KR20020073714A

KR20020073714A - 정수기

Info

Publication number: KR20020073714A
Application number: KR1020010013468A
Authority: KR
Inventors: 원성용; 정용석; 윤성욱
Original assignee: 원성용; 정용석; 박진영
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-09-28
Also published as: KR100397448B1

Abstract

본 발명은 오염된 원수를 정화시키는 정수기에 관한 것으로서, 원수공급관과 정수배출관이 연결되는 정수기 본체와, 상기 정수기 본체의 내부 공간을 분리토록 필터가 설치되는 원수여과부및, 상기 정수기 본체와 필터에 각각 상이한 전하를 공급하도록 정류기에 연결되는 전극판이 설치되는 전하형성부를 포함하는 구성으로 전처리 과정이 필요없이 일반적인 필터에 의해 바이러스를 흡착할수 있어 경제적이며, 필터수단에 흡착되는 바이러스의 탈리가 손쉽게 이루어 지도록 하는 것을 요지로 한다.

Description

정수기{A water purifier}

본 발명은 수도물등의 원수중에 포함되는 각종 유해물질을 제거하도록 하는정수기에 관한 것으로서 이는 특히, 원수가 유입되는 저장조와 상기 저장조의 내측에 원수를 필터링 토록 설치되는 필터에 각각 상이한 극성의 전압을 인가하도록 설치하여 저장조와 필터가 상이한 전하를 띄도록 함으로써 일정극성을 띄는 원수내의 유해물질을 전기적인 힘에 의해 필터에 포집토록 하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 알려져 있는 정수기는, 수도꼭지로 부터 공급되는 원수(原水)를 별도의 필터수단 내부에 통과시켜 정수를 행하고, 상기 필터수단에 의해 원수중에 포함된 유해물질들을 제거토록 한다.

그리고, 이와같은 정수기는 정수방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식및 역삼투압식등으로 크게 분류될수 있는 것이다.

이와같은 기술과 관련된 종래의 정수기는 도1에 도시한 바와같이, 본체(1) 내에는 수도꼭지(2)와 접속된 급수관(3)을 통하여 공급되는 원수중에 포함된 이물질을 제거하도록 케이스(4-1)의 내측에 다공질의 필터(4-2)가 충진되는 필터수단(4)이 장착되고, 상기 필터수단(4)의 상측에는 복수의 필터수단(4)을 순차로 통과하면서 정화된 정수를 저장하는 정수저장탱크(5)가 장착되며, 상기 정수저장탱크(5)에 연결되어 정수를 냉각및 가열하는 냉, 온수탱크(7)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 냉수탱크에는 히터가 냉수탱크에는 냉동싸이클에 의해 동작하는 냉각코일이 설치되는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 필터는, 원수가 투입되는 케이스(4-1) 내측에 충진되는 다공질의 필터(4-2)에 의해서만 원수를 정수하여 입자의 크기가 필터(4-2)를 통과할수 있는 미세한 바이러스의 경우 필터링이 불가능하게 되는 단점이 있는 것이다.

한편, 바이러스를 포집하기 위하여 바이러스가 존재하는 수환경의 pH에 의해 바이러스가 띠게 되는 전하와 필터사이의 전기적 작용을 이용하는 필터가 사용되고 있으며, 이는 크게 음전하 필터와 양전하 필터로 양분되며, 음전하 필터의 경우 유리섬유로 구성되어 바이러스와 필터사이의 전기적 척력을 상쇄하기 위하여 원수의 PH를 바이러스의 등전하점 이하로 낮추어야 함으로써 다량의 양이온 또는 양이온 다량체등을 원수에 첨가하는 시료의 전처리 과장이 필요하고, 이에따라 원수의 공급에 따른 많은 양의 시료를 필요로 한다.

또한, 양전하 필터의 경우, 표면을 처리한 유리섬유와 셀룰로우즈(cellulose)의 혼합물로 구성된 필터(CUNO 사의 1MDS필터)를 일반적으로 사용하며, 이는 시료의 전처리 과정이 필요없이 넓은 범위의 pH에서 사용할수는 있으나 필터의 제작단가가 상승되고, 바이러스의 종류에 따라 흡착정도의 차이가 발생되어 신뢰성을 저하시키게 되는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 전처리 과정이 필요없이 일반적인 필터에 의해 바이러스를 흡착할수 있어 경제적이며, 필터수단에 흡착되는 바이러스의 탈리가 손쉽게 이루어 지고, 바이러스의 전하에 따라 최적의 조건으로 흡착시킬수 있도록 하는 정수기를 제공하는데 있다.

