KR102670630B1 - Water purifier having deionization filter - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기는, 유입되는 물에 포함된 이온물질을 제거하는 탈이온 동작을 수행하는 탈이온 필터; 상기 탈이온 필터에 탈이온 전압 또는 재생 전압을 선택적으로 인가하는 전원 공급부; 상기 탈이온 필터의 전류를 측정하는 전류계; 및 상기 탈이온 필터가 상기 탈이온 전압에 의해 탈이온 동작을 수행하는 동안, 상기 전류계로부터 전달받은 전류값을 이용하여 누적 전하량을 산출하고 산출된 누적 전하량을 기초로 상기 탈이온 필터의 재생 시점을 판단하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.A water purifier equipped with a deionization filter according to an embodiment of the present invention includes a deionization filter that performs a deionization operation to remove ionic substances contained in incoming water; a power supply unit that selectively applies a deionization voltage or a regeneration voltage to the deionization filter; an ammeter measuring the current of the deionization filter; And while the deionization filter performs a deionization operation by the deionization voltage, the accumulated charge amount is calculated using the current value received from the ammeter, and the regeneration time of the deionization filter is determined based on the calculated accumulated charge amount. It may be configured to include a control unit that makes a decision.
Description
본 출원은 탈이온 필터를 구비하는 정수기에 관한 것이다.This application relates to a water purifier equipped with a deionization filter.
최근, 원수에 포함된 이온물질 등을 전기적 인력을 이용하여 제거하는 탈이온 필터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. Recently, research has been actively conducted on deionization filters that remove ionic substances contained in raw water using electrical attraction.
일 예로, 양이온 교환막 및 음이온 교환막을 포함하는 바이폴라(Bipolar) 이온교환막을 사용하여 탈이온 동작을 수행하는 탈이온 필터가 제안되었다.As an example, a deionization filter that performs deionization using a bipolar ion exchange membrane including a cation exchange membrane and an anion exchange membrane has been proposed.
그러나, 탈이온 필터는 이의 사용 기간이 누적됨에 따라 탈이온 필터의 이온교환 용량이 부족하게 되고, 이에 따라 이온 제거율을 하락하게 된다.However, as the period of use of the deionization filter accumulates, the ion exchange capacity of the deionization filter becomes insufficient, and thus the ion removal rate decreases.
따라서, 탈이온 필터는 주기적으로 재생 동작을 수행할 필요가 있으나, 탈이온 필터의 재생 시점을 정확하게 판단하기 위한 기술이 부재한 실정이다.Accordingly, the deionization filter needs to be periodically regenerated, but there is currently no technology for accurately determining the regeneration time of the deionization filter.
따라서, 당해 기술분야에서는 탈이온 필터의 재생 동작 수행 시점을 정확하게 판단하기 위한 방안이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need in the relevant technical field for a method for accurately determining when to perform a regeneration operation of a deionization filter.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 탈이온 필터를 구비하는 정수기를 제공한다.In order to solve the above problem, an embodiment of the present invention provides a water purifier equipped with a deionization filter.
상기 탈이온 필터를 구비하는 정수기는, 유입되는 물에 포함된 이온물질을 제거하는 탈이온 동작을 수행하는 탈이온 필터; 상기 탈이온 필터에 탈이온 전압 또는 재생 전압을 선택적으로 인가하는 전원 공급부; 상기 탈이온 필터의 전류를 측정하는 전류계; 및 상기 탈이온 필터가 상기 탈이온 전압에 의해 탈이온 동작을 수행하는 동안, 상기 전류계로부터 전달받은 전류값을 이용하여 누적 전하량을 산출하고 산출된 누적 전하량을 기초로 상기 탈이온 필터의 재생 시점을 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.The water purifier equipped with the deionization filter includes: a deionization filter that performs a deionization operation to remove ionic substances contained in incoming water; a power supply unit that selectively applies a deionization voltage or a regeneration voltage to the deionization filter; an ammeter measuring the current of the deionization filter; And while the deionization filter performs a deionization operation using the deionization voltage, the accumulated charge amount is calculated using the current value received from the ammeter, and the regeneration time of the deionization filter is determined based on the calculated accumulated charge amount. It may include a control unit that makes the decision.
