KR20230145967A - 수처리 장치용 필터모듈 - Google Patents

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김영재
윤창환
권경환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 수처리 장치용 필터모듈은, 유입구와 배출구가 구비된 필터 하우징과, 상기 필터 하우징 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정수하여 상기 배출구로 공급하는 여과부재를 포함하는 필터를 복수 구비하기 위한 것으로, 원수가 1차로 통과하고, 중공형의 제1카본블럭이 내장된 프리필터와, 상기 프리필터를 통과한 물이 2차로 통과하는 중공사막필터(UF Membrane)와, 상기 중공사막필터를 통과한 물이 3차로 통과하는 중공형의 제2카본블럭, 및 상기 제2카본블럭을 통과한 물이 4차로 통과하는 정전흡착 부직포를 포함한다.

Description

수처리 장치용 필터모듈 {filter module for water dispensing apparatus}
본 발명은 정전흡착 기능을 갖는 수처리 장치용 필터모듈에 관한 것이다.
정수기, 냉장고 등의 워터 디스펜싱 장치는 수돗물이나 지하수와 같은 원수를 정수하는 장치를 말한다. 즉, 다양한 정수방법을 통하여 원수를 음용수로 전화하여 제공하기 위한 장치를 말한다.
정수를 생성하기 위해서는, 침전, 여과 그리고 살균 등의 과정을 거칠 수 있으며, 이러한 과정 등을 통해 유해 물질이 제거됨이 일반적이다.
일반적으로, 워터 디스펜싱 장치에는 원수를 정수하기 위하여 다양한 필터들이 구비될 수 있다. 이러한 필터들은 그 기능에 따라 세디먼트 필터, 활성탄 필터, UF 중공사막 필터, RO 멤브레인 필터 등으로 구분될 수 있다.
상기 세디먼트 필터는 원수 내의 입자가 큰 오염물이나 부유물을 침전시키기 위한 필터라 할 수 있으며, 활성탄 필터는 입자가 작은 오염물, 잔류 염소, 휘발성 유기 화합물이나 냄새 발생 인자들을 흡착하여 제거하기 위한 필터라 할 수 있다.
또한, 상기 활성탄 필터는 일반적으로 두 개 구비될 수 있다. 즉, 원수 측에 구비되는 프리 활성탄 필터(pre carbon filter)와 정수 측에 구비되는 포스트 활성탄 필터(post carbon filter)로 구비될 수 있다. 상기 포스트 활성탄 필터는 주로 정수의 맛에 영향을 미치는 냄새 유발 물질을 제거하여 물맛을 향상시키기 위하여 구비될 수 있다.
또한, UF 중공사막 필터와 RO 멤브레인 필터는 양자가 선택적으로 사용됨이 일반적이다.
최근 정수기 또는 정수기능을 갖는 냉장고의 수요가 현저히 증가되고 있다. 따라서, 다양한 요구 조건이 발생되고 이를 동시에 만족시키기 어려운 문제가 있다.
일례로, RO 멤브레인 필터를 적용하는 중금속의 제거가 가능하나, 정수 유량을 확보하기 어려운 문제가 있다. 즉, 원하는 만큼의 정수량을 얻기 위해서 많은 시간이 소요되는 문제가 있다.
반면, UF 중공사막 필터의 경우, 고유량 확보는 가능하나, 수중의 중금속 제거가 어렵기 때문에 지하수 또는 오염 지역의 수돗물을 원수로 사용하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 중금속 제거와 고유량 확보는 서로 모순되는 문제로 인식될 수밖에 없었다. 왜냐하면, 중금속 제거를 위해 RO 멤브레인 필터 사용 시 고유량의 확보가 어렵고, 고유량 확보를 위해 UF 중공사막 필터 사용 시 중금속 제거가 어려워지기 때문이다.
또한, 종래의 경우, 카본블럭을 단일필터로 사용 시, 바이러스, 박테리아 제거가 어렵고, 여러 개의 필터를 개별적으로 구비할 경우, 필터의 부피가 증가되는 문제가 발생하였다.
또한, UF필터(ultrafiltration filter)나 정전흡착 필터는 화학제품이기 때문에 마지막에 적용할 경우 물맛이 변하게 되는 이슈가 발생한다.
또한, 바이러스 제거 성능은 원수의 수질에 따라 영향을 받을 수 있다. 해외 지역의 경우, 국내 수질에 비하여 수도수 원수의 수질이 더 악조건인 경우가 많다. 따라서 필터가 수중의 바이러스를 제대로 제거하지 못하면, 필터 성능이 저하되는 문제도 있다.
본 발명은 상기되는 문제를 해소하기 위해, 필터 하우징으로 유입된 물이 정전흡착필터를 통과한 뒤, 필터 하우징 외부로 빠져나가도록 하여 바이러스, 박테리아, 입자성 물질 등을 확실히 제거시킬 수 있는 수처리 장치용 필터모듈을 제안한다.
본 발명은, 필터 하우징으로 유입된 물이 정전흡착필터, 카본블럭을 차례대로 통과한 뒤, 필터 하우징 외부로 빠져나가도록 유로를 확보하는 수처리 장치용 필터모듈을 제안한다.
본 발명은, 수중에 포함된 입자성 물질, 박테리아, 바이러스를 보다 확실하게 제거할 수 있는 수처리 장치용 필터모듈을 제안한다.
