KR102301484B1 - Deionization filter device and water treatment apparatus having the same - Google Patents

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KR102301484B1
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터는 유입되는 원수에 포함된 고형물질을 흡착하는 전극과, 상기 전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 필터부, 상기 필터부를 통과하는 정수의 유량을 검출하는 유량센서, 상기 필터부로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 유량조절부, 상기 원수에 포함된 총용존고형물(TDS: Total Dissolved Solution)에 대해 상기 전극에 의해 제거되는 고형물질의 비율인 TDS 제거율을 검출하는 TDS 제거율 검출부 및 상기 TDS 제거율에 따라 상기 전원부를 제어하여 상기 전압을 조절하거나, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 필터부로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 제어부를 포함한다. A deionization filter according to an embodiment of the present invention includes an electrode for adsorbing a solid material contained in incoming raw water, a filter unit including a power supply unit for applying a voltage to the electrode, and detecting the flow rate of purified water passing through the filter unit. A flow sensor that controls the flow rate of the raw water flowing into the filter unit, a flow rate control unit that controls the flow rate of the raw water flowing into the filter unit, and the TDS removal rate, which is the ratio of the solid material removed by the electrode to the total dissolved solids (TDS) contained in the raw water. a TDS removal rate detection unit and a control unit for controlling the voltage by controlling the power supply unit according to the TDS removal rate, or controlling the flow rate control unit to adjust the flow rate of raw water flowing into the filter unit.

Description

탈이온 필터 장치 및 이를 포함하는 수처리기{DEIONIZATION FILTER DEVICE AND WATER TREATMENT APPARATUS HAVING THE SAME}DEIONIZATION FILTER DEVICE AND WATER TREATMENT APPARATUS HAVING THE SAME

본 발명은 탈이온 필터 장치 및 이를 포함하는 수처리기에 관한 것이다.
The present invention relates to a deionization filter device and a water treatment device including the same.

탈이온 필터는, 원수에 포함된 이온물질 등을 전기적 인력을 이용하여 제거하여 정수를 생성하는 필터이다. 상기 탈이온 필터는, 다양한 방법을 이용하여 상기 원수에 포함된 이온물질을 제거할 수 있다.
The deionization filter is a filter that generates purified water by removing ionic substances contained in raw water using electrical attraction. The deionization filter may remove ionic substances contained in the raw water using various methods.

일반적으로 탈이온 필터는 전극과 전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는데, 이러한 탈이온 필터의 이온 제거율은 탈이온 필터의 누적 통수량에 따라 달라질 수 있다.
In general, a deionization filter includes an electrode and a power supply for applying a voltage to the electrode, and the ion removal rate of the deionization filter may vary depending on the accumulated water flow of the deionization filter.

종래의 탈이온 필터는, 누적 통수량에 관계없이 일정한 전극에 일정한 전압을 인가한다. 이에 따라, 종래의 탈이온 필터는 탈이온 필터의 누적 통수량에 따라 탈이온 필터를 통과하여 출수되는 물의 TDS값이 달라지게 되는 문제점이 있다.
In the conventional deionization filter, a constant voltage is applied to a constant electrode regardless of the accumulated water flow amount. Accordingly, the conventional deionization filter has a problem in that the TDS value of water discharged through the deionization filter varies according to the accumulated water flow of the deionization filter.

하기의 특허문헌 1은 탈이온 필터에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
The following Patent Document 1 relates to a deionization filter, but does not provide a solution to the above-described problem.

