KR20140032488A

KR20140032488A - 정수기용 카트리지

Info

Publication number: KR20140032488A
Application number: KR1020147002965A
Authority: KR
Inventors: 마사히코 다네이케; 나오야 간노; 요시노부 가와이
Original assignee: 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2014-03-14
Also published as: CN103930377A; WO2013039194A1; CN103930377B; JPWO2013039194A1; TW201323048A; JP5682863B2

Abstract

정수기용 카트리지를 가늘고 길게 한 경우에 있어서도, 유량 저하를 억제하고, 또한, 여과재의 양이 감소함으로써 제거 성능의 저하를 억제할 수 있는 정수기용 카트리지를 제공한다. 정수기용 카트리지(1)는, 본체 용기(13)와, 스페이서(21)와, 집수관(23)과, 제1 시트(21d)와 본체 용기의 내벽면 사이에는, 유체가 통과 가능하며 내부에 여과재를 갖지 않는 간극이 형성되어 있고, 스페이서(21)는, 유체를, 내층류(D)와, 외층류(E)로 분류하도록 되어 있다. 또한 집수관(23)은, 최소의 내경을 d로 하고, 내부 공간의 축 방향 길이를 L로 한 경우, 값 L/d가 10∼200으로 되도록 치수 결정되어 있다.

Description

정수기용 카트리지{CARTRIDGE FOR WATER PURIFIER}

본 발명은, 정수기용 카트리지에 관한 것으로, 특히, 입상의 여과재를 수용하고 있는 정수기용 카트리지에 관한 것이다.

종래부터, 입상의 여과재를 수용하고 있는 정수기용 카트리지가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1).

일본 특허 제4299522호 공보 특허문헌 1의 정수기용 카트리지는, 일단이 개방된 원통형의 용기의 중앙에 배치되어 있는 집수관과, 집수관의 용기 개구측에 배치된 중공사막을 구비하고 있고, 집수관의 주위에는 입상의 여과재의 집합체가 관체 형상을 이루어 배치되어 있다. 그리고 이 정수기용 카트리지에 유입된 원수(原水)는, 입상의 여과재를 통과하여 집수관에 흐르고, 또한 집수관을 통과하여 중공사막을 향해 흐른다. 그리고 중공사막을 통과한 물은, 정수로서 카트리지의 외부로 유출되도록 되어 있다.

그런데 이러한 정수기용 카트리지로서, 예를 들어 키친 내의 설치 공간의 형상이나 크기에 적합한, 여러 가지 형상의 것이 필요하다. 그리고 상술한 정수기용 카트리지의 성능을 유지한 상태에서 비교적 가늘고 긴 공간에 수납하기 위해 정수기용 카트리지의 길이를 길게 하려고 하면, 유량이 저하되어 버리고, 또한, 가늘게 하려고 하면, 여과재의 양이 감소하므로 제거 성능이 저하되어 버리므로, 비교적 가늘고 긴 정수기용 카트리지를 형성하는 것은 곤란하였다.

따라서 본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 정수기용 카트리지를 가늘고 길게 한 경우에 있어서도, 유량 저하를 억제하고, 제거 성능의 저하를 억제할 수 있는 정수기용 카트리지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 축선 방향으로 소정의 길이를 갖는 본체 용기와, 내부에 입상의 여과재를 수용하고, 외주면에 복수의 개구부를 갖고, 또한 본체 용기 내에 배치되어 있는 대략 원통 형상의 스페이서와, 이 스페이서의 복수의 개구부를 덮도록 배치되고, 유체는 통과시키지만 여과재는 통과시키지 않는 제1 시트와, 스페이서와 대략 동심 형상으로 당해 스페이서 내에 배치되고 외주면에 복수의 개구부를 갖는 집수관과, 이 집수관의 복수의 개구부를 덮도록 배치되고, 유체는 통과시키지만 여과재는 통과시키지 않는 제2 시트를 구비하고, 제1 시트와 본체 용기의 내벽면 사이에는, 유체가 통과 가능하며 내부에 여과재를 갖지 않는 간극이 형성되어 있고, 스페이서는, 그 단부면측에 유체를 그 내부에 유입시키는 스페이서 입구부를 갖고 있고, 이 스페이서 입구부로부터 스페이서의 내부에 유입된 유체를, 스페이서에 있어서의 여과재가 수용되어 있는 내부 공간 및 제2 시트를 통과하여 집수관 내에 흐르는 내층류와, 스페이서의 내부 공간으로부터 제1 시트를 통과하여 간극에 흐르고, 다시 스페이서의 내부 공간으로 복귀되고 나서 제2 시트를 통과하여 집수관에 흐르는 외층류로 분류하도록 되어 있는 정수기용 카트리지이며, 집수관의 내부의 축 방향 길이를 L로 하고, 집수관의 최소의 내경을 d로 하였을 때에, 집수관은, 값 L/d가, 10∼200으로 되도록 치수 결정되어 있다.

