KR20060115433A - 반영구적 정수장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 필터가 교체해야 할 시기가 되면 가열 히터를 이용하여 필터를 고온으로 가열하여 살균시켜서 재사용할 수 있도록 함으로써 필터를 반영구적으로 사용할 수 있으며, 필터를 고온으로 가열하는 경우에 형상기억합금을 이용하여 필터내부에 공간이 발생되도록 함으로써 필터의 살균처리 기능을 향상시킬 수 있는, 반영구적 정수장치에 관한 것으로서,

원수를 공급하기 위한 급수관과, 상기한 급수관의 중간에 설치되어 있는 급수밸브와, 상기한 급수관에 연결되어 있으며 저장공간이 형성되어 있는 본체부와, 상기한 본체부의 위에 밀봉 결합되는 필터 케이스와, 상기한 필터 케이스의 내부에 설치되며 중앙에 정수 배출통로가 형성되는 필터부와, 상기한 필터부의 중앙의 정수 배출통로와 연결되는 정수관과, 상기한 정수관의 중간에 설치되어 있는 정수밸브와, 상기한 본체부에 연결되는 배수관과, 상기한 배수관의 중간에 설치되어 있는 배수밸브와, 상기한 배수밸브를 바이패스하기 위하여 상기한 배수관에 설치되는 바이패스관과, 상기한 바이패스관의 중간에 설치되어 있는 바이패스밸브와, 상기한 급수밸브와 정수밸브와 배수밸브를 제어하는 제어부와, 상기한 본체부를 가열하기 위한 히터를 포함하여 이루어진다.

정수관, 급수관, 배수관, 히터, 본체부, 필터부, 바이패스관

Description

반영구적 정수장치{Semi-permanant water purifier}

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 가열전 단면 구성도이다.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 필터의 사시 구성도이다.

도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 가열후 단면 구성도이다.

도 5는 도 4의 B-B선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 급수관 2 : 급수밸브

3 : 본체부 4 : 필터 케이스

5 : 필터부 6 : 실리콘 튜브

7 : 정수관 8 : 정수밸브

9 : 배수관 10 : 배수밸브

11 : 바이패스관 12 : 바이패스밸브

13 : 정수량 센서 14 : 압력 센서

15 : 제어부 16 : 히터

이 발명은 정수기 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 필터가 교체해야 할 시기가 되면 가열 히터를 이용하여 필터를 고온으로 가열하여 살균시켜서 재사용할 수 있도록 함으로써 필터를 반영구적으로 사용할 수 있으며, 필터를 고온으로 가열하는 경우에 형상기억합금을 이용하여 필터내부에 공간이 발생되도록 함으로써 필터의 살균처리 기능을 향상시킬 수 있는, 반영구적 정수장치에 관한 것이다.

수돗물 속의 불순물으로서는, 물에 녹지 않고 물 속을 떠다니는 부유 물질이나 고형 물질, 염소나 트리할로메탄, 농약 성분 등과 같은 화학 물질 또는 중금속 등이 있다. 그리고, 일반적인 현상은 아니지만 세균이나 바이러스와 같은 미생물에 수돗물이 오염될 가능성도 있다.

수돗물 속에 섞여 있거나 섞일 가능성이 있는 이들 물질은 그 크기가 모두 물분자보다 크기 때문에 적당한 크기의 구멍을 가진 필터를 이용하면 대부분 제거가 가능하며, 육안으로 확인 가능한 크기의 부유 물질이나 녹 등은 간단한 필터로도 쉽게 제거가 가능하다.

그러나, 물 속에 이온 상태로 녹아 있는 각종 화학 물질은 그리 쉽게 제거되지 않는다. 특히, 근래 문제가 제기되고 있는 엔테로바이러스(Enterovirus)는 그 크기가 0.02~0.03㎛로 극히 작기 때문에 일반 필터로는 걸러낼 수 없다.

현재 시판되고 있는 정수기는, 활성탄 필터(Activated Carbon), 이온교환수지 필터, 한외(限外) 여과막 필터, 역삼투막 필터, 나노 필터 등을 사용하고 있다.

