KR200168473Y1 - 휴대용 정수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대용 정수장치와 수통 부착용 필터 카트리지의 구성을 합리적인 구조로 제공하므로서 야외 레저활동이나 군용 작전시 등에 있어 건강상 위해를 일으킬 우려가 있는 각종 자연수를 정수하여 음용수로 안전하게 섭취 가능하도록 한 것이며,

본 고안 중 휴대용 정수장치는 임의 형태의 수통(1) 주입구에 여과재(3d∼3k)가 내장된 원통형의 필터 카트리지(3)를 결합하고 필터 카트리지(3)의 상측에는 나사부(3c)를 돌출 성형하여 취수구(2a)와 덮개(2)가 부착되어 있는 뚜껑(2b) 내측에 결합하고 이를 다시 수통(1)의 상부로 결합된 일체형으로 셋팅할 수 있게 구성하는 것과,

수통 부착용 정수장치는 수통(4) 주입구에 여과재(3d∼3k)등이 내장된 원통형의 필터 카트리지(6)를 결합하고 필터 카트리지(6)의 외벽에 공기조절용댐퍼(6c) 를 설치하며 뚜껑 상단 취수구 연결캡(4b)에 취수구 연결관(5a)과 취수구(5)를 결합할 수 있게 구성한 것에 요지가 있다.

Description

휴대용 정수장치{A portable water purifier}

본 고안은 휴대용 물통과 군용 수통 부착용 필터 카트리지(cartridge)의 구성을 합리적인 구조로 제공하므로서 야외 레저활동이나 군사 작전시 등에 있어 건강상 위해를 일으킬 수 있는 각종 자연수를 정수하여 음용수로 안전하게 섭취할 수 있도록 함을 그 목적으로 한다.

현재까지 개발, 보급된 정수장치 중 휴대가 간편하고 공간적으로 사용제한이 없이 자연수를 안전한 음용수로 사용할 수 있도록 정수하는 정수장치와 필터 카트리지가 개발되어 있지 않아 군사훈련이나 야외활동 등에서 음용수 이용은 미처리된 자연수를 간단한 소독 처리 후 음용수로 이용하는 사례가 많아 수인성 질병과 각종 건강상 위해를 일으킬 우려가 있다. 그리고 학교와 같은 집단시설에서 설치형 정수장치를 설치한 경우에도 정수기 자체의 오염으로 인한 위생상의 많은 문제를 야기할 수 있다.

따라서 군사훈련, 야외활동, 집단시설 등에서의 음용수 이용시 오염 우려가 있는 자연수 중의 건강상 위해 물질을 안전하게 정수 처리하여 정수된 물을 음용수로 섭취할 수 있도록 하기 위하여 크기가 작고 소지가 간편한 휴대용 정수장치와 수통 부착용 필터 카트리지를 개발하게 된 것이다.

현재 개발·보급되고 있는 정수장치는 대용량이고 고가이며, 가정이나 집단시설에 설치용으로 공간적 사용이 극히 제한적이기 때문에 야외활동 중에 자연수를 정화시킬 수 있는 휴대용 정수장치와 필터 카트리지의 개발이 절실히 필요한 실정이다.

따라서, 본 고안은 크기가 소형인 휴대용 정수장치와 수통 부착용 필터 카트리지로서 자연수에 함유되어 있는 물리·화학적 및 생물학적 오염물질을 필터 카트리지 내에 사용된 다양한 여재를 이용하여 제거함으로서 어디에서나 안전하고 음용수 수질기준에 적합한 물로 정화할 수 있는 기능을 갖는 휴대용 정수장치와 수통 부착용 필터 카트리지의 개발에 관한 것이다.

