KR20080005511U - 연수기의 재생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이온교환수지가 저장되어있는 이온교환수지탱크에 재생액(Nacl)의 유입을 용이하게 한 재생제 통에 에어 체크밸브와 유체 체크밸브를 부착한 유황 자동화 연수기에 관한 것으로서,

상세하게는 원수 유입구 라인에 부착된 일체형 솔레노이드밸브와, 이온교환수지탱크의 출수 라인에 연결된 일체형 솔레노이드밸브는 전기적인 신호에 의하여 원수의 유입과 유출을 제어하도록 하고,

재생제 통에 부착된 에어 체크밸브는 재생제가 녹은 후 재생액이 이온교환수지탱크로 유입될 때 재생제 통 내의 진공상태를 자동으로 해제하면서 재생액을 원활하게 주입하도록 하며,

유체 체크밸브를 통하여 연수사용시에 원수가 재생제 통으로 역류하는 것을 방지하여 원수의 압력에 의해 이온교환수지탱크를 자동으로 재생시키도록 하고,

원수입구에 유황필터를 부착하여 유황의 살균과 피부보호 효과를 이루도록 한 것이다.

연수기, 연수탱크, 재생제통, 솔레노이드밸브, 이온교환수지, 유황필터

Description

유황 연수기의 재생장치{The regeneration tank of water softener with aircheck valve and check valve}

도 1은 본 고안에 따른 연수기의 상세도

도 2는 종래 연수기의 개략도

도 3은 종래 재생제통과 이온교환수지 탱크 분리형 연수기를 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

9 : 재생제 통 10 : 이온교환수지탱크

30 : 유황필터 50 : 유체체크밸브

60 : 에어 체크밸브 100, 110, 120, 130 : 솔레노이드밸브

본 고안은 이온교환수지가 저장되어있는 이온교환수지탱크에 재생액(Nacl)의 유입을 용이하게 한 재생제 통에 에어 체크밸브와 유체 체크밸브를 부착한 유황 연수기의 재생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 원수 유입구 라인에 부착된 일체형 솔레노이드밸브와 이온교환수지 탱크의 출수 라인에 연결된 일체형 솔레노이드밸브는 전기적인 신호에 의하여 원수의 유입과 유출을 제어하고, 재생제 통에 부착된 에어 체크밸브는 재생제가 녹은 후 재생액이 이온교환수지탱크로 유입될 때 재생제 통 내의 진공상태를 자동으로 해제하고 재생액을 원활하게 하며, 유체체크밸브를 통하여 연수사용시에 원수가 재생제 통으로 역류하는 것을 방지하여 원수의 압력에 의하여 이온교환수지탱크를 자동으로 재생할 수 있는 유황 연수기의 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 수돗물 또는 지하수(본 고안에서는 이하 원수(原水)로 칭함)에는 노후된 관,수질오염 등으로 인해서 인체에 해로운 철, 아연, 납, 수은 등 각종 중금속성 광물성 이온물질도 함유되어 있으며 수돗물의 경우 정수과정에서 사용된 다량의 염소성분이 포함되어있다.

이러한 광물성 이온물질의 대표적인 것으로는 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 중탄산, 황산, 염소, 철, 망간 등이 있고 이러한 광물성 이온물질들이 다량 포함된 지하수 또는 수돗물을 통상 "센물" 또는 "경수"(hard water)라 칭한다.

이와 같은 원수는 건강한 사람에게는 치명적이지 않지만 피부가 민감한 사람에게는 다량의 염소성분과 광물성 이물질이 피부에 접촉하여 피부에 각종 질병을 더욱 악화시키기도 하며 외국에서는 다수 논문도 나오고 있다.

더불어 이러한 원수의 장기적 사용으로 건강한 사람의 피부도 노화의 원인이 되기도 하며 각종 알레르기로부터 자유롭지 못한 것이 사실이다.

