KR200442137Y1 - 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수도로부터 공급되는 원수를 사용자가 그대로 사용하거나 또는 연수화시켜 사용하는 용수 선택을 가능하게 하고, 카트리지의 수명이 다하더라도 새로운 카트리지로 교체할 필요 없이 가변적인 배관 구성의 유로 변환에 의하여 순차적으로 이용 가능하게끔 하나의 연수기 케이스 내부에 이온교환수지가 충전된 카트리지가 통수 가능하게 상호 연결되어 선택적으로 유로를 구성하는 2개 1조 한 쌍의 기본 구성 카트리지를 좌우 대칭으로 양분 장착하여 카트리지의 수명이 다하게 되면 다른 한 쌍의 카트리지를 교대로 이용할 수 있게 연수화 유로를 2방향으로 구성함으로써, 간단한 조작에 의한 사용자의 용수 선택으로 사용자 편리성이 향상되고 카트리지를 재생하거나 교체하지 않고 계속 사용할 수 있게 하는 신규 카트리지 대체효과로 작업 공수가 줄어들어 번거롭지 아니하고 교체비용이 절감되어 경제적이며 연수기 수명연장효과가 있어 양질의 연수를 지속적으로 공급할 수 있는 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기에 관한 것이다.

경수, 연수 , 카트리지, 이온교환수지, 용수 선택, 연수 경로, 2개 1조 한 쌍 세트, 순차적 이용, 배관 구조, 작업공수, 가변 통수 구조

Description

카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기{Fluid direction change type water softner with two-way water flow course}

도 1은 종래 기술의 연수기 내부 구조를 도시한 단면 구성도

도 2는 본 고안의 외관 구성을 도시한 사시도

도 3은 본 고안의 전체 구성을 도시한 단면 구성도

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 1차적 연수화 과정을 도시한 물흐름도

도 5는 본 고안의 다른 실시예로서 보충적 연수화 과정을 도시한 물흐름도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1:케이스 2:카트리지

3:입수관 4:출수관

5:수도 6:샤워기

7:연결구 8:연결관

10: L자형 연결구 20: -자형 연결구

30:연결관 40;부시

100:연수기 101:케이스

110:카트리지 1 111:입수구

112:출수구 120:카트리지 2

130:카트리지 3 140:카트리지 4

150:용수 경로 선택 3방향 밸브 151:손잡이

160:연수 경로 분기구

170:3방향 출수 밸브 171:손잡이

180:출수 분기구

200:수도 300;샤워기

A:원수 경로 B, C: 연수경로

본 고안은 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기에 관한 것으로서, 더욱 자세히는 수도로부터 공급되는 원수를 사용자가 그대로 사용하거나 또는 연수화시켜 사용하는 용수 선택을 가능하게 하고, 카트리지의 수명이 다하더라도 새로운 카트리지로 교체할 필요 없이 유로 변환에 의하여 순차적으로 이용 가능하게끔 하나의 연수기 케이스 내부에 이온교환수지가 충전된 카트리지가 통수 가능하게 상호 연결되어 선택적으로 유로를 구성하는 2개 1조 한 쌍의 기본 구성 카트리지를 좌우 대칭으로 양분 장착하여 카트리지의 수명이 다하게 되면 다른 한 쌍의 카트리지를 교대로 이용할 수 있게 연수화 유로를 2방향으로 구성함으로써, 간단한 조 작에 의한 사용자의 용수 선택으로 사용자 편리성이 향상되고 카트리지를 재생하거나 교체하지 않고 계속 사용할 수 있게 하는 신규 카트리지 재생 및 대체효과로 작업 공수가 줄어들어 번거롭지 아니하고 교체비용이 절감되어 경제적이며 연수기수명연장효과가 있어 양질의 연수를 지속적으로 공급할 수 있는 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기에 관한 것이다.

