KR960016514B1 - Faucet-mounted microbial filter - Google Patents
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Abstract
요약없슴No summary
Description
제1도는 본 발명의 수도꼭지에 설치되는 필터가 설치된 수도꼭지의 부분 정면도.1 is a partial front view of a faucet with a filter installed in the faucet of the present invention.
제2도는 본 발명의 수도꼭지에 설치되는 필터가 설치된 수도꼭지의 또다른 구현예의 부분 정면도.2 is a partial front view of another embodiment of a faucet with a filter installed in the faucet of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 수도꼭지,12 : 물흐름라인,10: faucet, 12: water flow line,
14 : 밸브 및 핸들,20 : 필터 하우징,14 valve and handle, 20 filter housing,
26 : 포팅 화합물,28 : 섬유다발.26: potting compound, 28: fiber bundle.
본 발명은 수도꼭지에 설치하는 미생물 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial filter installed in the tap.
물처리는 모든 도시에 필요한 오래된 기술임에도 불구하고 미생물이 없는 물을 사용자에게 공급하는 것은 계속하여 기술적인 문제를 일으켜 왔다. 일반적으로, 미생물을 제거하기 위해 물을 염소화시키며, 염소화제는 유리염소가 미생물 및 다른 유기물질을 중화시킨 후 최소한의 염소가 물에 잔류되도록 하는 양만큼 첨가한다.Although water treatment is an old technology needed for all cities, the supply of microbial-free water to users continues to cause technical problems. In general, water is chlorinated to remove microorganisms, and chlorinating agents are added in an amount such that free chlorine neutralizes microorganisms and other organic matter, so that minimal chlorine remains in the water.
현재까지 남아있는 특별한 기술적 문제의 하나는 사용될때까지 수도꼭지에 정체되어 있는 물에서 미생물이 번식할 수 있다는 점이다. 그리하여, 오랫동안 사용하지 않은 후에 수도꼭지를 틀었을때는 그 물이 당초에 여과되고 염소화되었더라도 처음에 쏟아지는 물에는 비교적 다수의 박테리아가 존재할 수 있다.One particular technical problem that remains to this day is that microorganisms can grow in stagnant water until they are used. Thus, when the faucet is turned on after long periods of inactivity, relatively large numbers of bacteria may be present in the initially poured water, even if the water is initially filtered and chlorinated.
이러한 문제는 노톤의 미국 특허 4,676,896호에 기술되어 있는데, 상기 특허에서는 수도꼭지의 물을 정제하기 위하여 수도꼭지에 설치되는 자외선 조사장치를 개시하여, 사용하지 않는 기간동안 상류에서 번식한 박테리아를 불활성화시키고 공급되는 물에 존재하는 박테리아 및 비루수를 불활성화시킨다. 그러한 장치는 물론 전력이 필요하다.This problem is described in Norton U.S. Pat.No. 4,676,896, which discloses an ultraviolet irradiator placed on the faucet to purify the water in the faucet, which inactivates and supplies bacteria that have propagated upstream during periods of inactivity. Inactivate bacteria and non-floating water present in the water. Such a device, of course, requires power.
본 발명의 수도꼭지에 설치되는 정수기는 전력이 필요하지 않으며 수도꼭지를 통과하는 물에서 박테리아가 더 나아가서는 비루스까지도 믿을 수 있을 만큼 제거하느데 사용될 수 있다. 본 발명의 장치는 수도꼭지에 설치되는 장치이므로 일정기간 동안 수도꼭지 주위에 정체되어 박테리아가 번식한 물에서 미생물을 제거할 수 있다. 본 발명의 수도꼭지에 설치되는 정수기는 일반적인 필터 및 물흐름라인에 일반적으로 사용되는 선행기술의 필터 및 조사기의 하류에 존재하던 박테리아를 제거할 수 있고 따라서 새로 수도꼭지를 틀었을때 처음 쏟아지는 물에서조차 미생물을 발견할 수 없었다.The water purifier installed in the faucet of the present invention does not require power and can be used to reliably remove even bacteria from the water passing through the faucet. Since the device of the present invention is a device installed in the faucet can be stagnated around the faucet for a period of time to remove the microorganisms from the bacteria breeding water. The water purifier installed in the faucet of the present invention is capable of removing bacteria present downstream of prior art filters and irradiators commonly used in general filters and water flow lines, and thus removes microorganisms from the first pouring water when the new faucet is turned on. I couldn't find it.