따라서, 이를 방지하기 위해 경수(hard water)인 원수를 양이온교환수지에 통과시켜 경도(硬度)성분인 칼슘(Ca+)과 마그네슘(Mg+) 이온을 이온교환수지의 Na+와 이온교환하여 단물인 연수(soft water)로 만드는 연수기가 개발되어 우리나라에 서는 주로 샤워,목욕용의 세정용으로 사용되고 있다.

이러한 경수로부터 상기한 광물성 이온물질을 제거한 물을 "연수(Soft water)라 칭하는데 이와 같은 연수를 사용할 경우 경수를 사용할 때에 비하여 피부미용, 온천욕 효과, 각종 피부염 예방, 보발보호, 세제절감 및 세탁효과, 식물성장 촉진 등에 효과를 나타내고 있는 것으로 알려지고 있다.

연수기는 원수상태의 수돗물 및 지하수 등의 경수(hard water)에 함유된 광물성 이온물질을 제거하여 연수로 전환시키기 위한 장치로서 연수기 내부에 이온교환수지가 충진되고 그 내부로 원수를 통과시켜 광물성 이온물질을 흡착제거하는 장치를 말한다.

이와 같은 연수기는 0.5mm - 0.2mm의 미세한 알갱이인 이온교환수지를 원수가 통과하면서 연수를 생산하게 되는데 원수가 지속적으로 이온교환수지에 접촉하게 되면 이온교환수지에 광물성 이온물질이 더 이상 이온교환을 할 수 없는 상태(포화상태)에 이르게 되면 원수가 이온교환수지를 통과하더라도 연수가 되지않고 원수와 같은 경수의 물이 생산되게 된다.

이때 가정에서 사용하기에 안전한 치환제인 소금(Nacl)물을 이온교환수지로 통과시켜주면 이온교환수지에 붙어있던 광물성 이온물질이 다시 떨어지면서 이온교환수지는 재생되어 다시 연수를 생산할 수 있고, 이러한 과정을 재생이라고 한다.

그런데, 이러한 이온교환수지의 재생작업에 있어 종래에는 도 2에 도시한 바와 같이 소금을 녹인 소금물을 연수기 상단부의 뚜껑(23)을 개방하고 이온교환수지(22)를 통과하게 부어주게 하는 방법을 사용하고 있다.

이 방법은 자연압력(중력)에 의해 소금물이 아래로 흐르는 방식이어서 수로현상이 발생하여 소금물이 골고루 이온교환수지에 흡착된 광물성 물질을 떨어 뜨려 주지못하여 어느 일정 부분만 재생이 되므로 재생효율이 높지않게 된다.

이렇게 되면 사용자는 처음 사용할 때보다 연수량이 줄어 재생하는 시기가 단축될 수밖에 없으며 상당히 번거롭게 느끼게 된다. 다른 방식으로 연수기 상단부의 뚜껑(23)을 개방하여 소금을 연수기 통(26) 안에 넣어 두고 연수기 원수입수 라인(24)의 수전을 열어주면 원수가 원수 분사구(25)에서 나오면서 소금을 녹여 이온교환수지를 통과하면서 출수 라인(21)을 통하여 배출하는 방식을 사용하고 있으나, 이 또한 윗부분의 소금이 녹는 부분과 연수기 하단부의 이온교환수지 부분과 소금물의 농도가 다르게 된다.

재생에 있어서 소금물의 농도는 재생효율에 많은 영향을 미치게 되고 원수와 거의 같은 농도의 소금물이 접촉한 이온교환수지는 재생되지 않으므로 전체적으로 재생이 잘 되지 않는 단점을 안고 있다.

이러한 점을 보완하기 위해 도 3에 도시한 것과 같이 이온교환수지탱크(35)와 재생제 통(33)을 분리한 경우에 수도 수전(39)을 개방하여 원수를 원수 라인(41)으로 통과시켜주면 재생제 통(33) 안의 재생소금(38)을 녹이게 되고 이온교환수지탱크(35)를 통과하게 되면 재생이 이루어지는 점으로 보완되었다.