이와 같이 구성된 발명에 따르면, 집수관의 내경과 집수관의 축 방향 길이의 관계를 L/d＝10∼200으로 되도록, 집수관을 치수 결정함으로써, 집수관 내부에서의 압력 손실을 최소한으로 억제할 수 있고, 이에 의해, 카트리지 내의 압력 손실의 차를 적게 할 수 있다. 즉, 값 L/d를 10 미만으로 한 경우, 집수관이 굵어져 버리고, 그 결과, 카트리지의 스페이서 내에 충전할 수 있는 여과재의 양이 감소해 버린다. 한편, 값 L/d를 200보다도 크게 한 경우, 집수관의 길이에 대하여 집수관의 내경이 극단적으로 작아져 버리므로, 집수관 내의 압력 손실이 많아져 버린다. 따라서, 값 L/d를 10∼200의 범위로 함으로써, 카트리지 내의 압력 손실의 차를 적게 할 수 있고, 이에 의해, 카트리지 내에서 원수를 충분히 널리 퍼지게 할 수 있고, 여과재를 균일하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 여과재는, 입경이 0.1∼1㎜인 입상 활성탄인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 입상 활성탄의 입경은 0.2∼0.8㎜이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 압력 손실이 커지는 것에 의한 유량 저하를 억제할 수 있고, 또한, 여과 성능의 저하도 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 집수관의 용적은 0.74∼24㎤인 것이 바람직하고, 1.1∼12㎤인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 여과 성능의 저하를 억제하면서, 정수기용 카트리지를 콤팩트하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 집수관의 내주벽으로 둘러싸인 부분의 단면적은 4∼80㎟인 것이 바람직하고, 7∼40㎟인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 집수관의 치수에 의해 집수관 내의 여과수의 흐름을 저해하는 것을 억제할 수 있고, 또한, 정수기용 카트리지를 콤팩트하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는, 집수관은, 원형 단면을 갖고, 축선 방향에 걸쳐 균일한 두께를 갖고 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 집수관은, 사출 성형을 이용하여 형성된 것이며, 그 내벽은, 0.05∼1도의 제거 테이퍼를 갖고 있는 것이 바람직하고, 제거 테이퍼의 각도는, 0.1∼0.5도인 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 내벽에 일정한 제거 테이퍼를 부여함으로써, 집수관을 성형하기 쉽게 할 수 있고, 또한, 집수관의 두께를 축 방향에 걸쳐 대략 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 집수관의 주위의 여과재의 층의 두께가 불균일해지는 것을 방지하여, 여과재에 의한 압력 손실을 보다 균일하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는, 집수관은, 적어도 2개의 관상 부품을 연결하여 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 집수관을 적어도 2개의 관상 부품을 연결하여 형성하고 있으므로, 집수관의 양단부에 있어서의 외경의 차를, 1개의 긴 관체를 사출 성형하여 형성한 관체의 제거 테이퍼에 기인하는 외경의 차보다도 적게 할 수 있다. 이에 의해, 본체 용기의 축 방향의 길이를 길게 하여 이것에 맞추어 집수관의 길이를 길게 할 필요가 발생한 경우에 있어서도, 집수관의 양단부에 있어서의 외경의 차를 적게 하여 입상의 여과재의 두께를 균일하게 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 정수기용 카트리지의 길이를 길게 한 경우에 있어서도, 정수기용 카트리지 내에 원수를 충분히 널리 퍼지게 함으로써 입상의 여과재를 균일하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 정수기용 카트리지를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ 단면에 있어서의 단면도이다.
도 3은 도 2의 영역 Ⅲ를 확대한 확대 단면도이다.
도 4는 도 3의 영역 Ⅳ의 확대도 단면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅴ―Ⅴ 단면의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 스페이서를 도시하는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 집수관의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 집수관의 길이 방향을 따른 단면도이다.
도 9는 집수관의 접속부의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 정수기용 카트리지의 단면도이다.
도 11은 집수관의 변형예를 나타내는 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 따른 정수기용 카트리지에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 정수기용 카트리지를 도시하는 사시도이다.