본 발명에서 수도꼭지에 설치되는 필터는 물의 흐름을 결정하는 수도꼭지를 통과하는 물에 사용된다. 수도꼭지의 물흐름라인에 연결된 플로우 트랜스미팅(flow transmitting)에 하우징을 설치한다. 하우징을 통과하는 물을 밀폐시키도록 미소다공성, 중공섬유 필터를 설치한다. 따라서, 하우징을 통과하는 모든 물은 필터의 중공섬유의 다공성 벽을 통과해야 한다. 중공섬유벽의 미세공은 필터가 미생물 여과를 할 수 있도록 0.22미크론 이하여야 한다.In the present invention, the filter installed in the tap is used for water passing through the tap to determine the flow of water. The housing is installed in a flow transmitting connected to the water flow line of the faucet. A microporous, hollow fiber filter is installed to seal the water passing through the housing. Therefore, all water passing through the housing must pass through the porous wall of the hollow fiber of the filter. The micropores of the hollow fiber walls should be less than 0.22 microns to allow the filter to microbial filtration.
바람직하게는, 중공섬유벽의 미세공의 크기가 0.005 내지 0.05미크론이며, 그 크기는 통과하거나 그렇지 못한 입자의 크기로 측정한다. 따라서, 본 발명의 필터는 박테리아 크기의 미생물을 여과할 수 있을 뿐 아니라 가장 적은 미생물의 제거를 위한 항-비루스 필터로 사용할 수도 있다.Preferably, the size of the micropores of the hollow fiber wall is 0.005 to 0.05 micron, the size of which is measured by the size of the particles passing or not. Thus, the filter of the present invention can not only filter microorganisms of bacterial size but also can be used as an anti-viral filter for removal of the smallest microorganisms.
바람직하게는, 수도꼭지를 탁도가 낮고 고체입자가 적은 예비 여과된 수원과 연결시켜 상기된 중공섬유 필터의 수명을 연장시키는 것이다. 따라서 본 발명의 중공섬유 필터는 단지 작은 미생물과 종래의 정수기를 통과한 다음 입자물질을 모으는데 주로 사용된다.Preferably, the faucet is connected to a prefiltered water source with low turbidity and low solid particles to extend the life of the hollow fiber filter described above. Therefore, the hollow fiber filter of the present invention is mainly used to collect only small microorganisms and particulate matter after passing through a conventional water purifier.
본 발명에 사용된 미소다공성, 중공섬유 필터는 예를들어 폴리에틸렌으로 만들어지며, 섬유의 길이방향으로 설치한다. 그러한 중공섬유는 섬유의 길이방향으로 위치한 미세섬유와 미세섬유에 접속된 매듭부에 의해 셩성되는 연장된 미세공을 가진다. 미세공은 내벽의 표면으로부터 외벽의 표면으로 서로 연결되어 적층된 다세포 구조를 형성한다. 중공섬유의 다공성은 부피비로 30 내지 90%이며 벽을 통과하는 물을 투과성은 65ml/m2/hr/mmHg이다. 그러한 물질은 신도의 미국 특허 제4,401,567에 기술되어 있다.The microporous, hollow fiber filter used in the present invention is made of polyethylene, for example, and is installed in the longitudinal direction of the fiber. Such hollow fibers have elongated micropores formed by microfibers located in the longitudinal direction of the fibers and knots connected to the microfibers. The micropores are connected to each other from the surface of the inner wall to the surface of the outer wall to form a stacked multicellular structure. The porosity of the hollow fiber is 30 to 90% by volume and the water permeability through the wall is 65 ml / m 2 / hr / mmHg. Such materials are described in Shinto US Pat. No. 4,401,567.
