KR20210034919A

KR20210034919A - 정수기

Info

Publication number: KR20210034919A
Application number: KR1020190116884A
Authority: KR
Inventors: 문형민; 김철호; 홍영훈; 박시준; 신현수
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2019-09-23
Filing date: 2019-09-23
Publication date: 2021-03-31
Also published as: CN114450079A; US20220332605A1; WO2021060785A1; EP4036065A1; EP4036065A4

Abstract

추출부의 잔류수 배출을 안정적으로 수행할 수 있는 정수기가 제공된다.
상기 정수기(100)는, 유입되는 물을 여과하는 역삼투막 필터(113)를 구비하는 필터부(110)와, 상기 필터부(110)에서 여과된 정수를 사용자에게 제공하는 추출부(160)와, 상기 추출부(160)를 통한 추출 종료 후 상기 역삼투막 필터(113)의 삼투현상을 이용하여 상기 추출부(160)에 잔류하는 잔류수가 상기 역삼투막 필터(113)를 통하여 배수되도록 하는 잔수 배수부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

정수기 {WATER PURIFIER}

본 발명은 역삼투막 필터를 포함하는 정수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 추출부에 잔류하는 잔류수의 배출이 가능한 역삼투 방식 정수기에 관한 것이다.

정수기는 하나 이상의 필터를 통하여 유입된 물을 여과한 후 외부로 배출하여 사용자에게 음용수를 공급하는 장치이다.

이러한 정수기는 코크나 파우셋 등으로 이루어지는 추출부를 통하여 사용자에게 정수를 제공하게 된다.

그러나, 종래의 정수기는 정수의 추출이 완료된 후 코크, 파우셋 등으로 구성되는 추출부에 구비되는 추출밸브가 닫히는 경우 추출부에 잔류수가 발생하게 된다. 즉, 추출밸브와 추출부 사이에 잔류수가 존재하게 되고, 이러한 잔류수는 외부공간에 노출된 상태가 되므로 추출부 내부의 이끼, 물때, 세균 등 주요 오염요인이 되고 있다.

이와 같이 오염된 잔류수는 추출부 내부를 오염시킬 뿐만 아니라, 추출부가 개방됨에 따라 새롭게 공급되는 정수와 함께 추출되므로 오염된 잔류수가 포함된 정수가 사용자에게 제공되는 문제점이 있다.

이러한 잔류수를 제거하기 위하여, 추출부 및 추출밸브와 연통되는 배수유로에 배수밸브를 설치한 후 추출이 종료된 후 추출밸브와 배수밸브를 개방하여 추출부의 잔류수를 배수유로를 통해 배출하는 기술이 제안된 바 있다.

그러나, 종래기술에 의하는 경우 배수유로 및 이에 설치되는 역류방지밸브로 인한 유로저항으로 인하여 잔류수의 배출이 원활하지 않다는 문제점이 있다. 특히, 배수유로의 길이, 즉 추출부 측 연결부분으로부터 최종 배출구까지의 길이가 긴 경우에는 사실상 잔류수 배출이 거의 이루어지지 않게 된다.

KR

2015-0104377

A

KR

2016-0142478

A

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 추출부의 잔류수 배출을 안정적으로 수행할 수 있는 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 추출 종료시 밸브를 통한 유로전환을 통해 별도의 동력에 의하지 않고도 자연적으로 추출부의 잔류수 배출을 수행할 수 있는 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은, 유입되는 물을 여과하는 역삼투막 필터를 구비하는 필터부; 상기 필터부에서 여과된 정수를 사용자에게 제공하는 추출부; 및 상기 추출부를 통한 추출 종료 후 상기 역삼투막 필터의 삼투현상을 이용하여 상기 추출부에 잔류하는 잔류수가 상기 역삼투막 필터를 통하여 배수되도록 하는 잔수 배수부;를 포함하는 정수기를 제공한다.

그리고, 상기 역삼투막 필터의 후단에는 상기 역삼투막 필터에서 여과된 정수가 배출되는 정수 배출유로와, 상기 역삼투막 필터에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 드레인 유로가 연결되며, 상기 잔수 배수부는 상기 추출부와 정수 배출유로를 연결하는 잔수 배수유로를 구비하고, 상기 추출부의 잔류수는 상기 역삼투막 필터의 삼투현상에 의하여 상기 잔수 배수유로 및 정수 배출유로를 거쳐 상기 역삼투막 필터에 유입된 후 상기 드레인 유로를 통해 배수될 수 있다.

