KR100533330B1

KR100533330B1 - 연수기

Info

Publication number: KR100533330B1
Application number: KR10-2004-0033842A
Authority: KR
Inventors: 권진철; 양대중; 김현수
Original assignee: 권진철
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-12-05
Also published as: KR20050109094A

Abstract

연수기에 관하여 개시한다. 본 발명의 연수기는, 관로들이 형성된 덮개판과 자동 개폐밸브들을 이용하여 연수과정과 재생 및 세척과정을 자동제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 관로 및 관로를 개폐하는 밸브의 효율적인 배치와 간단한 제어 방식으로 연수기의 조립구조가 간단해져 생산성이 향상되고, 원가가 절감되는 이점이 있으며, 이온교환수지 재생과정에 필요한 소금물을 펌프를 사용하지 않고도 연수통 내부로 유입시킬 수 있으므로 비용이 절감되고 펌프 사용에 따른 소음이 방지되며, 자동 세척 및 소금물 주입기능으로 재생효율이 극대화되어 연수능력이 향상되고, 이온교환수지의 재생주기가 길어져서 사용자의 불편을 해소시켜 주며, 사용자가 물의 수온을 용이하게 조절할 수 있다.

Description

연수기{Water softener}

본 발명은 연수기에 관한 것으로 특히, 배관시스템이 내장된 덮개판을 이용하여 냉수와 온수를 각각 연수시키는 연수기에 관한 것이다.

환경오염 등으로 인하여 물에 대한 관심 및 불안이 고조되고 있다. 이러한 관심 및 불안은 먹는 물을 정수하는 정수기와, 세면 및 목욕시 사용되는 물의 수질을 개선시키는 연수기의 수요를 증가시켰다.

연수기는 수돗물 등의 원수에 포함된 경도 성분, 예컨대 칼슘이온, 마그네슘이온 등을 나트륨 이온교환수지를 이용하여 나트륨이온과 교환시킴으로써 원수에 녹아있는 경도 성분을 교환, 제거하는 것이다. 따라서, 경수(硬水)인 원수가 연수기를 거치게 되면 연수(軟水)로 개질(改質)되게 된다.

그런데, 연수기는 경수를 연수로 변화시키는 연수과정이 일정기간 계속되면 충진된 이온교환수지의 성능이 저하된다. 따라서, 이온교환수지의 성능을 회복시키기 위한 연수통 내부의 세척과정과 이온교환수지 재생과정이 수행되게 된다.

연수통 내부의 세척과정은 침전된 불순물을 제거하기 위한 것이다. 여기서, 연수통 내부의 세척과정에 사용되는 세척수는 원수의 흐름과 반대방향으로 흐르게 하므로 연수통 내부의 세척과정을 역세(逆洗)과정이라고도 한다. 세척과정에 의하여, 원수의 수압에 의해 압축된 이온교환수지들의 압축상태가 이완되어 이온교환수지 표면에 붙어있는 불순물과 이온교환수지 내부의 가스가 제거되고, 이온교환수지들의 충진상태가 정돈되며, 연수통 내부에 침전되어 있는 불순물들이 제거된다.

이온교환수지 재생과정은, 연수과정에서 이온교환수지에 흡착된 이온성분의 불순물이 나트륨이온으로 교환되도록, 일정 농도의 소금물을 연수통 내부로 주입하여 일정시간 머무르게 한 다음 연수통 외부로 토출시킴으로써 이온교환수지를 재생시키는 과정이다.

상술한 바와 같이, 연수기는 연수과정 및 세척과정과 이온교환수지 재생과정이 수행되게 된다. 따라서, 연수기에는 원수가 유입되는 원수유입관, 연수가 유출되는 연수유출관, 세척수가 유입되는 세척수유입관, 세척수가 유출되는 세척수유출관, 소금물이 유입되는 소금물유입관, 소금물이 유출되는 소금물유출관이 설치되게 된다. 그리고, 일정 농도의 소금물이 저장된 소금물 저장통으로부터 연수통 내부로 소금물을 펌핑하기 위한 펌프가 구비된다.

이와 같이, 연수기를 사용하기 위해서는 연수기에 기본적으로 여섯 가지의 배관과 펌프가 설치되어야 하고 소금물 저장통이 별도로 필요하게 된다. 그런데, 종래에는 연수기의 뚜껑에 해당하는 덮개 또는 연수통 등에 상술한 배관들과 연결하기 위한 배관연결구를 만들고, 그 연결구들에 배관들과 개폐용 밸브들을 각각 설치함으로써 연수기의 설치구조가 복잡하였고, 각각의 개폐용 밸브들 및 펌프를 제어하기 위한 제어시스템 역시 복잡하게 구성되었다. 그리고, 펌프가 사용됨으로써 연수기를 사용하는 데 소요되는 비용이 증가되고, 펌프의 사용에 따른 소음이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 세척과정과 이온수지 재생을 위한 소금물의 주입이 자동화되지 못하여 재생효율이 저하되어 연수 능력이 저하되고, 재생 주기가 짧아지며, 사용자의 불편함을 초래하고 있다.

