KR0175887B1 - 정수기의 펌프제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수돗물 등의 원수에 포함된 유해한 오염물질을 제거하여 정수를 행하는 정수기에 관한 것으로, 특히 급수되는 원수의 수압을 감지하여 가압펌프를 구동제어하는 정수기의 펌프제어장치에 관한 것으로써, 급수되는 원수를 전처리필터, 멤브레인 및 후처리필터를 통과시켜 정수를 행하는 정수기에 있어서, 급수되는 원수의 수압을 감지하는 수압감지부와, 상기 수압감지부에 의해 감지된 수압에 따라 급수되는 원수가 고수압 및 저수압인지를 판단하여 상기 정수기의 전체적인 동작을 제어하는 제어기와, 상기 수압감지부에 의해 감지된 수압에 따라 급수되는 원수에 압력을 가하도록 상기 제어기로부터 출력되는 제어신호를 받아서 가압펌프를 구동제어하는 펌프구동부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

정수기의 펌프제어장치

제1도는 종래의 정수기를 도시한 전체사시도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 의한 정수기를 도시한 분해사시도.

제3도는 본 발명의 일실시예에 의한 정수기의 배면사시도.

제4도는 본 발명의 일실시예에 의한 정수기의 펌프제어장치의 제어블럭도.

제5a도 및 제5b도는 본 발명에 의한 정수기의 펌프제어 동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

25 : 급수관 27 : 전처리필터

29 : 멤브레인 31 : 후처리필터

35 : 저수탱크 37 : 만수위감지센서

39 : 갈수위감지센서 51 : 급수밸브

53 : 가압펌프 60 : 직류전원수단

63 : 수위감지수단 70 : 제어수단

75 : 수압감지수단 80 : 펌프구동수단

90 : 급수밸브구동수단 100 : 표시수단

본 발명은 수돗물등의 원수에 포함된 유해한 오염물질을 제거하여 정수를 행하는 정수기에 관한 것으로, 특히 급수되는 원수의 수압을 감지하여 가압펌프를 구동제어하는 정수기의 펌프제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기는 수돗물등 의 원수에 포함되어 있는 유해한 발암물질을 제거하여 정수된 물을 공급하는 것으로서, 그 정수방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식 및 역삼투압식으로 크게 나누어 볼 수 있다.

그중에서도 역삼투압식의 정수기는 원수에 압력을 가하여 인공적인 삼투막인 멤브레인(역삼투필터)을 통과시켜 정수를 행하는 것으로, 원수에 포함되어 있는 중금속, 박테리아, 발암물질 등을 분리제거함과 동시에 순수한 물과 용존산소 등만이 통과된 깨끗한 물을 공급할 수 있기 때문에 최첨단 과학산업이나 초정밀전자부품의 세척용 또는 의학용으로 사용되고 있으며, 근래에는 식수를 위한 가정용 정수기에도 널리 사용되고 있다.

이와같은, 종래의 역삼투압식 정수기는 제1도에 도시한 바와같이, 수도꼭지(1)에 연결된 어댑터(2)를 통하여 급수관(3)내로 공급되는 수도물등의 원수는 본체(4)의 배면측에 설치된 전처리필터(5)를 통과하면서 염소성분등의 각종 유해한 유기화합물질이 제거되고, 상기 전처리필터(5)를 통과한 원수는 도시되지 않은 급수밸브에 의해 급수량이 조절됨과 동시에 가압펌프의 구동에 따라 소정압력으로 승압되어 멤브레인(6)으로 유입된다.

이때, 상기 멤브레인(6)으로 유입된 원수는 멤브레인(6)내의 도시되지 않은 다수개의 멤브레인막을 통과하면서 원수에 포함되어 있는 각종 중금속이나 발암물질, 박테리아등의 세균이 제거되고, 상기 멤브레인(6)을 통과한 원수는 다시 후처리필터(7)를 통과하면서 유독가스등의 냄새가 제거된다.

상기 후처리필터(7)를 통과하면서 유독가스등의 냄새가 제거되어 물맛이 좋아진 정수는 급수공(8)을 통해 저수탱크(8)내에 공급된다.

상기 저수탱크(9)에 정수가 공급되면, 저수탱크(9)에 공급되는 정수량이 만수위(저수탱크에 공급되는 정수를 차단하기 위한 최대정수량)인지 또는 갈수위(저수탱크에 정수를 공급하기 시작하기 위한 최소정수량)인지를 감지한다.