본 발명의 중공섬유는 또한 폴리에틸렌, 폴리트로필렌, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로프로필렌, 헥사플루오르프로필렌 및 테트라플루오로프로필렌의 공중합체, 및 불소화된 올레핀 단량체와 올레핀 단량체의 공중합체와 같은 소수성 물질로 만들어질 수 있다. 그러한 중공섬유 물질은 부피비로 20 내지 90%의 다공성을 가지며 중공섬유의 중량을 기준으로 1 내지 100%의 친수화제로 피복된 미세공의 표면적이 10% 이상 바람빅하기로는 100%에 가까운 것이다. 친수화제는 예를들어 C12-C22포화지방산 및 프로필렌 글리콜의 모노에스테르이며, 20℃에서 고체이고 물에 불용성이다. 그러한 물질들은 야마모리등의 미국특허 제4,663,227호에 기술되어 있다.The hollow fibers of the present invention are also copolymers of polyethylene, polytropylene, poly-4-methylpentene-1, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoropropylene, hexafluoropropylene and tetrafluoropropylene, and fluorinated olefins. It may be made of hydrophobic materials such as copolymers of monomers and olefin monomers. Such hollow fiber material has a porosity of 20 to 90% by volume and a surface area of micropores coated with 1 to 100% of a hydrophilizing agent based on the weight of the hollow fiber is close to 100% by more than 10%. Hydrophilic agents are, for example, monoesters of C 12 -C 22 saturated fatty acids and propylene glycol, solid at 20 ° C. and insoluble in water. Such materials are described in US Pat. No. 4,663,227 to Yamamori et al.
본 발명에 사용될 수 있는 소수성 섬유의 형태와 용도에 대한 다른 특허들로는 야마모리등의 미국 특허 제4,675,213호, 신도등의 미국 특허 제4,530,809호 및 이노우에등의 미국 특허 제4,636,307호가 있다.Other patents on the form and use of hydrophobic fibers that can be used in the present invention include US Pat. No. 4,675,213 to Yamamori et al., US Pat. No. 4,530,809 to Shinto et al. And US Pat.
바람직하게는 수도꼭지-설치용 필터의 중공섬유 필터 수단은 중공섬유가 U자형 다발로 된 것으로 구성되는 것이다. 포팅(potting) 화합물로 된 밀폐벽은 하우징을 통과하는 물의 흐름을 막기 위한 것이다. U자형 다발은 밀폐벽으로 연장되는 한쌍의 아암을 가지고 있으며, 밀폐벽의 한쪽면에서 하우징 내부에 중공섬유의 개방된 구멍 내경단부를 형성한다. U자형 다발의 나머지는 밀폐벽의 다른 면에서 하우징 내부를 채우고 있어서, 중공섬유의 벽을 통과하지 않고는 어떠한 유체도 하우징을 통과할 수 없는 구조를 제공한다.Preferably the hollow fiber filter means of the faucet-mounting filter consists of a hollow fiber consisting of a U-shaped bundle. The sealing wall of the potting compound is intended to prevent the flow of water through the housing. The U-shaped bundle has a pair of arms extending into the closure wall and forms an open bore inner diameter end of the hollow fiber inside the housing on one side of the closure wall. The remainder of the U-shaped bundle fills the interior of the housing at the other side of the closure wall, providing a structure in which no fluid can pass through the housing without passing through the walls of the hollow fibers.
또한 물이 이것을 통하여 흐르지 않을때는 하우징의 배수수단을 제공하는 것도 바람직하다. 그러한 수단은 일반적으로 중공섬유 필터의 상류에 위치하여, 수도꼭지가 잠길때 중공섬유 필터를 정체된 물속에 오랫동안 잠기게 하지 않는다.It is also desirable to provide a drainage means of the housing when water does not flow through it. Such means are generally located upstream of the hollow fiber filter so that the hollow fiber filter is not immersed in stagnant water for a long time when the faucet is submerged.
이로 인하여 박테리아가 분리에 의해 중공섬유벽을 침투하여 공을 통해 번식할 가능성을 감소시키는데, 이는 박테리아 필터와 관련하여 이미 알려진 사실이다. 바람직한 것은 필터의 모든 흐름라인부분의 하류가 자연히 배수되도록 위치하는 것이다.This reduces the likelihood of bacteria penetrating the hollow fiber walls by separation and propagating through the balls, a known fact with regard to bacterial filters. It is desirable to position the downstream of all flow line portions of the filter to naturally drain.