한편, 연수기에 연수통이 하나만이 구비되는 경우에는 연수기가 수전(水栓)의 유출구에 설치되게 되고, 연수가 유출되는 곳에는 별도의 샤워기 등이 설치된다. 이러한 경우에는 수전을 통해서 냉·온수가 같이 연수통 내부로 유입되어 연수된 다음 유출됨으로써 사용자가 물의 수온을 용이하게 조절하기 힘들다는 단점이 있다. 그리고, 연수가 유출되는 곳에는 온-오프 기능이 있는 샤워기 등이 설치되어야 하는 관계로 연수기를 사용하는 데 따른 비용이 증가한다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연수기의 사용에 소요되는 비용을 절감시키고, 펌프 사용에 따른 소음을 방지할 수 있으며, 세척과정 및 이온교환수지 재생과정의 자동화로 연수 능력을 향상시키고 사용자의 불편을 해소시킬 수 있고, 사용자가 물의 수온을 용이하게 조절할 수 있는 연수기를 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 연수기는: 온수용 관로들 및 냉수용 관로들이 자신의 내부에 각각 형성되고 상기 온수용 관로들 및 상기 냉수용 관로들을 각각 개폐하는 개폐밸브들의 몸체가 음각의 형태로 형성되는 덮개판과; 상기 덮개판에 형성된 자신들의 몸체와 더불어 하나가 되는 상기 개폐밸브들과; 상기 덮개판 하부에 설치되는 온수통 및 냉수통과; 상기 온수통 및 냉수통에 각각 충진되는 이온교환수지를 포함하여 이루어지되,

상기 온수용 관로들 및 상기 냉수용 관로들 각각은: 일단은 상기 덮개판 내부에 위치되고 타단은 상기 온수통 또는 냉수통과 연결되도록 상기 덮개판 하면에 노출되는 가이드관로와; 일단 및 타단은 상기 덮개판 내부에 위치되되, 타단은 상기 가이드관로와 연결되는 제1 및 제2 연결관로와; 일단은 상기 덮개판 내부에 위치되고 타단은 상기 덮개판 하면에 노출되는 유출입관로와; 타단은 상기 덮개판 내부에 위치되고 일단은 외부에 노출되어 외부에 별도로 마련되는 제1 수전과 연결되는 원수유입관로와; 일단은 상기 온수통 또는 냉수통과 연결되도록 상기 덮개판 하면에 노출되고 타단은 외부에 노출되어 외부에 별도로 마련되는 제2 수전과 연결되되, 상기 가이드관로와 서로 통하는 유출관로를 포함하여 이루어지며,

상기 개폐밸브들은: 유입구는 상기 원수유입관로와 연결되고 유출구는 상기 제1 연결관로와 연결되는 제1 개폐밸브와; 제1 유출입구는 상기 제2 연결관로와 연결되고 제2 유출입구는 상기 유출입관로와 연결되는 제2 개폐밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 유출관로는 상기 가이드관로를 둘러싸도록 형성되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 냉수통 및 온수통에 각각 삽입되되, 일단은 상기 가이드관로들의 노출된 타단과 각각 연결되고 타단은 개방되어 있는 파이프들과; 상기 냉수통 및 온수통의 외장을 형성하되 자신과 상기 냉수통 및 온수통 사이에 소금이 투입되는 소정의 공간이 형성되도록 상기 냉수통과 상기 온수통을 합한 크기보다 크기가 크며, 상기 유출관로의 노출된 타단이 그 공간내에 위치되도록 설치되는 외통과; 상기 소금이 자신의 상면에 놓여지도록 상기 외통 내부의 바닥면으로부터 소정 높이에 설치되는 다공판과; 자신의 개방된 타단이 소금이 저장되는 상기 공간 내에 각각 위치되며 자신의 일단은 상기 유출관로들의 노출된 타단과 각각 연결되는 대롱들이 더 구비되는을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 개폐밸브들은 솔레노이드밸브이며; 센서부가 상기 공간 내에 위치되어, 상기 공간에 유체가 유입되어 일정수위가 되면 급수정지신호를 발생시키는 수위감지센서와; 마이컴과, 사용자의 조작으로 신호를 각각 발생시키는 작동버튼과 재생버튼을 포함하여 이루어지며, 각가의 상기 버튼들에 대한 사용자의 조작으로 발생된 신호와 상기 수위감지센서에서 발생되는 신호가 상기 마이컴에 입력되면 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브들에 각각 전류를 공급하거나 또는 공급된 전류를 차단하여 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브들의 개폐를 제어하는 냉수용 제어부 및 온수용 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 냉수용 제어부 및 온수용 제어부 각각은: 외부로부터 상기 마이컴에 작동신호가 입력되면 상기 제1 솔레노이드밸브가 열리고 상기 제2 솔레노이드밸브가 닫히도록 전류를 공급 및 차단하고; 외부로부터 재생신호가 입력되면 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브가 열리도록 제어하며, 상기 수위감지센서로부터 급수정지신호가 발생되면 그 급수정지신호를 받아 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브가 닫히고 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브가 닫힌 후 일정시간이 흐른 다음 상기 제1 솔레노이드밸브가 열리며 상기 제1 솔레노이드밸브가 열린 후 일정시간이 흐른 다음 상기 제1 솔레노이드밸브가 닫히고 상기 제2 솔레노이드밸브가 열리도록 전류를 공급 및 차단하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 연수기를 설명하기 위한 개략도로서 제어부를 제외한 구성요소들의 결합을 나타낸 개략도이고, 도 1b는 도 1a에 따른 연수기에 있어서 덮개판을 설명하기 위한 개략도이며, 도 1c는 도 1a에 따른 연수기에 있어서 솔레노이드밸브를 설명하기 위한 개략도이고, 도 1d 및 도 1e는 도 1a에 따른 연수기에 있어서 제어부를 설명하기 위한 도면들이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 실시예에 따른 연수기는, 덮개판(100), 냉수통(310), 온수통(310'), 외통(320), 이온교환수지들(400, 400'), 파이프들(510, 510'), 대롱들(520, 520'), 스트레이너들(610, 620, 610', 620'), 수위감지센서(700), 다공판(800), 냉수용 제어부(미도시) 및 온수용 제어부(미도시)가 구비된다.