본 발명은, 최종적으로 사용자에게 공급되는 물맛이 변질되지 않도록 하는 수처리 장치용 필터모듈을 제안한다.
본 발명은 정수기, 냉장고 등에 적용된 필터의 형상이나 배치 구조를 변경하지 않고, 기존의 정수기, 냉장고 등에 곧바로 적용 가능한 수처리 장치용 필터모듈을 제안한다.
본 발명은 이종의 필터를 하나의 필터하우징에 종방향으로 배치하여 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있는 수처리 장치용 필터모듈을 제안한다.
본 발명에 따른 수처리 장치용 필터모듈은, 유입구와 배출구가 구비된 필터 하우징, 상기 필터 하우징 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정수하여 상기 배출구로 공급하는 여과부재을 포함한다.
또한, 원수가 1차로 통과하고, 중공형의 제1카본블럭이 내장된 프리필터, 상기 프리필터를 통과한 물이 2차로 통과하는 중공사막필터(UF Membrane), 상기 중공사막필터를 통과한 물이 3차로 통과하는 중공형의 제2카본블럭, 및 상기 제2카본블럭을 통과한 물이 4차로 통과하는 정전흡착 부직포를 포함할 수 있다.
상기 정전흡착 부직포를 통과한 물이 5차로 통과하는 중공 형상의 제3카본블럭을 더 포함할 수 있다.
상기 정전흡착 부직포는, 상기 제3카본블럭의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다.
상기 제2 카본블럭, 정전흡착 부직포, 제3 카본블럭은 하나의 제3 필터 하우징 내부에 배치되어, 복합필터를 구성할 수 있다.
상기 제2카본블럭은 상기 제3 필터 하우징의 하부공간에 배치되고, 상기 정전흡착 부직포 및 제3카본블럭은 상기 제3 필터 하우징의 상부공간에 배치될 수 있다.
상기 복합필터는, 상기 필터하우징의 상부공간에 내측커버를 구비하고, 상기 정전흡착 부직포와 제3 카본블럭은 상기 내측커버에 수용될 수 있다.
상기 제3 필터하우징으로 유입된 물은, 상기 제3 필터하우징의 내측면과, 상기 내측커버의 외측면 사이에 마련된 제1유로를 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤, 상기 제3 필터하우징의 내측면과 상기 제2카본블럭의 외측면 사이에 마련된 제2유로로 유입되어, 상기 제2카본블럭을 통과할 수 있다.
상기 제2 카본블럭을 통과한 물은 상기 제2카본블럭의 중공과 연통하는 연통홀을 통해서, 상기 내측커버의 내측으로 유입될 수 있다.
상기 제2카본블럭의 상단에는 제1 필터 브라켓이 결합되고, 상기 제1 필터 브라켓은 상기 내측커버의 하단에 삽입되며, 상기 제1 필터브라켓과 상기 내측커버 사이에는 실링부재가 삽입될 수 있다.
상기 정전흡착 부직포와 제3 카본블럭의 하단에는 제2 필터브라켓이 결합되고, 상기 제2 필터브라켓은 상기 제1 필터브라켓의 상단에 안착될 수 있다.
상기 제2 필터 브라켓의 하단에 둘레를 따라 연장되고 하방으로 돌출된 복수의 레그부가 형성되고, 상기 레그부 사이에는 상기 연통홀이 형성될 수 있다.
상기 제2 필터 브라켓의 외경은, 상기 내측커버의 내경보다 작게 형성될 수 있다.
상기 연통홀을 통해 상기 내측커버의 내측으로 유입된 물은, 상기 정전흡착 부직포의 외면과 상기 내측커버 사이에 마련된 유로로 유입된 후, 상기 정전흡착 부직포 및 제3 카본블럭을 순서대로 통과할 수 있다.
상기 정전흡착 부직포는, 외측으로 볼록하게 형성된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 구비된 오목부를 포함하여, 둘레방향을 따라 주름이 형성될 수 있다.
상기 정전흡착 부직포는, 여러겹으로 형성될 수 있다.
상기 카본블럭은, 활성탄과 바인더가 포함된 혼합물을 가공하여 형성될 수 있다.
상기 필터 하우징으로 유입된 물은, 상기 필터하우징의 내측면을 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤, 상기 여과부재를 통과하고, 하측에서 상측으로 유동하면서, 상기 필터 하우징의 외측으로 빠져나갈 수 있다.
상기 필터 하우징의 내측에는, 상기 여과부재를 수용하는 중공 형상의 내측부재가 배치될 수 있다.
상기 필터 하우징으로 유입된 물은, 상기 필터하우징의 내측면과 상기 내측부재의 외측면을 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤, 상기 내측부재의 하단과 상기 필터 하우징 사이를 통해 상기 내측부재의 내측으로 유입되어, 상기 여과부재를 통과하고, 하측에서 상측으로 유동하면서, 상기 필터 하우징의 외측으로 빠져나갈 수 있다.
상기 필터 하우징의 상부 중심에는 물이 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 유입구의 외측에는 상기 여과부재를 통과한 물이 빠져나가는 배출구가 형성될 수 있다.