일반적으로, 시스템에 제공되는 수압은 40psi 또는 그 이상이다. 그러한 수압으로 인하여 수도꼭지를 열때 미세공이 소수성이더라도, 중공섬유 필터의 미세공을 통해 물이 빠른 속도로 통과하게 된다.Generally, the water pressure provided to the system is 40 psi or higher. Such water pressure causes water to pass through the micropores of the hollow fiber filter at a high rate even though the micropores are hydrophobic when the faucet is opened.
본 발명의 수도꼭지에 설치되는 필터는 미생물 제거가 어려운 상태에서 유용하다. 예를들어 물이 염소화에 의해 쉽게 불활성화되지 않는 지아르디아람블리아(Giardia lamblia)포낭을 함유하는 물이 있는 지역이나 박텔아와 같은 다른 미생물이 존재할 것으로 예상되는 지역에서 안전한 음료수를 제공하는데 사용된다. 비슷하게, 본 발명의 수도꼭지에 설치되는 필터는 물에서 폴리오 비루스나 로타 비루스와 같은 비루스를 제거하는데 사용할 수 있다.The filter installed in the faucet of the present invention is useful in a state in which microorganisms are difficult to remove. Used to provide safe drinks, for example, in areas where water contains Giardia lamblia cysts where water is not easily inactivated by chlorination, or where other microorganisms such as bactelas are expected to be present. do. Similarly, a filter installed in the faucet of the present invention can be used to remove viruses such as poliovirus or rotavirus from water.
또한, 본 발며의 수도꼭지에 설치되는 필터는 초순도의 전자칩을 세척하기 위한 공업용수 제조에 이용된다. 예비 여과된 물에 대한 그러한 후처리는 미세회로를 가지는 전자칩의 표면에 있는 두 전도체에 박테리아가 끼어 칩을 손상시키는 단락회로를 일으키는 경우에 유용하다.In addition, the filter installed in the faucet of the present foot is used for manufacturing industrial water for washing the ultra-pure electronic chip. Such post-treatment of pre-filtered water is useful in the case of short circuits that cause bacteria to enter the two conductors on the surface of the microchip with microcircuits and damage the chip.
본 발명에 사용되는 미소다공성, 중공섬유는 필요에 따라, 원래 소수성일 수 있으며 또는 선택적으로 친수성일 수 있다.The microporous, hollow fibers used in the present invention may be hydrophobic in nature or, optionally, hydrophilic.
제1도에는, 라인(12)을 통하는 물의 흐름이 통상의 밸브 및 핸들(14)로 조절되는, 가압수원에 연결된 물 흐름라인(12)을 갖고 있는 통상의 수도꼭지(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 물흐름라인(12)은 물 유출단부(18)에 인접하여 아래쪽으로 연장되는 말단부분(16)을 가지는데, 이 부분은 물을 흐르게 하는 상부 유입부(22)와 하부 유출부(24)를 갖고 있는 필터 하우징(20)을 포함한다.1 schematically shows a conventional faucet 10 having a water flow line 12 connected to a pressurized water source, in which the flow of water through the line 12 is regulated by a conventional valve and handle 14. have. The water flow line 12 has a distal end portion 16 extending downwardly adjacent to the water outlet end 18, which has an upper inlet 22 and a lower outlet 24 for flowing water. It includes the filter housing 20 which has.
필터 하우징(20)의 내부는 중공섬유 투석장치등의 대응 포트형 단부 제조용의 공지된 기술로 원심 주조할 수 있는 포팅 화합물덩이(26)로 폐쇄된다.The interior of the filter housing 20 is closed with a potting compound mass 26 which can be centrifugally cast by known techniques for producing corresponding ported ends, such as hollow fiber dialysis apparatuses.
