KR20170116515A - 일체형 복합정수필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개별로 구성되는 각각의 정수필터를 하나의 일체형 필터로 형성시킨 일체형 복합정수필터에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 필터 내구성을 높혀 필터수명 및 교체시기를 연장시킴으로써 정수기의 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 필터를 통과하는 물의 유동속도를 빠르게 유지하면서도, 물 속 각종 세균, 바이러스 및 중금속을 효과적으로 제거할 수 있도록 정화효율을 향상시킨 일체형 복합정수필터에 관한 것으로,
본 발명에 따른 일체형 복합정수필터는, 필터 하우징(110) 내부에 구비되어 외측면에서 유입되는 물을 다단계의 정수 과정을 거친 후, 내부 중공의 유출로(11)를 통해 정화된 물을 유출시키는 일체형 복합정수필터에 있어서, 내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정강도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고, 잔류 염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(10); 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 나노 알루미늄 양전하가 내재되어 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드(Colloid)를 제거하는 양전하막(20); 및, 상기 양전하막(20)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 부유물을 제거하는 부직포층(30);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 일체형 복합정수필터는, 필터 하우징(110) 내부에 구비되어 외측면에서 유입되는 물을 다단계의 정수 과정을 거친 후, 내부 중공의 유출로(11)를 통해 정화된 물을 유출시키는 일체형 복합정수필터에 있어서, 내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정강도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고, 잔류 염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(10); 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 나노 알루미늄 양전하가 내재되어 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드(Colloid)를 제거하는 양전하막(20); 및, 상기 양전하막(20)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 부유물을 제거하는 부직포층(30);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 개별로 구성되는 각각의 정수필터를 하나의 일체형 필터로 형성시킨 일체형 복합정수필터에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 필터 내구성을 높혀 필터수명 및 교체시기를 연장시킴으로써 정수기의 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 필터를 통과하는 물의 유동속도를 빠르게 유지하면서도, 물 속 각종 세균, 바이러스 및 중금속을 효과적으로 제거할 수 있도록 정화효율을 향상시킨 일체형 복합정수필터에 관한 것이다.
현대에는 생활수준이 점점 향상되면서 건강에 대한 관심 또한 상대적으로 높아지고 있으며, 그중에서도 사람이 살아가는 데 가장 밀접하게 관계되는 먹는 물에 대한 관심이 높아지면서 정수기 산업 시장도 점점 확대되고 있는 추세이다.
통상 마시는 물은 크게 이미 정수 된 물이나 지하수 및 생수 등을 구입하여 마시는 경우와 정수기로 직접 정수하는 경우로 나뉜다. 하지만 최근 들어 지하수의 오염이 심각하고 업체에서 판매하는 생수도 오염되는 경우가 많아 직접 정수기를 사용하는 사람들이 늘어나고 있다. 이렇게 물에 대한 관심 많아지면서 예전에는 정수기를 음용수에만 사용하였으나 점점 그 사용범위를 확대되면서 주방에서 사용하는 조리용수에도 정수 된 물을 사용하고 있는 실정이다.
종래 정수기는 정수기 내부에 구비되는 정수기용 필터가 유입된 물을 정화시켜 배출하게 되는데, 정수기용 필터에 쓰이는 재료로는 카본필터, 세디먼트필터 및, UF멤브레인필터 등이 있다. 여기서 카본필터는 통상 제1필터와 제2카본필터로 나뉘는데, 제1필터는 선카본필터라고도 하며 염소성분 및 잔류 농약성분이나 세제성분등을 거르는 역할을 수행하고, 제2카본필터는 후카본필터라고도 하며 물에 함유되어 있는 여러가지 냄새를 제거하고 물맛을 좋게 하는 역할을 수행한다. 세디먼트필터는 고탁도의 필터로 입자가 큰 부유물들을 걸러내는 역할을 수행하며, UF멤브레인필터는 물 속 중금속이나 각종 미생물 및 세균을 걸러내는 역할을 수행한다.