상기 유입구로 유입된 물은, 상기 필터 하우징의 내측면에 의해 정의된 유입유로 따라 상측에서 하측으로 유동하고, 상기 여과부재를 통과한 물은, 상기 유입유로 보다 중심측에 위치한 배출유로를 따라 하측에서 상측으로 유동한 뒤, 상기 배출구를 통해 상기 필터 하우징의 외측으로 빠져나갈 수 있다.
본 발명에 따르면, 필터 하우징으로 유입된 물이 정전흡착필터를 통과한 뒤, 필터 하우징 외부로 빠져나가도록 하여, 바이러스, 박테리아, 입자성 물질 등을 확실히 제거시킬 수 있고, 여과력이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 필터 하우징으로 유입된 물이 정전흡착필터, 카본블럭을 차례대로 통과한 뒤, 필터 하우징 외부로 빠져나가도록 유로를 확보할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 정전흡착 부직포의 비표면적이 증가되어, 필터 수명이 길어질 수 있는 효과도 있다.
본 발명에 따르면, 수중에 포함된 입자성 물질, 박테리아, 바이러스를 보다 확실하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 최종적으로 사용자에게 공급되는 물맛이 변질되지 않도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 정수 과정이 복수의 필터에 의해 여러 번 진행되어, 중금속을 비롯한 각종 이물질의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 필터의 소재만을 변경하고, 정수기, 냉장고 등에 적용된 필터의 형상이나 배치 구조를 변경하지 않기 때문에, 기존의 냉장고, 정수기 등에 곧바로 적용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 이종의 필터를 하나의 필터하우징에 종방향으로 배치하여 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 냉장고, 정수기 등의 슬림화를 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 필터모듈이 적용되는 워터 디스펜싱 장치의 수배관도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터모듈의 단면도이다.
도 4는 도 3에, 물의 유동방향을 화살표로 표시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 제 3 카본블럭과 정전 흡착 부직포가 결합된 상태를 보인 사시도이다.
도 6은 본 발명을 구성하는 각 소재별, 제거되는 성분을 표시한 테이블이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하의 실시예에 첨부되는 도면은, 같은 발명 사상의 실시예이지만, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면별로 서로 다르게 표현될 수 있고, 도면에 따라서 특정 부분이 표시되지 않거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 필터모듈이 적용되는 워터 디스펜싱 장치의 수배관도이다.
본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치는 외부 급수원으로부터 직접 공급되는 물을 정수한 후 냉각 또는 가열시켜 취출시키기 위한 것으로, 일례로, 직수형 정수기를 의미할 수 있다.
여기서, 직수형 정수기란 정수된 물이 저장되는 저수조가 없이 사용자의 정수 추출 동작시에 정수된 물이 추출되는 형태의 정수기를 말한다.
또한, 본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치는, 정수기능을 갖는 냉장고를 의미할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치는, 본체는 싱크대 하부에 설치되고, 출수구는 싱크대 외측에 설치되는 언더싱크형 정수기를 의미할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 디스펜싱 장치는, 급수원으로부터 출수구에 이르기까지 급수 라인(L)이 형성되며, 상기 급수 라인(L)에는 각종 밸브와 정수 부품이 연결될 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 급수 라인(L)은, 상기 급수원, 예컨대 가정의 수도꼭지 등에 연결되고, 상기 급수 라인(L)의 어느 지점에는 필터 어셈블리(17)가 배치되어, 상기 급수원으로부터 공급되는 음용수에 포함된 이물질이 여과된다.
또한, 상기 필터 어셈블리(17)의 출구단에 연결되는 급수 라인(L)에는 급수 밸브(61)와 유량 센서(70)가 순차적으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 유량 센서(70)에 의하여 감지되는 공급량이 설정 유량에 도달하면 상기 급수 밸브(61)가 폐쇄되도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 유량 센서(70)의 출구단에서 연장되는 급수 라인(L)의 어느 지점에서 온수 공급용 급수 라인(L1)과, 냉수 공급용 급수 라인(L3) 및 냉각수 공급용 급수 라인(L2)이 분지될 수 있다.
또한, 상기 유량 센서(70)의 출구단에서 연장되는 급수 라인(L)의 단부에는 정수 출수 밸브(66)가 장착되고, 상기 온수 공급용 급수 라인(L1)의 단부에는 온수 출수 밸브(64)가 장착될 수 있다. 그리고, 상기 냉수 공급용 급수 라인(L3)의 단부에는 냉수 출수 밸브(65)가 장착될 수 있고, 상기 냉각수 공급용 급수라인(L2)의 어느 지점에는 냉각수 밸브(63)가 장착될 수 있다. 상기 냉각수 밸브(63)는 냉수 생성 유닛(20)으로 공급되는 냉각수의 양을 조절한다.
또한, 상기 온수 출수 밸브(64)와, 상기 냉수 출수 밸브(65) 및 상기 정수 출수 밸브(66)의 출구단에서 연장되는 급수 라인은 모두 상기 출수구에 연결된다. 그리고, 도시된 바와 같이, 상기 정수, 냉수 및 온수가 단일의 취출구에 연결되도록 구성될 수도 있고, 경우에 따라서는 독립된 취출구들에 각각 연결되도록 구성될 수도 있다.
