KR200248123Y1 - 연수기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연수기에 관한 것으로서, 외부가 감싸지고 중앙에 홀이 형성된 철망에 의하여 내부가 제1, 2 공동부로 구획되고, 저면에 입수구와 출수구를 각각 구비하고, 상기 출수구와 상기 철망의 중앙홀을 통해서 상부 수직방향으로 파이프가 연장되고, 상기 연장된 파이프 상단에는 출수철망이 위치하여, 상기 입수구로 유입되는 유입수가 상기 제 1 공동부와 이온교환수지가 충진된 상기 제 2 공동부를 통과하여 상기 파이프 상단의 출수철망을 통해 상기 출수구로 출수되는 연수탱크와, 입구와 출구를 가지고 있으며, 상기 연수탱크와 일체로 결합되고, 상기 출구는 상기 연수탱크의 입수구와 연결된 재생탱크를 포함하는 연수기를 제공한다.

본 고안에 의한 연수기에 의하면, 이온교환수지가 유동을 할 수 있어 이온교환반응 및 재생작용이 탁월하며, 재생탱크가 일체로 되어있어, 보관 및 유지가 용이하며 재료비의 절감도 이룰 수 있는 이점이 있다.

Description

연수기{Water Softener}

본 고안은 수돗물 등의 원수에 대하여 이온교환작용을 하여 목욕 및 세면 시 피부노폐물을 제거하는 데 적합한 연수를 만드는 연수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각각의 입, 출구가 하부에 설치된 원통과 재생재가 투입되는 재생탱크를 일체로 결합시켜, 보다 완전한 연수과정을 거칠 수 있도록 하고, 이온교환수지의 재생과정을 효과적으로 할 수 있는 연수기에 관한 것이다.

연수기는 수돗물 등의 경수(센물)에 대하여 이온교환작용을 통해서 연수(단물)로 바꾸어 주는 장치로서, 이온교환수지를 이용하여 원수에 함유된 경도유발물질(칼슘, 마그네슘 등)을 흡착 제거하여 특히 피부미용에 좋고, 부드러우며, 깨끗한 물로 만들어 주는 역할을 한다.

도 1, 2는 종래의 일반적인 연수탱크에 대한 사시도 및 내부 단면도이다. 도 1, 2를 참조하여 연수기의 연수작용을 살펴보면, 경수는 상부의 경수 입수구로 유입되어 연수탱크(1)내에서 철망(4) 상부에 충진되어 있는 이온교환수지(3)와의 이온반응에 의해 유입된 원수중의 Ca, Mg이 제거되어 연수로 변환된 뒤에 연수탱크(1) 하부의 연수 출수구를 통해서 출수된다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술에 있어서는, 경수와 이온교환수지사이에 이온반응을 시키기 위해 경수를 연수탱크내부의 상부에서 하부로 흐르도록 하는 구성을 취하고 있는데, 이는 중력에 의해 물은 높은 곳으로부터 낮은 곳으로 흐른다는점을 이용한 것으로 판단되지만, 경수가 아래로 흘러가는 동안 이온교환수지 사이 공극을 통과하면서 이온교환수지입자들은 연수탱크 내에서 유동 없이 거의 제자리에 머물게 되어 충분하게 이온반응효과가 나타나지 않는 문제점이 있다.

이밖에 경수 유입구 및 연수 출수구를 연수탱크의 하부에 형성시킨 연수기도 제안되었지만, 내부구조에 있어 이 역시도 종래의 유입된 경수가 위에서 아래로 흐르게 하는 동일한 구성을 취하고 있다.

이는 이온교환수지(3)를 재생하는 과정에서 특히 발생하는 문제로서, 이온교환수지의 재생은 재생제(일반적으로는 염화나트륨)를 투입하여(도 1의 투입구(2)) 상기 이온교환수지(3)가 흡착한 양이온들을 제거시키고, 이를 외부에 배출함으로써, 연수기의 연수능력을 재생시키는 과정이다. 이 과정에서 재생제를 함유한 경수가 충분히 이온교환수지와 교반되지 못하고, 상부에서 하부로 그냥 이온교환수지 사이 공극을 스치면서 흘러내리므로 이온교환수지에 흡착된 양이온을 충분히 제거하지 못하는 문제점이 있다.