현재 개발되어 보급되고 있는 설치형 정수장치의 정수방법은 역삼투막을 이용한 방식, 중공사막을 이용한 방식, 이온교환수지를 이용한 방식, 활성탄을 이용한 흡착·여과방식, 전해이온을 이용한 방식, 맥반석을 이용한 방식 등으로 대별할 수 있으며, 이들 정수방법들은 단일 메디아를 이용하기 보다는 여러가지 메디아를 혼용하여 사용하고 있으며, 야외활동 등의 이동시 정수방법으로는 자연수 중의 수인성 전염병 원인세균을 살균하기 위해 염소계 소독제를 사용하는 방법이 알려져 있다.

역삼투막을 이용한 정수처리 방식은 반투막을 이용하여 각종 염 등의 분자량이 큰 이온을 여과하는 것으로 증류수 제조, 초순수 제조, 염수의 담수화 등에 많이 이용되고 있으며 수중의 각종 미네랄 성분까지 제거되는 것이 특징이나 물의 여과시 여과저항이 크기 때문에 고압·고진공을 위한 별도의 동력이 필요하며 막의 공극이 매우 작은 관계로 원수의 탁도에 의해 막힘현상 등의 막오염이 잦고 이에 따른 여과저항이 증가되며, 막 교체에 따른 비용이 증가하는 문제점이 따른다.

중공사막을 이용한 정수방식은 역삼투막을 이용한 정수방식과 거의 동일하며 여과저항과 막힘현상등이 문제점으로 지적되고 있다.

이온교환수지를 이용한 정수처리방식은 이온교환수지를 단독으로 사용하지 않고 다른 메디아와 혼용하여 사용하며 수중의 이온성 물질을 제거하는 것이 목적이나 각종 미네랄 성분까지 제거하고 이온교환수지 중 생체에 유해한 성분의 용출이 우려되는 것이 단점이다.

활성탄을 이용한 흡착여과방식은 다양한 형상의 활성탄을 이용하여 수중의 냄새, 색도, 유·무기물질등을 흡착 제거하는 것으로 설치용 정수장치의 대표적인 방식이다.

전해 이온을 이용한 방식은 물이 전기분해에 의해 이온화되고 양극에는 음이온이 포집되고 음극에서는 양이온이 포집되고 처리수의 수중 이온성 물질이 제거되도록 하는 방식으로 이온성 물질의 제거에 한계가 있으며, 비이온성 물질의 제거를 대상으로 하지 않는 것이 단점이다.

맥반석을 이용한 방식은 다공성 맥반석의 흡착특성과 맥반석의 원적외선 방사특성을 이용한 정수방식으로 맥반석의 흡착성능이 적고 원적외선이 수질에 미치는 영향이 규명되지 않은 것이 단점이며, 맥반석 단독 사용보다는 여러가지 정수용 메디아와 혼용하여 사용하고 있는 경우가 많다.

염소계 소독제를 사용하는 방법은 야외활동등의 이동시 이용하는 방법으로 염소특유의 강한 자극성 냄새와 맛을 유발시키고 수인성 전염병 원인세균 이외의 자연수중의 오염물질은 제거되지 않는 단점이 있다.

본 고안의 목적은 기존의 고정 설치형 정수장치가 아니라 소지가 간편한 소용량으로 공간적 사용제한이 없으며 기 개발된 설치형 정수장치와 유사한 정수기능을 갖는 휴대용 정수장치와 수통 부착용 필터 카트리지의 개발에 그 특징이 있다.

또한 본 고안은 필터 카트리지가 자연수를 정수하는 과정에서 외부 동력없이 사람의 구강 흡인력만으로 정수될 수 있도록 필터 카트리지를 최소화하고 최적의 여과재 배열로 효과적인 정수능력을 갖게 하는 휴대용 정수장치 및 수통 부착용 필터 카트리지의 개발이다.