우선, 도 1에 도시하는 바와 같이, 정수기용 카트리지(1)는, 프리 필터를 구비한 카트리지(3) 및 중공사막을 구비한 카트리지(5)를 포함하는 복수의 카트리지를 연결하여 사용하는 정수 시스템을 구성하는 카트리지로서 사용되는 것이다. 이러한 정수기용 카트리지(1)는, 헤더(7) 및 튜브(9, 11)를 통해 인접하는 카트리지(3, 5)와 연결되어 있고, 일반 수도꼭지에 연결되어 있는 수도관으로부터 분류되어 온 원수를, 각 카트리지(3, 1, 5)에 있어서 순차적으로 여과하면서 하류측을 향해 흘리고, 최종적으로, 물을 예를 들어 키친 싱크의 측에 장착된 전용 수도꼭지를 통해 사용자에게 공급하도록 되어 있다.

도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ 단면에 있어서의 단면도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 정수기용 카트리지(1)는, 축선 방향으로 소정의 길이를 갖는 가늘고 긴 본체 용기(13)를 구비하고 있다. 이 정수기용 카트리지(1)의 본체 용기(13)는, 원형 단면을 갖는 용기에 의해 형성되어 있고, 그 내부에는, 입경이 0.1∼1㎜인 입상 활성탄을 포함하는 여과재 및 카트리지의 다른 구성 요소가 수용되어 있다. 본체 용기(13)는, 개방 단부(13a)와, 폐쇄 단부(13b)를 갖고 있고, 개방 단부(13a)측에는, 여과해야 하는 원수의 본체 용기(13) 내에의 유입구인 입수관(15)과, 여과수를 본체 용기(13) 외부에 유출시키기 위한 출수관(17)이 설치되어 있다. 입수관(15)과 출수관(17)은, 본 실시 형태에 따른 정수기용 카트리지(1)를, 인접하는 카트리지(3, 5)와 연결하기 위한 헤더(7)에 연결되도록 되어 있다.

또한, 정수기용 카트리지(1)는, 본체 용기(13) 내부에, 본체 용기의 축선 방향에 있어서의 입상 여과재의 이동을 방지하고, 또한, 물은 통과시키지만 입상 여과재는 통과시키지 않도록 구성된 부재인 다공판(19)과, 내부에 입상 여과재를 수용하도록 된 대략 원통 형상의 가늘고 긴 스페이서(21)와, 스페이서(21) 내의 입상 여과재를 통과한 물을 집수하여 하류로 반송하기 위한 가늘고 긴 집수관(23)을 구비하고 있다. 그리고 스페이서(21) 및 집수관(23)은, 원형 단면의 본체 용기와 대략 동심 형상으로 배치되어 있고, 본체 용기(13), 스페이서(21) 및 집수관(23)에 의해, 본체 용기(13) 내부에 3층의 원통 구조를 형성하고 있다.