한국 공개특허공보 제 10-2013-0136406호Korean Patent Publication No. 10-2013-0136406

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 탈이온 필터의 누적 통수량에 따라 TDS 제거율이 달라지더라도 전극에 인가되는 전원의 크기와 필터에 유입되는 물의 유량을 조절함으로써, TDS 제거율을 조정하여 탈이온 필터를 통과하여 출수되는 물의 TDS값을 일정하게 유지할 수 있는 탈이온 필터 장치 및 이를 포함하는 수처리기를 제공한다.
The present invention is to solve the problems of the prior art, and by adjusting the size of the power applied to the electrode and the flow rate of water flowing into the filter, even if the TDS removal rate varies depending on the accumulated water flow of the deionization filter, the TDS Provided are a deionization filter device capable of maintaining a constant TDS value of water discharged through a deionization filter by adjusting a removal rate, and a water treatment device including the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터는 유입되는 원수에 포함된 고형물질을 흡착하는 전극과, 상기 전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 필터부, 상기 필터부를 통과하는 정수의 유량을 검출하는 유량센서, 상기 필터부로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 유량조절부, 상기 원수에 포함된 총용존고형물(TDS: Total Dissolved Solution)에 대해 상기 전극에 의해 제거되는 고형물질의 비율인 TDS 제거율을 검출하는 TDS 제거율 검출부 및 상기 TDS 제거율에 따라 상기 전원부를 제어하여 상기 전압을 조절하거나, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 필터부로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 제어부를 포함한다.
A deionization filter according to an embodiment of the present invention includes an electrode for adsorbing a solid material contained in incoming raw water, a filter unit including a power supply unit for applying a voltage to the electrode, and detecting the flow rate of purified water passing through the filter unit. A flow sensor that controls the flow rate of the raw water flowing into the filter unit, a flow rate control unit that controls the flow rate of the raw water flowing into the filter unit, and the TDS removal rate, which is the ratio of the solid material removed by the electrode to the total dissolved solids (TDS) contained in the raw water. a TDS removal rate detection unit and a control unit for controlling the voltage by controlling the power supply unit according to the TDS removal rate, or controlling the flow rate control unit to adjust the flow rate of raw water flowing into the filter unit.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 TDS 제거율이 목표 TDS 제거율 보다 작은 경우, 상기 전원부를 제어하여 상기 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
In an embodiment, when the TDS removal rate is less than the target TDS removal rate, the controller may control the power supply to increase the voltage level.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전압의 크기를 전원부의 최대전압으로 증가시켜도 상기 TDS 제거율이 상기 목표 TDS 제거율 보다 작은 경우, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 유량의 크기를 감소시킬 수 있다.
In an embodiment, when the TDS removal rate is smaller than the target TDS removal rate even when the level of the voltage is increased to the maximum voltage of the power supply unit, the controller may control the flow rate controller to decrease the flow rate.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 TDS 제거율이 목표 TDS 제거율 보다 큰 경우, 상기 전원부를 제어하여 상기 전압의 크기를 감소시킬 수 있다.
In an embodiment, when the TDS removal rate is greater than a target TDS removal rate, the controller may control the power supply to decrease the voltage level.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전압의 크기를 전원부의 최소전압으로 감소시켜도 상기 TDS 제거율이 상기 목표 TDS 제거율 보다 큰 경우, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 유량의 크기를 증가시킬 수 있다.
In an embodiment, when the TDS removal rate is greater than the target TDS removal rate even when the level of the voltage is reduced to the minimum voltage of the power supply unit, the controller may control the flow rate controller to increase the flow rate.

일 실시예에서, 상기 TDS 제거율 검출부는, 상기 전극에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 TDS값을 생성하는 TDS 측정부 및 상기 TDS값을 이용하여 TDS 제거율을 산출하는 TDS 제거율 산출부를 포함할 수 있다.
In an embodiment, the TDS removal rate detection unit may include a TDS measurement unit for generating a TDS value by measuring a magnitude of a current flowing through the electrode, and a TDS removal rate calculation unit for calculating a TDS removal rate using the TDS value.

일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 필터부에 원수가 유입되면, 상기 전원부를 제어하여 상기 원수의 TDS값을 측정하기 위한 제1 전압을 인가한 후, 상기 원수에 포함된 고형물질을 제거하기 위한 제2 전압을 인가할 수 있다.
In one embodiment, when the raw water flows into the filter unit, the control unit controls the power supply unit to apply a first voltage for measuring the TDS value of the raw water, and then removes the solid material contained in the raw water. A second voltage may be applied for

일 실시예에서, 상기 TDS 측정부는, 상기 전극에 상기 제1 전압이 인가되면, 상기 전극에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 원수TDS값을 생성할 수 있고, 상기 전극에 상기 제2 전압이 인가되면, 상기 전극에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 정수TDS값을 생성할 수 있다.
In an embodiment, when the first voltage is applied to the electrode, the TDS measuring unit may measure the magnitude of a current flowing through the electrode to generate a raw TDS value, and when the second voltage is applied to the electrode , it is possible to generate an integer TDS value by measuring the magnitude of the current flowing through the electrode.

일 실시예에서, 상기 TDS 제거율 산출부는, 상기 원수TDS값과 상기 정수TDS값을 이용하여 상기 TDS 제거율을 산출할 수 있다.
In an embodiment, the TDS removal rate calculator may calculate the TDS removal rate using the raw water TDS value and the integer TDS value.

