KR200346264Y1 - 정수 시스템용 필터 카트리지, 필터 카트리지 조립체 및 이를 채용한 정수 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 정수 시스템에 사용되는 필터 카트리지에 관한 것으로, 양단에 정수수 유입부 및 유출부를 가지며, 기능성 유효 성분을 갖는 필터소재를 내장하며, 상기 유출부에는 용출된 기능성 유효 성분을 일정 함량 함유하는 정수수의 유출량을 조절하는 미소 통로의 벤츄리 관이 설치된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지를 제공한다. 또한, 본 고안은 정수 시스템에 사용되는 필터 카트리지 조립체에 관한 것으로, 양단에 유입구와 유출구를 갖는 중공의 원통형 외부 카트리지 하우징과; 양단에 유입부 및 유출부를 가지며, 상기 외부 하우징 내에 외주 방향으로 유입수 유동 통로가 형성되도록 내장되고, 기능성 유효 성분을 갖는 필터소재를 내장하며, 상기 유출부에 연결되고 상기 유동 통로와 연통하는 미소 통로의 벤츄리 관을 구비하는 원통형 내부 필터 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 조립체를 제공한다. 또한, 본 고안은 상기 필터 카트리지 또는 상기 필터 카트리지 조립체를 채용한 것을 특징으로 하는 정수 시스템을 제공한다.
Description
본 고안은 정수 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정수 시스템에서 정수된 정수수에 특정 기능성을 부여하기 위해 첨가되는 기능성 유효 성분의 농도를 일정하게 유지시킬 수 있는 정수 시스템용 필터 카트리지 및 이를 채용한 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 정수 시스템은 크게 중공사막 필터와 역삼투막 필터로 대별되는 정수 필터를 채용하고 있다. 이들 필터는 수돗물 등의 유입수에 대한 정화 능력은 탁월한 것으로 알려져 있으나, 그러한 강력한 정화 능력에 기인하여 정화수 내의 각종 유효 성분도 필터링됨으로써, 이들 정수 필터를 채용한 정수 시스템으로부터정수된 물은 항균성, pH 적합성, 미네랄 함량 등이 낮고, 또한 그러한 특성을 조절할 수 없으므로 기능수로서 적합하지 않다는 단점이 있다.
이를 극복하기 위해, 상기와 같은 필터의 전단 또는 후단에 항균성, pH 적합성, 기능성 미네랄 함유 등을 위해 정수 과정에서 유효 성분이 용출 또는 용해되도록 통상 볼 형상의 유효 성분 함유 물질을 내장한 기능성 필터 카트리지를 정수 시스템에 채용하고 있다. 상기 유효 성분을 갖는 볼 형상체는 항균성 증진을 위한 은 이온을 방출하는 은 화합물, pH 조절을 위한 수산화 이온(OH-)을 방출하는 수산화 화합물 및 각종 유효 미네랄 성분을 포함하는 조개껍질, 코랄샌드등의 천연소재 및 맥반석, 제오라이트, 토루말린, 황토, 게르마늄석등을 함유하는 세라믹 소재 등을 포함한다.
종래 기술에 따른 이러한 기능성 필터 카트리지 조립체의 구성이 도 1에 제시되고 있다.
도 1에 따르면, 종래 기술의 기능성 필터 카트리지 조립체(10)는 양단 각각에 정수수 유입구(11)와 유출구(13)를 갖는 중공의 원통형 외부 카트리지 하우징(10a)과 이 하우징 내에 설치되고 활성탄과 같은 수많은 볼 형상체(20)를 내장하여 이를 통해 유입수를 정수하거나 정수수를 기능수화하는 필터 카트리지(10b)를 포함한다. 내부 필터 카트리지(10b)의 양단에는 부직포 필터(12a;12b)가 장착되며, 내부 필터 카트리지의 유출구 외주면에는 O링 홈이 설치되어 O링으로서 내측 카트리지와 외부 하우징간에 기밀을 유지하여 오직 하우징 내로 유입된 물은 전량내측 카트리지를 통과하도록 되어있다.