자연수를 정수하여 음용수 수질기준에 적합한 물로 정수하기 위한 본 고안 중 휴대용 정수장치는 필터 카트리지를 탈착할 수 있고 뚜껑 상부에 흡입관과 덮개를 장착한 뚜껑부, 전처리용 부직포 필터, 은처리 바이오세라믹, 은 활성탄, 천 활성탄, 이온교환수지, 섬유상 활성탄, 입자상 활성탄 및 공극이 미세한 후처리용 폴리에칠렌 필터로 조합하여 충진한 필터부, 필요에 따라 크기를 조절할 수 있고 수축 및 이완이 가능한 몸체부로 구성되어 있다.

그리고 본 고안 중 군용 또는 일반 수통 부착용 필터 카트리지는 수통 상단의 나사캡에 연결되는 취수 연결부와 휴대용 정수장치에 내장된 필터 카트리지와 동일한 여재로 충진하고 외부 공기 조절용 댐퍼가 부착된 필터 카트리지부로 구성되어 있다.

물통에 넣은 자연수를 정수하기 위해 흡입시 흡입압력에 상당하는 부압이 물통 내 형성되기 때문에 이의 부압을 상쇄하기 위해 휴대용 정수장치에서는 몸체부의 나사부분에 외부 공기가 유입될 수 있도록 통기구를 만들었으며, 군용 수통 부착용 필터 카트리지에는 수통 뚜껑부의 밸브가 삽입될 수 있도록 여과재를 채우지 않은 필터 카트리지 빈공간 외벽에 통기용 댐퍼를 설치하였다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소용량의 필터 카트리지가 구강 흡입력에 의해 적절한 여과수를 얻을 수 있도록 하는 것과, 본 고안의 필터 카트리지가 구강 흡입력으로 자연수를 여과시 그 여과속도에서 물리·화학적 및 생물학적 오염물질을 완벽하게 제거할 수 있는 기능을 갖게 하는 것과 필터 카트리지내 각종 여재들이 여과 한계내에서 사용후 필터 카트리지를 교체할 수 있도록 여과수량을 결정하여 군사 활동시와 교내생활 및 야외활동 중 정수처리가 필요한 자연수를 안전하고 음용수 수질기준에 적합한 물로 정수하여 음용수로 사용함으로서 이로 인한 건강상 위해를 방지하도록 하는 것 등이다.

도 1은 본 고안에 적용되는 휴대용 여과장치의 단면도

도 2는 본 고안의 휴대용 정수장치의 뚜껑부의 단면도와 사시도

도 3은 도 1에 결합되는 필터 카트리지의 단면도 및 사시도

도 4는 본 고안에 적용되는 수통 부착용 정수장치의 단면도

도 5는 도 4의 취수구와 취수구 연결관 및 취수구 연결캡의 단면도

도 6은 본 고안의 수통에 결합되는 필터 카트리지 및 통기용 댐퍼의 단면도

☞도면의 주요부분에 대한 부호의 설명☜

1: 수통 1a: 요철병 주름벽

2: 덮개 2a: 취수구

2b: 취수구 보호용 뚜껑 3: 필터카트리지

3a: 출구공 3b: 입구공

3c: 나사부 3d: 후처리용 폴리에틸렌 필터

3e: 입상 활성탄 3f: 섬유활성탄

3g: 이온교환수지 3h: 천활성탄

3i: 은 활성탄 3j: 은처리 바이오 세라믹

3k: 전처리용 부직포 필터 4: 휴대용 수통

4a: 휴대용 뚜껑 4b: 취수구 연결캡

4c: 휴대용 뚜껑에 부착된 밸브 5: 취수구

5a: 취수구 연결관 6: 필터 카트리지

6a: 출구공 6b: 입구공

6c: 통기용 댐퍼

도 1은 수통1에 필터 카트리지3와 취수구2a, 취수구 뚜껑2b 및 취수구 덮개2가 결합된 휴대용 정수장치의 단면을 예시한 것이다.

수통1의 재질은 합성수지류를 사용하며 도1에 예시한 바와 같이 몸통부에 요철병 주름벽1a을 두어 공병으로 사용시에는 상하방향으로 압축하여 그 부피를 축소시킬 수 있고, 사용시는 이를 팽창하여 내부 용량을 확대할 수 있도록 한 것이다.

