KR0150573B1 - 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역삼투압 방식의 정수기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 역삼투압 작용을 하는 맴브레인 필터의 불량으로 인하여 발생되는 펌프의 이상을 감지하여, 맴브페인 필터의 상태를 확인하고 더 나아가서는 펌프의 고장을 미연에 방지하고자 하는 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법은, 원수를 고압으로 맴브레인 필터에 공급하기 위하여 고속으로 회전하는 펌프를 통하여 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류 감지 수단과, 상기 전류 감지 수단으로부터 입력되는 측정 전류치를 입력받아 기준 전류치와 비교하여 과전류 여부를 판단하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력되는 제어신호에 따라서 펌프의 이상 여부를 외부에 표시하기 위한 표시 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 방법은, 정수 동작이 수행되면 원수를 고압으로 공급하기 위한 펌프의 작동 상태를 감지하는 제1단계와, 펌프가 작동중이면 펌프를 통하여 흐르는 전류를 전류 감지 수단을 사용하여 감지하고, 측정된 전류치를 마이컴에 입력하는 제2단계와, 입력된 전류치가 과전류인가 아닌가를 마이컴에서 판단하기 위하여 기준치와 비교하고, 과전류가 아니면 정상 동작을 수행하고, 과전류이면 외부에 표시하도록 제어신호를 출력하는 제3단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 전류감지수단이 설치된 종래 사용되는 역삼투압 정수기의 개략적인 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 회로의 개략적인 블럭도.
제3도는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 프로우차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 원수 밸브 2 : 고탁도 필터
3 : 침전 필터 4 : 펌프
5 : 전카본 필터 6 : 맴브레인 필터
7 : 폐수 조절기 8 : 후카본 필터
9 : 살균 필터 10 : 정수 탱크
11 : 밸브 21 : 마이컴
22 : 펌프 제어부 23 : 밸브 제어부
24 : 수위 감지부 25 : 전류감지수단
26 : 표시 수단.
본 발명은 역삼투압 방식의 정수기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 역삼투압 작용을 하는 맴브레인 필터의 불량으로 인하여 발생되는 펌프의 이상을 감지하여, 맴브레인 필터의 상태를 확인하고 더 나아가서는 펌프의 고장을 미연에 방지하고자 하는 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법에 관한 것이다.
환경 오염으로 인하여 수도물에 대한 불신이 높아지면서 정수기의 사용이 점차 확산되고 있는 실정이다. 정수기는 수도물이나 또는 약수와 같은 자연수(이하 원수라함)를 여과하기 위한 장치로서, 원수를 다양한 종류의 필터링 수단을 통과시킴으로써, 원수에 포함된 이물질이나 유해 물질을 제거하고 인체에 유익한 물질만이 포함되는 음용수를 제공한다.
상기와 같은 정수기는 다양한 종류의 것이 사용되고 있으며, 역삼투압 방식의 정수기가 그 대표적인 것이라 할 수 있다. 역삼투압 정수기는 소위 역삼투압 필터(이하 맴브레인 필터라 함)를 사용하여 원수를 정화시키는 것으로서, 상기 맴브레인 필터는 직경이 매우 작은 다수의 기공으로 형성되어서 이물질이나 유해 물질을 제거하게 된다.
제1도에는 종래 사용되는 역삼투압 정수기의 일구성예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 역삼투압 정수기는 수도물이나 자연수와 같은 원수의 공급을 제어하기 위한 원수 밸브(1)와, 상기 원수 밸브(1)를 통과한 원수중의 비교적 큰 입자의 찌꺼기를 여과하기 위한 고탁도 필터(2)와, 상기 고탁도 필터(2)를 통과하면서 여과되지 않은 비교적 작은 입자의 찌꺼기를 여과하기 위한 침전 필터(3)와, 공급되는 원수를 소정의 압력으로 이동시키기 위한 가압용 펌프(3)와, 원수중의 염소 성분이나 냄새를 제거하기 위한 전카본 필터(4)와, 상기 전카본 필터(4)를 통과한 원수중에 잔류하는 이온성 중금속을 제거하기 위한 맴브레인 필터(6)와, 상기 맴브레인 필터(6)를 통과하는 원수의 식수대 폐수 분리 비율을 조정하며 폐수를 방류하는 폐수 조절기(7)와, 상기 맴브레인 필터(6)를 통과한 식수중에 포함된 염소 성분이나 냄새를 제거하기 위한 후카본 필터(8)와, 상기 후카본 필터(8)를 통과한 원수중의 세균을 제거하기 위한 살균 필터(9)와, 정수를 저장하기 위한 것으로서, 정수를 방출하는 밸브(11)가 연결된 정수 탱크(10)로 구성되어 있다.
