KR20150065293A - 정수기 필터 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에서 사용자의 건강을 도모하고 사용의 편의성을 확보할 수 있는 정수기 필터 구조를 개시한다.
본 발명에 따른 필터 구조는, 일체형 구조를 갖는 정수기 필터에 있어서, 음용수에 포함된 입자가 큰 물질을 여과 처리하는 원통형 구조의 세디먼트(Sediment); 상기 세디먼트를 관통한 용수의 정화가 이루어지도록, 활성탄이 내재되어 용수에 용해되어 있는 염소, 트리할로 메탄(THM) 등과 같은 유기 화합물을 흡착 제거시키는 벤토나이트(Bentonite); 상기 벤토나이트의 내경을 따라 압설되어 고순도의 이온화된 은이온 활성탄이 내재되어 각종 세균과 냄새를 제거함과 동시에, 용수 내부로 칼슘을 함유하도록 유도하는 칼슘카본 블록; 및 상기 칼슘카본 블록에서 제거되지 않은 부유물질을 미세공을 통하여 여과처리하는 UF 멤브레인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 벤토나이트의 내경으로 칼슘분말이 혼합된 칼슘 카본블록 및 UF 멤브레인이 결합되어 일체화된 필터 구조를 제시함에 따라 사용자의 건강을 도모하고 사용의 편의성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

정수기 필터 구조{STRUCTURE FOR WATER PURIFYING FILTER}

본 발명은 정수기 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수기 필터로 적용되는 일체형 필터를 구성함에 있어, 원통형 구조의 세디먼트(Sediment)의 내경을 따라 원통형의 벤토나이트(Bentonite)가 내설되고, 벤토나이트의 내경으로 칼슘분말이 혼합된 칼슘 카본블록 및 UF 멤브레인이 결합된 정수기 필터 구조에 관한 것이다.

현대인들은 생활수준이 점점 향상되면서 건강에 대한 관심 또한 상대적으로 높아지고 있다. 그중에서도 사람이 살아가는 데 가장 밀접하게 관계되는 먹는 물에 대한 관심이 높아지고 그에 관한 시장도 점점 확대되고 있다.

일반적으로 마시는 물은 크게 이미 정수 된 물이나 지하수 및 생수 등을 구입하여 마시는 경우와 정수기로 직접정수하는 경우로 나뉜다. 하지만 최근 들어 지하수의 오염이 심각하고 업체에서 판매하는 생수도 오염되는 경우가 많아 직접 정수기를 사용하는 사람들이 늘어나는 추세이다. 이렇게 물에 대한 관심 많아지면서 예전에는 정수기를 음용수에만 사용하였으나 점점 그 사용범위를 확대되면서 주방에서 사용하는 조리용수에도 정수 된 물을 사용하게 되었다.

이러한 정수기는 정수기 내부에 구비되는 정수기용 필터가 정수된 물의 수질을 결정하게 된다. 정수기용 필터에 쓰이는 재료로는 카본필터와 세디멘트필터 및 나노필터 등이 있다. 여기서 카본필터는 제 1 필터와 제 2 카본필터로 나뉘는데, 제 1 필터는 다른 말로 선카본 필터라 하며 염소성분 및 잔류농약성분이나 세제성분을 거르는 역할을 수행한다.

그리고 제 2 카본필터는 다른 말로 후카본 필터라 하며 물에 함유되어 있는 여러가지 냄새를 제거하고 물맛을 좋게 하는 역할을 수행한다. 또한, 세디멘트필터는 고탁도의 필터로 입자가 큰 부유물들을 걸러내는 역할을 수행하며, 나노필터는 중금속 및 이온물질들을 제거하고 각종 미생물 및 세균을 걸러내는 역할을 수행한다.

예컨대, 정수기의 입수관으로 유입된 물이 수로를 통해 필터카트리지 하부에 구비되는 유입망을 통해 정수기용 필터의 내부로 유입된다. 이렇게 유입된 물은 필터를 통해 걸리지게 된다. 이렇게 걸러진 물은 정수기의 배수관과 연결된 연결관을 통해 배수되어 사용자가 원하는 용도로 사용되는 것이다.