연수기는 순수한 자연의 물인 연수(단물)가 대기오염과 토양오염, 수도관의 노후화 등의 원인으로 칼슘이나 마그네슘, 철 등의 유해 광물질을 과도하게 함유하게 되어 경도가 높은 경수(센물)화 되므로서 음용수로서 부적합하고 피부질환을 유발하고 피부노화를 촉진하는 등 일상 생활과 생명 등을 위협하는 문제점을 해결하여 오염되어 경수화된 지하수, 수돗물 등을 간단한 구조로 된 연수탱크 내 나트륨(Na)형의 양이온교환수지를 통과하게 하여 원수 중의 칼슘, 마그네슘, 철 등의 광물질을 수지중의 나트륨 이온(Na⁺)과 치환하여 자연의 물인 연수로 변환시켜 주는 장치로서 음용수만을 정화 재생하는 정수기와는 차이가 있다.

그리고 상기한 연수기를 일정기간 사용하게 되면 경도가 높은 원수와의 계속적인 접촉으로 나트륨(Na) 성분이 상당수준 감소하게 되고 경도성분이 과도하게 양이온교환수지에 흡착되게 되므로서 흡착 제거에 의한 교환능력이 포화되어 연수기능이 저하되게 되며 이러한 양이온교환수지에 흡착된 경도성분을 제거하기 위하여 식염용액을(소금물, NaCl) 통액하고 소금물의 나트륨(Na)을 흡착하여 양이온교환수지를 활성화시키므로서 수지를 주기이고 반복적으로 재생하여 사용하고 있으며 파손시 교체하여 사용하고 있다.

그러나 별도의 재생제를 구비하고 수명이 다한 카트리지의 이온교환수지를 주기적으로 재생시키거나 파손된 카트리지를 교체하는 것은 상당히 번거롭고 불편한 문제점이 있었으며 사용자의 부주의로 인하여 장시간 재생되지 않아 질이 나쁜 연수를 계속적으로 사용하게 되는 문제점이 있었다.

특히 종래의 일반적인 연수기는 카트리지 하나만으로 또는 도 1에 도시한 바와 같이 합성수지 또는 스테인레스 재질로 형성된 케이스(1) 내부로 여재로서 이온교환수지가 내장된 하나 이상의 원통 형상 카트리지(2)를 연결관(8)과 연결구(7)를 이용 서로 통수되도록 결합하고 입수관(3)을 이용 수도(5)로부터 공급되는 원수를 카트리지에 내장된 이온교환수지로 통과시켜 연수로 변환 출수관(4)을 통하여 샤워기(6)나 수도 등으로 출수시키는 구성으로서, 카트리지 하나만으로 형성된 종래의 연수기는 파손시 교체가 쉽지 않으며 카트리지를 자주 재생하거나 교체함에 따른 사용자의 경제적 부담과 유지 관리하여야 함에 따른 불편함과 공급수가 골고루 순환되지 못하게 되므로서 연수 및 재생효율이 낮아지게 되는 등의 문제점이 있었고, 여러 가지 처리 기능의 개별 카트리지를 병렬의 순차적으로 연결한 다단계형 연수기는 공급수가 골고루 순환되어 연수효율이 좋기는 하나 연수화를 위하여 필요한 적정 수량 이상의 불필요한 공간을 많이 차지하게 되고 순차적으로 연결된 카트리지를 전부 경유함에 따른 수압의 과다 손실로 연수변환효율이나 재생효율이 저하되고 사용 수명이 단축되며 파손된 어느 하나를 교체하기 위하여 전부를 분해하여야 하므로 작업 생산성, 경제성 면에서 문제점이 있었다.