이하, 냉수 및 온수 공급과정에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 냉수의 경우, 냉각수 밸브(63)가 열려 냉수 생성 유닛(20)으로 냉각수가 공급되면, 냉수 생성 유닛(20)을 통과하는 냉수 공급용 급수 라인(L3)의 물이 냉각수에 의해 냉각되면서 냉수가 생성된다.
이때, 상기 냉각수 공급용 급수라인(L2)에는 냉각수를 냉각시키는 냉매 사이클을 구비할 수 있다. 상기 냉매 사이클은 압축기, 응축기, 팽창변, 증발기 등을 포함할 수 있다.
이후, 조작표시부의 냉수선택 버튼을 눌러 상기 냉수 출수 밸브(65)가 개방되면 상기 출수구를 통하여 냉수가 취출될 수 있다.
한편, 온수의 경우, 온수 공급용 급수 라인(L1)을 따라 흐르는 물이 온수 히터(30)에 의해 가열되면서 온수가 생성되고, 상기 조작표시부의 온수선택 버튼을 눌러 상기 온수 출수 밸브(64)가 개방되면 상기 출수구를 통하여 온수가 취출될 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터모듈은 원수로부터 정수를 생성하기 위하여 적어도 하나 이상의 필터를 포함한다. 상기 필터에 대해서는 후술된 설명을 참조하기로 한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터모듈의 사시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터모듈의 단면도이다. 그리고, 도 4는 도 3에, 물의 유동방향을 화살표로 표시한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리 장치용 필터모듈은 복수의 필터를 포함한다.
상기 수처리 장치용 필터모듈(17)은 필터소켓(400)에 탈착 가능하게 결합된다.
상기 필터소켓(400)은 일측(도 3 기준 좌측)이 원수가 유입되는 원수유로(Lr)와 연결되고, 타측(도 3 기준 우측)이 정수가 배출되는 정수유로(Lp)와 연결된다. 상기 원수유로(Lr)는 급수원과 연결되고, 상기 온수 공급용 급수 라인(L1) 및 냉수 공급용 급수 라인(L3)은 상기 정수유로(Lp)에서 분기될 수 있다.
상기 수처리 장치용 필터모듈(17)은, 프리필터(100)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수처리 장치용 필터모듈(17)은, 중공사막필터(200)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수처리 장치용 필터모듈(17)은, 복합필터(300)를 포함한다.
또한, 상기 수처리 장치용 필터모듈(17)은, 프리필터(100), 중공사막필터(200), 복합필터(300) 중 선택된 복수의 필터를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 상기 수처리 장치용 필터모듈(17)은, 프리필터(100), 중공사막필터(200), 복합필터(300)를 모두 포함할 수 있다. 그리고, 물의 유동방향을 따라 프리필터(100), 중공사막필터(200), 복합필터(300)가 순서대로 배치될 수 있다.
상기 각각의 필터(100,200,300)는, 유입구와 배출구가 구비된 필터 하우징(110,210,310)과, 상기 필터 하우징(110,210,310) 내에 구비되어, 상기 유입구를 통해 유입된 물을 정화시키는 여과부재를 포함할 수 있다.
상기 필터 하우징(110,210,310)의 상부 중심에는 물이 유입되는 유입구(111,211,311)가 형성되고, 상기 유입구(111,211,311)의 외측에는 상기 여과부재를 통과한 물이 빠져나가는 배출구(112,212,312)가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 유입구(111,211,311)로 유입된 물은, 상기 필터 하우징징(110,210,310)의 내측면에 의해 정의된 유입유로 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤, 상기 여과부재를 통과하고, 상기 여과부재를 통과한 물은, 상기 유입유로 보다 중심측에 위치한 배출유로를 따라 하측에서 상측으로 유동한 뒤, 상기 배출구(112,212,312)를 통해 상기 필터 하우징(110,210,310)의 외측으로 빠져나가게 된다.
상기 프리필터(100)는 유입구(111)와 배출구(112)가 형성되고, 내부에 공간부(113)가 형성된 제1 필터하우징(110)과, 상기 제1 필터하우징(110)에 수용되는 여과부재를 포함할 수 있다.
상기 프리필터(100)의 여과부재는, 중공형의 제1카본블럭(120)으로 구비될 수 있다.
따라서, 상기 필터모듈(17)로 유입된 원수는 제1카본블럭(120)을 통과하면서, 1차로 여과될 수 있다.
도 4를 참조하면, 유입구(111)를 통해 프리필터(100)로 유입된 원수는 상기 제1 필터하우징(110)과, 제1카본블럭(120)의 외측면 사이를 통해서, 상측에서 하측으로 유입된 후, 제1카본블럭(120)을 통과하면서, 여과된다. 그리고, 제1카본블럭(120)을 통과한 물을 제1카본블럭(120)의 중공(121)을 통해 하측에서 상측으로 유동하고, 상기 중공(121)과 연통하는 배출구(112)를 통해서, 프리필터(100)의 외측으로 배출된다.
그리고, 프리필터(100)를 빠져나간 물은 중공사막필터(200)로 유동한다.
상기 중공사막필터(200)의 여과부재는, 복수의 중공사막(UF Membrane, 220)으로 구비될 수 있다.
따라서, 상기 중공사막필터(200)로 유입된 물은 중공사막(220)을 통과하면서, 2차로 여과될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제2 필터하우징(210)의 내측의 공간부(213)에는 중공 형태의 내측부재(230)가 배치되고, 내측부재(230)의 내측에는 중공사막(220)이 배치된다.