또한, 상기 추출부는 정수 추출을 위한 추출밸브와 연결되며, 상기 잔수 배수유로는 상기 추출밸브와 정수 배출유로를 연결하도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 추출밸브는 잔류수의 배수가 이루어질 때 상기 추출부와 잔수 배수유로의 연통이 이루어지도록 작동될 수 있다.

또한, 상기 잔수 배수부는, 상기 잔수 배수유로에 설치되어 잔류수 배수 동작 시 개방되는 잔수 배수밸브를 추가로 구비할 수 있다.

이때, 상기 잔수 배수밸브는 잔류수의 배출을 위하여 미리 설정된 동작시간 동안 개방될 수 있고, 또한 상기 추출부의 추출이 종료된 후 미리 설정된 대기시간이 경과한 후 개방될 수 있다.

그리고, 상기 잔수 배수부는, 상기 잔수 배수유로에 설치되어 상기 정수 배출유로로부터 상기 추출부 방향으로 물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브를 추가로 구비할 수 있다.

또한, 상기 드레인 유로는 상기 역삼투막 필터에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 농축수 유로와, 상기 역삼투막 필터를 플러슁하기 위한 플러슁 유로를 포함하며, 상기 플러슁 유로에는 상기 역삼투막 필터의 플러슁이 이루어질 때 상기 플러슁 유로를 개방하는 플러슁 밸브가 설치될 수 있다. 이때, 상기 플러슁 밸브는 잔류수의 배수가 이루어질 때 개방될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 역삼투막 필터의 삼투현상을 이용하여 추출부의 잔류수 배출을 안정적으로 수행할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 역삼투막 필터의 삼투현상을 이용하므로, 추출 종료시 밸브를 통한 유로전환을 통해 별도의 동력에 의하지 않고도 자연적으로 추출부의 잔류수 배출을 수행할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정수기의 수배관도.
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 정수 추출시의 물 흐름을 도시한 수배관도.
도 3은 도 1에 도시된 정수기에서 추출부의 잔류수를 배수하는 경우의 물 흐름을 도시한 수배관도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 정수기의 수배관도.
도 5는 도 4에 도시된 정수기의 정수 추출시의 물 흐름을 도시한 수배관도.
도 6은 도 4에 도시된 정수기에서 추출부의 잔류수를 배수하는 경우의 물 흐름을 도시한 수배관도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정수기의 수배관도이고, 도 2는 도 1에 도시된 정수기의 정수 추출시의 물 흐름을 도시한 수배관도이며, 도 3은 도 1에 도시된 정수기에서 추출부의 잔류수를 배수하는 경우의 물 흐름을 도시한 수배관도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 정수기의 수배관도이고, 도 5는 도 4에 도시된 정수기의 정수 추출시의 물 흐름을 도시한 수배관도이며, 도 6은 도 4에 도시된 정수기에서 추출부의 잔류수를 배수하는 경우의 물 흐름을 도시한 수배관도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정수기(100)는, 필터부(110), 추출부(160) 및 잔수 배수부(150)를 포함하여 구성될 수 있으며, 추가로 가압부(120), 냉수생성부(130), 온수생성부(140) 및 이에 연결된 다수의 유로와 밸브를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 필터부(110)는 유입된 물을 여과하여 정수를 생성하기 위하여 역삼투막 필터(113)를 포함한 적어도 하나의 필터를 구비한다.

일 예로서, 상기 필터부(110)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 전처리 필터(111), 역삼투막 필터(113), 후처리 필터(115)를 포함하는 3개의 필터로 구성될 수 있다.

이때, 전처리 필터(111)는 일 예로서 세디먼트 필터와 프리카본 필터의 복합필터로 구성될 수 있고, 후처리 필터(115)는 일 예로서 포스트 카본 필터로 구성될 수 있으나, 전처리 필터(111)와 후처리 필터(115)를 구성하는 필터의 종류와 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 역삼투막 필터(113)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 전처리 필터(111)를 통해 유입된 물이 여과된다. 역삼투막 필터(113)의 내부에는 반투막으로 구성되는 역삼투막(MB)이 구비되어 역삼투압 필터(113)의 내부 공간을 여과측(S1)과 비여과측(S2)으로 구획할 수 있다.

이러한 역삼투막 필터(113)는 역삼투막(MB)에 삼투압 이상의 압력을 가하여 삼투 현상과는 반대로 고농도인 비여과측(S2)에서 저농도인 여과측(S1)으로 물이 이동하는 역삼투 현상을 이용하여 정수를 수행하는 필터이다.