상기 고탁도 필터(2)는 얇은 철망과 같은 것이 사용되며, 커다란 찌꺼기를 여과하는데 이용된다. 또한 침전 필터(3)는 부직포로 구성되며, 모래나 진흙과 같은 비교적 작은 입자의 이물질을 여과하는 것이다. 전카본 필터(5)와 후카본 필터(8)는 탄소를 주원료로 하는 활성탄과 같은 것으로서, 원수중에 포함된 염소 성분 입자나 냄새를 제거한다. 상기 펌프(4)는 원수를 매우 큰 고압으로 원수를 이동시키기 위한 것이다. 이것은 맴브레인 필터(6)의 작동상태와 관련이 있는 것으로서, 평균 60psi 이상의 압력으로 원수를 공급하여야만 맴브레인 필터(6)에서 정수작용이 이루어지기 때문이다. 맴브레인 필터(6)에 연결된 폐수 조절기(7)는 맴브레인 필터(6)를 통과하는 원수중에서 정수와 폐수의 비율을 조절하기 위한 것으로서, 통상적으로 정수는 20~30%, 폐수는 70~80% 정도로 선별적으로 분리된다. 맴브레인 필터(6)에서 배출되는 정수가 통과하는 후카본 필터(8)는 상기 전카본 필터(5)와 본질적으로 동일한 것으로서, 역시 동일한 작용을 한다. 후카본 필터(8)를 통과한 정수는 후에 정수중에 포함된 세균을 제거하기 위한 살균 필터(9)를 통과하여 정수탱크(10)에 저장된다. 정수 탱크(10)에는 도시되지 않았지만 정수의 수위를 측정하기 위한 수위 감지부가 더 설치되며, 하부측에는 정수를 배출하기 위한 밸브(11)가 설치되어 있다.
그러나, 상기와 같은 구조를 가진 역삼투압 정수기에서는 다음과 같은 문제점이 발생한다. 즉, 종래의 역삼투압 방식의 정수기에서는 역삼투 작용을 하는 맴브레인 필터가 가장 중요한 부품이지만 정수기에 일단 설치가 되면 정수기를 분해하기 전까지는 맴브레인 필터의 작동 상태를 외부에서 확인할 수 있는 수단이 없었던 것이다.
따라서 장시간에 걸쳐 사용하면 맴브레인 필터가 막혀서 고장이 발생되고, 이에 따라서 정수율이 저하되고 가압용 펌프에 과중한 부하를 줌으로써 펌프에 고장이 발생되는 한 원인이 되었던 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의목적은 역삼투압 정수기에서 발생되는 맴브레인 필터의 이상을 발견하기 위한 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법을 제공하는데 잇다.