또한 종래에는 투입구(2)가 연수탱크의 상부에 부착되어 있어, 사용자가 투입구를 개폐함에 있어 별도의 받침목을 밟고 투입구를 개폐하여야 하는 불편함도 있다. 이를 해결하는 하는 방식의 하나로 재생탱크를 연수탱크와 별도로 수도유입파이프 근처에 장착하여 사용하고 있는 예도 제안되고 있으나, 이러한 방식에서는 재생제를 투입하기 위한 마개와 연수화과정에서의 재생탱크를 막아두는 마개가 서로 달라서 재생제용 뚜껑을 별도로 보관해야 하는 불편함이 있고, 집안의 수도유입구 근처를 복잡하게 만드는 문제가 발생한다.

또한 재생탱크를 별도로 두는 경우에도 역시 경수가 재생탱크의 재생제를 그냥 통과하는 경우가 많아 경수에 충분히 재생제가 함유되지 못한 상태에서 재생과정이 이루어지는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 연수기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 연수기의 연수화 및 재생과정에서의 효율을 향상시킬 수 있는 연수기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 제조단가를 절감할 수 있는 연수기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 후술하는 고안의 상세한 설명 및 도면을 통해 잘 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래 연수탱크의 사시도.

도 2는 종래 연수탱크의 내부 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 연수기의 사시도.

도 4a는 본 고안에 따른 연수기의 하부몸체 사시도.

도 4b는 철망의 사시도.

도 5는 본 고안에 의한 연수기의 내부 단면도.

도 6a는 본 고안에 따른 연수기의 재생탱크와 하부커버의 결합단면도.

도 6b는 재생탱크 몸체의 사시도.

도 6c는 재생탱크 조절밸브.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연수탱크 몸체 20 : 재생탱크 몸체

30 : 하부몸체 40 : 하부커버

50 : 경수 입수구 60 : 연수 출수구

상기 목적을 달성하기 위해서 외부가 감싸지고 중앙에 홀이 형성된 철망에 의하여 내부가 제1, 2 공동부로 구획되고, 저면에 입수구와 출수구를 각각 구비하고, 상기 출수구와 상기 철망의 중앙홀을 통해서 상부 수직방향으로 파이프가 연장되고, 상기 연장된 파이프 상단에는 출수철망이 위치하여, 상기 입수구로 유입되는 유입수가 상기 제 1 공동부와 이온교환수지가 충진된 상기 제 2 공동부를 통과하여 상기 파이프 상단의 출수철망을 통해 상기 출수구로 출수되는 연수탱크와, 입구와출구를 가지고 있으며, 상기 연수탱크와 일체로 결합되고, 상기 출구는 상기 연수탱크의 입수구와 연결된 재생탱크를 포함하는 연수기를 제공한다.

상기 재생탱크의 상부에는 재생제 투입을 위한 마개가 설치되어 있으며, 상기 재생탱크의 높이는 상기 연수탱크의 높이 보다 낮은 것이 바람직하다.

상기 재생탱크의 내부에는 상기 입구쪽과 출구쪽을 나누는 격리판이 있어, 입구쪽으로 들어온 경수가 상기 격리판을 통과하여 출구쪽으로 나오도록 하고, 상기 격리판은 상기 재생탱크의 높이와 마개의 공간을 제외하고는 실질적으로 동일하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 재생탱크의 입구측에는 상기 재생탱크로 유입되는 경수의 유량을 조절할 수 있는 유량조절밸브가 설치되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 의한 연수기의 사시도 인데, 유사한 모양의 2개의 연수탱크 몸체(10)와 상부에 덮개(21)가 있는 재생탱크(20), 하부몸체(30), 그리고 상기 하부몸체(30)와 결합되어 연수기의 몸체를 이루는 하부커버(40) 및 경수 입수관(50), 연수 출수관(60)의 기본적인 구성을 보여주고 있다.