즉, 역삼투막 필터(113)에 유입된 물은 비여과측(S2)에서 여과측(S1) 방향으로 이동하면서 여과가 수행되며, 여과측(S1)에는 역삼투막(MB)을 통과한 정수가 수용되고, 비여과측(S2)에는 역삼투막(MB)을 통과하지 못하여 이물질의 농도가 높은 물이 수용된다. 또한, 역삼투막 필터(113)의 여과측(S1)에는 역삼투막 필터(113)에서 여과된 정수가 배출되는 정수 배출유로(제3 유로)(L3)가 연결되고, 역삼투막 필터(113)의 비여과측(S2)에는 역삼투막 필터(113)에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 드레인 유로(LD)가 연결된다. 드레인 유로(LD)에 대해서는 후술하기로 한다.

한편, 필터부(110)에 구비되는 필터의 개수 및 종류는 전술한 내용에 한정되는 것은 아니다. 일 예로서 항균필터나 각종 기능성 필터가 추가되는 것도 가능하다.

한편, 필터부(110)를 포함한 정수기(100)의 내부에는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 물의 여과 및 다양한 부품의 설치를 위하여 다수개의 유로가 형성된다.

예를 들어, 원수는 제1 유로(L1)를 통하여 전처리 필터(111)에 공급되며, 전처리 필터(111)에서 여과된 정수는 제2 유로(L2)를 통해 가압부(120)를 거쳐 역삼투막 필터(113)에 공급된다. 이때, 제1 유로(L1)에는 원수를 일정량의 압력으로 조정하는 레귤레이터(VR1)가 설치될 수 있다.

또한, 필터부(110)로의 물의 공급 또는 공급차단을 위하여 온오프되는 피드밸브(V1)를 구비할 수 있으며, 이러한 피드밸브(V1)는 가압부(120)의 전단에 구비될 수 있으며, 예를 들어 제2 유로(L2)에 설치될 수 있다.

한편, 원수의 압력만으로는 역삼투막 필터(113)에서 충분한 여과가 이루어지지 않을 수 있으므로 역삼투막 필터(113)에 공급되는 물을 가압하기 위하여 가압부(120)가 구동된다. 즉, 가압부(120)는 정수의 생성시 구동되어 역삼투 현상의 구현에 충분한 압력의 물을 역삼투막 필터(113)에 공급하게 된다.

이러한 가압부(120)는 일 예로서 전처리 필터(111)의 후단과 역삼투막 필터(113)의 전단 사이의 제2 유로(L2)에 설치될 수 있으나, 역삼투막 필터(113)의 전단의 유로라면 그 위치는 제한되지 않는다. 또한, 가압부(120)는 예를 들어 펌프로 구성될 수 있다.

그리고, 가압부(120)의 전단의 유로에는 차단밸브(VT)가 설치될 수 있다. 이러한 차단밸브(VT)는 동작하지 않을 때에는 열려 있다가 동작시에는 닫히는 노말오픈(Normal Open)밸브일 수 있다. 예컨대, 차단밸브(VT)는 전기가 인가되지 않으면 열려 있다가 전기가 인가되면 닫힐 수 있다. 이에 따라, 전기가 인가되지 않아서 동작하지 않는 평상시에, 차단밸브(VT)는 열려 있을 수 있다. 그리고, 정전 등의 사고시나 가압부(120) 등의 고장시에 차단밸브(VT)에는 비상전원(도시되지 않음) 등에서 전기가 인가되어, 차단밸브(VT)가 동작함으로써 차단밸브(VT)가 닫힐 수 있다. 이에 따라, 사고나 고장 시, 물공급원의 물이 필터부(110)에 유입되는 것이 차단밸브(VT)에 의해서 차단될 수 있다.

또한, 역삼투막 필터(113)에서 여과된 정수는 정수 배출유로(제3 유로)(L3) 및 제4 유로(L4)를 통해 후처리 필터(115)로 공급된다. 이때, 역삼투막 필터(113)와 후처리 필터(115) 사이의 유로에는 흐르는 물의 압력을 일정한 수준으로 감압하는 감압밸브(VR2)와, 물이 역삼투막 필터(113) 측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브(VC1)가 설치될 수 있다.

그리고, 역삼투막 필터(113)를 통과하지 못한 농축수(생활용수)는 드레인 유로(LD)를 통해 배출된다.

상기 드레인 유로(LD)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 역삼투막 필터(113)에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 농축수 유로(LL)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 농축수 유로(LL)에는 농축수 유로(LL)를 통하여 배수되는 농축수의 양 또는 비율(역삼투막 필터로 유입된 물 중에서 정수로 배출되는 물과 농축수로 배출되는 물의 비율)을 제한하기 위하여 저항밸브(VL)가 설치될 수 있다. 즉, 저항밸브(VL)의 작은 유로 직경에 의해서 역삼투막 필터(113)에 여과압력이 형성되도록 하며, 이를 통해 일부의 물은 역삼투막 필터(113)을 막을 통과하여 여과되고 나머지 물은 농축수로서 배수가 이루어질 수 있다.