도 3은 도 2의 영역 Ⅲ를 확대한 확대 단면도이며, 주로 본 실시 형태에 따른 정수기용 카트리지를, 헤더에 연결하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 헤더(7)에는, 상류측에 있는 카트리지(3)에 연결되어 있는 입수측의 튜브(9) 및 하류측에 있는 카트리지에 연결되어 있는 출수측의 튜브(11)가 연결되어 있다. 그리고 헤더(7)의 대략 중앙에 있는 입구부(25)에는, 입수측의 튜브(9)가 연결되어 있고, 이 입구부(25) 내에는, 스프링식의 역지 밸브(27)가 설치되어 있다. 이 역지 밸브(27)는, 헤더(7)에 정수기용 카트리지(1)가 끼워져 있지 않을 때에는, 스프링(29)에 의해 하향 가압되어 있고 입수측의 튜브(9)로부터의 원수를 본체 용기(13)에 통과시키지 않도록 되어 있지만, 정수기용 카트리지(1)를 회전시키면서 헤더(7)를 향해 압입하였을 때에는, 스프링(29)의 가압에 저항하여 상방으로 이동하여 입수측의 튜브(9)와, 정수기용 카트리지(1)의 입수관(15)을 연통시키도록 되어 있다. 또한, 헤더(7)의 입구부(25)의 역지 밸브(27)의 외주측에는, 입구부(25)의 주위의 환상의 공간에 의해 형성된 출구부(31)가 형성되어 있고, 이 출구부(31)는, 출수측의 튜브(11)와 연통되어 있다.

도 4는 도 3의 영역 Ⅳ의 확대도 단면도이다. 또한, 도 5는 도 4의 Ⅴ―Ⅴ 단면의 단면도이며, 도 4와 직교하는 방향에 있어서의 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 본체 용기(13)의 개방 단부측에 있는 네크부의 주위에는, 환상 홈에 끼워 넣어진 O링(33, 35)이 배치되어 있고, 정수기용 카트리지(1)를 헤더(7)에 끼워 넣었을 때에, 정수기용 카트리지(1)와 헤더(7) 사이를 유체 밀봉하도록 되어 있다. 입구관(15)은, 네크부의 중심에 설치되어 있다. 그리고 정수기용 카트리지(1)를 헤더(7)에 끼우면, 입구관(15)의 상단부가 역지 밸브(27)에 접촉하여 역지 밸브(27)를 상방으로 이동시키도록 되어 있다. 또한, 입구관(15)과 네크부의 내벽 사이에는, 집수관(23)의 개방 단부측에 있는 집수부(37)로부터 흘러 온 여과수를 통과시키기 위한 환상의 공간이 형성되어 있다. 그리고 본 실시 형태에 따른 정수기용 카트리지(1)에서는, 네크부와 입구관(15)으로 이중의 관상 구조를 형성하고 있고, 실질적으로 네크부가 집수관으로부터의 유체를 본체 용기 외부에 유출시키기 위한 출수관(17)으로서 기능한다. 이러한 입구관(15) 내에 유입된 원수는, 화살표 A로 나타내는 바와 같이, 입구관(15) 내를 통과하여 입구관(15)의 최하부까지 흐른다. 그리고 원수가 입구관(15)의 최하부에 도달하면, 최하부에 있는 바닥(39)을 타고 입구관(15)의 직경 방향(도 5에 있어서의 좌우 방향)으로 흘러 스페이서(21)의 상방에 있는 환상 공간을 향하고, 거기로부터 스페이서(21)에 흐른다.

한편, 집수관(23)으로부터 흘러 온 여과수는, 화살표 B로 나타내는 바와 같이, 집수관(23)의 개방 단부측에 있는 집수부(37)를 통과하여, 입구관(15)과 입구관(15)의 외주에 있는 플랜지(41) 사이를 통과하고, 또한 입구관(15)과 네크부의 내벽 사이를 통과하여 헤더(7)에 흐르도록 되어 있다.

도 6은 스페이서를 도시하는 정면도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 스페이서(21)는, 본체 용기(13)에의 장착 방향을 향해 약간 좁아지는 테이퍼를 갖는다. 그리고 스페이서(21)의 양단부에는, 각각, O링을 장착하기 위한 홈이 형성되어 있는 링부(21a, 21b)와, 이 링부(21a, 21b)에 대하여 일체적으로 형성되고 복수의 개구가 형성되어 있는 시트 보유 지지부(21c)와, 시트 보유 지지부(21c)의 개구를 덮도록 시트 보유 지지부(21c)에 접착 혹은 융착되고, 물은 통과시키지만 입상의 여과재는 통과시키지 않는 시트(21d)를 갖는다.

