WO2021060785A1 - 정수기 - Google Patents

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WO2021060785A1
WO2021060785A1 PCT/KR2020/012712 KR2020012712W WO2021060785A1 WO 2021060785 A1 WO2021060785 A1 WO 2021060785A1 KR 2020012712 W KR2020012712 W KR 2020012712W WO 2021060785 A1 WO2021060785 A1 WO 2021060785A1
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reverse osmosis
extraction
osmosis membrane
valve
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PCT/KR2020/012712
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문형민
김철호
홍영훈
박시준
신현수
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Coway Co Ltd
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Coway Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a water purifier including a reverse osmosis membrane filter, and more particularly, to a reverse osmosis water purifier capable of discharging residual water remaining in an extraction unit.
  • a water purifier is a device that filters water introduced through one or more filters and then discharges it to the outside to supply drinking water to a user.
  • Such a water purifier provides purified water to a user through an extraction unit made of a coke or a faucet.
  • the contaminated residual water not only contaminates the interior of the extraction unit, but also is extracted together with the freshly supplied purified water as the extraction unit is opened, there is a problem in that purified water including the contaminated residual water is provided to the user.
  • a drain valve is installed in the drain passage communicating with the extraction part and the extraction valve, and after extraction is completed, the extraction valve and the drain valve are opened to discharge residual water from the extraction part through the drain passage. This has been proposed.
  • Patent Document 1 KR2015-0104377 A
  • Patent Document 2 KR2016-0142478 A
  • the present invention has been conceived to solve at least some of the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a water purifier capable of stably discharging residual water from an extraction unit.
  • a filter unit provided with a reverse osmosis membrane filter for filtering the incoming water; An extraction unit that provides the purified water filtered by the filter unit to a user; And a residual water drainage portion configured to drain residual water remaining in the extraction portion through the reverse osmosis membrane filter using the osmosis phenomenon of the reverse osmosis membrane filter after the extraction through the extraction portion is terminated.
  • a purified water discharge passage through which purified water filtered by the reverse osmosis membrane filter is discharged, and a drain passage through which concentrated water not filtered from the reverse osmosis membrane filter is discharged are connected, and the residual water drainage part discharges the extraction part and purified water
  • a residual water drainage channel connecting a channel is provided, and the residual water of the extraction unit is introduced into the reverse osmosis membrane filter through the residual water drainage channel and the purified water discharge channel by osmosis of the reverse osmosis membrane filter, and is then drained through the drain channel.
  • the extraction unit is connected to an extraction valve for extracting purified water
  • the residual water drainage passage may be configured to connect the extraction valve and the purified water discharge passage.
  • the extraction valve may be configured to operate in which communication between the extraction unit and the residual water drainage passage is performed when the residual water is drained.
  • the residual water drainage unit may further include a residual water drain valve installed in the residual water drainage passage and opened during a residual water drainage operation.
  • the residual water drain valve may be opened for a preset operation time for discharging the residual water, and may be configured to be opened after a preset waiting time elapses after the extraction of the extraction unit is finished.
  • the residual water drainage unit may further include a non-return valve installed in the residual water drainage channel to prevent water from flowing backward from the purified water discharge channel toward the extraction unit.
  • the drain passage includes a concentrated water passage through which concentrated water not filtered by the reverse osmosis membrane filter is discharged, and a flush passage for flushing the reverse osmosis membrane filter, and the reverse osmosis membrane filter is flushed in the flush passage.
  • a flushing valve that opens the flushing flow path may be installed.
  • the flushing valve may be configured to be opened when the residual water is drained.
  • the osmosis phenomenon of the reverse osmosis membrane filter since the osmosis phenomenon of the reverse osmosis membrane filter is used, it is possible to discharge residual water from the extraction unit naturally without using a separate power through a flow path change through a valve at the end of extraction. You can get it.
  • FIG. 1 is a water pipe diagram of a water purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a water piping diagram showing a water flow when purified water is extracted from the water purifier shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a water piping diagram illustrating a water flow when the residual water of an extraction unit is drained in the water purifier shown in FIG. 1.
