KR20100106857A - 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기 - Google Patents
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Abstract
Ca 이온, Mg 이온 등 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기가 개시된다.
개시되는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기는, 유입되는 물에 포함된 경도성 물질을 제거하는 물질이 포함된 경도물질 제거부와, 상기 경도물질 제거부를 통과한 물을 여과하는 역삼투압 멤브레인 필터를 포함하여 구성되는 필터부; 및 상기 필터부에서 여과된 물을 저장하는 탱크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기에 의하면 칼슘이온, 마그네슘 이온 등 경도성 물질로 인하여 역삼투압 멤브레인 필터에 스케일이 발생하고 기공이 막히는 현상을 최소화함으로써 역삼투압 멤브레인 필터의 수명을 증대시킬 수 있다는 효과가 있게 된다.
정수기, 역삼투압 멤브레인 필터, 경도성 물질, 칼슘이온, 탄산칼슘, 약산성 이온교환수지
Description
본 발명은 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 Ca 이온, Mg 이온 등 경도성 물질(경도유발물질)을 제거하여 역삼투압 멤브레인 필터의 기공 막힘을 줄일 수 있어 그 수명을 늘릴 수 있는 정수기에 관한 것이다.
근래 환경오염 특히, 수질 오염이 사회적으로 문제가 되면서, 물리적 또는 화학적으로 물을 걸러 불순물을 제거하는 정수기의 사용이 늘고 있다.
이러한 정수기 중에서 역삼투압 방식의 정수기는 농도가 진한 쪽에 인위적인 압력을 가하여 고농도의 용액 속의 용매인 물이 삼투막을 통과하여 저농도쪽으로 이동토록 하는 인위적인 작용을 이용하여 정수를 수행하게 된다.
도 1에는 이러한 역삼투압 방식의 정수기의 일 예가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면 종래의 역삼투압 방식의 정수기(1)는 수도전 등으로부터 원수를 공급받아 5미크론 정도의 미세한 필터를 통해 먼지, 찌꺼기, 각종 부유 물질이 제거되는 세디먼트필터(11)와, 활성판의 흡착방식을 이용하여 발암물질(THM), 합성세제, 살충제등 인체에 유해한 화학물질과 염소 성분 등을 제거하는 프리카본필터(12)와, 0.0001미크론의 역삼투막으로 이루어져 납, 비소와 같은 중금속은 물론 나트륨, 각종 병원균 등을 걸러주며 농축된 물은 드레인관(13a)을 통해 배출하는 역삼투압 멤브레인 필터(13)와, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(13)와 정수관(13b)으로 연결되어 상기 역삼투압 멤브레인 필터(13)를 통과한 물에 포함된 불쾌한 맛과 냄새, 색소 등을 제거하는 포스트카본필터(14)로 이루어지는 필터부(10)를 구비한다. 또한, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(13)에 유입되는 물에 압력을 공급하기 위하여 역삼투압 멤브레인 필터(13)의 전단에는 펌프(15)가 장착된다.
이와 같이 필터부(10)에서 여과된 물은 물탱크(20)에 저장되어 사용자가 이용할 수 있게 된다.
이러한 역삼투압 멤브레인 필터(13)는 미세한 기공이 막히게 되면 필터로서의 기능을 수행하기 어렵게 된다. 즉, 원수에 포함되어 있는 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등의 금속이온과 같은 경도성 물질(경도유발 물질)로 인하여 멤브레인 필터(13)에 스케일이 많이 발생하게 되고, 이에 따라 필터 막힘 현상이 나타나 멤브레인 필터(13)의 수명이 크게 단축된다.
그러나, 역삼투압 멤브레인 필터(13)에 전단에 구비되는 필터 중에서, 세디먼트필터(11)는 경도성 물질을 제거할 수 없으며, 프리카본 필터(12)도 경도성 물질 제거량이 극히 미미하므로, 종래의 정수기(1)에서 역삼투압 멤브레인 필터(13)는 경도성 물질에 직접적으로 노출되어 그 수명이 단축될 수밖에 없었다.
특히, 원수에 경도성 물질이 다량 포함되어 있는 지역의 경우에는 멤브레인 필터(13)의 수명 단축이 더욱 확연하게 되어 역삼투압 방식의 정수기의 사용이 사실상 어렵다는 문제가 있다.