이 방법은 도 2에 도시한 방법보다 그 편리성이 다소 개선되기는 하였으나 재생중에 재생제 통(33) 안의 소금(38)이 모두 녹았는지 사용자가 확인하기가 어렵고, 다음 재생시에 재생제 통(33)에 소금을 다시 넣어 주려면 원수 차단 밸브(31) 로 원수를 차단하고 재생제 통(33) 상단부의 뚜껑(34)을 개방하여야 하지만, 수압의 진공압력으로 개방의 어려움이 있고 재생제 통(33) 안에 있는 물 때문에 재생제(소금)를 넣을 때 물이 넘쳐 재생제를 넣기가 어렵게 된다.

그래서 재생제 통(33)의 물을 밖으로 유출시키기 위한 밸브(32)를 개방하여 물을 빼내어야 한다.

그리고 재생제 통 뚜껑(34)을 개방하고 물이 모두 빠지면 밸브(32)를 잠그고 재생제 통(33) 안에 소금을 넣어야한다.

그 다음 재생제 통 상단부 뚜껑(34)을 닫고 원수 차단 밸브(31)를 개방하고 수도 수전(39)을 열어서 재생을 하게 된다.

이러한 방법은 재생효율 면에서 다소 개선을 하였으나 재생방법에 있어서 사용자는 그만큼 불편함이 컸지만 어쩔 수 없이 이를 감수하였고, 재생작업의 불편함으로 어쩌다 재생주기를 지나치게 되면 비효율적으로 연수기를 사용하게 되는 문제가 있었다.

본 고안은 상기한 바와 같이 이온교환수지탱크와 재생제 통의 분리형 연수기에서 발생하는 문제와 불편함을 해결하기 위해 간단한 스위치 터치로 재생을 자동으로 실현하기 위한 방법으로 재생제 통의 진공상태를 자동으로 해제하기 위해 재생제 통에 에어 체크밸브와 역류방지 유체체크밸브를 부착하여 재생제 통 입출수 라인에 솔레노이드밸브가 프로그램에 의한 전기적 신호에 의해 재생제 통의 재생제가 녹아서 재생액이 자동으로 이온교환수지탱크로 유입되어 이온교환수지를 재생하 는 유황 연수기의 재생장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

원수 유입구 라인에 부착된 일체형 솔레노이드밸브와, 이온교환수지탱크의 출수 라인에 연결된 일체형 솔레노이드밸브는 전기적인 신호에 의하여 원수의 유입과 유출을 제어하도록 하고,

재생제 통에 부착된 에어 체크밸브는 재생제가 녹은 후 재생액이 이온교환수지탱크로 유입될 때 재생제 통 내의 진공상태를 자동으로 해제하면서 재생액을 원활하게 주입하도록 하며,

유체 체크밸브를 통하여 연수사용시에 원수가 재생제 통으로 역류하는 것을 방지하여 원수의 압력에 의하여 이온교환수지탱크를 자동으로 재생할 수 있도록 함은 물론, 원수입구에 유황필터를 부착하여 유황의 살균과 피부보호 효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

이하 본 고안을 첨부 도면에 의하여 상세히 기술하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 구성을 도시한 것으로서,

유황필터(30)를 장착한 원수 유입구 라인(1)에서 솔레노이드밸브(100)를 통하여 공급되는 원수는 뚜껑(6)이 개폐되며 에어 체크밸브(60)를 통해 진공상태를 해제하는 재생제 통(9)의 내부 상단에 위치하는 출수구(5)로 공급되도록 하고,

상기의 출수구(5)를 통해 공급되는 원수는 재생제 통(9)의 내부에 넣어진 재생제(소금)을 통과하여 다공판(4)의 구멍을 통해 하단으로 모아지도록 하고,

상기 재생제 통(9)의 하단에 모아진 재생제를 통과한 원수는 재생제 통 출수 라인(11)에 설치된 유체 체크밸브(50)를 통해 역류가 방지되면서 솔레노이드밸브(110)를 통하여 공급되는 원수와 함께 이온교환수지탱크(10)로 이동하도록 하고,

상기 이온교환수지탱크(10)의 내부 하단으로 공급되는 재생제 통 출수 라인(11)으로부터의 원수 또는 직접 공급되는 원수는 내부에 넣은 이온교환수지(8)를 통과하도록 하고,