  • Figure 4 is a water pipe diagram of a water purifier according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a water piping diagram showing the flow of water when purified water is extracted from the water purifier shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a water piping diagram illustrating a water flow when the residual water of the extraction unit is drained in the water purifier shown in FIG. 4.
  • V2 water supply valve
  • V3 cold water supply valve
  • V4 hot water supply valve
  • V5 extraction valve, VC1, VC2... non-return valve, VF... flush valve
  • VL resistance valve
  • VR resistance valve
  • VR1 resistance regulator
  • FIG. 1 is a water piping diagram of a water purifier 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a water piping diagram showing a water flow when purified water is extracted from the water purifier 100 shown in FIG. 1
  • FIG. It is a water piping diagram showing the flow of water when the water purifier 100 shown in FIG. 1 drains the residual water of the extraction unit 160
  • FIG. 4 is a water piping diagram of the water purifier 100 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a water piping diagram showing the water flow when purified water is extracted from the water purifier 100 shown in FIG. 4
  • FIG. 6 Is a water piping diagram showing the flow of water when the water purifier 100 shown in FIG. 4 drains the residual water of the extraction unit 160.
  • the water purifier 100 may be configured to include a filter unit 110, an extraction unit 160, and a residual water drainage unit 150, and additional It may be configured to include a furnace pressurization unit 120, a cold water generation unit 130, a hot water generation unit 140, and a plurality of flow paths and valves connected thereto.
  • the filter unit 110 includes at least one filter including a reverse osmosis membrane filter 113 to generate purified water by filtering the introduced water.
  • the filter unit 110 may be composed of three filters including a pre-treatment filter 111, a reverse osmosis membrane filter 113, and a post-treatment filter 115, as shown in FIGS. 1 to 6. have.
  • the pre-treatment filter 111 may be composed of a composite filter of a sediment filter and a pre-carbon filter as an example
  • the post-treatment filter 115 may be composed of a post carbon filter as an example.
  • the types and number of filters constituting the pre-processing filter 111 and the post-processing filter 115 are not limited thereto.
  • the reverse osmosis membrane filter 113 filters water introduced through the pretreatment filter 111 as shown in FIGS. 1 to 6.
  • the reverse osmosis membrane filter 113 may be provided with a reverse osmosis membrane MB composed of a semipermeable membrane to divide the internal space of the reverse osmosis filter 113 into a filtering side S1 and a non-filtering side S2.
  • the reverse osmosis membrane filter 113 applies a pressure of more than osmotic pressure to the reverse osmosis membrane MB, so that water moves from the high-concentration non-filtration side (S2) to the low-concentration filtration side (S1). It is a filter that performs water purification by using (phenomena).
  • the water flowing into the reverse osmosis membrane filter 113 is filtered while moving from the non-filtering side (S2) to the filtering side (S1), and the filtered water passing through the reverse osmosis membrane (MB) is accommodated in the filtering side (S1).
  • Water (concentrated water) having a high concentration of foreign substances is accommodated on the non-filtration side (S2) because it cannot pass through the reverse osmosis membrane (MB).
  • a water discharge passage (third passage) L3 through which the purified water filtered by the reverse osmosis membrane filter 113 is discharged is connected to the filtering side S1 of the reverse osmosis membrane filter 113, and the non-filtration side of the reverse osmosis membrane filter 113
  • a drain flow path LD through which concentrated water not filtered by the reverse osmosis membrane filter 113 is discharged is connected to S2.
  • the drain flow path LD will be described later.
  • the number and type of filters provided in the filter unit 110 are not limited to the above description. As an example, it is also possible to add an antibacterial filter or various functional filters.
  • a plurality of flow paths are formed to filter water and install various components.
  • raw water is supplied to the pretreatment filter 111 through the first flow path L1, and the purified water filtered by the pretreatment filter 111 passes through the pressurization unit 120 through the second flow path L2, and a reverse osmosis membrane filter Supplied to (113).
  • a regulator VR1 may be installed in the first flow path L1 to adjust the raw water to a predetermined amount of pressure.
