KR102673438B1 - 관 삽입식 전처리 필터 세트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관 삽입식 전처리 필터 세트에 관한 것으로, 정수기의 상류에서 미리 원수를 정수시킴으로써 정수기를 보호하고 정수 효율을 향상시키며, 원수가 고 경도성이나 고탁도인 경우에 석회질 성분이나 부유물을 효과적으로 처리하는 전처리 필터의 구성이 간단하여 제조비용 및 유지비용이 저렴하고, 원수를 공급하는 원수관과 정수기와 연결되는 정수관에 결합되는 전처리 필터부의 연결구조가 간단하고 탈부착이 용이하여 유지관리가 용이한 관 삽입식 전처리 필터 세트에 관한 것이다.

Description

관 삽입식 전처리 필터 세트 {A pipe inserting type pre-filter assembly set}
본 발명은 관 삽입식 전처리 필터 세트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수기의 상류에서 미리 원수를 정수시킴으로써 정수기를 보호하고 정수 효율을 향상시키며, 원수가 고 경도성이나 고탁도인 경우에 석회질 성분이나 부유물을 효과적으로 처리하는 전처리 필터의 구성이 간단하여 제조비용 및 유지비용이 저렴하고, 원수를 공급하는 원수관과 정수기와 연결되는 정수관 사이에 탈부착이 용이한 관 삽입식 전처리 필터 세트에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기는 수도수나 지하수 등의 자연수로부터 유입된 원수를 필터를 통과하도록 함으로써 오염물질과 냄새 등을 물리적 또는 화학적으로 정화시켜 사용자에게 깨끗한 물을 제공하기 위한 장치로서, 대부분 수도관과 직결되어 사용하고 있다.
그러나, 상기와 같이 정수기에 원수를 직결시켜 사용함으로 인해서 원수에 포함된 온갖 불순물질을 정수기에 설치된 필터만으로 깨끗한 물을 얻기 힘들었고 특히, 원수가 칼슘, 마그네슘과 같은 경도성 성분을 다량 포함하면 석회질 스케일을 유발하여 정수기 필터나 유로의 막힘이 발생하여 정수기의 정수효율이나 유량이 감소되고, 오히려 정수된 물에서 이물질이나 유해물질이 발견되는 경우도 있으며, 또한 원수가 부유물, 이물질 등에 의해 고탁도인 경우에도 정수기 필터나 유로의 막힘을 유발하고 정수 효율을 저해하게 되는데, 이러한 원수를 사용하면 사용자가 필터세척을 할 수 없는 기존의 정수기는 잦은 필터교환에 따른 정수기의 관리 및 유지비가 상승하는 등의 문제점이 발생한다.
일반적인 가정형 정수기들은 대부분이 필터통과방식이며, 대표적으로 직수식과 저장탱크식(RO) 등의 두 가지 종류로 분류될 수 있다.
직수식 정수기들은 일반적으로 전처리 필터와 잔류염소제거용 카본 필터 및 중공사막 필터(NP 필터 및 세라믹 필터도 동일)와, 맛과 냄새 제거용 카본 필터들을 모두 단일 하우징에 장착하도록 구성된다. 상기 직수식 정수장치들은, 각 기능의 필터들을 단계별로 통과하도록 하여 공정이 여러 단계이면서도 정작 무기계인 칼슘 이온 등의 경도가 제거되지 않아 정수된 수질들은 상질의 음용수로서의 역할을 못하며, 또한 각 필터들의 기능적인 구조로 인해 물의 흐름인 유속이 급격히 저하되어 세균 등의 미생물들이 온도조건들과 맞으면 번식할 수 있는 환경이 조성되는 문제점들이 있다.
저장탱크식 정수기들은 상기 필터통과방식과 흡사하나, 차이점은 중공사막(NP 필터 및 세라믹 필터도 동일) 대신 역삼투막 필터(멤브레인-RO)를 사용하여 오염원을 제거함으로써 역삼투막 정수(RO) 필터로 인해 미처리 수질에서 유, 무기질 이온들의 제거에는 탁월하나, 무기 이온의 석회성분들이 미세한 삼투막 기공에 삽입되면 막히게 되어 정수기능 자체를 상실케 하므로 하여 잦은 필터 교체 등의 문제점이 존재하고 있으며, 또한 순간 정수량이 소량이므로 소량의 정수를 탱크에 저장사용 하므로 인한 미생물 번식 등의 관리상 문제점들도 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0367658호에 복합 필터 조립체가 등록된 바 있다. 이는 유입구와 유출구가 형성된 원통형 본체 내부에 카본 필터, 세디멘트 필터, 세라믹 필터, 중공사막 필터가 순차적으로 장착되어 필터의 성능을 극대화함은 물론 콤팩트한 크기로 제작된 보편적인 필터배열방식의 정수장치이다. 이는 상기한 바와 같이 무기 이온, 특히 탄산칼슘(CaCO3) 유래의 칼슘 이온을 제거할 기능이 없으며, 오히려 본체 내부에 내장된 각 필터들 중에서 세라믹 필터, 중공사막 필터 등은 석회질 물의 무기 이온에 쉽게 막힘으로 인하여 사용할수록 기능이 떨어지는 등 일반적 필터배열식 정수장치와 별다른 차이점이 없다.