뚜껑(6')를 구비한 상기 이온교환수지탱크(10)의 내부 상단으로 모아진 재생제 통 출수 라인(11)으로부터의 원수나 직접 공급되는 원수는 출수 라인 상단부(5')를 통하여 이온교환수지탱크 출수 라인(12)으로 하향이동 하도록 하고,

상기 이온교환수지탱크 출수 라인(12)에서 솔레노이드밸브(120)를 통하여는 청소시 사용하는 폐수 라인(3)과 연결하는 동시에 솔레노이드밸브(130)를 통하여는 수도 수전(13)이 설치된 출수 라인(2)과 연결하여 사용수로 이용할 수 있도록 구성한 것이다.

상기와 같이 구성한 본 고안의 유황 연수기의 재생장치는,

재생제 통(9)의 진공상태의 문제를 해결하고 간단한 스위치에 의한 자동재생을 실현하기 위해서 도 1에 도시한 바와 같이 원수 유입구 라인(1)에 솔레노이드밸브(100)(110)를 설치하고 재생제 통(9)에 발생하는 진공상태를 해제하기 위해 상단부에 에어 체크밸브(60)가 부착되며 재생제 통 출수 라인(11)에 유체 체크밸브(50)를 장착하여 원수가 재생제 통(9)으로 역류(유입)하는 것을 방지하고 이온교환수지탱크(10)의 출수 라인(2)에 솔레노이드밸브(130)가 부착되며 재생시 배출되는 폐수 를 배출하기 위한 폐수 라인(3)에 솔레노이드밸브(120)가 부착되는 것을 특징으로 하고 있다.

위의 장치로 구성된 연수기로 연수를 사용시는 수도 수전(13)을 개방하였을때 원수 유입구 라인(1)으로 원수가 유황필터(30)을 통하여 솔레노이드밸브(110)는 개방상태이고 솔레노이드밸브(100)는 닫혀있는 상태로 재생제 통(9)으로 원수가 유입되지 않는 상태이며 재생제 통의 출수 라인(11)에 유체 체크밸브(50)로 인하여 솔레노이드밸브(110)의 원수개방에도 재생제 통 출수 라인(11)으로 원수가 유입되지 않으며 솔레노이드밸브(130)는 개방되어 있어서 원수는 이온교환수지탱크(10)로 유입되어 출수 라인 상단부(5')를 통하여 유황 연수가 출수 라인(2)으로 나오게 된다.

이때 폐수 라인(3)의 솔레노이드밸브(120)는 닫혀있어서 연수가 폐수 라인(3)으로 출수되지 못하도록 한다.

이러한 과정으로 연수를 사용하다가 재생시기가 되면 사용자는 간단한 스위치 터치로 솔레노이드밸브를 작동시키면서 자동으로 재생이 이루어지도록 한다.

스위치 터치에 의한 전기적 신호에 의해 연수사용시에 열려있던 솔레노이드밸브(110)(130)는 닫히고 솔레노이드밸브(100)(120)는 열리도록 한다.

상기 솔레노이드밸브(100)가 열리게 되므로 원수는 재생제 통(9)으로 유입되어 재생제 통(9) 안의 출수구(5)를 통하여 나온 원수는 재생제(7)가 녹은 재생액(소금물)은 출수 라인(11)을 통하여 유체 체크밸브(50)를 거쳐 이온교환수치탱크(10)로 유입되어 이온교환수지(8)와 이온 반응하여 이온교환수지(8)에 붙어있는 칼슘과 마그네슘의 광물성 이온물질을 떨어뜨리도록 한 후 폐수 라인(3)으로 배출되게 된다.

재생제 통(9)의 재생제(7)가 녹아서 재생이 됐을 때 솔레노이드밸브(100)를 닫아주면 일시적으로 진공상태가 발생하지만 에어 체크밸브(60)가 자동으로 작동하여 외부의 공기를 재생제 통(9)으로 유입시키므로 재생제 통(9)에 차있던 원수가 폐수 라인(3)으로 중력에 의해 자동으로 빠지게 된다.