이와 같은 정수기 필터는 각각의 필터 하우징 내부에 설치되며, 종래 정수기 내부에는 각각의 필터가 구비되는 다수의 필터 하우징이 장착되어 정수기의 부피가 커지고, 재료 및 설치비용이 증가하며, 유지보수가 불편한 문제점이 있었다.
이에, 특허등록 제10-1026928호(발명의 명칭:'정수필터 및 그 제조방법')에서는, PP(Poly Propylene) 부직포 원단에 각각의 필터 기능을 하도록 하는 세디먼트 필터층, ACF(Acitvated Carbon Fiber) 필터층, UF(중공사)필터층 및 코어(Core) 필터층을 형성시키면서 이를 각기 순차적으로 권취시킨 후 열가압시켜 일체형 정수필터를 형성함으로써, 종래 각각 개별로 구성되어 각기 다른 정화기능을 수행하는 필터들을 하나의 필터로 구성하는 것을 게시하고 있으나,
상기 일체형 필터의 경우, 코어(Core) 필터층을 PP 부직포를 다수겹으로 적층 형성시킴으로써, 내부 지지체로 기능하는 코어 필터층의 강도가 약해 필터 수명 짧고, 물의 지속적 유동으로 인해 정수시간이 경과될 수록 필터 내구성이 약해져 정수효율이 떨어지고, 필터 교체주기가 짧아져 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있으며, 정수필터의 마지막 단계에 코어(Core) 필터층이 존재하여 마지막 필터로 후카본필터가 위치하는 종래 정수필터에 비해 물맛이 떨어지는 문제점이 있고,
또한, 필터의 베이스 기재로 작용하는 원단 부직포에 ACF 필터층을 도포하여 필터층을 형성하게 되므로, 입상형 순수 카본을 소량의 바인더와 혼합 경화시켜 형성되는 종래 카본 필터층에 비해 카본밀도가 현저히 낮아 카본필터 정수효율이 떨어지는 문제점이 있으며,
특히, 종래 UF 필터층의 경우, 중공사로 구성되어 인장력이 약해, 정수시간을 단축시키기 위해 통과되는 물의 유속을 빠르게 하는 경우, 중공사가 잘 끊어지는 문제점이 있으며, 종래 UF필터층이 내부 기공도가 균일하지 못하고 통상 소수성을 띄고 있어, 친수성 물질에 비해 물의 유동 저항력이 높아 UF필터층의 유입측과 유출측 차압을 높게 유지하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 개별 필터 기능을 하나의 필터로 일체화시켜, 설치 및 유지보수 비용을 절감시킴과 더불어, 일체형 복합정수필터를 통해 최종 정화된 물 맛을 향상시킬 수 있도록 하며,
일체형 복합정수필터를 통과하는 필터간 물의 유동속도를 빠르게 유지하면서도, 물 속 각종 세균, 바이러스 및 중금속을 효과적으로 제거하여 정화효율을 현저히 향상시킬 수 있도록 하고,
또한, 일체형 복합정수필터의 내부 지지체 강도 및 필터 내구성을 향상시켜 필터 교체주기를 연장시키고, 유지보수 비용을 현저히 줄일 수 있도록 한다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 필터 하우징(110) 내부에 구비되어 외측면에서 유입되는 물을 다단계의 정수 과정을 거친 후, 내부 중공의 유출로(11)를 통해 정화된 물을 유출시키는 일체형 복합정수필터에 있어서, 내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정강도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고, 잔류 염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(10); 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 나노 알루미늄 양전하가 내재되어 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드(Colloid)를 제거하는 양전하막(20); 및, 상기 양전하막(20)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 부유물을 제거하는 부직포층(30);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합정수필터(1)를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 일체형 복합정수필터(1)에 있어서, 상기 양전하막(20)은, 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose Acetate)에 나노 알루미나 파이버(Nano Alumina Fiber)를 코팅시켜 형성될 수 있으며,
바람직하게는, 상기 카본블럭지지체(10)와 상기 양전하막(20) 사이는, 상기 양전하막(20)이 가지는 소정 탄성력을 이용하여 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면에 상기 양전하막(20)이 탄성적으로 감싸여 적층 밀착되고, 상기 양전하막(20)과 상기 부직포층(30) 사이는, 상기 양전하막(20)을 감싸며 적층되는 상기 부직포층(30)이 열가압되어 밀착될 수 있다.