일 실시예에서, 상기 TDS 제거율 산출부는, 하기의 수학식 1을 이용하여 상기 TDS 제거율을 산출할 수 있다.
In an embodiment, the TDS removal rate calculator may calculate the TDS removal rate using Equation 1 below.

수학식 1. Equation 1.

TDS 제거율(%) = 100 ×(1 - 정수TDS값/원수TDS값)
TDS removal rate (%) = 100 × (1 - integer TDS value / raw water TDS value)

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 탈이온 필터 장치를 포함하는 수처리기를 제공할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a water treatment device including the deionization filter device.

본 발명의 일 실시형태에 의하면, 탈이온 필터의 누적 통수량에 따라 TDS 제거율이 달라지더라도 전극에 인가되는 전원의 크기와 필터에 유입되는 물의 유량을 조절함으로써, TDS 제거율을 조정하여 탈이온 필터를 통과하여 출수되는 물의 TDS값을 일정하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
According to one embodiment of the present invention, even if the TDS removal rate varies depending on the accumulated water flow of the deionization filter, the TDS removal rate is adjusted by adjusting the size of the power applied to the electrode and the flow rate of water flowing into the filter. It has the effect of maintaining the TDS value of the water discharged through the

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 필터부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 1의 TDS 제거율 검출부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다. 1 is a configuration diagram for explaining a deionization filter device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the filter unit of FIG. 1 .
FIG. 3 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the TDS removal rate detection unit of FIG. 1 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
Elements having substantially the same configuration and function in the drawings referenced in the present invention will be denoted by the same reference numerals, and shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터 장치를 설명하기 위한 구성도이며, 도 2는 도 1의 필터부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 도 1의 TDS 제거율 검출부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
1 is a configuration diagram for explaining a deionization filter device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram for explaining an embodiment of the filter unit of FIG. 1, and FIG. 3 is the TDS removal rate of FIG. It is a configuration diagram for explaining an embodiment of the detection unit.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터 장치는 유량조절부(110), 필터부(120), 유량센서(130), TDS(Total Dissolved Solution) 제거율 검출부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
1 and 2 , the deionization filter device according to an embodiment of the present invention includes a flow control unit 110 , a filter unit 120 , a flow rate sensor 130 , and a Total Dissolved Solution (TDS) removal rate detection unit ( 140 ) and a control unit 150 .

유량조절부(110)는 제어부(150)의 제어에 의해 필터부(120)로 유입되는 원수의 유량을 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 유량조절부(110)는 개폐동작에 의해 유량을 조절하는 밸브일 수 있다.
The flow rate control unit 110 may adjust the flow rate of raw water flowing into the filter unit 120 under the control of the control unit 150 . In one embodiment, the flow rate control unit 110 may be a valve that adjusts the flow rate by an opening/closing operation.

필터부(120)는 전기를 이용하여 유입되는 물에 포함된 고형물질을 제거할 수 있다. 여기서, 상기 유입되는 물에 포함된 고형물질은 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 철분 등 미네랄 성분을 포함하는 것으로서, 정수 중에 녹아 있는 고형물질의 양은 mg/l 나 ppm 단위를 이용하여 총용존고형물질(TDS: Total Dissolved Solids)로 표현할 수 있다. 상기 총용존고형물질은 정수에 녹아있는 고형물질의 총량을 의미하는 것으로서, 고형물질은 주로 이온상태의 이온물질로 존재할 수 있다.
The filter unit 120 may remove the solid material contained in the flowing water by using electricity. Here, the solid substances contained in the flowing water include mineral components such as calcium, sodium, magnesium, and iron, and the amount of solid substances dissolved in purified water is total dissolved solids (TDS: Total Dissolved Solids). The total dissolved solid material refers to the total amount of the solid material dissolved in purified water, and the solid material may mainly exist as an ionic material in an ionic state.

일 실시예에서, 필터부(120)는 전기투석법(ED: Electrodialysis), 전기탈이온법(EDI: Electrodeionization) 및 축전식 탈이온법(CDI: Capacitive Deionization) 중 어느 하나를 이용하여 물에 포함된 고형물질을 제거하도록 구성될 수 있다. 이때, 필터부(120)에서 제거되는 고형물질은 주로 이온 상태의 이온물질이므로, 청구범위를 포함하여 본 명세서에서 고형물질을 제거한다는 것은 이온물질은 제거한다는 의미를 포함하는 것으로 한다.
In one embodiment, the filter unit 120 is included in water using any one of an electrodialysis (ED) method, an electrodeionization (EDI) method, and a capacitive deionization method (CDI). It can be configured to remove the solid material. At this time, since the solid material removed from the filter unit 120 is mainly an ionic material in an ionic state, removing the solid material in the present specification including the claims includes the meaning of removing the ionic material.