그러나, 이러한 기능성 필터 카트리지 조립체의 구조는 내부 필터 카트리지에 내장된 볼 형상체에 함유된 각종 유효 성분이 정수 과정중에 일정 농도로 용출 또는 용해되지 않고, 정수 초기 단계에서는 과다 함량이 용출 또는 용해되고 그 용출 또는 용해도가 점차로 감소하다가 일정 기간이 경과후에는 용출 또는 용해가 이루어지지 않게 되어, 오히려 최종 정수수에 특정 유효 성분이 과다 함유되거나 결핍되는 등의 악영향을 초래하게 된다.
본 고안의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여, 유효 성분을 함유하는 필터 카트리지 하우징을 통과하는 정수수가 일정 함량의 유효 성분을 유지하고, 장기간의 정수 과정을 거치면서도 유효 성분의 함량 변화가 크지 않도록 구성된 정수 시스템용 필터 카트리지 또는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체 및 이들중 어느 하나를 채용한 정수 시스템을 제공하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 필터 카트리지 조립체의 종단면도;
도 2a는 본 고안에 따른 필터 카트리지 조립체의 종단면도;
도 2b는 본 고안에 따른 필터 카트리지의 종단면도;
도 2c는 본 고안에 따른 필터 카트리지 조립체의 벤츄리관의 부분 확대도;
도 2d는 본 고안에 따른 필터 카트리지 조립체의 유입부측 부분 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100a: 외부 필터 카트리지 하우징
100b: 내부 필터 카트리지
110: 유입구
110h: 유입 통로
110S: 제1 유입 공간
120a,120b: 부직포 필터
125: 유출부의 중심 통로
130: 유출구
130C: 외부하우징 캡
130h: 유출부측 주변 통로
130S: 제2 유출 공간
150: 유입부
150S: 제2 유입 공간
155S: 유동 통로
170: 벤츄리 관
170S: 제1 유출 공간
200: 필터소재
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 정수 시스템에 사용되는 필터 카트리지로서, 양단에 정수수 유입부 및 유출부를 가지며, 기능성 유효 성분을 갖는 필터재를 내장하며, 상기 유출부에는 용출된 기능성 유효 성분을 일정 함량 함유하는 정수수의 유출량을 조절하는 미소 통로의 벤츄리 관이 설치된 것을 특징으로 하는 필터 카트리지를 제공한다.
본 고안의 다른 양태에 따르면, 본 고안은 정수 시스템에 사용되는 필터 카트리지 조립체로서, 양단에 유입구와 유출구를 갖는 중공의 원통형 외부 카트리지 하우징과; 양단에 유입부 및 유출부를 가지며, 상기 외부 하우징 내에 외주 방향으로 유입수 유동 통로가 형성되도록 내장되고, 기능성 유효 성분을 갖는 필터 소재를 내장하며, 상기 유출부에 연결되고 상기 유동 통로와 연통하는 미소 통로의 벤츄리 관을 구비하는 원통형 내부 필터 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 카트리지 조립체를 제공한다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 상기 내부 필터 카트리지의 전방 또는 후방에는 활성탄, 중금속 제거제를 포함하는 수처리 소재 및 이들 소재의 양단측에 배치된 부직포로 이루어진 수처리 필터 유닛, 및/또는 마이크로 필터 또는 중공사형 한외여과막 모듈을 포함하는 여과용 필터 유닛이 추가로 포함된 것을 특징으로 한다.
본 고안의 또다른 양태에 따르면, 본 고안은 상기 필터 카트리지 또는 상기 필터 카트리지 조립체를 채용한 것을 특징으로 하는 정수 시스템을 제공한다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 상기 내부 필터 카트리지의 유입부는 유입수의 유입시 기포 발생을 억제하도록 유입수의 유입 방향으로 정점을 갖는 경사 구조를 가지며, 미세 기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 수산화 화합물을 함유하여 수산화 이온(OH-)을 용출하는 pH 조정용 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 은화합물을 함유하여 은 이온을 용출하는 항균 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 고안의 일실시예에 따르면, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 인체에 유익한 미네랄 성분을 함유하여 유효 미네랄 성분을 용출하는 미네랄 성분 조절용 천연소재 및 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2a는 본 고안에 따른 필터 카트리지 조립체의 종단면도이고, 도 2b는 외부 필터 카트리지 하우징 내에 내장된 내부 필터 카트리지를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 고안에 따른 필터 카트리지 조립체는 양단에 유입구(110)와 유출구(130)를 갖는 중공의 원통형 외부 카트리지 하우징(100a)과, 양단에 유입부(150) 및 유출부를 가지는 원통형 내부 필터 카트리지(100b)를 포함한다.