본 발명의 다른 목적은 맴브레인 필터에 원수를 고압으로 공급하는 펌프의 이상을 미연에 방지할 수 있는 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법은, 원수를 고압으로 맴브레인 필터에 공급하기 위하여 고속으로 회전하는 펌프를 통하여 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류 감지 수단과, 상기 전류 감지수단으로부터 입력되는 측정 전류치를 입력받아 기준 전류치와 비교하여 과전류 여부를 판단하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 출력되는 제어신호에 따라서 펌프의 이상 여부를 외부에 표시하기 위한 표시 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 방법은, 정수 동작이 수행되면 원수를 고압으로 공급하기 위한 펌프의 작동 상태를 감지하는 제1단계와, 펌프가 작동중이면 펌프를 통하여 흐르는 전류를 전류 감지 수단을 사용하여 감지하고, 측정된 전류치를 마이컴에 입력하는 제2단계와, 입력된 전류치가 과전류인가 아닌가를 마이컴에서 판단하기 위하여 기준치와 비교하고, 과전류가 아니면 정상 동작을 수행하고, 과전류이면 외부에 표시하도록 제어신호를 출력하는 제3단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 역삼투압 정수기의 불량감지장치 및 방법의 구체예를 들어서 설명한다.
먼저, 본 발명의 원리를 간단히 설명한다.
역삼투압 정수기에서 원수중에 잔류하는 중금속 이온등을 여과하기 위한 맴브레인 필터가 막힘에 의한 고장이 발생되면, 맴브레인 필터에 원수를 공급하는 펌프에는 원수의 정체에 의하여 매우 큰 과부하가 걸리게 된다. 그러나, 종래에는 맴브레인 필터의 정상 여부를 외부에서 감지할 수 있는 수단이 없었으므로, 정수기를 분해하고서 맴브레인 필터를 시각으로 확인하기 전까지는 고장 여부를 알 수 없었던 것이다. 도한 과부하가 장시간에 걸쳐서 지속되면 펌프가 소손되는 경우도 발생되었다.
본 발명에서는 맴브레인 필터가 막히는 경우에 펌프에 걸리는 과부하에 의하여 변화하는 전류치를 감지하고, 마이컴에 미리 저장된 기준치와 비교하여 펌프의 이상을 판단하고, 더 나아가서는 맴브레인 필터의 이상을 감지하는 것이다. 제1도를 다시 참고하면, 본 발명에 의한 전류 감지 수단(25)이 펌프(4)에 연결되어 설치되며 이것은 후에 상세히 설명된다.
제2도는 본 발명에 의한 회로의 개략적인 블럭도로서, 전체 행정을 제어하는 마이컴(21), 원수를 고압으로 공급하기 위하여 고속으로 회전하는 펌프를 통하여 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류 감지 수단(25)과, 펌프에 과전류가 흐르는 것을 외부에 표시하기 위한 표시 수단(26)으로 사용되는 발광 다이오드(LED)가 도시되어 있다. 상기 마이컴(21)은 정수기 자체의 제어부로 사용되는 마이컴을 공동으로 사용하거나 또는 별도의 인터페이스(마이컴(21)과 정수기 제어용 마이컴과의 연결을 위한 장치)를 사용하여 구성할 수 있다.
펌프 제어부(22)와, 밸브 제어부(23)와, 수위 감지부(24)는 종래 사용되는 구성 요소들로서, 펌프 제어부(22)는 마이컴(21)으로부터 출력되는 제어신호에 의하여 원수를 고압으로 이동시키기 위한 펌프(제1도의 4)를 온/오프 시키는 회로이다. 이것의 실시예로서 펌프(4)의 전선과 연결된 스위치를 작동시키도록 트랜지스터(Q)에 의하여 동작하는 릴레이(Ry.)를 사용하였다.
밸브 제어부(23)는 원수 밸브(1) 및 밸브(11)를 각각 온/오프시켜서 각각 정수 탱크(10) 내부의 수위가 낮아지면 원수를 공급하고, 정수 탱크(10)에 저장된 정수를 외부로 배출시키는 역할을 한다. 또한 수위 감지부(24)는 정수탱크(10) 내부에 저장된 정수의 수위를 감지하기 위한 것으로서, 수압을 측정하거나 또는 정수의 저항을 측정하여 수위를 감지한다.
본 발명에서 사용되는 표시 수단(26)으로서는 제어신호에 다라서 발광 신호를 보내는 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 물론 상기 발광 다이오드 이외의 램프등과 같은 다른 시각적인 표시 수단도 사용할 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 용이하게 알 수 있을 것이다.