또한 종래의 연수기는 원수와 연수의 선택적 전환 기능이 없고 연수 기능만 있어서 원수만 사용해도 되는 청소나 설거지 등의 허드렛일에도 연수를 사용하게 됨으로써 연수가 낭비되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안자는 전술한 문제점을 간단한 구성과 방법으로 해결하기 위하여 노력한 결과 카트리지의 활용을 극대화시키는 연수기 공간 구성으로 순차로 이용 가능하게 선택가능한 유로를 형성하고 필요한 만큼의 카트리지를 배열하여 카트리지를 재생하거나 교체하지 않고도 계속 사용할 수 있게 함으로써 사용자의 용도별 용수 선택으로 사용자 편리성과 경제성이 향상된 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기를 개발하게 된것이다.

본 고안은 전술한 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서,

수도로부터 공급되는 원수를 사용자가 그대로 사용하거나 또는 연수화시켜 사용하는 용수 선택을 가능하게 하게 하고, 카트리지의 수명이 다하더라도 새로운 카트리지로 교체할 필요 없이 유로 변환에 의하여 순차적으로 이용 가능하게끔 하나의 연수기 케이스 내부에 이온교환수지가 충전된 카트리지가 통수 가능하게 상호 연결되어 선택적으로 유로를 구성하는 2개 1조 한 쌍의 기본 구성 카트리지를 좌우 대칭으로 양분 장착하여 카트리지의 수명이 다하게 되면 다른 한 쌍의 카트리지를 교대로 이용할 수 있게 연수화 유로를 2방향으로 구성함으로써, 간단한 조작에 의한 사용자의 용수 선택으로 사용자 편리성이 향상되고 카트리지를 재생하거나 교체하지 않고 계속 사용할 수 있게 하는 신규 카트리지 재생 및 대체효과로 작업 공수가 줄어들어 번거롭지 아니하고 교체비용이 절감되어 경제적이며 수명연장효과가 있어 양질의 연수를 지속적으로 공급할 수 있는 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 첨부 도면에 의하여 구체적으로 기술하면 다음과 같으며 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 고안은 수도(200)에 직접 연결하여 원수를 공급하고 이온교환수지가 내장된 카트리지를 경유하여 경수를 연수로 변환시켜 샤워기(300) 등으로 출수시키는 연수기(100)에 있어서,

둔각 모서리의 직사각 함체 형상 케이스(101) 내에 카트리지 1(110)과 카트 리지2(120), 카트리지3(130)과 카트리지4(140)를 병렬로 나란히 배열하여,

카트리지1(110)의 출수구(112)와 카트리지 2(120)의 입수구(113), 카트리지3(130)의 입수구(131)와 카트리지4(140)의 출수구(142)를 한 쌍의 L자형 연결구(10) 사이에 파이프 형상 연결관(30)이 장착되는 복수 개의 ∩형 통로를 2조 1쌍의 좌우 대칭으로 양분하여 형성하고,

원수가 유입되는 상기 카트리지1(110)의 입수구(111) 저부로는 연수 경로 분기구(160)와 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)를 각각 순차로 장착하여 수도(200)와 직결하고, 연수가 출수되는 카트리지2(120)의 출수구(114)와 카트리지3(130)의 출수구(132)는 서로 대칭으로 형성되는 복수 개의 L자형 연결구(10)로 3방향 출수 밸브(170)에 각각 연결하고 출수 분기구(180)를 매개로 샤워기(300)에 장착하되,

상기 연수 경로 분기구(160) 일측의 -자형 연결구(20)와 상기 카트리지4(140)의 입수구(141)측 L자형 연결구(10)사이로는 횡방향의 연결관(30)을 장착하여 2갈래로 분기되는 B와 C 코스의 연수 경로를 형성하고,

상기 연수 경로 분기구(160) 하단의 용수 경로 선택 3방향 밸브(150) 일측으로는 횡방향의 연결관(30)을 출수 분기구(180)에 연결시켜 원수가 연수과정을 거치지 않고 그대로 배출되게 하는 용수 경로 A 코스를 형성하는 배관 구조를 특징으로 한다.

