KR101635231B1 - 정수기 및 정수기의 필터 세척방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기 및 정수기의 필터세척방법에 관한 것이다.
본 발명은 저수조와, 상기 저수조 내부에 구비되어 수위를 감지하는 저수조 수위 감지부와, 상기 저수조로 유입되는 원수를 여과하는 필터와, 상기 필터를 이용한 여과시 발생되는 폐수의 방출량을 조절하는 폐수저항과, 상기 폐수저항과 병렬로 연결되어 상기 필터를 세척한 물을 배출하는 플러싱 밸브를 포함하며, 상기 저수조에 재정수된 물이 공급되는 시간에 대응하여 플러싱 시간이 결정되고, 결정된 플러싱 시간동안 상기 플러싱밸브가 개방되어 필터가 세척된다.
이에 의하면, 필터의 세척에 소모되는 물의 양이 줄어들게 되는 이점이 있다.

Description

정수기 및 정수기의 필터 세척방법{ A water purifier and filter cleanning method for the same }

본 발명은 기계식 정수기 및 정수기의 필터 세척방법에 관한 것이다.

일반적으로 정수기에는 원수에 포함된 불순물을 여과하기 위한 하나 이상의 필터가 구비된다.

상기 필터에는 원수관과 연결되어 찌꺼기와 오물 등을 걸러내는 세디먼트 필터와, 잔류염소나 유기화합물 등을 걸러내는 프리 카본필터와, 중금속, 이온성 물질 및 미생물 등을 걸러내는 멤브레인 필터와, 물속에 존재하는 냄새 및 세균을 제거하는 포스트 카본필터 등이 포함될 수 있다.

그리고, 상기 필터 중 상기 멤브레인 필터는 역삼투막을 이용하여 여과가 이루어지도록 하는데, 이와 같은 멤브레인 필터는 사용기간에 따라 여과된 이물이 적치되어 여과 성능이 저하되거나 필터 조기 막힘 현상이 발생하게 된다.

따라서, 상기 멤브레인 필터는 다양한 방식으로 적치된 이물을 제거하기 위한 세척이 이루어지며, 일정기간 이후에는 교체하여 사용하게 된다.

본 발명의 목적은 마이컴이 구비되지 않아 재정수 시점을 인위적으로 조절하지 못하는 기계식 정수기에서 멤브레인 필터의 세척으로 인해 낭비되는 물을 줄일 수 있는 정수기의 필터 세척방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 재정수 시간에 비례하여 필터의 세척이 이루어지도록 하는 정수기의 필터 세척방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 필터 세척방법을 이용하는 정수기를 제공하는 것이다.

본 발명은 저수조와, 상기 저수조 내부에 구비되어 수위를 감지하는 저수조 수위 감지부와, 상기 저수조로 유입되는 원수를 여과하는 필터와, 상기 필터를 이용한 여과시 발생되는 폐수의 방출량을 조절하는 폐수저항과, 상기 폐수저항과 병렬로 연결되어 상기 필터를 세척한 물을 배출하는 플러싱 밸브를 포함하며, 상기 저수조에 재정수된 물이 공급되는 시간에 대응하여 플러싱 시간이 결정되고, 결정된 플러싱 시간동안 상기 플러싱밸브가 개방되어 필터가 세척되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 정수기의 필터 세척방법에는 저수조에 부족한 수위를 보충하기 위하여 재정수가 수행되는 단계와, 원수를 여과하는 필터를 세척하기 위한 플러싱 시간이 산출되는 단계와, 산출된 플러싱 시간 동안 플러싱 밸브가 개방되어 상기 필터가 세척되는 플러싱 단계를 포함하며, 상기 플러싱 시간이 산출되는 단계에서는, 상기 저수조의 수위를 보충하는 재정수 시간에 비례하여 플러싱 시간이 산출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 플러싱 시간이 재정수 량에 따른 플러싱 콘덴서의 충전 전압으로 결정되므로 소량의 물이 출수되었을 경우에는 충전전압이 미약하여 플러싱 기능이 수행되지 않는 이점이 있다.