미소다공성 중공섬유(30)의 U자형 다발(28)은 하우징(20)내에 있게 되고, 이 U자형 다발의 각 아암(32,34)들은 포팅 화합물(26)을 통해 연장되어 구멍의 내경들은 각 단부에서 포팅 화합물(26) 아래의 지역(36)에 있는 하우징(20) 내부로 개방된다. 따라서 중공섬유(30)의 구멍내경들은 U자형 경로를 형성하여, 내경의 각 단부가 포팅 화합물(26)을 통해 (36)지역에 대해 개방되어 있다.The U-shaped bundle 28 of the microporous hollow fiber 30 is in the housing 20, and each of the arms 32, 34 of the U-shaped bundle extends through the potting compound 26 so that the inner diameters of the holes are angular. At the end it opens into the housing 20 in the area 36 under the potting compound 26. The bore diameters of the hollow fiber 30 thus form a U-shaped path such that each end of the bore diameter is open to the area 36 through the potting compound 26.
각 중공섬유(30)는 예를들어 상기 인용한 특허에서 기술된 것과 같이 여과용으로 사용하는데 쓰이는 바와 같은 크기의 종공섬유이며 바람직하게는 폴리에텔렌으로 만든다. 중공섬유벽내의 미세공 크기는 압력하에서 통과하는 최대크기 입자들로 측정할 때 0.01 내지 0.02 미크론이다.Each hollow fiber 30 is a longitudinal fiber of the same size as is used for filtration, for example as described in the patent cited above, and is preferably made of polyetherylene. The micropore size in the hollow fiber wall is from 0.01 to 0.02 microns as measured by the maximum size particles passing under pressure.
따라서, 수도꼭지의 핸들(14)을 틀어 가압수가 흐름라인(12)을 통하게 되면, 일반적으로 40psi 또는 그 이상인 가압수는 다발(28)내의 중공섬유(30)의 미세공을 통해 박테리아 크기의 미립자 등을 여과하게 된다. 그 다음, 여관된 물은 중공섬유(30)의 각 내경 단부로부터 챔버부(36)로 흘러나와 도관 단부(18)를 통해 박테리아가 존재하지 않는, 또 바람직하게는 중공섬유(30)의 미세공이 가능한 크기범위의 최저치의 크기를 가질때는 비루스까지도 존재하지 않는 물을 사용자에게 공급하게 된다. 또한 박테리아보다 일반적으로 큰 모든 종류의 포낭 및 원생동물은 물론 작은 무생물 미립자들도 함께 제거된다.Therefore, when the pressurized water is turned through the flow line 12 by turning the handle 14 of the faucet, pressurized water, which is generally 40 psi or more, is discharged through micropores of the hollow fiber 30 in the bundle 28. Will be filtered. The infiltrated water then flows out of each inner diameter end of the hollow fiber 30 into the chamber portion 36 whereby no microbe is present through the conduit end 18 and preferably the micropores of the hollow fiber 30 When the size of the lowest possible size range is provided, the user is supplied with water that does not exist even in the virus. It also removes all types of cysts and protozoa, which are generally larger than bacteria, as well as small inanimate particles.
본 발명의 수도꼭지 설치형 필터로 만들어진 물은 극도로 순수하며 특히 민감한 제조공정이나 면역이 결핍된 사람의 소비용 등으로 아주 적합하다.The water made by the faucet-mounted filter of the present invention is extremely pure and is particularly suitable for the sensitive manufacturing process or for consumption of a person who lacks immunity.
제2도에는 제2의 수도꼭지 설치형 필터 구현예(40)를 나타냈다. 여기서가 압수 라인(42)은 통상의 수도꼭지 밸브(44)로 조절되며 거위목 형태로 굽은 단부(46)에서 끝나 정수된 물을 사용자에게 공급하게 된다.2 shows a second faucet-mounted filter implementation 40. Here, the seizure line 42 is regulated by a conventional faucet valve 44 to supply purified water to the user by ending at the bent end 46 in the form of a gooseneck.