이러한 필터는 카본필터 또는 나노필터 및 세디멘트필터 등 다양한 재료로 형성되는 각각의 필터카트리지가 병렬 또는 직렬로 연결되어 정수를 수행하게 된다. 하지만 이와 같은 정수기용 필터는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 정수기용 필터의 내부에 구비되는 필터가 각각 하나의 재료로 구성되어 있어서, 정수기 내부에서 물을 정수하기 위해서는 다수개의 필터카트리지를 구비해야하므로 정수기의 부피가 커지고 필터교환시 부품단가가 상승하는 문제점이 있었다. 특히, 근래에는 다기능성 정수기 필터가 요구되고 있어 구조적으로 복잡한 필터를 지양하고, 건강에 유익한 기능 추가가 요구되고 있는 것이다.

따라서, 필터의 구조를 단순화하는 시대적 요구에 맞춰야 할 뿐만 아니라, 정수 기능 이외에 웰빙, 로하스 추세에 맞는 기능성 필터의 개발이 시급한 실정이라 할 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-1094802호, 등록일자 2011년 12월 09일, 발명의 명칭 '항균성 카본 블럭의 제조방법 및 항균성 카본 블럭 필터'

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 정수기 필터의 고유 기능과 더불어, 사용자의 음용 과정에서 균일한 용량의 칼슘을 공급할 수 있는 고 기능성의 정수기 필터 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 원통형 구조의 세디먼트(Sediment)의 내경을 따라 원통형의 벤토나이트(Bentonite)가 내설되고, 벤토나이트의 내경으로 칼슘분말이 혼합된 칼슘 카본블록 및 UF 멤브레인이 결합된 정수기 필터 구조를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 정수기 필터의 하부에 견운모(Sericite)를 함침시켜 정수 효율성을 높일 수 있는 정수기 필터 구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 정수기 필터 구조는, 일체형 구조를 갖는 정수기 필터에 있어서, 음용수에 포함된 입자가 큰 물질을 여과 처리하는 원통형 구조의 세디먼트(Sediment); 상기 세디먼트를 관통한 용수의 정화가 이루어지도록, 활성탄이 내재되어 용수에 용해되어 있는 염소, 트리할로 메탄(THM) 등과 같은 유기 화합물을 흡착 제거시키는 벤토나이트(Bentonite); 상기 벤토나이트의 내경을 따라 압설되어 고순도의 이온화된 은이온 활성탄이 내재되어 각종 세균과 냄새를 제거함과 동시에, 용수 내부로 칼슘을 함유하도록 유도하는 칼슘카본 블록; 및 상기 칼슘카본 블록에서 제거되지 않은 부유물질을 미세공을 통하여 여과처리하는 UF 멤브레인으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 칼슘카본 블록은, 분자량이 200만~1000만인 초고분자량 바인더에 나노 실버 물질 및 칼슘분말을 첨착(impregnate)하여 제조하며, 130 ~ 150℃의 온도로 가열된 상태로 압출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 필터의 하부에는, 길이 방향의 수직방향으로 견운모가 설치되는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제시하는 정수기 필터 구조는, 정수기 필터의 고유 기능과 더불어, 사용자의 음용 과정에서 균일한 용량의 칼슘을 공급할 수 있는 고 기능성을 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 필터는 원통형 구조의 세디먼트(Sediment)의 내경을 따라 원통형의 벤토나이트(Bentonite)가 내설되고, 벤토나이트의 내경으로 칼슘분말이 혼합된 칼슘 카본블록 및 UF 멤브레인이 결합되어 일체화된 필터 구조를 제시함에 따라 사용자의 건강을 도모하고 사용의 편의성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 필터 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 단면을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 본 발명은 일체형 구조의 필터 하우징 내부에 장착된 필터 구조를 예시하고 있으며, 필터 하우징이 나사 결합되어 수도와 배수 호스로 직결되어 물을 여과처리하는 통상의 정수기 구조에 적용된다.

상기 필터는 4 가지 종류의 필터로 구성되며, 원통형 구조 내부에 압설된 구조를 갖는다. 먼저, 음용수에 포함된 입자가 큰 물질을 여과 처리하는 원통형 구조의 세디먼트(Sediment) 필터(101)와, 상기 세디먼트 필터(101)를 관통한 용수의 정화가 이루어지도록, 활성탄이 내재되어 용수에 용해되어 있는 염소, 트리할로 메탄(THM) 등과 같은 유기 화합물을 흡착 제거시키는 벤토나이트(Bentonite : 103)와, 상기 벤토나이트(103)의 내경을 따라 압설되어 고순도의 이온화된 은이온 활성탄이 내재되어 각종 세균과 냄새를 제거함과 동시에, 용수 내부로 칼슘을 함유하도록 유도하는 칼슘카본 블록(105)과, 상기 칼슘카본 블록(105)에서 제거되지 않은 부유물질을 미세공을 통하여 여과처리하는 UF 멤브레인(107)로 구성된다.