덮개판(100) 내부에는 냉수 및 온수가 각각 흐르도록 냉수용 관로들(10) 및 온수용 관로들(10')이 각각 형성된다. 그리고, 덮개판(100)에는 냉수용 관로들(10) 및 온수용 관로들(10')에 각각 설치되는 솔레노이드밸브들(210, 220, 210', 220')의 몸체(211, 221, 211', 221')가 음각(陰刻)으로 형성된다. 덮개판에 형성된 관로들 및 솔레노이드밸브들에 있어서 온수가 흐르는 온수용 관로들과 온수용 관로들을 개폐하는 각각의 솔레노이드밸브들은 냉수가 흐르는 냉수용 관로들과 냉수용 관로들을 개폐하는 각각의 솔레노이드밸브들과 동일하므로, 이하에서 냉수용 관로들과 냉수용 관로들을 개폐하는 각각의 솔레노이드밸브들만을 예로 들어 설명한다. 그리고, 덮개판(100)의 하면 소정영역에는 하면으로부터 소정거리 이격되며 외측으로 돌출된 플랜지들이 각각 형성되어 있다.

냉수용 관로들(10)을 개폐하는 각각의 솔레노이드밸브들(210, 220)의 몸체(211, 221)는 상단 개구부가 덮개판(100)의 상면에 위치되도록 형성되고, 덮개판의 상면에는 덮개판에 형성된 솔레노이드밸브들의 몸체와 후술하는 솔레노이드밸브의 작동부 하우징의 결합을 위한 나사홈들이 형성된다.

제1 솔레노이드밸브(210)의 유입구와 유출구 및 제2 솔레노이드밸브(220)의 유입구와 유출구는 어느 하나의 관로와 각각 연결되어 있다. 여기서, 제2 솔레노이드밸브(220)는 유출구 및 유입구를 통하여 유체가 각각 유출입되는 양방향 솔레노이드밸브이다. 따라서, 제2 솔레노이드밸브(220)에 있어서 유체 통로의 단부를 유입구와 유출구가 아닌 제1 및 제2 유출입구라 칭한다. 그리고 이하에서는, 제1 솔레노이드밸브(210)의 유입구와 연결되는 관로를 원수유입관로(11), 제1 솔레노이드밸브(210)의 유출구와 연결되는 관로를 제1 연결관로(12), 제2 솔레노이드밸브(220)의 제1 유출입구와 연결되는 관로를 제2 연결관로(13), 제2 솔레노이드밸브(220)의 제2 유출입구와 연결되는 관로를 유출입관로(14)라 한다. 덮개판(100)에 형성되는 관로(10)에는 상술한 관로들외에 가이드관로(15)와 유출관로(16)가 포함된다.

원수유입관로(11)는 원수, 즉 차가운 수돗물이 외부로부터 유입되는 관로로서, 일단은 덮개판(100) 측면에 노출되고 타단은 덮개판 내부에 위치되도록 덮개판 내부에 형성된다. 원수유입관로(11)의 노출된 일단에는 별도로 마련된 수전(미도시)이 연결되고, 원수유입관로(11)의 타단에는 제1 솔레노이드밸브(210)의 유입구가 연결된다.

유출관로(16)는 냉수통(310)을 거친 물이 외부로 유출되는 관로로서, 타단은 덮개판(100) 측면에 노출되고 일단은 덮개판 하면에 노출되도록 덮개판 내부에 형성된다. 유출관로(16)의 노출된 타단에는 별도로 마련된 수전(미도시)이 연결되고, 노출된 일단을 통하여 냉수통(100)과 연결된다.

가이드관로(15)는 일단은 덮개판(100) 내부에 위치되고 타단은 덮개판 하면에 노출되도록 덮개판 내부에 형성된다. 이 때, 가이드관로(15)는 제1 연결관로(12), 제2 연결관로(13) 및 유출관로(16)와 각각 연결되도록 형성된다. 그리고, 가이드관로(15)의 타단에는 냉수통(310)이 연결된다. 따라서, 제1, 제2 솔레노이드밸브(210, 220) 및 유출관로(16)에 연결된 수전의 개폐 여부에 따라 가이드관로(15)를 통하여 냉수통(310)으로 물이 유입되거나 냉수통에 유입된 물이 유출되게 된다. 유출관로(16)와 가이드관로(15)는 이격되도록 형성되어도 좋지만, 유출관로(16)가 가이드관로(15)를 둘러싸도록 형성되는 것이 공간의 이용측면에서 바람직하다.

