KR200242687Y1 - 정수기 필터 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정수기 필터 카트리지에 관한 것으로서, 외층(1)에는 폴리프로필렌 부직포 필터가 충진되어 있고, 중간층(2)에는 길이방향 상단에서 하단으로 카본입자(2a), 활성탄소섬유(2b) 및 접착용 부직포(2c)가 차례로 충진되어 있고, 내층(3)에는 폴리설폰 중공사막이 충진되어 있는 원통상 구조를 갖고, 저면 중앙(내층부분)에는 정수배출구가 형성되어 있으며, 저면 외측(외층부분)에는 1개의 원수 투입구(4)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 고안은 중간층이 길이방향으로 3층으로 구분되어 있어서 정수성능이 우수하다.

Description

정수기 필터 카트리지 {A fiter cartridge of water purifier}

본 고안은 음용수를 얻기 위한 정수기에 관한 것이다.

산업이 발달함에 따라 각종 오염물질의 양적인 증가가 빠른 속도로 확산되면서 식수로서 사용하는 음용수에 대한 수질문제가 심각하게 제기되고 있다.

특히, 가정용 수도물중에 함유 가능성이 높은 각종 세균 등과 같은 유기물에의한 오염이 심각한데, 그 원인은 정수지에서 각 가정으로 공급하는 급수관이 노후됨에 따라 유기물이 침입하거나 수저장 탱크내의 각종 미생물, 즉 대장균, 콜레라, 장티푸스, 이질균 등과 같은 각종 전염성 세균 및 박테리어 등에 의한 것으로 이때문에 인체가 해를 입게되고 이러한 오염물질에 의한 냄새 및 맛 등에 의해 음용시 불쾌감을 느끼게 된다.

이러한 음용수 내의 각종 오염물질들을 제거하기 위하여 이온교환 수지 및 활성탄 카트리지 또는 활성탄과 고분자 분리막 필터가 복합된 카트리지 등을 이용한 정수기 들이 사용되고 있다.

이온교환 수지 카트리지를 이용한 정수기는 물속의 금속이온을 치환 흡착하여 제거하는 중금속 제거기능은 있으나 대장균 같은 유해세균의 제거기능은 없는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

활성탄 카트리지를 이용한 정수기는 활성탄의 분자 흡착작용에 의하여 불순물, 냄새 및 색소 등을 제거하며, 특히 소독용 잔류염소의 제거기능이 우수하지만 장기간 사용시 흡착기능이 저하되어 활성탄에 흡착된 각종 오염물질 등이 정수에 혼합되므로 오히려 정수처리 하지 않은 물보다 유기물이 더 많이 함유된 물을 음용하게 되며, 또한 잠시 사용을 중단하게 되면 정수기 카트리지 내에서 각종 세균이 증식하게 되어 사용상에 많은 문제점이 발생하게 된다.

한편, 고분자 분리막 필터를 사용하는 정수기는 역삼투, 정밀여과, 한외여과 방식이 적용되고 있으며, 그 주된 소재는 반투막모듈이다.

이 반투막 모듈은 그 사용 용도가 광범위하여 다양한 형태로 제조되고 있다.그 중 하나인 중공섬유 형태의 분리막은 평막 등 타형태보다 투과모듈의 효율성이 높기 때문에, 각종 분리막장치에 많이 사용되고 있다.

또한 이 중공사막은 자체지지가 가능하며, 막표면에 대하여 수직으로 작용하는 압력에 대하여 높은 저항성을 나타내기 때문에, 비교적 고압이 요구되는 분리장치에도 많이 사용되고 있다.

이러한 분리막을 사용하는 분리장치중, 역삼투막 방식은 분리성능이 우수하여 음용수에 포함된 각종 미네랄 성분까지 제거하며, 원수량에 비하여 정수량이 적고, 별도의 고압인가 장치를 필요로 하며, 또한 별도의 정수 저장탱크를 설치해야한다.

그리고 정밀여과막 방식, 즉 정밀여과막을 이용하는 모듈은 분리성능이 낮기 때문에, 각종 부유물은 제거할 수 있으나,세균류는 제거할 수 없는 단점이 있다.