이와는 달리, 상기 드레인 유로(LD)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 역삼투막 필터(113)에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 농축수 유로(LL)에 더하여, 역삼투막 필터(113)에 정수시와는 반대방향으로 물을 공급하여 역삼투막 필터(113)를 플러슁(세척)하기 위한 용도로 주로 사용되는 플러슁 유로(LF)를 추가로 포함할 수 있다.

상기 플러슁 유로(LF)는 역삼투막 필터(113)의 후단과 저항밸브(VL)의 전단 사이에서 분기되는 유로로 형성되며, 플러슁 유로(LF)에는 플러슁 유로(LF)를 개폐하는 플러슁 밸브(VF)가 설치될 수 있다. 또한, 플러슁 유로(LF)에도 플러슁 유로(LF)를 통해 배수되는 물의 양 또는 비율을 제한하기 위하여 저항밸브(VR)가 설치될 수 있다.

이러한 플러슁 밸브(VF)는 드레인 유로(LD)를 통한 배수를 촉진하기 위하여 역삼투막 필터(113)의 플러슁이 이루어질 때 제어부(미도시)에 의해 개방되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 플러슁 밸브(VF)가 개방된 경우(도 6 참조)에는 농축수 유로(LL)와 플러슁 유로(LF)가 모두 개방된 상태가 되므로 드레인 유로(LD)를 통한 전체 배수량을 증가시킬 수 있다.

이외에도, 플러슁 밸브(VF)는 가압부(120)에 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하기 위하여 개방될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이 온수생성부(140)가 순간가열장치로 구성되고 물이 순간가열장치의 내부 유로를 유동하면서 가열되어 온수 추출이 이루어지는 경우, 정수 추출 또는 냉수 추출의 경우보다 유량이 작으므로 온수의 추출이 이루어질 때 가압부(120)의 과부하를 방지하기 위하여 플러슁 밸브(VF)가 개방될 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 추출부(160)의 잔류수를 배수하는 경우에도 잔류수의 배수를 원활하게 하기 위하여 플러슁 밸브(VF)가 개방되는 것도 가능하다(도 6 참조).

그리고, 드레인 유로(LD)의 말단에는 물이 역삼투막 필터(113) 측으로 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브(VC2)가 설치될 수 있다.

또한, 후처리 필터(115)에서 여과된 정수는 제5 유로(L5)를 통하여 유로분기부(M)에 공급된 후 유로분기부(M)에서 분기된 정수유로(L6), 냉수유로(L7), 온수유로(L8)에 공급된다. 이때, 유로분기부(M)로 공급되는 물의 유량을 검출하기 위하여 제5 유로(L5)에 유량센서(FS1)가 설치될 수 있다.

정수유로(L6)에는 정수공급밸브(V2)가 설치되며, 상온의 정수 추출이 이루어지는 경우 정수공급밸브(V2)가 개방된다. 또한, 냉수유로(L7)에는 냉수공급밸브(V3)와 냉수생성부(130)가 설치되며, 냉수의 추출이 이루어지는 경우 냉수공급밸브(V3)가 개방된다. 그리고, 온수유로(L8)에는 온수공급밸브(V4)와 온수생성부(140)가 설치되며, 온수의 추출이 이루어지는 경우 온수공급밸브(V4)가 개방된다.

그리고, 정수유로(L6)에서 공급되는 상온의 정수, 냉수유로(L7)에서 공급되는 냉수, 온수유로(L8)에서 공급되는 온수는 추출밸브(V5)의 개방에 의해 추출유로(L9)로 유입된 후 추출부(160)를 통해 사용자에게 제공된다. 이러한 추출부(160)는 필터부(110)에서 여과된 정수를 사용자에게 제공하기 위한 것으로서, 코크나 파우셋으로 구성될 수 있다. 또한, 정수유로(L6), 냉수유로(L7) 및 온수유로(L8)는 연결포트(CP2)를 통해 추출밸브(V5)와 연결될 수 있다.

한편, 냉수유로(L7)에 구비되는 냉수생성부(130)는 필터부(110)에서 여과된 정수가 빙축열조 내부의 냉수유동관을 통과하면서 빙축열조 내부의 빙축수와 열교환하여 냉수를 생성하는 빙축열 방식 냉수 생성장치로 구성될 수 있다. 그러나, 냉수생성부(130)는 이에 한정되지 않으며 냉수탱크에 수용된 물을 냉각장치에 의해 직접 냉각하는 저수식 냉수 생성장치로 구성되는 것도 가능하다.