유출입관로(14)는 일단은 덮개판(100) 내부에 위치되어 제2 솔레노이드밸브(220)의 제2 유출입구와 연결되고 타단은 덮개판 하면에 노출되도록 덮개판 내부에 형성된다. 그리고 상술한 바에 의하면, 제1 연결관로(12)의 일단은 제1 솔레노이드밸브(210)의 유출구와 연결되고 타단은 가이드관로(15)와 연결되며, 제2 연결관로(13)의 타단은 가이드관로(15)와 연결되고 타단은 제2 솔레노이드밸브(220)의 제1 유출입구와 연결되도록 덮개판(100) 내부에 각각 형성되는 것을 알 수 있다.

한편, 가이드관로(15), 원수유입관로(11), 유출관로(16), 유출입관로(14)의 노출된 단부의 내측에는 나사가 형성되어 있다.

관로와 관로가 연결된다는 의미는 물리적인 연결만을 의미하는 것은 아니고, 관로와 관로가 서로 통하도록 연결되는 것을 의미한다. 어느 하나의 관로가 다른 하나의 관로로부터 분기되는 경우도 연결에 해당한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 연수기로 유입되는 모든 물은 제1 또는 제2 솔레노이드밸브(210, 220)의 개폐 여부에 따라 가이드관로(15)를 통하여 냉수통(310)으로 유입되게 되고, 냉수통(310)으로 유출되는 물은 제2 솔레노이드밸브(220) 또는 유출관로(16)에 연결된 수전의 개폐 여부에 따라 유출입관로(14) 또는 유출관로(16)를 통하여 냉수통(310) 외부로 유출되게 된다.

도 1a와 결부하여 도 1c를 참조하면, 제1 솔레노이드밸브(210)는 크게 몸체(211), 작동부(212), 작동부 하우징(213)으로 이루어진다. 여기서, 몸체(211)는 상술한 바와 같이 덮개판(100)에 형성되어 있다.

작동부(212)는, 몸체(211)의 유입구와 유출구 사이의 유체 통로에 위치되는 디스크(Disc)와, 디스크보다 면적이 크고 디스크와 결합되어 있으며 2단의 단차가 있고 신축성있는 고무로 이루어진 디스크홀더(Disc Holder)와, 디스크홀더 상면에 위치되는 자성(磁性)의 스템(Stem)과, 스템 상면에 위치되는 스프링과, 스템과 스프링을 감싸고 있는 스템가이드(Stem Guide)로 이루어진다.

작동부 하우징(213)은 작동부(212)가 삽입되는 공간이 마련되고, 작동부 하우징(213)의 내부 소정영역에는 코일이 설치되어 있으며 덮개판(100)에 형성된 몸체(211)와 결합되게 된다. 덮개판(100)에 형성된 몸체(211)와, 작동부(212)와, 작동부 하우징(213)의 결합된 형상을 보면 디스크홀더의 가장자리는 스템가이드의 가장자리가 누르고 있고, 스템가이드는 몸체(211)와 작동부 하우징(213)이 결합됨으로써 위치가 고정되어 있다.

코일에 전류가 인가되기 전에는 디스크, 디스크홀더, 스템, 스프링의 무게 및 스프링의 장력에 의하여 디스크가 유입구와 유출구 사이의 상술한 유체 통로를 막고 있다. 그러다가, 코일에 전류가 인가되면 스템이 상부로 이동하게 된다. 따라서, 수압에 의하여 디스크홀더가 상부쪽으로 볼록해지면서 디스크가 상부로 이동하므로 유입구로 유입된 물은 유출구를 통하여 유출되게 된다.

본 실시예는 솔레노이드밸브의 일 예를 들어 설명한 것으로 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들면, 유입구와 유출구가 직각을 이루는 솔레노이드벨브를 사용하여도 좋고 내부구조 등이 다른 솔레노이드밸브를 사용하여도 좋다. 이 때, 유입구와 유출구가 직각을 이루는 솔레노이드벨브를 사용하는 경우에는 관로들의 형상도 그에 따라 변하게 될 것이다. 나아가, 솔레노이드밸브 이외의 밸브를 사용하여 구성되어도 좋다.

한편, 제2 솔레노이드밸브(220)로는 상술한 바와 같이 유체가 제1 유출입구 및 제2 유출입구를 통하여 유출입되는 양방향 솔레노이드밸브가 사용된다. 이러한 양방향 솔레노이드밸브는 도 1c에 따른 솔레노이드밸브를 다음과 같이 변형함으로써도 가능하다. 양방향 솔레노이드밸브의 스템가이드는 디스크홀더의 가장자리를 누르지 않고 디스크홀더의 상면과 스템가이드의 하면은 소정 거리 이격되어 있다. 따라서, 제1 유출입구측의 수압과 제2 유출입구측의 수압이 다르고 솔레노이드밸브에 전류가 인가되면 수압의 차이에 의하여 유체는 흐르게 된다. 이 때에는, 제1 유출입구 및 제2 유출입구에서의 수압 등을 검토하여 스프링의 장력과 인가되는 전류의 세기 등을 고려해야 한다. 그리고, 양방향 솔레노이드밸브는 제1 유출입구 및 제2 유출입구에 수압이 걸리지 않는 경우에도 열릴 수 있도록 제1 유출입구와 연결된 밸브 몸체의 소정영역 또는 제2 유출입구와 연결된 밸브 몸체의 소정영역에 제2 스프링을 삽입함으로써 솔레노이드밸브에 전류가 인가되어 스템이 상부로 이동하게 되면 제2 스프링의 힘으로 디스크 및 디스크홀더를 상부쪽으로 이동시켜도 좋다.