뚜껑2b은 일반 나사형 뚜껑의 구성이며 상부에 흡입구2a와 덮개2가 결합된 일체형의 형상이다. 이 뚜껑을 개폐하여 흡입구2a로 취수한다.

필터 카트리지3는 합성수지류로 성형되고 상부에는 외향 돌출된 나사부3c를 가지며 내측에는 여과재3d∼3k를 내장한다.

여과재3d∼3k의 실시예로는 도3에 도시한 바와 같이 전처리용 부직포 필터3k, 은처리 바이오 세라믹3j, 은 활성탄3i, 천 활성탄3h, 이온교환수지3g, 섬유 활성탄3f, 입상 활성탄3e, 후처리용 폴리에틸렌 필터3d 등을 적용하여 충진할 수 있고, 각 여재사이에는 섬유 필터로서 각층을 분리할 수 있다. 상기 조성된 여과재3d∼3k 이외에도 사용 용도에 따라 여타의 여과재를 적절히 내장할 수 있다.

한편 뚜껑부2b의 일측에는 덮개2가 씌워져 사용하지 않을 시에는 덮개2를 뚜껑부2b에 씌워서 있어 깨끗하게 보관할 수 있다.

야외에서 정수가 필요한 경우 수통1에 정수를 요하는 자연수를 장입한 후 필터 카트리지3가 내장된 뚜껑부2b를 결합시킨 상태에서 물을 음용할 시에는 덮개2를 벗긴다음 물통1을 거꾸로 세워 취수구2a를 입에 물고 흡입하면 수통에 내장된 물이 필터 카트리지3의 입구공3b을 통해 여과재3d∼3k를 차례로 경유하여 정수가 이루어진 후 출구공3a과 취수구2a의 내관을 거쳐 입속으로 흡입이 이루어진다.

따라서 본 고안의 필터 카트리지3를 수통1에 결합하고 취수구2a를 이용하여 흡입하면 즉석에서 깨끗하게 정수된 물을 곧바로 음용할 수 있어 야외용 또는 휴대용 여과기로서 매우 효과적으로 활용할 수 있다.

수통1의 형태는 원통형 뿐만 아니라 후렉시블 타입의 납작 튜브형으로도 제작할 수 있다.

도 4는 본 고안의 다른 실시예로서, 수통4에 취수구 연결관5a와 취수구5가 결합된 상태를 나타낸다. 수통4과 뚜껑4a 그리고 뚜껑상단의 취수구 연결캡4b과 취수구 연결관5a 등은 현재 사용하고 있는 제품을 변형하지 않고 그대로 사용한다.

필터 카트리지6는 전기한 도 3의 카트리지3와 대비하여 내장되는 여과재는 동일하나 상부에 공실61과 통기장치가 내장되어 군용수통등의 병구에 결합하기 용이하도록 형성하였다.(이하 수통용 카트리지는 부호6으로 표시한다)수통용 카트리지6는 합성수지제로 제작되고 상부에는 외향 돌출된 나사부를 가지며 뚜껑 안쪽에 부착되어 있는 밸브가 들어갈 수 있는 공실61을 둔 것이 특징이다. 특히 이 공실61 외벽에는 흡입시 흡입압력에 상당하는 부압이 수통내에서 발생하는데 이의 상쇄를 위해 별도의 통기용 댐퍼6c를 설치하였으며 이 댐퍼6c는 유연성이 큰 고무류를 사용한다. 또한 내측에는 여러가지 여과제3d∼3k를 내장한다.

사용하는 여과재3d∼3k 도 3에 내장된 동일한 여과재를 사용할 수 있으며 상기 조성 이외에도 사용 용도에 따라 여타의 여과재를 적절히 내장하여 사용할 수 있다.

뚜껑부4a의 상부에는 취수구 연결캡4b과 취수구 연결관5a 및 취수구5가 부착되어 있다.