외부 카트리지 하우징(100a)은 내부 필터 카트리지(100b)를 내장한 상태에서 유입구(110)측에 유입수 유입 공간(110S)과 유출구(130)측에 유입수 유출 공간(130S)을 구비한다.
유입수가 정수 대상의 물인 경우 유입수를 정수하거나, 또는 유입수가 정수된 정수수인 경우 유입 정수수를 항균, pH 조절, 미네랄 성분 조절 등을 통해 기능수화하기 위해, 외부 카트리지 하우징 내에 필터 기능을 갖는 내부 필터 카트리지를 설치한다.
이러한 내부 필터 카트리지(100b)가 도 2b에 자세히 도시되어 있다. 이러한 필터 카트리지는 상기 외부 하우징 내부에 단일 필터로서 배치되어, 유입 정수수에 대한 항균, pH 조절, 미네랄 성분 조절 등의 기능을 수행한다.
또한, 본 고안의 일실시예에 따르면, 상기 내부 필터 카트리지의 전방 또는 후방에는 활성탄, 중금속 제거제를 포함하는 수처리 소재 및 이들 소재의 양단측에 배치된 부직포로 이루어진 수처리 필터 유닛, 및/또는 마이크로 필터 또는 중공사형 한외여과막 모듈을 포함하는 여과용 필터 유닛이 추가로 포함되어, 상기 내부 필터 카트리지와 함께 복합 필터를 구성할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 외부 하우징 내부의 한쪽 방향, 즉 내부 필터 카트리지의 전방 또는 후방으로 내부 카트리지의 입수부 또는 출수부 쪽에 부직포를 사이에 두고 활성탄소, 중금속제거용 소재등의 각종 수처리용 소재를 함유한 필터 유닛, 및/또는 마이크로 필터 중공사형 한외여과막(UF) 모듈과 같은 여과용 필터 유닛 및/또는 특정 기능을 유발하는 기능성 세라믹 볼 소재 등을 충진한 필터 유닛 등, 여러가지 기능을 수행하는 다양한 필터 유닛을 복합적으로 구비하여, 복합 필터를 구현할 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 설명되는 내부 필터 카트리지는 외부 카트리지 하우징(100a)과의 조립체의 일부로서 단일 필터 뿐만 아니라, 다른 기능의 각종 소재와 조합되어 복합 필터로서 사용될 수 있음에 유의하여야 한다.
카트리지 조립체를 형성하는 필터 카트리지(100b)는 상기 외부 하우징 내에 외주 방향으로 유입수 유동 통로(155S)가 형성되도록 내장되고, 상하부 양단에 각각 유출부와 유입부를 구비하며, 기능성 유효 성분을 갖는 필터 소재를 내장한다.
여기에서 기능성 유효 성분을 갖는 필터 소재라 함은, 전술한 바와 같이, 유입수에 항균성을 제공하고, 적정 pH를 유지토록 하며, 적정 미네랄 성분을 함유토록 하는 등과 같이 특정 기능성을 부여하기 위해 사용되는 특정 성분을 함유하는 필터 소재를 의미하는 것이다.
구체적으로, 이러한 필터 소재는 제오라이트 등을 활용하여 은 이온 용출하도록 소성한 세라믹 소재, 수산화 이온(OH-)을 방출하는 수산화 화합물을 포함하는 천연소재 또는 세라믹 소재, 조개껍질 또는 코랄샌드(산호사)등의 미네랄 성분 용출 소재 등 다양한 필터소재를 채용할 수 있으며, 필터소재의 형태는 천연소재의 불균일 형상 또는 세라믹 볼 형상체일 수 있다.