그리고, 유입구(211)를 통해 중공사막필터(200)로 유입된 물은 상기 제2 필터하우징(210)과, 중공 형상의 내측부재(230) 사이에 의해 정의된 유로를 따라 상측에서 하측으로 유동한다.
이후, 상기 내측부재(230)의 하단과 상기 제2 필터하우징(210) 사이를 통해 상기 내측부재(230)의 내측으로 유입된다.
상기 내측부재(230)의 내측에는 중공사막(220)이 배치되고, 상기 내측부재(230)의 내측으로 유입된 물은 상기 중공사막(220)을 통과하면서 2차 여과된 후, 상기 배출구(212)를 통해서, 제2 필터하우징(210)의 외측으로 배출된다.
그리고, 중공사막필터(200)를 빠져나간 물은 복합필터(300)로 유동한다.
복합필터(300)는 상기 중공사막필터(200)를 통과한 물이 3차로 통과하는 중공형의 제2카본블럭(321), 및 상기 제2카본블럭(321)을 통과한 물이 4차로 통과하는 정전흡착 부직포(322)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 복합필터(300)의 여과부재는 제2카본블럭(321)과 정전흡착 부직포(322)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복합필터(300)의 여과부재는 상기 정전흡착 부직포(322)를 통과한 물이 5차로 통과하는 중공 형상의 제3카본블럭(323)을 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기 복합필터(300)로 유입된 물은 제2카본블럭(321)을 통과하면서, 3차로 여과되고, 정전흡착 부직포(322)를 통과하면서, 4차로 여과된 후, 제3카본블럭(323)을 통과하면서, 5차로 여과된 후, 최종적으로 복합필터(300)의 외측으로 토출될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제3 필터하우징(310)의 내측의 공간에는 제2카본블럭(321), 정전흡착 부직포(322), 제3카본블럭(323)이 배치된다.
이때, 상기 제3 필터하우징(310)의 내측의 공간은 상부공간과 하부공간으로 구분되고, 하부공간에는 제2카본블럭(321)이 배치되고, 상부공간에는 정전흡착 부직포(322)와 제3카본블럭(323)이 배치될 수 있다.
또한, 제3 필터하우징(310)의 내측의 공간부에는 상측에 중공 형태의 내측커버(330)가 배치되고, 내측커버(330)의 내측에는 중공사막(220)이 정전흡착 부직포(322)와 제3카본블럭(323)이 배치될 수 있다.
그리고, 유입구(311)를 통해 복합필터(300)로 유입된 물은 상기 제3 필터하우징(310)과, 중공 형상의 내측커버(330) 사이에 의해 정의된 제1유로(313)를 따라 상측에서 하측으로 유동한다.
이후, 상기 내측커버(330)의 하단을 통해 상기 제3 필터하우징(310)의 하부공간으로 유입되고, 상기 제3 필터하우징(310)과 제2카본블럭(321) 사이에 의해 정의된 제2유로(317)를 따라 상부에서 하부로 유동한다.
그리고, 제3 필터하우징(310)의 하부공간에 배치된 제2카본블럭(321)을 통과하면서, 여과된 후, 제2카본블럭(321)의 중공(324)을 통해서, 하측에서 상측으로 유동하게 된다.
그리고, 상기 내측커버(330)의 내측으로 유입된 후, 상기 정전흡착 부직포(322)와 제3카본블럭(323)을 통과하면서 여과되고, 제3카본블럭(323)의 중공(325)을 통해서, 하측에서 상측으로 유동하게 된다.
이후, 상기 제3카본블럭(323)의 중공(325)과 연통하는 배출구(312)를 통해서, 제3 필터하우징(310)을 빠져나가게 된다.
도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 제 3 카본블럭과 정전 흡착 부직포가 결합된 상태를 보인 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 정전흡착 부직포(322)는 중공부를 형성할 수 있다.
상기 정전흡착 부직포(322)는 전체적으로 중공의 파이프 형상을 구비할 수 있다.
또한, 상기 정전흡착 부직포(322)는 분말 형태의 활성탄 입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정전흡착 부직포(322)는, 장방형의 부직포를 주름 가공하고, 양측 단부를 접촉시킨 상태에서 열융착하여, 폐곡선을 형성할 수 있다.
본 발명에서는 상기 정전흡착 부직포(322)에 주름이 형성된 경우를 예를 들어 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 정전흡착 부직포(322)는 주름이 형성되지 않을 수 있다.
또한, 정전흡착 부직포(322)는 두루마리 화장지처럼 권취된 타입(Rolling type)으로 형성될 수도 있다.
또한, 정전흡착 부직포(322)는 한겹으로 형성될 수도 있다.
또한, 정전흡착 부직포(322)는 여러겹으로 형성될 수도 있다.
상기와 같이, 정전흡착 부직포(322)가 주름지게 형성되면, 정전흡착 부직포(322)의 표면적이 증가되고, 수중의 중금속이 보다 확실하게 제거될 수 있다.
또한, 정전흡착 부직포(322)가 여러겹으로 형성되면, 수중의 중금속이 보다 확실하게 제거될 수 있다.