이렇게 재생제 통(9)의 진공상태 해제와 차있던 물을 모두 배출시킴으로 차기 재생시에 재생제 통의 뚜껑(6)을 개방할 때 쉽게 열 수도 있으며 물이 차있지 않으므로 재생제를 넣기에 용이하게 된다.

재생제 통(9)의 진공압과 원수를 배출하기 위한 별도의 작업을 하지 않아도 되는 편리성을 도모하게 되었다.

이 과정까지 모두 끝나면 프로그램에 의한 전기신호에 의해 솔레노이드밸브(110)(120)를 열고 솔레노이드밸브(100)(130)를 닫아서 이온교환수지탱크(10)에 아직 남아있는 재생액(소금물)을 씻어주는 린스과정을 거치게 된다.

이 린스과정이 끝나게 되면 솔레노이드밸브(100)(120)가 닫히게 되며, 솔레노이드밸브(110)(130)가 열리게 되어 사용자는 수도 수전(13)을 개방하여 연수를 사용할 수 있게 된다.

이상과 같은 목적과 구성으로 이루어진 본 고안의 재생제 통에 에어 체크밸브를 부착한 연수기에 의하면, 사용자의 간단한 작동으로 이온교환수지 연수기를 자동으로 재생할 수 있는 편리함이 있으며, 이온교환수지탱크와 재생제 통을 분리한 형태의 연수기에서 재생제 통에 에어 체크밸브을 부착함으로 압력해제와 원수의 배출을 위한 어떤 수동의 작업도 필요 없으며 자동으로 구현하여 자동재생의 편리성과 효율성을 실현할 수 있다.

Claims (3)

1. 이온교환수지탱크(10)와 재생제 통(9)을 분리시키고,

   상기 재생제 통(9)의 재생제 통 출수 라인(11)에 유체 체크밸브(50)를 부착되어 원수의 역류를 차단하고,

   재생제 통(9)의 원수를 자동배출하기 위해 상단부에 에어 체크밸브(60)를 부착하고,

   원수 유입구 라인(1)에서 솔레노이드밸브(100)를 통하여는 상기 재생제 통(9)에 연결하면서 솔레노이드밸브(110)을 통하여는 이온교환수지탱크(10)에 연결하고,

   상기 이온교환수지탱크(10)의 이온교환수지탱크 출수 라인(12)에서 솔레노이드밸브(120)를 통하여는 폐수 라인(3)에 연결하면서 솔레노이드밸브(130)을 통하여는 출수 라인(2)에 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 유황 연수기의 재생장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   원수 유입구 라인(1)과 솔레노이드밸브(100)(110)의 사이에 유황필터(30)를 부착하여 유황성분이 함유된 물이 이온수지탱크(10)를 거처 유황연수가 출수 라인(2)으로 유출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 유황 연수기의 재생장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   솔레노이드밸브(100)(120)를 개방하면서 솔레노이드밸브(110)(130)를 닫아 재생제 통(9)에 원수가 유입되면서 재생제(7)가 녹은 재생액으로 되고,

   상기의 재생액이 이온교환수지탱크(10)로 들어가서 이온교환수지(8)와 이온 반응하여 이온교환수지(8)에 붙어있는 칼슘과 마그네슘의 광물성 이온물질을 떨어뜨리는 재생이 이루어지도록 하고,

   다음에 솔레노이드밸브(100)(110)(130)를 닫고 솔레노이드밸브(120)를 열어 주어 에어 체크밸브(60)를 통해 유입되는 공기가 진공을 해제하면서 재생제 통(9)의 원수를 배출시키도록 하고,

   솔레노이드밸브(110)(120)를 열고 솔레노이드밸브(100)(130)를 닫아서 이온교환수지(8)에 잔류한 재생액을 배출하도록 하고,

   솔레노이드밸브(110)(130)를 열고 솔레노이드밸브(100)(120)를 닫아 연수를 사용할 수 있도록 구성하여서 됨을 특징으로 하는 유황 연수기의 재생장치.

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