KR20230163615A - 수처리장치 - Google Patents

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KR20230163615A KR1020220062774A KR20220062774A KR20230163615A KR 20230163615 A KR20230163615 A KR 20230163615A KR 1020220062774 A KR1020220062774 A KR 1020220062774A KR 20220062774 A KR20220062774 A KR 20220062774A KR 20230163615 A KR20230163615 A KR 20230163615A
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최유승
김종필
이진현
이상덕
우수혜
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 수처리장치는, 급수원으로부터 물이 유입되는 급수유로와, 급수유로에 배치되어, 원수를 정수로 정화시키는 메인필터와, 상기 메인필터를 통과한 정수가 유동하는 정수유로와, 상기 정수유로에서 분기되는 제빙유로와, 상기 제빙유로의 단부에 설치되는 아이스메이커와, 상기 제빙유로에 배치되고,이온교환수지를 내장하여, 유입된 물의 이온을 흡착하여 수중의 이온을 제거한 뒤 배출하는 경도저감필터를 포함한다.

Description

수처리장치{A water treatment apparatus}
본 발명은 제빙 기능을 갖는 수처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기, 냉장고 등의 수처리장치는 상수원에서 공급되는 상수를 물리적, 화학적인 방법으로 여과시켜 불순물을 제거한 후 공급하는 장치이다.
상기와 같은 수처리장치는 정수원리나 방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식, 증류식, 역삼투압식 등으로 분류될 수 있다.
또한, 수처리장치는 물을 걸러 불순물을 제거하는 기구로서 가정용으로 많이 사용되고 있다.
가정용 수처리장치의 경우 수도와 연결되어 수돗물에 함유된 부유물이나 유해성분 등을 필터를 이용하여 제거하게 되며, 사용자의 조작에 따라 원하는 만큼의 물을 정수하여 취출할 수 있도록 구성된다.
이와 같은 수처리장치는 정수는 물론 온수와 냉수의 취출이 가능하고, 제빙 기능을 갖추어 얼음의 취출이 가능한 다양한 제품이 출시되고 있다. 그리고, 근래에는 크기가 작고 다양한 설치환경에 설치될 수 있는 수처리장치가 개발되고 있다.
일반적으로 냉장고는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 이루어지는 냉동 사이클에 의해 생성된 냉기를 토출하여 고내의 온도를 저하시켜 음식물 등을 냉동시키거나 냉장 보관하게 된다. 또한 냉장고에는 얼음을 제조하기 위한 제빙장치가 구비되고, 사용자에게 제빙된 얼음을 제공해 주게 된다.
종래의 경우, 상기 제빙을 위해 공급되는 제빙수는 필터에서 여과된 정수를 이용하게 되는데, 사용자에게 정수를 출수하는 경우와 얼음을 생성하는 경우 모두 동일한 필터를 이용하게 된다. 이렇게 정수를 출수하기 위한 필터와 동일한 필터를 이용하여 제빙을 하게 되면, 필터를 통과한 정수의 TDS(용존 고형물 총량) 농도가 높아 생성된 얼음의 투명도를 높이기 어려운 문제가 있다.
이를 해결하기 위해서, 기존 얼음 정수기 또는 얼음 냉장고는 투명하고 스케일이 없는 얼음을 제조하기 위해 역삼투막(RO)필터를 정수한 물로 얼음을 제조한다.
역삼투막 필터는 물 속의 이온성 물질까지 여과를 하기 때문에 스케일을 생성할 수 있는 칼슘(Ca2+), 마그네슘(Mg2+)과 같은 양이온을 미리 제거하여 그 물로 얼음을 제조하기 때문에 스케일이 생성되지 않는다.
하지만 역삼투막 필터를 사용할 경우, 농축수(폐수)가 발생하면서, 별도의 드레인 라인이 필요하며, 복합 제품 형태인 얼음 정수기, 얼음 냉장고와 같은 시스템에 설치에 따른 제약조건이 발생한다. 따라서 얼음을 제조하기 위해 물버림이 없고 스케일이 생성되지 않는 필터 시스템 구성이 필요하다.
또한, 역삼투막(RO)필터는 중금속, 세균, 바이러스, 미네랄물질을 제거 하지만, 수처리 용량이 작아서, 정수 취출 또는 얼음 취출 시간이 길어지기 때문에, 직수 방식의 정수기에는 적합하지 않고, 별도의 정수탱크를 구비해야하는 단점도 있다.
