KR20170033704A - Complex filter - Google Patents

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KR20170033704A
KR20170033704A KR1020150131809A KR20150131809A KR20170033704A KR 20170033704 A KR20170033704 A KR 20170033704A KR 1020150131809 A KR1020150131809 A KR 1020150131809A KR 20150131809 A KR20150131809 A KR 20150131809A KR 20170033704 A KR20170033704 A KR 20170033704A
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Abstract

The present invention provides a composite filter, including: a crystal generation catalyst filter portion configured to accelerate a reaction between a hard material or a scale inducing material existing in raw water and a bicarbonate anion, and to remove the hard material or the scale inducing material from the raw water through crystallization; and an ion exchanging filter portion formed in a downstream side of the crystal generation catalyst filter portion so as to filter the raw water having passed through the crystal generation catalyst filter portion, and configured to remove the hard material or the scale inducing material from the raw water through ion exchange. Accordingly, the present invention proposes a composite filter capable of removing a hardness material or a scale inducing material existing in water by using an ion exchange resin and a crystal generation catalyst included therein.

Description

복합 필터{COMPLEX FILTER}COMPLEX FILTER

본 발명은 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어지는 복합 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a composite filter made to remove a hard or scaled material from raw water.

물의 경도(water hardness)란 물에 들어있는 칼슘 이온과 마그네슘 이온의 양을 이들에 대응하는 탄산칼슘(칼슘 카보네이트, CaCO3)의 양(단위 mg/l)으로 환산하여 수치화한 것을 의미한다. 물의 경도는 물의 맛에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일정한 수치를 기준으로 물의 경도가 기준보다 높으면 경수, 기준보다 낮으면 연수로 분류된다. 세계보건기구(WHO)의 가이드라인에서는 경수와 연수의 기준을 더욱 세분화하여 분류한다.Water hardness means that the amount of calcium ions and magnesium ions contained in water is converted into the amount of calcium carbonate (calcium carbonate, CaCO 3 ) corresponding thereto (unit: mg / l). The hardness of water is known to affect the taste of water. If the water hardness is higher than the standard, it is classified as hard water. The World Health Organization (WHO) guidelines further classify hard water and training standards.

경도성 물질은 상온보다 높거나 낮은 온도에서 반응하여 스케일을 형성하게 된다. 스케일(예를 들어 CaCO3)이란 물에 잔류하는 미네랄 성분이 수분의 증발 후 뭉치면서 생기는 물질을 가리킨다. 냉장고나 정수기와 같은 워터 시스템의 출구에 생성된 스케일은 소비자에게 워터 시스템의 고장 또는 성능 저하로 인식되기 때문에 스케일의 생성을 방지하는 것이 필요하다.The hard material reacts at a temperature higher or lower than room temperature to form a scale. Scale (for example, CaCO 3 ) refers to a substance that is formed by the accumulation of minerals remaining in water after evaporation of water. The scale produced at the outlet of the water system, such as a refrigerator or water purifier, is required to prevent scale generation because the scale is perceived by the consumer as a failure or degradation of the water system.

또한 세탁기나 식기세척기와 같은 워터 클리닝 시스템에서 경도성 물질은 세제의 음이온과 결합하여 세척력의 저하를 유발하고 비용해성 세제 때를 생성하기 때문에 고경도의 물에서 경도성 물질을 제거하여 물의 경도를 낮추는 것이 필요하다.Also, in a water cleaning system such as a washing machine or a dishwasher, a hard material is combined with an anion of a detergent to cause deterioration of the detergent and to generate a non-detergent detergent, so that the hardness of the material is removed from the hard water, It is necessary.

본 발명의 일 목적은 이온교환수지와 결정생성촉매를 포함하여 물에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거할 수 있는 복합 필터를 제안하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to propose a composite filter capable of removing a hard or scaling substance present in water, including an ion exchange resin and a crystal formation catalyst.

본 발명의 다른 일 목적은 이온교환수지의 단점과 결정생성촉매의 단점을 상호 보완하여 효과적으로 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거할 수 있는 복합 필터를 제안하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose a composite filter capable of effectively removing a hard substance or a scale-inducing substance by complementing the disadvantages of an ion exchange resin and a disadvantage of a crystal formation catalyst.

본 발명의 또 다른 일 목적은 이온교환수지와 결정생성촉매의 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질 제거 성능을 향상시킬 수 있는 유로 구조를 갖는 복합 필터를 제안하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose a composite filter having an ion exchange resin and a channel structure capable of improving the removal performance of a hard substance or a scale inducing substance of a crystal formation catalyst.

본 발명의 또 다른 일 목적은 유량과 여과 성능과의 관계를 고려하여 결정생성촉매의 성능을 향상시킬 수 있는 복합 필터를 제안하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to propose a composite filter capable of improving the performance of the crystal formation catalyst in consideration of the relationship between flow rate and filtration performance.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 복합 필터는, 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하고, 결정화를 통해 상기 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어지는 결정생성촉매 필터부; 및 상기 결정생성촉매 필터부를 통과한 원수를 여과하도록 상기 결정생성촉매 필터부의 하류측에 형성되고, 이온 교환을 통해 상기 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어지는 이온교환수지 필터부를 포함한다.In order to accomplish the object of the present invention, a composite filter according to an embodiment of the present invention promotes the reaction of hydrocarbons anions with a hard or scaly material present in raw water, A crystal generating catalyst filter portion made to remove the gaseous substance or the scale-generating substance; And an ion exchange resin filter portion formed on the downstream side of the crystal generation catalyst filter portion to filter the raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter portion and to remove the hard or scaled material from the raw water through ion exchange .

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 결정생성촉매 필터부는 다수의 결정생성촉매를 포함하고, 상기 결정생성촉매는, 상기 원수에 존재하는 칼슘 양이온과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하거나 상기 원수에 존재하는 마그네슘 양이온과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하여, 상기 경도성 물질 또는 상기 스케일 유발 물질을 결정화시키도록 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the crystal generation catalytic filter section includes a plurality of crystal generation catalysts, and the crystal generation catalyst is a catalyst for promoting the reaction of calcium cations and bicarbonate anions present in the raw water, To accelerate the reaction of the magnesium cation and the bicarbonate anion to crystallize the hard material or the scale material.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 결정생성촉매 필터부는 다수의 결정생성촉매를 포함하고, 상기 결정생성촉매는, 음전하를 띄는 고분자로 이루어지는 담체; 및 상기 담체의 결정화 사이트에 존재하며, 칼슘과 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 결정 시드를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the crystal generation catalyst filter unit includes a plurality of crystal generation catalysts, and the crystal generation catalyst includes: a carrier made of a polymer having a negative charge; And a crystal seed present in the crystallization site of the carrier and containing at least one of calcium and magnesium.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 결정생성촉매 필터부는 아래에서부터 위로 원수가 차오르는 형태의 유로 구조를 갖고, 상기 이온교환수지 필터부는 위에서 아래로 원수가 떨어지는 형태의 유로 구조를 가질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the crystal generation catalyst filter unit may have a flow path structure in which raw water flows upward from below, and the ion exchange resin filter unit may have a flow path structure in which raw water drops from top to bottom.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 복합 필터는, 상기 결정생성촉매 필터부와 상기 이온교환수지 필터부를 수용하도록 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내주면을 마주보도록 배치되고, 원수에 존재하는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거하도록 이루어지는 프리 필터부를 포함하고, 상기 결정생성촉매 필터부는, 상기 프리 필터부를 통과한 원수가 유입되도록 형성되고, 상기 프리 필터부와의 경계를 형성하는 제1케이스; 및 상기 제1케이스의 내부에 투입되는 다수의 결정생성촉매를 포함하며, 상기 이온교환수지 필터부는, 상기 결정생성촉매 필터부를 통과한 원수가 유입되도록 형성되고, 상기 결정생성촉매 필터부와의 경계를 형성하는 제2케이스; 및 상기 제2케이스의 내부에 투입되는 다수의 이온교환수지를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the composite filter includes: a housing formed to receive the crystal generation catalyst filter portion and the ion exchange resin filter portion; And a pre-filter portion disposed to face the inner circumferential surface of the housing and configured to remove at least one of particulate matter, organic matter, and residual chlorine present in the raw water, wherein the crystal generation catalyst filter portion includes: A first case formed to receive raw water and forming a boundary with the pre-filter unit; And a plurality of crystal generation catalysts injected into the first case, wherein the ion exchange resin filter unit is formed such that the raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter unit flows in, and the boundary with the crystal generation catalyst filter unit A second case for forming the first case; And a plurality of ion exchange resins injected into the second case.

상기 제1케이스의 내벽면에는 나선형의 돌출부가 형성될 수 있다.A spiral protrusion may be formed on the inner wall surface of the first case.

상기 제1케이스의 내벽면에는 복수의 돌출부가 형성되고, 상기 복수의 돌출부는 상기 결정생성촉매 필터부에 원수가 차오르는 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다.A plurality of protrusions may be formed on the inner wall surface of the first case, and the plurality of protrusions may be spaced apart from each other along the direction in which the raw water flows in the crystal generation catalyst filter portion.

상기 결정생성촉매 필터부의 하단은 상기 하우징의 내측 바닥면으로부터 이격되어, 상기 복합 필터는 상기 프리 필터부를 통과한 원수가 상기 결정생성촉매 필터부의 유로 구조로 차오르도록 형성될 수 있다.The lower end of the crystal generation catalyst filter portion may be spaced apart from the inner bottom surface of the housing, and the composite filter may be formed such that raw water having passed through the prefilter portion carries into the flow path structure of the crystal generation catalyst filter portion.

상기 결정생성촉매 필터부의 상단과 상기 이온교환수지 필터부의 상단은 상기 하우징의 내측 상단면으로부터 이격되어, 상기 복합 필터는 상기 결정생성촉매 필터부를 통과한 원수가 상기 이온교환수지 필터부의 유로 구조로 떨어지도록 형성될 수 있다.Wherein the upper end of the crystal generation catalyst filter portion and the upper end of the ion exchange resin filter portion are spaced apart from the inner upper end surface of the housing so that raw water having passed through the crystal generation catalyst filter portion falls into the flow path structure of the ion exchange resin filter portion .

상기 복합 필터는 상기 제1케이스의 외벽면과 상기 제2케이스의 외벽면 사이에 형성되는 출수 유로를 포함하고, 상기 이온교환수지 필터부의 하단은 상기 하우징의 내측 바닥면으로부터 이격되어 상기 복합 필터는 상기 이온교환수지 필터부를 통과한 원수가 상기 출수 유로를 통해 배출되도록 이루어질 수 있다.Wherein the composite filter includes an outflow channel formed between an outer wall surface of the first case and an outer wall surface of the second case, the lower end of the ion exchange resin filter portion being spaced from an inner bottom surface of the housing, And the raw water having passed through the ion exchange resin filter unit may be discharged through the outflow channel.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 복합 필터는, 상기 결정생성촉매 필터부와 상기 이온교환수지 필터부를 수용하도록 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 내주면을 마주보도록 배치되고, 원수에 존재하는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거하도록 이루어지는 프리 필터부를 포함하고, 상기 결정생성촉매 필터부는 다수의 결정생성촉매를 갖는 제1블럭으로 이루어지고, 상기 이온교환수지 필터부는 다수의 이온교환수지를 갖는 제2블럭으로 이루어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the composite filter includes: a housing formed to receive the crystal generation catalyst filter portion and the ion exchange resin filter portion; And a pre-filter portion disposed to face the inner circumferential surface of the housing and configured to remove at least one of particulate matter, organic matter and residual chlorine present in the raw water, wherein the crystal generation catalyst filter portion has a plurality of crystal generation catalysts Wherein the ion exchange resin filter portion comprises a first block and a second block having a plurality of ion exchange resins.

상기 제1블럭과 상기 제2블럭 중 어느 하나는 다른 하나를 감싸도록 형성되고, 상기 복합 필터의 유로 구조는, 원수가 상기 제1블럭과 상기 제2블럭에 의해 순차적으로 여과되도록 이루어질 수 있다.Wherein one of the first block and the second block is formed so as to surround the other of the first block and the second block, and the flow path structure of the composite filter may be such that raw water is sequentially filtered by the first block and the second block.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 결정생성촉매가 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 결정화를 촉진하고, 이온교환수지가 경도성 물질 또는 스케일 유발과 이온 교환을 하도록 이루어지므로, 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 물의 경도를 낮출 수 있다.According to the present invention having such a constitution, since the crystallization catalyst accelerates the crystallization of the hard substance or the scale-inducing substance and the ion exchange resin performs the ion exchange with the hard substance or the scale induction, Or scale-inducing materials. Accordingly, the present invention can lower the hardness of water.