그리고, 온수유로(L8)에 구비되는 온수생성부(140)는 유로를 통과하는 정수를 가열하여 사용자에게 온수를 공급하는 순간가열장치로 구성될 수 있다. 이 경우, 온수유로(L8)에는 온수생성부(140)의 가열용량을 제어하기 위하여 온수생성부(140)에 유입되는 물의 양을 측정하기 위한 유량센서(FS2)가 구비될 수 있다. 그러나, 온수유로(L8)에 구비되는 온수생성부(140)는 전술한 순간가열장치에 한정되는 것은 아니며, 가열장치를 구비하는 저탕식 온수탱크가 사용될 수도 있다.

마지막으로, 잔수 제거부(150)는 추출부(160)를 통한 추출 종료 후 역삼투막 필터(113)의 삼투현상을 이용하여 추출부(160)에 잔류하는 잔류수가 역삼투막 필터(113)를 통하여 배수되도록 한다.

이러한 잔수 배수부(150)는 추출부(160)와 정수 배출유로(제3 유로)(L3)를 연결하는 잔수 배수유로(151)를 구비할 수 있으며, 이에 따라 추출부(160)의 잔류수는 역삼투막 필터(113)의 삼투현상에 의하여 잔수 배수유로(151) 및 정수 배출유로(L3)를 거쳐 역삼투막 필터(113)에 유입된 후 드레인 유로(LD)를 통해 배수될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 추출부(160)를 통한 추출이 이루어지는 과정에서는 가압부(120)의 압력에 의하여 역삼투막 필터(113)에 역삼투 현상이 발생하여 비여과측(S2)에서 역삼투막(MB)을 거쳐 여과측(S1) 측으로 물이 이동하고, 비여과측(S2)에 이물질이 잔류하여 농축수가 되므로, 비여과측(S2)의 이물질(용질) 농도는 여과측(S1)의 농도보다 높게 된다.

그러나, 추출부(160)를 통한 추출이 종료되는 경우 가압부(120)가 정지하므로 역삼투막 필터(113)에 인위적으로 가해지는 압력이 제거되고 이로 인해 역삼투막 필터(113)에 삼투현상이 발생하게 된다. 즉, 비여과측(S2)의 이물질(용질) 농도가 여과측(S1)의 이물질 농도보다 높으므로, 농도가 낮은 여과측(S1)에서 농도가 높은 비여과측(S2)으로 물이 이동하게 되면서 여과측(S1) 방향에서 비여과측(S2) 방향으로 흡입력이 발생하게 된다. 이와 같이, 삼투현상에서 발생하는 흡입력은 추출부(160)에 잔류하는 잔류수를 드레인 유로(LD)를 통해 배출하기에 충분한 크기를 갖는다.

그리고, 정수 배출유로(제3 유로)(L3)에 연결포트(CP1)를 통하여 잔수 배수유로(151)가 연결되어 있고, 잔수 배수유로(151)가 추출부(160)에 연결되어 있으므로, 추출부(160)의 잔류수는 잔수 배수유로(151), 정수 배출유로(L3)를 거쳐 역삼투막 필터(113)의 여과측(S1)으로 유입되며, 여과측(S1)의 물은 삼투현상에 의해 비여과측(S2)으로 이동한 후 드레인 유로(LD)로 배출될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 추출부(160)에는 정수의 추출을 위하여 추출밸브(V5)가 구비되며, 잔류 배수유로(151)는 추출밸브(V5)를 통하여 추출부(160)와 연결될 수 있다. 따라서, 추출밸브(V5)는 잔류수의 배수가 이루어질 때 추출부(160)와 잔수 배수유로(151)의 연통이 이루어지도록 제어부(미도시)에 의해 작동될 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 6에서는 추출밸브(V5)가 하나의 밸브로 구성되어 있는 경우를 도시하고 있으나, 본 발명에 의한 정수기(100)에 구비되는 추출밸브(V5)는 정수의 추출기능과 함께 추출부(160)와 잔수 배수유로(151) 사이의 연통기능을 수행하기 위하여 복수의 단위밸브가 복합적으로 구성되는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 추출밸브(V5)는 정수 추출을 위한 유로전환밸브와 노말오픈(Normal Open)밸브가 복합적으로 구성될 수도 있고, 개폐밸브와 유로전환밸브가 복합적으로 구성되는 것도 가능하다. 이와 같이, 본 발명에 의한 정수기(100)에 구비되는 추출밸브(V5)는 전술한 추출기능과 연통기능을 수행할 수 있다면 이를 구성하는 단위밸브의 개수나 그 구체적 구조 등은 제한되지 않고 다양한 변경이 가능하다.