덮개판(100)의 형성방법은 일 예로서, 상부가 개구되도록 관로의 소정영역이 형성된 하판(미도시)과, 솔레노이드밸브의 몸체(211, 221, 211', 221')와 하부가 개구되도록 관로들(10, 10')의 소정영역이 형성된 상판(미도시)으로 각각 사출성형하고, 상판에 형성된 관로의 소정영역과 하판에 형성된 관로의 소정영역이 일체되어 하나의 관로가 되도록 그 상판과 하판을 열 융착법으로 융착시킴으로써 용이하게 관로들과 솔레노이드밸브의 몸체가 형성된 덮개판을 마련할 수 있다.

냉수통(310) 및 온수통(310')은 이온교환수지(410, 410')가 충진되어 있어 연수작용이 진행되는 곳으로, 가이드관로(15, 15') 및 유출관로(16, 16')에 있어서 덮개판(100)의 하면에 노출된 타단을 포함할 수 있는 크기의 입구와, 그 입구에서 외측으로 돌출된 플랜지가 형성된다.

냉수통(310)이 냉수용 가이드관로(15) 및 유출관로(16)와 자신(310)의 입구가 통하고, 온수통(310')이 온수용 가이드관로(15') 및 유출관로(16')와 자신(320)의 입구가 통하며, 유출입관로(14, 14')의 노출된 타단들은 냉수통(310) 및 온수통(310') 외측에 각각 위치되도록, 덮개판(100)에 형성된 플랜지에 자신들(310, 310')의 플랜지를 각각 대면시키고 클램프 체결함으로써 덮개판(100) 하부에 각각 설치된다.

파이프들(510, 510')은 타단이 냉수통(310) 및 온수통(310')의 내측 바닥으로부터 소정거리 이격되도록 일단이 가이드관로들(15, 15')의 노출된 타단에 나사 맞춤식으로 각각 설치되어 냉수통(310) 및 온수통(310') 내부에 각각 위치된다.

한편, 냉수통(310) 및 온수통(310')의 입구와 파이프들(510, 510')의 타단측에는 냉수통 또는 온수통 내의 유체가 유출될 때, 이온교환수지(410)가 유출되는 것을 방지하기 위하여 스트레이너(Strainer)(610, 620, 610', 620',)들이 설치된다. 이 때, 파이프들(510, 510') 하단에 설치된 하부 스트레이너들(620, 620')의 외면에는 상측보다 하측의 둘레가 크도록 갓들(630, 630')이 설치된다. 이것은 후술하는 세척과정에서 가이드관로(15, 15')를 통하여 세척수가 냉수통(310) 또는 온수통(310') 내부로 유입되는 경우에 하부 스트레이너(620, 620')들의 직하부에 있는 이온교환수지(410, 410')는 세척이 잘 되지 않으므로 수압이 하부 스트레이너(620, 620')들 직하부에 집중되도록 하기 위함이다.

외통(320)은 나사 체결방식 등으로 덮개판(100) 하부에 설치되는 데, 냉수통(310)과 온수통(310')을 합한 크기보다 크기가 크므로 냉수통(310) 및 온수통(310')이 외통(320)에 삽입되게 되면 냉수통 및 온수통과 외통 사이에는 소정의 공간이 형성되게 되고, 그 공간에는 소금(420)이 저장되게 된다. 이 때, 후술하는 대롱들(520, 520')이 일직선으로 설치되기 위해서는 덮개판(100)의 하면에 노출된 유출입관로(14, 14')의 타단이 그 공간 상부에 위치되도록 외통(320)의 모양, 크기 및 설치 위치를 고려해야 한다.

외통(320) 내에는 소금(420)이 저장되게 되는 데, 그 소금(420)이 유입되는 물에 의하여 용해가 잘 되도록, 외통(320)의 내부 바닥면으로부터 소정 높이에는 다공판(800)이 설치되고, 그 다공판(800)에 소금(420)이 놓여지게 된다.

대롱들(520, 520')은 타단이 외통(320) 바닥으로부터 소정거리 이격되도록 일단이 유출입관로들(14, 14')의 노출된 타단들에 나사 맞춤식으로 각각 설치되어 외통(320)과 냉수통(310) 및 온수통(310') 사이의 공간 내에 각각 위치된다. 이 때, 다공판(800)의 아래쪽에서 상방향으로 물이 분사되도록, 대롱들(520, 520')에는 굴곡부가 있으며 대롱들의 타단에는 분사기(530, 530')가 설치된다.