결정생성촉매는 이온교환수지에 비해 월등히 수명이 길다는 장점을 갖지만, 이온교환수지에 비해 반응 속도가 느리고 물에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 완전히 제거할 수 없다는 단점을 갖는다. 그러나 본 발명의 이온교환수지는 결정생성촉매의 하류측에 배치되어 결정생성촉매에서 미처 여과되지 않는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하므로, 결정생성촉매의 단점을 보완할 수 있다.The crystal-forming catalyst has an advantage that it has a much longer life than an ion-exchange resin. However, it has a disadvantage that the reaction rate is slower than that of an ion-exchange resin and the hard or scaled material present in water can not be completely removed. However, the ion exchange resin of the present invention is disposed on the downstream side of the crystal formation catalyst to remove the hard or scaled material that does not undergo filtration in the crystal formation catalyst, so that the disadvantage of the crystal formation catalyst can be compensated.

이온교환수지는 결정생성촉매에 비해 반응 속도가 빠르다는 장점을 갖지만, 결정생성촉매에 비해 짧은 수명으로 인해 재생을 필요로 한다는 단점을 갖는다. 그러나 본 발명의 결정생성촉매는 이온교환수지의 상류측에 배치되어 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하므로, 이온교환수지에 인가되는 부하를 저하시킬 수 있으며 빈번한 재생을 필요로 한다는 단점을 보완할 수 있다.The ion exchange resin has an advantage that the reaction rate is faster than that of the crystal formation catalyst, but has a disadvantage that regeneration is required due to a short life time compared with the crystal formation catalyst. However, since the crystal-forming catalyst of the present invention is disposed on the upstream side of the ion exchange resin to remove the hard substance or the scale-inducing substance, the load applied to the ion exchange resin can be reduced and a frequent regeneration is required .

결정생성촉매는 이온교환수지의 단점을 보완하고, 이온교환수지는 결정생성촉매의 단점을 보완하므로, 상기 결정생성촉매와 상기 이온교환수지를 갖는 본 발명의 복합 필터는 결정생성촉매와 이온교환수지의 장점만을 가질 수 있다.Since the crystal-forming catalyst complements the disadvantages of the ion-exchange resin and the ion-exchange resin compensates for the disadvantage of the crystal-forming catalyst, the composite filter of the present invention having the crystal-forming catalyst and the ion- . ≪ / RTI >

또한 본 발명은, 결정생성촉매와 이온교환수지의 장점을 극대화할 수 있는 유로 구조를 제안하였다.The present invention also proposes a flow path structure capable of maximizing the advantages of a crystal formation catalyst and an ion exchange resin.

본 발명은 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질이 결정생성촉매에 의해 결정화되고 난 후, 상기 결정생성촉매로부터 자연적으로 분리될 수 있는 구조를 갖는다. 결정이 자연적으로 분리되는 구조에 의해 결정생성촉매는 다른 반응에 다시 참여할 수 있게 되므로, 복합 필터 전체의 성능이 향상됨을 물론 결정생성촉매는 재생 없이 계속해서 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 여과할 수 있다.The present invention has a structure that can be separated naturally from the crystal generating catalyst after the hard substance or the scale provoking substance is crystallized by the crystal generating catalyst. The structure in which the crystals are separated naturally allows the crystal-forming catalyst to participate again in the other reaction, so that the performance of the entire composite filter is improved. Of course, the crystal-forming catalyst can continuously filter the hard- or scale- have.

본 발명은 이온교환수지가 안정적으로 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 흡착할 수 있는 유로 구조를 갖는다. 안정적인 흡착을 통해 이온교환수지는 결정생성촉매에서 여과되지 못한 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 대부분 제거할 수 있다.The present invention has a flow path structure in which an ion exchange resin can stably adsorb a hard substance or a scale substance. Through stable adsorption, the ion exchange resin can remove most of the non-filtered hardness or scale-inducing material in the crystal formation catalyst.

또한 본 발명은, 돌출부를 이용하여 난류를 형성함으로써 복합 필터와 직렬로 연결될 다른 필터의 적정 유량 범위에서 결정생성촉매도 충분한 여과 성능을 가질 수 있는 구성을 제안하였다. 결정생성촉매가 최적 성능을 발휘하는 적정 유량은 상기 다른 필터와 다르지만, 다른 필터의 적정 유량 범위에서 결정생성촉매가 충분한 여과 성능을 가지도록 보완 구조를 제안함에 따라 상기 다른 필터와 본 발명의 복합 필터를 포함하는 여과 시스템 전체의 여과 성능이 향상될 수 있다. 또한 상기 보완 구조는 여과 시스템의 소형화 및 단순화 경향을 벗어나지 않는다.Further, the present invention proposes a configuration in which turbulence is formed by using protrusions so that the crystal generation catalyst can have a sufficient filtration performance in a proper flow range of other filters to be connected in series with the composite filter. The present inventors have proposed a complementary structure in which the crystal forming catalyst has a sufficient filtration performance in a proper flow rate range of other filters, while the optimum flow rate at which the crystal generating catalyst exhibits the optimum performance is different from that of the other filters. The filtration performance of the entire filtration system including the filtration system can be improved. In addition, the complementary structure does not deviate from the tendency to miniaturize and simplify the filtration system.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 보인 복합 필터의 단면도다.
도 2는 결정생성촉매의 매커니즘을 보인 개념도다.
도 3a는 이온교환수지의 매커니즘을 보인 개념도다.
도 3b는 이온교환수지의 재생을 보인 개념도다.
도 4는 결정생성촉매와 이온교환수지를 실험적으로 비교한 그래프다.
도 5는 본 발명의 제2실시예를 보인 복합 필터의 단면도다.
도 6은 본 발명의 복합 필터와 기타 필터를 직렬로 연결하여 2단의 여과 시스템을 구성한 개념도다.
도 7은 본 발명의 복합 필터와 기타 필터를 직렬로 연결하여 2단의 여과 시스템을 구성한 다른 개념도다.
도 8은 본 발명의 복합 필터와 기타 필터들을 직렬로 연결하여 3단의 여과 시스템을 구성한 개념도다.
도 9는 본 발명의 복합 필터와 기타 필터들을 직렬로 연결하여 3단의 여과 시스템을 구성한 다른 개념도다.1 is a cross-sectional view of a composite filter according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a concept showing the mechanism of the crystal generating catalyst.
FIG. 3A is a concept showing the mechanism of the ion exchange resin.
3B is a concept showing the regeneration of the ion exchange resin.
Fig. 4 is a graph showing an experimental comparison between a crystal generating catalyst and an ion exchange resin.
5 is a cross-sectional view of a composite filter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a concept diagram illustrating the construction of a two-stage filtration system by connecting the composite filter of the present invention and other filters in series.
FIG. 7 is another concept of a two-stage filtration system in which a composite filter of the present invention and other filters are connected in series.
FIG. 8 is a concept diagram illustrating the construction of a three-stage filtration system by connecting the composite filter of the present invention and other filters in series.
FIG. 9 is another concept in which a composite filter of the present invention and other filters are connected in series to constitute a three-stage filtration system.

이하, 본 발명에 관련된 복합 필터에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a composite filter according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. In the present specification, the same reference numerals are given to the same components in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first explanation. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 보인 복합 필터(100)의 단면도다.1 is a cross-sectional view of a composite filter 100 according to a first embodiment of the present invention.

프리 필터부(110)는 원수에 존재하는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거하도록 이루어진다. 프리 필터부(110)는 결정생성촉매 필터부(120)의 상류측에 배치된다. 상류측과 하류측이라는 것은 물의 흐름을 기준으로 하는 상대적인 위치의 개념이다. 물이 프리 필터부(110)를 먼저 통과하고 이어서 결정생성촉매 필터부(120)를 통과하는 경우에는, 프리 필터부(110)가 결정생성촉매 필터부(120)의 상류측에 형성된다고 설명할 수 있다. 도 1에서는 프리 필터부(110)가 결정생성촉매 필터부(120)의 상류측에 형성되는 것을 보이고 있다.The pre-filter unit 110 is configured to remove at least one of particulate matter, organic matter, and residual chlorine present in the raw water. The pre-filter unit 110 is disposed on the upstream side of the crystal generation catalyst filter unit 120. The upstream side and the downstream side are concepts of relative positions based on the flow of water. It is described that the pre-filter unit 110 is formed on the upstream side of the crystal generation catalyst filter unit 120 when water passes first through the pre-filter unit 110 and then through the crystal generation catalyst filter unit 120 . 1 shows that the pre-filter unit 110 is formed on the upstream side of the crystal generation catalyst filter unit 120.

프리 필터부(110)는 침전필터, 정전흡착필터 및 카본 블럭 필터로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 일부를 포함할 수 있다. 상기 필터들은 부직포를 포함할 수 있으며, 입수 부직포 필터로 명명될 수 있다. 프리 필터부(110)가 어떤 필터를 포함하느냐에 따라 프리 필터부(110)의 매커니즘이나 프리 필터부(110)에서 여과되는 이물질의 종류가 달라질 수 있다.The pre-filter unit 110 may include at least a part selected from the group consisting of a precipitation filter, an electrostatic adsorption filter, and a carbon block filter. The filters may include a nonwoven fabric and may be referred to as an incoming nonwoven filter. The mechanism of the pre-filter unit 110 and the type of the foreign matter to be filtered by the pre-filter unit 110 may vary depending on which filter the pre-filter unit 110 includes.

프리 필터부(110)는 속이 빈 원통 또는 속이 빈 다각 기둥으로 형성된다. 프리 필터부(110)의 속이 비어있는 부분을 중공부로 명명할 수 있다. 중공부는 결정생성촉매 필터부(120)와 이온교환수지 필터부(130)를 수용하는 영역이다.The pre-filter unit 110 is formed of hollow cylindrical or hollow polygonal columns. The hollow portion of the pre-filter unit 110 may be referred to as a hollow portion. The hollow portion is a region that accommodates the crystal generation catalyst filter portion 120 and the ion exchange resin filter portion 130.

프리 필터부(110)는 외주면과 내주면을 갖는다. 외주면은 하우징(150)을 내주면을 마주보는 면을 가리킨다. 내주면은 중공부에 배치되는 결정생성촉매 필터부(120)를 마주보는 면을 가리킨다. 프리 필터부(110)는 위에서 아래 방향으로 유동하는 원수를 여과하도록 이루어진다. 도 1의 화살표는 원수의 흐름을 표시한 것이다. 원수는 프리 필터부(110)를 통과하는 과정에서 1차적으로 여과된다.The pre-filter unit 110 has an outer peripheral surface and an inner peripheral surface. The outer circumferential surface refers to the surface of the housing 150 facing the inner circumferential surface. The inner circumferential surface refers to the surface facing the crystal formation catalyst filter portion 120 disposed in the hollow portion. The pre-filter unit 110 is configured to filter the raw water flowing in the top-down direction. The arrows in Fig. 1 indicate the flow of the enemy water. The raw water is primarily filtered during the passage through the pre-filter unit 110.

결정생성촉매 필터부(120)는 프리 필터부(110)의 하류측에 형성된다. 도 1은 결정생성촉매 필터부(120)가 프리 필터부(110)의 하류측에 형성되는 구성을 보이고 있다.The crystal generation catalytic filter section 120 is formed on the downstream side of the pre-filter section 110. 1 shows a configuration in which the crystal generation catalyst filter unit 120 is formed on the downstream side of the pre-filter unit 110. [

결정생성촉매 필터부(120)는 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하도록 이루어진다. 결정생성촉매 필터부(120)는 결정화를 통해 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어진다.The crystal generation catalytic filter unit 120 is configured to promote the reaction of bicarbonate anions with the hard or scaling substances present in the raw water. The crystal generation catalytic filter unit 120 is configured to remove the hard or scaled material from the raw water through crystallization.

결정생성촉매 필터부(120)는 제1케이스(121), 다수의 결정생성촉매(122) 및 돌출부(123)를 포함한다.The crystal generation catalyst filter unit 120 includes a first case 121, a plurality of crystal generation catalysts 122, and a protrusion 123.

제1케이스(121)는 프리 필터부(110)를 통과한 원수가 유입되도록 형성된다. 도 1을 참조하면 위에서 아래 방향으로 프리 필터부(110)를 통과한 원수가 제1케이스(121)의 아래에서부터 상기 제1케이스(121)의 내부로 유입되는 것을 확인할 수 있다.The first case 121 is formed so that raw water having passed through the pre-filter unit 110 flows. Referring to FIG. 1, it can be seen that raw water having passed through the prefilter 110 in the upward and downward directions flows into the first case 121 from below the first case 121.

제1케이스(121)는 중공부를 구비하며, 횡단면은 환형으로 형성될 수 있다. 제1케이스(121)의 횡단면이 환형이라는 것은, 제1케이스(121)가 중공부를 제외한 영역에 환형의 내부 공간을 갖는다는 것을 의미한다. 환형의 내부 공간은 다수의 결정생성촉매(122)가 충전되는 곳이다. 다만 제1케이스(121)의 형상이 반드시 이에 한정되어야만 하는 것은 아니다. 제1케이스(121)는 프리 필터부(110)에 의해 감싸이도록 배치될 수 있으나, 이 또한 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The first case 121 may have a hollow portion, and the cross-section may be formed in an annular shape. The fact that the cross section of the first case 121 is annular means that the first case 121 has an annular inner space in the region except for the hollow portion. The annular inner space is where a plurality of crystal generation catalysts 122 are charged. However, the shape of the first case 121 is not necessarily limited thereto. The first case 121 may be disposed to be surrounded by the pre-filter unit 110, but the present invention is not limited thereto.