펌프(4)의 모터코일의 이상, 즉 맴브레인 필터(6)의 막힘으로 인하여 발생되는 과부하에 의한 펌프를 흐르는 과전류를 감지하기 위한 전류 감지 수단(25)으로서 이용된 것은 CT(결합 트랜스포머)이다. 상기 CT는 주지하는 바와 같이 전류가 흐르는 전선이나 코일, 본 발명에서는 펌프의 코일로부터 유도된 전류치를 측정하는 것으로서 유도된 전류치는 OP 앰프에 의하여 소정의 크기로 증폭된 후에 마이컴(21)에 입력된다.
마이컴(21)에서는 전류 감지 수단(25)으로 부터 입력된 전류치를 미리 저장된 전류치와 비교하게 된다. 상기 저장 전류치는 정상적인 상태에서 펌프(4)를 통하여 흐르는 전류치로서 마이컴(21)의 기록장치에 미리 기록되어 있는 수치이다. 통상적으로 전류치는 마이컴에 내장된 아날로그/디지탈 변환기에 의하여 변조된 후에 비교된다.
비교 결과, 전류 감지 수단(25)으로부터 입력된 측정 전류치가 마이컴(21)에 기록된 기준 전류치보다 커서 과전류가 흐른 것으로 판단되면 마이컴(21)은 펌프(4)에 과전류가 흐르고 있다고 외부에 표시하기 위하여 제어 신호를 출력한다.
상기 제어 신호는 표시 수단(26)에 입력되고, 표시 수단(26)은 설치된 발광 다이오드 또는 램프를 점등시켜 펌프(4)에 발생된 이상을 사용자에게 통보한다. 사용자는 표시 수단(26)으로부터의 점등 또는 점멸 신호에 의하여 펌프(4)에 과전류가 흐르는 것을 인식할 수 있다.
상기와 같은 장치를 이용하는 본 발명의 방법을 제3도의 플로우차트를 이용하여 설명한다.
본 발명의 방법은 다음과 같은 단계 : 정수 동작이 수행되면 원수를 고압으로 공급하기 위한 펌프의 작동 상태를 마이컴에서 감지하는 제1단계 ; 펌프가 작동중이면 펌프를 통하여 흐르는 전류 감지 수단을 사용하여 감지하고, 측정된 전류치를 마이컴에 입력하는 제2단계 ; 입력된 전류치가 과전류인가 아닌가를 마이컴에서 판단하기 위하여 기준치와 비교하고, 과전류가 아니면 정상 동작을 수행하고, 과전류이면 외부에 표시하도록 마이컴에서 표시 수단으로 제어신호를 출력하는 제3단계로 구성된다.
사용자에 의하여 정수기가 작동되면 수위에 따라서 정수 동작이 수행된다. 즉 정수 탱크(10)에 저장된 정수가 만수위이면 정수 동작이 진행되지 않으며 중수위이면 정수 탱크(10)에 정수를 공급하기 위하여 원수 밸브(1)를 열고서 원수를 공급한다. 동시에 맴브레인 필터(6)에 원수를 고압으로 공급하기 위하여 펌프(4)를 동작시킨다.
마이컴(21)에서는 펌프(4)에 출력되는 제어 신호를 감지하여 펌프(4)의 동작 상태를 파악한다. 즉, 마이컴(21)에서 펌프(4)를 동작시키기 위하여 펌프제어부(22)에 신호를 출력하면 펌프(4)가 동작하는 것으로 인식하게 된다(제1단계).
이러한 상태에서 마이컴(21)은 펌프(4)에 연결된 CT를 통하여 전류 감지수단(23)으로부터 입력되는 전류치를 감지한다. 이 전류치는 마이컴(21)에 입력된다(제2단계).
마이컴(21)에서는 입력된 전류치를 기준치와 비교하고, 그 결과에 따라서 다음 동작을 결정한다. 즉 입력된 전류치가 기준치보다 크면 펌프(4)에 과전류가 흐르는 것으로 인식하고 이상 발생으로 판단한다. 만일 입력된 전류치가 기준치보다 작거나 비슷하면 정상적인 회전 상태로 판단한다. 이상 발생으로 판단되면 마이컴(21)에서는 소정의 제어 신호를 출력한다.