수위감지센서(700)는 센서부가 냉수통(310) 및 온수통(310')과 외통(320) 사이의 공간, 즉 소금물이 저장되는 공간에 위치되며, 센서부의 반대편은 덮개판(100)의 상부에 위치되도록 덮개판을 관통하여 설치되어 후술하는 제어부와 연결되고, 냉수통(310) 및 온수통(310')과 외통(320) 사이의 공간에 유체가 유입되어 일정수위가 되면 제어부를 향하여 급수정지신호를 발생시킨다.

냉수용 제어부 및 온수용 제어부는 외부로부터 신호를 입력받아 제1 및 제2 솔레노이드밸브(210, 220, 210', 220')가 개폐되도록 제1 및 제2 솔레노이드밸브에 전류를 공급하거나 공급되는 전류를 차단함으로써, 경수를 연수로 개질시키는 연수과정과 이온교환수지 재생과정 및 세척과정의 자동제어를 각각 수행한다.

여기서, 냉수용 제어부와 온수용 제어부는 그 기능 및 제어방식이 동일하므로 이하에서는 냉수용 제어부만을 설명한다.

도 1a 및 도 1b와 결부하여 도 1d를 참조하면, 냉수용 제어부는 사용자의 조작으로 연수시작 및 연수중지 신호를 발생시키는 작동버튼과, 이온교환수지 재생과정 및 세척과정을 시작하는 재생신호를 발생시키는 재생버튼과, 마이컴으로 이루어진다.

마이컴은 작동버튼을 사용자가 조작하여 연수시작신호가 입력되면 제1 솔레노이드밸브(210)가 열리고 제2 솔레노이드밸브(220)가 닫히도록 전류를 공급 및 차단한다. 그리고, 작동버튼을 사용자가 조작하여 연수중지신호가 입력되면 제1 솔레노이드밸브(210)가 닫히도록 전류를 차단한다. 그리고, 재생신호와 수위감지센서로부터 발생되는 급수정지신호를 입력받아 입력된 자신에게 내장되어 있는 프로그램 및 타이머에 의하여 제1 및 제2 솔레노이드밸브(210, 220)에 전류를 공급하거나 공급된 전류를 차단하고, 프로그램과 타이머를 리셋시킨다. 마이컴에는 주전원으로부터 전원이 공급된다.

이하에서, 도 1e를 참조하여 냉수용 제어부에 의한 연수과정과 이온교환수지 재생과정 및 세척과정의 자동제어를 상세히 설명한다. 연수과정과 이온교환수지 재생과정 및 세척과정을 수행하지 않을 경우에는 항상 제1 및 제2 솔레노이드밸브(210, 220)는 닫힌 상태로 유지된다.

사용자가 작동버튼을 조작하여 마이컴에 연수시작신호가 입력되면, 마이컴은 원수유입관로(11)와 연결된 제1 솔레노이드밸브(210)가 열리도록 전류를 공급한다. 따라서, 원수는 원수유입관로(11), 제1 솔레노이드밸브(210), 제1 연결관로(12), 가이드관로(15)와 파이프(510)를 순차적으로 거쳐 냉수통(310) 내부로 유입된 다음 개질(改質)되어 유출관로(16)를 거쳐 수전을 통해서 외부로 유출된다. 그러다가, 사용자가 작동버튼을 조작하여 마이컴에 연수중지신호가 입력되면, 마이컴은 제1 솔레노이드밸브(210)가 닫히도록 공급되던 전류를 차단한다. 이와 같은 과정을 통해서 본 실시예에 따른 연수기의 연수과정은 제어된다.

이온교환수지 재생과정 및 세척과정의 자동제어는 아래와 같이 순차적으로 진행된다.

먼저, 사용자가 재생버튼을 조작하여 마이컴에 재생신호가 입력되면 마이컴은 제1 및 제2 솔레노이드밸브(210, 220)가 열리도록 전류를 공급하여 일정시간 유지한다(S10). 따라서, 원수유입관로를 통하여 유입되는 물은 제2 연결관로(13), 제2 솔레노이드밸브(220)와 유출입관로(14)를 순차적으로 거쳐 소금(420)이 저장되어 있는 공간으로 유입되어 소금을 용해시킨다. 이 때, 원수유입관로(11)를 통하여 유입되는 물의 일부가 가이드관로(15)를 통하여 냉수통(310)으로 유입될 수도 있다.

다음에, 냉수통(310) 및 온수통(310')과 외통(320) 사이의 공간에 유입된 원수의 수위가 원하는 수위에 이르게 되어 수위감지센서(700)로부터 발생된 급수정지신호가 마이컴에 입력되면, 마이컴에서는 제1 및 제2 솔레노이드밸브(210, 220)가 닫히도록 공급되던 전류를 차단하여 일정시간 유지한다(S20).