제1케이스(121)는 프리 필터부(110)와의 경계를 형성한다. 제1케이스(121)의 외주면은 프리 필터부(110)의 내주면을 마주보도록 배치된다. 원수는 도 1을 기준으로 위에서 아래 방향으로 프리 필터부(110)를 통과하지만, 부분적으로 좌우로 유동할 수 있다. 그러나 제1케이스(121)에 의해 형성되는 경계에 의해 프리 필터부(110)를 통과하는 원수가 결정생성촉매 필터부(120)의 측면으로 유입되지는 않는다. 프리 필터부(110)의 외주면에는 하우징(150)이 배치되어 있고, 프리 필터부(110)의 내주면에는 제1케이스(121)가 배치되어 있으므로, 원수는 프리 필터부(110)를 통과하는 과정에서 정해진 유로로만 유동될 수 있다. 예를 들어 프리 필터부(110)에서 여과된 원수는 제1케이스(121)의 외벽면을 타고 흘러내릴 수 있다. 따라서 하우징(150)의 내주면과 제1케이스(121)의 서로 조합되어 전체적으로 위에서 아래 방향으로 흐르는 원수의 흐름을 형성하도록 이루어진다.The first case 121 forms a boundary with the pre-filter unit 110. The outer circumferential surface of the first case 121 is disposed to face the inner circumferential surface of the pre- The raw water passes through the prefilter 110 in a top-down direction with reference to FIG. 1, but can partially flow left and right. However, the raw water passing through the pre-filter unit 110 does not flow into the side of the crystal generation catalyst filter unit 120 due to the boundary formed by the first case 121. The housing 150 is disposed on the outer circumferential surface of the prefilter 110. The first case 121 is disposed on the inner circumferential surface of the prefilter 110 so that the raw water passes through the prefilter 110 As shown in Fig. For example, raw water filtered in the pre-filter unit 110 can flow down on the outer wall surface of the first case 121. Accordingly, the inner circumferential surface of the housing 150 and the first case 121 are combined with each other to form a flow of the raw water flowing in the top-down direction as a whole.

제1케이스(121)의 내부에는 다수의 결정생성촉매(122)가 투입(또는 충전)된다. 결정생성촉매(122)는 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하도록 이루어진다. 그리고 결정생성촉매(122)는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 결정화를 통해 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어진다. 결정생성촉매(122)의 매커니즘은 도 2를 참조하여 더욱 상세하게 후술한다.In the first case 121, a large number of crystal generation catalysts 122 are charged (or charged). The crystal formation catalyst 122 is made to promote the reaction of the bicarbonate anion with the hard or scaly material present in the raw water. And the crystal generation catalyst 122 is made to remove the hard or scaling material from the raw water through crystallization of the hard or scale-generating material. The mechanism of the crystal generation catalyst 122 will be described later in more detail with reference to FIG.

결정생성촉매 필터부(120)는 아래에서부터 위로 원수가 차오르는 형태의 유로 구조를 갖는다. 구체적으로 결정생성촉매 필터부(120)의 하단은 하우징(150)의 내측 바닥면으로부터 이격되어 상기 프리 필터부(110)를 통과한 원수가 상기 결정생성촉매 필터부(120)의 유로 구조로 차오르도록 형성된다. 결정생성촉매(122)는 상기 유로 구조에 차오르는 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어진다.The crystal generation catalyst filter unit 120 has a flow path structure in which raw water flows upward from below. Specifically, the lower end of the crystal generation catalytic filter unit 120 is separated from the inner bottom surface of the housing 150, and the raw water that has passed through the pre-filter unit 110 flows into the channel structure of the crystal generation catalytic filter unit 120 . The crystal generation catalyst 122 is configured to remove the hard or scaled material from the raw water entering the flow path structure.

결정생성촉매(122)의 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질 제거 성능을 향상시키기 위해서는, 결정생성촉매(122)가 존재하는 공간에 물이 차오르면서 여과가 이루어져야 한다. 결정생성촉매(122)가 존재하는 공간이란 원수가 통과하는 유로 구조를 가리키며, 도 1에서 제1케이스(121)의 내부 공간을 의미한다. 또한 물이 차오르는 유동을 상향유동(up-flow)라고 한다.In order to improve the hardness material or scale-inducing material removal performance of the crystal generation catalyst 122, the space where the crystal formation catalyst 122 is present needs to be filtered while water is rising. The space in which the crystal generating catalyst 122 is present refers to the channel structure through which the raw water passes and means the inner space of the first case 121 in FIG. The flow of water is also referred to as up-flow.

촉매란 화학반응을 촉진하거나 억제하는 역할을 하는 물질을 가리키며, 촉매는 반응 후에 생성물에 혼합되지 않고 원래대로 남게 된다. 본 발명의 결정생성촉매(122)도 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 결정 생성을 촉진하나, 반응 후에 생성물에 혼합되지 않고 원래대로 남게 된다. 결정 생성 촉진에 의해 생성된 결정이 결정생성촉매(122)로부터 분리되어야, 결정생성촉매(122)가 다른 반응에 관여할 수 있게 된다. 따라서 결정생성촉매(122)의 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질 제거 성능을 향상시키기 위해서는, 결정생성촉매(122)로부터 신속하게 결정을 분리시키는 것이 필요하다.Catalyst refers to a substance that plays a role in promoting or suppressing a chemical reaction, and the catalyst remains intact after mixing with the product after the reaction. The crystal-forming catalyst 122 of the present invention also promotes the crystal formation of the hard or scale-inducing material, but remains intact after mixing to the product after the reaction. When the crystal generated by promoting crystal formation is separated from the crystal formation catalyst 122, the crystal formation catalyst 122 can participate in another reaction. Therefore, in order to improve the hardness substance or the scale-inducing substance removing performance of the crystal generation catalyst 122, it is necessary to rapidly separate crystals from the crystal generation catalyst 122. [

결정생성촉매 필터부(120)가 아래에서부터 위로 원수가 차오르는 형태의 유로 구조를 가지면, 상기 유로 구조에 차오르는 원수가 결정생성촉매(122)에 부력을 제공하게 된다. 이 부력에 의해 결정생성촉매(122)의 유동은 활발해지게 되고, 이에 따라 결정생성촉매(122)로부터 결정이 분리될 수 있다. 결정생성촉매 필터부(120)가 아래에서부터 위로 원수가 차오르는 형태의 유로 구조를 가지면, 별도의 외력을 가하지 않고도 원수에 의해 제공되는 부력을 이용하여 자연스럽게 결정생성촉매(122)로부터 결정이 분리될 수 있다는 장점을 갖는다.When the crystal generation catalyst filter unit 120 has a flow path structure in which raw water flows upward from below, raw water coming into the flow path structure provides buoyancy to the crystal generation catalyst 122. By this buoyancy, the flow of the crystal generation catalyst 122 becomes active, whereby the crystal can be separated from the crystal generation catalyst 122. When the crystal generation catalyst filter unit 120 has a flow path structure in which raw water flows upward from below, crystals can be separated naturally from the crystal generation catalyst 122 using the buoyancy provided by the raw water without applying any external force .

만약 본 발명과 달리 결정생성촉매 필터부(120)가 위에서 아래로 원수가 떨어지는 형태의 유로 구조를 갖는다면, 별도의 외력을 가해야만 결정생성촉매(122)로부터 결정을 분리하는 효과를 기대할 수 있다. 이러한 형태의 유동을 상기 상향유동과 구분하여 하향유동(down-flow)이라 한다.Unlike the present invention, if the crystal generating catalyst filter unit 120 has a flow path structure in which raw water drops from the top to the bottom, an effect of separating crystals from the crystal generating catalyst 122 can be expected only by applying an external force . This type of flow is referred to as down-flow, distinguishing it from the upward flow.

제1케이스(121)의 내벽면은 다수의 결정생성촉매(122)를 감싼다. 다수의 결정생성촉매(122)는 결정생성촉매 필터부(120)의 내벽면으로 둘러싸인 내부 공간에 충전된다. 내벽면에는 돌출부(123)가 형성된다.The inner wall surface of the first case 121 surrounds a plurality of crystal generation catalysts 122. The plurality of crystal generation catalysts 122 are filled in the inner space surrounded by the inner wall surface of the crystal generation catalyst filter unit 120. A protrusion 123 is formed on the inner wall surface.

복합 필터(100)는 결정생성촉매 필터부(120)뿐만 아니라 프리 필터부(110)와 이온교환수지 필터부(130)를 포함하며, 도 6 내지 도 9에서 설명할 바와 같이 여러 추가적인 필터와 직렬로 연결되어 여과 시스템을 형성할 수 있다. 여과 시스템의 성능은 상기 여과 시스템을 형성하는 개개의 필터에 의해 결정된다. 그리고 개개의 필터의 성능은 원수의 유량에 의해 영향을 받으므로, 여과 시스템의 성능을 전체적으로 향상시키기 위해서는 개개의 필터를 통과하는 원수의 유량을 적정 범위로 유지해야 한다.The composite filter 100 includes a crystallization catalyst filter unit 120 as well as a prefilter unit 110 and an ion exchange resin filter unit 130 and is connected in series with various additional filters, To form a filtration system. The performance of the filtration system is determined by the individual filters forming the filtration system. Since the performance of individual filters is influenced by the flow rate of the raw water, in order to improve the performance of the filtration system as a whole, the flow rate of the raw water passing through each filter must be maintained in an appropriate range.

결정생성촉매 필터부(120)를 제외한 일반적인 필터는 유량이 증가할수록 여과 성능도 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보인다. 이러한 경향은 프리 필터부(110)에 사용될 수 있는 각종 필터들도 마찬가지이다. 그러나 결정생성촉매(122)를 포함하는 결정생성촉매 필터부(120)는 일반적인 필터와 달리 유량이 증가할수록 여과 성능이 감소하다가 증가하는 경향을 보인다. 이것은 결정생성촉매(122)가 원수의 활발한 유동에 영향을 받아 결정과 분리되어야만 다시 결정 생성을 촉진하는 반응에 참여할 수 있기 때문이다. 따라서 여과 시스템의 성능을 전체적으로 향상시키기 위해서는 다음과 같은 두 가지 방안을 고려해 볼 수 있다.The general filter except for the crystal generation catalytic filter unit 120 tends to increase the filtration performance as the flow rate increases, and then decrease again. This tendency is also true for various filters that can be used in the pre-filter unit 110. [ However, unlike a general filter, the crystal formation catalyst filter unit 120 including the crystal formation catalyst 122 has a tendency that the filtration performance decreases as the flow rate increases. This is because the crystal generation catalyst 122 can participate in a reaction that promotes crystal formation again only when it is separated from the crystal under the influence of the active flow of the raw water. Therefore, in order to improve the performance of the filtration system as a whole, the following two methods can be considered.

(1) 첫 번째는 각 필터별로 유량이 달리 설정되도록 여과 시스템을 구성하여 개개의 필터마다 적정 유량을 공급하는 방안이다. 이 방안은 개개의 필터마다 최상의 여과 성능을 발휘하게 할 수 있으므로, 여과 시스템의 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 그러나 각 필터별로 유량을 달리 설정하기 위해서는 필터와 필터 사이에 유량을 조절하는 별도의 장치가 필요하다. 이것은 공간 활용 및 위생 등을 이유로 여과 시스템이 소형화 및 단순화되는 경향에 맞지 않는다.(1) The first is to configure the filtration system so that the flow rate is set differently for each filter and supply the appropriate flow rate to each filter. This scheme can exhibit the best filtration performance for each filter, so that the performance of the filtration system can be dramatically improved. However, in order to set the flow rate for each filter differently, a separate device for controlling the flow rate between the filter and the filter is needed. This does not fit the tendency for the filtration system to become smaller and simpler due to space utilization and sanitation.

(2) 두 번째는 여과 시스템의 유량을 어느 일부에 필터에 적합한 유량의 범위로 설정하되, 다른 필터도 상기 설정된 유량의 범위 내에서 충분한 여과 성능을 발휘할 수 있도록 보완하는 것이다. 두 번째 방안은 첫 번째 방법에 비해 여과 시스템의 성능을 향상시키는 효과는 떨어질 수 있으나, 필터와 필터 사이에 유량을 조절하는 별도의 장치가 필요하지 않으므로, 여과 시스템의 소형화 및 단순화에 기여할 수 있다.(2) The second is to set the flow rate of the filtration system to a certain range of the flow rate suitable for the filter, while complementing the other filters so as to exhibit sufficient filtration performance within the set flow rate. The second method may reduce the effect of improving the performance of the filtration system as compared with the first method, but it may contribute to the miniaturization and simplification of the filtration system because a separate device for controlling the flow rate between the filter and the filter is not required.

