KR200314675Y1 - 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 경수(硬水)를 이온교환시켜 연수(軟水)로 변환시키기 위한 연수기에 관한 것으로,

하부가 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 상기 테이퍼 형상부의 하단부로부터 유입관이 돌출형성되며, 내부에는 이온교환수지가 충전된 케이스와; 상기 케이스의 상단에 결합되는 캡과; 상기 유입관 내에 삽입설치되는 전처리필터와; 상기 전처리필터와 테이퍼 형상부의 하단부 사이의 유입관 내에 형성된 원수분산부재와; 상단이 이온교환수지의 상부면 위로 돌출되고 유출구가 형성된 하단이 케이스의 테이퍼 형상부를 관통하도록 상기 케이스 내부 일측에 케이스 축방향으로 설치되는 유출관과; 를 포함하여 구성되므로,

이온교환수지의 교환작업, 재생염투입작업 등을 용이하게 수행할 수 있고, 채널링현상과 사류층의 발생을 억제하여 이온교환수지의 사용효율 및 수명을 연장시킬 수 있으며, 연수변환효율을 향상시켜 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

원수상향분산식 케이스 일체형 연수기{Soft water changer with one case of upward dispersing type}

본 고안은, 경수(硬水)를 이온교환시켜 연수(軟水)로 변환시키기 위한 연수기에 관한 것으로, 특히 이온교환수지의 수명을 연장하고 연수변환효율을 향상시킬 수 있는 원수상향분산식의 케이스 일체형 연수기에 관한 것이다.

일반적으로, 가정에서 생활용수로 사용하는 지하수 및 수돗물은 칼슘이온이나 마그네슘이온 등이 함유되어 있어 비누거품이 잘 일어나지 않는 이른바 경수로서, 목욕이나 세탁을 할 때 부적합하다. 따라서, 경수를 사용에 적합한 연수로 만들기 위하여, 경수를 이온교환수지에 통과시켜 경수 중의 칼슘이온이나 마그네슘이온 등을 수지 중의 나트륨이온과 교환시킴으로써 연수로 만드는 연수기가 사용되고 있다.

도 1은, 종래의 연수기의 외부구성을 나타낸 개략사시도이고, 도 2는, 상기 연수기의 내부구성을 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 연수기는 상부에 캡(7)이 설치된 이온교환수지탱크(2)를 걸이부재(9)에 의하여 외부케이스(1) 내에 고정지지하는 구조로 되어 있었다. 또한, 도 2를 참조하면, 종래의 연수기는 외부케이스(1) 하부의 원수유입관(4)으로부터 유입된 원수를 외부케이스(1) 상부에 설치된 필터하우징(7)으로 주입하여 필터하우징 내의 전처리필터(6)로 통과시켜 이물질을 걸러낸 후, 필터하우징 하단의 원수분산부재(8)를 통하여 이온교환수지(3) 상부로 분산유출시켜 이온교환시킨 다음, 외부케이스 하단의 유출관(5)으로 배출하는 구조로 되어 있다.

그러나, 상기 종래의 연수기는 이하와 같은 문제점이 있다.

첫째, 이온교환수지탱크(통상 아크릴 수지재질)가 외부케이스(통상 금속재질) 내에 설치되는 2중 케이스 구조로 되어 있어, 이온교환수지 교환작업이나, 이온교환수지를 재생하기 위한 재생염 투입작업시 또는 이온교환수지탱크의 세척작업 시에는, 외부케이스와 이온교환수지탱크를 분해하여야 하는 등 작업이 번거롭고 불편하며,

둘째, 원수를 상향이동시켰다가 다시 하향이동하여 분산유출시키는 구조로 되어 있어 원수가 이동하는 과정에서 수압이 상당량 손실되므로, 원수분산부재로부터 분산유출되는 원수가 이온교환수지와 강하게 접촉하지 못하게 되어 원수가 이온교환수지의 일부층으로만 흘러내리는 채널링현상이 발생할 뿐 아니라, 원수가 흘러내리지 못하는 사류층(死流層)이 형성되므로, 이온교환수지의 사용효율이 저하되며 이로 인하여 이온교환수지의 사용수명이 짧아지고 연수변환효율이 떨어지게 된다.

이러한 문제를 방지하기 위하여, 원수가 직접 위에서 아래로 분산유출되도록 유입관을 케이스 상부에 설치하는 경우도 있으나, 이 경우에는, 오히려 너무 강한 수압 때문에 채널링과 사류층 현상이 더욱 심해지게 되는 문제가 발생한다.