도1은 종래의 정수기를 도시한 측단면 개략도

도2는 본 발명에 따른 정수기 필터를 도시한 외관상태도

도3은 본 발명에 따른 정수기 필터를 도시한 단면 구조도

도4는 본 발명에 따른 필터의 요부 단면 구조도

도5는 본 발명에 따른 정수기를 도시한 개략도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...정수기 본체 110...커버

120...케이스 210,222...분할공간

230...필터 230f...몸체

310,320...전극판 340...정류기

상기 목적들을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 일정공간을 갖는 케이스와 그 일측에 결합수단을 통하여 결합되는 커버로서 구성되며, 원수공급관과 정수배출관이 연결되는 정수기본체와,

상기 공간의 내측에서 분할공간을 형성하도록 도전성 재질의 필터가 고정되고, 일측 분할공간에 원수공급관이 관통 연결되며 타측 분할공간에 정수배출관이 관통 연결하도록 설치되는 원수여과부와,

상기 케이스의 내측에 일의 전극판이 고정되고, 상기 필터에 타의 전극판이 고정되며, 상기 전극판이 정류기에 연결되어 상이한 전하를 공급하도록 설치되는 전하 형성부를 포함하는 구성으로 이루어진 정수기를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 정수기를 도시한 외관상태도이고, 도3은 본 발명에 따른 정수기를 도시한 단면 구조도이며, 도4는 본 발명에 따른 정수기의 요부 단면 구조도이고, 도5는 본 발명에 따른 정수기의 정수 상태도로서 본 발명은, 정수기 본체(100)와 원수여과부(200)및 전하형성부(300)로서 구성된다.

상기 정수기본체(100)는, 결합수단(170)을 통하여 상호 고정되는 커버(110)와 케이스(120)로 구성되며, 상기 케이스(120)의 내측에 일정량의 원수를 저장토록공간(130)이 형성되고, 원수공급관(140)와 정수배출관(150)가 설치된다.

상기 결합수단(110)은, 커버(110)와 케이스(120)에 형성되는 나사산(110a)과 실링부재(110b)로서 구성된다.

상기 공간(130)의 내측에 설치되는 원수여과부(200)는, 상기 커버(110)와 케이스(120)가 상호 결합될때 케이스(120)의 내측에 분할공간(210)(220)을 형성토록 필터(230)가 설치되고, 이때 일측 분할공간(210)에 원수공급관(140)이 연결되며 타측 분할공간(220)에 정수배출관(150)이 연결된다.

상기 필터(230)는, 원주형상으로 형성되어 상이한 직경을 갖는 다공판(230a)(230b)과 그 상하단에 결합되는 고정판(230d)으로 구성되는 몸체(230f)와 상기 다공판(230a)(230b) 사이에 위치토록 되는 다공질의 여과포(230c)로서 이루어 지고, 상기 고정판(230d)에 실링부재(230e)가 각각 부착된다.

또한, 상기 여과포(230c)는, 원수가 접촉되는 표면적이 증가되도록 주름 형상으로 배치되는 부직포나 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스틸렌(polystyrene), 펄프등으로 구성되어 그 단면에 10 ~ 20㎛의 관통공이 다수개 형성되는 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 다공판(230a)(230b)과 고정판(230d)은, 내식성 재질로서 전기전도성 재질인 스테인레스로서 이루어진다.

상기 분할공간(210)(220)에 상이한 극성의 전하를 공급하는 전하형성부(300)는, 상기 분할공간(210)에 음전하를 공급토록 케이스(120)의 내측면에 전극판(310)이 설치되고, 상기 필터수단(200)에 양전하를 공급하도록 커버(110)에 전극판(320)이 설치되며, 상기 전극판(310)(320)에 전하를 공급하도록 되는 정류기(340)가 케이블(350)를 통하여 연결된다.

상기 전극판(310)은, 케이스(210)의 내경측 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 전극판(320)은, 필터(230)의 고정판(230d)에 고정되는 띠형상을 갖도록 되어 커버(110)에 고정되는 구성으로 이루어 진다.

이와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도2 내지 도5에 도시한 바와같이, 내부에 일정량의 원수가 저장토록 저장공간(130)이 형성되는 케이스(120)의 상측에 나사결합을 통하여 커버(110)를 고정한다.

이어서, 상기 커버(110)나 케이스(120)의 일측에 형성되는 원수공급관(140)를 통하여 유해물질이 포함되는 수도물 등의 원수를 공급토록 하고, 상기 원수공급관(140)은, 커버(110)나 케이스(120)중 어느쪽에 설치하여도 좋으며 상기 저장공간(130)과 관통 연결토록 하면 된다.(본 발명의 실시예에서는 원수공급관(140)를 커버(110)의 일측에 설치하였다)

상기 원수공급관(140)를 통하여 유입된 원수는 여과수단(200)에 의해 저장공간(130)이 양측의 분할공간(210)(220)으로 분할될때, 상기 분할공간(210)(220)중 외측의 분할공간(210)에서 필터(230)를 통과한후 내측의 분할공간(220)으로 향하면서 여과되고, 상기 분할공간(220)에 저장되는 정수는 이에 관통토록 설치되는 정수배출관(150)를 통하여 외부에 배출토록 된다.