한편, 멤브레인 막의 기공 막힘 현상을 줄여 필터의 수명을 연장시키기 위한 일환으로 모든 물을 거르는 것이 아니고 전체 물 중 다량의 물(약 80%정도)을 거르지 않고 그냥 폐수로 버리는 방법을 사용하기도 하였으나, 이러한 경우 물의 낭비가 심하다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위한 것으로서, 역삼투압 멤브레인 필터에 유입되는 경도성 물질을 미리 제거하여 역삼투압 멤브레인 필터의 수명을 향상시킬 수 있는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유입되는 물에 포함된 경도성 물질을 제거하는 물질이 포함된 경도물질 제거부와, 상기 경도물질 제거부를 통과한 물을 여과하는 역삼투압 멤브레인 필터를 포함하여 구성되는 필터부; 및 상기 필터부에서 여과된 물을 저장하는 탱크;를 포함하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기를 제공한다.
바람직하게, 상기 경도물질 제거부와 상기 역삼투압 멤브레인 필터는 하나의 모듈로 이루어진 복합필터로 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 복합필터는 상기 경도물질 제거부가 유입구 측에 배치되고, 상기 역삼투압 멤브레인 필터가 상기 경도물질 제거부에 연이어 배치되도록 구성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 복합필터는 상기 역삼투압 멤브레인 필터가 하우징의 내측 중앙에 길이방향으로 위치하고, 상기 경도물질 제거부가 상기 역삼투압 멤브 레인 필터의 외측에 배치되도록 구성될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 복합필터는 상기 경도물질 제거부를 통과한 물이 상기 하우징의 내면을 따라 흘러가 상기 역삼투압 멤브레인 필터의 일단에서 유입되도록, 상기 역삼투압 멤브레인 필터의 외주면을 감싸는 차단부재를 구비할 수 있다.
이때, 상기 경도물질 제거부는 내부에 탄산칼슘(CaCO3) 또는 약산성 이온교환수지를 포함하는 물질이 수용될 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 역삼투압 멤브레인 필터의 전단에 경도성 물질을 미리 제거할 수 있는 경도물질 제거부를 설치함으로써 칼슘이온, 마그네슘 이온 등 경도성 물질로 인하여 역삼투압 멤브레인 필터에 스케일이 발생하고 기공이 막히는 현상을 최소화함으로써 역삼투압 멤브레인 필터의 수명을 증대시킬 수 있다는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 역삼투압 멤브레인 필터의 전단에 설치된 경도물질 제거부를 통하여 경도성 물질을 미리 제거하므로, 역삼투압 멤브레인 필터의 조기 막힘을 방지하기 위하여 다량의 폐수(농축수)를 배출하는 종래의 역삼투압 방식 정수기에 비해 물의 낭비를 현저히 줄일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 역삼투압 멤브레인 필터와 경도물질 제거부를 모듈화하여 복합필터로 형성함으로써 경도물질 제거부의 설치 공간을 줄일 수 있다는 효과가 있게 된다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기의 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따라 경도물질 제거부와 역삼투압 멤브레인 필터가 일체로 형성된 복합필터의 일 실시예를 도시하는 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따라 경도물질 제거부와 역삼투압 멤브레인 필터가 일체로 형성된 복합필터의 다른 실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 의한 역삼투압 방식의 정수기(100)는 필터부(110) 및 이를 통과한 정수를 저장하는 정수탱크(160)를 포함하여 구성된다.
상기 필터부(110)는 역삼투압 멤브레인 필터(130)를 포함하여 구성되며, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 전단에는 물에 포함된 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등과 같은 경도성 물질(경도유발 물질)을 제거하는(경도성 물질이 역삼투압 멤브레인 필터로 유입되지 않도록 하는) 물질이 포함된 경도물질 제거부(120)가 설치 된다.
이때, 상기 경도물질 제거부(120)는 내부에 탄산칼슘(CaCO3) 또는 약산성 이온교환수지를 포함하는 물질이 수용될 수 있다.
즉, 탄산칼슘(CaCO3)은 경도물질인 칼슘 이온(Ca+2)의 이온성을 줄여 칼슘 분자로 석출되게 하거나 칼슘이온이 경도물질 제거부(120)에 수용되어 있는 탄산칼슘에 부착되도록 함으로써 경도성 물질인 칼슘이온을 제거하게 된다.
또한, 약산성 양이온 교환수지는 원수에 포함되어 있는 칼슘 이온, 마그네슘 이온 등의 경도성 물질(경도유발 물질)과 이온교환을 하여 경도성 물질을 제거하게 된다.
따라서, 경도물질 제거부(120)에 수용된 탄산칼슘(CaCO3) 및 약산성 양이온 교환수지를 통하여 경도성 물질을 제거 또는 감소시킴으로써 역삼투압 멤브레인 필터(130)에 유입되는 경도성 물질의 양을 최소화할 수 있게 된다.