이어서, 제1 및 제2 솔레노이드밸브(210, 220)가 닫힌 후 일정시간이 유지되면 마이컴은 제1 솔레노이드밸브(210)가 열려서 일정시간 유지되도록 전류를 공급하고(S31), 제1 솔레노이드밸브(210)가 열린 상태에서 일정시간이 흐른 후 제1 솔레노이드밸브(210)가 닫히고(S32) 제2 솔레노이드밸브(220)가 열리도록(S33) 전류를 공급 및 차단한다(S30). 본 단계(S30)는 전단계(S20)에서 마련된 소금물을 펌프와 같은 별도의 동력원없이 냉수통(310) 내부로 유입시키는 과정이다. 상술하면, 제1 솔레노이드밸브(210)가 열리면 원수는 제1 솔레노이드밸브(210), 가이드관로(15), 파이프(510), 냉수통(310)을 거쳐 제2 솔레노이드밸브(220)의 제1 유출입구까지 유입된다. 그러다가, 제1 솔레노이드밸브(210)가 순간적으로 닫히면 제1 솔레노이드밸브(210)의 제1 유입구 전단(前端)과 제2 연결관로(13)의 소정영역에는 순간적으로 진공이 형성된다. 진공이 형성된 상태에서 제2 솔레노이드밸브(220)를 열면 유체들은 역류되어 냉수통(310) 내의 물과 냉수통(310) 및 온수통(310')과 외통(320) 사이에 저장되어 있는 소금물은 냉수통(310)을 거친 후 유출관로(16)를 통하여 유출된다. 소금물이 이와 같이 역류되어 유출되는 과정에서 냉수통(310) 내의 이온교환수지(410)는 그 소금물에 의하여 재생되게 된다.

계속해서, 제2 솔레노이드밸브(220)가 열린 후 일정시간 유지되면 제2 솔레노이드밸브(220)가 닫히고 제1 솔레노이드밸브(210)가 열리도록 전류를 공급 및 차단한다(S40, S50). 본 단계(S40, S50)는 소금물이 묻어있는 이온교환수지(410)의 세척과정으로, 원수를 유입시켜 이온교환수지(410)를 세척한 다음 세척된 물을 유출관로(16)를 통하여 유출시키는 것이다.

상술한 바와 같은 과정으로 이온교환수지 재생과정 및 세척과정이 종료되면, 마이컴은 타이머와 프로그램을 리셋시켜 초기화된다.

마이컴에서 제어되는 일정시간이란, 입력회로를 통하여 사용자가 주위환경, 즉 연수기의 크기, 수압 등을 고려하여 설정하면 족하다.

한편, 미도시 되었지만, 덮개판(100)의 상부에는 덮개판의 외장을 형성하는 하우징이 설치된다. 이 때, 하우징은 덮개판(100) 측면에 노출된 원수유입관로들(11, 11') 및 유출관로들(16, 16')의 일단을 막지 않도록 설치되어야 한다. 그 하우징의 내부에는 상술한 마이컴이 설치되고, 하우징의 외면에는 작동버튼과 재생버튼이 각각 설치된다.

한편, 냉수통(310) 및 온수통(310')과 외통(320) 사이의 공간에 소금의 투입을 용이하게 하기 위하여, 덮개판(100)에는 덮개판을 상하로 관통하는 소금 주입구멍(20)이 그 공간과 통하도록 형성되고, 하우징에는 하우징을 상하로 관통하는 구멍이 덮개판(100)에 형성된 그 구멍(20)과 통하도록 형성된다. 이 때, 하우징에 형성된 구멍의 상부에는 뚜껑이 설치된다.

한편, 각각의 실시예에서는 이온교환수지 재생과정 및 세척과정이 1회 실시되는 것으로 기술되었지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니고 반복 실시되어도 좋다.

상술한 바와 같이 본 발명의 연수기에 의하면, 관로 및 관로를 개폐하는 밸브의 효율적인 배치와 간단한 제어 방식으로 연수기의 조립구조가 간단해져 생산성이 향상되고, 원가가 절감되는 이점이 있다.

또한, 이온교환수지 재생과정에 필요한 소금물을 별도의 동력원, 즉 펌프 없이도 연수과정이 일어나는 냉수통 또는 온수통 내부로 유입시킬 수 있으므로 비용이 절감될 뿐만 아니라 펌프 사용에 따른 소음을 방지할 수 있다.

나아가, 자동 세척 및 소금물 주입기능으로 재생효율이 극대화되어 연수능력이 향상되며, 이온교환수지의 재생주기가 길어져서 사용자의 불편을 해소시켜 주고, 사용자가 물의 수온을 용이하게 조절할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 관로들의 형상 변형, 설치되는 밸브들의 변형, 또는 그에 따른 제어부의 변형 등 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 연수기를 설명하기 위한 개략도로서 제어부를 제외한 구성요소들의 결합을 나타낸 개략도;

도 1b는 도 1a에 따른 연수기에 있어서 덮개판을 설명하기 위한 개략도;

도 1c는 도 1a에 따른 연수기에 있어서 솔레노이드밸브를 설명하기 위한 개략도;

도 1d 및 도 1e는 도 1a에 따른 연수기에 있어서 제어부를 설명하기 위한 도면들이다.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 냉수용 관로들 10' : 온수용 관로들