한국공개특허공보 제10-2020-0131402호
본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스케일 생성이 방지되어 얼음의 투명도를 높일 수 있는 수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 정수, 온수, 냉수와 같은 음용수 취출 상황에서 외부에서 유입된 원수는 메인필터만 통과하고, 얼음 생성을 위해 아이스메이커로 물이 공급되는 상황에서는, 유입된 원수는 메인필터와 경도저감필터를 차례대로 통과하여, 음용수의 처리용량을 확보할 수 있는 수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 농축수 배출을 위한 별도의 드레인 유로가 불필요하고, 정수를 저장하기 위한 정수탱크가 불필요하기 때문에, 설치 위치의 제한이 없고, 구조적으로 단순하여 소형화가 가능한 수처리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 수처리장치는, 급수원으로부터 물이 유입되는 급수유로와, 급수유로에 배치되어, 원수를 정수로 정화시키는 메인필터와, 상기 메인필터를 통과한 정수가 유동하는 정수유로와, 상기 정수유로에서 분기되는 제빙유로와, 상기 제빙유로의 단부에 설치되는 아이스메이커와, 상기 제빙유로에 배치되고,이온교환수지를 내장하여, 유입된 물의 이온을 흡착하여 수중의 이온을 제거한 뒤 배출하는 경도저감필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 경도저감필터는, 유입구와 유출구가 구비된 필터 하우징과, 상기 필터 하우징 내부의 상부와 하부에 각각 배치되는 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재와, 상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재 사이 공간에 충진된 이온교환수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이온교환수지는, 강산성 양이온 교환수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이온교환수지는, 음이온 교환수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이온교환수지는, 강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교환수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교환수지는 1:1 비율로 충진될 수 있다.
또한, 상기 필터하우징은, 외측커버 및 상기 외측커버의 내측에 배치되는 내측커버로 구성되고, 상기 내측커버의 내측에는, 상하방향으로 연장되고, 상측과 하측이 개방된 중공관 형상의 배수관이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재는 중심부에 통공을 형성하고, 상기 배수관의 상단과 하단은 각각 상기 통공을 통과하면서, 상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재를 관통할 수 있다.
또한, 상기 배수관의 하단에는 미분진필터가 구비되어, 상기 필터 하우징의 하부공간의 물은 상기 미분진필터를 통과한 뒤, 상기 배수관의 하단으로 유입될 수 있다.
또한, 상기 배수관의 상단은 상기 유출구와 연결될 수 있다.
또한, 상기 내측커버는, 중공관 형태이며, 상단과 하단에는 복수의 홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 외측커버는 상단에 유입구와 유출구가 형성되고, 하측이 개방된 상부커버와, 상기 상부커버의 개방된 하측을 커버하는 하부커버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재는 부직포 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 정수유로와 제빙유로의 분기점에는 유로 전환을 위한 정수밸브가 설치되고, 상기 정수밸브는, 음용수 출수 모드에서 정수유로로 물이 유동하게 동작하고,제빙모드에서 정수유로의 물이 제빙유로로 유동하게 동작할 수 있다.
또한, 상기 메인필터는, 프리카본블럭 필터, 중공사막 필터, 포스트카본블럭필터를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 스케일 생성이 방지되어 얼음의 투명도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 정수, 온수, 냉수와 같은 음용수 취출 상황에서 외부에서 유입된 원수는 메인필터만 통과하고, 얼음 생성을 위해 아이스메이커로 물이 공급되는 상황에서는, 유입된 원수는 메인필터와 경도저감필터를 차례대로 통과하여, 음용수의 처리용량을 확보할 수 있는 효과도 있다.
또한, 농축수 배출을 위한 별도의 드레인 유로가 불필요하고, 정수를 저장하기 위한 정수탱크가 불필요하기 때문에, 설치 위치의 제한이 없고, 구조적으로 단순하여 소형화가 가능한 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치에서 물이 유동되는 유로의 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수처리장치에서의 물 배관도를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리장치에서의 물 배관도를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경도저감필터의 단면도이다.
도 6 내지 도 7은 도 5의 경도저감필터에서 경도물질이 제거되는 메커니즘을 보인 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경도저감필터의 단면도이다.
도 9는 도 8의 경도저감필터에서 경도물질이 제어되는 메커니즘을 보인 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경도저감필터의 단면도이다.
도 11내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경도저감필터의 분해사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리장치에서 물이 유동되는 유로의 배치를 개략적으로 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 수처리장치에서의 물 배관도를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리장치(10)는, 정수와 얼음을 제공하는 냉장고로 구비될 수 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 대상이 되는 수처리장치가 냉장고(10)인 경우에 대해 설명하나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 수처리장치는 정수기 등이 해당될 수도 있다.
상기 냉장고(10)는 저장공간을 형성하는 캐비닛(11)과, 상기 캐비닛(10)의 저장공간을 개폐하는 도어(14,15)를 포함할 수 있다.
상기 저장공간은 냉장실(12)과 냉동실(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 도어(14,15)는, 상기 냉장실(12)를 개폐하는 냉장실 도어(14)와, 상기 냉동실을 개폐하는 냉동실 도어(15)를 포함할 수 있다.
