KR101984956B1 - Tds를 이용하는 살균수기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 전기분해 전류를 생성함으로써 제공되는 물을 전기분해하여 살균수를 생성하는 전극과, 제어 신호에 따라 상기 전극에 전압을 인가하는 전기분해 회로부를 구비하는 전기분해 모듈; 상기 제공되는 물 또는 상기 생성되는 살균수의 TDS(Total Dissolved Solids; 총용존고형물)를 센싱할 수 있는 TDS 센서; 전해질 용액을 구비하고 분사할 수 있는 전해질 용액 탱크; 및 상기 TDS 센서에서 센싱된 TDS에 따라 상기 전해질 용액 탱크의 동작을 제어하고, 그리고 상기 전기분해 회로부에 상기 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는 살균수기를 제공한다. 본 발명에 의하여 살균수기에 제공되는 물의 상태와 무관하게 균일한 양의 살균수를 자동으로 생성할 수 있다.

Description

TDS를 이용하는 살균수기 및 그 제어 방법{A sterilized water creation device using TDS and method for controlling the same}
본 발명은, TDS를 이용하는 살균수기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근 사람들의 소득이 향상됨에 따라, 생활수준이 높아져서 음용수뿐만 아니라 세정수 등 일반 생활용수 등에서도 더 깨끗한 것을 원하거나 고품질 용수를 사용하고자 하는 욕구가 커지고 있다.
이에, 용수의 정수 및 살균에 대한 관심이 커져 다양한 정수 및 살균 작용을 하는 장치가 게시되어 있는바, 일반적으로 정수 작용은 여러 가지 다양한 필터 등을 이용하여 이루어지며, 살균 작용은 주로 염소계로 대표되는 화학적 살균제를 사용하거나, 오존, 자외선, 초음파 등을 이용하는 살균장치들에 의하여 이루어지고 있다.
그러나, 이러한 종래의 살균장치는 화학적 살균제를 사용하는 경우 살균제를 추가로 첨가하여 살균을 하기 때문에 여과공정을 부가적으로 실시해야 되며, 살균장치를 사용하는 경우에는 오존이나 자외선 등을 발생시키는 별도의 장치를 설치해야 하기 때문에 장치가 복잡하고 설치비가 더 소요되는 문제점이 있다.
이에 물에 포함되어 있는 염소 이온을 전기분해를 통해 살균수로 이용하는 살균수 제조장치가 제시된 바 있다.
다만, 전기분해방식의 경우, 물 속에 포함된 총용존고형물(TDS: Total Dissolved Solids)의 양에 따라 인가되는 전류의 크기가 달라진다. 즉, 물 속에 포함된 TDS의 농도가 낮다면 낮은 전류가 흘러 살균효과가 감소하게 된다.
따라서, 전기분해 방식 살균수기에 제공된 물의 상태에 따라 TDS가 달라지고, 이에 따라 살균수의 농도가 달라져서, 살균효과가 달라지기에, 소비자 입장에서는 살균효과를 가늠할 수 없으며, TDS가 낮은 물의 경우 살균효과가 극히 미비하다는 문제점이 발생한다.
본 발명은, 살균수기에 제공되는 물의 상태와 무관하게 균일한 양의 살균수를 자동으로 생성할 수 있는 살균수기를 제공하고자 한다.
