KR20040105409A - 연수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센물인 수돗물을 연수로 변환시키는 연수기에 관한 것으로, 카트리지의 구조를 개선하여 연수기의 설치 높이를 최소화함과 동시에 수압이 낮은 고지대에서도 연수기를 설치하여 수돗물을 연수로 변환시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 카트리지가 내장되는 본체(11)의 직하방에 인입관(12)이 연결되고 측면에는 배출관(13)이 연결된 연수기에 있어서, 원기둥 형상의 카트리지(15) 중심부에 인입관이 연결되는 수직통공(16)을 형성하고 카트리지의 상면에는 수직통공을 통과한 원수가 외주면으로 이동되도록 연결통로(17)를 형성하며 상기 카트리지의 외주면에는 이온 교환수지(18)가 충진되는 관(19)이 나선형으로 형성된 것이다.

Description

연수기{Water Softener}

본 발명은 센물인 수돗물을 연수로 변환시키는 연수기에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 카트리지의 구조를 개선하여 연수기의 설치 높이를 최소화함과 동시에 수압이 낮은 고지대에서도 연수기를 설치하여 수돗물을 연수로 변환시킬 수 있도록 하는 연수기에 관한 것이다.

일반적으로, 수돗물 또는 지하수 중에 포함된 여러 가지 불순물에는 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 중 탄산, 황산, 염소, 이산화규소, 철, 망간 등의 이온 물질이 다수 포함되어 있는데, 이와 같이 이온 물질들이 포함된 지하수 또는 수돗물을 "센물" 또는 "경수"(Hard Water)라 일컫는다.

이러한 경수로부터 이온 물질을 제거한 물을 "연수"(Soft Water : 경도 10 ppm이하의 물))라 일컫는데, 연수를 사용할 경우에는 경수를 사용할 때에 비하여 피부 미용, 온천욕 효과, 각종 피부염 예방, 모발 보호, 세제 절감 및 세탁 효과, 식물 성장촉진 등에 있어서 효과를 나타내고 있는 것으로 알려져 있어 일반 가정에서도 수돗물을 연수로 변환시키는 연수기를 널리 사용하고 있는 추세이다.

상기한 연수기는 원수 상태의 수돗물 및 지하수 등의 경수(센물)에 포함된 이온 물질을 제거하여 연수로 전환시키기 위한 장치로서, 이온 물질의 제거 원리는 연수기 내부에 충진된 이온 교환수지로 원수를 통과시켜 원수에 포함된 이온 물질을 이온 교환수지에 흡착하여 제거하는 것이다.

가정용 연수기의 성능 및 편리성은 크게 오염물질을 제거하는 효율과, 이온 교환수지 및 기타 오염 물질제거용 레진(resin)에 의한 압력손실과 이에 따른 수압의 손실, 연수기의 크기 그리고 연결방식에 따라 구분되고 있는데, 이러한 각각의 항목은 다음과 같은 서로 상반된 특징을 갖는다.

첫째, 원수인 수돗물 또는 지하수의 경도를 10 ppm이하로 낮추기 위해서는 많은 양의 이온 교환수지를 확보하여야 하므로 연수기 본체의 높이를 길게 설정하여야만 하고, 이에 따라 욕실에 설치되는 연수기는 수전 상부에 상당한 면적을 차지하게 된다.

둘째, 욕실의 수전 상부에 설치된 연수기는 일정 기간이 경과됨에 따라 이온 교환수지를 교체하여야 하나, 이러한 이온 교환수지의 교체작업을 위해서는 반드시 연수기 본체를 수도연결부로부터 완전히 분리하여 이온 교환수지를 교체하여야 되는 번거로움이 수반되었다.

셋째, 상기한 문제점을 해결하기 위해 도 1과 같이 연수기 본체(1)의 내부에 미립자 형상의 이온 교환수지(도시는 생략함)가 충진된 다수개의 카트리지(2a)(2b)(2c)를 병렬로 내장함과 동시에 각 카트리지를 별도의 호스(3)로 연결하여 공급관(4)으로 공급된 수돗물이 카트리지(2a)(2b)(2c)를 차례로 통과하면서 이온 교환수지에 의해 이온 물질이 제거된 다음 배출관(5)으로 배출되도록 구성된 연수기를 개발하여 사용하고 있으나, 이러한 구조를 갖는 연수기는 본체(1)의 높이를 최대한 줄이는 잇점을 갖으나, 공급관(4)으로 유입된 원수가 2, 3번째 카트리지(2b)(2c)로 유입되는 과정에서 호스(3)에 의해 병목현상으로 압력 손실이 발생되므로 수압이 낮은 고지대에서는 연수기를 사용하지 못하게 되는 치명적인 결함을 나타낸다.

넷째, 연수효율을 향상시키기 위해 본체 내에 많은 양의 이온 교환수지를 내장할 경우에는 원수의 통과시 압력 손실이 발생되어 경수를 연수로 변환시키는데 걸리는 시간이 지연되어 따른 단위 시간당 얻을 수 있는 연수의 양이 줄어들게 된다.