상기한 활성탄 필터는, 석탄, 목재나 야자 열매를 태운 숯을 고온에서 수증기 처리해 제조한 활성탄 또는 화학 섬유를 원료로 한 활성탄소섬유 등을 사용한다. 활성탄의 흡착 기능은 내부의 미세한 기공들에 의한 넓은 내부 표면적이 큰 역할을 하는데, 1g의 표면적이 무려 1,000m2 이상이 되기도 한다. 불용성 유기물, 염소와 트리할로메탄(THMs)과 같은 물질이나 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 제거하는데 효과적이다. 활성탄 단독으로 사용되기도 하지만 보통은 비교적 큰 찌꺼기 등을 제거할 수 있는 재질(부직포 등)을 함께 사용하고 있다. 가정용으로는 세균 억제를 위해 활성탄 입자 표면에 은(Ag)을 코팅한 실버카본이 주로 이용된다.

상기한 이온교환수지 필터에 사용되는 이온교환수지는 공업용수를 사용할 때 센물을 단물로 바꾸기 위한 산업적 목적으로 주로 사용되었으나 최근 들어 가정용으로도 사용되고 있다. 센물을 단물로 바꾸면 물이 부드럽고 비누가 잘 풀어지는 특징을 보인다.

상기한 한외(Ultra Filtration, 중공사막) 필터는 가운데에 구멍이 뚫린 실 형태의 구조로서 중공사막(中空絲膜, Hollow fiber membrane) 필터로 더 잘 알려져 있다. 초기에는 인공 신장 혈액 투석기용으로 사용되다가 가정용 정수기 필터로 사용되었다. 표면의 기공 크기가 0.01~0.1㎛ 정도로 일반적인 상수도 압력에서 사용할 수 있다. 정수량이 많아 별도의 저수 탱크가 필요 없으며, 정수 과정에서 별도 로 버려지는 물은 없다. 일반적으로 대장균 등의 세균은 제거가 가능하다.

상기한 역삼투(RO, Reverse Osmosis)막 필터는, 낮은 농도의 용액 쪽에 높은 압력을 걸어주면 삼투 현상과는 반대로 물이 농도가 진한 용액 쪽으로 이동하게 되는데 이를 역삼투 현상을 이용한 것이다. 기공의 크기가 0.0001㎛(사람 머리카락의 천만분의 1 정도) 정도인 필름 형태의 삼투막을 이용하는 것으로, 바닷물을 민물로 바꾸는 해수 담수화나 정밀 산업용 또는 실험실에서 사용하는 초순수(超純水) 제조에 주로 사용된다. 근래 들어 가정용 정수기에도 응용되고 있다. 기공의 크기가 워낙 작아 여과된 물은 몸에 이롭다는 무기 물질(미네랄)까지도 제거한 초순수 수준이 된다. 수압이 높아야 하므로 고압 펌프가 필요하며 정수량이 작아 저수 탱크가 필요하다. 필터 수명 연장이나 효율 향상을 위해 원수의 일부만을 사용하므로 대부분(많은 경우는 80% 이상)의 물은 그대로 버려진다. 가정용의 경우 보통 역삼투막 필터 전단에 2내지 3단의 정수용 필터가 사용되고 있어 결과적으로 정수된 물이 그대로 버려진다는 의미가 된다. 수돗물을 그대로 버리는 것도 문제일 텐데 이처럼 정수된 물을 그대로 버린다는 것은 대단한 낭비이므로 이 물을 활용하는 방안이 필요하다.