그리고, 상기 정수배출관(150)은, 커버(110)나 케이스(120)중 어느쪽에 설치하여도 좋으며, 상기 분할공간(220)과 관통 연결토록 하면 된다.(본 발명의 실시예에서는 정수배출관(150)를 원수공급관(140)와 대향토록 커버(110)의 타측에 설치하였다)

또한, 상기 필터(230)는, 내식성재질로 형성되어 원수에 의한 부식이 방지되는 스테인레스 재질의 몸체(230f)와 상기 몸체(230f)에 의해 지지되는 여과포(230c)로 구성되어 원수가 여과포(230c)를 통과할때 유해물질을 필터링하게 되며, 상기 몸체(230f)의 재질은 본 발명에서 스테인레스 재질을 사용하였지만 인체에 무해하면서 내식성과 일정 강도를 갖으면서 전도성을 갖는 재료이면 사용가능 하다.

그리고, 상기 여과포(230c)는, 일반적으로 정수기에 사용되는 필터와 마찬가지로 불순물의 투과를 방지토록 10 ~ 20㎛의 관통공이 다수개 형성되고, 원수가 접촉되는 표면적이 증가되도록 주름 형상으로 배치되는 부직포나 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리스틸렌(polystyrene), 펄프등으로 구성되어 일반적인 정수기의 필터와 동일한 역활을 수행토록 한다.

또한, 상기 케이스(120)의 내측에 필터(230)를 삽입한후 커버(110)를 결합하면 상기 필터(230)의 몸체(230f)에 부착되는 실링부재(230e)에 의해 원수가 직접 분할공간(220)에 유입되는 것을 방지한다.

상기 몸체(230f)가 원주형상으로 형성되어 상이한 직경을 갖는다공판(230a)(230b)을 고정토록 그 상하단에 고정판(230d)이 결합되는 구성으로 이루어져 그 내측인 양측의 다공판(230a)(230b)으로서 형성되는 공간에 여과포(230c)가 삽입토록 됨으로써 원수가 다공판(230a)을 통하여 유입되어 여과포(230c)를 통과한후 다공판(230b)을 통하여 분할공간(220)에 유입토록 된다.

한편, 상기와 같은 정수기의 구성에 전하형성수단(300)을 설치하여 필터(230)와 케이스(120)에 상이한 전하를 공급한다.(본 발명에서는 필터(230)의 표면에 양전하가 케이스(120)의 내측에 음전하가 발생토록 설치한다)

상기와 같은 전하형성수단(300)은, 상기 필터(230)의 장착시 일측에 분할공간(210)에 음전하를 공급토록 케이스(120)의 내측면에 전극판(310)을 고정하고, 상기 필터수단(200)에 양전하를 공급하도록 커버(110)에 전극판(320)이 고정한다.

이때 상기 전극판(310)(320)에는 케이블(350)로서 연결되는 정류기(340)를 통하여 인체에 무해한 소정전압(본 발명에서는 인체에 무해한 4V 이하의 전압)의 직류전원이 공급토록 된다.

그리고, 상기 전극판(310)은, 케이스(210)의 내경측에 감싸도록 형성되고, 상기 전극판(320)은, 필터(230)의 고정판(230d)에 고정되는 띠형상을 갖도록 되어 커버(110)에 고정된다.

상기와 같은 전극판(310)(320)에 전원이 공급되면 필터(230)의 표면에 양전하가 형성되고, 케이스(210)의 내측에 음전하가 형성토록 되어 필터(230)에서 매질인 원수를 통하여 케이스(210) 쪽으로 전하가 이동토록 되고, 이때 음전하를 띠고 있는 바이러스가 케이스(210)내측에 고정되는 전극판(310)의 척력과 상기전극판(310)과 대향되는 전극판(320)의 인력에 의해 여과포(230c)의 표면에 흡착토록 된다.

상기 여과포(230c)에 부착되는 바이러스의 탈리시 여과포(230c)에 반대의 전하를 인가하면 상호 척력이 발생하여 별도의 탈리용 장치가 필요없이도 여과포(230c)에서 바이러스의 탈리가 간편하게 이루어 진다.

또한, 본 발명에서는 일반적으로 음전하를 갖는 바이러스를 포집하는 장치에 대하여 설명하였으나 상기 전극판(310)(320)에 정류기(340)를 통하여 반대의 극성을 인가하면 양전하를 갖는 바이러스의 포집도 가능하여 전극판(310)(320)에 공급되는 극성을 변환시키는 간단한 구성에 의해 포집하고자 하는 바이러스에 대하여 용이하게 적용토록 된다.