본 발명에 따른 일체형 복합정수필터는, 다수 단계를 거쳐 정화되는 개별 필터 기능을 하나의 필터로 일체화시켜, 설치 및 유지보수 비용을 절감시킬 수 있음과 함께, 일체형 복합정수필터를 통해 최종 정화된 물 맛을 향상시킬 수 있고,
일체형 복합정수필터를 통과하는 필터간 압력 차이를 낮추고 물의 유동속도를 빠르게 유지하면서도, 물 속 각종 세균, 바이러스 및 중금속을 효과적으로 제거할 수 있어 정화효율을 월등히 향상시킬 수 있으며,
또한, 일체형 복합정수필터의 내부 지지체 강도 및 필터 내구성이 향상되어 필터 교체주기를 연장시키고, 유지보수 비용을 현저히 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터의 양측단부에 필터캡이 장착되는 것을 나타내는 사시도;
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터를 나타내는 정면도 및 단면도; 및
도 3은 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터가 필터 하우징 내부에 장착되어 물이 유동되는 과정을 나타내는 단면도;이다.
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터를 나타내는 정면도 및 단면도; 및
도 3은 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터가 필터 하우징 내부에 장착되어 물이 유동되는 과정을 나타내는 단면도;이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)의 양측단부에 필터캡(120)이 장착되는 것을 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)를 나타내는 정면도 및 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)가 필터 하우징(110) 내부에 장착되어 물이 유동되는 과정을 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)는, 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 크게, 필터 중심에 위치하여 필터 전체의 지지체로 기능하는 내부 중공 원통형의 카본블럭지지체(10)와, 상기 카본블럭지지체(10)의 외측면을 감싸며 소정두께로 권취되는 양전하막(20) 및, 상기 양전하막(20)의 외측면을 감싸며 소정두께로 권취되는 부직포층(30)을 포함하여 구성된다.
상기 카본블럭지지체(10)는, 도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 필터 중심에 위치하여 필터 전체를 지지하는 지지체로 기능함과 동시에, 전체 정수단계에 있어서 마지막 단계의 카본필터로 작용하며, 상기 양전하막(20)을 통과해 유입된 물이 최종적으로 통과되면서 물 속 잔류 염소 및 유기 화합물이 제거되고, 정수된 물의 물맛을 향상시켜 내부 중공의 유출로(11)를 따라 최종 필터에서 배출된다. 내부 중공의 원통형으로 형성되는 상기 카본블럭지지체(10)는, 야자각, 각종 목재류, 갈탄, 무연탄, 유연탄 등의 탄소질을 원료로 하는 입상 활성탄과, 접착체 및 경화제로 작용하는 바인더를, 혼합 교반시킨 후, 내부 중공의 원통형으로 성형 가공하고, 건조 및 경화시켜 소정강도로 제조할 수 있게 된다.
바람직하게는, 야자각을 원료로 하는 입상 활성탄에 바인더 및 바이오세라믹을 교반 혼합시킨 후, 건조 및 경화 제조하여 바이오세라믹 성분의 원적외선 효과를 통해 탈취 효과 및 물 맛을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)는, 종래 필터 지지체로 사용되는 다겹의 부직포층(30) 대신 소정강도를 가지는 상기 카본블럭지지체(10)를 사용함으로써, 오랜시간 지속적인 물의 유동에 따른 필터 내부 지지 강도가 약해지는 것을 방지하여 필터의 내구성 및 사용수명을 연장시킬 수 있고, 최종 필터단계에서 카본필터가 기능하여 정화를 거친 물의 최종 물맛을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 양전하막(20)은, 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 필터 지지체로 기능하는 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 나노 알루미늄 양전하가 내재되어 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드를 제거하게 된다.