상기 저수탱크(9)내에 공급된 정수량이 만수위인 경우에는 저수탱크(9)내로 정수가 공급되는 것을 차단하고, 상기 저수탱크(9)내에 공급된 정수량이 갈수위인 경우에는 저수탱크(9)내로 정수가 공급되도록 하면서 저수탱크(9)내에 항상 일정량의 정수가 저장되도록 한다.

그리고, 상기 저수탱크(9)내에 정수는 취수레버(10)의 작동에 따라 취수구(11)를 통해 배출됨으로써 취수가 가능하게 된다.

그런데, 이와같은 종래의 정수기에 있어서는, 수도꼭지로부터 급수관내로 급수되는 원수의 수압에 관계없이 가압펌프를 구동시킴으로서 가압펌프의 구동에 따른 필터(전처리필터, 멤브레인, 후처리필터)의 수명이 가압펌프를 구동시키지 않을때의 수명보다 약 1.5배정도 단축되어 경제적이지 못할뿐만 아니라, 상기 필터의 빈번한 교체로 인한 사용자의 불만이 가중된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 급수되는 원수의 수압을 감지하여 고수압 또는 저수압에 따른 가압펌프의 구동을 제어함으로서 필터의 수명을 연장할 수 있기 때문에 경제적일뿐만 아니라, 상기 필터를 빈번하게 교체하지 않아도 되므로 사용하기가 편리한 정수기의 펌프제어장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 정수기의 펌프제어장치는 급수되는 원수를 전처리필터, 멤브레인 및 후처리필터를 통과시켜 정수를 행하는 정수기에 있어서, 급수되는 원수의 수압을 감지하는 수압감지수단과, 상기 수압감지수단에 의해 감지된 수압에 따라 급수되는 원수가 고수압 및 저수압인지를 판단하여 상기 정수기의 전체적인 동작을 제어하는 제어수단과, 상기 수압감지수단에 의해 감지된 수압에 따라 급수되는 원수에 압력을 가하도록 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 가압펌프를 구동제어하는 펌프구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도에 도시한 바와같이, 참조부호 20은 정수기의 본체이고, 상기 본체(20)의 전면에는 컵등의 취수용기를 수납하기 위한 수납부(21)가 형성되어 있다.

상기 본체(20)의 배면측에는 수도꼭지(22)에 결합된 연결구(23)에 급수관(25)의 일단이 접속되어 있고, 상기 급수관(25)의 타단에는 상기 수도꼭지(22)로부터 연결구(23)를 통해 원수가 급수됨에 따라 염소성분등의 각종 유해한 유기화합물질을 제거하는 전처리필터(27)가 접속되어 있다.

그리고, 상기 전처리필터(27)의 일측에는 상기 전처리필터(27)를 통과한 원수에 포함되어 있는 각종 중금속이나 발암물질, 박테리아등의 세균을 제거하도록 내측에 도시되지 않은 다수개의 멤브레인막이 형성된 멤브레인(29)이 설치되어 있고, 상기 멤브레인(29)의 일측에는 상기 멤브레인(29)을 통과한 원수에 포함된 유독가스등의 냄새성분을 제거하는 후처리필터(31)가 설치되어 있다.

또한, 상기 본체(20)의 상측에는 상기 후처리필터(31)를 통과한 정수가 저장되도록 일측에 급수공(33)이 형성된 저수탱크(35)가 착탈가능케 안착되어 있고, 상기 저수탱크(35)의 내부후면에는 상기 저수탱크(35)내에 저장된 정수의 양을 감지하는 만수위 및 갈수위감지센서(37, 39)가 장착되어 있다.

또한, 상기 저수탱크(35)의 전면에는 도시되지 않은 취수구를 통해 상기 저수탱크(35)내의 정수가 배출되도록 취수레버(43)가 결합되어 있고, 상기 본체(20)의 상측에는 상부덮개(45, 47)가 결합되며, 상기 본체(20)의 배면측에는 배면덮개(49)가 결합되어진다.

한편, 미설명부호 41는 접지단자이다.