때문에, 역삼투막 방식과, 정밀여과막 방식의 단점을 보완한 것으로 한외여과막 방식이 있다.

이 한외여과막 방식은 음용수로서 적당한 수질과 적절한 수량 및 경제적인 면을 고려하여 물속에 함유되어 있는 이물질중 가장 심각한 오염원인 각종 부유물질, 먼지 및 세균류는 제거하고, 미네랄 성분은 그대로 투과시키는 방식이다.

이러한 수처리용 한외여과 중공사형 모듈은 보통 원통 케이스 내에 수천에서 수만 가닥의 중공사막 다발을 충진하고 중공사막의 내부면과 외부면의 유체 흐름을 구분하기 위하여 중공사막의 양 끝과 원통형 케이스의 끝 부분을 접착제로 밀봉하는 것에 의하여 제조된다.

그리고 중공사막의 수명 연장을 위하여 각종 부유물질 및 녹찌꺼기 등을 제거하기 위하여, 일차필터가 중공사막 전단부에연결되며, 냄새, 맛 특히 소독용 잔류염소의 제거를 위하여 일차필터와 중공사막 카트리지 중간에 활성탄 카트리지를 삽입하여 제조한다(미국 특허 4636307 참조).

또 일본 공개 특허 소화64-7907에 의하면 수처리용 중공사막 카트리지를 소형화 하기 위하여 활성탄을 중공사막 카트리지내에 삽입하여 하나의 카트리지 내에 활성탄층과, 중공사막층으로 분리되어 복합화한 방식도 있다.

이러한 방식들은 활성탄이 분말 또는 입자 상태로 존재하기 때문에 필터의 역할을 하는 활성탄의 비표면적을 크게하기 위하여, 많은 양을 충진시켜야 하므로 장치의 소형화에 한계가 있다.

본 고안의 목적은 이와 같은 종래 정수기 필터 카트리지들의 문제들을 해결하므로서, 필터 카트리지를 소형으로 제작하여도 불순물, 염소성분 및 냄새 등의 제거능력이 양호한 정수기 필터 카트리지를 제공하기 위한 것이다.

본 고안은 소형 제작시에도 불순물 등의 제거능력(정수능력)이 양호한 정수기 필터 카트리지를 제공하고자 한다. 이를 위해 본 고안은 원통상의 필터 카트리지를 외층/중간층/내층으로 구분하고, 상기 중간층을 다시 길이 방향으로 카본입자층/활성탄소섬유층/접착용 부직포층으로 구분한다.

도 1은 본 고안의 사시 개략도

도 2는 본 고안 중간층의 길이방향 단면 모식도

도 3은 본 고안의 저면 개략도

※ 도면중 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 외층(부직포 필터) 2 : 중간층(카본입자/활성탄소섬유/부직포)

3 : 내층(중공사막) 4 : 원수투입구 5 : 정수배출구

2a : 카본입자 2b : 활성탄소섬유 2c : 접착용 부직포

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 고안의 정수기 필터 카트리지는 외층(1)에는 폴리프로필렌 부직포 필터가 충진되어 있고, 중간층(2)에는 길이방향 상단에서 하단으로 카본입자(2a), 활성탄소섬유(2b) 및 접착용 부직포(2c)가 차례로 충진되어 있고, 내층(3)에는 폴리설폰 중공사막이 충진되어 있는 원통상 구조를 갖고, 저면 중앙(내층부분)에는 정수배출구가 형성되어 있으며, 저면 외측(외층부분)에는 1개의 원수 투입구(4)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 등을 통하여 본 고안을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 고안은 도 1과 같이 그의 중심축에서 외주면쪽으로 내층(3), 중간층(2) 및 외층(1)의 3개 구간으로 구분되어지는 원통상 구조를 갖는다.

상기 외층(1)에는 폴리프로필렌 부직포 필터가 롤(Roll) 상태로 충진되어 있고, 상기 내층(3)에는 폴리설폰 중공사막이 충진되어 잇다.