본 고안은, 상기의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이온교환수지가 케이스 내에 직접 충전되도록 케이스를 일체형으로 제작하고 그 상부에 탈착가능한 캡을 설치하여 이온교환수지작업 등을 용이하게 할 수 있는 케이스 일체형의 연수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 또 다른 목적은, 이온교환수지의 하부로부터 원수가 접촉되도록 케이스 하부에서부터 원수를 상향분산시킴으로써 이온교환수지의 수명을 연장하고 연수변환효율을 향상시킬 수 있는 원수상향분산식의 케이스 일체형 연수기를 제공하는 것이다.

도 1은, 종래의 연수기의 외부구성을 나타낸 개략사시도이고,

도 2는, 종래의 연수기의 내부구성을 나타낸 단면도이고,

도 3은, 본 고안의 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기의 일 실시예를 나타내는 단면도 및 요부사시도이고,

도 4는, 도 3의 연수기의 작동상태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...케이스 , 11...테이퍼 형상부,

12...유입관, 13...유입구,

14...전처리필터, 15...원수분산막대,

16...O링, 20...이온교환수지,

30...캡, 40...유출관,

41...유출구, 43...후처리필터,

50...필터하우징부, 51...필터하우징,

52...중간처리필터, 53...결합부,

100...연수기.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기는,

유입관으로 유입되는 원수를 전처리필터와 케이스 내의 이온교환수지로 순차 통과시켜 연수로 만드는 연수기에 있어서,

하부가 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 상기 테이퍼 형상부의 하단부로부터 유입관이 돌출형성되며, 내부에는 이온교환수지가 충전된 케이스와;

상기 케이스의 상단에 결합되는 캡과;

상기 유입관 내에 삽입설치되는 전처리필터와;

상기 전처리필터와 테이퍼 형상부의 하단부 사이의 유입관 내에 형성된 원수분산부재와;

상단이 이온교환수지의 상부면 위로 돌출되고 유출구가 형성된 하단이 케이스의 테이퍼 형상부를 관통하도록 상기 케이스 내부 일측에 케이스 축방향으로 설치되는 유출관과;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 원수분산부재는, 십자형의 원수분산막대로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유출관은 분리가능한 것이 바람직하다.

한편, 상기 유출관의 상단에, 중간처리필터가 내장되며 이온교환된 연수가 통과할 수 있는 필터하우징부가 결합될 수 있다.

또한, 상기 유출관 하단의 유출구 내에 후처리필터가 삽입설치되는 것이 바람직하다.

상기 유입관의 전처리필터 하부, 상기 유출관의 후처리필터 하부에는 O링이 설치될 수 있으며, 상기 캡의 테두리에는 캡링이 설치될 수 있다.

상기 케이스와 유입관, 원수분산부재는, ABS 수지나 PP수지로 이루어진 것이 바람직하다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 3은, 본 고안의 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기(100)의 일 실시예를 나타내는 단면도 및 요부사시도이고, 도 4는 도 3의 연수기의 작동상태를 나타내는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 케이스(10)는 원통형의 상부와, 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상부(11)(즉, 뒤집어진 원뿔대모양부분)의 하부로 이루어져 있다. 케이스(10)의 원통형 부분 상단에는 캡(30)이 결합되어 있다. 상기 캡(30)은 탈착이 가능하므로, 이온교환수지 교환시나 재생염 투입시에는 상기 캡(30)을 제거하고 작업을 진행할 수 있다. 케이스(10) 내를 기밀하게 유지하고, 이온교환수지의 외부유출을 막기 위하여 상기 캡(10)의 테두리에는 캡링(31)이 설치되어 있다.

또한, 상기 케이스(10)의 테이퍼 형상부(11)의 하단부에는 원수 유입관(12)이 돌출형성되어 있다. 상기 유입관(12)의 내부에는 유입되는 원수의 이물질을 1차적으로 걸러내기 위한 전처리필터(14)가 삽입설치되며, 상기 전처리필터(14)와 테이퍼 형상부(11)의 하단부 사이에는 원수분산부재(15)가 형성되어 있다. 상기 원수분산부재(15)는, 별개의 단품으로 제작하여 유입관(12)을 통하여 삽입설치할 수도 있지만, 조립공수를 줄이고 기밀을 유지하기 위하여 케이스(10) 및 유입관(12)과 일체로 형성시키는 것이 바람직하다. 그리고, 원수분산부재(15)는 유입되는 원수를 효과적으로 분산시키기 위한 형태의 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 원수분산부재(15)가 십자형의 원수분산막대로 형성되어 있어 원수가 상기 십자형 원수분산막대 사이에 형성되는 통로를 따라 이온교환수지(20) 내로 골고루 분산유출되도록 되어 있다. 한편, 원수분산부재(15)를 십자형의 관통공이 형성된 원수분산판의 형태로 형성할 수도 있다. 이 경우는, 관통공을 통과하여 상향이동하는 원수의 수압을 저하시키지 않도록 되도록 관통공의 폭을 크게 할 필요가 있다.