또한, 상기와 같이 플러싱 기능의 수행 횟수가 줄어들게 됨으로써 잦은 플러싱에 따른 펌프 및 입력수압 감지부의 수명이 증가하게 되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 재정수 시간에 비례하여 플러싱 시간이 결정되므로, 필터의 세척에 소모되는 물의 양이 줄어드는 이점을 가진다.

도 1 은 본 발명에 따른 정수기의 개략적인 구성을 보인 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 정수기의 제어구조를 보이기 위한 도면.
도 3 은 본 발명에 따른 정수기의 제어과정을 보인 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 정수기의 타이밍 차트.
도 5 는 도 4의 A 부분에서 측정되는 신호를 보인 도면.
도 6 은 도 4의 B 부분에서 측정되는 신호를 보인 도면.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1 에는 본 발명에 따른 정수기의 개략적인 구성을 보인 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 정수기에는 원수관(120)에 구비되어 원수를 선택적으로 공급하는 원수밸브(110)와, 원수를 가압하여 이송시키기 위한 펌프(100)가 구비된다.

즉, 본 발명에 따른 정수기는 수압이 낮거나 물공급이 원활하지 못한 지형에서도 사용할 수 있도록 상기 펌프(100)를 이용하여 원수를 가압해서 공급하도록 구성된다.

또한, 상기 원수관(120)에는 공급되는 원수의 수압을 감지하기 위한 입력수압 감지부(130)가 구비된다. 상기 입력수압 감지부(130)는 기준 수압이 설정된 상태에서 기준 수압보다 높은 수압이 감지될 경우에는 상기 펌프(100)가 정상 작동하고, 기준 수압보다 낮은 수압이 감지될 경우에는 물이 부족하거나 단수 상황으로 판단하여 상기 펌프(100)가 작동하지 않도록 함으로써 펌프(100)의 고장을 방지하기 위한 구성이다.

한편, 상기 원수관(120) 일측에는 상기 펌프(100)에 의해 이송되는 원수를 여과하기 위한 필터부가 구비된다. 상기 필터부에는 적어도 역삼투 원리를 이용하여 원수에 포함된 불순물을 여과하기 위한 멤브레인 필터(200)가 포함된다.

상세히, 상기 멤브레인 필터(200)는 멤브레인 막을 이용하여 상기 펌프(100)에 의해 고압으로 이송되는 원수가 통과되도록 한다. 여기서, 상기 멤브레인 막을 통과하여 여과된 정수는 정수관(140)을 따라 이송되고, 멤브레인 막을 통과하지 못한 원수는 폐수관(160)을 따라 생활용수로 배출된다.

또한, 상기 폐수관(160)에는 압력을 조절하여 멤브레인 필터(200)의 역삼투 기능을 조절함으로써, 생활용수의 배출량을 조절하는 폐수저항(180)이 구비된다.

그리고, 상기 폐수관(160) 일측에는 상기 폐수저항(180)과 병렬로 구비되어 상기 멤브레인 필터(200)를 세척하기 위한 플러싱밸브(600)와 플러싱 배관(620)이 더 구비된다.

상세히, 상기 플러싱 배관(620)은 상기 폐수관(160)과 별도로 생활용수를 배출하는 경로를 형성하고, 상기 플러싱밸브(600)는 상기 플러싱 배관(620)을 개폐하도록 구성된다.

상기 플러싱밸브(600)는 온(On)/오프(Off) 제어되며, 아래에서 설명할 플러싱 신호가 감지되어 온(On)이 될 경우 상기 멤브레인 필터(200)에 수용된 원수를 한꺼번에 흘려줌으로써 멤브레인 필터(200)에 적치된 이물을 제거하게 된다.

한편, 상기와 같은 플러싱밸브(600)는 상기 멤브레인 필터(200)를 통과한 이후 저수조(400)에 수용되는 정수의 수위를 감지하기 위한 저수조 수위 감지부(500) 또는 상기 입력수압 감지부(130)에 따라 작동이 제어된다.