본 실시예에서 동일한 연수탱크 몸체(10)를 2개 도시하고 있으나, 이는 본 고안의 요지는 아니고 단지 예시이며, 하나 또는 필요에 따라 더 많을 수도 있음은 물론이다.

도 5의 단면도를 참조하여 보다 자세히 설명하면, 연수탱크 몸체(10)에는 내부에 제 1공동부(18)가 형성되어 이온교환수지(도 2의 3참조)가 소정레벨로 충진될 수 있도록 하고, 하부에는 이온교환수지를 지지하면서 물은 통과될 수 있도록 철망(12)이 설치되어 있다. 철망(12)의 구조는 도 4b에 도시되어 있으며, 중앙에 원형의 홀(13)이 형성되어 있다. 이 홀(13)을 관통하면서 중앙부에는 내부에 통로를 가진 중공(hollow) 파이프(14)가 위치하고 있다. 상기 파이프(14)의 상단에는 출수 철망(16)이 위치하고 있다.

한편, 도 6a, 6b, 6c를 참조하여 설명하면, 재생탱크는 원통형상으로서 내부의 공동을 가지며 저면에는 재생탱크 입, 출수홀(35, 34)이 형성된 재생탱크 몸체(20)와, 상기 재생탱크 몸체(20)의 길이방향과 거의 동일한 높이로서 재생탱크의 내부공간을 양분시키는 격리판(22)과, 재생탱크 덮개(21)로 구성된다. 또한, 상기 재생탱크 입수홀(35)에서 수직하방으로 연결된 파이프 상에는 공지의 가스밸브와 같이 파이프를 통과하는 유체의 양을 조절할 수 있는 조절밸브(28)를 부착시키는데, 상기 조절밸브(28)는 스위치가 공지의 후크로서 원수와 재생(재생 과정시)을 가리킬 수 있도록 하여, 상기 후크가 원수위치에 있는 경우에는 통과하는 유체의 양은 변함이 없으나, 재생위치에 있는 경우에는 통과하는 유체의 양을 적게 할 수 있는 내부구조를 가지고 있는데, 콕 밸브 등이 이에 해당하며, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 4a는 하부몸체(30)의 사시도로서, 2개의 동일한 연수탱크 몸체 결합부와 재생탱크 몸체 결합부를 보여준다. 먼저, 연수탱크 몸체 결합부는, 상부에 개구부를 가지는 원통형으로서 외주면은 일정한 높이를 가져 연수탱크 몸체(10)의개구부와 결합되는 몸체부 받침벽(36), 상기 몸체부 받침벽과 파이프 받침벽 사이의 내부 저면에 상부에 개구부를 가지는 원통으로 외주면은 상기 몸체부 받침벽보다 낮은 높이를 가지는 입수홀 받침벽(46)과, 상기 입수홀 중앙을 관통하는 입수홀(31)이, 그리고 중앙부에는 상기 몸체부 받침벽(36)보다 철망(12)의 두께를 더한 높이의 원통형 외주면을 가지는 파이프 받침벽(37)과 일체로 연결되어 있는 출수홀(33)로 구성되며, 재생탱크 몸체 결합부는, 상부에 개구부를 가지는 원통형으로서 외주면은 일정한 높이를 가져 재생탱크 몸체(20)의 개구부와 결합되는 재생탱크 몸체 받침벽(38)과, 저부의 재생탱크홀(39)로 구성된다.

도 3에 도시된 하부커버(40)는 상부가 상기 하부몸체(30)의 하부면과 결합하여 하부몸체와 함께 연수기의 몸체를 구성하게 되는데, 상기 하부커버(40)의 옆면은 하부몸체(30)의 옆면과 동일한 외관을 가지게 하여 하부몸체(30)와 하부커버(40)로 이루어지는 연수기 몸체가 외관상 일체성을 갖도록 한다. 또한, 하부커버(40)는 상기 하부몸체(30)와 재생탱크 몸체(20)에 각각 고정 설치되는 입, 출수관과 연장되는 부식을 방지하기 위해 동으로 도금된 배관파이프(도 5참조)를 보호하는 역할과 상기 연수탱크 몸체(10)와 재생탱크 몸체(20) 및 하부몸체(30)를 연결하는 역할을 동시에 하게된다.