본 고안은 전술한 바와 같이 1차적으로 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)를 이용하여 원수 경로와 연수 경로를 선택하게 하고, 사용자가 연수 경로를 선택한 경우 T자형의 연수 경로 분기구(160)를 이용 연수 경로 방향을 2차적으로 선택하게 함으로써 용수 경로와 연수 경로의 용도별 선택이 가능하여 하나의 연수기에 통상의 샤워기, 복수 개의 연수기가 함께 구비되는 복합기능효과로 교체 및 수명연장효과를 동시에 구현할 수 있어 경제적인 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 배관 구조에 특징이 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.

본 고안은 전술한 바와 같이 수도(200)에 직접 연결하여 원수를 공급하고 이온교환수지가 내장된 복수 개의 카트리지 (110)과(120), (130)과 (140)을 각각 경유시켜 이온교환수지를 경유하는 과정에서 원수(경수)를 연수로 변환시켜 샤워기(300)나 수도로 출수시키게 하는 연수기로서, 내부를 개방할 수 있게 형성된 둔각 모서리의 납작한 직사각 함체 형상 케이스(101) 내측에 경수를 연수로 변환시키는 여재로서 이온교환수지가 내장된 카트리지 4개, 즉 (110)과(120), (130)과 (140)을 병렬로 나란히 장착하되, 카트리지 4개 모두를 한꺼번에 묶어서 연수경로를 형성하는 것이 아니라 전처리 기능의 카트리지 1(110)은 카트리지2(120)에, 전처리 기능의 카트리지4(140)는 카트리지3(130)에 한 쌍의 L자형 연결구(union elbow)(10) 사이에 파이프 형상 연결관(30)을 장착함으로써 형성되는 복수 개의 ∩형 통로로 서로 연통되게끔 독립적으로 분할된 복수 개의 2조 1쌍 통수 구조로 물이 여재 사이를 흐르면서 연수로 변환되는 연수 경로를 형성하여 사용자가 연수 경 로를 어느 하나만 선택할 수 있게 구성하게 된다.

본 고안에 적용되는 카트리지는 연결 파이프 등의 관체와 끼움 결합되어 물이 흐르게끔 중공 관체로서 상하면에 입수구와 출수구를 각각 구비하는 길다란 원통형의 합성수지재 몸체에 경수를 원수로 변환시키는 이온교환수지가 충전된 공지의 카트리지로서 공간활용도를 높이기 위하여 크기를 최소화하되 복구개의 연결구(elbow)와 연결관(pipe)을 이용 복수 개의 카트리지를 연통시켜 하나의 독립된 유로를 형성함에 있어서 독립된 전처리 기능 카트리지와 본 기능 카트리지를 2단계의 직렬로 연결하는 것이 바람직하며 필요에 따라서 카트리지의 확장 연결이 가능하다.

상향의 수류 방식으로 원수가 유입되는 상기 카트리지1(110)의 입수구(111) 저부로는 연수 경로를 상향 또는 측면 방향의 2갈래로 형성하게 하는 T자형의 연수 경로 분기구(160)와 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)를 상하면에 각각 장착하여 수도(200)와 직접 연결시켜 원수(수도물)을 순차적으로 안내하는 입수 경로를 형성한다.

또한 연수과정을 수행하고 기능화된 연수를 출수시키는 상기 카트리지2(120)의 출수구(122)와 카트리지3(130)의 출수구(132)에는 복수 개의 연결구(elbow)(20)를 서로 대칭되는 형태로 3방향의 출수밸브(170)에 각각 연결하여 연수화과정을 끝낸 연수를 샤워기(300) 등을 이용하여 외부로 출수시키는 출수 경로를 형성하게 되는 것으로 3방향의 출수밸브(170)에 장착된 손잡이(171)의 조작으로 카트리지2(120)의 출수구(122)와 카트리지3(130)의 출수구(132)를 개폐시켜 B코스와 C코스에서 기능화된 연수를 선택적으로 공급하게 된다.