그리고, 상기 정수기(500)는 도5에서와 같이, 수도관과 연결되는 원수공급관(140)을 통하여 공급되는 유해물질이 포합되는 원수가 필터(230)를 통한후 정수되고, 정화수배출관(150)을 통하여 저장조(400)에 저장되어 사용자가 용이하게 사용토록 하는 것이다.

실시예

미국 환경청의 ICR(Information Collection Requirement)에서 제시한 QC(Quality Control) 방법에 의거하여 멸균한 증류수 20L 에 400 PFU(Plaque Forming Unit)의 폴리오바이러스(poliovirus)를 첨가한후 혼합한 상태에서 각각의 필터에 의해 바이러스의 포집상태를 시험하였다.

이때 바이러스가 흡착된 필터는 1.5% beef extract 용액(pH9.5)으로 세번 걸려 탈리한후 유기농축법(organic flocculation concentration procedure)을 통하여 농축하고, 농축된 시료를 ICR 방법에서 제시한 계산식에 의해 접종량을 구하였으며, 이에 의하여 흡착및 탈리후 바이러스의 량을 구하였다.

	일반필터	양전하 필터	본 발명 필터(1~4v 전압인가)
처음바이러스양(PFU)	200	200	200
흡착및 탈리후 바이러스양(PFU)	0.9865	167.4	187.5
회수율 (%)	0.49	83.7	93.75

상기와 같이 1~4V의 전압을 인가할때 양전하 필터와 일반적인 필터보다 높은 바이러스의 흡착율을 갖는 것을 알수 있다.

이와같이 본 발명에 따른 정수기에 의하면, 전처리 과정및 별도의 장치가 필요없이 원수와 저장되는 케이스와 원수가 접촉되는 필터에 상이한 전원을 각각 공급하는 구성에 의해 바이러스를 흡착할수 있어 경제적이며, 필터에 흡착되는 바이러스를 필터에 다른 극성의 전하를 공급하는 동작을 통하여 탈리가 손쉽게 이루어 지고, 포집을 원하는 바이러스의 종류에 따라 공급되는 전하를 임의로 조절함으로써 최적의 조적에서 바이러스를 흡착시킬수 있도록 하는 등의 우수한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명 하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서본 발명이 다양하게 개량 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀 두고자 한다.

Claims

공간(130)을 갖는 케이스(120)와 실링수단(170)을 통하여 결합되는 커버(110)로서 구성되며, 원수공급관(140)와 정수배출관(150)이 연결되는 정수기본체(100)와,

상기 공간(130) 내측에서 분할공간(210)(220)을 형성하도록 도전성의 필터(230)가 고정되고, 일측 분할공간(210)에 원수공급관(140)이 관통 연결되며 타측 분할공간(220)에 정수배출관(150)이 관통 연결되도록 설치되는 원수여과부(200)와,

상기 케이스(120)의 내측에 전극판(310)이 고정되고, 상기 필터(230)에 전극판(320)이 고정되며, 상기 전극판(310)(320)이 정류기(340)에 전기적으로 연결되어 상이한 전하가 각각 공급되도록 설치되는 전하 형성부(300)를 포함하여 구성되는 정수기
제1항에 있어서, 상기 실링수단(110)은, 커버(110)와 케이스(120)에 형성되는 나사산(110a)과 실링부재(110b)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 정수기
제1항에 있어서, 상기 필터(230)는, 상이한 직경을 갖는 다공판(230a)(230b)과 그 상,하단에 각각 결합되는 고정판(230d)으로 구성되는 몸체(230f)와, 상기 다공판(230a)(230b) 사이에 위치토록 되는 다공질의 여과포(230c)로서 이루어 지고,상기 고정판(230d)에 실링부재(230e)가 각각 부착되어 커버(110)와 케이스(120)에 각각 밀착되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 정수기
제3항에 있어서, 상기 여과포(230c)는, 원수가 접촉되는 표면적이 증가되도록 주름 형상으로 배치되는 부직포나, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 펄프중 어느 하나로 구성되어 그 단면에 10 ~ 20㎛의 관통공이 다수개 형성되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수기
제3항에 있어서, 상기 다공판(230a)(230b)과 고정판(230d)은, 내식성이면서 도전성을 갖는 재질로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 정수기
제1항에 있어서, 상기 전극판(310)이 케이스(210)의 내경측 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기
제1항에 있어서, 상기 전극판(320)은, 필터(230)의 고정판(230d)에 밀착 고정되는 띠형상을 갖도록 형성되어 커버(110)에 고정되는 것을 특징으로 하는 정수기