제3도에 도시한 바와같이, 상기 후처리필터(31)의 하단에는 상기 저수탱크(35)내의 정수량 즉, 상기 저수탱크(35)의 수위에 따라 개폐작동되는 급수밸브(51)가 장착되어 있고, 상기 급수밸브(51)의 후단에는 상기 전처리필터(27)를 통과하여 상기 멤브레인(29)으로 유입되는 원수가 소정압력을 가지고 상기 멤브레인(29)에서 역삼투압에 의한 정수가 가능하도록 상기 멤브레인(29)으로 유입되는 원수의 압력을 소정압력으로 승압시키는 가압펌프(53)가 장착되어 있다.

한편, 상기 가압펌프(53)는 상기 수도꼭지(27)로부터 연결구(23)를 통해 상기 급수관(25)내로 급수되는 원수의 수압상태(고수압 또는 저수압)에 따라 구동 또는 정지된다.

상기와 같이 구성된 정수기의 가압펌프를 제어하기위한 블록도를 제4도를 참조하여 설명한다.

제4도에 도시한 바와같이, 직류전원수단(60)은 도시하지 않은 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원의 전원전압을 입력받아 상기 정수기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 수위감지수단(65)은 상기 저수탱크(35)내에 공급되어 저장되는 정수량 즉, 상기 저수탱크(35)의 수위를 감지하는 만수위 및 갈수위감지센서(37, 39)이다.

그리고, 제어수단(70)은 상기 직류전원수단(60)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 정수기를 초기화시킴은 물론, 상기 수위감지수단(65)에 의해 감지된 수위감지신호를 입력받아 상기 정수기의 전체적인 정수동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로서, 이 제어수단(70)은 후술하는 수압감지수단에 의해 감지된 수압에 따라 상기 수도꼭지(22)로부터 급수관(25)내로 급수되는 원수의 수압이 고수압인지 또는 저수압인지를 판단하여 상기 가압펌프(53)의 구동을 제어한다.

또한, 수압감지수단(75)은 상기 수도꼭지(22)로부터 연결구(23)를 통해 상기 급수관(25)내로 급수되는 원수의 수압을 감지하여 상기 제어수단(70)에 출력하는 것으로서, 이 수압감지수단(75)은 분당 몇liter(ι)의 유량이 상기 급수관(25)을 통과하는가를 측정하는 유량계등을 사용한다.

또, 펌프구동수단(80)은 상기 수위감지수단(65)에 의해 감지된 상기 저수탱크(35)의 수위에 따라 상기 제어수단(70)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 저수탱크(35)내에 정수를 공급하도록 상기 멤브레인(29)으로 유입되는 원수의 압력을 소정압력으로 승압시키는 가압펌프(53)를 구동제어하는 것으로서, 이 펌프구동수단(80)은 상기 수압감지수단(75)에 의해 감지된 수압에 따라 상기 제어수단(70)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 가압펌프(53)를 구동 또는 정지시킨다.

또한 도면에 있어서, 급수밸브구동수단(90)은 상기 수위감지수단(65)에 의해 감지된 상기 저수탱크(35)의 수위에 따라 상기 제어수단(70)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 저수탱크(35)내에 정수를 공급하도록 급수밸브(51)를 구동제어한다.

그리고, 표시수단(100)은 상기 제어수단(40)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 상기 정수기의 동작상태와 상기 전처리필터(27), 멤브레인(29) 및 후처리필터(29)의 교환시기를 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 정수기의 펌프제어장치의 작용효과를 설명한다.

제5a도 및 제5b도는 본 발명에 의한 정수기의 펌프제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로서, 제5a도 및 제5b도에 S는 스텝(Step)을 표시한다.

먼저, 정수기에 전원이 인가되면, 직류전원수단(60)에서는 도시되지 않은 교류전원입력단으로부터 공급되는 상용교류전원의 전원전압을 상기 정수기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(70)에 출력한다.

따라서, 제5a도의 스텝S1에서는 상기 직류전원수단(60)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(70)에서 입력받아 상기 정수기를 초기화시키고, 스텝S2에서는 정수된 물을 저장하는 저장탱크(35)의 정수량 즉, 상기 저수탱크(35)의 수위를 수위감지수단(65)에서 감지하여 그 감지된 수위데이타를 제어수단(70)에 출력한다.

이어서, 스텝S3에서는 상기 수위감지수단(65)에 의해 감지된 저수탱크(35)의 수위가 '중'이상인가를 판별하는데, 이는 상기 저수탱크(35)의 내부후면에 장착된 갈수위감지센서(39)에서 감지된 저항값을 제어수단(70)에서 입력받아 저수탱크(35)의 수위가 '중'이상인가를 판별하는 것이다.