종래기술로서 ‘정수기용 전처리 장치’(등록실용신안공보 제20-0420335호)에 의하면, 상기 정수기용 전처리 장치는 정수기에 물을 공급하는데 있어서, 중공사에 의해 정제된 물을 정수기에 공급하여 정수시킴으로써 정수기를 보호하고, 전처리 정수장치에 사용된 중공사 필터는 세척용 필터에서 정제시킨 세척수를 역류시켜 세척함으로써 필터수명의 연장을 기대할 수 있는 정수기용 전처리 장치에 관한 것이라고 기재되어 있다.
또한, 제1입수구와 제1출수구를 구비하고 내부가 중공사로 구성되어 원수를 세척수로 정제시키는 세척용필터와, 제2입수구와 제2출수구를 구비하고 내부가 중공사로 구성되어 원수를 투과수로 정제시키는 중공사필터와, 세척용필터, 중공사필터, 원수와 연결되어 원수의 유동방향을 제어하는 삼방향밸브와, 필터부에서 분리되어 나오는 폐수의 배출을 개폐하는 폐수밸브와, 제3입수구와 제3출수구를 구비하고 내부가 압축활성탄으로 구성되어 투과수의 유기물질을 정제시키는 압축활성탄필터와, 압축활성탄필터에서 분리되어 나오는 정제수를 정수기의 입구와 연결시키고 정제수의 흐름을 개폐시키는 정수밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다고 기재되어 있다.
그러나 이러한 종래의 정수기용 전처리 장치는 복잡한 구성 및 작용에 의해 제작비용 및 제품비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0367658호 대한민국 등록실용신안공보 제20-0420335호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정수기에 물을 공급하는데 있어서 관 삽입식 전처리 필터 세트로 미리 원수를 정수시킴으로써 정수기를 보호하고 정수 효율을 향상시키며, 원수가 고 경도성이나 고탁도인 경우에 석회질 성분이나 부유물을 효과적으로 처리하는 전처리 필터의 구성이 간단하여 제조비용 및 유지비용이 저렴하고, 원수를 공급하는 원수관과 정수기와 연결되는 정수관 사이에 삽입되는 전처리 필터부의 탈부착이 용이한 관 삽입식 전처리 필터 세트를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
일실시예에 따른 본 발명은 관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)에 대한 것으로,
관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)는 벽이나 프레임에 고정되는 필터 하우징(100)과, 필터 하우징(100)에 회동 가능하게 탈부착되는 전처리 필터(200)와, 필터 하우징(100) 상부에 회동 가능하게 탈부착되는 커버(300)와, 원수를 공급하는 원수관과 전처리 필터(200) 사이에 삽입되는 밸브 수단과, 전처리 필터(200)와 정수기 사이에 삽입되는 헤드부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 필터 하우징(100)은, 일측이 개방되고 타측은 헤드부 곡면판(114)으로 밀폐되며 측면은 헤드부 측면판(111)으로 밀폐된 하우징 헤드부(110)와, 하우징 헤드부(110)와 일체로 형성되되 상하부가 개방되고 내부에 공간이 형성되는 절개된 원통 형상의 하우징 몸체부(120)와,
하우징 몸체부(120)와 일체로 형성되는 원기둥 형상의 하우징 바닥부(130)를 포함하고,
하우징 헤드부(110)의 양측 헤드부 측면판(111)에는 반원홈(112)이 형성되고,
헤드부 곡면판(114)에는 밸브 장착 기둥(113)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 밸브 수단은 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112) 및 밸브 장착 기둥(113)에 의해 하우징 헤드부(110)에서 원수관측에 설치되고,
헤드부(500)가 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)에 의해 하우징 헤드부(110)에서 정수기측에 설치되며,
상기 밸브 수단 및 헤드부(500)가 하우징 헤드부(110)에 탈부착 가능하게 설치되고,
헤드부(500)는 내부에 유로가 형성되는 헤드 바디(510)와, 헤드 바디(510)와 일체로 형성되며 정수기측으로 정수를 배출하는 헤드 니플(511)과, 헤드 바디(510)와 일체로 형성되며 상기 밸브수단과 결합되는 헤드 피팅(512)을 포함하고,
상기 밸브수단과 헤드부(500)는 서로 회동가능하되 누설이 방지되도록 결합되며,
헤드부(500)의 헤드 니플(511)과 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)은 서로 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 헤드 바디(510)에서 헤드 피팅(512)측 하부에는 원수가 전처리 필터(200)로 유입되는 원수 유입 분기관(515)이 형성되고,
헤드 니플(511)측 하부에는 정수가 정수기로 유출되는 정수 유출 분기관(516)이 형성되며,
원수 유입 분기관(515)은 헤드칼라(530)에 의해 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218)과 결합하고,
정수 유출 분기관(516)은 헤드칼라(530)에 의해 전처리 필터(200)의 필터 출수관(219)과 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 밸브수단은 디스크 밸브(550)이고,