11, 11' : 원수유입관로 12, 12' : 제1 연결관로

13, 13' : 제2 연결관로 14, 14' : 유출입관로

15, 15' : 가이드관로 16, 16' : 유출관로

20 : 소금 주입구멍 100 : 덮개판

210, 220, 210', 220' : 솔레노이드밸브

310 : 냉수통 310' : 온수통

320 : 외통 410, 410' : 이온교환수지

420 : 소금 510, 510' : 파이프

520, 520' : 대롱 530, 530' : 분사기

610, 620, 610', 620' : 스트레이너

630 : 갓 700 : 수위감지센서

800 : 다공판

Claims

온수용 관로들 및 냉수용 관로들이 자신의 내부에 각각 형성되고 상기 온수용 관로들 및 상기 냉수용 관로들을 각각 개폐하는 개폐밸브들의 몸체가 음각의 형태로 형성되는 덮개판과; 상기 덮개판에 형성된 자신들의 몸체와 더불어 하나가 되는 상기 개폐밸브들과; 상기 덮개판 하부에 설치되는 온수통 및 냉수통과; 상기 온수통 및 냉수통에 각각 충진되는 이온교환수지를 포함하여 이루어지되,

상기 온수용 관로들 및 상기 냉수용 관로들 각각은: 일단은 상기 덮개판 내부에 위치되고 타단은 상기 온수통 또는 냉수통과 연결되도록 상기 덮개판 하면에 노출되는 가이드관로와; 일단 및 타단은 상기 덮개판 내부에 위치되되, 타단은 상기 가이드관로와 연결되는 제1 및 제2 연결관로와; 일단은 상기 덮개판 내부에 위치되고 타단은 상기 덮개판 하면에 노출되는 유출입관로와; 타단은 상기 덮개판 내부에 위치되고 일단은 외부에 노출되어 외부에 별도로 마련되는 제1 수전과 연결되는 원수유입관로와; 일단은 상기 온수통 또는 냉수통과 연결되도록 상기 덮개판 하면에 노출되고 타단은 외부에 노출되어 외부에 별도로 마련되는 제2 수전과 연결되되, 상기 가이드관로와 서로 통하는 유출관로를 포함하여 이루어지며,

상기 개폐밸브들은: 유입구는 상기 원수유입관로와 연결되고 유출구는 상기 제1 연결관로와 연결되는 제1 개폐밸브와; 제1 유출입구는 상기 제2 연결관로와 연결되고 제2 유출입구는 상기 유출입관로와 연결되는 제2 개폐밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 1항에 있어서, 상기 유출관로는 상기 가이드관로를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 1항에 있어서, 상기 냉수통 및 온수통에 각각 삽입되되, 일단은 상기 가이드관로들의 노출된 타단과 각각 연결되고 타단은 개방되어 있는 파이프들과;

상기 냉수통 및 온수통의 외장을 형성하되 자신과 상기 냉수통 및 온수통 사이에 소금이 투입되는 소정의 공간이 형성되도록 상기 냉수통과 상기 온수통을 합한 크기보다 크기가 크며, 상기 유출관로의 노출된 타단이 그 공간내에 위치되도록 설치되는 외통과;

상기 소금이 자신의 상면에 놓여지도록 상기 외통 내부의 바닥면으로부터 소정 높이에 설치되는 다공판과;

자신의 개방된 타단이 소금이 저장되는 상기 공간 내에 각각 위치되며 자신의 일단은 상기 유출관로들의 노출된 타단과 각각 연결되는 대롱들이 더 구비되는 연수기.
제 1항에 있어서, 상기 개폐밸브들은 솔레노이드밸브이며;

센서부가 상기 공간 내에 위치되어, 상기 공간에 유체가 유입되어 일정수위가 되면 급수정지신호를 발생시키는 수위감지센서와;

마이컴과, 사용자의 조작으로 신호를 각각 발생시키는 작동버튼과 재생버튼을 포함하여 이루어지며, 각가의 상기 버튼들에 대한 사용자의 조작으로 발생된 신호와 상기 수위감지센서에서 발생되는 신호가 상기 마이컴에 입력되면 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브들에 각각 전류를 공급하거나 또는 공급된 전류를 차단하여 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브들의 개폐를 제어하는 냉수용 제어부 및 온수용 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 4항에 있어서, 상기 냉수용 제어부 및 온수용 제어부 각각은:

외부로부터 상기 마이컴에 작동신호가 입력되면 상기 제1 솔레노이드밸브가 열리고 상기 제2 솔레노이드밸브가 닫히도록 전류를 공급 및 차단하고;

외부로부터 재생신호가 입력되면 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브가 열리도록 제어하며, 상기 수위감지센서로부터 급수정지신호가 발생되면 그 급수정지신호를 받아 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브가 닫히고 상기 제1 및 제2 솔레노이드밸브가 닫힌 후 일정시간이 흐른 다음 상기 제1 솔레노이드밸브가 열리며 상기 제1 솔레노이드밸브가 열린 후 일정시간이 흐른 다음 상기 제1 솔레노이드밸브가 닫히고 상기 제2 솔레노이드밸브가 열리도록 전류를 공급 및 차단하는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 3항에 있어서, 상기 대롱의 타단에는 분사기가 설치되는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 3항에 있어서, 상기 냉수통의 입구, 상기 온수통의 입구 및 상기 파이프들의 타단에는 스트레이너들이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 7항에 있어서, 상기 파이프들 하단에 설치된 상기 스트레이너들의 외면에는 상측보다 하측의 둘레가 크도록 갓이 설치되는 것을 특징으로 하는 연수기.
제 3항에 있어서, 상기 덮개판에는 상기 소금물이 저장되는 상기 공간과 통하도록 상기 덮개판을 상하로 관통하는 소금 주입구멍이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 연수기.