전기투석법을 이용하여 원수에 존재하는 고형물질을 제거하는 경우에는, 필터부(120)에 전극 및 이온교환막이 포함될 수 있다. 구체적으로, 필터부(120)가 전극을 통해 원수에 전압을 인가하면, 원수에 포함되어 있는 고형물질은 각각의 극성에 따라 음극 또는 양극의 전극 쪽으로 이동하게 된다. When the solid material present in raw water is removed by using the electrodialysis method, an electrode and an ion exchange membrane may be included in the filter unit 120 . Specifically, when the filter unit 120 applies a voltage to the raw water through the electrode, the solid material contained in the raw water moves toward the cathode or the anode electrode according to each polarity.

여기서, 양극과 음극의 전극에는 이온교환막이 구비되어 있으므로, 전기적 인력에 의하여 이동한 각각의 고형물질만이 이온교환막에 포집/흡착된다. 따라서, 필터부(120)는 유입된 원수에서 고형물질을 제거할 수 있다.
Here, since the ion exchange membrane is provided on the electrodes of the anode and the cathode, only each solid material moved by electrical attraction is collected/adsorbed by the ion exchange membrane. Accordingly, the filter unit 120 may remove solid substances from the introduced raw water.

전기탈이온법을 이용하여 원수에 존재하는 고형물질을 제거하는 경우에는, 필터부(120)에 전극, 이온교환막 및 이온교환수지가 포함될 수 있다. In the case of removing the solid material present in the raw water by using the electrodeionization method, the filter unit 120 may include an electrode, an ion exchange membrane, and an ion exchange resin.

구체적으로, 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 충전된 이온교환수지를 이용하여 필터부(120)로 유입된 원수 내의 양이온 및 음이온을 포집/흡착할 수 있다. 여기서, 이온교환수지에 전압를 가하면 전기적 인력에 의하여 원수 내 고형물질의 포집/흡착이 더욱 빠르게 진행될 수 있다. Specifically, cations and anions in the raw water introduced into the filter unit 120 may be collected/adsorbed by using the ion exchange resin filled between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane. Here, when a voltage is applied to the ion exchange resin, the collection/adsorption of the solid material in the raw water can proceed more rapidly by electrical attraction.

이와 같이, 원수 내에 존재하는 고형물질이 이온교환수지로 포집/흡착되므로, 필터부(120)를 통하여 유입된 원수에 포함된 고형물질을 제거할 수 있다.
In this way, since the solid substances present in the raw water are collected/adsorbed by the ion exchange resin, the solid substances contained in the raw water introduced through the filter unit 120 can be removed.

축전식 탈이온법을 이용하여 원수에 존재하는 고형물질을 제거하는 경우에는, 상기 전기투석법이나 전기탈이온법과 달리, 필터부(120)에 별도의 이온교환막이나 이온교환수지를 포함하지 않을 수 있다. In the case of removing solid substances present in raw water using the capacitive deionization method, a separate ion exchange membrane or ion exchange resin may not be included in the filter unit 120, unlike the electrodialysis method or the electrodeionization method. have.

즉, 상기 축전식 탈이온법은, 고형물질을 직접 전극에 흡착시킴으로써 필터부(120)에 유입된 원수에서 이온을 제거할 수 있다. That is, in the capacitive deionization method, ions can be removed from the raw water introduced into the filter unit 120 by directly adsorbing the solid material to the electrode.

따라서, 필터부(120)의 전극은 넓은 표면적을 가지면서도 작은 반응성을 가지는 다공성 탄소 전극으로 하는 것이 바람직하며, 상기 다공성 탄소 전극은 활성탄소(activated carbon)로 구현할 수 있다. Accordingly, the electrode of the filter unit 120 is preferably a porous carbon electrode having a small reactivity while having a large surface area, and the porous carbon electrode may be implemented with activated carbon.

상기 활성탄소는 다양한 다공성 탄소 재료들과 비교할 때, 우수한 세공용적, 높은 비표면적, 높은 탈-흡착 성능 및 오랜 수명을 가지므로, 상기 활성탄소를 필터부(120)의 전극으로 활용하는 것이 바람직하다.
Since the activated carbon has an excellent pore volume, a high specific surface area, high desorption performance and a long lifespan compared to various porous carbon materials, it is preferable to use the activated carbon as an electrode of the filter unit 120 . .