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덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.Additionally, the means for solving the above problems do not enumerate all the features of the present invention. The various features of the present invention and the resulting advantages and effects can be understood in more detail by referring to the specific embodiments below.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 탈이온 필터의 재생 시점을 정확하게 판단하여 재생 동작을 수행하도록 함으로써, 탈이온 필터를 구비한 정수기의 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the performance of a water purifier equipped with a deionization filter can be stably maintained by accurately determining the regeneration time of the deionization filter and performing the regeneration operation.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 누적 정수량에 대한 누적 정수용량을 그래프로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 시간에 따라 측정된 전류를 그래프로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 시간에 따른 누적 전하량을 그래프로 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram of a water purifier equipped with a deionization filter according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the cumulative water purification capacity versus the cumulative water purification capacity according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram of a water purifier equipped with a deionization filter according to another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing a graph of current measured over time according to another embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a graph of accumulated charge over time according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, preferred embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, when describing preferred embodiments of the present invention in detail, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the same symbols are used throughout the drawings for parts that perform similar functions and actions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
Additionally, throughout the specification, when a part is said to be 'connected' to another part, this does not only mean 'directly connected', but also 'indirectly connected' with another element in between. Includes. In addition, 'including' a certain component does not mean excluding other components, but may further include other components, unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a water purifier equipped with a deionization filter according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기(100)는 탈이온 필터(110), 전원 공급부(120), 전도도계(130), 유량계(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 1, a
탈이온 필터(110)는 전기적 인력을 이용하여 유입되는 물에 포함된 이온물질 등을 제거하는 탈이온 동작을 수행할 수 있다.The
예를 들어, 탈이온 필터(110)는 제1 전극 및 제2 전극과, 제1 전극 및 제2 전극의 사이에 위치하는 바이폴라 이온교환시트를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 바이폴라 이온교환시트는 양이온 교환막과 음이온 교환막이 서로 접합하여 구성되거나, 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 형성된 물분해 촉매층을 더 포함하여 구성될 수도 있다.For example, the
또한, 탈이온 필터(110)에는 후술하는 전원 공급부(120)에 의해 전원이 인가될 수 있다. 예를 들어, 탈이온 필터(110)에는, 탈이온 동작 수행시에는 탈이온 전압이 인가되고, 재생 동작 수행시에는 재생 전압이 인가될 수 있다.Additionally, power may be applied to the
탈이온 필터(110)의 출수단에 연결되는 유로는 정수 추출을 위한 유로와 재생수 배수를 위한 유로로 분기될 수 있으며, 각 유로 상에는 정수 추출량을 제어하기 위한 정수 밸브(V1) 및 재생수 배수량을 제어하기 위한 재생수 밸브(V2)가 각각 구비될 수 있다.The flow path connected to the outlet of the
그러나, 탈이온 필터(110)의 구성이 반드시 이로 제한되는 것은 아니며, 탈이온 필터(110)는 통상의 기술자에게 알려진 다양한 방식으로 탈이온 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 탈이온 필터(110)가 탈이온 동작 또는 재생 동작을 수행하는 원리는 통상의 기술자에게 알려진 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
However, the configuration of the
전원 공급부(120)는 제어부(150)의 제어에 따라 탈이온 필터(110)에 탈이온 전압 또는 재생 전압을 선택적으로 인가할 수도 있다.The
예를 들어, 전원 공급부(120)는, 탈이온 필터(110)가 탈이온 동작을 수행하는 동안에는 탈이온 전압을 인가하고, 탈이온 필터(110)가 재생 동작을 수행하는 동안에는 재생 전압을 인가할 수 있다. 여기서, 탈이온 전압과 재생 전압은 서로 반대의 극성을 가질 수 있다. 다시 말해, 탈이온 전압 인가시에는 탈이온 필터(110)에 구비된 제1 전극 및 제2 전극은 각각 양(+) 전극 및 음(-) 전극이 되고, 재생 전압 인가시에는 탈이온 필터(110)에 구비된 제1 전극 및 제2 전극은 각각 음(-) 전극 및 양(+) 전극이 될 수 있다.
For example, the
전도도계(130)는 탈이온 필터(110)의 입수단에 연결되는 유로 상에 구비되어 탈이온 필터(110)로 유입되는 물의 전도도를 측정할 수 있다.The
유량계(140)는 탈이온 필터(110)의 입수단에 연결되는 유로 상에 구비되어 탈이온 필터(110)로 유입되는 물의 유량을 측정할 수 있다.The
전도도계(130) 및 유량계(140)에 의해 각각 측정된 전도도 및 유량은 제어부(150)로 전달되어 탈이온 필터(110)의 재생 시점을 판단하는데 사용될 수 있다.
