KR20090004664U - 연수 샤워기의 길이조절 및 세라믹 절약 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 생활 속에서 매일 세수나 머리를 감거나, 양치를 하거나, 또는 샤워을 할 때 사용하는 물속에 잔존하는 각종 이물질이나 녹물 또는 자극물로서 존재하는 염소나 기타 성분들을 감소시키거나 완화시켜 피부에 전해지는 각종 자극을 없애고 깨끗하고 쾌적한 상태의 용수를 얻을 수 있도록 하는 수처리기기의 제작에 관한 기술 분야입니다.

기존에 대표적으로 사용되는 이온교환수지를 사용하는 연수기의 경우 이온교환수지의 효능상 전체길이가 350mm 이상의 길이가 일반적 이였습니다. 그러나 길게 만들어진 연수기는 욕실에 설치하면 인테리어적으로 둔탁하고, 유입수가 연수기를 통과하면서 수압의 감소가 심하며, 연수기 내부의 이온수지를 역세하기 위해 소금물을 사용하는 불편으로 해서 사용을 꺼리는 원인이 되었습니다.

이에 인테리어적으로 둔탁하지 않고 수압의 감소가 적으며 소금물을 사용하지 않고 장기간 사용 후 필터를 교체하는 형태의 연수샤워기를 구상하게 되었습니다. 연수샤워기의 고안시 목표는 섭씨 30℃ 이상의 온수에서도 사용 할 수 있는 활성탄 필터를 사용한 전체 길이 250mm 이하의 연수기를 기본구조로 하고 고기능성 세라믹을 사용하여 기능성을 강화한 연수기를 목표로 하였습니다.

고안 초기에 활성탄 필터의 내부공간에 고가의 파이세라믹을 내장하여 제작하였으나 교체용 소모품인 활성탄 필터를 교체하면 고가의 파이세라믹이 그대로 폐기 되어 다시 고가로 일본에서 수입해야 하는 고비용의 부담이 발생 하였습니다. 이에 세라믹을 절약 할 수 있는 방법으로 파이세라믹을 활성탄 필터와 분리하여 별도의 세라믹통을 부착하는 방법을 채택하여 적용하게 되었습니다. 그러나 세라믹통과수의 접촉길이 문제로 별도의 세라믹통을 일자형으로 하고 길이를 100mm로 제작 하였더니 세라믹이 너무 많이 사용되고 연수기의 길이가 줄지 않았습니다. 이에 세라믹 효과가 일자형의 100mm 길이의 세라믹통과 같게 하면서도 길이를 50mm로 줄일 수 있도록 세라믹통의 내부 구조중 입수부와 출수부의 수류방향을 조정하여 보기로 하였습니다. 이렇게 조정된 입수부와 출수부의 수류방향은 세라믹통의 길이를 일자형에 비해 1/2로 줄이고도 세라믹의 효과는 100mm의 일자형 세라믹통과 같도록 하였으며 연수기의 전체길이를 250mm의 크기로 줄일 수 있게 하였습니다.

구체적으로 수류 방향을 조정하기 위해 세라믹통 뚜껑에 수류방향 지지대를 고안하여 입수부로 유입된 수류가 세라믹통의 하부까지 도달하게 하는 구조를 만들었습니다. 하부에서 부딪친 수류는 다시 세라믹통 뚜껑에 고안된 출수공으로 빠져나가도록 하였습니다. 이렇게 하여 입수부와 출수부를 일자형으로 한 세라믹통에 비해 세라믹의 사용량도 1/2로 절약하게 되었습니다.

이런 성과로 일본에서 수입되는 고가의 파이세라믹을 교체용 필터에 내장하지 않는 1차 목표에 더하여 세라믹통의 길이를 1/2로 줄이게 되어 최초로 목표한 연수기의 길이 250mm 이하의 목표를 완성하게 되었습니다. 더불어 파이세라믹을 다시 일본에서 고가로 수입하여야 하는 고비용의 부담을 경감 할 수 있었고 파이세라믹을 별도로 분리 장착하여 장기간 반복사용 할 수 있도록 하였습니다.