상기와 같은 구성에서, 누수를 방지하지 위해 오형링(32)을 상기 연수탱크 몸체(10)의 개구부 내측에 형성된 요홈(17)의 바깥쪽 요홈에 끼운 상태에서, 연수탱크 몸체(10)의 제1공동부(18)에 이온교환수지(미도시)를 소정높이 충진시키고, 철망(12)을 상기 연수탱크 몸체(10) 개구부 내측의 요홈(17)에 끼워 하부몸체(30)의 몸체부 받침벽(36)상에 위치되도록 결합시킨다. 상기 연수탱크 몸체(10)와 하부몸체(30)의 결합은 본 고안의 사상내에서 다양하게 행해질 수 있는데, 바람직한 결합방법은 도 5에 도시된 것과 같이 상기 몸체부 받침벽(36)의 바깥외주면에 일체로 성형된 수나사 산과, 상기 수나사 산에 대응되는 연수탱크 몸체부(10)의 개구부 내측 일면에 일체로 성형된 암나사 산을 회전, 결합시키는 것이다. 그리고 하부몸체(30)의 출수홀(33)과 철망홀(13)을 통해서 파이프(14)의 상단을 상기 연수탱크 몸체(10)의 내측 상면에 닿을 정도로 삽입하고, 파이프고정나사(15)를 이용하여 상기 파이프(14)를 하부몸체(30)의 출수홀(33)에 고정시킨다.

상기 파이프(14) 상단에는 이온교환수지의 유출을 방지하기 위한 또 다른 출수 철망(16)이 고정 설치되는데, 연수탱크내부에 충진되어 있는 이온교환수지층을 아래로부터 가로질러 상기 파이프(14)가 삽입되기 때문에 삽입을 용이하게 하기 위해 위쪽이 뾰족한 삼각뿔의 형상으로 형성시킨다.

하부몸체(30)의 입수홀 받침벽(46)의 중앙을 관통하고 있는 입수홀(31)을 통해서 입수관(미도시)을 입수고정나사(41)를 사용하여 제2공동부(19)내로 수직하게 입수관을 고정시킨다. 상기의 고정나사(15, 41)의 상면(이온교환수지나 경수와의 접촉부)은 부식을 방지하기 위해서 동으로 도금처리를 한다.

한편, 재생탱크 몸체(20)는 하부몸체(30)의 재생탱크 몸체 받침벽(38)에 공지의 고정나사를 사용하여 하부몸체(30)에 고정되며, 상기 재생탱크 몸체(20) 저면의 재생탱크 입, 출수홀(35, 34)을 통해 재생탱크 입, 출수관을 고정나사(25, 24)로서 고정시키는데, 전술한 연수탱크 몸체(10)와 하부몸체(30)의 결합시 누수방지를 위하여 사용한 오형링(미도시)을 상기 고정나사(25, 24)의 고정시에도 사용하여 재생용액의 누수를 방지한다.

상기 재생탱크 몸체(20) 상부의 개구부는 습한 공기의 유입을 방지하고, 밀봉을 더욱 견고하게 하기위해 재생탱크 덮개(21)에 공지의 고무패킹(미도시)을 끼운 상태로 결합되는데, 이러한 결합방식에는 전술한 연수탱크 몸체(10)와 하부몸체의 몸체부 받침벽(36) 상호간 결합과 같이 본 고안의 범위내에서 다양하게 행해질 수 있으나, 도 5, 도 6a에 도시된 것과 같이 상기 재생탱크 덮개(21)의 개구부 내측에 형성된 암나사 산과 상기 재생탱크 몸체(20)의 개구부 상단 외측에 형성된 수나사산의 회전, 결합이 바람직하다.