The conductivity and flow rate measured by the
제어부(150)는 탈이온 필터를 구비하는 정수기(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어, 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등의 프로세서로 구현될 수 있다.The
구체적으로, 제어부(150)는 전원 공급부(120)가 탈이온 필터(110)로 탈이온 전압을 인가하도록 제어하여, 탈이온 필터(110)가 탈이온 동작을 수행하도록 할 수 있다. Specifically, the
또한, 제어부(150)는 탈이온 필터(110)가 탈이온 동작을 수행하는 동안, 전도도계(130) 및 유량계(140)로부터 각각 전달받은 전도도값 및 유량값을 이용하여 정수용량을 산출하고 이를 기초로 탈이온 필터(110)의 재생 시점을 판단할 수 있다.In addition, while the
예를 들어, 탈이온 필터(110)가 탈이온 동작을 수행하는 동안, 제어부(150)는 유량계(140)로부터 전달받은 유량값을 기초로 단위 유량(예를 들어, 1L)에 해당하는 물이 탈이온 필터(110)로 유입될 때마다 전도도계(130)로부터 전도도값을 전달받을 수 있다. For example, while the
또한, 제어부(150)는 하기의 식 1에 따라 단위 유량별로 정수용량을 산출하고, 각 단위 유량별로 산출한 정수용량을 누적하여 누적 정수용량을 산출할 수 있다.In addition, the
[식 1][Equation 1]
정수용량 = 전도도 x 정수량
Water purification capacity = Conductivity x Water purification capacity
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 단위 유량별로 측정된 전도도와 누적 정수용량을 산출한 일 예를 나타낸다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 누적 정수량에 대한 누적 정수용량을 그래프로 나타내는 도면으로, 표 1을 그래프로 나타낸 것이다.
Table 1 shows an example of calculating the conductivity and cumulative water purification capacity measured for each unit flow rate according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 2 is a diagram showing the cumulative water purification capacity versus the cumulative water purification capacity according to an embodiment of the present invention, and is a graph showing Table 1.
제어부(150)는 상술한 바에 따라 산출한 누적 정수용량을 기 설정된 최대 정수용량과 비교하여, 누적 정수용량이 최대 정수용량을 초과하면 탈이온 필터(110)의 재생 시점으로 판단할 수 있고, 이에 따라, 전원 공급부(120)가 탈이온 필터(110)로 재생 전압을 인가하도록 제어하여, 탈이온 필터(110)가 재생 동작을 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 최대 정수용량은 탈이온 필터(110)의 이온교환용량을 기초로 기 설정된 값일 수 있으며, 예를 들어 40,000 L*uS/cm 이하의 범위 내에서 설정될 수 있다.The
도 2에 도시된 바와 같이 최대 정수용량(21)이 2500 L*uS/cm으로 설정된 경우, 누적 정수량이 12L가 되는 시점에 누적 정수용량이 최대 정수용량을 초과하게 되므로, 제어부(150)는 누적 정수량이 12L가 되는 시점을 재생 시점으로 판단하고, 전원 공급부(120)가 탈이온 필터(110)로 재생 전압을 인가하도록 제어할 수 있다.
As shown in FIG. 2, when the maximum
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기의 구성도이다.Figure 3 is a configuration diagram of a water purifier equipped with a deionization filter according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탈이온 필터를 구비하는 정수기(300)는 탈이온 필터(310), 전원 공급부(320), 전류계(330) 및 제어부(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 탈이온 필터(310) 및 전원 공급부(320)는 도 1을 참조하여 상술한 바와 동일하므로, 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
Referring to FIG. 3, a
전류계(330)는 탈이온 필터(310)의 전류를 측정할 수 있다. 전류계(330)에 의해 측정된 전류값은 제어부(340)로 전달되어 탈이온 필터(310)의 재생 시점을 판단하는데 사용될 수 있다.
The
제어부(340)는 탈이온 필터를 구비하는 정수기(300)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 것으로, 예를 들어, 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등의 프로세서로 구현될 수 있다.The
구체적으로, 제어부(340)는 전원 공급부(320)가 탈이온 필터(310)로 탈이온 전압을 인가하도록 제어하여, 탈이온 필터(310)가 탈이온 동작을 수행하도록 할 수 있다. Specifically, the
또한, 제어부(340)는 탈이온 필터(310)가 탈이온 동작을 수행하는 동안, 전류계(330)로부터 전달받은 전류값을 이용하여 누적 전하량을 산출하고 이를 기초로 탈이온 필터(310)의 재생 시점을 판단할 수 있다.In addition, while the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 시간에 따라 측정된 전류를 그래프로 나타내는 도면으로, 탈이온 동작을 수행하는 동안 전류계(330)에 의해 측정된 전류 곡선을 적분하면 전류 곡선 아래의 면적을 구할 수 있고, 이 면적이 누적 전하량이 된다.FIG. 4 is a diagram illustrating a graph of current measured over time according to another embodiment of the present invention. Integrating the current curve measured by the
표 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 단위 시간별로 측정된 전류와 누적 전하량을 산출한 일 예를 나타낸다. 또한, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라 시간에 따른 누적 전하량을 그래프로 나타내는 도면으로, 표 2를 그래프로 나타낸 것이다.