상기 냉장실 도어(14)와 냉동실 도어(15)는 모두 회동에 의해 상기 냉장실(12)과 냉동실을 개폐할 수 있으며, 이를 위해 상기 냉장실 도어(14)와 냉동실 도어(15)는 모두 힌지 장치(23)에 의해 상기 캐비닛(10)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 상기 냉장실 도어(14)는 좌우 양측에서 한 쌍이 독립적으로 회전되도록 구성될 수 있는 프렌치 타입(French type)의 도어일 수 있다.
한 쌍의 상기 냉장실 도어(14) 중 어느 일측의 냉장실 도어에는 디스펜서(20)와 아이스 메이커(251)가 구비될 수 있다.
상기 디스펜서(20)는 상기 냉장실 도어(14)의 전면에 구비되며, 외부에서 사용자가 조작하여 물 및 얼음 중 하나 이상을 취출할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 디스펜서(20) 상방에는 제빙실이 구비되며, 상기 제빙실의 내부에 상기 아이스 메이커(251)가 수용되며 별도의 도어에 의해 개폐될 수 있다. 그리고, 도시되지는 않았지만, 상기 제빙실은 상기 냉장실 도어(14)가 닫힌 상태에서 냉기 덕트에 의해 상기 냉동실과 연통되어 제빙에 필요한 냉기를 냉동실 증발기(미도시)로부터 공급받을 수 있다.
상기 냉장고(10)는, 외부의 급수원(2)으로부터 공급되는 물을 정화시켜 정수의 상태로 상기 디스펜서(20)에서 취출될 수 있도록 한다.
또한, 상기 냉장고(10)는, 상기 정수를 냉각 또는 가열한 후에 냉수 또는 온수의 상태로 상기 디스펜서(20)에서 취출될 수 있도록 한다.
또한, 상기 냉장고는 상기 정수를 제빙시켜 얼음의 상태로 상기 디스펜서(20)에서 취출될 수 있도록 한다.
상기 냉장고(10)는 급수 유로(31)에 의해서 상기 급수원(2)과 연결될 수 있다.
상기 냉장고(10)는, 상기 급수 유로(31)에 구비되는 입수 밸브(311)와 본체 입수 유량 센서(313)를 더 포함할 수 있다. 상기 입수 밸브(311)의 개폐에 의해서 상기 급수원(2)으로부터의 원수의 공급이 조절될 수 있다.
상기 본체 입수 유량 센서(313)는 상기 급수원(2)으로부터 공급되는 물의 유량을 측정할 수 있다. 물론 필요에 따라서 상기 입수 유량 센서(313)는 상기 입수 밸브(311)와 일체로 구성될 수도 있다. 상기 입수 밸브(311)는 상기 캐비닛(10)의 배면 또는 압축기 등이 구비되는 기계실에 구비될 수 있다.
또는, 상기 본체 입수 유량 센서(313)는 취출되는 냉수 또는 정수의 유량을 측정할 수 있다.
상기 냉장고(10)는, 상기 급수원(2)으로부터 공급된 물을 정화하기 위한 메인 필터(40)를 더 포함할 수 있다. 상기 메인 필터(40)는 급수되는 물을 정화하기 위한 복수의 필터를 포함할 수 있다.
상기 복수의 필터는 일 예로 상기 냉장실(12) 내에서 상하로 적층되어 배치될 수 있다. 상기 복수의 필터를 상하로 적층함에 따라 상기 냉장실(12)의 공간을 효율적으로 이용할 수 있다. 그리고, 상기 메인 필터(40)에서 누수가 발생하게 되더라도 상기 냉장실(12) 내부의 좁은 영역만 오염될 수 있게 되므로 효율적이고 안전한 공간 구성이 가능하게 된다.
본 발명의 실시 예에서 상기 복수의 필터의 개수는 일 예로 3개일 수 있다. 일 예로 복수의 필터는 프리 카본 필터와 포스트 카본 필터 그리고, 상기 프리 카본 필터와 포스트 카본 필터의 사이에 배치되는 UF 멤브레인 필터를 포함할 수 있다.
물론, 상기 필터의 개수와 종류에는 제한되지 않으나 상기 메인 필터(40)의 내부에 수납 가능한 개수 그리고 효율적인 정수를 위해서 서로 다른 종류의 기능성 필터가 적용되는 것이 바람직할 것이다.
상기 냉장고(10)는, 상기 메인 필터(40)의 출구 측에 구비되는 제1분기부(315)와, 상기 제 1 분기부(315)에 연결되는 본체 냉수 유로와(341), 상기 제1분기부(315)에 연결되는 본체 정수 유로(331)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기 메인 필터(40)에서 배출된 물은 상기 제1분기부(315)에 의해서 상기 본체 냉수 유로(341)와 상기 본체 정수 유로(331)로 나뉘어 유동할 수 있다.
상기 본체 냉수 유로(341)에는 본체 워터 탱크(60)가 구비될 수 있다. 상기 본체 워터 탱크(60)는 일 예로 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 냉장실(12)에 위치될 수 있다.