이와 같이 구성된 필터는 다단계 여과처리를 수행한 처리수의 최종 여과 및 항균기능을 수행함과 더불어, 음용수 내부로 적정용량의 칼슘이 함유되도록 한다. 상기 칼슘카본 블록(105)은 카본 블록의 성형과정에서 칼슘분말을 수용토록 한 후 설정압력 및 온도에서 블록을 성형한다.

전술된 칼슘카본 블록은, 분자량이 200만~1000만인 초고분자량 바인더에 나노 실버 물질 및 칼슘분말을 첨착(impregnate) 시켜 제조한다. 이후, 상기 나노 실버 물질과 칼슘 분말이 첨착된 초고분자량 바인더와 상기 활성탄 분말을 혼합하여 상기 카본 블럭 원료 물질을 제조한다.

이때, 상기 초고분자량 바인더와 활성탄 분말은 성형기의 호퍼에서 혼합되거나 또는 별도의 기기에서 혼합된 상태에서 호퍼에 넣어 칼슘카본 블럭의 원료 물질을 압출 성형한다.

상기 칼슘카본 블럭원료 물질은 대략 130 ~ 150℃ 정도의 온도로 가열된 상태로 압출된다. 그리고, 여기서, 초고분자량 바인더는 대략 200만~1000만의 분자량을 가지므로, 130 ~ 150℃를 넘을 경우 초고분자량 바인더의 화학 결합이 끊어지게 된다. 이때, 상기 초고분자량 바인더의 분자량이 상당히 크므로, 상기 초고분자량 바인더는 분자량이 대략 100만 정도의 다수의 분자로 분해된다.

또한, 상기 초고분자량 바인더가 130℃ 미만으로 가열되면, 상기 초고분자량 바인더가 충분히 분해되지 못할 수 있으므로 활성탄 분말을 충분히 접합시키지 못할 수 있다. 또한, 상기 초고분자량 바인더가 150℃의 온도를 초과하도록 가열되면, 상기 초고분자량 바인더가 너무 많이 용융되어 활성탄 분말의 표면을 코팅할 수 있다.

이와 같이 성형되는 칼슘카본 블록은 상기 UF 멤브레인(107) 및 벤토나이트(103) 사이로 설치됨으로써, 세디먼트(101)를 관통하여 유입되는 유입수가 벤토나이트(103)를 통해 정화된 후 상기 칼슘카본 블록(105)으로 가압되어 UF 멤브레인(107)을 통해 유출된다.

여기서, 상기 칼슘카본 블록(105)은 블록의 밀도에 의해 균일한 수압이 작용하게 되고, 수압에 의해 칼슘카본 블록(105)의 기공으로 유입수가 관통할 때, 블록 성형 시 혼합된 칼슘분말에 의해 칼슘이 유입수에 용해된다. 이는 사용자가 본 발명에 따른 용수를 음용하는 과정에서 일정 량의 칼슘을 제공받게 된다.

한편, 상기 칼슘카본 블록(105)은 압축하여 성형 됨에 따라 블록 내부의 기공이 매우 조밀하게 형성되며, 상기 기공을 통해 유입수가 관통하는 과정에서 칼슘분말이 일정 용량 용해되는 것이다. 또한, 기공으로 유출되는 유입수의 압력 및 용량은 일정 수준을 유지하기 때문에, 유입수로 용해되는 칼슘의 용해도 또한 균일하게 유지된다.

본 발명에서는 상기 칼슘카본 블록(105)에 혼입된 칼슘분말의 용해 속도를 감안하여 설계할 수 있으며, 대략 6개월 내지 7개월 정도의 소진 시간으로 설정함이 바람직하다. 이는 필터의 교체 주기에 대응하여 칼슘의 용해가 이루어지도록 한 것으로, 필터의 종류에 따라 1년 정도의 소진 시간으로 설계할 수 있음은 당연할 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 필터의 단면을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 외주부에 세디먼트(101)가 위치하고, 세디먼트(101)의 내경을 따라 벤토나이트(103)가 결합된 후, 상기 벤토나이트(103)의 내경으로 칼슘카본 블록(105)이 구비된 후, 칼슘카본 블록(105)의 내경을 따라 UF 멤브레인(107)이 설치되는 구조이다. 이에, 상기 필터의 하부에는 길이 방향의 수직방향으로 견운모(201)가 설치되고 있다.