표시 수단(26)에서는 상기 마이컴(21)으로부터 제어 신호가 출력되면 이상 발생을 외부의 사용자에게 알리기 위하여 동작을 시작한다. 본 발명에서 발광 다이오드(LED)를 사용하여 점멸시키는 것으로 설명되었지만, 부저(buzzer)를 사용하여 음향 신호로 표시하는 것도 가능하다. 또한 다른 방식으로 사용자에게 경고할 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이다(제3단계).
표시 수단(26)을 통하여 경고하면서, 동시에 마이컴(21)에서는 정수기의 작동을 중지시키도록 제어 신호를 출력할 수 있다(제4단계). 즉, 밸브 제어부(23)에 제어신호를 출력하여 원수 밸브(1)를 오프시키고, 펌프 제어부(22)에 역시 제어신호를 출력하여 펌프(4)의 작동을 중지시킨다. 이렇게 함으로써 펌프(4)에 과전류가 흐르는 순간부터 동작을 정지시키므로 펌프(4)를 보호할 수 있는 것이다.
사용자는 표시 수단(26)에 의하여 펌프(4)에 과전류가 흐르는 것을 인식하고 펌프(4)에 과전류를 야기하는 원인 제공자인 맴브레인 필터(6)를 검사함으로써 뱀브레인 필터(6)의 고장 원인, 즉 막힘을 제거할 수 있다. 더욱이, 펌프(4)가 과전류에 장시간 노출되지 않으므로 펌프(4)의 수명 연장 효과도 거둘 수 있는 것이다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 역삼투압 정수기에서 발생되는 맴브레인 필터의 이상을 발견할 수 있으며, 맴브레인 필터에 원수를 고압으로 공급하는 펌프의 이상을 미연에 방지할 수 있는 이점이 있는 것이다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발병의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
Claims (4)
- 역삼투압 정수기에 있어서,원수를 고압으로 공급하기 위하여 고속으로 회전하는 펌프(4)를 통하여 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류 감지 수단(25) ; 상기 전류 감지 수단(25)으로부터 입력되는 측정 전류치를 입력받아 기준 전류치와 비교하여 과전류 여부를 판단하고, 제어신호를 출력하는 마이컴(21) 및 상기 마이컴(21)으로부터 출력되는 제어신호에 따라서 펌프(4)의 이상 여부를 외부에 표시하기 위한 표시 수단(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 역삼투압 정수기의 불량감지장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전류 감지 수단(25)이 펌프(4)의 모터코일에 연결되어 유도 전류를 측정하는 결합 트랜스포머인 것을 특징으로 하는 역삼투압 정수기의 불량감지장치.
- 역삼투압 정수기에 있어서,정수 동작이 수행되면 원수를 고압으로 공급하기 위한 펌프의 작동 상태를 마이컴에서 감지하는 제1단계 ; 펌프가 작동중이면 펌프를 통하여 흐르는 전류를 전류 감지 수단을 사용하여 감지하고, 측정된 전류치를 마이컴에 입력하는 제2단계 ; 및입력된 전류치가 과전류인가 아닌가를 마이컴에서 판단하기 위하여 기준치와 비교하고, 과전류가 아니면 정상 동작을 수행하고, 과전류이면 외부에 표시하도록 마이컴에서 표시 수단으로 제어신호를 출력하는 제3단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 역삼투압 정수기의 불량감지방법.
- 제3항에 있어서, 상기 방법이 표시 수단을 상요하여 외부에 표시함과 동시에 밸브 제어부(23)에 제어신호를 출력하여 원수 밸브(1)를 작동시켜 원수 공급을 차단하고, 펌프 제어부(22)에 제어신호를 출력하여 펌프(4)의 작동을 중지시키는 정수 동작 중지의 제4단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역삼투압 정수기의 불량감지방법.
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