상기의 2개의 연수탱크 및 재생탱크의 하부에 각각 연결되어 있는 입, 출수관은 부식을 방지하기 위해 동으로 도금한 파이프로서 연장시키는데, 재생탱크 출수관과 연수탱크 입수상기 동파이프는 하부몸체(30)의 하부에 결합된 하부커버(40)에 의해서 밀폐되어 보호된다.

여기에서 연수탱크 몸체(10), 재생탱크 몸체(20) 및 하부몸체, 하부커버(30, 40) 그리고 재생탱크 덮개(21) 모두 사출성형에 의한 수지제품으로 일체로 성형시킬 수 도 있는데, 사출성형에 의해 일체로 수지 제품화하는 경우, 본 고안에 의한 연수기의 생산시 작업성을 향상시키고, 그 생산원가를 크게 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 도 3에 도시된 것과 같이 연수탱크 몸체(10) 및 재생탱크 몸체(20) 외부를 사출 성형함과 동시에 다수의 리브가 형성되도록 하여 사출금형시의 재료비를 절감함은 물론 다수개의 금형으로 분리사출을 가능하게 함으로써, 상, 하금형만으로 작업하던 종래의 사출형상에 비해 내부에 불필요한 기포가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 사출성형에 의해 수지제품으로 일체화 또는 사출성형시 몸체 외부를 리브형상화 등은 본 고안에 따른 단지 하나의 예시일 뿐이며, 상기 연수탱크 몸체(10), 재생탱크 몸체(20), 재생탱크 덮개(21) 등을 스텐과 같은 다양한 금속재를 사용하여 보다 산뜻한 외관이나 고급스러움을 더할 수 있음은 본 고안의 범위내에서 자명하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 의한 연수기의 작동구조을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 경수 입수관(50)을 통해 유입되는 경수(A)는 재생탱크의 입수홀(35)에 연결되어 있는 동으로 도금된 파이프(B)를 지나 재생탱크로 들어간다. 이때 재생탱크의 조절밸브(28)는 원수의 위치에 있어 경수는 입수관에 유입되는 수압과 동일하게 재생탱크 내에서 격리판(22)을 넘어(도 6a의 C → D) 재생탱크 출수홀(34)로 흘러간다. 상기 출수홀(34)을 거친 경수는 출수홀(34)에 연결되어 있는 동으로 도금된 파이프(E)를 지나 입수 T형리플(출수 T형리플(42)의 뒷부분으로 미도시)에서 2개로 분지 되어 각 연수탱크의 입수홀(31)을 통해 제2공동부(19)로 입수된다.

입수된 경수는 상기 제2공동부(19)의 상부에 고정된 철망(12)의 홈을 통해 충진되어 있는 이온교환수지층으로 수압에 의해 유입되는데, 상기 유입된 경수(F)는 아래로부터 수압에 의해 충진된 이온교환수지층을 밀고 올라가기 때문에 종래 이온교환수지들이 제자리에 고정되어 이온반응 하는 것과 달리, 이온교환수지입자들을 회전시켜 이온 반응할 수 있는 표면적을 증대시킴으로써 이온반응 율이 증대될 수 있게 된다. 상기와 같이 이온교환수지와 이온반응을 통해 변환된 연수는 파이프(14) 상단의 출수 철망(16)으로 출수되고(G), 각 연수탱크의 출수홀(33)에 연결되어 있는 동으로 도금된 파이프를 통해 출수 T형리플(42)에서 연수로 다시 합쳐져서(H) 연수 출수관(60)으로 배출된다(I).

한편, 상기 이온교환수지가 재생능력을 상실하는 경우의 재생과정은 다음과 같다. 먼저, 재생탱크 덮개(21)를 열어 재생제(소금)를 투입하고, 재생밸브(28)를 재생위치로 돌려서 경수를 재생탱크 입수홀(35)로 유입시킨다.(도 6c참조) 상기 재생밸브(28)가 재생위치에 있기 때문에 경수의 유입은 더디게 되고, 더욱이 유입된 경수는 그 높이가 재생탱크 몸체(20)와 동일한 격리판(22)을 넘어가야 하기 때문에(C → D경로) 상기 격리판(22)의 높이에 다다를 때까지 재생탱크 내에 채워진 재생제를 완전하게 용융시키게 된다. 이렇게 재생탱크 내에 유입되는 경수의 양을 적게 하고, 경수의 이동경로를 길게 함으로써 완전하게 용융된 재생제 용액은 재생탱크 출수홀(34)로 배출되고, 연수탱크로 유입되어 이온교환수지의 재생능력을 회복시키고 최종적으로 연수 출수관(60)을 통해 이온 교환된 유체를 배출하면 재생과정이 완결된다.