상기 정전흡착 부직포(322)는, 상기 제3카본블럭(325)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 카본블럭(321)을 통과한 물은 상기 제2카본블럭(321)의 중공(324)과 연통하는 연통홀(342)을 통해서, 상기 내측커버(330)의 내측으로 유입될 수 있다.
상기 제2카본블럭(321)의 상단에는 제1 필터 브라켓(360)이 결합되고, 상기 제1 필터 브라켓(361)은 상기 내측커버(330)의 하단에 삽입되며, 상기 제1 필터브라켓(361)과 상기 내측커버(330) 사이에는 실링부재(350)가 삽입될 수 있다.
상기 정전흡착 부직포(322)와 제3 카본블럭(323)의 하단에는 제2 필터브라켓(340)이 결합되고, 상기 제2 필터브라켓(340)은 상기 제1 필터브라켓(360)의 상단에 안착될 수 있다.
상기 연통홀(342)은 상기 정전흡착 부직포(322)와 제3 카본블럭(323)의 하단과 상기 제2 카본블럭(321)의 상단 사이의 유격에 의해 정의될 수 있다.
상기 연통홀(342)은 상기 정전흡착 부직포(322)와 제3 카본블럭(323)의 하단에 고정된 제2 필터브라켓(340)과 상기 제2 카본블럭(321)의 상단에 고정된 제1 필터 브라켓(360) 사이의 유격에 의해 정의될 수 있다.
일 예로, 상기 제2 필터 브라켓(340)의 하단에는 둘레를 따라 연장되고 하방으로 돌출된 복수의 레그부(341)가 형성되고, 상기 레그부(341) 사이에는 상대적으로 상방으로 오목한 형태의 홈이 형성되며, 상기 홈에 의해 상기 연통홀(342)이 정의될 수도 있다.
상기 제2 필터 브라켓(340)의 외경은, 상기 내측커버(330)의 내경보다 작게 형성되어, 그 사이에는 제3유로(315)가 마련될 수 있다.
따라서, 상기 제2 카본블럭(321)의 중공(324)의 물은, 상기 제1 필터 브라켓(360)의 중공을 통해서, 제1 필터 브라켓(360)과 제2 필터브라켓(340) 사이로 유동한뒤, 연통홀(342)를 통해서, 상기 내측커버(330)의 내측으로 유입된다. 그리고, 연통홀(342)을 통과한 물은, 제2 필터 브라켓(340)과 내측커버(330) 사이에 마련된 제3유로(315)로 유입되고, 상기 정전흡착 부직포(322)의 외면과 상기 내측커버(330) 사이에 마련된 제4유로(316)를 유동한다. 그리고, 상기 정전흡착 부직포(322) 및 제3 카본블럭(323)을 순서대로 통과한다.
상기 정전흡착 부직포(322)는, 외측으로 볼록하게 형성된 복수의 볼록부(322a)와, 상기 볼록부(322a) 사이에 구비된 오목부(322b)를 포함하여, 둘레방향을 따라 주름이 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제2 카본블럭(321)과 정전흡착 부직포(322)와 제3 카본블럭(323)은 하나의 필터 하우징(310) 내에 수용되어 복합필터(300)를 구성할 수 있다.
그리고, 필터 하우징(310)으로 유입된 물은, 하측에서 상측으로 유동하면서, 제2 카본블럭(321)과 정전흡착 부직포(322)와 제3 카본블럭(323)을 순서대로 통과한다.
상기와 같이, 필터 하우징(310)으로 유입된 물이 정전흡착 부직포(322)를 통과하면, 수중의 크롬(Cr) 및 세레늄(Se) 등의 중금속이 제거될 수 있다.
일 예로, 본 발명의 경우, 셀룰로오즈 지지체에 폴리아민계 고분자 양전하 기능기를 적용하여 정전흡착 부직포(322)를 구현할 수 있다.
참고로, 바이러스는 수도수 상태 (중성 pH)에서 음전하를 띄게 되고, 정전흡착 부직포(322)를 포함한 필터 통과 시, 양전하 작용기에 의해 정전흡착되면서 제거가 된다.
따라서, 필터 하우징(310)으로 유입된 물이, 정전흡착 부직포(322)를 통과할 때, 양전하 흡착을 통해서, 수중의 바이러스 및 미세입자가 흡착되어 제거될 수 있다.
상기 정전흡착 부직포(322)는, 기능적인 측면에서, '양전하 흡착 부직포'로도 칭할 수 있다. 여기서 정전흡착 부직포(322)는 '음이온 부직포'와는 다른 소재이다.
도 6은 본 발명을 구성하는 각 소재별, 제거되는 성분을 표시한 테이블이다.
도 6을 참조하면, 카본블럭의 경우, 잔류염소, 클로로포름, 입자성물질, 맛,냄새, 중금속이 제거되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 중공사막의 경우, 입자성물질 및 박테리아가 제거되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 정전흡착 부직포의 경우, 입자성 물질, 박테리아 및 바이러스가 제거됨을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에서와 같이, 필터 하우징으로 유입된 물이, 복수의 카본블럭(130,321,323)과, 중공사막, 정전흡착 부직포를 통과할 경우, 잔류염소, 클로로포름, 입자성물질, 중금속, 박테리아, 바이러스가 제거될 수 있다.