디스크 밸브(550)는 유로가 형성되는 밸브 바디(551)와, 밸브 바디(551)의 유로를 개폐하는 디스크(552)와, 디스크(552)를 밸브 바디(551)에 회동 가능하게 설치하는 회전축(553)과, 회전축(553)의 회동을 유발하는 토션 스프링(554)과, 토션 스프링(554)을 내부에 수납하는 수납실(555)를 포함하고,
헤드부(500)에서 상기 밸브수단과 결합되는 돌기형 헤드 피팅(513)은 디스크 밸브(550)의 디스크(552)를 회동시키도록 접촉하는 돌출팁(514)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 정수기의 상류에서 원수를 공급하는 관에 삽입 설치되는 전처리 필터 세트(1000)의 전처리 필터(200)에 있어서,
전처리 필터(200)는 상부와 측면이 밀폐되고 하부가 개방되어 내부 공간을 구비하는 원통형의 상부 필터케이스(210)와, 개방된 상부 필터케이스(210)의 하부를 밀폐하도록 결합되는 하부 필터케이스(220)을 포함하고,
원통형의 상부 필터케이스(210)에 원수가 유입되는 필터 입수관(218)과, 정수된 정수가 유출되는 필터 출수관(219)이 형성되고,
상부 필터케이스(210)의 내부공간에 상부 필터 브라켓(212), 필터 브라켓(214) 및 하부 필터 브라켓(216)이 설치되며,
필터 브라켓(214) 외부에는 주름필터(215)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 주름필터(215)는 표면적이 평균 0.097m2±10% 범위이고, 기공 사이즈가 평균 10μm±10% 범위를 갖으며,
주름필터(215)는 표면적이 평균 0.097m2±10% 범위를 달성하기 위하여 외경, 내경, 산수, 높이 및 길이를 조절하되,
외경은 상부 필터케이스(210)와 주름필터(215) 사이에 형성되는 유동통로의 단면적, 유속 또는 유량을 고려하여 설정하고,
내경은 필터 브라켓(214)의 외경을 고려하여 설정하며,
고탁도 장기 유량성능은 원수의 탁도가 1, 3, 5, 9 NTU인 경우에 유량 감소가 80% 발생하는 시기의 누적 유량이 각각 4500 리터 이상, 2000 리터 이상, 1600 리터 이상, 930 리터 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 정수기의 상류에서 관 삽입식 전처리 필터 세트로 미리 원수를 정수시켜 정수된 원수를 정수기로 공급함으로써 정수기를 보호하고 정수 효율을 향상시키는 효과와, 원수가 고 경도성이나 고탁도인 경우에 석회질 성분이나 부유물을 효과적으로 처리하는 전처리 필터의 구성이 간단하여 제조비용 및 유지비용이 저렴한 효과와, 원수를 공급하는 원수관과 정수기와 연결되는 정수관에 결합되는 전처리 필터부의 연결구조가 간단하고 탈부착이 용이하여 관 삽입식 전처리 필터부의 유지관리가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트의 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트의 전처리 필터 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전처리 필터의 내부 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터부의 주름필터를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트의 주름필터 타입별 세부사양을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 주름필터 타입별 성능평가 결과를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 관 삽입식 전처리 필터 세트의 볼 밸브를 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 관 삽입식 전처리 필터 세트의 헤드부를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 볼 밸브의 단면도 및 작동을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 헤드부의 단면을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 필터 하우징(100)과 전처리 필터(200)의 조립을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예인 디스크 밸브의 측단면을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예인 디스크 밸브의 평단면을 설명하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)는 벽이나 프레임에 고정되는 필터 하우징(100)과, 필터 하우징(100)에 회동 가능하게 탈부착되는 전처리 필터(200)와, 필터 하우징(100) 상부에 회동 가능하게 탈부착되는 커버(300)와, 원수를 공급하는 원수관과 전처리 필터(200) 사이에 삽입되는 밸브 수단인 볼 밸브부(400)와, 전처리 필터(200)와 정수기 사이에 삽입되는 헤드부(500)를 포함한다.
본 발명의 필터 하우징(100)은, 일측이 개방되고 타측은 헤드부 곡면판(114)으로 밀폐되며 측면은 헤드부 측면판(111)으로 밀폐된 하우징 헤드부(110)와, 하우징 헤드부(110)와 일체로 형성되되 상하부가 개방되고 내부에 공간이 형성되는 절개된 원통 형상의 하우징 몸체부(120)와, 하우징 몸체부(120)와 일체로 형성되는 원기둥 형상의 하우징 바닥부(130)를 포함한다.
또한 하우징 헤드부(110)의 양측 헤드부 측면판(111)에는 반원홈(112)이 형성되고, 헤드부 곡면판(114)에는 밸브 장착 기둥(113)이 형성되어 볼 밸브부(400) 및 헤드부(500)가 하우징 헤드부(110)에 탈부착 가능하게 설치된다.