일 실시예에서, 필터부(120)는, 도 2에서와 같이, 유입되는 물에 포함된 고형물질을 흡착 또는 탈착하는 전극(122)과 전극(122)에 전압을 인가하는 전원부(124)를 포함할 수 있다.
In one embodiment, the filter unit 120, as shown in Figure 2, the electrode 122 for adsorbing or desorbing the solid material contained in the incoming water, and the power supply unit 124 for applying a voltage to the electrode 122. may include

전극(122)은 전원부(124)에 의해 탈이온 전압 또는 재생전압이 인가되면, 인가되는 전압의 종류 따라 정수에 포함된 고형물질을 전기적 인력에 의해 흡착하거나, 전기적 척력에 의해 탈착할 수 있다. 일 실시예에서, 전극(122)은 전기탈이온 멤브레인(미도시)를 더 포함할 수 있다.
When a deionization voltage or a regeneration voltage is applied by the power supply unit 124 to the electrode 122 , the solid material contained in the purified water may be adsorbed by electrical attraction or desorbed by an electrical repulsive force depending on the type of applied voltage. In one embodiment, the electrode 122 may further include an electrodeionization membrane (not shown).

전원부(124)는 제어부(150)의 제어에 따라 전극(122)에 탈이온 전압 또는 재생전압을 인가할 수 있다. 전원부(124)는 제어부(150)의 제어에 따라 전극(122)에 인가하는 전압의 크기를 조절하여 필터부(120)의 TDS 제거율을 조절할 수 있다.
The power supply unit 124 may apply a deionization voltage or a regeneration voltage to the electrode 122 under the control of the control unit 150 . The power supply unit 124 may adjust the TDS removal rate of the filter unit 120 by adjusting the magnitude of the voltage applied to the electrode 122 under the control of the control unit 150 .

전원부(124)는 전극(122)에 인가하는 전원의 공급을 중단하면, 상기 전극(122)에 부착된 고형물질이 탈착될 수 있다. 따라서, 전극(122)에 전원을 공급하지 않은 채로 기 설정된 시간동안 유지하면, 필터부(120)를 통과한 물은 고형물질의 양이 증가할 수 있다.
When the power supply unit 124 stops the supply of power applied to the electrode 122 , the solid material attached to the electrode 122 may be detached. Accordingly, if the electrode 122 is maintained for a preset time without power being supplied, the amount of solid material in the water passing through the filter unit 120 may increase.

여기서, 전원부(124)는, 비록 도시되진 않았지만, 탈이온 동작시에 전극(122)에 인가한 극성과 반대되는 극성의 전압을 인가하여 상기 고형물질의 탈착을 촉진할 수 있다. Here, although not shown, the power supply unit 124 may apply a voltage having a polarity opposite to the polarity applied to the electrode 122 during the deionization operation to promote desorption of the solid material.

예를 들어, 탈이온 동작시에 (+) 전압을 인가하였던 전극에 대하여, 재생동작시에는 (-) 전압을 인가할 수 있다. For example, to an electrode to which a (+) voltage is applied during the deionization operation, a negative voltage may be applied during the regeneration operation.

즉, (+) 전압에 의하여 흡착된 (-) 이온들은 재생동작시에 인가되는 (-) 전압과의 전기적 척력에 의하여 탈착이 보다 빠르게 일어날 수 있다.
That is, the (-) ions adsorbed by the (+) voltage can be desorbed faster by the electrical repulsive force with the (-) voltage applied during the regeneration operation.

유량센서(130)는 필터부(120)를 통과한 물의 유량을 검출할 수 있다. 이러한 유량센서(120)는 유입되는 물에 포함된 이물질에 의한 손상을 방지함과 동시에 필터부(120)에서 여과된 물의 양을 정확히 측정하기 위하여 필터부(120)의 후단에 설치될 수 있다.
The flow rate sensor 130 may detect a flow rate of water passing through the filter unit 120 . The flow sensor 120 may be installed at the rear end of the filter unit 120 in order to prevent damage by foreign substances contained in the incoming water and accurately measure the amount of water filtered by the filter unit 120 .

TDS 제거율 검출부(140)는 필터부(120)의 TDS 제거율을 검출할 수 있다. The TDS removal rate detection unit 140 may detect the TDS removal rate of the filter unit 120 .

