KR100420855B1 - 살균력 검출 방법 및 이를 구비한 정수기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수기에 관한 것으로서, 특히 살균 램프의 살균정도를 검출할 수 있는 정수기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 정수기는 정수처리한 물을 통과한 살균램프의 살균광을 감지하는 살균력 감지센서, 감지센서의 출력값의 변화율을 연산하여 살균력 저하여부를 판단하고, 순환펌프가 구동되도록 제어하는 제어부, 제어부의 제어신호에 따라 순환펌프를 구동시키는 모터제어유닛를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성된 정수기는 정수 처리한 물을 통과한 살균램프의 살균광 세기를 검출하고, 살균광 세기의 변화율이 설정치 이하보다 작을 경우 살균력이 저하된 것으로 판단하여 저장탱크에 저장된 정수를 순환하여 재 정수 처리하거나 사용자에게 이를 경고하여 정수기의 안전성과 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 살균력 검출 방법 및 이를 구비한 정수기에 관한 것으로, 특히 살균 램프 세기의 변화를 검출하여 살균력 저하 여부를 판단하여 저장된 정수를 재 정수 처리하거나 살균력 저하를 경고하여 신뢰도 및 안전성을 향상시킨 정수기에 관한 것이다.
최근 산업의 발달에 따르는 환경 문제로 인하여 음용수의 안전성에 대한 관심이 높아져 가고 있다. 그런데 일반적으로 사용하는 수돗물에 각종 중금속과 유해성분이 포함되고, 바이러스, 세균 및 곰팡이 균 등 이 서식하고 있는 것으로 알려져 있다. 이들 바이러스, 세균, 곰팡이균 등은 인체에 유해한 성분으로 이러한 성분을 포함하는 물을 음용할 경우 인체에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 이런 유해 성분을 없애기 위한 수단으로 물을 정수하는 정수기가 사용되어지고 있다.
정수기에는 필터를 사용하는 정수기, 살균광(자외선 C)을 이용하는 정수기 또는 이를 병행하여 처리하는 정수기가 있다. 필터를 사용하는 정수기는 원수내의 세균 및 곰팡이를 제거하는데 불충분하고, 정수기의 필터 등에도 미생물이 번식하는 경우가 발생하여 이들 필터 또한 살균하기 위한 수단이 필요하다. 따라서, 사용상의 편의성 및 살균력 등을 고려하여 자외선 살균 램프를 사용하는 경우가 많이 있다.
상기와 같이 자외선 살균램프를 사용하는 정수기는 대한민국 실용신안 출원20002-27278호와 2002-1948호에 개시되어 있다. 이러한 정수기는 원수 내의 각종 세균 및 이물질을 걸러주기 위한 필터부, 바이러스, 곰팡이균을 처리하기 위한 UV-C 살균처리부, 외부로 노출된 토출구와 필터부를 연장하는 수전상에 설치된 UV-LED로 구성되어 정수 처리작용을 한다.
이러한 종래의 정수기는 수도꼭지에서 유입된 원수를 바이러스, 세균 및 곰팡이균의 존재여부와 관계없이 필터를 통해 여과를 시키고, 자외선 램프를 조사한다. 정수기 물의 살균력을 측정하는 장치는 없다
그런데 이러한 정수기는 원수내의 세균, 곰팡이 및 바이러스의 존재 유무와 관계없이 살균 램프를 동작시키는 문제를 안고있다. 또한 일정 시간이 지나면 필터를 갈아주어야 하는 것처럼 UV-C 램프의 교환(일반적으로 3000시간)도 필요하나 교환 주기에 대한 확인과 교환에 따르는 번거로움이 있다.