시트 보유 지지부(21c)의 외경은, 링부(21a, 21b)에 비해 작게 되어 있고, 스페이서(21)를 본체 용기(13)에 장착하였을 때, 링부(21a)측에서 시트 보유 지지부의 외주와 본체 용기의 내벽면 사이에 폭 L₁의 간극이 형성되고, 한편, 링부(21b)측에서 폭 L₂의 간극이 형성된다. 또한, 간극의 폭 L₁, L₂는 동일해도 되고, 혹은, 필요에 따라 다른 값으로 하는 것이어도 된다. 또한, 이들 간극의 폭 L₁, L₂는 본체 용기(13)의 내벽면으로부터 시트 보유 지지부(21c)의 외주까지의 거리이다.

스페이서(21)는, 본체 용기(13)에 장착될 때, 링부(21a, 21b)의 단부에 형성된 플랜지부(21e)가 본체 용기(13)의 폐쇄 단부(13b)에 설치된 받침대(43)에 접촉하여 위치 결정된다. 스페이서(21)는, 본체 용기(13)에 장착되면, 링부(21a, 21b)가 본체 용기(13)의 내벽면에 내접하고, 홈에 장착된 O링에 의해 링부(21a, 21b)와 내벽면 사이는 밀봉된다. 그리고 이 스페이서(21)의 링부(21a)측의 단부는, 스페이서(21)의 축선에 직교하는 방향을 향해 개방되어 있고, 이 개구에 의해 원수를 유입시키기 위한 스페이서 입구부를 형성하고 있다.

이 정수기 카트리지(1)의 제조 공정에 있어서, 본체 용기의 개방 단부(13a)를 위로 하고, 집수관(23), 스페이서(21)를 삽입한 상태에서, 본체 용기(13)의 개방 단부(13a)측으로부터 입상의 여과재를 투입 충전하고, 다공판(19)을 삽입한다. 본체 용기(13)의 형상은 반드시 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 다각 기둥 형상이나 원뿔대 형상 등의 형상으로 하는 것도 가능하지만, 원통 형상으로 하면, 내압성이나 성형성이 향상되고, 또한 스페이서(21)로부터 집수관(23)의 거리를 동등하게 취할 수 있으므로 보다 바람직하다.

도 7은 집수관의 사시도이며, 도 8은 집수관의 길이 방향을 따른 단면도이다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 집수관(23)은, 본체 용기(13) 내에 배치하였을 때에 개방 단부(13a)측에 위치하는 제1 관상 부품(23a)과, 폐쇄 단부(13b)측에 위치하는 제2 관상 부품(23b)의 단부를 연결하여 1개의 비교적 긴 관을 형성하도록 되어 있고, 집수관(23)의 축 방향의 길이는, 소정의 길이를 갖는 본체 용기(13)의 내부 공간의 축 방향 길이와 대략 동일하거나, 또는 이것보다도 조금 짧게 되어 있다. 제1 관상 부품(23a)의 제1 단부(23c)는, 집수관(23)보다도 개방 단부(13a)측에 설치된 집수부(37)의 오목부에 끼워 넣어져 있고, 또한 제2 단부(23d)는, 제2 관상 부품(23b)에 있어서의 본체 용기(13)의 개방 단부(13a)측에 설치된 제1 단부(23e)와 연결되도록 되어 있다. 또한 제2 관상 부품(23b)의 제2 단부(23f)는, 본체 용기(13)의 폐쇄 단부(13b)에 설치된 받침대(43)(도 2 참조)에 끼워지도록 되어 있고, 받침대(43)에 의해 제2 관상 부품(23b)의 제2 단부(23f)를, 본체 용기(13)에 대하여 센터링하도록 되어 있다.