여기서, TDS 제거율이란, 필터부(120)로 유입되는 원수에 포함되는 총용존고형물에 대한 필터부(120)에 의해 제거되는 고형물질의 비율을 의미한다.
Here, the TDS removal rate means the ratio of the solid material removed by the filter unit 120 to the total dissolved solids included in the raw water flowing into the filter unit 120 .

일 실시예에서, TDS 제거율 검출부(140)는, 도 3에서와 같이, TDS 측정부(142) 및 TDS 제거율 산출부(144)을 포함할 수 있다.
In an embodiment, the TDS removal rate detection unit 140 may include a TDS measurement unit 142 and a TDS removal rate calculation unit 144 as shown in FIG. 3 .

TDS 측정부(142)는 전극(122)에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 TDS값을 생성할 수 있다. TDS 측정부(142)는 상기 측정한 TDS값을 TDS 제거율 산출부(144)로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 TDS값은 원수TDS값 또는 정수TDS값일 수 있다.
The TDS measuring unit 142 may generate a TDS value by measuring the magnitude of the current flowing through the electrode 122 . The TDS measuring unit 142 may output the measured TDS value to the TDS removal rate calculating unit 144 . In an embodiment, the TDS value may be a raw water TDS value or an integer TDS value.

TDS 제거율 산출부(144)는 TDS 측정부(142)에서 생성된 TDS값을 이용하여 TDS 제거율을 산출할 수 있다.
The TDS removal rate calculation unit 144 may calculate the TDS removal rate by using the TDS value generated by the TDS measurement unit 142 .

일 실시예에서, TDS 제거율 산출부(144)는 하기의 수학식 1에 의해 TDS 제거율을 산출할 수 있다.
In an embodiment, the TDS removal rate calculator 144 may calculate the TDS removal rate by Equation 1 below.

수학식 1. Equation 1.

TDS 제거율(%) = 100 ×(1 - 정수TDS값/원수TDS값)
TDS removal rate (%) = 100 × (1 - integer TDS value / raw water TDS value)

제어부(150)는 탈이온 필터 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 필터부(120)의 TDS 제거율 산출부(140)에 의해 검출된 TDS 제거율을 목표 TDS 제거율이 되도록 전원부(124) 또는 유량조절부(110)를 제어할 수 있다.
The controller 150 may control the overall operation of the deionization filter device 100 . Specifically, the control unit 150 may control the power supply unit 124 or the flow rate control unit 110 so that the TDS removal rate detected by the TDS removal rate calculation unit 140 of the filter unit 120 becomes the target TDS removal rate.

즉, 제어부(150)는 상기 TDS 제거율에 따라 전원부(124)를 제어하여 전극(122)에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 상기 TDS 제거율에 따라 유량조절부(110)를 제어하여 필터부(120)에 유입되는 원수의 유량을 조절할 수 있다.
That is, the control unit 150 may control the power supply unit 124 according to the TDS removal rate to adjust the voltage applied to the electrode 122 . In addition, the control unit 150 may control the flow rate control unit 110 according to the TDS removal rate to adjust the flow rate of raw water flowing into the filter unit 120 .

일 실시예에서, 제어부(150)는 TDS 제거율이 목표 TDS 제거율 보다 작은 경우, 전원부(124)를 제어하여 전극(122)에 인가되는 전압의 크기를 증가시켜 TDS 제거율을 높일 수 있다.
In an embodiment, when the TDS removal rate is smaller than the target TDS removal rate, the controller 150 may control the power supply unit 124 to increase the voltage applied to the electrode 122 to increase the TDS removal rate.

여기서, 제어부(150)는 전원부(124)의 최대전압이 전극(122)에 인가되었음에도 불구하고, TDS 제거율이 목표 TDS 제거율보다 작은 경우, 유량조절부(110)를 제어하여 필터부(120)로 유입되는 원수의 유량의 크기를 감소시켜 TDS 제거율을 증가시킬 수 있다.
Here, when the TDS removal rate is smaller than the target TDS removal rate even though the maximum voltage of the power supply unit 124 is applied to the electrode 122 , the control unit 150 controls the flow rate control unit 110 to the filter unit 120 . It is possible to increase the TDS removal rate by reducing the size of the flow rate of the incoming raw water.

다른 일 실시예에서, 제어부(150)는 TDS 제거율이 목표 TDS 제거율 보다 큰 경우, 전원부(124)를 제어하여 전극(122)에 인가되는 전압의 크기를 감소시켜 TDS 제거율을 감소시킬 수 있다.
In another embodiment, when the TDS removal rate is greater than the target TDS removal rate, the controller 150 may control the power supply unit 124 to decrease the voltage applied to the electrode 122 to decrease the TDS removal rate.