즉, 한꺼번에 많은 양의 연수가 필요하는 목욕을 위해서는 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

다섯째, 연수기의 장기간 사용하고 나면 이온 교환수지의 재생을 위해 소금(Nacl)을 주입하는 과정에서 소금 주입구가 본체의 상단부 커버에 위치되어 있어 별도의 공구를 이용하여 커버를 분리하여 소금을 주입한 후 커버를 재결합하여야 되므로 소금 주입과정이 번거롭게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 카트리지의 구조를 개선하여 연수기 본체의 설치 높이를 최소화하면서도 원수와 이온 교환수지의 접촉시간을 최대한 지연시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 원수와 이온 교환수지와의 접촉 시간을 종래의 연수기와 동일하게 유지하면서도 원수의 압력 손실을 줄여 단위 시간 당 많은 양의 연수를 얻을 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 카트리지의 통로를 이중으로 구성하여 냉수는 물론 온수를 동시에 연수로 변환시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 카트리지가 내장되는 본체의 직하방에 인입관이 연결되고 측면에는 배출관이 연결된 연수기에 있어서, 원기둥 형상의 카트리지 중심부에 인입관이 연결되는 수직통공을 형성하고 카트리지의 상면에는 수직통공을 통과한 원수가 외주면으로 이동되도록 연결통로를 형성하며 상기 카트리지의 외주면에는 이온 교환수지가 충진되는 관이 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 연수기가 제공된다.

도 1은 종래의 연수기를 나타낸 종단면도

도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도

도 3은 도 2의 결합상태 종단면도

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도

도 5는 도 4의 결합상태 종단면도

도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 본체 12 : 인입관

13 : 배출관 15 : 카트리지

16 : 수직통공 17 : 연결통로

18 : 이온 교환수지 19 : 관

22 : 미세 망 23 : 손잡이

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 2 내지 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이고 도 3은 도 2의 결합상태 종단면도로서, 본 발명은 본체(11)의 직하방에 인입관(12)이 연결되어 있고 측면에는 본체의 내부를 통과하면서 변환된 연수를 외부로 배출하는 배출관(13)이 연결되어 있으며 본체(11)의 상부에는 마개(14)가 착탈 가능하게 설치되어 있다.

그리고 상기 본체(11)의 내부에 설치되는 카트리지(15)는 원기둥 형상으로서, 중심부에 인입관(12)이 연결되는 수직통공(16)이 형성되어 있고 카트리지의 상면에는 수직통공을 통과한 원수가 외주면으로 이동되도록 연결통로(17)가 형성되어 있으며 상기 카트리지의 외주면에는 이온 교환수지(18)가 충진되는 관(19)이 나선형으로 형성되어 있다.

상기 수직통공(16)의 하부는 수직통공(16)내에 충진되는 소금(20)이 하방으로 빠져나가지 않도록 미세한 통공(21)을 제외한 나머지 부분이 폐쇄되어 있고 연결통로(17)상에는 나선형 관(19)에 충진되는 이온 교환수지(18)가 역류되지 않도록 미세 망(22)이 설치되어 있다.

상기 카트리지(15)의 외주면에 나선형으로 형성되는 관(19)의 단면을 본 발명의 일 실시예로 나타낸 도 3과 같이 타원형 또는 원형으로 형성하여도 되지만, 필요에 따라 사각형, 육각형, 팔각형 등 다각형으로 구성할 수도 있다.

또한, 카트리지(15)의 상면에는 본체(11)로부터 카트리지를 용이하게 교체할 수 있도록 손잡이(23)가 구비되어 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 분해 사시도이고 도 5는 도 4의 결합상태 종단면도로서, 냉수 또는 온수만을 연수로 변환시키는 본 발명의 일 실시예와 다른 점은 냉수는 물론이고 온수를 동시 또는 선택적으로 연수로 변환시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 카트리지(15)에 상호 분리된 2개의 수직통공(16a)(16b)이 형성되어 있고 카트리지의 상면에는 수직통공(16a)(16b)을 통과한 원수가 외주면으로 이동하도록 각기 다른 연결통로(17a)(17b)가 형성되어 있으며, 상기 카트리지의 외주면에는 연결통로와 연결된 나선형의 관(19a)(19b)이 이중으로 형성되어 있어 이중으로 형성된 나선형의 관(19a)(19b)을 각각 통과하면서 연수로 변환된 냉수 및 온수가 각기 다른 배출관(13a)(13b)으로 배출되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 카트리지(15)의 외주면에 나선형으로 형성된 관(19)의 내부에 이온 교환수지(18)를 충진시킴과 동시에 카트리지(15)의 상면에 형성된 연결통로(17)상에 미세 망(22)을 설치하여 연수기의 사용시 본체(11) 내부의 압력 저하로 진공압이 발생되더라도 관(19)의 내부에 충진된 이온 교환수지(18)가 수직통공(16)측으로 역류되지 않도록 한다.