상기 견운모(201)는 수십여 종의 필수 미네랄과 미량원소 등을 풍부하게 함유하고 있으며, 원적외선과 음이온을 방출하는 효과를 갖는다. 따라서, 상기 칼슘카본 블록(105)을 관통하여 공급되는 음용수에 칼슘 함유와 더불어 원적외선 및 음이온을 공급하게 된다.

결국, 사용자는 칼슘카본 블록(105) 및 견운모(201)에 의해 신진대사 촉진, 혈액 순환 원활, 독소 배출, 노폐물 정화, 지구유해전자파(수맥) 차단 효능을 얻게 된다. 더욱이, 상기 견운모(201)는 치유파동을 방출시켜 인체 스스로 질병에 대한 저항력을 갖도록 유도한다.

이하, 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수도물의 원수가 유입구로 유입되어 일체형 필터 하우징 중앙 하단의 물공급 통로를 경유하여 상기 세디먼트(101)를 통과하면서 유입수에 포함된 녹, 찌꺼기 등의 입자가 큰 이물질이 제거된다. 또한, 상기 세디먼트(101)를 통과하여 공급되는 원수는 벤토나이트(103)를 거치면서 물속에 용해되어 있는 염소 성분, 발암물질인 트리할로메탄 등과 같은 유기화학 물질을 흡착 분리한다.

이때 벤토나이트(107)를 관통하는 용수는 상기 칼슘카본 블록(105)으로 공급되며, 상기 칼슘카본 블록(105)에 형성되는 다수의 기공을 통해 상기 UF 멤브레인(107)으로 인가된다. 여기서, 상기 칼슘카본 블록(105)은 칼슘분말과 카본 분말이 혼입된 상태로 설정온도 및 압력으로 성형 됨에 따라, 상기 기공을 통해 유입되는 용수는 칼슘분말을 용해시킨다.

상기 기공의 크기는 매우 작기 때문에, 기공을 통해 유출되는 용수의 용량은 극히 균일하게 이루어지며, 이때 칼슘분말의 용해 용량 및 용해속도 또한 매우 균일하게 이루어진다. 따라서, 칼슘카본 블록(105)을 통해 공급되는 용수는 적정용량의 칼슘이 용해되어 상기 UF 멤브레인(107)을 통해 음용수로 제공된다.

또한, 상기 견운모(201)는 도시된 바와 같이, 세디먼트(101)의 내측에 위치함에 따라, 세디먼트(101)를 거쳐 유입되는 원수에 대한 원적외선 및 음이온 방출이 이루어진다. 원적외선 및 음이온 방출은 상기 UF 멤브레인(107)을 통해 공급되는 음용수로 제공됨에 따라 사용자의 건강을 도모하게 된다.

결국, 본 발명에서는 정수기 필터를 이용하여 음용수를 공급받을 때, 음용수 내로 칼슘을 적정용량 함유하도록 할 뿐만 아니라, 견운모에 의한 원적외선 및 음이온 공급이 이루어져 사용자의 건강에 유익하도록 도모하게 되는 것이다.

101 : 세디먼트 103 : 벤토나이트
105 : 칼슘카본 블록 107 : UF 멤브레인
201 : 견운모

Claims (4)

1. 일체형 구조를 갖는 정수기 필터에 있어서,
   음용수에 포함된 입자가 큰 물질을 여과 처리하는 원통형 구조의 세디먼트(Sediment);
   상기 세디먼트를 관통한 용수의 정화가 이루어지도록, 활성탄이 내재되어 용수에 용해되어 있는 염소, 트리할로 메탄(THM) 등과 같은 유기 화합물을 흡착 제거시키는 벤토나이트(Bentonite);
   상기 벤토나이트의 내경을 따라 압설되어 고순도의 이온화된 은이온 활성탄이 내재되어 각종 세균과 냄새를 제거함과 동시에, 용수 내부로 칼슘을 함유하도록 유도하는 칼슘카본 블록; 및
   상기 칼슘카본 블록에서 제거되지 않은 부유물질을 미세공을 통하여 여과처리하는 UF 멤브레인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수기 필터 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 칼슘카본 블록은 분자량이 200만~1000만인 초고분자량 바인더에 나노 실버 물질 및 칼슘분말을 첨착(impregnate)하여 제조하는 것을 특징으로 하는 정수기 필터 구조.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 칼슘카본 블럭은 130 ~ 150℃의 온도로 가열된 상태로 압출되는 것을 특징으로 하는 정수기 필터 구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 필터의 하부에는 길이 방향의 수직방향으로 견운모가 설치되는 것을 특징으로 하는 정수기 필터 구조.
   
   

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