동시에, 이와 같은 살균수기를 제공함과 동시에 적은 부품만을 추가하여 가격 상승을 최소화할 수 있는 살균수기를 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 전기분해 전류를 생성함으로써 제공되는 물을 전기분해하여 살균수를 생성하는 전극과, 제어 신호에 따라 상기 전극에 전압을 인가하는 전기분해 회로부를 구비하는 전기분해 모듈; 상기 제공되는 물 또는 상기 생성되는 살균수의 TDS(Total Dissolved Solids; 총용존고형물)를 센싱할 수 있는 TDS 센서; 전해질 용액을 구비하고 분사할 수 있는 전해질 용액 탱크; 및 상기 TDS 센서에서 센싱된 TDS에 따라 상기 전해질 용액 탱크의 동작을 제어하고, 그리고 상기 전기분해 회로부에 상기 제어 신호를 인가하는 제어부를 포함하는, 살균수기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우 상기 전해질 용액 탱크를 동작시켜 전해질 용액을 분사하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극에서 생성되는 상기 전기분해 전류가 상승하도록 상기 전극의 간격을 조정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극의 작동 시간을 기 설정된 시간보다 증가시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어부는, 상기 전극이 작동되어 살균수가 생성된 이후에 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 2 수치보다 높은 경우, 상기 전기분해 회로부의 동작을 정지시키는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, (a) TDS 센서가 물의 TDS를 센싱하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 센싱된 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 전해질 용액 탱크를 동작시켜 전해질 용액을 분사하는 단계; (c) 전기분해 회로부에서 전극에 전압을 인가하는 단계; (d) 상기 전극이 인가된 전압에 따라 전기분해 전류를 생성하여, 제공되는 물을 살균수로 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 살균수기의 제어 방법을 제공한다
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 (b) 단계를 대신하여, (b') 상기 (a) 단계에서 센싱된 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극에서 생성되는 상기 전기분해 전류가 상승하도록 상기 전극의 간격을 조정하는 단계인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 상기 (b) 단계는, (b") 상기 (a) 단계에서 센싱된 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극의 작동 시간을 기 설정된 시간보다 증가시키는 단계인 것이 바람직하다.
한편, 상기 (d) 단계 이후, (e) 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 2 수치보다 높은 경우, 상기 전기분해 회로부의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하여, 살균수기에 제공되는 물의 상태와 무관하게 균일한 양의 살균수를 자동으로 생성할 수 있다. 이로 인하여 제공되는 물의 상태가 어떠하든 살균효과가 균등하다는 장점을 갖는다.
또한, 본 발명에 의하여, 과도한 살균수의 생성 내지 과도한 전압 전류의 인가로 인한 위험성을 방지할 수 있도록, 특정한 양의 살균수가 생성되면 자동으로 살균수 생성이 정지되어 안정성을 상승시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수기 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 살균수기(100)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균수기(100)를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 살균수기(100)는 별도의 수조, 예를 들어 플라스틱 볼(bowl)이나 싱크대의 개수대 등에 물을 채운 후에 수조에 침지되고, 살균수기(100) 내에 포함된 전극에 전압이 인가됨으로써 살균수를 생성할 수 있다. 이후, 수조 내부는 생성된 살균수로 가득 차게되며, 이후 과일이나 식기 등을 수조에 투입함으로써 살균 작용이 이루어질 수 있다.
다른 실시예에 따라, 별도의 수조는 수영장 또는 어류 양식장 같은 대형 저류 공간일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 살균수기(100)는 살균수 농도를 자동으로 제어하기에, 수영장 또는 어류 양식장와 같은 장기간 저류 공간에 특히 바람직하다.
또 다른 실시예에 따라, 살균수기(100) 자체가 수조를 구비할 수 있다. 즉, 살균수기 자체에 구비된 수조, 예를 들어 컵(cup)에 물이 채워지고, 살균수기(100) 내에 포함된 전극에 전압이 인가됨으로써, 컵에 채워진 물이 살균수로 생성될 수도 있다. 이후, 살균수로 채워진 컵에 분무기를 연결하여 사용하거나 칫솔 등을 소독할 수도 있다.
본 발명에 따른 살균수기(100)의 또 다른 사용 양태가 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 살균수기(100)는, 전기분해 모듈(10), TDS 센서(20), 전해질 용액 탱크(30) 및 제어부(40)를 포함한다.
전기분해 모듈(10)은 전극 및 전기분해 회로부를 포함한다.
전극은, 인가되는 전압으로 방전함으로써 제공되는 물을 전기분해할 수 있다. 전극은, 복수의 전극들을 포함할 수 있으며, 양전극와 음전극으로 구별할 수 있다.
양전극은 IrO2와 Ta의 합금을 재료로 하여 구비하고, 음전극은 스테인레스 재질의 SUS(Steel Use Stainless)를 재료로 하여 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 양전극과 음전극 사이의 간격은 3 내지 7mm가 바람직하며, 보다 바람직하게는 5mm로 설정할 수 있다.