또한 파이세라믹 분리 장착시 세라믹통 뚜껑에 격막유수분리형 수류방향지지 대와 출수부 구멍을 만들어 별도의 부품이 필요 없게 되었습니다. 별도의 부품이 없기 때문에 불필요한 수압의 감소를 최소한으로 할 수 있었습니다. 그리고 유입수가 수관을 통해 들어오면 수류 방향지지대에 의해 1차적으로 세라믹통의 하부까지 도달되도록 구조화 하였고 세라믹통 하부까지 도달한 수류는 2차적으로 세라믹통 뚜껑의 출수공으로 빠져나가도록 하여 세라믹과의 접촉길이를 최대한 늘리도록 하였습니다.

상기의 고안을 통해 본 발명은 연수기의 길이 250mm 이하의 목표와 세라믹을 절약하는 분리 장착형 연수기를 완성하였습니다.

활성탄필터, 파이세라믹, 연수기, 수류, 수관, 수로, 이온교환수지, 수처리기기, 격막유수분리형 수류방향지지대, 출수공, PC하우징, 카트리지

Description

연수 샤워기의 길이조절 및 세라믹 절약 장치{Soft Water's length control and ceramics frugality system}

본 고안은 생활 속에서 매일 세수나 머리를 감거나, 양치를 하거나, 샤워를 할 때 사용하는 물의 처리에 관한 기술 분야입니다. 즉, 물속에 잔존하는 각종 이물질이나 녹물, 또는 화학물로 존재하는 염소나 각종 자극성 물질등을 감소하거나 완화시켜 피부에 전해지는 각종 자극을 없애고 깨끗하고 쾌적한 상태로 사용할 수 있도록 하는 수처리 기기의 제작에 관한 기술 분야입니다.

종래의 기술로는 수처리 기기의 제작시 물속의 잔류하는 증발 잔류물중 양이온과 음이온 성분을 이온수지가 흡착하는 방법을 통해 걸러내고 걸러낸 잔류물은 소금물로 재생하는 방법을 사용하는 것이 일반적인 추세입니다. 그 외의 방법으로는 잔류하는 염소를 중화하는 비타민-C등의 첨가제를 사용하고 있는 상태입니다.

그러나 종래의 기술 중 현재 가장 많이 사용되는 이온수지 흡착방식의 연수기 형태는 충분한 효과를 내기 위해서는 음이온 수지와 양이온 수지를 별도로 장착해야 하며 또는 이온수지의 양이 일정한 수준을 유지하여야 하기 때문에 연수기의 길이가 과다하게 길게 만들어져야 하며 길게 만들어진 연수기는 유입수의 연수기 통과시 수압이 감소되고 이는 다시 온수와 냉수의 혼합에 의한 온도조절이 시간이 경과 해야 나타나므로 고객의 불만이 많게 되는 불편이 있습니다.

더하여 이온수지에 물이 통과하면서 나타나는 수로현상에 의한 제품의 기능상 한계가 나타나고 또한 원래 이온수지 방식에서 사용된 이온수지를 재생하는 주기가 일반적으로 설정된 재생주기보다 이온수지의 양이 기본량이 적기 때문에 충분한 효과를 보기 어려운 실정입니다. 또한 일반인 수작업으로 소금물을 만들어서 이온수지를 재생하는 번거로움 때문에 실제로 사용하기에 제한적 일 수밖에 없는 문제점을 가지고 있습니다.

이러한 이유로 최근 고기능성 세라믹이나 필터를 사용하여 연수기를 제작하는 추세에 있습니다. 그러나 이러한 혼합방식도 고기능성 세라믹과 필터를 혼합 사용하여 고가의 세라믹을 필터 교체시 그냥 폐기하게 되는 결과를 초래하게 됩니다. 이는 통상 고기능성의 세라믹을 외국에서 수입하여 사용하므로 외화의 낭비를 초래하게 되는 것입니다. 또한 혼합 사용시 필터의 크기가 커져 수압의 감소가 극심하게 되는 문제점이 있었습니다.