Table 2 shows an example of calculating the current measured per unit time and the accumulated charge amount according to another embodiment of the present invention. In addition, Figure 5 is a diagram showing the cumulative charge amount over time according to another embodiment of the present invention, and shows Table 2 as a graph.
제어부(340)는 상술한 바에 따라 산출한 누적 전하량을 기 설정된 최대 전하량과 비교하여, 누적 전하량이 최대 전하량을 초과하면 탈이온 필터(310)의 재생 시점으로 판단할 수 있고, 이에 따라, 전원 공급부(320)가 탈이온 필터(310)로 재생 전압을 인가하도록 제어하여, 탈이온 필터(310)가 재생 동작을 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 최대 전하량은 탈이온 필터(310)의 이온교환용량을 기초로 기 설정된 값일 수 있다.The
도 5에 도시된 바와 같이 최대 전하량(51)이 100 A*sec로 설정된 경우, 시간이 720 sec가 되는 시점에 누적 전하량이 최대 전하량을 초과하게 되므로, 제어부(340)는 시간이 720 sec가 되는 시점을 재생 시점으로 판단하고, 전원 공급부(320)가 탈이온 필터(310)로 재생 전압을 인가하도록 제어할 수 있다.
As shown in FIG. 5, when the
도 1 및 도 3에서는 하나의 탈이온 필터를 포함하는 정수기를 도시하였으나, 본 발명의 적용 범위가 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 다시 말해, 본 발명은 두 개 이상의 탈이온 필터를 포함하는 정수기에도 그대로 적용될 수 있으며, 정수기에 포함된 두 개 이상의 탈이온 필터 각각에 대해서 상술한 바에 따라 누적 정수용량 또는 누적 전하량을 산출하고, 이를 기초로 재생 시점을 판단하도록 구현될 수 있다.
1 and 3 illustrate a water purifier including one deionization filter, but the scope of application of the present invention is not necessarily limited thereto. In other words, the present invention can also be applied to a water purifier including two or more deionization filters, and the cumulative water purification capacity or cumulative charge amount is calculated as described above for each of the two or more deionization filters included in the water purifier. It can be implemented to determine the playback time based on the playback time.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and attached drawings. For those skilled in the art to which the present invention pertains, it will be clear that components according to the present invention can be replaced, modified, and changed without departing from the technical spirit of the present invention.
100: 정수기
110: 탈이온 필터
120: 전원 공급부
130: 전도도계
140: 유량계
150: 제어부
V1: 정수 밸브
V2: 재생수 밸브100: Water purifier
110: Deionization filter
120: power supply unit
130: conductivity meter
140: flow meter
150: control unit
V1: Water purification valve
V2: Reclaimed water valve
Claims (6)
상기 탈이온 필터에 탈이온 전압 또는 재생 전압을 선택적으로 인가하는 전원 공급부;
상기 탈이온 필터의 전류를 측정하는 전류계; 및
상기 탈이온 필터가 상기 탈이온 전압에 의해 탈이온 동작을 수행하는 동안, 상기 전류계로부터 전달받은 전류값을 이용하여 누적 전하량을 산출하고 산출된 누적 전하량을 기초로 상기 탈이온 필터의 재생 시점을 판단하는 제어부를 포함하는 탈이온 필터를 구비하는 정수기.
A deionization filter that performs a deionization operation to remove ionic substances contained in incoming water;
a power supply unit that selectively applies a deionization voltage or a regeneration voltage to the deionization filter;
an ammeter measuring the current of the deionization filter; and
While the deionization filter performs a deionization operation using the deionization voltage, the accumulated charge amount is calculated using the current value received from the ammeter, and the regeneration time of the deionization filter is determined based on the calculated accumulated charge amount. A water purifier equipped with a deionization filter including a control unit.
상기 제어부는 상기 누적 전하량이 기 설정된 최대 전하량을 초과하면 상기 탈이온 필터의 재생 시점으로 판단하고, 상기 전원 공급부가 상기 탈이온 필터로 상기 재생 전압을 인가하도록 제어하는 탈이온 필터를 구비하는 정수기.
According to claim 5,
The control unit determines that it is time to regenerate the deionization filter when the accumulated charge exceeds a preset maximum charge amount, and the power supply unit controls the application of the regeneration voltage to the deionization filter.
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KR1020170167319A KR102670630B1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Water purifier having deionization filter |
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KR1020170167319A KR102670630B1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Water purifier having deionization filter |
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