내부 필터 카트리지의 상하 단부는 각각 유출부와 유입부가 형성되어 있으며, 이들 상하 양단측의 유입부 및 유출부는 중심에서 일정 반경 만큼 이격된 주변 통로(110h; 130h)로 이루어진다. 상기 유입부 및 유출부 측에는 유입 또는 유출되는 정수수의 필터링 및 유속 조절을 위해 부직포 필터(120a;120b)를 설치할 수 있다.
유입수가 각종의 유용한 용출 성분을 함유하는 내부 필터 카트리지를 통과하면서 용출 성분의 함량이 일정하게 유지되도록 하기 위해, 유입수는 일부가 내부 카트리지 내로 직접 유입됨과 동시에, 별도로 내부 카트리지를 거치지 않고 외부하우징과 내부 카트리지 사이의 공간으로 유동한다.
다시 말하면, 유입수는 외부 하우징의 유입구(110)를 통해 유입되고 외부 하우징(100a)의 하부의 제1 유입수 유입 공간(110S)을 통해 유입되며, 필터 카트리지 유입 통로(110h)를 통과한 유입수 일부는 상기 내부 필터 카트리지의 유입부의 중심 통로(115)를 통해서 내부 필터 카트리지 내로 유입되는 한편, 또다른 유입수 일부는 내부 카트리지의 유입부의 주변 통로(110k)를 통해 내부 필터 카트리지 및 외부 카트리지 하우징 사이의 외주 방향으로 형성된 유동 통로(155S)를 통해 유입된다.
내부 필터 카트리지의 유출부측에서는 내부 카트리지를 통과하여 높은 함량의 유효 성분을 함유하게 된 정수수와, 내부 카트리지를 거치지 않고 유동 통로(155S)를 통과함으로써 특정 성분의 함량 변화가 없는 정수수가 서로 혼합되도록 함으로써, 혼합된 정수수가 특정 유효 성분을 일정하게 유지하게 된다.
그러나, 유입수의 유입 압력에 따라, 내부 카트리지를 통과하는 유입수의 유효 성분 함량이 크게 영향을 받기 때문에, 내부 카트리지를 통과한 유입수가 유효 성분 함량을 일정하게 유지하기가 곤란한 측면이 있으며, 이를 해소하기 위해, 유입수의 유입 압력 변화에도 일정한 유출량을 유지하도록 하기 위한 벤츄리 관(170)을 내부 카트리지(100b)의 유출부측에 설치한다.
상기 벤츄리 관(170)은 내부 카트리지의 상부 유출부 측 중심 통로(125)와 직접 연결되어 있고 내부 카트리지(100b)의 외측의 유동 통로(155S)와 연통되어 있으므로, 내부 필터 카트리지(100b)를 통과한 정수수와 내부 필터 카트리지를 거치지 않은 정수수를 혼합하는 기능을 가지며, 혼합된 정수수는 제1 유출 공간(170S)에서 유출부측 주변 통로(130h)를 거쳐 외부 카트리지 하우징(100a)의 제2 유출 공간(130S)으로 이동되고, 유출구(130)를 통해 외부로 방출된다.
벤츄리 관(170)은 중앙의 미세 통로와 양측의 플레어 형상의 통로가 서로 연결된 형상으로, 중앙의 미세 통로에는 내부 카트리지(100b)의 중심 통로가 연결되고, 일측의 플레어 통로는 유동 통로(155S)와 연통되어 있어서, 유동 통로(155S)를 통과한 유입수가 벤츄리 관의 미세 통로를 통과할 때 발생하는 압력 강하 효과(벤츄리 효과)에 따라 강하된 압력 만큼 내부 카트리지를 통과한 정수수가 흡인되어 양측 경로로 이동된 정수수가 혼합되어지며, 유통 통로(155S)를 통해 벤츄리 관(170)을 통과하는 정수수의 압력 강하 만큼의 정수수가 혼합되므로, 혼합 정수수는 일정한 유효 성분 함량을 갖게 된다.