뿐만 아니라, 복합필터(300)로 유입된 물은 제3카본블럭(323)을 마지막으로 통과하기 때문에, 냄새가 제거되고, 물맛이 향상되는 효과가 있다.
한편, 상기와 같이, 제2카본블럭(321), 정전흡착 부직포(322), 제3카본블럭(323)이 하나의 필터하우징(310)에 일렬로 배치되면, 여과 효율은 높이면서, 정수 유량은 유지할 수 있다.
또한, 정수기, 냉장고 등에 형성된 필터 설치공간을 확장할 필요없이, 기존의 필터를 단순 교체하는 작업 만으로, 곧바로 적용할 수 있다.
또한, 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 정수기, 냉장고 등의 슬림화를 구현할 수 있다.
상기 카본블럭(120,321,323) 중 적어도 어느 하나는, 활성탄과 바인더가 포함된 혼합물을 가공하여 형성될 수 있다.
상기 활성탄은 입상 또는 분말의 형태로 포함될 수 있다. 상기와 같이 카본블럭(120,321,323)이 활성탄을 포함할 경우, 카본블럭(120,321,323)은 수중의 중금속을 제거함과 동시에 수중의 잔류 염소 성분까지 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 물맛 또한 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 활성탄에 의해 수중의 클로로포름(CHCL3) 또한 효과적으로 제거될 수 있다.
또한, 상기 카본블럭(120,321,323)은 바인더를 포함한다.
상기, 바인더는 활성탄 및 선택적으로 혼합되는 기능성 소재를 서로 연결하고, 강성을 부여하기 위해 혼합된다.
상기 바인더의 구성으로, 활성탄과 기능성 소재는 강성을 갖는 블럭 형태로 가공될 수 있다.
일 예로, 상기 기능성 소재는, 티타늄산화물(일 예로, Na4TiO4) 및 수산화철(Ferric Hydroxide)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 카본블럭(120,321,323)은, 활성탄과 바인더를 혼합하여 제조될 수 있고, 티타늄산화물(일 예로, Na4TiO4) 및 수산화철(Ferric Hydroxide)을 더 포함하여 제조될 수도 있다.
참고로, 상기 카본블럭(120,321,323)은 활성탄과 바인더를 포함한, 복수의 소재들을 균일하게 섞은 후, 금형에 넣어 가열함으로써 형성될 수 있다. 금형 내에서 가열에 의해 바인더(예를 들어, 폴리에틸렌,PE)가 용융되어 활성탄 등의 소재가 결합된다. 따라서, 전체적으로 강성을 갖는 블럭형태의 카본블럭(120,321,323)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 프리필터(100)는 상기 필터하우징(110)의 내측에 수용되고, 상기 제1카본블럭(120)의 상측과 하측에 결합되는 필터브라켓(130)이 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 각각의 필터하우징(110,210,310)은 상측이 개방되고, 개방된 상측은 별도의 캡(113)에 의해서 차단되고, 캡(114,214,314)의 분리 여부에 따라, 선택적으로 개방될 수 있다.
이하, 본 발명의 일부 구성요소인, 카본블럭(120,321,323)의 제조과정을 간단히 설명한다.
먼저, 카본블럭(120,321,323)을 구성하는 각 재료를 비율대로 섞어, 카본블럭 혼합물을 생성한다.
그리고, 골고루 혼합된 카본블럭 혼합물은, 금형에 충진된다. 그리고 압축과정을 거치고, 전기로에 투입된다.
그리고 가열이 진행된다. 상기 가열과정에서, 바인더, 예를 들어 폴리에틸렌(PE)이 용융되어 활성탄, 바인더는 일체로 결합되고, 전체적으로 강성을 갖는 중공관 형태의 카본블럭(120,321,323)이 성형될 수 있다.
또한, 가열 이후에는, 냉각이 진행되고, 냉각이 종료되면, 금형을 분리한다.
또한, 금형에서 분리된 중공관 형태의 카본블럭은 단위 길이로 절단될 수 있다. 일예로, 제1카본블럭(120)은 제2카본블럭(321) 및 제3카본블럭(323) 보다 그 길이가 길게 절단될 수 있다.
또한, 절단이 완료된 카본블럭(120,321,323)은, 압축공기분사를 통해 세척이 진행된다.
이후, 치수 및 중량 등을 체크하고, 이상이 없을 시, 포장을 진행한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 수중에 포함된, 잔류염소, 클로로포름, 입자성물질, 맛,냄새, 중금속이 제거될 수 있다.
또한, 수중에 포함된 박테리아가 제거될 수 있다.
또한, 수중에 포함된 바이러스가 제거될 수 있다.
또한, 필터 하우징으로 유입된 물이 카본블럭을 마지막으로 통과하기 때문에, 냄새가 제거되고, 물맛이 향상될 수 있다.
또한, 중공사막필터와 포스트필터가 하나의 필터하우징에 일렬로 배치되면, 여과 효율은 높이면서, 정수 유량은 유지할 수 있다.
또한, 정수기, 냉장고 등에 형성된 필터 설치공간을 확장할 필요없이, 기존의 필터를 단순 교체하는 작업 만으로, 곧바로 적용할 수 있다.
또한, 필터의 부피를 줄임으로써 공간 활용도를 높일 수 있고, 나아가 정수기, 냉장고 등의 슬림화를 구현할 수 있다.