상기 냉장고(10)는, 상기 본체 냉수 유로(341)와 상기 본체 정수 유로(331)가 연결되는 본체 밸브(317)와, 상기 본체 밸브(317)의 출구 측에 연결되는 공통 유로(350)를 더 포함할 수 있다.
상기 본체 밸브(317)는 일 예로 두 개의 입구와 하나의 출구를 포함할 수 있다. 두 개의 입구 각각에 상기 본체 정수 유로(331)와 상기 본체 냉수 유로(341)가 연결되고, 상기 하나의 출구에 상기 공통 유로(350)가 연결될 수 있다.
상기 공통 유로(350)는 상기 냉장실(12)을 형성하는 인너 케이스에서 인출된 후, 상기 캐비닛(10) 외측을 따라 연장되어 상기 냉장실 도어(14)의 힌지 장치(23)를 지나 상기 냉장실 도어(14)의 내부로 인입된다.
상기 냉장고(10)는, 상기 냉장실 도어(14) 내부로 인입된 상기 공통 유로(350)와 연결되는 제 2 분기부(319)와, 상기 제 2 분기부(319)에 연결되는 도어 정수 유로(333)와, 상기 제 2 분기부(319)에 연결되는 도어 냉수 유로(343)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉장고(10)는, 상기 도어 냉수 유로(343)에 구비되는 도어 워터 탱크(80)와, 상기 도어 냉수 유로(343)에서 상기 도어 워터 탱크(80)의 출구 측에 위치되는 냉수 밸브(325)를 더 포함할 수 있다.
상기 도어 워터 탱크(80)는, 상기 본체 워터 탱크(60)에서 냉각 공급되는 물을 재차 냉각시키기 위한 것이다. 상기 본체 워터 탱크(60)에서 냉각된 물이 상기 공통 유로(350)를 따라 유동하는 과정에서 상기 캐비닛(10)의 외측을 경유하게 되는 경우 온도가 상승할 수 있다. 따라서, 상기 도어 워터 탱크(80)는 온도가 상승한 물을 재차 냉각하여 냉수 취출 시 목표 냉수 온도로 취출될 수 있도록 한다.
특히, 취출되는 물 온도의 불만족은 냉수를 오랫동안 취출하지 않은 상태에서 처음 취출하게 되는 경우 상기 냉장실(12) 외측의 공통 유로(350)에서 오랜 기간 잔류하던 물의 온도가 올라간 상태가 되어 취출되는 물의 온도를 만족하지 못할 수 있다. 하지만, 상기 도어 워터 탱크(80)에서 추가적인 냉각 및 냉각된 물과의 혼합에 의해 냉수의 취출 시 적절한 냉수 온도를 만족할 수 있게 된다.
상기 냉장고(10)는, 상기 도어 정수 유로(333)에 구비되는 정수 밸브(321)와, 상기 정수 밸브(321)에 연결되는 제빙 유로(335)를 더 포함할 수 있다.
상기 도어 정수 유로(333)를 따라 유동하는 정수는 상기 정수 밸브(321)에 의해서 상기 디스펜서(20) 외부로 취출되거나 상기 제빙 유로(335)를 따라 상기 아이스메이커(251)로 공급될 수 있다.
상기 냉장고(10)는, 상기 도어 정수 유로(333)와 상기 도어 냉수 유로(343)가 연결되는 도어 커넥터(323)와, 상기 도어 커넥터(323)에 연결되는 취출 유로(352)를 더 포함할 수 있다. 냉수와 정수는 상기 취출 유로(352)를 따라 상기 디스펜서(20)의 외부로 취출될 수 있다.
상기 도어 커넥터(323)는 두 개의 입구와 하나의 출구를 포함할 수 있으며, 두 개의 입구 각각에 상기 도어 정수 유로(333)와 상기 도어 냉수 유로(343)가 연결될 수 있고, 상기 하나의 출구에 상기 취출 유로(352)가 연결될 수 있다.
상기 정수 밸브(321)는 정수의 유동 방향으로 제어하는 삼방 밸브일 수 있다. 따라서, 냉수의 취출을 위해서는 상기 정수 밸브(321)가 닫힌 상태에서 상기 냉수 밸브(325)가 개방될 수 있다. 반면, 정수의 취출을 위해서는 상기 냉수 밸브(325)가 닫힌 상태에서 상기 정수 밸브(321)가 개방되되 상기 정수 밸브(321)는 정수가 상기 취출 유로(352)로 유동하도록 유로가 절환될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 냉장고(10)는, 상기 필터장치(40)에서 필터링된 정수를 상기 워터탱크(60)를 우회하여 상기 디스펜서(20)로 안내하는 온수 유로(770)와, 상기 온수유로(770)에 구비되는 온수유입밸브(730)와, 상기 온수 유로(770) 상에 구비되는 온수탱크(780)와, 상기 온수탱크(780)에 저장된 물을 가열시키는 히터(710)와, 상기 온수 유로(770) 상에 구비되는 온수 온도센서(750)와, 상기 온수 유로(770) 상에 구비되는 온수유량 조절밸브(740) 및 온수의 출수를 단속하는 온수출수밸브(327)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 히터(710)에 의해 가열된 온수탱크(780)의 온수는 디스펜서(20)로 공급될 수 있다.