본 발명에서는 여과 시스템의 소형화 및 단순화 경향에 따라 두 번째 방안을 채택하였다. 복합 필터(100)는 결정생성촉매(122)뿐만 아니라 프리 필터부(110)와 이온교환수지 필터부(130)도 포함하고, 나아가 복합 필터(100)는 다른 필터들과 결합되어 여과 시스템을 형성할 수도 있다. 따라서 만약 상기 프리 필터부(110)와 상기 다른 필터들의 성능을 상기 결정생성촉매(122)의 적정 유량에 맞춰 보완해야 한다면, 결정생성촉매(122)를 제외한 다른 필터들 각각에 대하여 보완 구조를 고려해야 하므로 과제의 해결이 복잡해진다.In the present invention, a second method is adopted in accordance with the tendency to reduce and simplify the filtration system. The composite filter 100 includes not only the crystal generating catalyst 122 but also the pre-filter unit 110 and the ion-exchange resin filter unit 130. Further, the composite filter 100 is combined with other filters to form a filtration system You may. Therefore, if the performance of the pre-filter unit 110 and the other filters must be compensated for in accordance with the proper flow rate of the crystal generation catalyst 122, a complementary structure should be considered for each of the other filters except for the crystal generation catalyst 122 The solution of the problem is complicated.

반대로 결정생성촉매(122)를 다른 필터들의 적정 유량에 맞춰 보완한다면, 결정생성촉매(122)의 보완만으로 여과 시스템 전체의 여과 성능을 향상시킬 수 있으므로 과제의 해결이 더욱 단순해진다. 단순한 방법으로 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는 프리 필터부(110)의 적정 유량 범위에서 결정생성촉매(122)의 여과 성능을 보완하는 방안으로, 제1케이스(121)의 내벽면에 형성되는 돌출부(123)를 채택하였다.On the other hand, if the crystal generation catalyst 122 is supplemented with the appropriate flow rate of the other filters, the filtration performance of the entire filtration system can be improved solely by solving the problem of solving the problem by supplementing the crystal generation catalyst 122. In order to solve the problem with a simple method, in the present invention, as a method for supplementing the filtration performance of the crystal generation catalyst 122 in a suitable flow rate range of the pre-filter unit 110, (123) was adopted.

앞서 설명한 바와 같이 결정생성촉매(122)는 유량이 증가할수록 여과 성능이 감소하다가 증가하는 경향을 갖는다. 따라서, 결정생성촉매(122)만을 고려한다면 여과 성능의 향상이 포화될 때까지 유량을 증가시키는 것이 바람직하다. 그러나 일반적이 필터는 유량이 증가할수록 여과 성능이 증가하다가 감소하는 경향을 가지며, 결정생성촉매(122)의 최적 유량보다 상대적으로 작은 유량 범위에서 높은 여과 성능을 갖는다.As described above, the crystal formation catalyst 122 has a tendency that the filtration performance decreases and increases as the flow rate increases. Therefore, if only the crystal generation catalyst 122 is considered, it is preferable to increase the flow rate until the improvement of the filtration performance is saturated. However, the general filter tends to increase and decrease the filtration performance as the flow rate increases, and has a high filtration performance in a flow rate range relatively smaller than the optimum flow rate of the crystal formation catalyst 122.

제1케이스(121)의 내벽면에 형성되는 돌출부(123)는 상대적으로 작은 범위의 유량에서 결정생성촉매(122)의 여과 성능을 향상시킬 수 있도록 이루어진다. 돌출부(123)는 원수의 입자와 충돌하여 원수의 흐름에 난류를 일으킨다. 복합 필터(100)를 통과하는 유량은 비록 결정생성촉매(122)의 최적 유량보다 작을지라도, 난류에 의해 결정생성촉매(122)로부터 결정의 분리가 이루어질 수 있다. 그리고 결정과 분리된 결정생성촉매(122)는 다른 반응에 다시 참여할 수 있게 된다. 따라서 제1케이스(121)의 내벽면에 형성되는 돌출부(123)는 난류의 형성을 통해 상대적으로 작은 유량 범위에서도 결정생성촉매(122)의 여과 성능을 향상시킬 수 있다.The protrusion 123 formed on the inner wall surface of the first case 121 is configured to improve the filtration performance of the crystal generation catalyst 122 at a relatively small flow rate range. The protrusions 123 collide with the particles of the raw water and cause turbulence in the flow of the raw water. Although the flow rate passing through the composite filter 100 is smaller than the optimum flow rate of the crystal generation catalyst 122, separation of crystals from the crystal formation catalyst 122 can be made by turbulent flow. And the crystal formation catalyst 122 separated from the crystal can participate again in the other reaction. Therefore, the protrusion 123 formed on the inner wall surface of the first case 121 can improve the filtration performance of the crystal formation catalyst 122 even in a relatively small flow rate range through the formation of turbulence.

돌출부(123)는 제1케이스(121)의 내벽면을 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 돌출부(123)가 나선형으로 형성되면, 원수가 나선형으로 형성된 돌출부(123)를 만나면서 난류를 형성할 수 있다.The protrusion 123 may be formed in a spiral shape along the inner wall surface of the first case 121. When the protrusion 123 is formed in a spiral shape, the raw water can form a turbulent flow while meeting the spiral protrusion 123 formed in a helical shape.

또한 돌출부(123)는 복수로 구비될 수 있으며, 복수의 돌출부(123)는 결정생성촉매 필터부(120)에 원수가 차오르는 방향을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 그리고 서로 이격되게 배치된 돌출부(123)에 의해 원수는 난류를 형성할 수 있다.The plurality of protrusions 123 may be disposed on the crystal generation catalyst filter unit 120 in a direction along which the raw water flows. The raw water can form a turbulent flow by the protrusions 123 arranged apart from each other.

이온교환수지 필터부(130)는 결정생성촉매 필터부(120)를 통과한 원수를 여과하도록 상기 결정생성촉매 필터부(120)의 하류측에 형성된다. 이온교환수지 필터부(130)는 이온 교환을 통해 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어진다.The ion exchange resin filter unit 130 is formed on the downstream side of the crystal generation catalyst filter unit 120 to filter the raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter unit 120. The ion exchange resin filter unit 130 is configured to remove the hard material or the scale material from the raw water through ion exchange.

본 발명에서 결정생성촉매 필터부(120)와 이온교환수지 필터부(130)의 배치 순서는 매우 중요한 의미를 갖는다. 배치 순서란 원수가 어떤 필터부를 먼저 통과하고 어떤 필터부를 그 다음에 통과하느냐와 관련된다.In the present invention, the arrangement order of the crystal generation catalyst filter unit 120 and the ion exchange resin filter unit 130 has a very important meaning. The placement order is concerned with which filter section passes first and which filter section is followed by the enemy.

결정생성촉매(122)의 결정화 과정에는 충분한 시간이 필요하다. 따라서 결정생성촉매(122)는 초기 반응 속도가 이온교환수지(132)에 비해 느리다는 단점을 갖는다. 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)의 반응 속도 비교는 도 4에서 확인할 수 있다. 그리고 결정생성촉매(122)는 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 100% 제거하기 어렵다는 단점을 갖는다.Sufficient time is required for the crystallization process of the crystal generation catalyst 122. Therefore, the crystal formation catalyst 122 has a disadvantage that the initial reaction rate is slower than that of the ion exchange resin 132. The reaction rate comparison between the crystal generation catalyst 122 and the ion exchange resin 132 can be seen in FIG. And the crystal generation catalyst 122 has a disadvantage that it is difficult to remove 100% of the hard or scaled material present in the raw water.

반면 결정생성촉매(122)는 결정화 반응에 참여하고 난 후 다시 다른 결정화 반응에 참여할 수 있다. 이것은 촉매의 특성으로부터 기인한다. 따라서 결정생성촉매(122)는 이온교환수지(132)에 비해 매우 긴 수명을 갖는다.On the other hand, the crystal formation catalyst 122 can participate in the crystallization reaction and then participate in another crystallization reaction. This is due to the characteristics of the catalyst. Therefore, the crystal generation catalyst 122 has a very long lifetime as compared with the ion exchange resin 132.

반대로 이온교환수지(132)는 이온 교환만으로 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거한다. 따라서 이온교환수지(132)는 초기 반응 속도가 매우 빠르다는 장점을 갖는다. 또한 이온교환수지(132)는 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 100%에 가깝게 제거할 수 있다는 장점을 갖는다.Conversely, the ion exchange resin 132 removes the hard or scaling material only by ion exchange. Therefore, the ion exchange resin 132 has an advantage that the initial reaction rate is very fast. The ion exchange resin 132 also has the advantage that it can remove almost 100% of the hard or scaling material present in the raw water.

반면 이온교환수지(132)는 교환되어야 할 이온의 소모로 인해 짧은 수명과 재생을 필요로 한다는 단점을 갖는다. 재생을 하지 않는 한 이온교환수지(132)는 어느 순간 더 이상 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거할 수 없게 된다. 그리고 이온교환수지(132)는 재생이 반복됨에 따라 점차 재생 효율이 저하된다는 단점도 갖는다.On the other hand, the ion exchange resin 132 has a disadvantage that short life and regeneration are required due to consumption of ions to be exchanged. Unless regenerated, the ion exchange resin 132 will no longer be able to remove the hard or scaled material at any moment. Further, the ion exchange resin 132 has a disadvantage that the regeneration efficiency gradually decreases as the regeneration is repeated.

본 발명에서는 이러한 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)의 장단점을 고려하여, 결정생성촉매 필터부(120)가 이온교환수지 필터부(130)의 상류측에 배치되고, 이온교환수지 필터부(130)가 결정생성촉매 필터부(120)의 하류측에 배치된다.In the present invention, in consideration of the advantages and disadvantages of the crystal generation catalyst 122 and the ion exchange resin 132, the crystal generation catalyst filter unit 120 is disposed on the upstream side of the ion exchange resin filter unit 130, The filter portion 130 is disposed on the downstream side of the crystal generation catalyst filter portion 120.

결정생성촉매 필터부(120)가 이온교환수지 필터부(130)의 상류측에 배치되면, 결정생성촉매(122)가 이온교환수지(132)에 앞서 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 먼저 제거할 수 있다. 이에 따라 이온교환수지(132)에 가해지는 부하가 줄어들게 된다. 여기서 말하는 부하란, 이온교환수지(132)가 제거해야할 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 양을 의미한다. 이온교환수지(132)는 이온 교환이라는 매커니즘을 통해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하므로, 이온교환수지(132)에 가해지는 부하가 줄어들게 된다. 이온교환수지(132)에 가해지는 부하가 줄어들게 되면 이온교환수지(132)의 수명과 재생주기가 연장될 수 있다. 따라서 결정생성촉매 필터부(120)가 이온교환수지 필터부(130)의 상류측에 배치되면, 결정생성촉매(122)가 이온교환수지(132)의 단점을 보완할 수 있다.When the crystal generation catalytic filter unit 120 is disposed on the upstream side of the ion exchange resin filter unit 130, the crystal generation catalyst 122 first separates a hard substance or a scale inducing substance from the raw water before the ion exchange resin 132 Can be removed. The load applied to the ion exchange resin 132 is reduced. Here, the load means the amount of the hard or scaled material that the ion exchange resin 132 should remove. The ion exchange resin 132 removes the hard substance or the scale inducing substance through the mechanism of ion exchange, so that the load applied to the ion exchange resin 132 is reduced. If the load applied to the ion exchange resin 132 is reduced, the lifetime and regeneration cycle of the ion exchange resin 132 can be extended. Therefore, when the crystal generation catalyst filter portion 120 is disposed on the upstream side of the ion exchange resin filter portion 130, the crystal generation catalyst 122 can compensate for the disadvantage of the ion exchange resin 132. [

만약 본 발명과 달리, 이온교환수지 필터부(130)가 결정생성촉매 필터부(120)의 상류측에 배치되면, 이온교환수지(132)에 가해지는 부하가 전혀 줄어들지 않게 된다. 따라서 이온교환수지(132)의 수명 및 재생 주기의 연장 효과도 기대할 수 없다.Unlike the present invention, when the ion exchange resin filter portion 130 is disposed on the upstream side of the crystal generation catalyst filter portion 120, the load applied to the ion exchange resin 132 is not reduced at all. Therefore, the life of the ion exchange resin 132 and the effect of extending the regeneration cycle can not be expected.

이온교환수지 필터부(130)가 결정생성촉매 필터부(120)의 하류측에 배치되면, 결정생성촉매(122)에 의해 미처 제거되지 못한 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 이온교환수지(132)가 마저 제거할 수 있다. 결정생성촉매(122)는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질를 100% 제거하지는 못하기 때문에 결정생성촉매(122)만으로는 물의 경도를 낮추는데 한계가 있다. 그러나 결정생성촉매(122)에 의해 제거되지 못한 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 이온교환수지(132)가 마저 제거한다면, 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질이 100%에 가깝게 제거될 수 있다. 따라서 이온교환수지 필터부(130)가 결정생성촉매 필터부(120)의 하류측에 배치되면, 이온교환수지(132)가 결정생성촉매(122)의 단점을 보완할 수 있다.When the ion exchange resin filter unit 130 is disposed on the downstream side of the crystal generation catalytic filter unit 120, the hard or hard scale substance or scale inducing substance, which has not been removed by the crystal generation catalyst 122, Can be removed. Since the crystal formation catalyst 122 can not remove 100% of the hard material or the scale generation material, the crystal formation catalyst 122 alone has a limitation in lowering the water hardness. However, if the ion exchange resin 132 even removes a hard or scaling material that has not been removed by the crystal generating catalyst 122, the hard or scaling material may be removed from the raw water as close as 100%. Therefore, when the ion exchange resin filter portion 130 is disposed on the downstream side of the crystal generation catalyst filter portion 120, the ion exchange resin 132 can compensate the disadvantage of the crystal generation catalyst 122.