그리고, 잔수 배수부(160)는, 잔수 배수유로(151)에 설치되어 잔류수 배수 동작 시 개방되는 잔수 배수밸브(155)를 추가로 구비할 수 있다. 잔수 배수밸브(155)가 개방되어 잔수 배수유로(151)를 통해 잔류수의 이동이 가능하게 되므로, 잔수 배수밸브(155)의 개폐를 제어함으로써 역삼투막 필터(113)에서 삼투현상을 제어할 수 있다.

구체적으로, 추출부(160)의 추출 종료 후에 추출밸브(V5)를 통하여 추출부(160)와 잔수 배수유로(151)를 연통시키고, 잔수 배수밸브(155)를 개방하면 역삼투막 필터(113)의 삼투현상에 의하여 드레인 유로(LD)를 통해 추출부(160)의 잔류수가 배수가 이루어질 수 있다. 이때, 추출부(160)의 잔류수 배출이 종료된 이후에 잔수 배수밸브(155)가 개방된 상태가 계속 유지되면 추출부(160)를 통해 외부의 오염물질이 잔수 배수유로(151) 및 역삼투막 필터(113)에 유입될 수 있다. 따라서, 잔수 배수밸브(155)는 잔류수의 배출을 위하여 미리 설정된 동작시간 동안만 개방되도록 제어부에 의해 제어될 수 있으며, 이 경우 동작시간은 추출부(160)의 잔류수 배출이 충분히 이루어질 수 있는 시간으로 설정될 수 있다.

한편, 추출부(160)에서 추출이 종료된 후에 추출부(160)가 곧바로 또는 일정시간 이내에 반복 사용되는 경우가 있다. 이와 같이, 추출부(160)의 반복 사용 또는 잦은 사용이 있는 경우에는 추출부(160)에 잔류수가 잔류하는 시간이 짧아 오염 가능성이 낮으므로, 잔수 배수부(150)를 통한 잔류수 배수는 추출부(160)의 추출이 종료된 후 일정시간이 경과된 후 진행될 수 있다. 이를 위하여, 제어부(미도시)는 추출부(160)의 추출이 종료된 후 미리 설정된 대기시간이 경과한 후 잔수 배수밸브(155)가 개방되도록 잔수 배수밸브(155)의 개폐를 제어할 수 있다.

또한, 잔수 배수부(160)는, 잔수 배수유로(151)에 설치되어 정수 배출유로(L3)로부터 추출부(160) 방향으로 물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브(157)를 추가로 구비할 수 있다. 이러한 역류방지밸브(157)는 정수의 추출이 이루어지는 경우 역삼투막 필터(133)에서 배출된 정수가 잔수 배수유로(151)를 통해 추출부(160)로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 도 4 내지 도 6에 도시된 실시예의 경우, 드레인 유로(LD)는, 역삼투막 필터(113)에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 농축수 유로(LL)에 추가하여 역삼투막 필터(113)를 플러슁하기 위하여 플러슁 밸브(VF)가 설치된 플러슁 유로(LF)를 포함할 수 있다. 이 경우, 추출부(160)의 잔류수 배출을 용이하게 하기 위하여, 잔류수 배수가 이루어질 때 플러슁 밸브(VF)를 개방함으로써 잔류수가 농축수 유로(LL)와 플러슁 유로(LF)를 통해 배출되도록 할 수 있다.

다음으로, 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6을 참조하여 정수기(100)의 각각의 동작상태에서의 물 흐름에 대해 설명한다.

먼저, 도 2 및 도 5를 참조하여 정수, 냉수, 온수 추출시의 물 흐름에 대해 설명한다.

상온의 정수 추출 신호가 입력되면 제어부(미도시)는 피드밸브(V1), 정수공급밸브(V2), 추출밸브(V5)가 개방되도록 하고, 냉수공급밸브(V3), 온수공급밸브(V4) 및 잔수 배수밸브(155)를 차단하고, 가압부(120)가 구동되도록 한다. 또한, 차단밸브(VT)는 개방된 상태를 유지한다. 이에 따라 제1 유로(L1)로 유입된 원수는 전처리 필터(111), 가압부(120)를 거쳐 가압된 상태로 역삼투막 필터(113)로 유입되며, 역삼투막 필터(113)를 통과한 정수는 제3 유로(L3) 및 제4 유로(L4)를 거쳐 후처리 필터(115)에 유입된 후 추가 여과되며, 이후 정수유로(L6) 및 추출밸브(V5)를 거쳐 추출부(160)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.