참고로, 상기 히터(710)는 온수탱크(780)에 저장된 물을 가열시킬 수 있는 범위에서 다양한 실시예가 발생할 수 있다.
일례로, 상기 온수탱크(780)는 금속재질 특히 스테인레스 스틸 재질로 구비되고, 상기 히터(710)는 유도가열 방식으로 온수탱크(780)를 가열시킬 수 있다.
다른 예로, 상기 히터(710)는 면상발열체로 구비될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 상기 온수탱크(780)는 상기 저장공간의 외부에 배치될 수 있다. 즉, 온수탱크(780)는 고외(냉장고 외측)에 배치되며, 온수탱크(780)에 저장된 물은 저장공간의 냉기에 의해 냉각되지 않고, 실내 온도와 유사한 온도를 갖을 수 있다.
상기의 경우, 온수탱크(780)에 저장된 물은 냉각되지 않는다. 따라서, 온수 생성 시, 온수탱크(780)에 저장된 물을 별도로 배출할 필요 없이, 곧 바로 가열시킬 수 있다. 따라서, 물을 절약할 수 있는 것은 물론, 온수 생성에 필요한 열 에너지를 줄여, 열 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기와 같이 온수탱크(780)가 고외(냉장고 외측)에 배치되면, 히터(710) 역시 고외에 배치되며, 히터(710)에서 발생한 열이 고내의 온도에 영향을 주지 않기 때문에, 히터(710)가 고내에 구비된 경우보다, 냉장고의 효율이 향상될 수 있다.
이하, 상기와 같이 온수탱크(780)가 고외에 배치된 냉장고에서, 온수 생성 및 출수가 진행되는 과정에 대해 설명한다.
먼저, 도어 측에서 온수출수 명령이 입력되면, 온수밸브(730)가 개방되고, 입수밸브(311)도 개방된다. 상기와 같은 입수밸브(311)의 개방으로 급수원의 물이 급수 유로(31)로 유입되고, 필터장치(40)로 공급된다.
상기 필터장치(40)에서 필터링된 정수는, 제1분기부(315)와 제3분기부(790)를 순차적으로 통과하면서, 온수유로(770)로 전달된다. 온수유로(770)로 전달된 정수는 온수밸브(730)를 거친 후 온수탱크(780)에 저장된다.
이때, 히터(710)가 작동하면, 온수탱크(780)에 저장된 정수는 온수로 가열되고, 가열된 온수는 온수출수밸브(327), 도어 커넥터(323) 및 취출유로(352)를 거친 뒤 디스펜서(20)로 취출될 수 있다.
종래의 경우, 상기 제빙을 위해 공급되는 제빙수는 필터에서 여과된 정수를 이용하게 되는데, 사용자에게 정수를 출수하는 경우와 얼음을 생성하는 경우 모두 동일한 필터를 이용하게 된다. 이렇게 정수를 출수하기 위한 필터와 동일한 필터를 이용하여 제빙을 하게 되면, 필터를 통과한 정수의 TDS(용존 고형물 총량) 농도가 높아 생성된 얼음의 투명도를 높이기 어려운 문제가 있다.
이를 해결하기 위해서, 본 발명의 경우, 수중에 포함된 경도물질을 제거하는 경도저감필터(100)를 추가로 구비한다.
상세히, 상기 경도저감필터(100)는, 상기 메인필터(40)와 상기 아이스메이커251)를 연결하는 유로 중 어느 하나에 설치될 수 있다.
즉, 음용수의 경우, 메인필터(40)만 통과하도록 유로가 구성되고, 얼음 제조를 위해서 아이스메이커(251)로 유동하는 정수의 경우, 메인필터(40)와 경도저감필터(100)를 순서대로 통과하도록 유로가 구성된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수처리장치에서의 물 배관도를 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 상기 경도저감필터(100)는, 상기 메인필터(40)를 통과한 정수를 공급받아, 경도물질을 제거하거나, 저감시킨 뒤, 상기 아이스메이커(251) 측으로 배출하도록, 물의 유동 경로를 기준으로, 메인필터(40)와 아이스메이커(251) 사이에 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 경도저감필터(100)는 정수 밸브(321)와 아이스메이커(251)를 연결하는 제빙유로(335)에 설치될 수 있다.
이때, 상기 제빙유로(335)는 상기 본체 정수 유로(331)에서 분기될 수 있다. 또한, 상기 제빙유로(335)는 상기 도어 정수 유로(333)에서 분기될 수도 있다.
상기와 같이, 제빙유로(335)에 경도저감필터(100)가 설치되면, 상기 정수밸브(321)에서 아이스메이커(251)로 유동하는 정수는 경도저감필터(100)를 통과하면서, 경도물질이 제거되고, 경도가 낮아진 상태로 아이스메이커(251)에 공급된다.