또한, 대한민국 특허 출원 2001-0027665호에 보면 UV 필터와 순환펌프를 일체화하여 조립 및 분해가 용이하도록 모듈화한 것을 특징으로 한다. 그러나, 사용자가 교환주기 등을 직접 체크하여 이를 교환해주어야 하는 문제점을 가지고 있다. 즉, 자외선 살균 램프를 교환 주기 이상 장시간 사용하게되면 비록 램프는 점등되었다 하더라도 물 속의 미생물을 살균하는데 필요한 충분한 양의 자외선이 방사되지 않게 되어 정수된 물의 안전성이 보장되지 않으며 적절히 살균 처리되지 않은 생수를 그냥 음용하게 되는 문제점이 있다.
즉, 종래의 살균 램프를 이용한 정수기들은 세균, 곰팡이, 바이러스 등의 존재 여부에 관계없이 항상 살균램프를 구동시켜 램프의 수명을 단축시키는 문제점과살균 램프가 적절한 살균력을 가지고 작동하지 않아 살균 처리되지 않은 생수를 음용하게 되어 사용자의 안전을 해하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 정수기의 살균 램프의 살균력을 검출하여 살균력이 저하되면 저장탱크에 저장된 정수처리된 물을 순환시켜 다시 정수 처리하도록 함으로써 보다 정수기의 안전성과 신뢰도를 향상시킨 살균력 검출 방법 및 이를 구비한 정수기를 제공하는 데 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 내부 구성을 나타낸 개략도, 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 살균력 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 원수부 20 : 필터부
30 : R/O 멤브레인 40 : 이온 교환부
50 : 살균 램프 60 : 저장탱크
70 : 순환 펌프 71 : 순환 밸브
72 : 공급 밸브 80 : 광촉매 살균기
91 : 공급관 92 : 생수 공급관
100 : 살균력 감지센서 110 : 제어부(CPU)
120 : 모터 제어 유닛(MCU) 130 : 경고부
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 정수기의 살균력 검출 방법은 정수 처리부와, 살균 램프를 포함하는 정수 장치에 있어서, a) 상기 살균 램프가 구동되면 살균램프 감지센서를 구동하는 단계, b) 소정 시간 간격으로 상기 a) 단계에서 출력된 살균램프 감지센서의 출력신호를 읽어오는 단계, c) 상기 b) 단계의에서 읽어온 출력신호의 변화율을 연산하는 단계, 및 d) 상기 c)단계의 변화율이 소정값 이하일 경우 저장탱크의 정수처리된 물을 다시 정수처리부로 순환시키는 순환펌프를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 정수기는, 정수 처리부와, 살균 램프를 포함하는 정수 장치에 있어서, 정수 처리된 물을 통과한 상기 살균 램프의 살균광을 감지하여 감지신호를 출력하는 살균력 감지센서, 정수 처리된 물을 저장하는 저장탱크로부터 상기 정수 처리부로 물을 순환시키는 순환펌프, 상기 순환펌프를 구동시키는 모터 제어 유닛, 및 소정 시간 간격으로 상기 살균력 감지센서 출력신호를 읽어와 변화율을 연산하고, 상기 변화율이 소정치 이하인 것으로 판단되면 상기 순환펌프가 구동하도록 상기 모터 제어유닛에 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 살균력 감지센서는 GaN, AlGaN, 또는 Band pass filter가 있는 GaN 중에서 선택된 어느 하나로 구성하고, 저장탱크에 설치하되 상기 살균 램프로부터 1mm - 20cm 거리에 위치시키는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 살균 램프를 정수처리된 물이 공급되는 생수공급관에 설치하고, 상기 살균력 감지센서를 함께 설치할 수도 있다.
또한, 상기 살균력 감지센서의 출력신호의 변화율은 직전 검출 신호와 현재 검출 신호의 비율로 연산하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 의한 정수기는 상기 변화율이 소정치 이하일 경우 상기 제어부의 제어신호에 따라 경고 신호를 출력하는 경고부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 바람직한 실시예에 따른 정수기의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4 및 도 5는 정수기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 정수기는 외부에서 정수할 물이 공급되는 원수부(10), 필터부(20), R/O 멤브레인(30), 이온 교환부(40), 살균램프(50), 정수처리된 정수가 저장되는 저장탱크(60), 순환펌프(70), 살균력감지센서(100), 제어부(110), 순환펌프(70) 구동 모터를 제어하는 모터 제어 유닛(120, 이하 MCU라 칭함), 및 경고부(130)를 포함한다.