바람직하게는, 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose Acetate)의 원료 기재에 나노 알루미나 파이버(Nano Alumina Fiber)를 코팅시켜 상기 양전하막(20)을 형성함으로써, 원료 기재인 셀룰로오스 아세테이트의 뛰어난 내구성을 통해, 양전하막(20)의 내구성 및 사용수명을 연장시키고, 상기 양전하막(20)의 유입부와 유출부의 물의 차압은 낮게 유지하면서 상기 양전하막(20)을 통과하는 물의 유속을 증가시켜 정수시간을 단축시킬 수 있도록 한다.
즉, 각종 세균, 바이러스 및 중금속 등을 제거하기 위해 중공사로 형성되는 종래 UF멤브레인필터의 경우, 종공사의 내구성이 약해, 정수시간의 단축을 목적으로 필터 유입부와 유출부의 물의 차압은 낮추면서 필터를 통과하는 물의 유속을 올리는 경우에 중공사가 쉽게 끊어져 필터 수명이 단축되는 문제점이 있었으나, 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)에 있어서, 통상 중공사에 비해 내구성이 월등히 뛰어난 것으로 알려진 셀룰로오스 아세테이트를 원료 기재로 사용함으로써, 물의 차압은 낮추고 물의 필터 통과 유속을 증가시켜 정수기간을 단축시킬 수 있게 되며, 셀룰로오스 아세테이트가 바이러스나 박테리아의 영양분으로 사용되지 않아 바이러스 등이 증식하지 못해 보다 위생적인 필터를 구성할 수 있게 된다.
또한, 각종 세균 및 바이러스 제거의 목적으로 종래 나노필터를 사용하는 경우도 있으며, 통상 나노필터의 경우, 원료 기재로 유리섬유를 사용하고 있어 붕소(Boron)의 유출 우려가 있으나, 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)의 양전하막(20)은 셀룰로오스 아세테이트를 원료 기재로 사용하여 붕소의 유출우려가 없고, 친환경 소재로 인체에 무해하며, 자연상태에서 자연분해가 되므로 폐기가 용이하고 환경 친화적인 장점이 있다.
상기 부직포층(30)은, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 양전하막(20)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 외측면에서 유입되는 물은 상기 부직포층(30)을 통과하면서 사이즈가 큰 녹 물질이나 토양 등의 물 속 부유물 등이 걸러져 상기 양전하막(20) 측으로 유동하게 된다.
바람직하게는, 상기 카본블럭지지체(10)와 상기 양전하막(20) 사이는, 상기 양전하막(20)이 가지는 소정 탄성력을 이용하여 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면에 상기 양전하막(20)이 탄성적으로 감싸여 적층 밀착되도록 결합시킴으로써, 카본블럭지지체(10)와 상기 양전하막(20)을 열가압으로 결합시키지 못하는 문제점을 해결하면서, 바인더 결합에 의한 인체 유해성을 방지하고, 물의 유동성을 원할하게 유지할 수 하도록 한다.
또한, 상기 양전하막(20)과 상기 부칙포층 사이는, 상기 양전하막(20)을 감싸며 적층되는 상기 부직포층(30)을 열가압시켜 밀착되도록 결합시킴으로써, 바인더 결합에 의한 인체 유해성을 방지할 수 있도록 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)의 정수과정을 간략히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 일체형 복합정수 필터의 양측단부에 각각 필터캡(120)이 장착되고, 특히, 상부단 필터캡(120)에는 일체형 복합정수 필터의 내부 중공과 연통되는 유출구(121)가 구비되며, 상기 유출구(121)의 외주면에는 필터 하우징(110) 배출단(112)에 끼워져 실링될 수 있도록 고무오링(122)이 마련되어 상기 필터 하우징(110)의 배출단(112) 내측면에 상기 필터 유출구(121)가 억지끼움으로 끼워져 결합되며, 필터 수용공간이 마련되는 필터 하우징(110)의 내부에 일체형 복합정수필터(1)가 장착된다.