제1 관상 부품(23a) 및 제2 관상 부품(23b)을 연결하여 형성된 집수관(23)은, 스페이서(21)와 대략 동심 형상으로 당해 스페이서(21) 내에 배치되어 있다. 그리고 제1 관상 부품(23a) 및 제2 관상 부품(23b)의 외주면에는 관체의 내부의 통로까지 연결되어 있는 복수의 개구부(23g)가 형성되어 있다. 이 개구부(23g)는, 제1 관상 부품(23a) 및 제2 관상 부품(23b)의 내측으로부터, 유체는 통과시키지만 여과재는 통과시키지 않는 시트(23h)로 덮어져 있다. 집수관(23)은, 이 개구부(23g)의 존재를 고려하지 않았을 때에, 대략 균일한 두께를 갖는 원형관에 의해 형성되어 있다. 그리고 집수관(23)의 내경을 d로 하고, 내부 공간의 축 방향 길이를 L로 한 경우, 집수관(23)은, 값 L/d가 10∼200으로 되도록, 보다 바람직하게는 14∼170으로 되도록 치수 결정되어 있다. 이때 내경 d는, 2.5∼10㎜인 것이 바람직하고, 3∼7㎜인 것이 보다 바람직하다. 내경 d가 3㎜ 미만이면 압력 손실이 높아지고, 유량이 저하된다. 한편, 내경 d가 7㎜를 초과하면 집수관이 굵어지고, 활성탄을 수납하는 스페이스가 작아지므로, 활성탄의 층의 두께가 감소하고, 활성탄의 제거 성능이 저하된다. 또한, 집수관의 길이 L은, 100∼500㎜인 것이 바람직하다. 길이 L이 100㎜ 미만이면, 활성탄의 양을 늘리기 위해 카트리지의 굵기를 굵게 할 필요가 발생해 버리고, 한편, 500㎜를 초과하면, 카트리지를 싱크의 아래 등에 수납하는 것이 곤란해진다. 또한, 집수관의 내주벽으로 둘러싸인 부분의 단면적은, 8∼40㎟인 것이 바람직하고, 집수관(23)의 용적은, 0.08∼60㎤인 것이 바람직하다.

제1 관상 부품(23a) 및 제2 관상 부품(23b)은, 각각 사출 성형에 의해 형성되어 있고, 본체 용기(13)에의 장착 방향을 향해 약간 좁아지는 테이퍼를 갖고 있다. 이 테이퍼는, 성형품으로서 제1 관상 부품(23a) 및 제2 관상 부품(23b)을 이형하기 위해 필요한 소위 제거 테이퍼이다. 이 제거 테이퍼는, 0.1∼0.5°인 것이 바람직하고, 이에 의해, 이형의 용이성과, 집수관(23)의 두께의 균일함을 양립할 수 있다.

또한, 특히 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 관상 부품(23a)의 제2 단부(23d)에는, 2개의 구멍(23i)이 형성되어 있고, 한편, 제2 관상 부품(23b)의 제1 단부(23e)에는, 구멍(23i)에 대응하는 2개의 돌기(23j)가 형성되어 있다.

2개의 구멍(23i)은, 각각 제1 관상 부품(23a)의 제2 단부(23d)의 단부면으로부터 제1 관상 부품(23)의 축선 방향으로 연장되어 있다. 또한, 2개의 돌기(23j)는, 제2 관상 부품(23b)의 제1 단부(23e)의 단부면으로부터 제2 관상 부품의 축선 방향으로 연장되어 있다. 그리고 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)을 연결할 때에는, 돌기(23j)를 구멍(23i)에 끼워 넣도록 한다. 이에 의해 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)이, 본체 용기(13)의 직경 방향에 있어서 상대적으로 어긋나는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 구멍(23i) 및 돌기(23j)를 각각 2개씩 형성하는 것으로 하고 있지만, 구멍(23i) 및 돌기(23j)의 수는 몇 개라도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)을 연결하기 위한 수단으로서 구멍(23i) 및 돌기(23j)를 이용하는 것으로 하고 있지만, 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)을 연결하기 위한 수단으로서는, 적어도 양자의 본체 용기(13)의 직경 방향에 있어서의 어긋남을 방지할 수 있는 구조이면 어떠한 구조를 이용해도 된다.

도 9는 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)의 접속부의 변형예를 나타내는 사시도이다. 변형예에서는, 한쪽의 부품의 단부에 오목부를 형성하고, 다른 쪽의 부품의 단부에 이것과 상보적인 볼록부를 형성하고 있고, 이들 오목부와 볼록부를 끼워 맞춤으로써, 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)을 접속하고 있다.

다음으로, 상술한 본 실시 형태의 정수기 카트리지(1)에 있어서의 물의 흐르는 방법에 대해 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는 정수기용 카트리지의 단면도이다.