그리고, 상기 필터부(110)는 통상의 정수기와 마찬가지로 역삼투압 멤브레인 필터(130) 이외에 다수의 필터를 포함할 수 있다. 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 세디먼트 필터(111), 프리카본 필터(112), 역삼투압 멤브레인 필터(130) 및 포스트 카본 필터(113)를 포함하여 구성될 수 있으나, 이러한 필터의 종류와 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 전단에는 역삼투압 멤브레인 필 터(130)에 유입되는 물에 압력을 가하기 위한 펌프(115)가 구비될 수 있다. 이때, 도 2에서는 경도물질 제거부(120)와 역삼투압 멤브레인 필터(130) 사이에 펌프(115)가 구비되는 것으로 도시되어 있지만, 역삼투압 멤브레인 필터(130)에 유입되는 물에 충분한 압력의 제공이 가능하다면 상기 펌프(115)는 경도물질 제거부(120)의 전단에 구비되는 것도 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 일 측면에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기(100)는 경도물질 제거부(120)를 역삼투압 멤브레인 필터(130) 전단에 설치함으로써 경도성 물질이 역삼투압 멤브레인 필터(130)로 유입되는 것을 최소화할 수 있게 되고, 이에 따라 역삼투압 멤브레인 필터(130)에 스케일이 쌓여 기공 막힘으로 인한 필터수명 단축을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 정수기(100)는 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 전단에 설치된 경도물질 제거부(120)를 통하여 경도성 물질을 미리 제거하므로, 역삼투압 멤브레인 필터의 조기 막힘을 방지하기 위하여 다량의 물을 정수하지 않고 배출하는 종래의 역삼투압 방식 정수기에 비해 물의 낭비를 현저히 줄일 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기(100)의 다른 실시예를 도시하고 있다.
도 3에 도시된 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기(100)는 경도물질 제거 부(120)와 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 일체의 모듈을 형성하여 복합필터(200)로 제공된다는 점을 제외하고는 도 2의 정수기와 구성 및 작용효과면에서 동일하다. 따라서, 불필요한 중복을 피하기 위하여 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다.
도 3에 도시된 경도물질 제거부(120)와 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 일체화된 복합필터(200)의 실시예에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세히 살펴본다.
도 4에 도시된 복합필터(200)는 경도물질 제거부(120)가 하우징(210)의 유입구(201) 측에 배치되고, 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 경도물질 제거부(120)의 하류측에 연이어 배치된다.
상기 경도물질 제거부(120)는 결합부재(122)를 통하여 하우징(210)의 유입구(201) 측에 고정된다. 이때, 상기 경도물질 제거부(120)는 내부에 수용된 탄산칼슘이나 약산성 양이온 교환수지(121)가 외부로 이탈되거나 분리되는 것을 방지하도록 부직포 등으로 이루어지는 공간형성부재(123)를 구비할 수 있다.
또한, 경도물질 제거부(120)의 하류측에 배치되는 역삼투압 멤브레인 필터(130)는 통상의 멤브레인 필터와 마찬가지로 막을 통과하여 중앙의 관통공(132)으로 유입된 정수를 중앙봉(131)의 내부유로를 통하여 정수 배출구(202)로 배출시키며, 막을 통과하지 못한 농축수를 메쉬망으로 이루어지는 유로(133)를 따라 농축수 배출구(203)로 배출시키게 된다.
이와 같이, 도 4의 복합필터(200)가 장착된 도 3의 정수기(100)는 역삼투압 멤브레인 필터(130)와 경도물질 제거부(120)를 모듈화하여 복합필터로 형성함으로써 경도물질 제거부(120)의 설치를 위한 추가공간이 필요하지 않다는 이점이 있게 된다. 더욱이, 경도물질 제거부(120)와 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 일렬로 배치되어 있어 경도물질 제거부(120) 설치로 인한 유로저항이 최소화된다는 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 복합필터(200)에 대해 살펴본다.
도 5에 도시된 복합필터(200)는 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 고정부재(137)를 통하여 하우징(210)의 내측 중앙에 길이방향으로 위치하고, 경도물질 제거부(120)가 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 외측에 배치되는 구조를 갖는다.
이때, 도 5에 도시된 복합필터(200)는 경도물질 제거부(120)를 통과한 물이 상기 하우징(210)의 내면을 따라 흘러가 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 일단에서 유입되도록, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 외주면을 감싸는 차단부재(136)를 구비할 수 있다.
이러한 역삼투압 멤브레인 필터(130)도 통상의 멤브레인 필터와 마찬가지로 막을 통과하여 중앙의 관통공(132)으로 유입된 정수를 중앙봉(131)의 내부유로를 통하여 정수 배출구(202)로 배출시키며, 막을 통과하지 못한 농축수를 메쉬망으로 이루어지는 유로를 따라 농축수 배출구(203)로 배출시키게 된다.