또한 하우징 몸체부(120)에는 체결부재에 의해 벽면이나 프레임에 고정되도록 고정공(122)이 형성되고, 원통 벽체의 측단부가 반원형으로 절개된 그립홈(121)이 형성되어 하우징 몸체부(120)에 설치되는 원통형의 전처리 필터(200)를 사용자가 용이하게 파지할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 커버(300)는 곡면 판과 양측의 측판으로 구성되어 내부에 공간이 형성되고, 양 측판 단부에 반원형 커버 결합구(310)가 형성되며, 바람직하게는 투명한 재질로 제조하여 내부 공간에 수용되는 구성들이 용이하게 관찰되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)의 조립 사시도이며, 본 발명의 볼 밸브부(400)가 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112) 및 밸브 장착 기둥(113)에 의해 하우징 헤드부(110)에서 원수관측에 설치되고, 헤드부(500)가 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)에 의해 하우징 헤드부(110)에서 정수기측에 설치되며, 볼 밸브부(400)와 하우징 헤드부(110)의 구체적인 결합구조는 추후에 상세히 설명한다.
또한 본 발명의 전처리 필터(200)는 필터 입수관(218) 및 필터 출수관(219)이 헤드부(500)와 연결되고 하우징 몸체부(120)의 내부 공간에 배치되도록 설치되며, 구체적인 결합구조는 추후에 상세히 설명한다.
이와 같이 전처리 필터(200)가 필터 하우징(100)에 설치되면 커버(300)의 커버 결합구(310)가 볼 밸브부(400)에서 원수관측으로 돌출되는 밸브 니플(461) 및 헤드부(500)에서 정수기측으로 돌출되는 헤드 니플(511)의 외주면과 밀착 접촉되도록 결합되며, 커버 결합구(310)가 반원형이고 밸브 니플(461) 및 헤드 니플(511)이 원형이므로 커버(300)가 밸브 니플(461) 및 헤드 니플(511)을 중심으로 회동 가능하게 설치될 수 있다.
또한 본 발명의 볼 밸브부(400)는 원수관과 전처리 필터(200) 사이에 삽입되어 원수 유입을 개폐할 수 있으므로, 전처리 필터(200)나 헤드부(500)를 교체하거나 탈부착할 때 원수 유입을 차단할 수 있다.
다음에는 도 3을 통해 전처리 필터(200)의 세부 구성을 설명한다.
본 발명의 전처리 필터(200)는 크게 상부와 측면이 밀폐되고 하부가 개방되어 내부 공간을 구비하는 원통형의 상부 필터케이스(210)와, 개방된 상부 필터케이스(210)의 하부를 밀폐하도록 결합되는 하부 필터케이스(220)을 포함한다.
또한 원통형의 상부 필터케이스(210)에서 상부 외측으로 원수가 유입되는 필터 입수관(218)과 정수된 정수가 유출되는 필터 출수관(219)이 형성된다.
또한 원통형의 상부 필터케이스(210)에는 내부공간의 상측에 상부 필터 브라켓(212)이 설치되고, 그 아래에 필터 브라켓(214)이 설치되며, 필터 브라켓(214) 내부에 살균 볼 케이스(213)가 설치되고, 필터 브라켓(214) 외부에는 주름필터(215)가 설치되며, 내부공간의 하측 및 필터 브라켓(214) 하측에 하부 필터 브라켓(216)이 설치된다.
도 4는 본 발명에 따른 전처리 필터(200)의 내부 단면을 도시한 도면으로, 상부 필터케이스(210) 상부에는 격벽(231)이 형성되어 상부 필터브라켓(212)과 상부 필터케이스(210) 상부 사이에 유입구(230)을 형성하고, 원수는 필터 입수관(218)과 유입구(230)을 통해 원통형의 상부 필터케이스(210) 내부로 유입되며, 상부 필터케이스(210)와 주름 필터(215) 사이에 형성되는 유동 통로(232)를 통해 주름 필터(215)를 통과하면서 정수처리된다.
정수 처리된 정수는 필터 브라켓(214)의 관통구(217)를 통해 내부 공간으로 유입되고 하부가 하부 필터케이스(220)에 의해 밀폐되었으므로 상부 필터케이스(210) 상부측의 필터 출수관(219)으로 배출되며, 이때, 주름 필터(33)의 내부 공간에 설치된 살균 볼 케이스(213)의 살균 볼을 통과하면서 정수가 살균 처리된다.
또한 살균 볼 케이스(213) 내부에 살균 볼과 더불어 석회질 제거를 위한 구연산 볼 또는 인산염 볼을 설치하여 석회질 성분을 제거할 수 있다.
또한, 상부 필터케이스(210)와 하부 필터 케이스(220)가 결합되는 부위를 초음파 융착 또는 회전 융착을 통해 고정 결합하여, 원수나 주름 필터를 통과한 정수가 전처리 필터 외부로 누수되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 원수를 정수하기 위한 필터로서 주름 필터(215)를 채용하게 되므로, 종래의 것에 비하여 동일한 시간에 보다 많은 원수를 정수처리할 수 있게 되어 정수 효율이 대폭 높아지게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)의 주름필터(215)를 도시한 도면으로, 주름필터(215)의 내경, 외경, 주름 산 높이 및 필터 길이를 도시한다.
본 발명의 주름필터(215)는 원수의 탁도를 개선하기 위하여 도 6과 같이 3가지 타입의 주름 필터(215)를 설계하였고, 각 타입별 주름 필터(215)의 자세한 세부 사양은 도 6에 제시한 바와 같다.