헤더(7)를 통과하여 정수기용 카트리지(1)에 원수가 유입되면, 원수는, 화살표 C에 의해 나타내는 바와 같이, 입수관(15) 및 다공판(19)을 통과한 후, 입상의 여과재가 충전되어 있는 스페이서(21)의 내부에 도달한다.

그 후, 스페이서(21) 내부에 도달한 원수는, 입상 여과재의 입경 및 스페이서의 개구부의 개구 면적에 기인하는 압력 저항에 의해, 스페이서(21)에 있어서의 여과재가 수용되어 있는 내부 공간 및 집수관(23)의 개구부(23g)를 덮는 시트(23h)를 통과하여 집수관(23) 내에 흐르는 내층류(D)와, 스페이서(21)의 내부 공간으로부터 스페이서(21)의 시트(21d)를 통과하여 스페이서(21)와 본체 용기(13)의 간극에 흐르고, 다시 스페이서(21)의 내부 공간으로 복귀되고 나서 집수관(23) 시트(23h)를 통과하여 집수관(23)에 흐르는 외층류(E)로 분류된다. 분류된 내층류(D)와 외층류(E)는, 본체 용기(13)의 동심 중앙부에 설치된 집수관(23)을 통과하여 집수부(37)에 도달하고, 그 후 출수관(17)을 통과하여 헤더(7)에 흐른다. 이와 같이 집수관(23)을 흐르는 여과수는, 다른 여과재를 통과하지 않고, 직접, 정수기용 카트리지(1)의 외부에 유출되도록 되어 있다.

이와 같이 원수를, 스페이서(21)의 입구 근방에서 내층류(D)와 외층류(E)로 분류함으로써, 원수를 스페이서 내에 충분히 널리 퍼지게 할 수 있고, 이에 의해 입상의 여과재를 균일하게 사용할 수 있다. 내층류와 외층류로 분류의 효과는, 본체 용기의 배치 방향으로는 제한되지 않고, 수직, 수평 및 경사 방향의 어느 경우라도 효과가 있다. 또한 수직 방향의 경우에 있어서, 원수가 입수부로부터 공급될 때, 원수가 흐르는 방향이 수직 상방향이라도 수직 하방향의 어느 쪽이라도 효과가 있다.

또한, 집수관(23)을, 각각 성형된 제1 관상 부품(23a)과 제2 관상 부품(23b)을 연결하여 형성함으로써, 집수관(23)의 개방 단부(13a)측의 단부, 즉, 제1 관상 부품(23a)의 제1 단부(c)와, 집수관(23)의 폐쇄 단부(13b)측의 단부, 즉, 제2 관상 부품(23b)의 제2 단부(f)의 외경의 차를, 집수관을 일체 성형한 경우보다도 적게 할 수 있다. 이에 의해, 집수관(23)의 외면과, 본체 용기(13)의 내벽 사이의 거리를, 본체 용기(13)의 길이 방향에 걸쳐 대략 일정하게 할 수 있으므로, 정수기용 카트리지(1)의 전장을 길게 한 경우에 있어서도, 집수관(23)과 본체 용기의 내벽 사이에 충전되는 입상의 여과재의 두께를 일정하게 할 수 있다.

원수를, 스페이서 입구부에서 내층류와 외층류로 나눌 수 있는 이유의 하나로서 들 수 있는 것은, 입상 여과재의 입경에 의해서이다. 입상 여과재의 입경은, #20∼#200메쉬의 범위이면 되고, #30∼#180메쉬의 범위가 바람직하고, #40∼150메쉬의 범위가 보다 바람직하다.

본 발명의 정수기용 카트리지에 사용되는, 스페이서와 본체 용기 사이에 형성된 간극을 만들기 위한 시트는, 메쉬, 접착 또는 융착한 섬유 형상 시트, 부직포, 펠트 등을 예시할 수 있고, 바람직한 것은, 메쉬, 접착 또는 융착한 섬유 형상 시트, 부직포를 들 수 있다.