  • a feed valve (V1) that is turned on and off for supplying or blocking the supply of water to the filter unit 110
  • a feed valve (V1) may be provided in the front end of the pressurizing unit 120, for example
  • it may be installed in the second flow path L2.
  • a pressurization unit 120 may be provided to pressurize the water supplied to the reverse osmosis membrane filter 113. That is, the pressurizing unit 120 is driven when generating purified water to supply water having a pressure sufficient to implement the reverse osmosis phenomenon to the reverse osmosis membrane filter 113.
  • the pressing unit 120 may be installed in the second flow path L2 between the rear end of the pretreatment filter 111 and the front end of the reverse osmosis membrane filter 113, but if the flow path is at the front end of the reverse osmosis membrane filter 113, the The location is not limited.
  • the pressing unit 120 may be configured as a pump, for example.
  • a shutoff valve VT may be installed in a flow path at the front end of the pressing unit 120.
  • the shut-off valve VT may be a normal open valve that is open when not in operation and closes when in operation.
  • the shut-off valve VT may be open when electricity is not applied and may be closed when electricity is applied. Accordingly, in a normal time when the operation is not operated because electricity is not applied, the shutoff valve VT may be open.
  • electricity is applied from an emergency power source (not shown) to the shut-off valve VT, and the shut-off valve VT operates, thereby the shut-off valve VT. Can be closed. Accordingly, in case of an accident or failure, water from the water supply source may be blocked from flowing into the filter unit 110 by the shutoff valve VT.
  • the purified water filtered by the reverse osmosis membrane filter 113 is supplied to the post-treatment filter 115 through the purified water discharge passage (third passage) L3 and the fourth passage L4.
  • a pressure reducing valve VR2 reducing the pressure of flowing water to a certain level
  • a non-return valve preventing water from flowing back to the reverse osmosis membrane filter 113 (VC1) can be installed.
  • concentrated water living water that has not passed through the reverse osmosis membrane filter 113 is discharged through the drain passage LD.
  • the drain passage LD may include a concentrated water passage LL through which concentrated water not filtered by the reverse osmosis membrane filter 113 is discharged.
  • the amount or ratio of the concentrated water discharged through the concentrated water flow path LL (the ratio of the water discharged as purified water and the water discharged as concentrated water among the water introduced through the reverse osmosis membrane filter) is limited.
  • a resistance valve VL may be installed.
  • filtration pressure is formed in the reverse osmosis membrane filter 113 by the small flow path diameter of the resistance valve VL, through which some water is filtered through the reverse osmosis membrane filter 113 through the membrane MB, and the remaining water is Drainage can be made as concentrated water.
  • the drain passage LD is added to the concentrated water passage LL through which concentrated water not filtered by the reverse osmosis membrane filter 113 is discharged, as shown in FIGS. 4 to 6, and the reverse osmosis membrane filter 113 It may further include a flushing passage LF mainly used for flushing (washing) the reverse osmosis membrane filter 113 by supplying water in a direction opposite to that during water purification.
  • a flushing passage LF mainly used for flushing (washing) the reverse osmosis membrane filter 113 by supplying water in a direction opposite to that during water purification.
  • the flushing flow path LF is formed as a flow path branching between the rear end of the reverse osmosis membrane filter 113 and the front end of the resistance valve VL, and the flushing flow path LF opens and closes the flushing flow path LF.
  • a valve VF may be installed.
  • a resistance valve VR may be installed in the flushing passage LF to limit the amount or ratio of water discharged through the flushing passage LF.
  • the flushing valve VF may be configured to be opened by a control unit (not shown) when the reverse osmosis membrane filter 113 is flushed to facilitate drainage through the drain passage LD.
  • a control unit not shown
  • both the concentrated water flow path LL and the flushing flow path LF are open, so that the total amount of drainage through the drain flow path LD is increased. I can.
  • the flushing valve VF may be opened to prevent an excessive load from being applied to the pressing unit 120.