상기와 같은 재생과정이 완결되면, 재생탱크 내에는 재생제가 완전 용융되어 하나도 남아있지 않으므로, 재생밸브(28)의 위치를 원수로 환원시키면, 전술한 경수의 유입과 연수의 배출이 반복될 수 있게 되는 것이다.

본 고안은 기재된 구체적인 실시예에 한정하여 상세하게 설명하였지만, 본고안의 사상과 범주 내에서 다양하게 변경 또는 수정할 수 있으며, 이는 본 고안의 범주에 속한다고 할 것이다.

상기와 같이 본 고안에 의하면, 연수탱크로 경수가 하부로 유입되어 연수탱크에 충진되어 있는 이온교환수지를 상부로 밀고 올라가며 이온교환반응을 하게 되므로 이온교환반응을 할 수 있는 표면적이 상대적으로 넓어질 수 있으며, 수압에 의해 이온교환수지를 유동시킬 수 있어 이온교환반응을 촉진시킬 수 있는 장점이 있으며, 중앙에 격리판이 설치된 별도의 재생탱크를 두어 재생제를 충분히 통과하여 완전하게 용융시켜 재생과정을 거치게 함으로써, 재생효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

또한, 종래의 보편적인 스텐제품과 달리 연수탱크, 상, 하부커버 및 재생탱크를 사출성형에 의한 수지제품화 할 수 있어 저 비용으로 연수기를 생산할 수 있는 이점이 있다.

나아가 재생탱크가 연수탱크와 함께 연수기몸체에 고정 설치되어 있기 때문에 보관 및 관리에 편리함은 물론 연수탱크의 최고높이 보다 낮은 위치에 재생탱크를 설치함으로써 사용자가 손쉽게 재생제를 투입할 수 잇는 이점이 있고, 나아가 이온교환수지의 재생능력 회복에 있어 매우 우수한 효과를 발휘한다.

Claims (5)

1. 외부가 감싸지고 중앙에 홀이 형성된 철망에 의하여 내부가 제1, 2 공동부로 구획되고, 저면에 입수구와 출수구를 각각 구비하고, 상기 출수구와 상기 철망의 중앙홀을 통해서 상부 수직방향으로 파이프가 연장되고, 상기 연장된 파이프 상단에는 출수철망이 위치하여, 상기 입수구로 유입되는 유입수가 상기 제 1 공동부와 이온교환수지가 충진된 상기 제 2 공동부를 통과하여 상기 파이프 상단의 출수철망을 통해 상기 출수구로 출수되는 연수탱크와;

   입구와 출구를 가지고 있으며, 상기 연수탱크와 일체로 결합되고, 상기 출구는 상기 연수탱크의 입수구와 연결된 재생탱크

   를 포함하는 연수기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 재생탱크의 상부에는 재생제 투입을 위한 마개가 설치되어 있으며, 상기 재생탱크의 높이는 상기 연수탱크의 높이 보다 낮은 연수기
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 재생탱크의 내부에는 상기 입구 쪽과 출구 쪽을 나누는 격리판이 있어,입구 쪽으로 들어온 경수가 상기 격리판을 통과하여 출구 쪽으로 나오도록 하는 연수기
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 격리판은 상기 재생탱크의 높이와 마개의 공간을 제외하고는 실질적으로 동일한 연수기
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 재생탱크의 입구 측에는 상기 재생탱크로 유입되는 경수의 유량을 조절할 수 있는 유량조절밸브가 설치된 연수기