상기 스텝S3에서의 판별결과, 상기 저수탱크(35)의 수위가 '중'이상인 경우(YES일 경우)에는 저수탱크(35)내에 정수를 공급하지 않아도 되므로 스텝S31로 나아가서 상기 제어수단(70)은 급수밸브(51)를 폐쇄하기위한 제어신호를 급수밸브구동수단(90)에 출력한다.

따라서, 상기 급수밸브구동수단(90)에서는 제어수단(70)의 제어에 따라 급수밸브(51)에 인가되는 전원전압을 차단하여 급수밸브(51)를 폐쇄시킨다.

이에 따라, 제어수단(70)에서는 상기 스테S2로 복귀하여 저수탱크(35)의 수위가 '중'이하로 떨어질때까지 정수동작을 대기하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S3에서의 판별결과, 상기 저수탱크(35)의 수위가 '중'이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 저수탱크(35)내에 정수를 공급하기위한 정수동작을 수행하도록 스텝S4에서 상기 제어수단(70)은 급수밸브(51)를 개방하기위한 제어신호를 급수밸브구동수단(90)에 출력한다.

따라서, 상기 급수밸브구동수단(90)에서는 제어수단(70)의 제어에 따라 급수밸브(51)에 인가되는 전원전압을 공급하여 급수밸브(51)를 개방시킨다.

상기 급수밸브(51)가 개방되면, 수도꼭지(22)로부터 연결구(23)를 통해 급수관(25)내로 수돗물등의 원수가 공급되기 시작하는데, 스텝S5에서는 상기 수도꼭지(22)로부터 급수관(25)내로 급수되는 원수의 수압(Pw)을 수압감지수단(75)에서 감지하여 제어수단(70)에 출력한다.

따라서, 스텝S6에서는 상기 수압감지수단(75)에 의해 감지된 원수의 수압(Pw)이 제어수단(70)에 미리 설정되어 있는 기준수압(Ps; 고수압을 판단하기위한 최저기준수압)보다 큰가를 판별하여, 원수의 수압(Pw)이 기준수압(Ps)보다 큰 경우(YES일 경우)에는 상기 급수관(25)내로 급수되는 원수의 수압(Pw)이 고수압이라고 판단하여 스텝S7에서 상기 제어수단(70)은 가압펌프(53)의 구동을 정지하기 위한 제어신호를 펌프구동수단(80)에 출력한다.

이에 따라, 상기 펌프구동수단(80)에서는 제어수단(70)의 제어에 따라 가압펌프(53)에 인가되는 전원전압을 차단하여 가압펌프(53)를 정지시킨다.

이어서 ,스텝S8에서는 상기 급수밸브(51) 개방에 따라 수도꼭지(22)로부터 급수관(25)내로 급수되는 원수가 전처리필터(27)를 통과하면서 염소성분의 각종 유해한 유기화합물질이 제거되고, 상기 전처리필터(27)를 통과한 원수는 급수밸브(51)를 통해 멤브레인(29)으로 유입된다.

상기 멤브레인(29)으로 유입되는 원수는 멤브레인(29)내에 형성된 다수개의 멤브레인막을 투과하면서 원수에 포함되어 있는 각종 중금속이나, 발암물질, 박테이라등의 세균이 제거된다.

상기 멤브레인(29)을 통과한 원수는 다시 후처리필터(31)를 통과하면서 유독가스등의 냄새가 제거된 후, 급수공(33)을 통해 저수탱크(35)내로 공급되는 정수동작을 수행한다.

따라서, 스텝S9에서는 상기 스텝S8에서의 정수동작시에 급수공(33)을 통해 저수탱크(33)내로 공급되는 정수량 즉, 상기 저수탱크(35)의 수위를 수위감지수단(65)에서 감지하여 그 감지된 수위데이타를 제어수단(70)에 출력한다.

이에 따라, 제5b도의 스텝S10에서는 상기 수위감지수단(65)에 의해 감지된 상기 저수탱크(35)의 수위가 '상'이상인가를 판별하는데, 이는 상기 저수탱크(35)의 내부후면에 장착된 만수위감지센서(37)에서 감지된 저항값을 제어수단(70)에서 입력받아 저수탱크(35)의 수위가 '상'이상인가를 판별하는 것이다.