도 2 에는 본 발명에 따른 정수기의 제어구조를 보이기 위한 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 저수조 수위감지부(500)에는 상기 저수조(400) 내부의 수위를 감지하기 위한 수위센서(520)가 포함된다.

상기 수위센서(520)는 수면에 부상하는 높이에 따라 감지신호를 발생시키는 플로트 타입의 기계식이 사용될 수 있으며, 만수위 시 접점이 오프(Off)되고, 저수위 시 접점이 온(On)되어 원수의 공급을 조절하게 된다.

그리고, 전술한 입력수압 감지부(130)는 압력센서(도면부호 부여되지 않음)를 이용하여 저수압 또는 물부족 지역의 단수를 감지하기 위한 구성으로, 기준 수압보다 낮은 수압이 감지되면 접점이 오프(Off) 되어 상기 펌프(100)가 공회전 되는 것을 방지하게 된다.

한편, 상기 저수조 수위감지부(500)와 입력수압 감지부(130)의 감지신호는 복수의 비교기를 포함하는 작동기능 감지부(700)로 전달된다. 그리고, 상기 비교기에는 수위레벨을 판단하기 위한 비교기와 단수 여부를 판단하기 위한 비교기가 포함된다.

즉, 상기 작동기능 감지부(700)에서는 상기 저수조 수위감지부(500)의 수위감지 신호와 입력수압 감지부(130)의 수압 감지 신호를 모두 확인하여 재정수와 플러싱 및 단수 시점을 감지하게 되며, 감지신호에 우선순위를 부여하여 단수 시점이 감지되는 상황에서는 재정수 및 플러싱 신호가 전달되지 않도록 한다.

상세히, 상기 작동기능 감지부(700)에서는 상기 저수조 수위감지부(500)의 감지신호가“하이(이하“H”라 함)”로 감지될 경우 재정수 신호출력부(720)로 제어신호를 전달하고,“로우(이하“L”이라 함)”로 감지될 경우 필터세척 제어부(800)로 제어신호를 전달한다.

즉, 상기 저수조 수위감지부(500)의 감지신호가“H”일 경우에는 상기 재정수 신호출력부(720)로 제어신호를 전달하고, 상기 재정수 신호출력부(720)에서 구동제어부(900)로 원수밸브(110)와 펌프(100)의 작동신호를 전달하여 재정수가 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 상기 필터세척 제어부(800)에는 재정수가 수행되는 동안 재정수 시간에 비례하여 전압이 충전되는 플러싱 콘덴서(810)가 구비된다.

상기 플러싱 콘덴서(810)에 충전된 전압의 크기는 플러싱 시간을 결정하게 되며, 상기 플러싱 시간이 계속해서 증가되지 않도록 상기 플러싱 콘덴서(810)는 복수의 분배저항과 연결된다.

상세히, 상기 분배저항은 상대적으로 낮은 저항값을 가지며 상기 플러싱 콘덴서(810)와 직렬 연결되는 제 1 분배저항(832)과, 상대적으로 높은 저항값을 가지며, 상기 플러싱 콘덴서(810)와 병렬연결되는 제 2 분배저항(834)을 포함한다.

따라서, 상기와 같은 분배저항의 연결 형태와 이로 인한 전압분배특성에 의해 상기 플러싱 콘덴서(810)에 충전되는 충전 전압은 제한되며, 재정수 시간이 계속되더라도 상기 플러싱 콘덴서(810)는 더 이상 충전되지 않고, 충전 전압 값을 일정하게 유지하게 된다.

상기와 같이 플러싱 콘덴서(810)에 충전되는 전압은 상기 저수조 수위감지부(500)의 감지신호가 “L”일 경우 플러싱 신호 출력부(820)로 제어신호를 전달하면서 방전된다.

즉, 상기 플러싱 신호 출력부(820)는 상기 플러싱 콘덴서(810)의 충전 전압을 이용하여 구동제어부(900)로 플러싱 제어신호를 전달하게 되고, 이를 수신한 구동제어부(900)에서는 상기 플러싱밸브(600)를 작동시켜 멤브레인 필터(200)를 세척하게 된다.