필터부(20)는 원수를 필터링하여 원수내에 포함된 이물질을 제거하는 것으로 도 2에 도시된 바와 같이 마이크로필터(21), 프리카본 필터(22) 및, 포스트카본 필터(23)로 구성되거나, 도 3과 같이 침전필터(24), 프리카본필터(22), 중공사막(25), 및 포스트카본필터(23)로 구성될 수 있다.
마이크로 필터(21)는 원수로부터 모래, 녹, 찌꺼기 등 부유 물질 즉, 1~5㎛ 크기의 이물질을 제거한다. 프리-카본필터(22)는 냄새, 불쾌한 맛, 염소 등을 제거한다. 포스트-카본 필터(23)는 각 필터를 통과하며 밴 불쾌한 맛을 제거한다.
R/O 멤브레인(Reverse Osmosis: 역삼투, 30)은 0.0001㎛의 중금속과 2가 이온을 제거한다. 이온교환부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 양이온 교환수지(41), 음이온교환수지(42), 및 이온 교환기(43)으로 구성하여 Ca2+, Fe2+, Mg2+, HCO3 -, SO4 2-, Cl-이온을 제거한다.
살균램프(50)는 253.7nm 자외선광을 조사하여 미생물의 DNA의 Adenine=Thymine, Guanine=Cytosine 결합을 분해하여 미생물을 살균한다. 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 살균램프(50)는 저장탱크(60)의 정수 유입구 쪽에 위치하는 것이 바람직하다. 도 5와 같이 사용자에게 정수 처리된 생수를 공급하는 생수 공급관(92)에 더 포함시켜 생수 공급관(92)을 통과하는 최종 정수처리된 생수의 미생물 살균 처리상태를 검출할 수 있도록 할 수 있다.
순환펌프(70)는 제어부(110)에 의해 제어되는 MCU(120)에서 인가되는 신호에 따라 구동하여 저장탱크(60)에 저장된 정수를 필터부(20)로 순환시켜 재 정수처리 되도록 한다.
살균광 센서(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 저장탱크(60)에 설치하거나, 도 5에 도시된 바와 같이 별도로 생수공급관(92)에 설치된 살균램프(50)와 소정거리 떨어진 위치에 설치하여 생수를 통과한 살균램프(50)의 살균광 세기를 감지하고 감지신호를 출력한다. 살균광 센서(100)는 GaN 또는 AlGaN으로 구성하는 것이 바람직하다. GaN/AlGaN는 살균광 영역(200~280㎚)만을 검지하는 능력이 뛰어나다. 센서(100)의 구성은 사파이어기판에 버퍼층을 형성한 후 GaN 또는 AlGaN 층을 구성하여 살균광만을 검지하도록 한다. 그 위에 Schottoky 층과 Ohmic contact를 형성하여 센서의 감도를 향상시킨다. GaN 으로 형성된 센서는 Band pass filter를 사용하여 살균광 만을 검지할 수 있도록 구성할 수 있다.GaN 또는 AlGaN로 형성된 살균광 센서는 살균광(UV-C)센서로 적합할 뿐만 아니라 기존의 SiC, GaAsN 로 구성된 센서보다 응답성, 감도, 안정성, 수명 등에서 특히 우수하다.
제어부(110)는 살균광 센서(100)의 출력신호를 소정 시간간격을 가지고 읽어와 출력신호의 변화율을 연산하고, 정수처리된 물에 미생물의 수가 증가할수록 살균광 센서(100)의 출력신호가 감소하므로, 연산된 변화율에 따라 살균력 저하여부를 판단하여, MCU(120)에 모터 구동신호를 출력하거나, 경고부(130)에 경고 신호를 출력한다.