종래기술의 문헌정보

[문헌1] JP 平 3 - 63593 특허공보 (B2) 1991.10.1

[활성배합물의 제조방법] (2) 4 4-17줄

[문헌2] KIPRIS 등록번호 20-0305738-0000 (2003.02.14)

[연수기 구조(STRUCTURE OF SOFT WATER SUPPLY MACHINE)]

[문헌4] KIPRIS 등록번호 20-0299836-0000 (2002.12.18)

[정제염 주입을 위한 조절밸브를 구비한 연수기]

본 고안은 연수샤워기의 전체길이를 짧게 하는 구조와 고가의 세라믹을 절약 할 수 있는 구조를 가진 디자인이 가미된 기능성 샤워기의 제작을 목적으로 고안 하였습니다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 다음과 같은 기술적 과제를 가지고 발명의 성과를 내고자 하였습니다.

먼저, 기존에 일반적으로 사용하고 있는 이온수지 방식의 연수기의 길이가 길어서 나타나는 인테리어적인 둔탁함을 해소하도록 연수기의 길이를 줄이는 방법, 수로현상과 제품의 성능이 사용 즉시 저하되는 문제점을 가지지 않는 방법, 사용기간 중 수시로 이온수지를 소금물로 재생해야 하는 번거로움을 없애는 방법, 연수기의 길이가 길어서 냉수와 온수가 통과하는 시간이 길어지고 수압이 감소하면서 일정한 온도의 용수를 얻기에 불편한 점을 개선 할 수 있는 방법을 고안하여 연수기의 길이가 작으면서 수처리 성능을 유지할 수 있는 방법을 기본적 문제 해결의 목표로 하였습니다. 여기에 더하여 일본에서 수입되는 고가의 기능성 파이세라믹을 절약할 수 있도록 세라믹을 분리 부착하여 세라믹을 장기간 사용 할 수 있도록 하는 구조를 목표로 하였습니다.

즉, 필터식으로서 필터와 세라믹 부분을 분리 장착하면서도 길이는 짧으면서 유입수의 연수기 통과시간은 작게 하여 수압의 감소를 최저화 하면서도 고가의 세라믹은 절약 할 수 있는 실용적인 연수처리 기기를 만들고자 하였습니다.

본 고안은 활성탄 필터에 혼합 사용된 파이세라믹을 분리하여 소모품인 활성탄 필터의 교체시에 폐기되는 고가의 기능성 파이세라믹인 도 2 의 (8)을 재활용하는 효과를 갖게 됩니다. 2차적으로 분리된 세라믹통을 수류의 유입부와 출수부를 일자형에서 도 2의 (9) 격막유수분리형 수류방향지지대와 도 2 의 (7) 세라믹통 상부마개 출수공을 고안하여 세라믹통의 길이를 100mm에서 50mm로 1/2이 줄어드는 효과를 나타내게 되었습니다. 도 1 의 (1) 유입수가 도 1 의 (6) 토출수까지의 수류 흐름에서 보듯이 도 1 의 (2) 세라믹통의 하부에 구멍을 내면 상부에서 하부로 그냥 수류가 흘러가지만 본 고안과 같이 도 2의 (7), (9)를 설정하면 유입수가 세라믹통을 통과하면서 2배 이상의 접촉 효과가 발생합니다. 이에 본 고안은 줄어든 세라믹통의 길이만큼 연수기의 길이를 줄이는 효과를 같게 되었고 경량 단소화된 연수기는 유입수의 수압이 유지되는 효과를 갖게 되어 유입수의 연수기내 체류시간을 경감시키는 효과를 같게 됩니다. 연수기내 유입수의 체류시간 경감은 냉수와 온수의 온도변화를 작게 하며 이는 사용시에 갑자기 온수가 나오다가 찬물이 나오고 찬물이 나오다가 뜨거운 물이 나오는 현상을 줄이는 효과를 냅니다. 실제로 제작하여 테스트 결과 기존의 연수기보다 유입수의 토출시간이 5초 이상 빨라졌으며 수압의 감소도 거의 없었습니다. 이러한 효과에 더하여 세라믹통의 길이가 100mm에서 50mm 로 1/2이 줄어들었고 이는 고가의 파이세라믹 양이 원래 고안했던 100mm의 340g에서 50mm의 170g으로 절약되는 효과를 갖게 되었습니다. 이러한 과정을 통해 본 고안의 연수기는

첫째, 연수기의 길이를 세라믹통의 길이를 줄이는 길이만큼 줄일 수 있게 되는 효과를 갖게 되었습니다.