만약 본 발명과 달리 결정생성촉매 필터부(120)가 이온교환수지 필터부(130)의 하류측에 배치되면, 이온교환수지(132)의 재생을 필요로 하는 시점 전까지는 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질이 100%에 가깝게 제거될 수 있을 것이다. 그러나 이온교환수지(132)의 재생을 필요로 하는 시점 이후로는 결정생성촉매(122)가 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 100%에 가깝게 제거할 수 없게 된다.If the crystal generation catalytic filter unit 120 is disposed downstream of the ion exchange resin filter unit 130, unlike the present invention, the ion exchange resin filter unit 130 may be made of a hard material Scale-inducing substances may be removed to near 100%. However, after the point in time when regeneration of the ion exchange resin 132 is required, the crystal generating catalyst 122 can not remove the hardness substance or the scale inducing substance as close as 100%.

이온교환수지 필터부(130)는 제2케이스(131) 및 다수의 이온교환수지(132)를 포함한다.The ion exchange resin filter unit 130 includes a second case 131 and a plurality of ion exchange resins 132.

제2케이스(131)는 결정생성촉매 필터부(120)를 통과한 원수가 유입되도록 형성된다. 제2케이스(131)는 결정생성촉매 필터부(120)와의 경계를 형성한다. 제2케이스(131)는 실질적으로 속이 빈 원기둥 또는 다각기둥 형태로 형성될 수 있다. 제2케이스(131)의 내부에는 다수의 이온교환수지(132)가 투입된다. 이온교환수지(132)의 매커니즘에 대하여는 도 3a와 도 3b를 참조하여 후술한다.The second case 131 is formed to introduce raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter unit 120. The second case 131 forms a boundary with the crystal generation catalyst filter portion 120. The second case 131 may be formed in a substantially hollow cylindrical shape or a polygonal columnar shape. A plurality of ion exchange resins 132 are inserted into the second case 131. The mechanism of the ion exchange resin 132 will be described later with reference to FIGS. 3A and 3B.

제2케이스(131)의 제1케이스(121)의 중공부에 배치될 수 있다. 다만, 유로 구조의 순서만 프리 필터부(110), 결정생성촉매 필터부(120), 이온교환수지 필터부(130)로 구성되고, 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)가 서로 구분되는 영역에 배치된다면, 제1케이스(121)와 제2케이스(131)의 구조와 배치는 반드시 도 1에 도시된 것에 한정되지 않는다.And may be disposed in the hollow portion of the first case 121 of the second case 131. It should be noted that only the order of the flow path structure is constituted by the pre-filter section 110, the crystal generation catalyst filter section 120 and the ion exchange resin filter section 130, and the crystal generation catalyst 122 and the ion exchange resin 132 The structure and arrangement of the first case 121 and the second case 131 are not necessarily limited to those shown in Fig.

이온교환수지 필터부(130)는 결정생성촉매 필터부(120)와 다른 유로 구조를 갖는다. 이온교환수지 필터부(130)의 안정적인 흡착 구간을 유지하기 위해서 이온교환수지(132)의 유동을 가급적 억제하는 것이 바람직하다. 만약 이온교환수지 필터부(130)가 결정생성촉매 필터부(120)와 마찬가지로 상향유동의 유로 구조를 갖는다면, 원수에 의해 제공되는 부력에 의해 이온교환수지(132)의 유동을 억제하기 어렵다. 따라서 본 발명의 이온교환수지 필터부(130)는 위에서 아래로 원수가 떨어지도록 형성되는 유로 구조를 갖는다. 위에서 아래로 원수가 떨어지는 유동은 하향유동(down-flow)에 해당한다.The ion exchange resin filter unit 130 has a flow path structure different from that of the crystal generation catalyst filter unit 120. It is preferable to suppress the flow of the ion exchange resin 132 as much as possible in order to maintain a stable adsorption section of the ion exchange resin filter section 130. If the ion exchange resin filter unit 130 has an upflow flow path structure like the crystal formation catalyst filter unit 120, it is difficult to suppress the flow of the ion exchange resin 132 due to buoyancy provided by the raw water. Therefore, the ion exchange resin filter unit 130 of the present invention has a flow path structure formed so that raw water drops from top to bottom. The flow of raw water falling from top to bottom corresponds to a down-flow.

도 1을 참조하면 결정생성촉매 필터부(120)의 상단과 이온교환수지 필터부(130)의 상단은 하우징의 내측 상단면으로부터 이격되어 있다. 이에 따라 결정생성촉매 필터부(120)를 통과한 원수는 이온교환수지 필터부(130)의 유로 구조로 떨어질 수 있다. 이온교환수지 필터부(130)가 이러한 유로 구조를 갖는다면, 제2케이스(131)의 내부에 충전되어 있는 이온교환수지(132)의 유동을 억제할 수 있으므로, 이온교환수지 필터부(130)는 안정적인 흡착 구간을 유지할 수 있다.Referring to FIG. 1, the upper end of the crystal generation catalyst filter unit 120 and the upper end of the ion exchange resin filter unit 130 are spaced apart from the inner upper end surface of the housing. Accordingly, the raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter unit 120 can fall into the flow path structure of the ion exchange resin filter unit 130. If the ion exchange resin filter unit 130 has such a flow path structure, it is possible to suppress the flow of the ion exchange resin 132 filled in the second case 131, A stable adsorption section can be maintained.

제1케이스(121)의 외벽면과 제2케이스(131)의 외벽면은 서로 이격되어 있을 수 있다. 제1케이스(121)의 외벽면과 제2케이스(131)의 외벽면 사이에 출수 유로(160)가 형성된다. 출수 유로(160)는 하우징(150)의 출수부(152)로 연결된다.The outer wall surface of the first case 121 and the outer wall surface of the second case 131 may be spaced apart from each other. An outflow channel (160) is formed between the outer wall surface of the first case (121) and the outer wall surface of the second case (131). The outflow channel 160 is connected to the outflow section 152 of the housing 150.

도 1을 참조하면, 이온교환수지 필터부(130)의 하단은 하우징(150)의 내측 바닥면으로부터 이격된다. 이에 따라 복합 필터(100)는 이온교환수지 필터부(130)를 통과한 원수가 출수 유로(160)를 통해 배출되도록 이루어진다.Referring to FIG. 1, the lower end of the ion exchange resin filter unit 130 is spaced from the inner bottom surface of the housing 150. Accordingly, the composite filter 100 is configured such that raw water having passed through the ion exchange resin filter unit 130 is discharged through the outflow channel 160.

복합 필터(100)는 프리 필터부(110), 결정생성촉매 필터부(120) 및 이온교환수지 필터부(130)를 수용하도록 이루어지는 하우징(150)을 포함한다. 하우징(150)에는 입수부(151)와 출수부(152)가 형성될 수 있다. 입수부(151)는 프리 필터부(110)로 물을 공급하도록 형성된다. 출수부(152)는 프리 필터부(110), 결정생성촉매 필터부(120), 이온교환수지 필터부(130) 및 출수 유로(160)를 순차적으로 통과한 물을 복합 필터(100)의 외부로 배출하도록 형성된다.The composite filter 100 includes a housing 150 configured to receive the pre-filter unit 110, the crystal generating catalyst filter unit 120, and the ion exchange resin filter unit 130. The housing 150 may have a water inlet 151 and a water outlet 152. The water-receiving portion 151 is formed to supply water to the pre-filter portion 110. The water outlet 152 communicates water that has passed through the pre-filter unit 110, the crystal generation catalyst filter unit 120, the ion exchange resin filter unit 130, and the water outlet channel 160 sequentially through the outside of the composite filter 100 As shown in FIG.

프리 필터부(110)가 하우징(150)의 내부에 배치되고 남은 공간에 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)가 각각 투입될 수 있다. 결정생성촉매 필터부(120)와 이온교환수지 필터부(130)는 블럭으로 이루어지는 것이 아니라 각각 다수의 결정생성촉매(122)와 다수의 이온교환수지(132)가 집합되어 형성된다. 따라서 하우징(150)의 남은 공간에 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)가 투입되면 프리 필터부(110)와 단일 필터를 형성할 수 있고, 복합 필터(100)의 크기를 소형화할 수 있다. 다만 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)는 서로 구분되는 공간에 투입되어야 하고, 프리 필터부(110), 결정생성촉매 필터부(120), 이온교환수지 필터부(130) 순의 유로 구조를 갖도록 배치되어야 한다.The pre-filter unit 110 may be disposed inside the housing 150, and the crystal generation catalyst 122 and the ion exchange resin 132 may be separately introduced into the remaining space. The crystal generation catalyst filter unit 120 and the ion exchange resin filter unit 130 are not formed of a block but are formed by collecting a plurality of crystal generation catalysts 122 and a plurality of ion exchange resins 132 respectively. Therefore, when the crystal generating catalyst 122 and the ion exchange resin 132 are injected into the remaining space of the housing 150, a single filter can be formed with the pre-filter unit 110, and the size of the composite filter 100 can be reduced . The crystal generation catalyst filter unit 120 and the ion exchange resin filter unit 130 must be placed in a space separated from each other. Should be arranged to have a flow path structure.

복합 필터(100)는 출수 부직포 필터(140)를 포함한다. 출수 부직포 필터(140)는 이온교환수지 필터부(130)의 출수 유로(160)에 배치된다. 출수 부직포 필터(140)는 이온교환수지 필터부(130)의 제2케이스(131)를 감싸도록 형성될 수 있으며, 출수 유로(160)를 통해 배출되는 원수로부터 잔여 이물질을 제거할 수 있다. 결정생성촉매(122)에 의해 생성된 결정들도 출수 부직포 필터(140)에 의해 여과될 수 있다.The composite filter (100) includes an outflow nonwoven filter (140). The outgoing nonwoven fabric filter 140 is disposed in the outflow channel 160 of the ion exchange resin filter unit 130. The outgoing nonwoven fabric filter 140 may be formed to enclose the second case 131 of the ion exchange resin filter unit 130 and may remove remaining foreign matter from the raw water discharged through the outflow channel 160. Crystals produced by the crystal generation catalyst 122 can also be filtered by the outflow nonwoven filter 140.

프리 필터부(110), 결정생성촉매 필터부(120) 및 이온교환수지 필터부(130)는 서로 손쉽게 결합 또는 분리되도록 각각 단위 모듈로 형성될 수 있다. 단위 모듈의 결정생성촉매 필터부(120)는 다른 단위 모듈인 프리 필터부(110)의 중공부에 삽입되고 결정생성촉매 필터부(120)는 또 다른 단위 모듈인 이온교환수지 필터부(130)에 삽입되어, 프리 필터부(110), 결정생성촉매 필터부(120) 및 이온교환수지 필터부(130)의 결합이 이루어질 수 있다.The pre-filter unit 110, the crystal generation catalyst filter unit 120, and the ion exchange resin filter unit 130 may be formed as a unit module so as to be easily coupled or separated from each other. Crystal formation of the unit module The catalytic filter part 120 is inserted into the hollow part of the pre-filter part 110 which is another unit module and the crystal generation catalytic filter part 120 is connected to the ion exchange resin filter part 130 which is another unit module. The coupling of the pre-filter unit 110, the crystal generation catalyst filter unit 120, and the ion exchange resin filter unit 130 can be performed.

이하에서는 결정생성촉매(122)가 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하는 매커니즘에 대하여 설명한다.Hereinafter, the mechanism by which the crystal generating catalyst 122 removes a hard substance or a scale inducing substance from raw water will be described.

도 2는 결정생성촉매(122)의 매커니즘을 보인 개념도다.Fig. 2 is a concept showing the mechanism of the crystal generation catalyst 122. Fig.

결정생성촉매(122)는 담체(122a)(catalyst support, carrier, 또는 supporting material)와 결정 시드(122c)를 포함한다.The crystal generation catalyst 122 includes a carrier 122a (catalyst support, carrier, or supporting material) and a crystal seed 122c.

담체(122a)는 음전하를 띄는 고분자로 이루어진다. 칼슘 양이온(10), 마그네슘 양이온(20)과 같은 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질은 양전하를 띈다. 따라서 담체(122a)가 음전하를 띄는 고분자로 이루어진다면 정전기적 인력에 의해 담체(122a)가 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 끌어당길 수 있다. 음전하는 띄는 고분자는 예를 들어 폴리아크릴레이트(polyacrylate)를 포함한다.The carrier 122a is made of a polymer having a negative charge. The hard or scale-inducing substances such as the calcium cation (10) and the magnesium cation (20) are positively charged. Accordingly, if the carrier 122a is made of a polymer having a negative charge, the carrier 122a can pull the hard or scaled material by electrostatic attraction. Negatively charged polymers include, for example, polyacrylates.