  • the hot water generating unit 140 is configured as an instantaneous heating device and hot water is heated while flowing through the inner flow path of the instantaneous heating device to extract hot water
  • the flow rate is higher than in the case of purified water extraction or cold water extraction. Decreases.
  • the flushing valve VF may be opened to prevent overload of the pressurizing unit 120.
  • the flushing valve VF may be opened to facilitate drainage of the residual water (see FIG. 6 ).
  • a non-return valve VC2 may be installed at an end of the drain passage LD to prevent water from flowing backward to the reverse osmosis membrane filter 113.
  • the purified water filtered by the post-treatment filter 115 is supplied to the flow path branch M through the fifth flow path L5, and then the purified water flow path L6 and the cold water flow path L7 branched from the flow path branch M. ), supplied to the hot water flow path (L8).
  • the flow sensor FS1 may be installed in the fifth flow path L5 in order to detect the flow rate of water supplied to the flow path branch unit M.
  • the purified water supply valve V2 is installed in the purified water passage L6, and when the purified water at room temperature is extracted, the purified water supply valve V2 is opened.
  • a cold water supply valve V3 and a cold water generation unit 130 are installed in the cold water passage L7, and when cold water is extracted, the cold water supply valve V3 is opened.
  • a hot water supply valve V4 and a hot water generation unit 140 are installed in the hot water passage L8, and when hot water is extracted, the hot water supply valve V4 is opened.
  • normal temperature purified water supplied from the purified water passage (L6), cold water supplied from the cold water passage (L7), and hot water supplied from the hot water passage (L8) flow into the extraction passage (L9) by opening the extraction valve (V5). After being provided, it is provided to the user through the extraction unit 160.
  • the extraction unit 160 is for providing the user with purified water filtered by the filter unit 110 and may be formed of a coke or a faucet.
  • the purified water passage L6, the cold water passage L7, and the hot water passage L8 may be connected to the extraction valve V5 through the connection port CP2.
  • the cold water generation unit 130 provided in the cold water flow path L7 is an ice storage heat that generates cold water by exchanging heat with the ice storage water inside the ice storage tank while the purified water filtered by the filter unit 110 passes through the cold water flow pipe inside the ice storage tank. It can be configured as an anticorrosive cold water generating device.
  • the cold water generation unit 130 is not limited thereto, and may be configured as a low-water type cold water generation device that directly cools water accommodated in the cold water tank by a cooling device.
  • the hot water generating unit 140 provided in the hot water flow path L8 may be configured as an instantaneous heating device that heats purified water passing through the flow path and supplies hot water to the user.
  • a flow sensor FS2 for measuring the amount of water flowing into the hot water generating unit 140 may be provided in the hot water passage L8 in order to control the heating capacity of the hot water generating unit 140.
  • the hot water generating unit 140 provided in the hot water passage L8 is not limited to the above-described instantaneous heating device, and a storage type hot water tank having a heating device may be used.
  • the residual water removal unit 150 uses the osmosis phenomenon of the reverse osmosis membrane filter 113 after the extraction through the extraction unit 160 is terminated so that the residual water remaining in the extraction unit 160 is drained through the reverse osmosis membrane filter 113. do.
  • the residual water drainage unit 150 may include a residual water drainage channel 151 connecting the extraction unit 160 and the purified water discharge channel (third channel) L3, and thus the residual water of the extraction unit 160 May flow into the reverse osmosis membrane filter 113 through the residual water drainage passage 151 and the purified water discharge passage L3 due to the osmosis phenomenon of the reverse osmosis membrane filter 113 and then drain through the drain passage LD.
  • reverse osmosis occurs in the reverse osmosis membrane filter 113 by the pressure of the pressurization unit 120, so that the reverse osmosis membrane (MB) is formed on the non-filtration side (S2).
  • the water moves to the filtering side (S1) through the process, and the foreign material remains on the non-filter side (S2) to become concentrated water, so the concentration of the foreign material (solute) on the non-filter side (S2) is higher than that of the filtering side (S1). .
  • the pressure unit 120 is stopped, so that the pressure artificially applied to the reverse osmosis membrane filter 113 is removed, resulting in an osmosis phenomenon in the reverse osmosis membrane filter 113.