둘째, 일체형 필터가 아닌 분리형 필터로 고기능성 세라믹을 장기간 사용하고 필터만 일정시기에 교체하는 2중 필터구조를 택해서 사용자의 비용부담을 줄였습니다.

셋째, 경량 단소화 된 연수기는 유입수의 체류시간이 작게 되며 이는 수압의 감소가 적게 하는 효과를 갖게 되며 감압이 적게 되면 일정한 온도를 맞추어 사용하기에 좋은 사용의 편리성이 증가하게 됩니다.

넷째, 세라믹통의 유입부 수류방향 지지대와 토출수의 위치 고안으로 세라믹의 사용량을 340g에서 170g으로 1/2 절약하는 효과를 갖게 되어 세라믹 비용이 1/2로 줄어드는 효과를 갖게 되었습니다.

본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 고안의 효과를 위해 기술적으로 먼저 필터식을 채택하였습니다. 그리고 필터내에 장착하던 기능성 세라믹을 별도로 분리하여 세라믹통을 장착하여 고가의 세라믹을 절약할 수 있도록 하였습니다. 필터식은 필터의 성능이 섭씨 30℃ 이상의 온수에서도 성능을 유지할 수 있는 활성화 처리 활성탄 방식을 사용하고자 하였고 고기능성 세라믹은 JP 平 3 - 63593 특허공보 (B2) 1991.10.1 [활성배합물의 제조방법]에 의해 제조된 도 2 의 (8) 일본산 파이세라믹을 장착하는 것을 선택 했습니다. 또한 이러한 제반 기능을 눈으로 확인할 수 있도록 온수에서도 안전한 도 1 의 (3) 투명 PC로 하우징을 선택하여 필터의 교체시기를 사용자가 직접 눈으로 확인할 수 있는 구조를 선택하였습니다.

이러한 설계 목표를 수처리 장치에 적용하기 위해서 도 1 의 (4) 부분에 넣었던 파이세라믹을 분리하여 도 1 의 (5) 활성탄 필터와 도 1 의 (2) 세라믹통을 분리하는 방법을 고안 하였습니다. 도 1의 (2) 세라믹통은 초기에 유입수와 토출수를 일자형으로 100mm 길이로 고안하였으나 세라믹통의 길이가 길어져서 연수기의 길이를 경량단소화(250mm 이하)하려던 기본 목표가 어려워져서 고민하던 중 유입수와 토출수의 위치를 도 2 의 (10)의 세라믹통 상부마개에 도 2 의 (7) 과 도 2의 (9)를 세라믹통 상부마개에 설정하여 세라믹통의 크기를 1/2로 줄이게 되었습니다. 여기에 더하여 도 1 의 (1)의 유입수가 도 1 의 (2) 세라믹통 하부까지 유입수 자체의 압력에 의해 도달 할 수 있도록 도 2 의 (9)와 같이 내부 직경 20mm의 격막유수분리형 수류방향 지지대를 고안하여 세라믹통 하부까지는 유입수가 도 2의 (8) 파이세라믹을 1차로 접촉하게 하였습니다. 하부까지 도달된 유입수는 계속적인 유입수의 압력에 의해 좌우로 분리되어 도 2 의(7) 세라믹통 상부마개 출수공으로 빠져 나가면서 2차적으로 세라믹과 접촉되도록 고안 하였습니다. 이렇게 필터와 세라믹을 분리하는 분리된 구조를 채택하여 고가의 기능성 파이세라믹의 교체 없이 활성탄 필터의 교체만 가지고도 파이세라믹의 기능을 낼 수 있도록 하는 방법을 채택 하였습니다. 그리고 이러한 기능을 가진 수처리 기기의 상태를 사용자가 수시로 직접 확인할 수 있도록 투명한 하우징을 사용하는 것을 선택하였습니다.