그리고, 냉수 추출신호가 입력되면, 제어부(미도시)는 피드밸브(V1), 냉수공급밸브(V3), 추출밸브(V5)가 개방되도록 하고, 정수공급밸브(V2), 온수공급밸브(V4) 및 잔수 배수밸브(155)를 차단하고, 가압부(120)가 구동되도록 한다. 또한, 차단밸브(VT)는 개방된 상태를 유지한다. 이에 따라 제1 유로(L1)로 유입된 원수는 전처리 필터(111), 가압부(120)를 거쳐 가압된 상태로 역삼투막 필터(113)로 유입되며, 역삼투막 필터(113)를 통과한 정수는 제3 유로(L3) 및 제4 유로(L4)를 거쳐 후처리 필터(115)에 유입된 후 추가 여과되며, 이후 냉수유로(L7)를 통해 냉수생성부(130)에 유입되어 냉각된 후 추출밸브(V5)를 거쳐 추출부(160)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.

또한, 온수 추출신호가 입력되면, 제어부(미도시)는 피드밸브(V1), 온수공급밸브(V4), 추출밸브(V5)가 개방되도록 하고, 정수공급밸브(V2), 냉수공급밸브(V3) 및 잔수 배수밸브(155)를 차단하고, 가압부(120)가 구동되도록 한다. 그리고, 차단밸브(VT)는 개방된 상태를 유지한다. 이에 따라 제1 유로(L1)로 유입된 원수는 전처리 필터(111), 가압부(120)를 거쳐 가압된 상태로 역삼투막 필터(113)로 유입되며, 역삼투막 필터(113)를 통과한 정수는 제3 유로(L3) 및 제4 유로(L4)를 거쳐 후처리 필터(115)에 유입된 후 추가 여과되며, 이후 온수유로(L8)를 통해 온수생성부(140)에 유입되어 가열된 후 추출밸브(V5)를 거쳐 추출부(160)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.

또한, 상온의 정수, 냉수, 온수 각각의 추출 시에 역삼투막 필터(113)를 통과하지 못한 농축수는 도 2 및 도 5에 도시된 드레인 유로(LD)의 농축수 유로(LL)를 거쳐 배수된다. 이때, 플러슁 유로(LF)를 구비하는 도 5의 실시예의 경우, 플러슁 밸브(VF)가 폐쇄되도록 하여 농축수 유로(LL)를 통해서만 농축수의 배수가 이루어지도록 구성될 수 있지만, 플러슁 밸브(VF)가 개방되도록 하여 역삼투막 필터(113)를 통과하지 못한 농축수가 드레인 유로(LD)의 농축수 유로(LL)와 플러슁 유로(LF)를 거쳐 배수되도록 하는 것도 가능하다.

그리고, 상온의 정수, 냉수, 온수 각각의 추출이 종료되면 제어부는 피드밸브(V1) 등 밸브들을 차단하여 원수 공급을 차단하고 가압부(120)의 구동을 정지시키게 된다.

다음으로, 도 3 및 도 6을 참조하여, 추출부(160)의 잔류수를 배수하는 경우의 물 흐름에 대해 설명한다.

제어부(미도시)는, 추출부(160)의 추출이 종료된 후 미리 설정된 대기시간이 경과한 경우와 같이 미리 설정된 조건에 해당하는 경우 자동으로, 또는 사용자의 잔류수 배수 신호 입력에 의해 잔류수의 배수가 이루어지도록 밸브들의 개폐를 제어하도록 구성될 수 있다.

이 경우, 제어부는 피드밸브(V1), 정수공급밸브(V2), 냉수공급밸브(V3), 온수공급밸브(V4)가 폐쇄된 상태를 유지하고 가압부(120)가 정지상태가 유지되도록 하며, 추출밸브(V5)가 추출부(160)와 잔수 배출유로(151)를 연통시키도록 유로를 전환하고 잔수 배수밸브(155)가 개방된 상태가 되도록 한다.

추출부(160)와 역삼투막 필터(113) 사이의 유로가 개방된 상태이므로 역삼투막 필터(113)의 삼투현상에 의한 비여과측(S2)으로의 흡입력으로 인하여 추출부(160)에 잔류하는 잔류수는 잔수 배출유로(151), 정수배출유로(L3)를 거쳐 역삼투막 필터(113)의 여과측(S1)으로 유입되며, 이후 여과측(S1)의 물이 역삼투막(MB)을 통해 비여과측(S2)으로 흐르게 되고 드레인 유로(LD)를 통해 배출될 수 있다.

이 경우, 도 3에 도시된 실시예의 경우, 드레인 유로(LD)가 농축수 유로(LL)만을 포함하므로 비여과측(S2)의 물은 농축수 유로(LL)를 통해 배출된다.