상기한 나노 필터(Nano-filter)는 0.001㎛ 즉 1nm (나노미터) 정도의 기공 크기를 지닌다 해서 나노 필터라 부른다. 기공의 크기는 중공사막 필터보다 작고 역삼투막 필터보다는 큰 수준으로서 지나치게 수압이 낮은 경우가 아니라면 별도의 고압 펌프 없이 일반 상수도에 접속해 사용이 가능하다. 역삼투막 필터에 비해 상대적으로 낮은 수압을 이용할 수 있지만 걸러낼 수 있는 물질은 그만큼 줄어든다. 역삼투막 필터와 마찬가지로 저수 탱크가 필요하며 정수 과정에서 많은 물이 버려진다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 정수장치는 주기적으로 필터를 교환해주어야 하기 때문에 정수장치를 사용하는데 있어서 유지비용이 많이 들게 되며, 경제적인 이유로 인하여 필터를 교체해주지 못한 경우에는 정수장치를 사용하지 못하게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 필터가 교체해야 할 시기가 되면 가열 히터를 이용하여 필터를 고온으로 가열하여 살균시켜서 재사용할 수 있도록 함으로써 필터를 반영구적으로 사용할 수 있는, 반영구적 정수장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 필터를 고온으로 가열하는 경우에 형상기억합금을 이용하여 필터내부에 공간이 발생되도록 함으로써 필터의 살균처리 기능을 향상시킬 수 있는, 반영구적 정수장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 원수를 공급하기 위한 급수관과, 상기한 급수관의 중간에 설치되어 있는 급수밸브와, 상기한 급수관에 연결되어 있으며 저장공간이 형성되어 있는 본체부와, 상기한 본체부의 위에 밀봉 결합되는 필터 케이스와, 상기한 필터 케이스의 내부에 설치되며 중앙에 정수 배출통로가 형성되는 필터부와, 상기한 필터부의 중앙의 정수 배출통로와 연 결되는 정수관과, 상기한 정수관의 중간에 설치되어 있는 정수밸브와, 상기한 본체부에 연결되는 배수관과, 상기한 배수관의 중간에 설치되어 있는 배수밸브와, 상기한 배수밸브를 바이패스하기 위하여 상기한 배수관에 설치되는 바이패스관과, 상기한 바이패스관의 중간에 설치되어 있는 바이패스밸브와, 상기한 급수밸브와 정수밸브와 배수밸브를 제어하는 제어부와, 상기한 본체부를 가열하기 위한 히터를 포함하여 이루어진다.

이 발명의 구성은 상기한 필터부에 하나 이상 설치되는 형상기억합금부와, 상기한 필터부의 외주면에 설치되어 있는 실리콘 튜브를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 가열전 단면 구성도 이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 필터의 사시 구성도이고, 도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 가열후 단면 구성도이고, 도 5는 도 4의 B-B선 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 구성은, 원수를 공급하기 위한 급수관(1)과, 상기한 급수관(1)의 중간에 설치되어 있는 급수밸브(2)와, 상기한 급수관(1)에 연결되어 있으며 저장공간이 형성되어 있는 본체부(3)와, 상기한 본체부(3)의 위에 밀봉 결합되는 필터 케이스(4)와, 상기한 필터 케이스(4)의 내부에 설치되며 중앙에 정수 배출통로가 형성되는 필터부(5)와, 상기한 필터부(5)의 외주면에 설치되어 있는 실리콘 튜브(6)와, 상기한 필터부(5)의 중앙의 정수 배출통로와 연결되는 정수관(7)과, 상기한 정수관(7)의 중간에 설치되어 있는 정수밸브(8)와, 상기한 본체부(3)에 연결되는 배수관(9)과, 상기한 배수관(9)의 중간에 설치되어 있는 배수밸브(10)와, 상기한 배수밸브(10)를 바이패스하기 위하여 상기한 배수관(9)에 설치되는 바이패스관(11)과, 상기한 바이패스관(11)의 중간에 설치되어 있는 바이패스밸브(12)와, 정수량을 감지하기 위한 정수량 센서(13)와, 압력을 감지하기 위한 압력 센서(14)와, 상기한 정수량 센서(13)와 배수량 센서(14)로부터 입력되는 신호를 처리하며 상기한 급수밸브(2)와 정수밸브(8)와 배수밸브(10)를 제어하는 제어부(15)와, 상기한 본체부(3)를 가열하기 위한 히터(16)를 포함하여 이루어진다.