MCU(120)는 제어부(110)의 신호에 따라 순환펌프(70) 구동모터를 작동시켜정수가 순환되도록 한다.
경고부(130)는 제어부(110)의 제어신호에 따라 살균력 저하 경고 신호를 출력한다. 경고부(130)는 경고 램프 점등, 경고 메시지 디스플레이, 경고음 출력 등의 방법으로 살균력 저하를 사용자에게 경고하게 된다.
이와 같이 구성된 정수기의 살균력 검출 방법 및 작동상태를 도 1 내지 6을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 6은 본 발명에 따른 살균력 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도시하는 바와 같이 정수기가 동작하면 원수부(10)를 통과한 물은 필터부(20)에서 원수 내에 포함된 이물질이 필터링되고, R/O 멤브레인(30)을 통과하며 중금속과 2가 이온이 제거된다. 이온 교환부에 의해 1가 및/또는 2가 이온들이 제거된 후 공급관(91)을 통해 저장탱크(60)로 유입된다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 저장탱크(60) 내에는 살균램프(50)가 설치되어 살균광(자외선)을 조사함으로써 유입되는 정수 내부의 세균, 곰팡이, 바이러스를 살균시킨다. 도 4의 실시예에 의하면 살균력 감지센서(100)는 저장탱크(60)내에 살균램프(50)로부터 소정거리(약 1mm ~ 20cm)내에 위치하여 정수 처리된 생수를 통과한 살균광의 세기를 감지한다(S10).
제어부(110)는 감지센서(100)로부터 입력되는 출력신호를 소정 시간간격으로 읽어들여(S20) 그 변화율(x)을 연산한다(S30). 살균력이 저하되어 정수 처리된 생수 내에 미생물 등이 많아지면 빛의 반사 등으로 인하여 감지센서(100)의 출력신호가 감소하므로 변화율(x)이 소정값(m) 이하인 경우 살균력이 저하되어 생수에 미생물이 소정치 이상 포함된 것으로 판단한다. 즉, 살균 램프(50)에 의해 조사된 빛이 살균력 감지센서(100)에 의해 감지되며, 정수기의 살균력 측정은 세균, 곰팡이, 바이러스가 없는 경우의 신호를 100%로 하고 세균, 곰팡이, 바이러스 등의 미생물이 존재할경우 미생물의 자외선 반사에 의한 투과율이 낮아지는 것을 착안하여 투과율이 낮아지면 살균력이 저하된 것으로 판단하는 것이다.
이와같이 판단되면 제어부(110)는 순환펌프(50)에 의하여 필터부(20)로 물을 순환시켜 재 정수처리 되도록 하는 것이다. 다시 말하면 제어부(110)는 MCU(120)에 순환 펌프 모터를 구동시키라는 제어신호를 출력한다(S50). 순환 펌프(70)가 구동하면 저장탱크(60)에 저장된 정수가 필터부(20)로 순환되어 재 정수 처리된다.
다른 실시예에 의하면 제어부(110)는 경고부(130)가 경고신호를 출력하도록 제어신호를 인가하고, 경고부(130)는 경고램프를 점등하거나, 경고메세지를 디스플레이하거나, 경고음을 발신하여 사용자에게 살균력이 저하된 사실을 경고하도록 한다.
또, 다른 실시예에 의하면 도 5에 도시된 바와 같이 살균램프(50)를 생수의 최종 공급관(92)에 설치하고, 살균램프(50)로부터 소정거리에 살균력 감지센서(100)를 설치하여 최종 생수공급관(92)의 생수를 통과한 살균광을 감지하여 사용자가 음용하기 전에 최종적으로 생수의 살균 정도를 검출할 수 있도록 한다.