이와 같이 관(19)의 내부에 이온 교환수지(18)를 충진시킴과 동시에 연결통로(17)상에 미세 망(22)을 설치하고 나면 카트리지(15)의 상면에 형성된 손잡이(23)를 이용하여 카트리지(15)를 본체(11)에 내장한 다음 마개(14)를 덮어 연수기의 조립을 완료하게 된다.

그 후, 상기 연수기를 욕조의 수전 상부에 설치함과 동시에 인입관(12)에 수도관을 연결하고, 배출관(13)에는 살수관을 연결한 다음 수도 콕을 개방하면 원수인 수돗물이 인입관(12)을 통해 카트리지(15)의 내부로 유입되므로 유입된 수돗물이 수직통공(16) - 연결통로(17)상에 설치된 미세 망(22)을 거쳐 나선형의 관(19)을 통과하게 된다.

이와 같이 수돗물이 나선형의 관(19)을 통과하면서 내부에 충진된 이온 교환수지(18)에 이온 물질이 흡착되어 연수로 변환되므로 연수를 이용하여 목욕은 물론이고 연수를 다양한 용도로 사용하게 되는데, 상기 이온 교환수지(18)가 나선형의 관(19)내에 충진되어 있어 카트리지(15)의 높이가 낮더라도 수돗물이 이온 교환수지(18)를 통과하는 거리가 길게 되므로 보다 양질의 연수를 얻게 된다.

또한, 연수기를 장기간 사용함에 따라 이온 교환수지(18)를 재생할 목적으로 소금(20)을 투입하고자 할 경우에는 본체(11)를 욕실의 벽면으로부터 분리시키지않고 본체(11)로부터 마개(14)를 분리한 다음 수직통공(16)상에 소금을 투입한 후 마개(14)를 재결합하면 수돗물이 수직통공(16)을 통과하는 과정에서 수직통공(16)상에 위치된 소금이 녹아 수돗물과 함께 관(19)내부에 충진된 이온 교환수지(18)를 통과하게 되므로 이온 교환수지가 소금에 의해 재생되는 것이다.

한편, 다른 실시예로 도시한 도 4 및 도 5는 각각의 인입관(12a)(12b)에 온수관 및 냉수관을 각각 연결하면 전술한 바와 같은 원리에 의해 연수로 변환된 냉수 및 온수가 배출관(13a)(13b)을 통해 외부로 배출되는데, 이에 따른 과정은 전술한 바와 같으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 이온 교환수지가 충진되는 관이 카트리지의 외주면에 나선형으로 형성되어 있어 카트리지의 높이를 최소화하면서도 원수와 이온 교환수지와의 접촉시간을 최대한 늘리게 되므로 연수기의 설치 높이를 최대한 줄일 수 있게 된다.

둘째, 굴곡부가 없어 원수가 유입되어 연수로 변환되는 과정에서 압력 손실이 발생되지 않으므로 수압이 낮은 고지대에서도 연수기의 사용이 가능해지게 된다

셋째, 원수와 이온 교환수지와의 점촉시간을 지연시키면서도 압력 손실이 발생되는 현상을 미연에 방지하게 되므로 단위 시간 당 보다 많은 양의 연수를 얻을 수 있게 된다.

넷째, 카트리지의 상면에 손잡이가 구비되어 있어 본체로부터 카트리지를 손쉽게 교체할 수 있게 된다.

다섯째, 카트리지의 외주면에 나선형의 관을 이중으로 형성하여 냉수는 물론이고 온수를 동시에 연수로 변환시킬 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 카트리지가 내장되는 본체의 직하방에 인입관이 연결되고 측면에는 배출관이 연결된 연수기에 있어서, 원기둥 형상의 카트리지 중심부에 인입관이 연결되는 수직통공을 형성하고 카트리지의 상면에는 수직통공을 통과한 원수가 외주면으로 이동되도록 연결통로를 형성하며 상기 카트리지의 외주면에는 이온 교환수지가 충진되는 관이 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 연수기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 카트리지의 외주면에 나선형으로 형성되는 관의 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 연수기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 카트리지의 외주면에 나선형으로 형성되는 관의 단면이 타원형인 것을 특징으로 하는 연수기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 카트리지의 상면에 손잡이가 구비된 것을 특징으로 하는 연수기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 카트리지에 상호 분리된 2개의 수직통공을 형성함과 함께 카트리지의 상면에 수직통공을 통과한 원수가 외주면으로 이동하도록 각기 다른 연결통로를 형성하며, 상기 카트리지의 외주면에는 연결통로와 연결된 나선형의 관이 이중으로 형성되어 이중으로 형성된 나선형의 관을 각각 통과하면서 연수로 변환된 냉수 및 온수가 각기 다른 배출관으로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 연수기.