상기한 필터부(5)는 여과사층(51)과, 활성탄층(52)과, 원적외선 세라믹층(53)과, 은활성탄층(55)과, 하나이상의 형상기억 합금(55)을 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 반영구적 정수장치의 작용은 다음과 같다.

제어부(15)에 의해 급수밸브(2)가 개방되면 급수관(1)을 통하여 원수가 본체부(3)의 저장공간으로 유입된다.

본체부(3)의 저장공간으로 유입된 원수는 위로 올라가면서 필터부(5)를 통과함에따라, 필터부(5)내의 여과사층(51)과, 활성탄층(52)과, 원적외선 세라믹층(53)과, 은활성탄층(55)을 거치면서 정수된 뒤에 필터부(5)의 중간에 형성되어 있는 배출통로를 따라서 하강한다.

제어부(15)에 의해 정수밸브(8)가 개방되면 필터부(5)에 의해 정수된 정수가 정수관(7)을 통해 사용자에게 공급된다.

한편, 정수장치를 사용한지 오래되어 필터능력이 떨어지는 경우에, 히터(3)를 동작시키게 되면, 본체부(3)를 포함하여 Q터 케이스(4) 및 필터부(5)가 고온으로 가열됨에 따라 살균처리가 이루어진다.

이 경우에 필터부(5)의 안에 설치되어 있는 형상기업 합금부(55)가 고온에서 팽창되면서 비틀어지게 됨에 따라 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 필터부(5)의 내부에 공간이 형성되면서 필터부(5)를 짜주는 효과를 발생시킴으로써 필터부(5)에 포함되어 있는 걸름입자들이 밑으로 떨어지도록 하여 살균처리 효과를 한층 더욱 높여주게 된다.

이와 같이 살균처리된 물은 정수밸브(8)가 닫혀 있기 때문에 정수관(7)을 통하여 공급되지 않고, 본체부(3)의 저장공간에 모이게 되며, 압력센서(14)에 의해 압력이 검출되어 일정한 압력 이상이 되면 제어부(15)에 의해 배출밸브(10)가 열리게 되면 배출관(9)을 통해 외부로 배출된다.

히터(16)의 작동이 중단되면, 필터부(5)의 형상기억합금(55)은 상온에서의 형상대로 복원되고, 필터부(5)의 외주면을 감싸고 있던 실리콘 튜브(6)의 탄성 복원력에 의해 필터부(5)도 다시 원래의 빈틈없는 모양을 회복하게 됨으로써 필터링 작용을 할 수 있도록 한다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 필터가 교체해야 할 시기가 되면 가열 히터를 이용하여 필터를 고온으로 가열하여 살균시켜서 재사용할 수 있도록 함으로써 필터를 반영구적으로 사용할 수 있으며, 필터를 고온으로 가열하는 경우에 형상기억합금을 이용하여 필터내부에 공간이 발생되도록 함으로써 필터의 살균처리 기능을 향상시킬 수 있는, 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 원수를 공급하기 위한 급수관;

   상기한 급수관의 중간에 설치되어 있는 급수밸브;

   상기한 급수관에 연결되어 있으며 저장공간이 형성되어 있는 본체부;

   상기한 본체부의 위에 밀봉 결합되는 필터 케이스;

   상기한 필터 케이스의 내부에 설치되며 중앙에 정수 배출통로가 형성되는 필터부;

   상기한 필터부의 중앙의 정수 배출통로와 연결되는 정수관;

   상기한 정수관의 중간에 설치되어 있는 정수밸브;

   상기한 본체부에 연결되는 배수관;

   상기한 배수관의 중간에 설치되어 있는 배수밸브;

   상기한 배수밸브를 바이패스하기 위하여 상기한 배수관에 설치되는 바이패스관;

   상기한 바이패스관의 중간에 설치되어 있는 바이패스밸브;

   상기한 급수밸브와 정수밸브와 배수밸브를 제어하는 제어부; 및

   상기한 본체부를 가열하기 위한 히터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반영구적 정수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 필터부에 하나 이상 설치되는 형상기억합금부와, 상기한 필터부의 외주면에 설치되어 있는 실리콘 튜브를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반영구적 정수장치.

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