  • the concentration of foreign matter (solute) on the non-filtering side (S2) is higher than that of the filtering side (S1), water is allowed to move from the filtering side (S1) having a low concentration to the non-filtering side (S2) having a high concentration.
  • suction force is generated from the direction of the filtering side (S1) to the direction of the non-filtering side (S2).
  • the suction force generated in the osmosis phenomenon has a sufficient size to discharge the residual water remaining in the extraction unit 160 through the drain passage LD.
  • the residual water drainage channel 151 is connected to the purified water discharge channel (third channel) L3 through the connection port CP1, and the residual water drainage channel 151 is connected to the extraction unit 160, extraction The residual water of the unit 160 is introduced into the filtering side (S1) of the reverse osmosis membrane filter 113 through the residual water drainage channel 151 and the purified water discharge channel (L3), and the water on the filtering side (S1) is caused by osmosis. After moving to the non-filtering side S2, it may be discharged into the drain flow path LD.
  • the extraction unit 160 is provided with an extraction valve V5 for extracting purified water, and the residual drainage passage 151 may be connected to the extraction unit 160 through the extraction valve V5. . Accordingly, the extraction valve V5 may be operated by a control unit (not shown) to allow communication between the extraction unit 160 and the residual water drainage passage 151 when the residual water is drained.
  • Figures 1 to 6 shows a case where the extraction valve (V5) is composed of one valve, but the extraction valve (V5) provided in the water purifier 100 according to the present invention is provided with a function of extracting purified water.
  • the extraction valve V5 may include a flow path switching valve and a normal open valve for extracting purified water, or a combination of an on-off valve and a flow path switching valve.
  • the extraction valve V5 provided in the water purifier 100 according to the present invention performs an extraction function through the above-described extraction unit 160 and a communication function between the extraction unit 160 and the residual water drainage passage 151. If possible, the number of unit valves constituting it or its specific structure is not limited and various changes are possible.
  • the residual water drainage unit 160 may additionally include a residual water drain valve 155 installed in the residual water drainage passage 151 and opened during the residual water drainage operation. Since the residual water drain valve 155 is opened so that the residual water can be moved through the residual water drain passage 151, the osmosis phenomenon in the reverse osmosis membrane filter 113 can be controlled by controlling the opening and closing of the residual water drain valve 155. .
  • the extraction unit 160 and the residual water drainage passage 151 are communicated through the extraction valve V5, and when the residual water drainage valve 155 is opened, the reverse osmosis membrane filter 113
  • the residual water of the extraction unit 160 may be drained through the drain passage LD due to the osmosis phenomenon.
  • the residual water drain valve 155 is kept open after the discharge of residual water from the extraction unit 160 is terminated, external contaminants are transferred through the extraction unit 160 to the residual water drainage passage 151 and the reverse osmosis membrane. It may flow into the filter 113.
  • the residual water drain valve 155 may be controlled by the control unit to be opened only for a preset operation time for discharging residual water, and in this case, the operation time is sufficient to allow the extraction unit 160 to discharge residual water. Can be set by time.
  • the extraction unit 160 may be used immediately or repeatedly within a predetermined time. In this way, in the case of repeated use or frequent use of the extraction unit 160, the possibility of contamination is low because the residual water remains in the extraction unit 160 is short, so that the residual water drainage through the residual water drainage unit 150 is extracted.
  • a predetermined time may elapse before proceeding.
  • the control unit (not shown) may control the opening and closing of the residual water drain valve 155 so that the residual water drain valve 155 is opened after a preset waiting time elapses after the extraction of the extraction unit 160 is finished. .
  • the residual water drainage unit 160 is installed in the residual water drainage channel 151 and further includes a non-return valve 157 that prevents water from flowing backward from the purified water discharge channel L3 to the extraction unit 160 can do.
  • a non-return valve 157 may prevent the purified water discharged from the reverse osmosis membrane filter 133 from moving to the extraction unit 160 through the residual water drainage passage 151 when the purified water is extracted.