이와 같은 과정을 거쳐 유입수는 도 2의 (9)의 격막유수분리형 수류방향지지대에 의해 구조적으로 수류의 흐름이 하부까지 도달하도록 하였습니다. 유입부에 장치된 격막 유수분리형 수류방향 지지대에 의해 파이세라믹을 유입수가 통과하면서 유입수의 유속과 유량에 의한 자체 동력에 의해 하부까지 수류가 도달되며 또한 하부에 부딪친 물은 다시 계속해서 유입되는 유입수의 압력에 의해 도 2 의 (7)의 구멍으로 올라가고 이 과정에서 다시 2차로 파이세라믹을 통과하게 됩니다. 이렇게 하여 고기능성 파이세라믹을 분리하여 파이세라믹을 장기간 사용 할 수 있게 하였고 일자형의 출수공과 유입공을 도 2 의 (7), (9)와 같이 고안하여 세라믹통의 길이를 100mm에서 50mm로 1/2이 줄어 세라믹의 사용량을 절약하였으며 최종적으로 연수기의 길이를 목표치인 250mm이하로 조정하게 되었습니다. 이렇게 세라믹통을 통과한 유입수는 도 1 의 (5) 활성탄 필터를 통과하면서 녹이나 부유물질 등의 이물질과 염소가 제거된 쾌적하고 안전한 샤워수가 형성되는 것입니다.

도 1은 연수 샤워기의 전체조립도 및 유입수 통과 단면도

도 2는 연수 샤워기의 세라믹 결합구조도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 유입수 2 : 세라믹통

3 : PC하우징(투명) 4 : 활성탄필터 내부공간

5 : 활성탄필터 6 : 토출수

7 : 세라믹통 상부마개 출수공 8 : 파이세라믹

9 : 격막유수분리형 수류방향지지대 10 : 세라믹 상부마개

Claims (3)

1. 필터식 연수 샤워기의 제작에 있어 필터식이면서 기능성을 갖고, 사용자의 편의성을 고려한 연수 샤워기의 제작을 기본 목표로 하였습니다. 필터는 활성탄 방식으로 기본으로 하고 고기능성을 갖도록 파이세라믹을 넣을 수 있는 기본 개념으로 하였습니다. 또한 외국에서 수입되는 고기능성 세라믹을 절약할 수 있도록 세라믹통을 장착하는 구조를 고안 하였습니다. 신규 고안된 세라믹통의 구조는 세라믹통의 상부 뚜껑에 수류방향 지지대와 출수공을 고안하여 세라믹통을 1/2 크기로 줄이면서 2배의 접촉 효과를 갖도록 하였습니다. 세라믹통을 1/2로 줄인 효과로 연수기의 길이가 짧아지게 되고 이는 고기능성 파이세라믹의 비용 절감을 하게하는 성과를 나타내게 되었습니다. 이러한 신규 고안에서 다음의 내용을 청구합니다.

   즉, 고가의 수입 세라믹을 필터에서 분리하여 별도의 세라믹통에 분리 장착하여 고가의 세라믹을 재활용하게 할 수 있도록 하고, 세라믹의 사용량을 줄이기 위해 격막유수분리형 수류방향지지대를 설치하여 세라믹통의 하부까지 자체수압에 의해 유입수를 도달하게 한 후 세라믹통 상부마개의 바깥측에 출수공을 내어 세라믹통을 1/2로 줄이게 되고 이에 따라 연수샤워기의 전체 길이를 조절 할 수 있게된 샤워기구조.
2. 1항에 있어 유입수의 방향을 세라믹통 하부까지 도달하도록 수류의 방향을 조절할 수 있게 만들어진 격막유수분리형 수류방향 조절 지지대
3. 1항에 있어 2항의 수류방향 조절 지지대에 의해 조절된 수류가 하부에 도달한 후 빠져나가도록 고안된 세라믹통 뚜껑의 바깥쪽에 출수공을 뚫는 세라믹통 구조

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