Claims (17)

  1. 외부에서 유입된 원수를 정수로 여과시키는 수처리장치용 필터모듈에 있어서,
    중공형의 제1카본블럭이 내장된 프리필터;
    상기 프리필터를 통과한 물이 통과하는 중공사막필터(UF Membrane);
    유입구와 배출구를 구비한 필터 하우징과, 상기 필터 하우징의 하부 공간에 배치되는 중공형의 제2카본블럭과, 상기 필터 하우징의 상부 공간에 배치되고 중공형의 제3카본블럭과 상기 필터 하우징의 상부 공간에 배치되고 상기 제3카본블럭의 외면을 감싸도록 배치되는 정전흡착 부직포와, 상기 제2카본블럭과 제3카본블럭 사이에 배치되어 상기 제2카본블럭의 내측 공간과 상기 정전흡착부직포의 외측 공간을 연통시키는 유로를 형성하는 제1필터브라켓을 포함하는 복합필터를 포함하는 수처리 장치용 필터모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복합필터는,
    상기 필터 하우징의 상부공간에 내측커버를 구비하고, 상기 정전흡착 부직포와 제3 카본블럭은 상기 내측커버에 수용되는 수처리 장치용 필터모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 필터 하우징으로 유입된 물은, 상기 필터 하우징의 내측면과, 상기 내측커버의 외측면 사이에 마련된 제1유로를 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤,
    상기 필터하우징의 내측면과 상기 제2카본블럭의 외측면 사이에 마련된 제2유로로 유입되어, 상기 제2카본블럭을 통과하는 수처리 장치용 필터모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 카본블럭을 통과한 물은 상기 제2카본블럭의 중공과 연통하는 연통홀을 통해서, 상기 내측커버의 내측으로 유입되는 수처리 장치용 필터모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2카본블럭의 상단에는 상기 제1 필터 브라켓이 결합되고,
    상기 제1 필터 브라켓은 상기 내측커버의 하단에 삽입되며,
    상기 제1 필터브라켓과 상기 내측커버 사이에는 실링부재가 삽입되는 수처리 장치용 필터모듈.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 복합필터는 상기 정전흡착 부직포와 제3 카본블럭의 하단에 결합되는 제2 필터브라켓을 포함하고,
    상기 제2 필터브라켓은 상기 제1 필터브라켓의 상단에 안착되는 수처리 장치용 필터모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 필터 브라켓의 하단에 둘레를 따라 연장되고 하방으로 돌출된 복수의 레그부가 형성되고,
    상기 레그부 사이에는 상기 연통홀이 형성되는 수처리 장치용 필터모듈.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 필터 브라켓의 외경은, 상기 내측커버의 내경보다 작게 형성되는 수처리 장치용 필터모듈.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 연통홀을 통해 상기 내측커버의 내측으로 유입된 물은, 상기 정전흡착 부직포의 외면과 상기 내측커버 사이에 마련된 유로로 유입된 후, 상기 정전흡착 부직포 및 제3 카본블럭을 순서대로 통과하는 수처리 장치용 필터모듈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 정전흡착 부직포는, 외측으로 볼록하게 형성된 복수의 볼록부와, 상기 볼록부 사이에 구비된 오목부를 포함하여, 둘레방향을 따라 주름이 형성되는 수처리장치용 필터모듈.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 정전흡착 부직포는, 여러겹으로 형성되는 수처리 장치용 필터모듈.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 카본블럭 또는 제2 카본블럭은,
    활성탄과 바인더가 포함된 혼합물을 가공하여 형성되는 수처리 장치용 필터모듈.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 필터 하우징으로 유입된 물은,
    상기 필터하우징의 내측면을 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤,
    상기 제2카본블럭, 정전흡착부직포, 제3카본블럭을 차례대로 통과하고,
    하측에서 상측으로 유동하면서, 상기 필터 하우징의 외측으로 빠져나가는 수처리 장치용 필터모듈.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 복합필터는, 상기 필터 하우징의 내측에 배치되어,
    상기 정전흡착부직포 및 제3카본블럭을 수용하는 중공 형상의 내측부재를 포함하는 수처리 장치용 필터모듈.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 필터 하우징으로 유입된 물은,
    상기 필터하우징의 내측면과 상기 내측부재의 외측면을 따라 상측에서 하측으로 유동한 뒤,
    상기 내측부재의 하단과 상기 필터 하우징 사이를 통해 상기 내측부재의 내측으로 유입하고,
    하측에서 상측으로 유동하면서, 상기 필터 하우징의 외측으로 빠져나가는 수처리 장치용 필터모듈.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 유입구는 필터 하우징의 상부 중심에형성되고,
    상기 배출구는 상기 유입구의 외측에형성되며,
    상기 유입구로 유입된 물은, 상기 필터 하우징의 내측면에 의해 정의된 유입유로 따라 상측에서 하측으로 유동하고,
    , 상기 유입유로 보다 중심측에 위치한 배출유로를 따라 하측에서 상측으로 유동한 뒤, 상기 배출구를 통해 상기 필터 하우징의 외측으로 빠져나가는 수처리 장치용 필터모듈.
  17. 제1 항 내지 제 16항 중 선택된 어느 하나의 필터모듈을 포함하고, 정수기 또는 냉장고로 구비되는 수처리 장치.
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