취수구5의 연결부에 취수구 연결관5a를 삽입하여 그 길이를 용도에 따라 길게 하거나 짧게 할 수 있다.

상기구성의 본 고안은 필터 카트리지6를 평상시 휴대할 시에도 항상 수통에 결합된 상태이며 취수구5와 취수 연결관5a 및 취수구 연결캡4b만을 수통 케이스 측면의 주머니에 보관하기 때문에 휴대가 간편한 것이 특징이다.

본 고안이 적용될 수 있는 분야는 일반 용도의 수통, 야외용 수통, 산업용 작업자들의 휴대용 수통 및 군용 수통 등에 널리 적용할 수 있다.

일예로서 야외 훈련시나 전시에 정수가 필요한 경우 군용수통과 같은 휴대용 수통4에 정수를 요하는 자연수를 장입한 후 필터 카트리지6와 수통뚜껑4a을 결합하고 휴대하고 있는 취수구5와 취수구 연결관5a에 결합되어 있는 취수구 연결캡4b를 수통뚜껑4a에 결합한 상태에서 휴대용수통4을 거꾸로 세워 취수구5를 입에 물고 흡입하면 내장된 물이 필터 카트리지6의 입구공6b을 통해 여과재3d∼3k를 경유하여 정수가 이루어진 후 출구공6a과 취수구5의 내관을 거쳐 입속으로 흡입이 이루어진다.

따라서 본 고안의 필터 카트리지6와 취수구5 및 취수 연결관5a이 결합되어 있는 취수구 연결캡4b를 결합했을 때 취수구5를 이용하여 흡입하면 즉석에서 깨끗하게 정수된 물을 곧바로 음용할 수 있어 훈련시나 전시에도 군용수통 부착용 정수장치로서 매우 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.

이상에서 나타난 바와 같이 본 고안은 일반레져용이나 군사훈련시, 학교생활 그리고 야외활동 중 정수처리된 음용수의 섭취가 어려울 때 오염 우려가 있는 자연수나 지하수를 정수처리하는 장치로서 음용수로 인해 발생될 수 있는 수인성 질병이나 이들 오염된 원수에 함유되어 있는 각종 오염물질을 제거함으로서 건강상 위해를 예방하는 효과 있다.

휴대용 정수장치의 경우 필요에 따라 수축 및 이완이 가능하도록 몸통부의 크기를 조절할 수 있어 사용할 때 외에는 크기를 최소화할 수 있고 휴대가 간편하다. 그리고 수통 부착용 필터 카트리지를 군사용으로 이용시 현재 사용되고 있는 염소계 소독제의 경우 생물학적 오염물질인 수인성 전염병 원인세균의 사멸은 가능하나 사용에 따른 냄새와 맛을 유발하고 병원성 미생물외의 오얌물질은 제거할 수 없기 때문에 본 고안의 필터 카트리지를 군용 수통에 장착할 경우 자연수 중의 물리·화학적 및 생물학적 오염물질을 우수하게 정수할 수 있는 양호한 정수기능을 가질 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 휴대용 정수장치를 구성함에 있어 임의 형태의 수통(1) 주입구에 여과재3d∼3k가 내장된 원통형의 필터 카트리지3를 결합하고 필터 카트리지3의 상측에는 나사부3c를 돌출 성형하여 취수구2a와 덮개2가 부착되어 있는 뚜껑2b 내부에 결합하고 이를 다시 수통1의 주입구로 결합하여 일체형으로 셋팅할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 휴대용 정수장치.
2. 제1항에 있어서,

   휴대용 수통4의 주입구에 여과재3d∼3k가 내장된 원통형의 필터 카트리지6를 결합하고 필터 카트리지6 외벽에 수통 내·외부의 공기압 조절용 댐퍼6c를 설치하며 뚜껑2b 상단 취수구 연결캡4b에 취수구 연결관5a이 개재된 취수구5를 결합할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 휴대용 정수장치.