본 발명은 살균력 감지센서(100)를 이용하여 정수 처리된 물의 살균정도를 알아보는 것으로, 정수기에 설치된 살균 램프(50)에 의해 살균된 물의 살균 효과를살균력 감지센서(100)로 검출하여 보다 안전도 높은 정수물을 음용할 수 있도록 하는 것이다.
또한, 살균 램프(50)의 세기는 시간이 지날수록 점점 줄어들기 때문에 마지막 출력신호 측정을 한 것을 기준으로 삼을 수 있게 하여 매번 상대적인 측정값에 의해 살균력을 판단할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 정수기에 의하면 정수기의 미생물을 살균하는 살균 램프의 살균력이 저하되어 정수 처리된 정수가 보관된 저장탱크에 미생물 등이 증가하면 이를 검출하고, 저장탱크의 정수를 정수처리부로 순환시켜 재 정수 처리되도록 하고, 살균력 저하를 사용자에게 경고함으로써 정수기의 살균력에 대한 신뢰도와 안전성을 향상시키는 효과가 있다.
Claims (8)
- 정수 처리부와, 살균 램프를 포함하는 정수 장치에 있어서,정수 처리된 물을 통과한 상기 살균 램프의 살균광을 감지하여 감지신호를 출력하는 살균력 감지센서;정수 처리된 물을 저장하는 저장탱크로부터 상기 정수 처리부로 물을 순환시키는 순환펌프;상기 순환펌프를 구동시키는 모터 제어 유닛; 및소정 시간 간격으로 상기 살균력 감지센서 출력신호를 읽어와 변화율을 연산하고, 상기 변화율이 소정치 이하인 것으로 판단되면 상기 순환펌프가 구동하도록 상기 모터 제어유닛에 신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 제 1항에 있어서,상기 살균력 감지센서는 GaN, AlGaN, 또는 Band pass filter가 있는 GaN 중에서 선택된 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 제 1항에 있어서,상기 살균력 감지센서는 상기 살균 램프로 부터 1mm - 20cm 거리에 위치하는것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 제 1항에 있어서,상기 살균력 감지센서의 출력신호의 변화율은 직전 검출 신호와 현재 검출 신호의 비율로 연산하는 것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 제 1항에 있어서,상기 변화율이 소정치 이하일 경우 상기 제어부의 제어신호에 따라 경고 신호를 출력하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 제 1항에 있어서,상기 살균력 감지센서는 상기 저장탱크 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 제 1항에 있어서,최종 정수처리된 물이 사용자에게 공급되는 생수 공급관에 상기 살균 램프를 더 설치하고, 상기 살균력 감지센서는 상기 생수 공급관에 위치하는 것을 특징으로 하는 살균력 검출 기능을 구비한 정수기.
- 정수 처리부와, 살균 램프를 포함하는 정수 장치에 있어서,a) 상기 살균 램프가 구동되면 살균램프 감지센서를 구동하는 단계;b) 소정 시간 간격으로 상기 a) 단계에서 출력된 살균램프 감지센서의 출력신호를 읽어오는 단계;c) 상기 b) 단계의에서 읽어온 출력신호의 변화율을 연산하는 단계; 및d) 상기 c)단계의 변화율이 소정값 이하일 경우 저장탱크의 정수처리된 물을 다시 정수처리부로 순환시키는 순환펌프를 구동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기의 살균력 검출 방법.
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| KR1020030056490A KR100420855B1 (ko) | 2003-08-14 | 2003-08-14 | 살균력 검출 방법 및 이를 구비한 정수기 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114112461A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-01 | 中科检测技术服务(广州)股份有限公司 | 一种净水机的除病毒测试装置及其方法 |
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2003
- 2003-08-14 KR KR1020030056490A patent/KR100420855B1/ko not_active IP Right Cessation
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| CN114112461B (zh) * | 2021-11-09 | 2024-01-30 | 中科检测技术服务(广州)股份有限公司 | 一种净水机的除病毒测试装置及其方法 |
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