그리고, 상기 플러싱 콘덴서(810)가 모두 방전되면 상기 플러싱 신호 출력부(820)의 제어신호가 차단되고, 상기 구동제어부(900)에서는 상기 플러싱밸브(600)를 오프(Off) 시켜 멤브레인 필터(200)의 세척이 종료되도록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 정수기에서는 상기 분배저항 값을 조절함으로써 플러싱 콘덴서(810)의 충전 전압 값을 설계하여 플러싱 시간을 조절할 수 있다.

또한, 상기 플러싱 신호 출력부(820)에서는 비교기를 통해 상기 플러싱 콘덴서(810)의 충전 전압 값이 일정 값 미만일 경우에는 상기 구동제어부(900)로 제어신호를 전달하지 않도록 구성된다.

따라서, 소량의 정수가 출수되어 재정수가 짧은 시간 동안 이루어질 경우에는 상기 플러싱 신호 출력부(820)에서 플러싱 신호가 전달되지 않아 플러싱 기능이 수행되지 않도록 한다.

한편, 상기 필터세척 제어부(800)에는 상기 플러싱 콘덴서(810)에 충전된 전압이 충전시보다 빠르게 방전되도록 하는 플러싱 저항(836)이 더 구비된다.

이를 위해 상기 플러싱 저항(836)은 상기 플러싱 콘덴서(810)와 병렬로 구비되며, 상기 분배저항보다 상대적으로 낮은 저항값을 가진다.

따라서, 상기 플러싱 콘덴서(810)는 플러싱 시간이 짧아지게 되어 멤브레인 필터(200)의 세척을 위해 소모되는 물의 양이 줄어들 수 있다.

도 3 에는 본 발명에 따른 정수기의 제어과정을 보인 도면이 도시되어 있고, 도 4 에는 본 발명에 따른 정수기의 타이밍 차트가 도시되어 있다.

그리고, 도 5 에는 도 4의 A 부분에서 측정되는 신호를 보인 도면이 도시되어 있으며, 도 6 에는 도 4의 B 부분에서 측정되는 신호를 보인 도면이 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정수기의 필터 세척 방법을 살펴보면, 우선, 정수기에 전원이 공급되면 상기 저수조(400) 내부의 수위를 감지하고, 수위가 부족할 경우 상기 저수조(400)의 수위를 보충하는 재정수 단계(S100)가 수행된다.

즉, 상기 재정수 단계(S100)에서는 상기 저수조(400)의 수위레벨을 비교하여 재정수 여부를 판단하고, 정수의 출수에 의해 수위가 낮아졌을 경우 즉시 재정수가 수행될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 재정수 단계(S100)에서는 재정수 여부의 판단에 앞서 상기 입력수압 감지부(130)의 감지수압을 먼저 판단하게 된다.

상기와 같이 감지수압을 먼저 판단하는 이유는 상기 펌프(100)가 단수 상황에서 공회전하여 손상되는 것을 방지하기 위함이다. 이를 위해 상기 재정수 단계(S100)에서는 감지수압이 단수로 간주되는 기준 수압보다 낮을 경우 재정수는 물론 플러싱 기능이 수행되지 않도록 제어신호를 발생시키게 된다.(도 6 참조)

한편, 상기 재정수 단계(S100)를 통해 재정수가 이루어지는 동안에는 재정수 시간에 비례하여 플러싱 콘덴서(810)가 충전되면서 플러싱 시간이 결정되는 플러싱 시간 산출단계(S200)가 수행된다.

즉, 상기 플러싱 시간 산출단계(S200)에서는 정수의 출수량이 적을 경우 재정수 시간이 짧으므로 충전 전압 값이 작고, 출수량이 많을 경우 재정수 시간이 길어져서 충전 전압 값이 높아지게 된다.