우회경로로서 상기 연수 경로 분기구(160) 일측에 형성된 -자형 연결구(200)와 카트리지4(140)의 입수구(141)측 L자형 연결구(10) 사이로 횡방향의 연결관(20)을 장착하여 상방향과 측방향의 2갈래로 분기되는 B와 C 코스의 연수 경로를 형성함으로써, 사용자는 연수기 케이스(101) 내에 좌우 대칭의 배관 구성으로 연수 경로를 달리하여 양분 장착된 2개 1조 한 쌍의 카트리지 중 먼저 선택된 연수 경로 B의 복수 개 카트리지(110)(120) 수명이 다하게 되면 사용하지 아니하여 정상적으로 작동하는 다른 연수 경로(C)상의 한 쌍의 카트리지(130)(140)에 원수를 대체 공급하여 계속 사용할 수 있게 함으로써 연수기의 신규 카트리지 대체효과로 작업 공수가 줄어들어 번거롭지 아니하게 되고 교체비용이 절감되어 경제적이며 수명연장효과가 있어 양질의 연수를 지속적으로 공급할 수 있는 것이다.

한편 용수 경로 선택 3방향 밸브(150) 일측으로는 횡방향의 연결관(30)이 분기되어 T자형 출수 연결구(180)에 직접 연결됨으로써 연수기(100)에 투입되는 원수가 카트리지를 통과하지 아니하고 샤워기(300)를 통하여 그대로 외부로 배출되는 A코스의 용수 경로를 형성하여 원수와 연수의 선택적 전환 기능으로 연수를 필요로 하는 음용수, 목욕수 또는 세척수 등으로 사용하지 않고 원수만 사용해도 되는 청소나 설거지 등의 허드렛일의 용수로도 사용할 수 있게 되는 것이다,

본 고안의 유로를 개폐하여 유체의 흐름을 조절하는 장치로서 용수 경로 선택 3방향 밸브(3way valve)(150)는 원수가 유입되는 수도(200) 일측에 구비되어 하부에 하나의 유입구와 상부(본관)와 측부(지관)에 두 개의 유출구를 가지는 배관 구성으로서, 3방향의 유로가 형성된 금속재의 몸체에 유로 방향선택 부재로서 외측에 돌출되는 손잡이(151)의 회전 조작으로 유입구와 유출구를 잠그고 개방하여 유로방향을 조정하게 하는 밸브 볼, 개폐편 등의 개폐수단(미도시함)이 몸체 내측에 장착된 공지의 방향 전환 밸브로서 유체의 누설을 방지하는 실링 부재로서 부시(40)를 개재시켜 기밀성이 좋아져 누수가 방지되고 개폐수단 조작에 따른 응답성이 좋으며 파이프 등의 관체에 체결하기 용이한 공지의 체결수단을 구비한다.

3방향의 연수 경로 분기구(run tee)(160)도 측부에 관체를 연결하는 -자형 연결구(20)를 구비하고 L자형 연결구(10) 사이에 횡방향의 연결관(30)을 수용하게 되는데 한 개의 관체 구멍을 개폐수단으로 막고 나머지 두 개의 관체 구멍만 서로 소통할 수 있게끔 T자로 형성된다.

그리고 3방향의 출수 밸브(170)는 2개의 연수 경로B와 C를 공유하는 배관 구조로서 전술한 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)와 유사한 구성이며 상부 양 측면에 복수개의 유입구, 저부에 유출구를 가지는 구성으로 손잡이(171) 회전에 의한 개폐동작에 의하여 안정적으로 유로방향을 조정하게 된다.

또한 출수 분기구(run tee)(180)도 상부로는 3방향의 출수 밸브(170), 측부로는 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)와 연통되어 샤워기(300)에 장착됨으로써 카트리지를 경유하는 연수 또는 경수 상태 그대로 진입하는 원수를 선택적으로 연수기 외부로 배출시키게 되는 것이다.