본 발명의 정수기에 사용되는 입상 여과재로서는, 분말상 활성탄, 입상 활성탄, 분자 흡착 수지, 제올라이트, 모레큘러시브, 킬레이트 수지, 이온 교환 수지, 아황산 칼슘, 코럴 샌드, 맥반석, 의왕석, 토르말린 등을 예시할 수 있고, 이들 중의 1종, 혹은 2종 이상을 이용하여 사용하는 방법을 들 수 있다. 바람직하게는, 분말상 활성탄, 입상 활성탄, 제올라이트, 모레큘러시브, 이온 교환 수지, 아황산 칼슘, 이들 중의 1종, 혹은 2종 이상을 사용함으로써, 특히 바람직한 것은, 분말상 활성탄, 입상 활성탄을 사용하는 경우이다.

본 발명의 정수기를 구성하는 본체 용기는, 비용, 성형 가공성을 고려하면, ABS 수지, AS 수지, PP 수지, PE 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 플라스틱으로 구성하는 것이 바람직하다. 두께는, 내압성을 고려하여 3㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 집수 부재(23)의 성형성을 향상시키기 위해, 집수 부재(23)를 축 방향의 중간 부분에서 분할하도록 하였지만, 도 11에 도시하는 바와 같이, 집수 부재를 직경 방향으로 분할한 2개의 부재를 조합하여 형성하도록 해도 된다.

1 : 정수기용 카트리지
13 : 본체 용기
15 : 입수관
17 : 출수관
21 : 스페이서
23 : 집수관
21d : 시트
23a : 제1 관상 부품
23b : 제2 관상 부품
23h : 시트

Claims

축선 방향으로 소정의 길이를 갖는 본체 용기와,
내부에 입상의 여과재를 수용하고, 외주면에 복수의 개구부를 갖고, 또한 상기 본체 용기 내에 배치되어 있는 대략 원통 형상의 스페이서와,
이 스페이서의 상기 복수의 개구부를 덮도록 배치되고, 유체는 통과시키지만 상기 여과재는 통과시키지 않는 제1 시트와,
상기 스페이서와 대략 동심 형상으로 당해 스페이서 내에 배치되고 외주면에 복수의 개구부를 갖는 집수관과,
이 집수관의 상기 복수의 개구부를 덮도록 배치되고, 유체는 통과시키지만 상기 여과재는 통과시키지 않는 제2 시트를 구비하고,
상기 제1 시트와 상기 본체 용기의 내벽면 사이에는, 유체가 통과 가능하며 내부에 상기 여과재를 갖지 않는 간극이 형성되어 있고,
상기 스페이서는, 그 단부면측에 유체를 그 내부에 유입시키는 스페이서 입구부를 갖고 있고, 이 스페이서 입구부로부터 상기 스페이서의 내부에 유입된 유체를, 상기 스페이서에 있어서의 상기 여과재가 수용되어 있는 내부 공간 및 상기 제2 시트를 통과하여 상기 집수관 내에 흐르는 내층류와, 상기 스페이서의 상기 내부 공간으로부터 상기 제1 시트를 통과하여 상기 간극에 흐르고, 다시 상기 스페이서의 상기 내부 공간으로 복귀되고 나서 상기 제2 시트를 통과하여 상기 집수관에 흐르는 외층류로 분류하도록 되어 있는 정수기용 카트리지이며, 상기 집수관의 내부의 축 방향 길이를 L로 하고, 상기 집수관의 내경을 d로 하였을 때에, 상기 집수관은, 값 L/d가, 10∼200으로 되도록 치수 결정되어 있는, 정수기용 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 여과재는, 입경이 0.1∼1㎜인 입상 활성탄인, 정수기용 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 집수관의 용적은, 0.74∼24㎤인, 정수기용 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 집수관의 내주벽으로 둘러싸인 부분의 단면적은, 4∼80㎟인, 정수기용 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 집수관은, 원형 단면을 갖고, 축선 방향에 걸쳐 균일한 두께를 갖고 있는, 정수기용 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 집수관은, 사출 성형을 이용하여 형성된 것이며, 그 내벽은, 0.05∼1도의 제거 테이퍼를 갖고 있는, 정수기용 카트리지.
제1항에 있어서, 상기 집수관은, 적어도 2개의 관상 부품을 연결하여 형성되어 있는, 정수기용 카트리지.