그리고, 아이스메이커(251)에서 제빙이 진행될 때, 경도물질에 의해 얼음에 스케일이 생성되지 않고, 투명빙이 생성될 수 있다.
상기 경도저감필터(100)는 입수된 물에서 경도생성물질을 제거할 수 있는 범위에서 다양한 실시예가 발생할 수 있다.
일 예로, 상기 경도저감필터(100)는 이온교환수지를 내장하여, 유입된 물에서 이온을 흡착하여 수중의 이온을 제거한 뒤 배출한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 경도저감필터의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 경도저감필터(100)는, 유입구(111)와 유출구(112)가 구비된 필터 하우징(110)과, 상기 필터 하우징(110) 내부의 상부와 하부에 각각 배치되는 제1이탈방지부재(121) 및 제2이탈방지부재(122)와, 상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122) 사이 공간에 배치된 이온교환수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 이온교환수지(130)는 다양한 형태로 필터 하우징(110) 내부에 수용될 수 있다.
따라서, 상기 유입구(111)를 통해서 유입된 정수는, 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122) 사이를 통과하면서 이온교환수지(130)에서 이온교환이 진행되어, 경도생성물질이 제거될 수 있다. 그리고, 경도생성물질이 제거된 정수는 유출구(112)를 통해서, 필터 하우징(110)의 외측으로 배출된 후, 아이스메이커(251)로 유동할 수 있다.
상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 통수성 재질로 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 부직포 재질로 구비될 수 있다.
상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 5~10㎛의 부직포 재질로 구비될 수 있다.
따라서, 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122) 사이에 이온교환수지(130)가 충진될 수 있다. 또한, 정수가 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)를 통과하면서, 각종 이물질이 추가적으로 걸러질 수도 있다.
상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 상기 이온교환수지(130)가 이탈되지 않게 고정시키는 역할을 수행한다. 즉, 상기 이온교환수지(130)는 상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)에 의해 상부와 하부가 차단되면서, 상부 또는 하부로 이탈되지 않고, 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122) 사이에 충진된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 상기 이온교환수지(130)로 유입되는 물을 여과시키고, 이온교환수지(130)를 통과한 물을 추가로 여과시키는 기능도 수행한다.
상기와 같이 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)가 각각 이온교환수지(130)의 상부와 하부에 배치되면, 이온교환수지(130)의 이탈이 방지됨과 동시에, 여과력이 추가되면서 정수 효율이 향상되는 이점이 있다.
도 6 내지 도 7은 도 5의 경도저감필터에서 경도물질이 제거되는 메커니즘을 보인 도면이다.
일 예로, 상기 이온교환수지(130)는, 강산성 양이온(Strong Acid Cation) 교환수지로 구비될 수 있다.
참고로, 제빙과정에서, 수중의 양이온(Ca2+,Mg2+)은 아래와 같은 화학식1 내지 화학식3에 의해 스케일(CaCO3,CaSO4,MgCO3) 을 생성한다.
[화학식 1]
Ca2+ + CO3 2- → CaCO3
[화학식 2]
Ca2+ + SO4 2- → CaSO4
[화학식 3]
Mg2+ + CO3 2- → MgCO3
도 6은 이온교환수지(130)가 강산성 양이온 교환수지로 구비된 상황에서, 경도물질이 제거되는 메커니즘을 보인 도면이다.
도 6을 참조하면, 강산성 양이온 교환수지는, 아래와 같은 화학식4를 통해, 경도생성물질(Ca2+)을 흡착하여 수중에서 제거할 수 있다. 그리고, 스케일 생성 물질이 흡착 및 제거되기 때문에, 제빙과정에서 스케일이 생성되지 않고, 투명빙을 생성할 수 있다.
[화학식 4]
Ca2+ + 2(R-SO3Na) → 2(R-SO3)Ca + 2Na+
이때, 상기 강산성 양이온 교환수지의 선택성은 아래와 같이 비교될 수 있다.
Na+ < K+ < Mg2+ < Ca2+
다른 예로, 상기 이온교환수지(130)는, 약산성 양이온(Weak Acid Cation) 교환수지로 구비될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 약산성 양이온 교환수지는, 아래와 같은 화학식5를 통해, 경도생성물질(Ca2+)을 흡착하여 수중에서 제거할 수 있다. 그리고, 스케일 생성 물질이 흡착 및 제거되기 때문에, 제빙과정에서 스케일이 생성되지 않고, 투명빙을 생성할 수 있다.
[화학식 5]
Ca2+ + 2(R-COOH/Na) → 2(R-COO)Ca + H+ + Na+
이때, 상기 약산성 양이온 교환수지의 선택성은 아래와 같이 비교될 수 있다.