하우징(48)을 흐름라인(42)에 설치한다. 다공성의 중공섬유의 U자형 다발(50)은 하우징(48)내에 위치하며, 다발(52,54)의 단부는 포팅 화합물덩어리(56)내에 설치하고, 상기한 구현예에서와 유사하게 포팅 화합물(56)은 다발내에 미소다공성 중공섬유의 각 내경 단부를 다발위에 위치한 챔버부(60)에 접촉 유지시킨다. 따라서, 상기와 같이 유체가 중공섬유 다발(50)의 다공성 벽을 통하지 않고는 하우징(48)을 통한 유체 흐름은 발생하지 않는다. 이러한 중공섬유는 상기와 같은 종래의 구조이다.The housing 48 is installed in the flow line 42. The U-shaped bundle 50 of porous hollow fiber is located in the housing 48, and the ends of the bundles 52, 54 are installed in the potting compound mass 56, similar to the above-described embodiment. 56 holds each inner diameter end of the microporous hollow fiber in the bundle in contact with the chamber portion 60 located above the bundle. Thus, no fluid flow occurs through the housing 48 without the fluid passing through the porous wall of the hollow fiber bundle 50 as described above. This hollow fiber is a conventional structure as described above.
또한, 하우징(48)은 하부 배수부(62)를 형성할 수 있어서 수도꼭지 밸브(44)가 닫혔을때 하우징(48)이 배수되게 한다. 이로 인하여 그 다음에 U자형 중공섬유 필터(50)와 접하고 있는 정체된 물을 제거하기 위해 수도꼭지를 잠글때 배수부(62)위의 시스템내에 있는 물이 후방으로 흐르게 될 것이다. 이러한 것은 중공섬유 다발(50)의 미세공이 친수성이어서 물이 조금 흐르거나 압력없이 미세공을 통해 흐를때 특히 시행할 수 있다. 상기한 바와같이, 이것은 박테리아가 그 크기를 감소시켜 정상적인 박테리아 차단벽인 미세공을 통해 들어오는 중공섬유의 미세공내에서 박테리아가 분리될 수 없도록 한다.In addition, the housing 48 may form a lower drain 62 to allow the housing 48 to drain when the faucet valve 44 is closed. This will then cause the water in the system above the drain 62 to flow backwards when the faucet is locked to remove stagnant water in contact with the U-shaped hollow fiber filter 50. This can be done particularly when the micropores of the hollow fiber bundles 50 are hydrophilic so that water flows through the micropores with little or no pressure. As mentioned above, this reduces the size of the bacteria so that the bacteria cannot be separated within the micropores of the hollow fiber entering through the micropores, which are normal bacterial barrier walls.
배수부(62)의 흐름용량은 흐름라인(42)의 전체 흐름용량 보다 작아서 충분한 양의 처리수가 유출구(46)를 통해 흐를 수 있다.The flow capacity of the drain 62 is less than the total flow capacity of the flow line 42 so that a sufficient amount of treated water can flow through the outlet 46.
상기와 같은 배수 시스템의 또다른 장점은, 수도꼭지를 잠갔을때 물이 배수부(62)로부터 흘러나옴에 따라 막으로 이루어진 다발(50)을 통과한 물이 역류할수 있다는 것이다. 이로 인하여 필터 다발(50)에 붙어있는 어떤 물질들을 떼어서 제거시키고 또한 이들을 시스템으로부터 배수부(62)로 배출시켜 필터 다발(50)의 수명을 연장시킬 수 있게 된다. 또한, 배수부(62)를 사용하여 가압된 물의 역류에 의해 필터를 세척할 수 있다.Another advantage of such a drainage system is that when the faucet is locked, water passing through the bundle 50 made of membrane can flow back as water flows out of the drain 62. This removes and removes any substances adhering to the filter bundle 50 and also drains them from the system to the drain 62 to extend the life of the filter bundle 50. In addition, the drain 62 may be used to wash the filter by backflow of pressurized water.
따라서, 수도꼭지 설치형 필터는 극도로 순수해진 미생물이 없는 물을 만들 수 있게 한다. 통상의 필터 시스템을 통해 통과된 물이 정체되어 박테리아가 생긴 분취량도 정수될 수 있으므로 극대로 순수한 물을 실패없이 사용자에게 공급할 수 있다.Thus, a faucet-mounted filter makes it possible to produce extremely pure microbe-free water. As the water passed through the conventional filter system is stagnant, the aliquots from which the bacteria are generated can be purified, thus providing the pure water to the user without failure.
상기한 것은 본 발명을 설명하기 위한 것 뿐이지 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.The foregoing is only intended to illustrate the present invention but is not intended to limit the present invention thereto.
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