또한 상기 중간층(2)에는 길이방향으로 상단에서 하단으로 카본입자(2a), 활성탄소섬유(2b) 및 접착용 부직포(2c)가 차례로 충진되어 있다. 상기 카본입자는 60~100메쉬 정도인 것이 바람직 하며, 활성탄소섬유(2b)는 30~50메쉬 정도인 것이 바람직 하다. 다시말해 원수를 직경이 상대적으로 큰 카본입자(2a)로 먼저 처리한 후 직경이 상대적으로 작은 활성탄소섬유(2b)로 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안의 저면에는 원수투입구(4)와 정수배출구(5)가 각각 형성되어 있다. 상기 정수배출구(5)는 저면 중앙(내층부분)에 형성되어 정수된 물을 정수기 필터 카트리지 밖으로 배출시키는 역할을 한다.

한편, 상기 원수투입구(4) 1개가 도 3과 같이 저면 외측(외층부분)에 형성되어 원수를 부직포 필터인 외층(1)으로 유입시키는 역할을 한다.

본 고안의 정수 메카니즘을 보다 상세하게 살펴보면, 먼저 원수가 원수투입구(4)를 통해 부직포가 충진된 카트리지 외층(1)으로 유입되어 이를 통과하면서 원수 내에 존재하는 비교적 입자가 큰 먼지, 녹찌꺼기 등의 불순물이 제거된다. 이로 인해 상기 불순물들이 중간층(2) 및 내층(3) 필터로 유입되지 않아 필터 수명이 길어 질 수 있다.

다음으로 카트리지 외층(1)을 통과한 물은 카트리지 중간층(2)의 상단부에 위치하는 카본입자(2a)들을 통과하면서 물속의 염소성분 등의 유기화학 성분과 냄새가 1차적으로 제거된다.

계속해서 카본입자(2a)들을 통과한 물은 활성탄소섬유(2b)들을 통과하면서 물속에 잔류하는 불쾌한 맛, 냄새 등이 제거되어 물의 순도가 높아지고 물맛이 좋게 된다.

이때 카트리지 중간층(2)의 최하단에 위치하는 접착용 부직포(2c)는 카본입자(2a) 또는 활성탄소섬유(2b)들이 중공사막이 충진된 카트리지 내층(3)으로 흘러들어 가는 것을 막아주는 역할을 한다.

이와 같이 활성탄소섬유(2b)들을 통과한 물은 계속해서 폴리설폰 중공사막이 충진되어 있는 카트리지 내층(3)으로 유입되어, 이를 통과하면서 물속에 남아있는 각종 세균 및 불순물이 제거되고 몸에 좋은 미네랄 성분은 그대로 함유된 정수로된 후 정수배출구(5)를 통해 정수기 카트리지 외부로 흘러 나온다.

이와 같이 본 고안은 원수를 단계별로 다양한 소재의 필터로 정화처리하기 때문에, 다시말해 부직포-카본입자-활성탄소섬유-중공사막 순으로 정수처리하기 때문에, 정수성능이 크게 향상 된다.

일반 수도물을 본 고안의 정수기에 순간 유량 5L/분으로 공급하여 정수처리 해 본 결과, 정수내에 일반세균 및 대장균은 검출되지 않았고 암모니아성 질소는 0.05mg/ℓ이하 였고, 염소이온은 5mg/ℓ 이하 였다.

본 고안은 소형제작시에도 불순물, 냄새, 유기물질 등의 제거능력(정수능력)이 매우 우수하다.

Claims (1)

1. 외층(1)에는 폴리프로필렌 부직포 필터가 충진되어 있고, 중간층(2)에는 길이방향 상단에서 하단으로 카본입자(2a), 활성탄소섬유(2b) 및 접착용 부직포(2c)가 차례로 충진되어 있고, 내층(3)에는 폴리설폰 중공사막이 충진되어 있는 원통상 구조를 갖고, 저면 중앙(내층부분)에는 정수배출구가 형성되어 있으며, 저면 외측(외층부분)에는 1개의 원수 투입구(4)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정수기 필터 카트리지.