도 7은 3가지 타입의 주름 필터(215)에 대한 성능평가 결과를 설명하는 도면이다.
성능 평가를 위한 원수의 경도는 100~150mg/L를 기본으로 하고, 주름 필터(215)들은 초기의 압력별 유량, 압력별 차압이 동일하고, 또한 기공 사이즈가 모두 9.8μm(평균 10μm±10%)으로 동일한 것을 전제로 한다.
성능 평가를 위한 원수의 탁도를 1, 3, 5, 9 NTU로 변경하여 초기 탁도 제거성능과 유량 감소가 80% 발생하는 시기의 누적 유량을 기준으로 하는 고탁도 장기 유량성능 평가를 3가지 타입의 주름 필터(215)에 대하여 실시하였다.
그 결과, 도 7과 같이 타입 B 주름필터가 다른 타입보다 가장 고탁도 장기 유량성능이 우수하게 나왔으며, 타입 B 주름필터의 표면적은 0.097m2이고, 외경 45mm, 내경 21mm, 산수 43개, 높이 11mm, 길이 103mm으로 설정되었다.
이와 같은 탁도 성능평가 결과를 고려하면, 본 발명의 주름 필터는 표면적이 평균 0.097m2±10% 범위이고, 기공 사이즈가 평균 10μm±10% 범위를 갖는 것이 저탁도에서 고탁도에 이르기까지 탁도 제거 성능이 우수한 것으로 파악되었다.
또한 주름 필터는 표면적이 평균 0.097m2±10% 범위를 달성하기 위하여 외경, 내경, 산수, 높이, 길이를 조절할 수 있으나, 외경은 상부 필터케이스(210)와 주름필터 사이에 형성되는 유동통로의 단면적이나 유속이나 유량을 고려하여 설정하고, 내경은 필터 브라켓(214)의 외경을 고려하여 설정하며, 바람직하게는 외경 45mm, 내경 21mm을 기준으로 산수, 높이, 길이를 조절한다.
다음에는 도 8을 통해 본 발명의 관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)의 볼 밸브부(400)를 설명한다.
본 발명의 볼 밸브부(400)는 레버(410)와, 레버(410)와 결합하여 회동하는 밸브 샤프트(440)와, 밸브 샤프트(440)가 내징되는 밸브 바디(460)을 포함한다.
밸브 바디(460)에는 원수가 유입되도록 원수관과 연결되는 밸브 니플(461)과 헤드부(500)의 헤드 피팅(512)와 결합되는 밸브 피팅(462)이 형성되고, 또한 볼 밸브부(400)가 필터 하우징(100)에 장착되도록 장착 플랜지(463)가 형성되며 장착 플랜지(463)에는 장착공(464)이 형성되어 필터 하우징(100)의 밸브 장착기둥(113)에 체결부재에 의해 장착된다(도 12 참조).
다음에는 도 9를 통해 본 발명의 관 삽입식 전처리 필터 세트(1000)의 헤드부(500)를 설명한다.
본 발명의 헤드부(500)는 내부에 유로가 형성되는 헤드 바디(510)와, 헤드 바디(510)와 일체로 형성되며 정수기측으로 정수를 배출하는 헤드 니플(511)과, 헤드 바디(510)와 일체로 형성되며 볼 밸브부(400)의 밸브 피팅(462)과 결합되는 헤드 피팅(512)를 포함한다.
또한 헤드 바디(510)에서 헤드 피팅(512)측 하부에는 원수가 전처리 필터(200)로 유입되는 원수 유입 분기관(515)이 형성되고, 헤드 니플(511)측 하부에는 정수가 정수기로 유출되는 정수 유출 분기관(516)이 형성되며,
원수 유입 분기관(515)은 헤드칼라(530)에 의해 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218)과 결합하고, 정수 유출 분기관(516)은 헤드칼라(530)에 의해 전처리 필터(200)의 필터 출수관(219)과 결합한다(도 12 참조).
이와 같은 구조로 인해 별도의 공구나 분리 수단이 없이도 전처리 필터(200)를 헤드부(500)와 용이하게 탈부착할 수 있다.
도 10은 본 발명의 볼 밸브부(400)의 단면도 및 작동을 설명하는 도면이고, 도 11은 헤드부(500)의 단면을 설명하는 도면이다.
도 10과 같이 볼 밸브부(400)가 개방된 상태에서는 밸브 샤프트(440)가 회동하여 샤프트 유로(440-1)가 밸브 피팅의 밸브 피팅유로(462-1) 및 밸브 니플의 밸브 니플유로(461-1)와 연통하도록 하여 원수가 밸브 니플유로(461-1), 샤프트 유로(440-1) 및 밸브 피팅유로(462-1)를 통해 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218)으로 유입되도록 한다.
도 10과 같이 볼 밸브부(400)가 폐쇄된 상태에서는 밸브 샤프트(440)가 회동하여 밸브 샤프트(440)의 샤프트 유로(440-1)가 밸브 피팅유로(462-1) 및 밸브 니플의 밸브 니플유로(461-1)와 불통하도록 하여 원수가 밸브 니플유로(461-1), 샤프트 유로(440-1) 및 밸브 피팅유로(462-1)를 통해 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218)으로 유입되는 것을 방지한다.