이와 같이, 도 5의 복합필터(200)가 장착된 정수기(100)는 역삼투압 멤브레인 필터(130)와 경도물질 제거부(120)를 모듈화하여 복합필터로 형성함으로써 경도물질 제거부(120)의 설치를 위한 추가공간이 필요하지 않다는 이점이 있게 된다. 더욱이, 역삼투압 멤브레인 필터(130)로 유입되는 물이 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 길이방향 외주면을 따라 긴 유로를 형성하면서 경도물질 제거부(120)를 통과하므로 경도물질 제거부(120)에 수용된 탄산칼슘이나 약산성 양이온 교환수지와 충분히 접촉하게 되어 경도물질 제거효과가 증대된다는 이점을 얻을 수 있다.
이와 같이 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 전단에 경도물질 제거부(120)를 설치한 후 경도성 물질의 제거정도에 관한 실험을 수행한 결과 경도물질 제거부(120)에 탄산칼슘을 포함시킨 경우 칼슘 이온의 제거로 인하여 경도성 물질이 15~50% 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한, 경도물질 제거부(120)에 약산성 양이온 교환수지를 포함시킨 경우 칼슘이온, 마그네슘 이온 등 금속이온이 다량 제거되어 경도성 물질이 80% 이상 감소됨을 확인할 수 있었다.
이와 같은 실험결과를 통하여, 본 발명에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기는 경도성 물질 제거효과로 인하여 역삼투압 멤브레인 필터의 수명을 크게 신장시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
특히, 경도물질 제거부(120)를 복합필터(200) 내부에 설치하는 경우 역삼투압 멤브레인 필터(130) 부분에서 유량이 적으므로 복합필터(200)의 경도물질 제거부(120)로 유입된 물이 역삼투압 멤브레인 필터(130)로 유입되기 전에 충분히 경도 물질을 제거하는 탄산칼슘이나 약산성 이온교환수지와 접촉할 수 있으므로 경도물질 제거의 효과를 충분히 달성할 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 일반적인 역삼투압 방식의 정수기를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기의 개략도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기의 개략도.
도 4는 본 발명에 따라 경도물질 제거부와 역삼투압 멤브레인 필터가 일체로 형성된 복합필터의 일 실시예를 도시하는 단면도.
도 5는 본 발명에 따라 경도물질 제거부와 역삼투압 멤브레인 필터가 일체로 형성된 복합필터의 다른 실시예를 도시하는 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100... 정수기 110... 필터부
120... 경도물질 제거부 130... 역삼투압 멤브레인 필터
136... 차단부재 160... 탱크
200... 복합필터 201... 유입구
202... 정수 배출구 203... 농축수 배출구
210... 하우징
Claims (6)
- 유입되는 물에 포함된 경도성 물질을 제거하는 물질이 포함된 경도물질 제거부(120)와, 상기 경도물질 제거부(120)를 통과한 물을 여과하는 역삼투압 멤브레인 필터(130)를 포함하여 구성되는 필터부(110); 및상기 필터부(110)에서 여과된 물을 저장하는 탱크(160);를 포함하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기.
- 제1항에 있어서,상기 경도물질 제거부(120)와 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)는 하나의 모듈로 이루어진 복합필터(200)로 구성되는 것을 특징으로 하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기.
- 제2항에 있어서,상기 복합필터(200)는 상기 경도물질 제거부(120)가 유입구(201) 측에 배치되고, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 상기 경도물질 제거부(120)에 연이어 배치되는 것을 특징으로 하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기.
- 제2항에 있어서,상기 복합필터(200)는 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)가 하우징(210)의 내측 중앙에 길이방향으로 위치하고, 상기 경도물질 제거부(120)가 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기.
- 제4항에 있어서,상기 복합필터(200)는 상기 경도물질 제거부(120)를 통과한 물이 상기 하우징(210)의 내면을 따라 흘러가 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 일단에서 유입되도록, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(130)의 외주면을 감싸는 차단부재(136)를 구비하는 것을 특징으로 하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한에 있어서,상기 경도물질 제거부(120)는 내부에 탄산칼슘(CaCO3) 또는 약산성 이온교환수지를 포함하는 물질이 수용되는 것을 특징으로 하는 경도성 물질의 제거가 가능한 정수기.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230058247A (ko) | 2021-10-22 | 2023-05-03 | 코웨이 주식회사 | 복합 필터가 구비된 정수기 |
-
2009
- 2009-03-24 KR KR1020090025106A patent/KR20100106857A/ko not_active Application Discontinuation
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