전극에 기 설정된 전압을 인가하면 전극 주위에 존재하는 물을 전기분해하여 염소이온(Cl-), 오존(O3), 과산화수소(H202), 차아염소산(HClO), 수산화기(OH-) 등의 산화제를 포함하는 살균수를 생성할 수 있다.
따라서, 생성된 살균수의 산화반응, 환원반응 및 중화반응 등을 이용하여 대상물을 소독하거나, 대상물에 있을 수 있는 세균 등의 유기물을 제거할 수 있다.
전기분해 회로부는, 제어 신호에 따라 전극에 전압을 인가할 수 있다. 즉, 전기분해 회로부는 전극과 직접 연결된 것으로서, 후술하는 제어부(40)가 전송하는 제어 신호에 따라 전극에 전압을 인가할 수 있다.
전극에 인가되는 전압에 의하여 전극에서 전기분해가 수행되고 살균수를 생성한다.
전극에 전압을 가하게 되면, 물 속에 존재하는 이온들이 전기적 인력에 의하여 전극으로 이동하게 된다. 이때, 음이온은 양전극에 전자를 제공할 수 있으며, 양이온은 음전극으로부터 전자를 제공받을 수 있다. 결국 양전극으로 들어온 전자가 음전극으로 빠져나간 것으로 볼 수 있으므로, 전극 내부로 전류가 흐르는 것으로 볼 수 있다. 이를 "전기분해 전류"라고 한다.
전기분해 전류는 물 속에 존재하는 이온의 양, 즉 TDS의 양에 따라 결정되는데, TDS의 농도가 높을수록 더 많은 전기분해 전류가 발생한다.
다시 말해, 수조 내부의 물의 TDS의 농도가 너무 낮은 경우에는 전기분해 전류가 적게 발생하고 이에 따라 생성되는 살균수의 양이 적게 되며, 결과적으로 살균 효과가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 발명은 TDS를 센싱함으로써 이러한 문제점을 해결한다.
TDS 센서(20)는 수조 내부의 물의 TDS를 센싱한다.
TDS 센서(20)는 두 가지 기능을 한다.
첫째, 살균수가 생성되기 이전, 즉 살균수기(100)에 제공된 물의 TDS를 센싱한다.
이로 인하여, 제공된 물의 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 일반적인 살균수 생성 과정과 비교하여 전기분해 전류가 적게 발생할 것이므로 전해질 용액을 분사함으로써 TDS를 상승시킬 수 있다. 또 다른 방법으로서 전기분해 전류가 상승하도록 전기분해 모듈(10)에 연결되는 별도의 구동부(미도시)를 이용하여 전극의 간격을 조정할 수도 있으며, 또는 전극의 구동 시간을 일반적인 경우와 비교하여 상승시킬 수도 있다.
둘째, 살균수가 생성된 이후, 생성된 살균수의 TDS를 센싱한다.
살균수가 생성되기 시작하면 TDS가 변화하기 시작하는데, 생성된 살균수의 TDS가 기 설정된 제 2 수치에 이른 경우 살균수 생성을 중지시킴으로써 자동으로 살균수 농도를 특정 농도에 맞추고 자동 정지시킬 수 있다.
전해질 용액 탱크(30)는 전해질 용액이 저장되어 있으며 노즐(31)을 구비하여 전해질 용액을 분사할 수 있다.
제어부(40)는 전기분해 모듈(10), TDS 센서(20), 전해질 용액 탱크(30)와 연동되어, TDS 센서(20)에서 센싱된 TDS에 따라 전해질 용액 탱크(30)의 동작을 제어하고, 동시에 전기분해 모듈(10)로 인가되는 제어 신호를 제어할 수 있다.
구체적인 제어 방법은 도 2를 참조하여 설명한다.
살균수기(100)에 살균수 생성 명령이 인가된다(S100).
살균수기(100)는 살균수를 생성하기 이전에 TDS 센서(20)를 이용하여 살균수기(100)에 제공된 물의 TDS를 센싱한다(S200).
만약, 제공된 물의 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 일반적인 경우와 동일하게 전기분해가 이루어지면 살균수가 적게 생성됨을 의미하는바, 제어부(40)는 전해질 용액 탱크(30)에서 전해질 용액이 분사될 수 있도록 제어하여 TDS를 일정 수치에 맞춘다.