상기 일체형 복합정수필터(1)가 장착된 필터 하우징(110)의 유입단(111)을 통해 원수가 필터 하우징(110) 내부로 유입되고, 유입된 원수는 필터 외측과 내부 중공의 유출로(11) 사이의 차압에 의해 상기 부직포층(30)의 외측에서 상기 유출로(11) 사이를 유동하게 되며, 일차로 상기 부직포층(30)을 원수가 통과하면서 원수 내에 존재하는 녹이나, 흙 등의 크기가 큰 부유물이 걸러져 상기 양전하막(20)으로 유동하게 된다. 상기 부직포층(30)을 통과한 물은, 상기 양전하막(20)에서 셀룰로오스 아세테이트에 코팅되어 있는 나노 알루미나 파이버의 전기흡착력을 통해 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드가 제거되어 상기 카본블럭지지체(10)로 유동하게 되며, 상기 카본블럭지지체(10)로 유입된 물은 카본 흡착력에 의해 잔류염소 및 유기화합물이 제거되고, 카본 흡착력 및 바이오 세라믹에서 방사되는 원적외선을 통해 탈취 및 물 맛이 향상되어 최종 상기 유출로(11)로 배출되며 유출로(11)로 배출된 물은 상기 배출단(112)을 통해 필터 하우징(110) 외부로 배출되게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 일체형 복합정수필터(1)는, 다수 단계를 거쳐 정화되는 개별 필터 기능을 하나의 필터로 일체화시켜, 설치 및 유지보수 비용을 절감시킬 수 있음과 함께, 일체형 복합정수필터(1)를 통해 최종 정화된 물 맛을 향상시킬 수 있고,
일체형 복합정수필터(1)를 통과하는 필터간 압력 차이를 낮추고 물의 유동속도를 빠르게 유지하면서도, 물 속 각종 세균, 바이러스 및 중금속을 효과적으로 제거할 수 있어 정수시간을 현저히 단축시킬 수 있고, 인체에 무해하며 수명이 다한 필터의 폐기가 용이하여 친환경적이며,
또한, 일체형 복합정수필터(1)의 내부 지지체 강도 및 필터 내구성이 향상되어 필터 교체주기가 연장되고, 유지보수 비용을 현저히 줄일 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
1 : 일체형 복합정수필터
10 : 카본블럭지지체 11 : 유출로
20 : 양전하막 30 : 부직포층
110 : 필터 하우징 111 : 유입단
112 : 배출단 120 : 필터캡
121 : 유출구 122 : 고무오링
10 : 카본블럭지지체 11 : 유출로
20 : 양전하막 30 : 부직포층
110 : 필터 하우징 111 : 유입단
112 : 배출단 120 : 필터캡
121 : 유출구 122 : 고무오링
Claims (3)
- 필터 하우징(110) 내부에 구비되어 외측면에서 유입되는 물을 다단계의 정수 과정을 거친 후, 내부 중공의 유출로(11)를 통해 정화된 물을 유출시키는 일체형 복합정수필터에 있어서,
내부 중공의 원통형으로 형성되며, 소정강도의 블럭으로 형성되어 필터의 지지체로 기능하고, 잔류 염소 및 유기 화합물을 제거하는 카본블럭지지체(10);
상기 카본블럭지지체(10)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 나노 알루미늄 양전하가 내재되어 각종 세균, 바이러스, 중금속 및, 콜로이드(Colloid)를 제거하는 양전하막(20); 및,
상기 양전하막(20)의 외주면을 감싸며 소정두께로 적층 형성되고, 외측면에서 유입되는 물 속 부유물을 제거하는 부직포층(30);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합정수필터(1).
- 제1항에 있어서,
상기 양전하막(20)은,
셀룰로오스 아세테이트(Cellulose Acetate)에 나노 알루미나 파이버(Nano Alumina Fiber)를 코팅시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 복합정수필터(1).
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 카본블럭지지체(10)와 상기 양전하막(20) 사이는,
상기 양전하막(20)이 가지는 소정 탄성력을 이용하여 상기 카본블럭지지체(10)의 외주면에 상기 양전하막(20)이 탄성적으로 감싸여 적층 밀착되고,
상기 양전하막(20)과 상기 부직포층(30) 사이는,
상기 양전하막(20)을 감싸며 적층되는 상기 부직포층(30)이 열가압되어 밀착되는 것을 특징으로 하는 일체형 복합정수필터(1).
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