담체(122a)의 표면에는 여러 결정화 사이트(122b)가 형성된다. 결정화 사이트(122b)는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 결정화가 이루어지는 공간을 가리킨다. 결정화 사이트(122b)에는 결정 시드(122c)가 존재한다.A plurality of crystallization sites 122b are formed on the surface of the carrier 122a. The crystallization site 122b refers to a space where the crystallization of the hard substance or the scale substance occurs. In the crystallization site 122b, a crystal seed 122c exists.

결정 시드(122c)는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 결정으로 만드는 무기 소재다. 결정 시드(122c)는 칼슘과 마그네슘 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어 결정 시드(122c)는 탄산칼슘(칼슘 카보네이트, CaCO3) 결정과 탄산마그네슘(마그네슘 카보네이트, MgCO3) 결정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The crystal seeds 122c are inorganic materials that make a hard or scale-inducing material crystal. The crystal seed 122c comprises at least one of calcium and magnesium. For example, the crystal seed 122c may include at least one of calcium carbonate (calcium carbonate, CaCO 3 ) crystals and magnesium carbonate (magnesium carbonate, MgCO 3 ) crystals.

칼슘 양이온(10)이나 마그네슘 양이온(20)과 같이 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질은 결정생성촉매(122)에 접근하면 정전기적 인력에 의해 담체(122a)의 결정화 사이트(122b)에 모인다. 결정화 사이트(122b)에는 결정 시드(122c)가 존재하며, 결정 시드(122c)에 의해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질은 결정화된다. 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 결정화 반응식은 화학식 1과 화학식 2로 나타내어질 수 있다. MEDIA는 결정생성촉매(122)를 가리킨다.The hard or scaled material present in the raw water such as the calcium cation 10 or the magnesium cation 20 is attracted to the crystallization site 122b of the carrier 122a by an electrostatic attractive force when approaching the crystal generation catalyst 122 Gather. In the crystallization site 122b, there is a crystal seed 122c, and the hard seed material or the scale inducing material is crystallized by the crystal seed 122c. The crystallization formula of the hard substance or the scale inducing substance may be represented by the following formulas (1) and (2). MEDIA refers to the crystal formation catalyst 122.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Ca2 + + HCO3 - + MEDIA -> CaCO3(결정) + CO2 + H2O + MEDIACa 2 + + HCO 3 - + MEDIA -> CaCO 3 (crystal) + CO 2 + H 2 O + MEDIA

[화학식 2](2)

Mg2 + + HCO3 - + MEDIA -> MgCO3(결정)+ CO2 + H2O + MEDIAMg 2 + + HCO 3 - + MEDIA -> MgCO 3 (crystal) + CO 2 + H 2 O + MEDIA

결정생성촉매(122)는 화학식 1과 같이 원수에 존재하는 칼슘 양이온(Ca2 +)과 중탄산 음이온(HCO3 -)의 반응을 촉진한다. 또한 결정생성촉매(122)는 화학식 2와 같이 원수에 존재하는 마그네슘 양이온(Mg2 +)과 중탄산 음이온(HCO3 -)의 반응을 촉진한다. 결정생성촉매(122)는 화학식 1 반응과 화학식 2 반응의 촉진을 통해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 결정화에 기여한다.The crystal formation catalyst 122 promotes the reaction between the calcium cation (Ca 2 + ) and the bicarbonate anion (HCO 3 - ) present in the raw water as shown in Formula 1. Also, the crystal formation catalyst 122 promotes the reaction between the magnesium cation (Mg 2 + ) and the bicarbonate anion (HCO 3 - ) present in the raw water as shown in Formula 2. The crystal formation catalyst 122 contributes to the crystallization of the hard or scale-inducing substance through the reaction of the formula (1) and the reaction of the formula (2).

원수의 활발한 유동에 의해 결정(30)은 결정화 사이트(122b)에서 분리될 수 있다. 결정생성촉매(122)로부터 분리된 결정(30)은 도 1에서 설명하였던 출수 부직포 필터(140)에 의해 기계적으로 여과될 수 있다.The crystal 30 can be separated from the crystallization site 122b by the active flow of the raw water. The crystals 30 separated from the crystal generation catalyst 122 can be mechanically filtered by the outgoing nonwoven fabric filter 140 described in Fig.

이하에서는 이온교환수지(132)의 매커니즘과 재생에 관하여 설명한다.Hereinafter, the mechanism and regeneration of the ion exchange resin 132 will be described.

도 3a는 이온교환수지(132)의 매커니즘을 보인 개념도다.FIG. 3A is a concept showing the mechanism of the ion exchange resin 132. FIG.

이온교환수지(132)는 나트륨 양이온(Na+)과 작용기(SO3 -)를 갖는다. 이온교환수지(132)의 작용기(SO3 -)에 결합되어 있는 나트륨 양이온과 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질(칼슘 양이온 또는 마그네슘 양이온) 사이에는 선택도(또는 친화도) 차이가 존재하므로, 화학적 이온 교환이 발생할 수 있다. 작용기에 대한 칼슘 양이온의 친화도는 작용기에 있는 나트륨 양이온보다 크기 때문에, 작용기에 있는 나트륨 양이온은 작용기로부터 분리되고, 대신 칼슘 양이온이 작용기와 결합하게 된다. 마그네슘 양이온도 칼슘 양이온과 동일한 원리로 작용기와 결합하게 된다. 이러한 이온 교환 과정에 의해 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질이 제거될 수 있으며, 원수의 경도는 낮아질 수 있다.The ion exchange resin 132 has a sodium cation (Na +) and a functional group (SO 3 - ). There is a difference in selectivity (or affinity) between the sodium cation bonded to the functional group (SO 3 - ) of the ion exchange resin 132 and the hard or scaly substance present in the raw water (calcium cation or magnesium cation) Therefore, chemical ion exchange may occur. Since the affinity of the calcium cation to the functional group is greater than that of the sodium cation in the functional group, the sodium cation in the functional group is separated from the functional group, and instead, the calcium cation binds to the functional group. The magnesium cation also binds to the functional group on the same principle as the calcium cation. By this ion exchange process, the hard or scaled material can be removed from the raw water, and the hardness of the raw water can be lowered.

이온교환수지(132)는 화학적 이온 교환에 의해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하므로, 초기 반응 속도가 매우 빠르다는 장점을 갖는다. 그리고 이온교환수지(132)에 나트륨 양이온과 작용기가 존재하는 한 원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질은 계속해서 제거될 수 있다.The ion exchange resin 132 has the advantage that the initial reaction rate is very fast since it removes the hard or scaled material by chemical ion exchange. As long as sodium cations and functional groups are present in the ion exchange resin 132, the hard or scale-originating substances present in the raw water can be continuously removed.

그러나 이온교환수지(132)에 존재하는 나트륨 양이온과 작용기의 양은 한정적이다. 따라서 이온교환수지(132)가 화학적 이온 교환 작용을 반복할수록 이온 교환 성능은 점차 떨어지게 되고, 이온교환수지(132)의 성능을 회복하기 위해서는 재생을 하여야 한다.However, the amount of sodium cations and functional groups present in the ion exchange resin 132 is limited. Therefore, as the ion exchange resin 132 repeats the chemical ion exchange operation, the ion exchange performance gradually decreases. In order to recover the performance of the ion exchange resin 132, regeneration is required.

도 3b는 이온교환수지(132)의 재생을 보인 개념도다.FIG. 3B is a concept showing the regeneration of the ion exchange resin 132.

이온교환수지(132)를 재생하기 위해서는, 소금물(염을 포함하는 액체)에 이온교환수지(132)를 노출시킨다. 소금물에는 과량의 나트륨 양이온이 존재하기 때문에 나트륨 양이온과 칼슘 양이온 사이에는 농도 차이가 존재하고, 나트륨 양이온과 마그네슘 양이온 사이에도 농도 차이가 존재한다. 소금물에 존재하는 과량의 나트륨 양이온들이 재생 대상 이온교환수지(132)를 만나게 되면, 농도 차이에 의해 작용기에 결합된 칼슘 양이온 또는 마그네슘 양이온을 작용기로부터 탈착시키고 나트륨 양이온이 작용기에 결합된다.In order to regenerate the ion exchange resin 132, the ion exchange resin 132 is exposed to salt water (a liquid containing a salt). There is a difference in concentration between the sodium cation and the calcium cation, and there is also a difference in the concentration between the sodium cation and the magnesium cation because there is an excessive amount of sodium cation in the brine. When excessive sodium cations present in the brine meet the ion exchange resin 132 to be regenerated, the calcium cation or magnesium cation bound to the functional group is desorbed from the functional group by the difference in concentration and the sodium cation is bonded to the functional group.

이온교환수지(132)는 재생에 의해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질의 제거 성능을 회복할 수 있다. 다만, 재생의 반복에 따라 재생의 효율은 점차 감소한다. 그로 인해 이온교환수지(132)의 재생 주기가 짧아지게 되고, 이온 교환 성능의 회복 효과도 낮아지게 된다.The ion exchange resin 132 can recover the removal performance of the hard or scale-generating material by regeneration. However, the efficiency of the reproduction gradually decreases as the reproduction is repeated. As a result, the regeneration cycle of the ion exchange resin 132 is shortened, and the recovery effect of the ion exchange performance is also lowered.

그러나 본 발명은 이러한 이온교환수지(132)의 단점을 결정생성촉매(122, 도 2 및 도 2 참조)로 보완하였음을 이미 설명하였다. However, the present invention has already been described in which the disadvantage of such an ion exchange resin 132 is complemented by the crystal generation catalyst 122 (see Figs. 2 and 2).

도 4는 결정생성촉매(122)와 이온교환수지(132)를 실험적으로 비교한 그래프다.4 is a graph showing an experimental comparison between the crystal generating catalyst 122 and the ion exchange resin 132. Fig.

그래프의 가로축은 시간(분)이고, 세로축은 경도 저하율(water hardness reduction, %)을 가리킨다. 경도 저하율은 곧 원수로부터 경도성 물질과 스케일 유발 물질을 제거하는 여과 성능을 의미한다.The abscissa of the graph represents time (minutes), and the ordinate represents water hardness reduction (%). The rate of decrease in hardness means the filtration performance that removes the hard and hard materials from the raw water.

먼저 이온교환수지(132)의 그래프를 참조하면, 이온교환수지(132)는 초기부터 급격한 높은 여과 성능을 보인다. 이온교환수지(132)에 노출된 원수의 경도는 짧은 시간 내에 낮아지기 때문에, 이온교환수지(132)는 매우 빠른 초기 반응 속도를 가짐을 알 수 있다. 또한 이온교환수지(132)의 경도 저하율은 거의 100%에 육박하기 때문에, 이온교환수지(132)가 매우 우수한 여과 성능을 갖는다는 것을 확인할 수 있다.Referring first to the graph of the ion exchange resin 132, the ion exchange resin 132 shows a drastic high filtration performance from the beginning. The hardness of the raw water exposed to the ion exchange resin 132 is lowered in a short time, and therefore the ion exchange resin 132 has a very early initial reaction speed. In addition, since the rate of decrease in hardness of the ion exchange resin 132 is close to 100%, it can be confirmed that the ion exchange resin 132 has very excellent filtration performance.

그러나, 실험 결과를 살펴보면 이온교환수지(132)의 수명은 작동시간이 약 200분에 이르기 전에 끝난다. 이온교환수지(132)의 수명은 실험 조건에 따라 달라질 수 있으나, 실험 조건이 변경되더라도 이온교환수지(132)의 수명이 결정생성촉매(122)의 수명보다 짧다는 것은 변함이 없다. 따라서 이온교환수지(132)를 계속 사용하기 위해서는 반드시 재생이라는 과정을 거쳐야 한다.However, according to the experimental results, the lifetime of the ion exchange resin 132 ends before the operation time reaches about 200 minutes. Although the lifetime of the ion exchange resin 132 may vary depending on experimental conditions, it does not change that the lifetime of the ion exchange resin 132 is shorter than the lifetime of the crystal generation catalyst 122 even if the experimental conditions are changed. Therefore, in order to continue using the ion exchange resin 132, it is required to undergo a regeneration process.

이에 반해 결정생성촉매(122)의 그래프를 참조하면, 결정생성촉매(122)는 여과 성능은 이온교환수지(132)에 비해 느리게 증가한다. 이것은 결정생성촉매(122)가 이온교환수지(132)에 비해 느린 반응 속도를 가진다는 것을 의미한다. 그러나 결정생성촉매(122)의 여과 성능은 이온교환수지(132)와 달리 시간이 증가할수록 계속해서 완만하게 증가한다. 이것은 결정생성촉매(122)의 수명이 이온교환수지(132)에 비해 매우 길다는 것을 의미하며, 이온교환수지(132)와 달리 빈번한 재생을 필요로 하지 않는다는 것을 의미한다.On the other hand, referring to the graph of the crystal formation catalyst 122, the crystal formation catalyst 122 has a slower filtration performance than the ion exchange resin 132. This means that the crystal generation catalyst 122 has a slower reaction rate than the ion exchange resin 132. However, unlike the ion exchange resin 132, the filtration performance of the crystal generation catalyst 122 gradually increases with time. This means that the life of the crystal generation catalyst 122 is very long as compared with that of the ion exchange resin 132, and unlike the ion exchange resin 132, it does not require frequent regeneration.