전처리필터(14) 하부의 유입관(12) 내주면에는 전처리필터(14)를 지지하기 위한 O링(16)이 설치된다.

상기 케이스(10)의 내부 일측에는, 케이스의 축방향으로 유출관(40)이 설치되어 있다. 유출관(40)의 상단은 이온교환수지(20)의 상부면 위로 돌출되어 있으며, 하단은 케이스(10)의 테이퍼 형상부(11)를 관통하여 외부로 노출되어 있다. 또한, 상기 유출관(40)의 상단에는, 중간처리필터(52)가 내장된 필터하우징부(50)가 결합부(53)에 의하여 결합되어 있다. 필터하우징(51)은, 이온교환된 연수가 통과할 수 있도록 예컨대, 그물망 모양으로 형성할 수 있다. 그리고, 상기 유출관(40)의 하단에는, 후처리필터(43)가 설치되어 있으며, 후처리필터의 하부에는 이를 지지하기 위한 O링(42)이 설치되어 있다. 유출관(40)은 케이스(10)로부터 분리가능하므로, 유출관(40) 내에 이물질이 퇴적된 경우 등에는 이를 분리하여 이물질을 용이하게 제거할 수 있다. 또, 필터하우징부(50)도 유출관(40)으로부터 분리하여 용이하게 청소할 수 있다.

상기 케이스(10) 및 유입관(11), 원수분산막대(15)는, 충격에 강하고 이온교환수지에 의하여 쉽게 부식되지 않는 재질의 수지, 예컨대 내충격성 열가소성 수지인 ABS(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 수지나, PP(폴리프로필렌) 수지로 된 것이 바람직하다. 본 고안의 연수기 케이스(10)를 상기와 같은 재질의 수지로 구성하면, 종래와 같이 아크릴제 수지(내(耐)이온교환수지성 재질)의 이온교환수지탱크와 금속재질(내충격성 재질)의 외부케이스의 2중케이스로 구성하지 않아도 된다.

도 3을 참조하여 본 고안의 작동을 설명하기로 한다.

도 3에서 화살표는 원수 및 연수의 이동방향을 나타낸다.

수도관의 콕을 열어 수도관에 연결된 유입관(11)으로 원수를 흘려보내면, 강한 수압에 의하여 원수가 상향이동된다. 유입관의 유입구(13)로 유입된 원수는 전처리필터(14)에서 1차적으로 걸러지며, 원수분산막대(15) 사이의 통로를 통하여 케이스 내의 이온교환수지(20)로 분산유출된다. 이 때, 상술한 바와 같이 분산막대를 십자형으로 구성하면 원수가 전후좌우로 골고루 분산유출된다.

상기 전처리필터(14)는, 원수의 유입에 의하여 상향이동될 수 있지만, 원수분산막대(15)에 의하여 막혀 더 이상 올라가지 못하며, 원수가 유입되지 않을 때는, 원수분산막대(15) 사이에 형성된 통로를 통하여 누출된 이온교환수지(20)에 밀려 하향이동될 수 있지만 O링(16)에 의하여 더 이상 내려가지 못한다. 즉, 원수분산막대(15)와 O링(16)은 전처리필터(14)의 지지부재역할을 한다.

이온교환수지(20)는 불용성의 합성수지로서, 표면에 미세한 구멍이 형성되어 있는 작은 고체입자이므로, 자체 하중에 의하여 상부보다 하부가 더 밀집되게 적층되어 있다. 더욱이 본 고안의 연수기(100) 하부는 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상부(11)로 구성되어 있으므로, 하단부로 갈수록 더 밀도가 높게 쌓여있다. 따라서, 원수분산막대(15)에 의하여 분산유출된 원수는 밀집한 이온교환수지층을 지나 상향이동하여야 한다. 수도관에서 초기 유출된 원수는 강한 수압을 가지고 있어 이온교환수지층의 저항을 뚫고 충분히 상향이동될 수 있으며, 이 과정에서 이온교환수지(20)는 원수의 수압에 의한 충격으로 골고루 교반되게 된다. 또한, 원수도 이온교환수지(20)와의 충돌에 의한 저항을 받아서 방사형으로 퍼져나가게 되므로, 이온교환수지(20)와 골고루 접촉하면서 상향이동하게 된다. 따라서, 채널링현상이나 사류층의 발생이 현저히 줄어들 게 되고, 교반작용에 의해서 이온교환수지(20)의 사용효율과 사용수명도 증가한다.