한편, 플러슁 유로(LF)를 구비하는 도 6의 실시예의 경우에는 플러슁 밸브(VF)가 개방되도록 함으로써 비여과측(S2)으로 유입된 물이 드레인 유로(LD)의 농축수 유로(LL)(도 6의 화살표 ②)와 플러슁 유로(LF)(도 6의 화살표 ①)를 거쳐 배수되도록 하는 것도 가능하다. 다만, 도 6의 실시예에 있어서, 플러슁 밸브(VF)를 차단하는 것도 가능하며, 이 경우에 비여과측(S2)으로 유입된 물은 드레인 유로(LD)의 농축수 유로(LL)(도 4의 화살표 ②)를 통해서만 배출될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100... 정수기 110.... 필터부
111... 전처리 필터 113... 역삼투막 필터
115... 후처리 필터 120... 가압부
130... 냉수생성부 140... 온수생성부
150... 잔수 배수부 151... 잔수 배수유로
155... 잔수 배수밸브 157... 역류방지밸브
160... 추출부 CP1, CP2... 연결포트
FS1, FS2... 유량센서 L1... 제1 유로
L2... 제2 유로 L3... 제3 유로(정수 배출유로)
L4... 제4 유로 L5... 제5 유로
L6... 정수 유로 L7... 냉수 유로
L8... 온수 유로 L9... 추출 유로
LD... 드레인 유로 LF... 플러슁 유로
LL... 농축수 유로 M... 유로분기부
MB... 역삼투막 S1... 여과측
S2... 비여과측 V1... 피드밸브
V2... 정수공급밸브 V3... 냉수공급밸브
V4... 온수공급밸브 V5... 추출밸브
VC1, VC2... 역류방지밸브 VF... 플러슁 밸브
VL... 저항밸브 VR... 저항밸브
VR1... 레귤레이터 VR2... 감압밸브
VT... 차단밸브

Claims

유입되는 물을 여과하는 역삼투막 필터를 구비하는 필터부;
상기 필터부에서 여과된 정수를 사용자에게 제공하는 추출부; 및
상기 추출부를 통한 추출 종료 후 상기 역삼투막 필터의 삼투현상을 이용하여 상기 추출부에 잔류하는 잔류수가 상기 역삼투막 필터를 통하여 배수되도록 하는 잔수 배수부;
를 포함하는 정수기.
제1항에 있어서,
상기 역삼투막 필터의 후단에는 상기 역삼투막 필터에서 여과된 정수가 배출되는 정수 배출유로와, 상기 역삼투막 필터에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 드레인 유로가 연결되며,
상기 잔수 배수부는 상기 추출부와 정수 배출유로를 연결하는 잔수 배수유로를 구비하고,
상기 추출부의 잔류수는 상기 역삼투막 필터의 삼투현상에 의하여 상기 잔수 배수유로 및 정수 배출유로를 거쳐 상기 역삼투막 필터에 유입된 후 상기 드레인 유로를 통해 배수되는 정수기.
제2항에 있어서,
상기 추출부는 정수 추출을 위한 추출밸브와 연결되며,
상기 잔수 배수유로는 상기 추출밸브와 정수 배출유로를 연결하는 정수기.
제3항에 있어서,
상기 추출밸브는 잔류수의 배수가 이루어질 때 상기 추출부와 잔수 배수유로의 연통이 이루어지도록 작동되는 정수기.
제2항에 있어서,
상기 잔수 배수부는, 상기 잔수 배수유로에 설치되어 잔류수 배수 동작 시 개방되는 잔수 배수밸브를 추가로 구비하는 정수기.
제5항에 있어서,
상기 잔수 배수밸브는 잔류수의 배출을 위하여 미리 설정된 동작시간 동안 개방되는 정수기.
제6항에 있어서,
상기 잔수 배수밸브는 상기 추출부의 추출이 종료된 후 미리 설정된 대기시간이 경과한 후 개방되는 정수기.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잔수 배수부는, 상기 잔수 배수유로에 설치되어 상기 정수 배출유로로부터 상기 추출부 방향으로 물이 역류하는 것을 방지하는 역류방지밸브를 추가로 구비하는 정수기.
제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드레인 유로는 상기 역삼투막 필터에서 여과되지 않은 농축수가 배출되는 농축수 유로와, 상기 역삼투막 필터를 플러슁하기 위한 플러슁 유로를 포함하며,
상기 플러슁 유로에는 상기 역삼투막 필터의 플러슁이 이루어질 때 상기 플러슁 유로를 개방하는 플러슁 밸브가 설치되는 정수기.
제9항에 있어서,
상기 플러슁 밸브는 잔류수의 배수가 이루어질 때 개방되는 정수기.