  • the drain passage LD is a reverse osmosis membrane filter in addition to the concentrated water passage LL through which concentrated water not filtered by the reverse osmosis membrane filter 113 is discharged.
  • it may include a flushing flow path LF in which a flushing valve VF is installed.
  • a flushing valve VF in order to facilitate the discharge of residual water from the extraction unit 160, by opening the flushing valve VF when the residual water is drained, residual water is passed through the concentrated water flow path LL and the flushing flow path LF. Can be discharged.
  • the control unit (not shown) opens the feed valve V1, the purified water supply valve V2, and the extraction valve V5, and the cold water supply valve V3 and the hot water supply valve V4 And the residual water drain valve 155 is blocked, and the pressurizing unit 120 is driven.
  • the shutoff valve VT maintains an open state. Accordingly, the raw water introduced into the first flow path L1 flows into the reverse osmosis membrane filter 113 in a pressurized state through the pretreatment filter 111 and the pressurization unit 120.
  • the purified water that has passed through the reverse osmosis membrane filter 113 is further filtered after flowing into the post-treatment filter 115 through the third flow path L3 and the fourth flow path L4, and thereafter, the purified water flow path L6 and the extraction valve V5 ) Through the extraction unit 160 may be provided to the user.
  • the control unit (not shown) opens the feed valve V1, the cold water supply valve V3, and the extraction valve V5, and the purified water supply valve V2, the hot water supply valve V4 ) And the residual water drain valve 155 is blocked, and the pressurizing unit 120 is driven.
  • the shutoff valve VT maintains an open state. Accordingly, the raw water introduced into the first flow path L1 flows into the reverse osmosis membrane filter 113 in a pressurized state through the pretreatment filter 111 and the pressurization unit 120.
  • the purified water that has passed through the reverse osmosis membrane filter 113 is further filtered after flowing into the post-treatment filter 115 through the third flow path L3 and the fourth flow path L4, and thereafter, a cold water generation unit through the cold water flow path L7. After being introduced into the 130 and cooled, it may be provided to the user through the extraction unit 160 through the extraction valve V5.
  • the control unit (not shown) opens the feed valve V1, the hot water supply valve V4, and the extraction valve V5, and the purified water supply valve V2, the cold water supply valve V3 ) And the residual water drain valve 155 is blocked, and the pressurizing unit 120 is driven. And, the shutoff valve VT maintains an open state. Accordingly, the raw water introduced into the first flow path L1 flows into the reverse osmosis membrane filter 113 in a pressurized state through the pretreatment filter 111 and the pressurization unit 120.
  • the purified water that has passed through the reverse osmosis membrane filter 113 is further filtered after flowing into the post-treatment filter 115 through the third flow path L3 and the fourth flow path L4, and thereafter, the hot water generation unit through the hot water flow path L8. After being introduced into the 140 and heated, it may be provided to the user through the extraction unit 160 through the extraction valve V5.
  • the concentrated water that does not pass through the reverse osmosis membrane filter 113 when extracting purified water, cold water, and hot water at room temperature is drained through the concentrated water passage LL of the drain passage LD shown in FIGS. 2 and 5.
  • the flushing valve VF may be closed so that the concentrated water is drained only through the concentrated water passage LL, but the flushing It is also possible to allow the valve VF to be opened so that the concentrated water that has not passed through the reverse osmosis membrane filter 113 is drained through the concentrated water flow path LL and the flushing flow path LF of the drain flow path LD.
  • control unit shuts off valves such as the feed valve V1 to cut off the supply of raw water and stop the driving of the pressurizing unit 120.
  • the control unit (not shown) automatically generates residual water when a preset waiting time has elapsed after extraction of the extraction unit 160 has ended, or by inputting a residual water drainage signal from the user. It may be configured to control the opening and closing of the valves so that the drainage is made.
  • control unit maintains the closed state of the feed valve (V1), the purified water supply valve (V2), the cold water supply valve (V3), and the hot water supply valve (V4), and the pressurization unit 120 is maintained in a stopped state.