다른 실시예로서, 별도의 구동부(미도시)를 이용하여 전기분해 모듈(10) 내의 전극의 간격을 조정하여 전기분해 전류를 상승시킬 수도 있다.
또 다른 실시예로서, 전기분해 시간 자체를 일반적인 경우와 비교하여 상승시킬 수도 있다.
이러한 과정을 반복하여 제공된 물의 TDS가 기 설정된 제 1 수치에 이른 경우, 비로서 제어부(40)는 전기분해 모듈(10)의 전기분해 회로부에 제어 신호를 인가함으로써 전기분해가 이루어지고 살균수가 생성되기 시작한다(S300).
살균수의 생성 동안, TDS 센서(20)는 계속 TDS를 센싱한다(S400).
만약, 생성된 살균수의 TDS가 기 설정된 제 2 수치에 이른 경우, 과다한 살균수 생성을 방지하기 위해 작동을 정지시킬 수 있다(S500).
본 발명은 실시예를 통하여 그 특징을 설명하고 있으나 이에 본 발명을 국한시키고자 함은 아니다. 또한, 여기에서 설명을 하는 것에 추가하여 다양한 변형 및 변화가 가능함을 당해 업자는 인지할 것이다. 이와 같은 변형 또한 첨부된 특허청구범위의 범위에 속할 것이다.
10: 전기분해 모듈
20: TDS 센서
30: 전해질 용액 탱크
31: 노즐
40: 제어부

Claims (9)

  1. 전기분해 전류를 생성함으로써 제공되는 물을 전기분해하여 살균수를 생성하는 전극과, 제어 신호에 따라 상기 전극에 전압을 인가하는 전기분해 회로부를 구비하는 전기분해 모듈;
    상기 제공되는 물 또는 상기 생성되는 살균수의 TDS(Total Dissolved Solids; 총용존고형물)를 센싱할 수 있는 TDS 센서;
    전해질 용액을 구비하고 분사할 수 있는 전해질 용액 탱크; 및
    상기 TDS 센서에서 센싱된 TDS에 따라 상기 전해질 용액 탱크의 동작을 제어하고, 그리고 상기 전기분해 회로부에 상기 제어 신호를 인가하는 제어부; 를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전기분해 모듈의 작동 이전에 상기 TDS센서를 통해 상기 제공되는 물의 TDS를 측정하되,
    상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전해질 용액 탱크를 동작시켜 전해질 용액을 분사함으로써, 상기 전극에서 생성되는 상기 전기분해 전류가 상승되도록 상기 제공되는 물의 TDS를 상승시키는 것을 특징으로 하는,
    살균수기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극에서 생성되는 상기 전기분해 전류가 상승하도록 상기 전극의 간격을 조정하는 것을 특징으로 하는,
    살균수기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극의 작동 시간을 기 설정된 시간보다 증가시키는 것을 특징으로 하는,
    살균수기.
  5. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전극이 작동되어 살균수가 생성된 이후에 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 2 수치보다 높은 경우, 상기 전기분해 회로부의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는,
    살균수기.
  6. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 살균수기의 제어 방법으로서,
    (a) TDS 센서가 물의 TDS를 센싱하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서 센싱된 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 전해질 용액 탱크를 동작시켜 전해질 용액을 분사하는 단계;
    (c) 전기분해 회로부에서 전극에 전압을 인가하는 단계;
    (d) 상기 전극이 인가된 전압에 따라 전기분해 전류를 생성하여, 제공되는 물을 살균수로 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    살균수기의 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b') 상기 (a) 단계에서 센싱된 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극에서 생성되는 상기 전기분해 전류가 상승하도록 상기 전극의 간격을 조정하는 단계인 것을 특징으로 하는,
    살균수기의 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b") 상기 (a) 단계에서 센싱된 TDS가 기 설정된 제 1 수치보다 낮은 경우, 상기 전극의 작동 시간을 기 설정된 시간보다 증가시키는 단계인 것을 특징으로 하는,
    살균수기의 제어 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계 이후,
    (e) 상기 TDS 센서가 센싱한 TDS가 기 설정된 제 2 수치보다 높은 경우, 상기 전기분해 회로부의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    살균수기의 제어 방법.
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