결국 본 고안은 수도에 연결된 입수 통로와 원수 또는 연수기를 경유한 연수를 외부로 배출하게끔 샤워기 또는 수도에 연결된 출수 통로를 하나씩만 구비한 하나의 연수기만 가지고도 용수의 사용 목적에 따라 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)를 이용하여 원수 경로(A) 또는 연수 경로(B)(C)를 선택하게 하고, 사용자가 연수 경로를 선택한 경우 2개로 구성된 연수 경로 중 먼저 선택된 일측의 1차 연수 경로(B)상에 위치하는 복수 개 카트리지(110)(120) 수명이 다하게 되면 기 사용한 연수 경로(B)를 포기하고 연수 경로 분기구(160)를 이용 우회적으로 형성된 타측의 새로운 2차 연수 경로(C)로 원수의 물흐름 방향을 바꿔 사용하지 않은 새로운 카트리지(130)(140)를 이용 질 좋은 연수를 지속적으로 공급할 수 있어 용수 경로 선택과 연수 경로의 용도별 선택이 가능하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 된 본 고안은 간단한 배관 구성 및 조작으로 용수 선택을 순차적으로 안내하여 용수 경로 선택과 연수 경로의 용도별 선택이 가능한 하나로 다기능을 수행하는 연수기로서 카트리지 장착 위치를 바꾸지 않고도 방향 선택 밸브와 개폐수단 조작 등 입출수 경로의 전환에 의한 용수 경로 선택으로 기존의 카트리지를 교체하지 않고 계속 사용할 수 있어 새로운 카트리지를 구입하는 것 이상의 대체 효과로 사후 관리 작업공수가 줄어들고 보수비용이 절감되고 수명연장효과가 있어 연수 기능의 저하 없이 질 좋은 연수를 지속적으로 공급할 수 있다.

Claims (1)

1. 수도(200)에 직접 연결하여 원수를 공급하고 이온교환수지가 내장된 카트리지를 경유하여 경수를 연수로 변환시켜 샤워기(300) 등으로 출수시키는 연수기(100)에 있어서,

   둔각 모서리의 직사각 함체 형상 케이스(101) 내에 카트리지 1(110)과 카트리지2(120), 카트리지3(130)과 카트리지4(140)를 병렬로 나란히 배열하여,

   카트리지1(110)의 출수구(112)와 카트리지 2(120)의 입수구(113), 카트리지3(130)의 입수구(131)와 카트리지4(140)의 출수구(142)를 한 쌍의 L자형 연결구(10) 사이에 파이프 형상 연결관(30)이 장착되는 복수 개의 ∩형 통로를 2조 1쌍의 좌우 대칭으로 양분하여 형성하고,

   원수가 유입되는 상기 카트리지1(110)의 입수구(111) 저부로는 연수 경로 분기구(160)와 용수 경로 선택 3방향 밸브(150)를 각각 순차로 장착하여 수도(200)와 직결하고, 연수가 출수되는 카트리지2(120)의 출수구(114)와 카트리지3(130)의 출수구(132)는 서로 대칭으로 형성되는 복수 개의 L자형 연결구(10)로 3방향 출수 밸브(170)에 각각 연결하고 출수 분기구(180)를 매개로 샤워기(300)에 장착하되,

   상기 연수 경로 분기구(160) 일측의 -자형 연결구(20)와 상기 카트리지4(140)의 입수구(141)측 L자형 연결구(10)사이로는 횡방향의 연결관(30)을 장착하여 2갈래로 분기되는 B와 C 코스의 연수 경로를 형성하고,

   상기 연수 경로 분기구(160) 하단의 용수 경로 선택 3방향 밸브(150) 일측으로는 횡방향의 연결관(30)을 출수 분기구(180)에 연결시켜 원수가 연수과정을 거치지 않고 그대로 배출되게 하는 용수 경로 A를 형성하는 배관 구조를 특징으로 카트리지 교차 이용 방식의 용수 선택형 연수기

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