또한, 전술한 바와 같이 복수의 분배저항과 플러싱 콘덴서(810)의 연결구조에 의해 전압분배에 따른 플러싱 콘덴서(810)의 충전 전압 값이 제한되도록 함으 로써 최대 플러싱 시간이 제한된다.

한편, 상기 플러싱 시간 산출단계(S200)를 통해 플러싱 시간이 결정되면, 상기 플러싱 콘덴서(810)에 충전된 전압이 방전되면서 상기 멤브레인 필터(200)의 세척이 이루어지는 플러싱 단계(S300)가 수행된다.

상기 플러싱 단계(S300)에서는, 상기 플러싱 콘덴서(810)와 병렬 연결되는 플러싱 저항(836)에 의해 충전시보다 방전이 빠르게 진행된다.

따라서 재정수 시간보다 플러싱 시간이 짧게 형성되며, 이로 인해 플러싱에 소요되는 물이 줄어들게 된다.

그리고, 상기 플러싱 단계(S300)는 상기 플러싱 콘덴서(810)에 충전된 충전전압이 모두 방전될 때까지 진행되며, 방전이 완료되어 플러싱 단계(S300)가 종료된 이후에는 상기 저수조(400)의 수위변화에 따라 상기 각 단계가 순차적으로 반복해서 수행된다.

100..... 펌프 200..... 멤브레인 필터
400..... 저수조 500..... 저수조 수위 감지부
600..... 플러싱 밸브 800..... 필터세척 제어부
810..... 플러싱 콘덴서 832..... 제 1 분배저항
834..... 제 2 분배저항 836..... 플러싱 저항
S100.... 재정수 단계 S200.... 플러싱 시간 산출단계
S300.... 플러싱 단계

Claims (8)

1. 저수조;
   상기 저수조 내부에 구비되어 수위를 감지하는 저수조 수위 감지부;
   상기 저수조로 유입되는 원수를 여과하는 필터;
   상기 필터를 이용한 여과시 발생되는 폐수의 방출량을 조절하는 폐수저항;
   상기 폐수저항과 병렬로 연결되어 상기 필터를 세척한 물을 배출하는 플러싱 밸브; 및
   재정수 시간동안 전압이 충전되는 플러싱 콘덴서를 포함하며,
   상기 저수조에 재정수된 물이 공급되는 시간에 비례하여 상기 플러싱 콘덴서에 충전되는 전압이 결정되고, 상기 플러싱 콘덴서에 충전된 전압에 비례하여 플러싱 시간이 결정되며, 결정된 플러싱 시간동안 상기 플러싱밸브가 개방되어 필터가 세척되는 정수기.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 플러싱 콘덴서의 충전시간을 제한하기 위한 분배저항이 포함되는 정수기.
   
4. 삭제
5. 저수조에 부족한 수위를 보충하기 위하여 재정수가 수행되는 단계;
   재정수 시간에 비례하여 전압이 충전된 플러싱 콘덴서의 충전 전압값에 비례하여 원수를 여과하는 필터를 세척하기 위한 플러싱 시간이 산출되는 단계;
   산출된 플러싱 시간 동안 플러싱 밸브가 개방되어 상기 필터가 세척되는 플러싱 단계;를 포함하는 정수기의 필터 세척방법.
   
6. 삭제
7. 제 5 항에 있어서, 상기 플러싱 시간이 산출되는 단계에서는,
   상기 플러싱 콘덴서와 직열 연결된 제 1 분배저항과 상기 플러싱 콘덴서와 병렬 연결된 제 2 분배저항에 의해 상기 플러싱 콘덴서에 충전되는 전압의 충전한계가 제한되는 정수기의 필터 세척방법.
   
8. 제 7 항에 있어서, 상기 플러싱 단계에서는,
   상기 플러싱 콘덴서와 병렬연결되며, 상기 각 분배 저항들보다 낮은 저항값을 가지는 플러싱 저항에 의해 충전시보다 방전이 빠르게 이루어지도록 함으로써 재정수 시간보다 플러싱 시간이 짧게 형성되도록 하는 정수기의 필터 세척방법.
   

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