한편, 내부 필터 카트리지의 하부 유입부 측은 유입수의 유입시 표면에 기포 발생에 의해 유입 효율을 떨어뜨리는 현상을 방지하기 위해 중심 통로를 정점으로 하여 경사진 형태(150)로 이루어진다.
전술한 구성에 따르면, 본 고안은 유효 성분을 함유하는 필터 카트리지 하우징을 통과하는 정수수가 일정 함량의 유효 성분을 유지하고, 장기간의 정수 과정을 거치면서도 유효 성분의 함량 변화가 크지 않도록 구성된 정수 시스템용 필터 카트리지 및 이를 채용한 정수 시스템용 필터하우징과의 조립체를 제공한다.
Claims (19)
- 정수 시스템에 사용되는 필터 카트리지로서, 양단에 정수수 유입부 및 유출부를 가지며, 기능성 유효 성분을 갖는 필터 소재를 내장하며, 상기 유출부에는 용출된 기능성 유효 성분을 일정 함량 함유하는 정수수의 유출량을 조절하는 미소 통로의 벤츄리 관이 설치된 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 제1항에 있어서, 상기 유입부는 중앙에 미세 구멍이 형성되고 유입수의 유입시 기포에 의한 유입 효율 저하를 방지하기 위해 유입수의 유입 방향으로 정점을 갖는 경사 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터 소재는 은 화합물 등을 함유하고 있는 활성탄 소재인 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터 소재는 수산화 화합물을 함유하여 수산화 이온(OH-)을 용출하는 pH 조정용 천연 소재 또는 이 천연 소재를 포함하는 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터 소재는 은 화합물을 함유하여 은 이온을 용출하는 항균 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터 소재는 인체에 유익한 미네랄 성분을 함유하여 유효 미네랄 성분을 용출하는 미네랄 성분 조절용 천연소재와 이 천연소재를 포함하는 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 제6항에 있어서, 상기 미네랄 성분 조절용 천연소재는 조개껍질 또는 코랄샌드(산호사)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지.
- 정수 시스템에 사용되는 필터 카트리지 조립체로서, 양단에 유입구와 유출구를 갖는 중공의 원통형 외부 카트리지 하우징과; 양단에 유입부 및 유출부를 가지며, 상기 외부 하우징 내에 외주 방향으로 유입수 유동 통로가 형성되도록 내장되고, 기능성 유효 성분을 갖는 필터 소재를 내장하며, 상기 유출부에 연결되고 상기 유동 통로와 연통하는 미소 통로의 벤츄리 관을 구비하는 원통형 내부 필터 카트리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 내부 필터 카트리지의 전방 또는 후방에는 활성탄, 중금속 제거제를 포함하는 수처리 소재 및 이들 소재의 양단측에 배치된 부직포로 이루어진 수처리 필터 유닛이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 내부 필터 카트리지의 전방 또는 후방에는 마이크로 필터 또는 중공사형 한외여과막 모듈을 포함하는 여과용 필터 유닛이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제9항에 있어서, 상기 내부 필터 카트리지의 전방 또는 후방에는 마이크로 필터 또는 중공사형 한외여과막 모듈을 포함하는 여과용 필터 유닛이 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 필터 카트리지의 유입부는 유입수의 유입시 기포 발생을 억제하도록 유입수의 유입 방향으로 정점을 갖는 경사 구조를 가지며, 미세 기공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 은 화합물을 함유하고 있는 활성탄 소재인 것을 특징으로 하는 정수시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 수산화 화합물을 함유하여 수산화 이온(OH-)을 용출하는 pH 조정용 천연소재 또는 이 천연소재를 포함하는 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 은 화합물을 함유하여 은 이온을 용출하는 항균 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제8항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 카트리지에 내장된 필터소재는 인체에 유익한 미네랄 성분을 함유하여 유효 미네랄 성분을 용출하는 미네랄 성분 조절용 천연소재와 이 천연소재를 포함하는 세라믹 볼 형상체로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
- 제16항에 있어서, 상기 미네랄 성분 조절용 천연소재는 조개껍질 또는 코랄샌드(산호사)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수 시스템용 필터 카트리지 조립체.
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