결정생성촉매(122)가 이온교환수지(132)에 비해 월등히 긴 수명을 갖는 것은 매커니즘의 차이로부터 비롯된다. 이온교환수지(132)가 이온 간의 교환을 통해 원수로부터 경도성 물질이나 스케일 유발 물질을 제거하기 때문에, 시간이 지날수록 교환 가능한 이온의 수는 감소한다. 이에 반해 결정생성촉매(122)는 생성된 결정이 결정생성촉매로부터 분리되고 나면, 다시 결정을 생성하는 다른 반응에 참여할 수 있기 때문에 이온교환수지(132)보다 월등하게 긴 수명을 가질 수 있는 것이다.The reason why the crystal generation catalyst 122 has a much longer lifetime than the ion exchange resin 132 is due to the difference in mechanism. As the ion exchange resin 132 removes the hard or scaling material from the raw water through exchange of ions, the number of exchangeable ions decreases over time. On the other hand, the crystal formation catalyst 122 can have a much longer lifetime than the ion exchange resin 132 because the generated crystal can be participated in another reaction to generate crystals once the generated crystal is separated from the crystal formation catalyst.

본 발명의 복합 필터는 결정생성촉매(122)를 이용하여 재생을 필요로 하는 이온교환수지(132)의 단점을 보완하고, 이온교환수지(132)를 이용하여 초기 반응 속도가 느린 결정생성촉매(122)의 단점을 보완한다. 특히 이온교환수지(132)의 재생 주기가 길어짐에 따라 본 발명은 재생으로 인한 물 낭비나 환경 오염, 재생 효율의 감소 등의 문제를 해결할 수 있는 장점을 갖는다.The composite filter of the present invention complements the disadvantages of the ion exchange resin 132 that requires regeneration by using the crystal generation catalyst 122 and uses the ion exchange resin 132 to produce a crystal formation catalyst 122). Particularly, as the regeneration cycle of the ion exchange resin 132 becomes longer, the present invention has an advantage of solving the problems such as waste of water, regeneration of the environment and pollution due to regeneration.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 제2실시예를 보인 복합 필터(200)의 단면도다.5 is a cross-sectional view of a composite filter 200 according to a second embodiment of the present invention.

하우징(250)의 일측에 입수부(251)가 형성되고, 프리 필터부(110)는 입수부(251)로부터 원수를 공급받는다. 프리 필터부(110)는 원수에 존재하는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거하도록 이루어진다. 프리 필터부(110)는 외주면에서 내주면 방향으로 유동하는 원수로부터 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거할 수 있다.The prefilter unit 110 receives the raw water from the water intake unit 251. The prefilter unit 110 is provided with a water supply unit 251 at one side of the housing 250. The pre-filter unit 110 is configured to remove at least one of particulate matter, organic matter, and residual chlorine present in the raw water. The pre-filter unit 110 may remove at least one of particulate matter, organic matter, and residual chlorine from the raw water flowing in the direction of the inner circumferential surface from the outer circumferential surface.

프리 필터부(110)는 중공부를 구비한다. 프리 필터부(110)의 중공부에는 결정생성촉매 필터부(220)가 배치될 수 있다. 결정생성촉매 필터부(220)는 다수의 결정생성촉매(122, 도 2 참조)를 갖는 블럭(220)으로 이루어질 수 있다. 결정생성촉매를 갖는 블럭(200)은 이온교환수지 필터부(230)의 블럭과 구분하기 위해 제1블럭(220)으로 명명될 수 있다. 제1블럭(220)과 결정생성촉매 필터부(220)는 실질적으로 동일한 것이므로 제1블럭(220)의 도면부호는 결정생성촉매 필터부(220)의 도면부호와 동일하게 220을 부여하였다.The pre-filter unit 110 has a hollow portion. The crystal generating catalyst filter unit 220 may be disposed in the hollow portion of the pre-filter unit 110. The crystal generation catalyst filter unit 220 may be composed of a block 220 having a plurality of crystal generation catalysts 122 (see FIG. 2). The block 200 having a crystal generating catalyst may be referred to as a first block 220 to distinguish it from a block of the ion exchange resin filter unit 230. Since the first block 220 and the crystal generation catalyst filter unit 220 are substantially the same, reference numerals of the first block 220 are denoted by the same reference numerals as those of the crystal generation catalyst filter unit 220.

제1블럭(220)은 외주면에서 내주면 방향으로 유동하는 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어진다. 제1블럭(220)은 다수의 결정생성촉매를 가지므로 제1블럭(220)의 매커니즘은 앞서 설명한 결정생성촉매의 매커니즘과 동일하다. 결정은 결정생성촉매를 전단 방향(shear direction)으로 통과하는 원수에 의해 결정생성촉매로부터 분리될 수 있다.The first block 220 is configured to remove the hard or scaled material from the raw water flowing from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface. Since the first block 220 has a plurality of crystal generation catalysts, the mechanism of the first block 220 is the same as the mechanism of the crystal formation catalyst described above. The crystal can be separated from the crystal formation catalyst by the raw water passing through the crystal formation catalyst in the shear direction.

제1블럭(220)은 중공부를 구비한다. 제1블럭(220)의 중공부에는 이온교환수지 필터부(230)가 배치될 수 있다. 이온교환수지 필터부(230)는 다수의 이온교환수지(132, 도 3a 및 도 3b 참조)를 갖는 블럭(230)으로 이루어질 수 있다. 이 블럭(230)은 제1블럭(220)과 구분하기 위해 제2블럭(230)으로 명명될 수 있다. 제2블럭(230)과 이온교환수지 필터부(230)는 실질적으로 동일한 것이므로 제1블럭(230)의 도면부호는 결정생성촉매 필터부(230)의 도면부호와 동일하게 230을 부여하였다.The first block 220 includes a hollow portion. The ion exchange resin filter portion 230 may be disposed in the hollow portion of the first block 220. The ion exchange resin filter portion 230 may be composed of a block 230 having a plurality of ion exchange resins 132 (see FIGS. 3A and 3B). This block 230 may be referred to as a second block 230 to distinguish it from the first block 220. Since the second block 230 and the ion exchange resin filter unit 230 are substantially the same, reference numerals of the first block 230 are denoted by reference numerals 230 of the crystal generation catalyst filter unit 230.

제2블럭(230)은 외주면에서 내주면 방향으로 유동하는 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어진다. 제2블럭(230)은 다수의 이온교환수지(132)를 가지므로 제2블럭(230)의 매커니즘은 앞서 설명한 이온교환수지(132)의 매커니즘과 동일하다.The second block 230 is configured to remove the hard or scaled material from the raw water flowing from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface. Since the second block 230 has a plurality of ion exchange resins 132, the mechanism of the second block 230 is the same as the mechanism of the ion exchange resin 132 described above.

결정생성촉매 필터부(220)가 제1블럭(220)으로 이루어지고, 이온교환수지 필터부(230)가 제2블럭(230)으로 이루어짐에 따라 복합 필터(200)의 소재 집적도가 향상될 수 있다. 또한 이온교환수지(132)의 재생이 필요한 경우에는 제2블럭(230)만을 분리하여 재생한 후 다시 제1블럭(220)의 중공부에 삽입하면 된다. 따라서 블럭 구조는 재생의 편의성을 향상시킬 수 있다.The degree of integration of the material of the composite filter 200 can be improved by making the crystal generation catalyst filter unit 220 as the first block 220 and the ion exchange resin filter unit 230 as the second block 230 have. When regeneration of the ion exchange resin 132 is required, only the second block 230 is separated and regenerated, and then inserted into the hollow portion of the first block 220 again. Therefore, the block structure can improve the convenience of reproduction.

제2블럭(230)은 중공부를 구비한다. 제2블럭(230)의 중공부에는 출수 유로(260)가 배치될 수 있으며 출수 유로(260)는 제2블럭(230)으로부터 원수를 공급받는다. 그리고 출수 유로(260)는 출수부(252)에 연결되는 유로를 형성한다. 제1블럭(220)과 제2블럭(230)을 순차적으로 통과하면서 여과된 원수는 출수 유로(260)와 출수부(252)를 통해 하우징(250)의 외부로 배출될 수 있다.The second block 230 has a hollow portion. The outflow channel 260 may be disposed in the hollow portion of the second block 230 and the outflow channel 260 may receive the raw water from the second block 230. The outflow channel 260 forms a flow path connected to the water outlet 252. The filtered raw water can be discharged to the outside of the housing 250 through the outflow channel 260 and the water outlet 252. [

다만, 소재 집적도를 향상시키기 위한 블럭 구조가 반드시 도 5의 구조에 한정되는 것은 아니다. 입수부(251)와 출수부(252)의 위치에 따라 제1블럭(220)과 제2블럭(230) 중 어느 하나가 다른 하나를 감싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어 도 5와 달리 제2블럭(230)이 제1블럭(220)을 감싸도록 형성되는 구조도 가능하다. 다만 복합 필터의 유로 구조는, 원수가 상기 제1블럭(220)과 상기 제2블럭(230)에 의해 순차적으로 여과되도록 이루어져야 한다.However, the block structure for improving the degree of integration of materials is not necessarily limited to the structure of FIG. Either one of the first block 220 and the second block 230 may be formed to surround the other depending on the positions of the water inlet 251 and the water outlet 252. For example, unlike FIG. 5, a structure in which the second block 230 is formed to surround the first block 220 is also possible. However, the flow path structure of the composite filter should be such that raw water is sequentially filtered by the first block 220 and the second block 230.

이하에서는 본 발명의 복합 필터(100 또는 200)를 다른 필터와 직렬로 연결하여 여과 시스템을 구성한 여러 변형례에 대하여 설명한다. 복합 필터(100 또는 200)가 단일의 필터로 이루어진다면, 여과 시스템은 여러 개의 필터들의 집합으로 형성된다.Hereinafter, various modifications of the filtration system in which the composite filter 100 or 200 of the present invention is connected in series with other filters will be described. If the composite filter 100 or 200 consists of a single filter, then the filtration system is formed of a collection of several filters.

도 6은 본 발명의 복합 필터와 기타 필터를 직렬로 연결하여 2단의 여과 시스템을 구성한 개념도다.FIG. 6 is a concept diagram illustrating the construction of a two-stage filtration system by connecting the composite filter of the present invention and other filters in series.

여과 시스템은 두 필터를 2단으로 연결하여 형성된다. 상류측에는 본 발명의 복합 필터(100 또는 200)가 배치되고, 하류측에는 UF필터(300)(Ultrafiltration)가 배치된다. UF필터(300)는 압력차를 추진력으로 물을 여과하며, 기공과 용질의 크기 차이에 의해 물로부터 특정 물질을 분리한다. 복합 필터(100 또는 200)와 UF필터(300)는 직렬로 연결된다.The filtration system is formed by connecting two filters in two stages. The composite filter 100 or 200 of the present invention is disposed on the upstream side and the UF filter 300 (Ultrafiltration) is disposed on the downstream side. The UF filter 300 filters the water by the pressure difference as a driving force, and separates the specific substance from the water by the size difference between the pores and the solute. The composite filter 100 or 200 and the UF filter 300 are connected in series.

복합 필터(100 또는 200)의 프리 필터부(110 또는 210, 도 1 및 도 5 참조)에서는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나가 제거된다. 복합 필터(100 또는 200)의 결정생성촉매 필터부(120 또는 220, 도 1 및 도 5 참조)에서는 결정화라는 매커니즘에 의해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질이 제거된다. 복합 필터(100 또는 200)의 이온교환수지 필터부(130 또는 230, 도 1 및 도 5 참조)와 이온 교환이라는 매커니즘에 의해 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질이 제거된다. UF필터(300)는 복합 필터(100 또는 200)에서 여과된 물로부터 탁질, 콜로이드, 단백질, 미생물학적 오염균과 거대 유기분자를 제거할 수 있다.At least one of the particulate matter, the organic matter and the residual chlorine is removed in the pre-filter unit 110 or 210 (see Figs. 1 and 5) of the composite filter 100 or 200. Crystallization of the composite filter 100 or 200 In the catalytic filter portion 120 or 220 (see Figs. 1 and 5), the hardness substance or the scale inducing substance is removed by a mechanism called crystallization. The hard or scaled material is removed by the mechanism of ion exchange with the ion exchange resin filter portion 130 or 230 (see Figures 1 and 5) of the composite filter 100 or 200. The UF filter 300 may remove contaminants, colloids, proteins, microbiological contaminants and macromolecules from the filtered water in the composite filter 100 or 200.