이와 같이 볼 밸브부(400)가 전처리 필터(200)의 상류측에 배치되므로 볼 밸브부(400)의 개폐로 인해 원수가 전처리 필터(200)로 유입되는 것을 방지하거나 허용할 수 있어, 전처리 필터(200)로 원수를 정수하는 경우에는 볼 밸브부(400)를 개방하고, 전처리 필터(200)의 교체가 필요할 때는 볼 밸브부(400)를 폐쇄하여 원수가 유입되는 것을 용이하게 방지할 수 있다.
도 11은 헤드부(500)의 단면을 설명하는 것으로, 헤드 바디(510)의 내부에는 헤드 바디 격벽(510-1)이 형성되어 헤드 니플(511)의 헤드 니플 유로(511-1)와 헤드 피팅(512)의 헤드 피팅 유로(512-1)를 분리시켜서, 헤드 피팅 유로(512-1)의 원수와 헤드 니플 유로(511-1)의 정수가 서로 혼합되지 않고 분리되도록 한다.
또한 헤드 피팅(512)의 헤드 피팅 유로(512-1)와 원수 유입 분기관(515)이 서로 연통되고, 헤드 니플 유로(511-1)와 정수 유출 분기관(516)이 서로 연통되어서, 헤드 피팅 유로(512-1)로 유입된 원수가 원수 유입 분기관(515)을 통해 전처리 필터(200)로 유입되고, 전처리 필터(200)에 의해 정수된 정수는 정수 유출 분기관(516)을 통해 헤드 니플 유로(511-1)를 거쳐 정수기측으로 유출된다.
도 12는 본 발명의 필터 하우징(100)과 전처리 필터(200)의 조립을 설명하는 도면이다.
먼저 체결부재로 필터 하우징(100)의 하우징 고정공(122)를 통해 필터 하우징(100)을 벽면이나 프레임에 고정 설치한다.
다음에 하우징 헤드부(110)의 밸브 장착 기둥(113)에 볼 밸브부(400)의 장착 플랜지(463)에 형성된 장착공(464)을 일치시키고, 볼 밸브부(400)의 밸브 니플(461)을 하우징 헤드부(110)의 헤드부 측면판(111)에 형성된 반원홈(112)에 거치시킨 후 체결부재로 장착 플랜지(463)의 장착공(464)과 밸브 장착 기둥(113)을 결합시켜 볼 밸브부(400)를 하우징 헤드부(110)에 고정 설치시킨다.
볼 밸브부(400)와 원수가 유입되는 원수관은 별도의 어댑터나 커넥터를 이용하여 연결시키거나 필요하다면 별도의 연장관을 추가하여 연결할 수 있고, 원수관과 볼 밸브부(400)가 연결되면 정수기의 작동 이전에는 볼 밸브부(400)를 폐쇄시켜 원수가 유입되지 않도록 한다.
이후에 볼 밸브부(400)의 밸브 피팅(462)을 헤드부의 헤드 피팅(512) 내측에 삽입시키고 헤드부의 헤드 니플(511)에 형성된 헤드 니플 홈(511-2)을 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)에 결합시키며, 이때 볼 밸브부(400)의 밸브 피팅(462)과 헤드부의 헤드 피팅(512) 및 헤드부의 헤드 니플 홈(511-2)과 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)은 서로 회동가능하게 결합되어, 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218) 및 필터 출수관(219)을 헤드부의 원수 유입분기관(516) 및 정수 유출분기관(515)과 용이하게 탈부착을 할 수 있다.
다음에 헤드부의 헤드 니플(511)에 별도의 장착 플랜지(도면부호 미도시)를 결합시키고 헤드부측의 장착기둥(도면부호 미도시)에 별도의 체결부재로 결합 고정시킨다.
이때 헤드부의 헤드 니플(511)에 결합되는 별도의 장착 플랜지는 헤드 니플(511) 및 헤드부의 헤드 피팅(512)이 하우징 헤드부의 반원홈 및 밸브수단의 밸브 피팅(462)과 회동 가능하게 결합되도록 장착된다.
이와 같은 구조로 인해 전처리 필터(200)를 교환하거나 분리하는 경우에 전처리 필터(200)가 필터 하우징(100)에 대하여 회동가능하게 탈부착이 가능하므로 전처리 필터(200)를 헤드부(500)에 탈부착하는 것이 용이하게 된다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 밸브 수단인 디스크 밸브(550)의 측단면 및 평단면을 설명하는 도면이다.
도 8, 10의 볼 밸브부(400)는 헤드부(500)와 연결된 이후에 수동으로 밸브 레버(410)를 조작하여 원수 유입을 조절하므로, 전처리 필터(200)나 헤드부(500)의 교환 분리시에 원수 유입 방지를 위하여 수동으로 볼 밸브부(400)를 폐쇄하여야 한다.
본 발명의 다른 밸브 수단인 디스크 밸브(550)는 볼 밸브부(400)와 헤드부(500)가 분리되면 자동으로 원수 유입이 방지되고, 볼 밸브부(400)와 헤드부(500)가 결합되면 자동으로 원수 유입이 수행되도록 함으로써 전처리 필터(200)와 헤드부(500)를 같이 탈착하거나 헤드부(500)만 탈착하는 경우에 탈착을 용이하게 하는 효과를 가진다.