  • Switch the flow path so that the extraction valve V5 communicates the extraction unit 160 and the residual water discharge flow path 151, and the residual water drain valve 155 is opened.
  • the residual water remaining in the extraction unit 160 due to the suction force to the non-filtration side (S2) due to the osmosis phenomenon of the reverse osmosis membrane filter 113 Is introduced into the filtering side (S1) of the reverse osmosis membrane filter 113 through the residual water discharge passage 151 and the purified water discharge passage (L3), and then the water from the filtering side (S1) passes through the reverse osmosis membrane (MB) to the non-filter side ( It flows to S2) and may be discharged through the drain flow path LD.
  • the drain passage LD includes only the concentrated water passage LL, the water of the non-filtered side S2 is discharged through the concentrated water passage LL.
  • the flushing valve VF is opened so that the water flowing into the non-filtering side S2 flows into the concentrated water flow path LL of the drain flow path LD. ) (Arrow 2 in Fig. 6) and the flushing flow path LF (arrow 1 in Fig. 6) to be drained.
  • it is also possible to block the flushing valve (VF) in this case, the water flowing into the non-filtered side (S2) is concentrated water flow path (LL) ( It can be discharged only through the arrow 2) in FIG. 4.

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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 구성되는 잔수 배수부(150)를 포함할 수 있다.

Description

정수기
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. 추출밸브와 추출부 사이에 잔류하는 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.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) KR2015-0104377 A
(특허문헌 2) KR2016-0142478 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 종료 시 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 구성되는 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 배수되도록 구성될 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 이루어지는 작동을 하도록 구성될 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 개방되도록 구성될 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 개방되도록 구성될 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 종료 시 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.
[부호의 설명]
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
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 정수기(100)의 수배관도이고, 도 2는 도 1에 도시된 정수기(100)의 정수 추출시의 물 흐름을 도시한 수배관도이며, 도 3은 도 1에 도시된 정수기(100)에서 추출부(160)의 잔류수를 배수하는 경우의 물 흐름을 도시한 수배관도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 정수기(100)의 수배관도이고, 도 5는 도 4에 도시된 정수기(100)의 정수 추출시의 물 흐름을 도시한 수배관도이며, 도 6은 도 4에 도시된 정수기(100)에서 추출부(160)의 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 있다. 그러나, 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 물을 여과한다. 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 가함으로써, 고농도인 비여과측(S2)에서 저농도인 여과측(S1)으로 물이 이동하는 역삼투 현상(삼투 현상과는 반대의 현상)을 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 물(농축수)이 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.
또한, 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 구비될 수 있다. 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 동작 시에는 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 고장 시에 비상전원(도시되지 않음) 등으로부터 차단밸브(VT)로 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 막(MB)을 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 추가하여, 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 감소한다. 이러한 점을 감안하여 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 추출부(160)를 통한 추출기능과 추출부(160)와 잔수 배수유로(151)의 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 유입된다. 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 유입된다. 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 유입된다. 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.

Claims (10)

  1. 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 구성되는 잔수 배수부;
    를 포함하는 정수기.
  2. 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 배수되도록 구성되는 정수기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추출부는 정수 추출을 위한 추출밸브와 연결되며,
    상기 잔수 배수유로는 상기 추출밸브와 정수 배출유로를 연결하는 정수기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 추출밸브는 잔류수의 배수가 이루어질 때 상기 추출부와 잔수 배수유로의 연통이 이루어지는 작동을 하도록 구성되는 정수기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 잔수 배수부는, 상기 잔수 배수유로에 설치되어 잔류수 배수 동작 시 개방되는 잔수 배수밸브를 추가로 구비하는 정수기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 잔수 배수밸브는 잔류수의 배출을 위하여 미리 설정된 동작시간 동안 개방되도록 구성되는 정수기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 잔수 배수밸브는 상기 추출부의 추출이 종료된 후 미리 설정된 대기시간이 경과한 후 개방되도록 구성되는 정수기.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플러슁 밸브는 잔류수의 배수가 이루어질 때 개방되도록 구성되는 정수기.
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