도 7은 본 발명의 복합 필터와 기타 필터를 직렬로 연결하여 2단의 여과 시스템을 구성한 다른 개념도다.FIG. 7 is another concept of a two-stage filtration system in which a composite filter of the present invention and other filters are connected in series.

여과 시스템은 두 개의 필터를 2단으로 연결하여 형성된다. 상류측에는 본 발명의 복합 필터(100 또는 200)가 배치되고, 하류측에서는 UF필터부(300)와 포스트 카본 블럭 필터부(400)를 갖는 복합 필터(300, 400)가 배치된다. 상류측의 복합 필터(100 또는 200)와 하류측의 복합 필터(300, 400)를 서로 구분하기 위해, 상류측의 복합 필터(100 또는 200)를 제1 복합 필터(100 또는 200)로 명명하고 하류측의 복합 필터(300, 400)를 제2 복합 필터(300, 400)로 명명할 수 있다.The filtration system is formed by connecting two filters in two stages. The composite filter 100 or 200 of the present invention is disposed on the upstream side and the composite filters 300 and 400 having the UF filter unit 300 and the post carbon block filter unit 400 are arranged on the downstream side. The upstream side composite filter 100 or 200 is referred to as a first composite filter 100 or 200 in order to distinguish the upstream side composite filter 100 or 200 from the downstream side composite filter 300 or 400 And the downstream composite filters 300 and 400 may be referred to as second composite filters 300 and 400.

제2 복합 필터(300, 400)는 UF필터부(300)와 포스트 카본 블럭 필터부(400)를 하나의 하우징(미도시) 내에 구비한다. 제2 복합 필터(300, 400)의 포스트 카본 블럭 필터부(400)는 여과 시스템에서 번식할 수 있는 박테리아 등을 마지막으로 한번 더 걸러준다. 나머지 필터 또는 필터부에 대한 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음한다.The second composite filters 300 and 400 include a UF filter unit 300 and a post-carbon block filter unit 400 in a single housing (not shown). The post-carbon block filter unit 400 of the second composite filters 300 and 400 filters bacteria that can reproduce in the filtration system once more. The description of the remaining filters or filter portions is omitted above.

도 8은 본 발명의 복합 필터와 기타 필터들을 직렬로 연결하여 3단의 여과 시스템을 구성한 개념도다.FIG. 8 is a concept diagram illustrating the construction of a three-stage filtration system by connecting the composite filter of the present invention and other filters in series.

여과 시스템은 세 개의 필터를 3단으로 연결하여 형성된다. 상류측에는 본 발명의 복합 필터(100 또는 200)가 배치되고, 중류측에는 UF필터(300)가 배치되며, 하류측에는 카본 블럭 필터(400)가 배치된다. 복합 필터(100 또는 200), UF필터(300) 및 카본 블럭 필터(400)는 직렬로 연결된다.The filtration system is formed by connecting three filters in three stages. The composite filter 100 or 200 of the present invention is disposed on the upstream side, the UF filter 300 is disposed on the downstream side, and the carbon block filter 400 is disposed on the downstream side. The composite filter 100 or 200, the UF filter 300, and the carbon block filter 400 are connected in series.

도 7에서 설명하였던 제2 복합 필터(300 또는 400)가 하나의 하우징(미도시) 내에 UF필터부(300)와 포스트 카본 블럭 필터부(400)를 갖는 것과 달리, 도 8의 여과 시스템은 UF필터(300)와 카본 블럭 필터(400)를 각각 다른 하우징(미도시) 내에 구비한다는 점에서 차이가 있다.Unlike the second composite filter 300 or 400 described in FIG. 7 having the UF filter unit 300 and the post-carbon block filter unit 400 in a single housing (not shown), the filtration system of FIG. There is a difference in that the filter 300 and the carbon block filter 400 are respectively provided in different housings (not shown).

도 9는 본 발명의 복합 필터와 기타 필터들을 직렬로 연결하여 3단의 여과 시스템을 구성한 다른 개념도다.FIG. 9 is another concept in which a composite filter of the present invention and other filters are connected in series to constitute a three-stage filtration system.

상류측에는 카본 블럭 필터, 중류측에는 UF 필터가 배치되며, 하류측에는 복합 필터(100 또는 200)가 배치된다. 도 9의 여과 시스템은 도 8의 여과 시스템과 필터의 배치 순서만 다를 뿐 나머지 구성은 동일하다. 여과 시스템을 형성하는 필터들의 순서는 필요에 따라 설계 변경될 수 있다.A carbon block filter is disposed on the upstream side, a UF filter is disposed on the downstream side, and a composite filter 100 or 200 is disposed on the downstream side. The filtration system of FIG. 9 is different from the filtration system of FIG. 8 only in the arrangement order of the filters, but the rest of the configuration is the same. The order of the filters forming the filtration system can be modified as needed.

이상에서 설명된 복합 필터는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described composite filter is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the embodiments.

Claims (12)

원수에 존재하는 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하고, 결정화를 통해 상기 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어지는 결정생성촉매 필터부; 및
상기 결정생성촉매 필터부를 통과한 원수를 여과하도록 상기 결정생성촉매 필터부의 하류측에 형성되고, 이온 교환을 통해 상기 원수로부터 경도성 물질 또는 스케일 유발 물질을 제거하도록 이루어지는 이온교환수지 필터부를 포함하는 복합 필터.A crystal generating catalytic filter portion for promoting the reaction of the hard or amorphous substance present in the raw water with the bicarbonate anion and removing the hard substance or the scale provoking substance from the raw water through crystallization; And
And an ion exchange resin filter portion formed on the downstream side of the crystal generation catalyst filter portion to filter the raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter portion and to remove the hard or scaled material from the raw water through ion exchange filter. 제1항에 있어서,
상기 결정생성촉매 필터부는 다수의 결정생성촉매를 포함하고,
상기 결정생성촉매는, 상기 원수에 존재하는 칼슘 양이온과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하거나 상기 원수에 존재하는 마그네슘 양이온과 중탄산 음이온의 반응을 촉진하여, 상기 경도성 물질 또는 상기 스케일 유발 물질을 결정화시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 필터.The method according to claim 1,
Wherein the crystal generation catalyst filter portion includes a plurality of crystal generation catalysts,
The crystal generating catalyst may be a catalyst for promoting the reaction between the calcium cation and the bicarbonate anion present in the raw water or promoting the reaction between the magnesium cation and the bicarbonate anion present in the raw water to crystallize the hard or scaly- . 제1항에 있어서,
상기 결정생성촉매 필터부는 다수의 결정생성촉매를 포함하고,
상기 결정생성촉매는,
음전하를 띄는 고분자로 이루어지는 담체; 및
상기 담체의 결정화 사이트에 존재하며, 칼슘과 마그네슘 중 적어도 하나를 포함하는 결정 시드를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터.The method according to claim 1,
Wherein the crystal generation catalyst filter portion includes a plurality of crystal generation catalysts,
The above-mentioned crystal-
A carrier made of a polymer having a negative charge; And
And a crystal seed present in the crystallization site of said carrier and comprising at least one of calcium and magnesium. 제1항에 있어서,
상기 결정생성촉매 필터부는 아래에서부터 위로 원수가 차오르는 형태의 유로 구조를 갖고,
상기 이온교환수지 필터부는 위에서 아래로 원수가 떨어지는 형태의 유로 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 필터.The method according to claim 1,
The crystal generation catalyst filter unit has a flow path structure in which raw water flows upward from below,
Wherein the ion exchange resin filter unit has a flow path structure in which raw water drops from top to bottom. 제1항에 있어서,
상기 복합 필터는,
상기 결정생성촉매 필터부와 상기 이온교환수지 필터부를 수용하도록 형성되는 하우징; 및
상기 하우징의 내주면을 마주보도록 배치되고, 원수에 존재하는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거하도록 이루어지는 프리 필터부를 포함하고,
상기 결정생성촉매 필터부는,
상기 프리 필터부를 통과한 원수가 유입되도록 형성되고, 상기 프리 필터부와의 경계를 형성하는 제1케이스; 및
상기 제1케이스의 내부에 투입되는 다수의 결정생성촉매를 포함하며,
상기 이온교환수지 필터부는,
상기 결정생성촉매 필터부를 통과한 원수가 유입되도록 형성되고, 상기 결정생성촉매 필터부와의 경계를 형성하는 제2케이스; 및
상기 제2케이스의 내부에 투입되는 다수의 이온교환수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 필터.The method according to claim 1,
In the composite filter,
A housing formed to receive the crystal generation catalyst filter portion and the ion exchange resin filter portion; And
And a pre-filter portion disposed to face the inner circumferential surface of the housing and configured to remove at least one of particulate matter, organic matter, and residual chlorine present in the raw water,
The crystal generation catalyst filter unit may include:
A first case formed to receive raw water passing through the pre-filter unit and forming a boundary with the pre-filter unit; And
And a plurality of crystal generation catalysts injected into the first case,
Wherein the ion exchange resin filter unit comprises:
A second case formed to introduce raw water that has passed through the crystal generation catalyst filter unit and form a boundary with the crystal generation catalyst filter unit; And
And a plurality of ion exchange resins injected into the second case. 제5항에 있어서,
상기 제1케이스의 내벽면에는 나선형의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 필터.6. The method of claim 5,
And a spiral protrusion is formed on an inner wall surface of the first case. 제5항에 있어서,
상기 제1케이스의 내벽면에는 복수의 돌출부가 형성되고,
상기 복수의 돌출부는 상기 결정생성촉매 필터부에 원수가 차오르는 방향을 따라 서로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 복합 필터.6. The method of claim 5,
A plurality of protrusions are formed on an inner wall surface of the first case,
Wherein the plurality of protrusions are disposed apart from each other along a direction in which raw water flows in the crystal generation catalyst filter portion. 제5항에 있어서,
상기 결정생성촉매 필터부의 하단은 상기 하우징의 내측 바닥면으로부터 이격되어 상기 프리 필터부를 통과한 원수가 상기 결정생성촉매 필터부의 유로 구조로 차오르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 필터.6. The method of claim 5,
Wherein the lower end of the crystal generation catalyst filter portion is formed so that raw water that has passed through the pre-filter portion away from the inner bottom surface of the housing is introduced into the flow path structure of the crystal generation catalyst filter portion. 제5항에 있어서,
상기 결정생성촉매 필터부의 상단과 상기 이온교환수지 필터부의 상단은 상기 하우징의 내측 상단면으로부터 이격되어, 상기 결정생성촉매 필터부를 통과한 원수가 상기 이온교환수지 필터부의 유로 구조로 떨어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 필터.6. The method of claim 5,
The upper end of the crystal generation catalyst filter portion and the upper end of the ion exchange resin filter portion are spaced apart from the inner upper end surface of the housing so that raw water having passed through the crystal generation catalyst filter portion is formed to fall into the flow path structure of the ion exchange resin filter portion A composite filter characterized by. 제5항에 있어서,
상기 복합 필터는 상기 제1케이스의 외벽면과 상기 제2케이스의 외벽면 사이에 형성되는 출수 유로를 포함하고,
상기 이온교환수지 필터부의 하단은 상기 하우징의 내측 바닥면으로부터 이격되어 상기 이온교환수지 필터부를 통과한 원수가 상기 출수 유로를 통해 배출되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 필터.6. The method of claim 5,
Wherein the composite filter includes an outflow channel formed between an outer wall surface of the first case and an outer wall surface of the second case,
Wherein the lower end of the ion exchange resin filter portion is configured to discharge raw water passing through the ion exchange resin filter portion from the inner bottom surface of the housing through the outflow channel. 제1항에 있어서,
상기 복합 필터는,
상기 결정생성촉매 필터부와 상기 이온교환수지 필터부를 수용하도록 형성되는 하우징; 및
상기 하우징의 내주면을 마주보도록 배치되고, 원수에 존재하는 입자성 물질, 유기물질 및 잔류염소 중 적어도 하나를 제거하도록 이루어지는 프리 필터부를 포함하고,
상기 결정생성촉매 필터부는 다수의 결정생성촉매를 갖는 제1블럭으로 이루어지고,
상기 이온교환수지 필터부는 다수의 이온교환수지를 갖는 제2블럭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 필터.The method according to claim 1,
In the composite filter,
A housing formed to receive the crystal generation catalyst filter portion and the ion exchange resin filter portion; And
And a pre-filter portion disposed to face the inner circumferential surface of the housing and configured to remove at least one of particulate matter, organic matter, and residual chlorine present in the raw water,
Wherein the crystal generation catalyst filter portion comprises a first block having a plurality of crystal generation catalysts,
Wherein the ion exchange resin filter portion comprises a second block having a plurality of ion exchange resins. 제11항에 있어서,
상기 제1블럭과 상기 제2블럭 중 어느 하나는 다른 하나를 감싸도록 형성되고,
상기 복합 필터의 유로 구조는, 원수가 상기 제1블럭과 상기 제2블럭에 의해 순차적으로 여과되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 필터.12. The method of claim 11,
Wherein one of the first block and the second block is formed so as to surround the other of the first block and the second block,
Wherein the flow path structure of the composite filter is such that raw water is sequentially filtered by the first block and the second block.
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