도 13은 본 발명의 디스크 밸브(550)의 측단면을 설명하는 도면으로, 디스크 밸브(550)는 유로가 형성되는 밸브 바디(551)와, 밸브 바디(551)의 유로를 개폐하는 디스크(552)와, 디스크(552)를 밸브 바디(551)에 회동 가능하게 설치하는 회전축(553)과, 회전축(553)의 회동을 유발하는 토션 스프링(554)과, 토션 스프링(554)을 내부에 수납하는 수납실(555)를 포함한다.
디스크 밸브(550)의 토션 스프링(554)은 초기 상태에서 디스크(552)가 유로를 폐쇄하도록 설정되며, 외부에서 토션 스프링(554)의 스프링력을 저항하는 회동력이 가해져야 디스크(552)가 유로를 개방하도록 한다.
또한 밸브 바디(551)에는 원수가 헤드부(500)로 유출되는 디스크(552) 하류측에 밸브 유출구(556)가 형성되고, 밸브 유출구(556)에는 밸브 유출구 유로(556-1)이 형성되며, 원수가 유입되는 디스크(552) 상류측에 밸브 니플(557)이 형성된다.
또한 헤드부(500)에는 디스크 밸브(550)의 밸브 유출구(556)와 연결되는 측에 돌기형 헤드 피팅(513)이 형성되고, 돌기형 헤드 피팅(513)은 밸브 유출구(556) 내부에 삽입되도록 형성되며, 돌기형 헤드 피팅(513) 내부에 헤드 피팅 유로(513-1)가 형성되고, 돌기형 헤드 피팅(513) 단부측에 디스크 밸브(550)의 디스크(552)를 회동시키도록 접촉하는 돌출팁(514)이 형성된다.
도 14는 본 발명의 디스크 밸브(550)를 상부에서 본 평단면을 설명하는 도면으로, 헤드부의 돌기형 헤드 피팅(513)이 밸브 바디의 밸브 유출구(556)로 삽입되면, 헤드부의 돌출팁(514)이 밸브 유출구 유로(556-1)의 가장자리와 접촉하며 미끄럼 이동하여 디스크(552)의 외측 가장자리를 가압한다. 이에 따라 외측 가장자리가 가압된 디스크(552)는 회전축(553)을 중심으로 회전하여 밸브 유출구 유로(556-1)를 개방한다.
이때 디스크(552)가 회동하면 디스크(552) 가장자리가 회전축(553)을 중심으로 원호 궤적을 형성하므로, 돌출팁(514)은 디스크(552)가 회동하여도 디스크의 가장자리와 접촉을 유지하기 위하여 경사면(514-1)을 구비한다.
디스크(552)는 돌출팁(514)의 경사면(514-1)과 접촉하여 회동하므로 디스크의 회동각도는 돌출팁(514)의 경사면(514-1)의 경사각도에 의하여 결정되며, 경사면(514-1)의 경사각도가 클수록 디스크의 회동각도가 증가하지만 돌출팁(514)의 두께가 증가하게 되어 유로가 막히게 되므로, 바람직하게는 디스크의 회동각도가 45도 내지 60도 범위가 되도록 경사면(514-1)의 경사각도를 조절한다.
디스크의 회동각도가 45도 이하가 되면 밸브 유출구 유로(556-1)가 절반 이상이 폐쇄되어 유량이 감소되고, 디스크의 회동각도가 60도 이상이 되면 돌출팁(514) 두께가 증가하게 되어 유로가 과도하게 막히게 된다.
또한 돌출팁(514)의 길이는 돌기형 헤드 피팅(513)과 밸브 유출구(556)의 삽입 길이와 밸브 유출구 유로(556-1) 내에서 디스크(552)의 설치 위치에 따라 정해지며, 또한 디스크의 회동각도 범위를 커버하기에 충분한 길이를 구비해야 한다.
또한 도 13 및 도 14의 디스크 밸브(550)는 도 8의 밸브 수단인 볼 밸브(400)와 동일하게 장착플랜지(463) 및 장착공(464)에 의해 필터하우징(100)의 밸브 장착기둥(113)에 설치되어 고정되고,
도 13 및 도 14의 디스크 밸브(550)는 도 8의 밸브 수단인 볼 밸브(400)와 동일하게 밸브 니플(557)을 구비하고, 밸브 니플(557)은 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)에 회동가능하게 설치된다.
또한 디스크 밸브의 밸브 유출구(556)와 헤드부의 돌기형 헤드 피팅(513) 및 헤드부의 헤드 니플 홈(511-2)과 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)은 서로 회동가능하게 결합되어, 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218) 및 필터 출수관(219)을 헤드부의 원수 유입분기관(516) 및 정수 유출분기관(515)과 용이하게 탈부착을 할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량할 수 있음이 명백하다.