뿐만 아니라, 원수가 방사형으로 퍼져나가면서 이온교환수지(20)와 골고루 접촉하므로, 연수변환효율도 향상된다.

한편, 원수는 상향이동되면서 수압이 어느 정도 떨어지지만, 초기 수압이 매우 크고 이온교환수지(20) 상부의 밀도는 하부보다 작으므로 이온교환수지의 상부면 위로 충분히 분출될 수 있다. 원수는 상승되면서 이온교환되어 연수상태로 이온교환수지(20)의 상부면 위로 분출되며, 분출된 연수는 케이스(10) 내부 일측에 설치된 유출관(40)으로 유입된다. 본 실시예에서는 유출관(40)의 상단에 중간처리필터(52)가 내장된 그물망형태의 필터하우징부(50)를 설치하여, 연수에 포함된 중금속 및 염소 성분을 제거하도록 하고 있다.

중간처리필터(52)를 통과한 연수는 유출관(40) 하단의 후처리필터(43) 및 유출구(41)를 거쳐 배출된다. 이 때, 후처리필터(43)는 연수의 수압에 의하여 하강될 수 있으나, 그 하부의 O링(42)에 의하여 지지되므로, 유출구 밖으로 빠져나가지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 이온교환수지가 케이스 내에 직접 충전되는 일체형 케이스로 구성되어 있으므로, 이온교환수지의 교환작업, 재생염투입작업 등을 용이하게 수행할 수 있다.

또한, 원수를 상향분산유출시키는 구조로 되어 있어, 채널링현상과 사류층의 발생을 현저하게 줄일 수 있으므로, 이온교환수지의 사용효율 및 수명을 연장시킬 수 있으며, 연수변환효율도 증가하게 되어 생산성이 향상되는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 필터가 물의 흐름을 따라서 다수개 설치되어 있어, 원수에 포함된 불순물과, 연수변환과정에서 포함된 불순물을 상당량 제거함으로써 보다 청정한 연수를 공급할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (9)

1. 유입관으로 유입되는 원수를 전처리필터와 케이스 내의 이온교환수지로 순차 통과시켜 연수로 만드는 연수기에 있어서,

   하부가 하단부로 갈수록 폭이 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 상기 테이퍼 형상부(11)의 하단부로부터 유입관(12)이 돌출형성되며, 내부에는 이온교환수지(20)가 충전된 케이스(10)와;

   상기 케이스의 상단에 결합되는 캡(30)과;

   상기 유입관(12) 내에 삽입설치되는 전처리필터(14)와;

   상기 전처리필터(14)와 테이퍼 형상부(11)의 하단부 사이의 유입관(12) 내에 형성된 원수분산부재(15)와;

   상단이 이온교환수지(20)의 상부면 위로 돌출되고 유출구(41)가 형성된 하단이 케이스(10)의 테이퍼 형상부(11)를 관통하도록 상기 케이스 내부 일측에 케이스 축방향으로 설치되는 유출관(40)과;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 원수분산부재(15)는, 십자형의 원수분산막대인 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유출관(40)은 분리가능한 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 유출관(40)의 상단에, 중간처리필터(52)가 내장되며 이온교환된 연수가 통과할 수 있는 필터하우징부(50)가 결합된 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 유출관(40) 하단의 유출구(41) 내에 후처리필터(43)가 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
6. 제1항에 있어서,

   상기 유입관(12)의 전처리필터(14) 하부에 O링(16)이 설치되는 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
7. 제5항에 있어서,

   상기 유출관(40)의 후처리필터(43) 하부에 O링(42)이 설치되는 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
8. 제1항에 있어서,

   상기 캡(30)의 테두리에 캡링(31)이 설치된 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.
9. 제1항에 있어서,

   상기 케이스(10) 및 유입관(12)과 원수분산부재(15)는, ABS 수지나 PP수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 원수상향분산식 케이스 일체형 연수기.