여기서, 제어부(150)는 전원부(124)의 최소전압이 전극(122)에 인가되었음에도 불구하고, TDS 제거율이 목표 TDS 제거율보다 큰 경우, 유량조절부(110)를 제어하여 필터부(120)로 유입되는 원수의 유량의 크기를 증가시켜 TDS 제거율을 감소시킬 수 있다.
Here, when the TDS removal rate is greater than the target TDS removal rate even though the minimum voltage of the power supply unit 124 is applied to the electrode 122 , the control unit 150 controls the flow rate control unit 110 to the filter unit 120 . The TDS removal rate can be reduced by increasing the flow rate of the incoming raw water.

또한, 제어부(150)는 TDS제거율을 산출하기 위한 원수TDS값과 정수TDS값을 측정하기 위해 전원부(124)를 제어하여 전극(122)에 일정한 전압을 인가시킬 수 있다. In addition, the control unit 150 may apply a constant voltage to the electrode 122 by controlling the power supply unit 124 to measure the raw water TDS value and the integer TDS value for calculating the TDS removal rate.

구체적으로, 제어부(150)는, 먼저, 필터부(120)에 원수가 유입되면, 전원부(124)를 제어하여 전극(122)에 제1 전압을 인가시킬 수 있다. 전극(122)에 제1 전압이 인가되면, TDS 측정부(142)는 전극(122)에 흐르는 전류값을 측정하는 방식으로 원수TDS값을 측정할 수 있다. 즉, 여기서 제1 전압은 원수TDS값을 측정하기 위해 전극(122)에 인가하는 전압에 해당된다.
Specifically, when raw water flows into the filter unit 120 , the control unit 150 may control the power supply unit 124 to apply the first voltage to the electrode 122 . When the first voltage is applied to the electrode 122 , the TDS measuring unit 142 may measure the raw water TDS value by measuring the current flowing through the electrode 122 . That is, here, the first voltage corresponds to a voltage applied to the electrode 122 to measure the raw water TDS value.

다음으로, 제어부(150)는 전원부(124)를 제어하여 원수에 포함된 고형물질을 제거하는 탈이온 동작을 위한 제2 전압을 전극(122)에 인가시킬 수 있다. 이 경우, TDS 측정부(142)는 상기 탈이온 동작 중에 측정된 전류값을 읽어 정수TDS값을 측정할 수 있다.
Next, the control unit 150 may control the power supply unit 124 to apply a second voltage to the electrode 122 for a deionization operation of removing the solid material contained in the raw water. In this case, the TDS measuring unit 142 may measure the integer TDS value by reading the current value measured during the deionization operation.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 도 1 내지 도 3의 탈이온 필터 장치(100)를 포함하여, 필터부(120)에서 필터링된 정수를 제공하는 수처리기(미도시)가 있을 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, there may be a water treatment unit (not shown) that provides purified water filtered by the filter unit 120, including the deionization filter device 100 of FIGS. 1 to 3 described above. .

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims described below, and the configuration of the present invention may vary within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily recognize that the present invention can be changed and modified.

100: 탈이온 필터 장치
110: 유량조절부
120: 필터부
122: 전극
124: 전원부
130: 유량센서
140: TDS 제거율 검출부
142: TDS 측정부
144: TDS 제거율 산출부
150: 제어부100: deionized filter device
110: flow control unit
120: filter unit
122: electrode
124: power supply
130: flow sensor
140: TDS removal rate detection unit
142: TDS measurement unit
144: TDS removal rate calculator
150: control unit

Claims (11)