100: 필터 하우징 110: 하우징 헤드부
111: 헤드부 측면판 112: 반원홈
113: 밸브장착 기둥 114: 헤드부 곡면판
120: 하우징 몸체부 121: 그립홈
122: 고정공
130: 하우징 바닥부
200: 전처리 필터
210: 상부필터 케이스 211: 오링
212: 상부 필터브라켓 213: 살균 볼 케이스
214: 필터 브라켓 215: 주름필터
216: 하부 필터브라켓 217: 관통구
218: 필터 입수관 219: 필터 출수관
220: 하부 필터케이스 230: 유입구
231: 유입구 격벽 232: 유동 통로
300: 커버 310: 커버 결합구
400: 볼 밸브부 410: 레버
420: C-링 430: 오링
440: 샤프트 440-1: 샤프트 유로
450: 패드
460: 밸브 바디 461: 밸브 니플
461-1: 밸브니플 유로 462: 밸브 피팅
462-1: 밸브 피팅 유로 463: 장착 플랜지
464: 장착공 465: 레버 결합구
500: 헤드부 510: 헤드 바디
510-1: 헤드바디 격벽
511: 헤드 니플 511-1: 헤드니플 유로
511-2: 헤드니플 홈 512: 헤드 피팅
512-1: 헤드 피팅 유로 513: 돌기형 헤드 피팅
513-1: 돌기형 헤드피팅 유로 514: 돌출팁
514-1: 경사면 515: 정수 유출 분기관
516: 원수 유입 분기관
530: 헤드 칼라
550: 디스크 밸브 551: 밸브 바디
552: 디스크 553: 회전축
554: 토션 스프링 555: 수납실
556: 밸브 유출구 557: 밸브 니플

Claims (7)

  1. 벽이나 프레임에 고정되는 필터 하우징(100)과, 필터 하우징(100)에 회동 가능하게 탈부착되는 전처리 필터(200)와, 필터 하우징(100) 상부에 회동 가능하게 탈부착되는 커버(300)와, 원수를 공급하는 원수관과 전처리 필터(200) 사이에 삽입되는 밸브 수단과, 전처리 필터(200)와 정수기 사이에 삽입되는 헤드부(500)를 포함하고,

    필터 하우징(100)은,
    일측이 개방되고 타측은 헤드부 곡면판(114)으로 밀폐되며 측면은 헤드부 측면판(111)으로 밀폐된 하우징 헤드부(110)와,
    하우징 헤드부(110)와 일체로 형성되되 상하부가 개방되고 내부에 공간이 형성되는 절개된 원통 형상의 하우징 몸체부(120)와,
    하우징 몸체부(120)와 일체로 형성되는 원기둥 형상의 하우징 바닥부(130)를 포함하고,
    하우징 헤드부(110)의 양측 헤드부 측면판(111)에는 반원홈(112)이 형성되고,
    헤드부 곡면판(114)에는 밸브 장착 기둥(113)이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    관 삽입식 전처리 필터 세트(1000).
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 수단이 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112) 및 밸브 장착 기둥(113)에 의해 하우징 헤드부(110)에서 원수관측에 설치되고,
    헤드부(500)가 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)에 의해 하우징 헤드부(110)에서 정수기측에 설치되며,
    상기 밸브 수단 및 헤드부(500)가 하우징 헤드부(110)에 탈부착 가능하게 설치되고,
    헤드부(500)는 내부에 유로가 형성되는 헤드 바디(510)와, 헤드 바디(510)와 일체로 형성되며 정수기측으로 정수를 배출하는 헤드 니플(511)과, 헤드 바디(510)와 일체로 형성되며 상기 밸브수단과 결합되는 헤드 피팅(512)을 포함하고,
    상기 밸브수단과 헤드부(500)는 서로 회동가능하되 누설이 방지되도록 결합되며,
    헤드부(500)의 헤드 니플(511)과 헤드부 측면판(111)의 반원홈(112)은 서로 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는,
    관 삽입식 전처리 필터 세트(1000).
  4. 청구항 3에 있어서,
    헤드 바디(510)에서 헤드 피팅(512)측 하부에는 원수가 전처리 필터(200)로 유입되는 원수 유입 분기관(515)이 형성되고,
    헤드 니플(511)측 하부에는 정수가 정수기로 유출되는 정수 유출 분기관(516)이 형성되며,
    원수 유입 분기관(515)은 헤드칼라(530)에 의해 전처리 필터(200)의 필터 입수관(218)과 결합하고,
    정수 유출 분기관(516)은 헤드칼라(530)에 의해 전처리 필터(200)의 필터 출수관(219)과 결합하는 것을 특징으로 하는,
    관 삽입식 전처리 필터 세트(1000).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브수단은 디스크 밸브(550)이고,
    디스크 밸브(550)는 유로가 형성되는 밸브 바디(551)와, 밸브 바디(551)의 유로를 개폐하는 디스크(552)와, 디스크(552)를 밸브 바디(551)에 회동 가능하게 설치하는 회전축(553)과, 회전축(553)의 회동을 유발하는 토션 스프링(554)과, 토션 스프링(554)을 내부에 수납하는 수납실(555)를 포함하고,
    헤드부(500)에서 상기 밸브수단과 결합되는 돌기형 헤드 피팅(513)은 디스크 밸브(550)의 디스크(552)를 회동시키도록 접촉하는 돌출팁(514)을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    관 삽입식 전처리 필터 세트(1000).

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