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
4. The method of claim 3,
The carbon filter, filter for water purifier, characterized in that it further comprises zeolite particles filled in the hollow portion of the carbon block.
상기 제올라이트는, 이산화망간이 코팅된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
6. The method of claim 5,
The zeolite is a filter for a water purifier, characterized in that the manganese dioxide is coated.
상기 제올라이트 입자는, 상기 카본블럭의 중량 대비 10-12% 충진된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
6. The method of claim 5,
The filter for a water purifier, characterized in that the zeolite particles are filled by 10-12% based on the weight of the carbon block.
상기 중공사막필터(UF필터)에는, 이산화 티타늄 입자가 내장된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
4. The method of claim 3,
The hollow fiber membrane filter (UF filter), a filter for a water purifier, characterized in that titanium dioxide particles are embedded.
상기 카본블럭은,
바인더 24-28 중량%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
The method of claim 1,
The carbon block is
A filter for a water purifier, characterized in that it is prepared by mixing 24-28 wt% of a binder.
상기 이산화 티타늄은, 상기 카본블럭의 중량 대비 3% 내외로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 정수기용 필터.
The method of claim 1,
The titanium dioxide filter for a water purifier, characterized in that it is manufactured by mixing about 3% based on the weight of the carbon block.
상기 정수기 필터는, 제1항 내지 제8항, 제 11항 내지 제 12항 중 선택된 어느 한 항의 정수기용 필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정수기.
A water purifier comprising at least one water purifier filter to generate purified water from raw water,
The water purifier filter is a water purifier, characterized in that it comprises the filter for a water purifier selected from any one of claims 1 to 8 and 11 to 12.
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