상기 스텝S10에서의 판별결과, 상기 저수탱크(35)의 수위가 '상'이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 저수탱크(35)내에 정수를 계속해서 공급해야 하므로 상기 스텝S8로 복귀하여 제어수단(70)은 정수동작을 계속해서 수행하면서 스텝S8이하의 동작을 반복수행한다.

한편, 상기 스텝S10에서의 판별결과, 상기 저수탱크(35)의 수위가 '상'이상인 경우(YES일 경우)에는 저수탱크(35)내에 정수의 공급을 중지해야 하므로 스텝S11로 나아가서 상기 제어수단(70)은 급수밸브(51)를 폐쇄하기위한 제어신호를 급수밸브구동수단(90)에 출력한다.

따라서, 상기 급수밸브구동수단(90)에서는 제어수단(70)의 제어에 따라 급수밸브(51)에 인가되는 전원전압을 차단하여 급수밸브(51)를 폐쇄시킨다.

상기 급수밸브(51)가 폐쇄되면, 수도꼭지(22)로부터 급수관(25)내로 급수되는 원수의 공급이 차단되어 저수탱크(35)내에는 정수가 더 이상 공급되지 않게 되면서 정수동작을 종료한다.

한편, 상기 스텝S6에서의 판별결과, 원수의 수압(Pw)이 기준수압(Ps)보다 크지 않은 경우(NO일 경우)에는 상기 급수관(25)내로 급수되는 원수의 수압(Ps)이 저수압이라고 판단하여 스텝S61로 나아가서 제어수단(70)은 가압펌프(53)를 구동하기위한 제어신호를 펌프구동수단(80)에 출력한다.

이에 따라, 상기 펌프구동수단(80)에서는 제어수단(70)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 가압펌프(53)에 인가되는 전원전압을 공급함으로써 가압펌프(53)를 구동시킨다.

상기 가압펌프(53)가 구동되면, 상기 스텝S4에서의 급수밸브(51) 개방에 따라 수도꼭지(22)로부터 급수관(25)내로 급수되는 원수가 전처리필터(27)를 통과하면서 염소성분등의 각종 유해한 유기화합물질이 제거되고, 상기 전처리필터(27)를 통과한 원수는 급수밸브(51)를 통해 멤브레인(29)으로 유입된다.

이때, 상기 멤브레인(29)으로 유입되는 원수는 가압펌프(53)의 구동에 따라 소정압력으로 승압되어 멤브레인(29)을 통과하게 되는데 상기 멤브레인(29)으로 유입된 원수는 멤브레인(29)내에 형성된 다수개의 멤브레인막을 투과하면서 원수에 포함되어 있는 각종 중금속이나, 발암물질, 박테리아등의 세균이 제거된다.

상기 멤브레인(29)을 통과한 원수는 다시 후처리필터(31)를 통과하면서 유독가스등의 냄새가 제거된 후, 급수공(33)을 통해 저수탱크(35)내로 공급되는 정수동작을 수행하는 상기 스텝S8로 나아가서 스텝S8이하의 동작을 반복수행한다.

상기와 같은 동작에 따라 저수탱크(35)내에 일정량의 정수가 저장되면, 취수레버(43)를 작동시켜 저수탱크(35)내의 정수를 배출시킴으로써 취수가 가능하게 된다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 정수기의 펌프제어장치에 의하면, 정수기에 급수되는 원수의 수압을 감지하여 고수압 또는 저수압에 따른 가압펌프의 구동을 제어함으로써 필터의 수명을 연장할 수 있기 때문에 경제적일뿐만 아니라, 상기 필터를 빈번하게 교체하지 않아도 되므로 사용하기가 편리하다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 급수되는 원수를 전처리필터, 멤브레인 및 후처리필터를 통과시켜 정수를 행하는 정수기에 있어서, 급수되는 원수의 수압을 감지하는 수압감지수단과, 상기 수압감지수단에 의해 감지된 수압에 따라 가압펌프를 구동 또는 정지시키기 위치한 제어신호를 출력하는 제어수단 및, 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 가압펌프를 구동 또는 정지시키는 펌프구동수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 정수기의 펌프제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단에, 상기 수압감지수단에 의해 감지된 수압이 고수압인 경우에 상기 가압펌프를 정지시키기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 정수기의 펌프제어장치,
3. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 수압감지수단에 의해 감지된 수압이 저수압일 경우에 상기 가압펌프를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 정수기의 펌프제어장치.