H+ < Na+ < K+ < Mg2+ < Ca2+
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 경도저감필터의 단면도이다. 그리고, 도 9는 도 8의 경도저감필터에서 경도물질이 제어되는 메커니즘을 보인 도면이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 상기 이온교환수지(130)는, 음이온 교환수지를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 이온교환수지(130)는 강산성 양이온 교환수지(131)와 강염기성 음이온 교환수지(132)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 강염기성 음이온 교환수지(132)의 선택성은 아래와 같이 비교될 수 있다.
F- < OH- < Cl- < SO4 2-
또한, 상기 강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교환수지는 1:1비율로 충진될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기와 같이, 강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교환수지가 1:1 비율로 충진되면, 강염기성 음이온 교환수지에서 이온교환에 의해 생성된 음이온(OH-)과, 강산성 양이온 교환수지에서 이온교환에 의해 생성된 양이온(H+)에 의해, 최종적으로 물(H20)이 생성될 수 있다.
상기와 같이, 이온교환수지를 통과하면서, 경도생성물질이 제거된 물은 연수화된 상태로, 아이스트레이(251)로 공급된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경도저감필터의 단면도이다. 그리고, 도 11 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 경도저감필터의 분해사시도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 필터하우징(110)은, 외측커버(113) 및 상기 외측커버(113)의 내측에 배치되는 내측커버(114)로 구성되고, 상기 내측커버(114)의 내측에는, 상하방향으로 연장되고, 상측과 하측이 개방된 중공관 형상의 배수관(115)이 배치된다.
제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 각각 중심부에 통공(123,124)을 형성하고, 상기 상기 배수관(115)의 상단과 하단은 각각 상기 통공(123,124)을 통과하면서,제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)를 관통하게 된다.
상기 제1이탈방지부재(121)와 제2이탈방지부재(122)는 부직포 재질로 구비될 수 있다.
이때, 부직포는 5~10㎛ 이상의 크기를 갖는 입자를 여과하도록 구비될 수 있다.
상기 배수관(115)의 하단에는 미분진필터(140)가 구비되어, 상기 필터 하우징(110)의 하부공간의 물은 상기 미분진필터(140)를 통과한 뒤, 상기 배수관(115)의 하단으로 유입된다.
상기 미분진필터(140)는 부직포 재질로 구비될 수 있다.
이때, 부직포는 5~10㎛ 이상의 크기를 갖는 입자를 여과하도록 구비될 수 있다.
상기 미분진필터(140)는 상기 배수관(115)의 하단을 커버하도록 구비될 수 있다.
따라서, 최종적으로 배수관(115)을 통해 빠져나가는 물을 한번더 여과시키면서, 수중의 미세물질을 걸러줄 수 있다.
상기 배수관(115)의 상단은 상기 유출구(112)와 연결된다.
따라서, 상기 배수관(115)을 따라 상측으로 유동하는 물은 상기 유출구(112)를 통해서, 필터하우징(110)의 외측으로 빠져나갈 수 있다.
또한, 상기 내측커버(114)는, 중공관 형태이며, 상면과 하면에는 물이 유동하도록 복수의 통수홀(114a)이 형성될 수 있다.
또한, 내측커버(114)는 상면과 하면의 중심부에 배수관(115)이 관통하는 관통홀(l14b)이 형성된다.
또한, 상기 내측커버(114)는 하측이 개방된 상태이고, 상기 내측커버(114)의 개방된 하측은 별도의 커버(114c)에 의해 커버될 수 있다. 그리고, 상기 커버(114c)에는 중심부에 배수관(115)이 관통하는 관통홀(l14b)이 형성되고, 관통홀(114b)의 주변에는 복수의 통수홀(114a)이 형성될 있다.
또한, 상기 외측커버(113)는, 상단에 유입구(111)와 유출구(112)가 형성되고, 하측이 개방된 상부커버(113a)와, 상기 상부커버(113a)의 개방된 하측을 커버하는 하부커버(113b)를 포함할 수 있다.
상기 정수유로(331,333)와 제빙유로(335)의 분기점에는 유로를 전환하는 정수밸브(321)가 설치되고, 상기 정수밸브(321)는, 음용수 출수 모드에서 정수유로(331,333)로 물이 유동하게 동작하고, 제빙모드에서 정수유로(331,333)의 물이 제빙유로(335)로 유동하게 동작할 수 있다.
상기 정수밸브(321)는 하나의 입구를 구비하고, 두개의 출구를 갖는 삼방밸브(3-way valve)로 구비될 수 있다.
상기 메인필터(40)는, 9종의 중금속 제거 능력을 갖는 프리카본블럭 필터(41)와, 중공사막(UF) 필터(42)와, 바이러스 제거 성능을 갖는 포스트카본블럭필터(43)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 유입된 원수가 중공관 형태의 제1카본블럭이 내장된 프리카본블럭 필터(41)을 통과하면서, 중금속이 제거되고 정화될 수 있다.
일예로, 상기 제1카본블럭은 활성탄, 바인더,수산화철, 티타늄산화물이 혼하여 제조되고, 유입된 물은 제1카본블럭을 통과하면서, 9종의 중금속이 제거될 수 있다.