유입되는 원수에 포함된 고형물질을 흡착하는 전극과, 상기 전극에 전압을 인가하는 전원부를 포함하는 필터부;
상기 필터부를 통과하는 정수의 유량을 검출하는 유량센서;
상기 필터부로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 유량조절부;
상기 원수에 포함된 총용존고형물(TDS: Total Dissolved Solution)에 대해 상기 전극에 의해 제거되는 고형물질의 비율인 TDS 제거율을 검출하는 TDS 제거율 검출부; 및
상기 TDS 제거율에 따라 상기 전원부를 제어하여 상기 전압을 조절하거나, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 필터부로 유입되는 원수의 유량을 조절하는 제어부;
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 TDS 제거율이 목표 TDS 제거율 보다 작은 경우, 상기 전원부를 제어하여 상기 전압의 크기를 증가시키되, 상기 전압의 크기를 상기 전원부의 최대전압으로 증가시켜도 상기 TDS 제거율이 상기 목표 TDS 제거율 보다 작은 경우, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 유량의 크기를 감소시키고,
상기 TDS 제거율이 목표 TDS 제거율 보다 큰 경우, 상기 전원부를 제어하여 상기 전압의 크기를 감소시키되, 상기 전압의 크기를 상기 전원부의 최소전압으로 감소시켜도 상기 TDS 제거율이 상기 목표 TDS 제거율 보다 큰 경우, 상기 유량조절부를 제어하여 상기 유량의 크기를 증가시키는 탈이온 필터 장치.
a filter unit including an electrode for adsorbing a solid material contained in the incoming raw water, and a power supply unit for applying a voltage to the electrode;
a flow sensor for detecting a flow rate of purified water passing through the filter unit;
a flow rate control unit for controlling the flow rate of raw water flowing into the filter unit;
a TDS removal rate detection unit that detects a TDS removal rate, which is a ratio of a solid material removed by the electrode to a total dissolved solids (TDS) contained in the raw water; and
a control unit controlling the voltage by controlling the power supply unit according to the TDS removal rate, or controlling the flow rate control unit to adjust the flow rate of raw water flowing into the filter unit;
includes,
The control unit is
When the TDS removal rate is less than the target TDS removal rate, the voltage is increased by controlling the power supply. Controlling the flow rate control unit to reduce the size of the flow rate,
When the TDS removal rate is greater than the target TDS removal rate, the voltage is reduced by controlling the power supply. A deionization filter device for increasing the flow rate by controlling the flow rate controller.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 TDS 제거율 검출부는,
상기 전극에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 TDS값을 생성하는 TDS 측정부; 및
상기 TDS값을 이용하여 TDS 제거율을 산출하는 TDS 제거율 산출부;
를 포함하는 탈이온 필터 장치.
According to claim 1, wherein the TDS removal rate detection unit,
a TDS measuring unit for generating a TDS value by measuring the magnitude of the current flowing through the electrode; and
a TDS removal rate calculator for calculating a TDS removal rate using the TDS value;
A deionization filter device comprising a.
 제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 필터부에 원수가 유입되면, 상기 전원부를 제어하여 상기 원수의 TDS값을 측정하기 위한 제1 전압을 인가한 후, 상기 원수에 포함된 고형물질을 제거하기 위한 제2 전압을 인가하는 탈이온 필터 장치.
The method of claim 6, wherein the control unit,
When raw water flows into the filter unit, a first voltage is applied to measure the TDS value of the raw water by controlling the power supply unit, and then a second voltage is applied to remove solid substances contained in the raw water. filter device.
 제7항에 있어서, 상기 TDS 측정부는,
상기 전극에 상기 제1 전압이 인가되면, 상기 전극에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 원수TDS값을 생성하고, 상기 전극에 상기 제2 전압이 인가되면, 상기 전극에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 정수TDS값을 생성하는 탈이온 필터 장치.
The method of claim 7, wherein the TDS measuring unit,
When the first voltage is applied to the electrode, the magnitude of the current flowing through the electrode is measured to generate a raw water TDS value, and when the second voltage is applied to the electrode, the magnitude of the current flowing through the electrode is measured and an integer A deionization filter device that generates a TDS value.
 제8항에 있어서, 상기 TDS 제거율 산출부는,
상기 원수TDS값과 상기 정수TDS값을 이용하여 상기 TDS 제거율을 산출하는 탈이온 필터 장치.
The method of claim 8, wherein the TDS removal rate calculator,
A deionization filter device for calculating the TDS removal rate using the raw water TDS value and the purified water TDS value.
 제9항에 있어서, 상기 TDS 제거율 산출부는,
하기의 수학식 1을 이용하여 상기 TDS 제거율을 산출하는 탈이온 필터 장치.

수학식 1.
TDS 제거율(%) = 100 ×(1 - 정수TDS값/원수TDS값)
The method of claim 9, wherein the TDS removal rate calculator,
A deionization filter device for calculating the TDS removal rate using Equation 1 below.

Equation 1.
TDS removal rate (%) = 100 × (1 - integer TDS value / raw water TDS value)
 제1항에 기재된 탈이온 필터 장치를 포함하는 수처리기.


A water treatment device comprising the deionization filter device according to claim 1 .
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