또한, 프리카본블럭 필터(41) 외부로 배출된 물은, 복수의 중공사막이 내장된 중공사막(UF) 필터(42) 및 중공관 형태의 제2카본블럭 및 상기 제2카본블럭의 둘레를 감싸는 정전흡착 부직포가 내장된 포스트카본블럭필터(43)를 통과한다.
일예로, 상기 제2카본블럭은 제1카본블럭과 마찬가지로, 활성탄, 바인더,수산화철, 티타늄산화물이 혼하여 제조되고, 유입된 물은 제2카본블럭을 통과하면서, 9종의 중금속이 제거될 수 있다.
상기와 같이 프리카본블럭 필터(41), 중공사막(UF) 필터(42) 및 포스트카본블럭필터(43)가 구비되면, 메인필터(40)로 유입된 물이 프리카본블럭 필터(41), 중공사막(UF) 필터(42) 및 포스트카본블럭필터(43)를 거치면서, 여러 번 정수가 이루어져, 중금속을 비롯한 각종 이물질 및 박테리아, 바이러스의 제거가 보다 확실하게 진행될 수 있는 효과가 있다.
특히, 포스트카본블럭필터(43)에 의해, 수중의 염소 성분 및 클로로포름(CHCL3)의 제거가 보다 확실히 이루어질 수 있고, 물맛을 향상시킬 수도 있다.
참고로, 활성탄, 바인더,수산화철, 티타늄산화물이 혼합된 제1카본블럭 또는 제2카본블럭을 통과하면, 9종의 중금속, 즉 수은, 납, 구리, 알루미늄, 철, 카드뮴, 비소, 망간, 아연이 제거될 수 있다.
상세히, 수은,납, 철, 알루미늄, 카드뮴, 비소 ,구리는 카본블럭(120,310) 내, 수산화철에 의해 제거되고, 망간, 아연의 경우, 카본블럭(120,310) 내, 티타늄산화물에 의해 제거될 수 있다.

Claims (16)

  1. 급수원으로부터 물이 유입되는 급수유로;
    급수유로에 배치되어, 원수를 정수로 정화시키는 메인필터;
    상기 메인필터를 통과한 정수가 유동하는 정수유로;
    상기 정수유로에서 분기되는 제빙유로;
    상기 제빙유로의 단부에 설치되는 아이스메이커;
    상기 제빙유로에 배치되고,이온교환수지를 내장하여, 유입된 물의 이온을 흡착하여 수중의 이온을 제거한 뒤 배출하는 경도저감필터를 포함하는 수처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경도저감필터는,
    유입구와 유출구가 구비된 필터 하우징;
    상기 필터 하우징 내부의 상부와 하부에 각각 배치되는 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재;
    상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재 사이 공간에 충진된 이온교환수지를 포함하는 수처리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 이온교환수지는, 강산성 양이온 교환수지를 포함하는 수처리장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 이온교환수지는, 약산성 양이온 교환수지를 포함하는 수처리장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 이온교환수지는, 음이온 교환수지를 포함하는 수처리장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 이온교환수지는, 강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교환수지를 포함하는 수처리장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 강산성 양이온 교환수지와 강염기성 음이온 교환수지는 1:1 비율로 충진되는 수처리장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 필터하우징은, 외측커버 및 상기 외측커버의 내측에 배치되는 내측커버로 구성되고,
    상기 내측커버의 내측에는, 상하방향으로 연장되고, 상측과 하측이 개방된 중공관 형상의 배수관이 배치되는 수처리장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재는 중심부에 통공을 형성하고, 상기 배수관의 상단과 하단은 각각 상기 통공을 통과하면서, 상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재를 관통하는 수처리장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 배수관의 하단에는 미분진필터가 구비되어, 상기 필터 하우징의 하부공간의 물은 상기 미분진필터를 통과한 뒤, 상기 배수관의 하단으로 유입되는 수처리장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 배수관의 상단은 상기 유출구와 연결되는 수처리장치.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 내측커버는, 중공관 형태이며,
    상단과 하단에는 복수의 홀이 형성되는 수처리장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 외측커버는 상단에 유입구와 유출구가 형성되고, 하측이 개방된 상부커버와,
    상기 상부커버의 개방된 하측을 커버하는 하부커버를 포함하는 수처리장치.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 제1이탈방지부재와 제2이탈방지부재는 부직포 재질로 이루어진 수처리장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 정수유로와 제빙유로의 분기점에는 유로 전환을 위한 정수밸브가 설치되고,
    상기 정수밸브는,
    음용수 출수 모드에서 정수유로로 물이 유동하게 동작하고,
    제빙모드에서 정수유로의 물이 제빙유로로 유동하게 동작하는 수처리장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 메인필터는,
    프리카본블럭 필터, 중공사막 필터, 포스트카본블럭필터를 포함하는 수처리장치.
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