KR19990019018A - 정수기의 수위 감지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기의 수위 감지 장치에 관한 것으로 정수기의 물탱크와 관통되는 통로로 통하는 수위 감지부의 수위센서가 물에 직접 닿지 않도록 작동하는 방식으로 수위를 인식토록 구성한 것이며, 종래의 수위 감지 기술은 수위 감지센서를 물의 수위에 연동 하도록 센서 가이드에 플로터를 내장시켜 플로터가 수위에 따라 상승 하강하는 것을 이용하여 수위를 감지하였으나, 이 경우 플로터와 가이드 사이에 수막이 생겨 오동작이 있고 이 물질이 생긴다. 본 발명은 이를 위하여 정수기의 수위 감지장치를 구성함에 있어서, 정수조의 바닥면과 관통되는 배수관과, 배수관과 연결되며 바닥에 벨로우즈판을 가지는 보조탱크와, 보조탱크 하부에서 상기 벨로우즈판과 접촉자가 접촉토록 설치된 직선이동 감지센서와, 상기 직선이동 감지센서와 보조탱크를 수용하는 센서하우징을 포함하여 이루어진 정수기의 수위 감지장치를 제공하려는 것이며, 센서가 직접 물과 접촉하지 않는 방식이므로 센서의 오동작을 염려할 필요가 없다.

Description

정수기의 수위 감지 장치

본 발명은 정수기의 수위 감지 장치에 관한 것으로 정수기의 물탱크와 관통되는 통로를 통하여 정수기의 물과 접촉토록 벨로우즈판을 설치하고 이에 직선 이동 감지센서의 접촉자가 닿도록 설치하고, 직선 이동량으로 수압을 판단토록 한 정수기의 수위 감지장치에 관한 것이며, 감지센서가 물에 직접 닿지 않도록 하여 수위를 인식토록 하는 방식으로 신뢰성을 향상시킨다.

일반적으로 자연 환경의 오염에 의하여 인간이 섭취하는 물도 오염이 심하여 생수를 마시거나, 수도물 또는 지하수를 일단 정화하여 사용한다. 이렇게 수도물 등을 정수하는 정수기는 각종 방식으로 개발되어 시중에 판매되고 있다. 이러한 정수기들은 주로 수도물을 다단 정수 필터를 통하게 한후 이를 정수조에 제공하는 방식을 사용하며 이때의 수위 레벨은 수도물의 공급 및 수압 등에 의하여 이를 감지토록 이루어지며, 이는 도 1 과 같이 예시할 수 있다.

즉 수도꼭지(도시하지 않음)와 도통되는 호스(1)가 정수 하우징(2)에 장착된 단수 감지 스위치(3)에 인가되고, 정수 하우징(2)에는 다단 필터(4-1∼4-4)와, 필터링된 물을 살균시키는 살 균등(5)과, 단수 감지 스위치(3)와, 정수조(6)와 연통되는 정수기 수위 센서(7)로 이루어진다. 이때의 수위 센서(7)는 사각관 형태의 센서 가이드(7-1)와, 센서 가이드(7-1)에 일정 높이 간격으로 설치된 스위치(S1∼S3)와, 상기 센서 가이드(7-1)내에서 수위에 연동하여 부력으로 이동하고, 상기 스위치(S1∼S3)를 온 오프 시키는 마그네트(8)로 이루어진다. 이때의 마그네트(8)는 플로터(9)에 설치되며, 플로터(9)와 마그네트(8)를 합하여 센서(10)로 칭한다. 물론 각 스위치(S1∼S3)는 별도의 제어 수단(11)에 의하여 감지되고 정수기의 각종 조작을 제어하게 된다.

도 3 은 제어 수단(11)이 스위치(S1∼S3)의 조작을 인식하는 것을 예시한 회로도로, 플로터(9)에 일체로 된 마그네트(8)가 상하 이동하고, 이동시의 위치가 스위치(S1∼S3)중의 일 스위치(예를 들어 S1)에 인접하면 스위치(S1)는 접점을 온 시켜 전압(Vcc)에 의한 하이레벨에서 로레벨로 변환시킨다. 물론 레벨의 상태는 필요에 따라 변화시키고 이를 제어 수단(11)이 인식토록 하면 된다. 예를 들어 도 3 에서 플로터가 실선 상태의 마그네트(8)위치에 있을 때, 이때는 스위치(S1)가 온 되어 접지와 도통되므로 로레벨로 되고 이를 제어수단(11)이 인식하게 되는 것이다. 그러면 제어 수단(11)은 스위치(S1)가 작동되는 것으로 인식하여 이에 대응하는 수위(예를 들어 오버 플로우 상태)로 인식하고 각종 제어를 오버 플로우 프로그램에 따라 수행토록 한다. 한편 마그네트(8)가 점선위치(I)에 오면 이에 대응하는 스위치(S2)가 작동되고 이를 역시 제어 수단(11)이 인식하여, 예를 들어 중간 레벨로 인식하고, 이에 따른 일반적 정수 기능을 수행토록 한다. 마찬가지로 마그네트(8)가 위치(J)에 오면 스위치(S3)가 온 되어, 이를 제어 수단(11)이 인식토록 이루어진다. 도 4 는 상기 센서(10)와 정수조(6)의 수위를 도시한 개념도로, 수위가 점선 상태에서 실선 상태로 상승함을 도시한다. 그런데 이러한 방식의 센서(10)를 포함하는 수위 센서(7)는 센서 가이드(7-1)와 플로터(9)가 어느 정도 긴밀히 밀접하여 이동하는 방식이므로, 장시간 사용할 때 상호 정지된 상태의 시간이 많아 이 물질이 끼일 수 있어 비위생적이고, 상호 직선면 상태로 대응하므로 플로터(9)와 센서 가이드(7-1) 내면에는 수막이 형성되어 플로터(9) 및 스위치(S1∼S3)의 작동이 오동작되는 문제점이 있다. 한편 최근에는 물체의 이동을 인식하는 직선 이동 감지센서(LVDT;Linear Variable Differential Transformer)를 산업 현장에서 활용하고 있다. 이는 도 5 와 같이 측정하려는 물체와 접하는 접촉자(12)와, 접촉자(12)와 연결되며 센서본체(14)내부를 관통하는 연결 로드(13)와, 연결로드(13)에 의하여 이동 변위를 감지하는 권선을 내장한 센서본체(14)와, 센서본체(14)의 권선과 연결되는 코드(16)를 연결시키는 콘넥터(15)로 이루어진다. 이는 도 6 과 같이 센서 본체(14)에 1 차 권선(n1)과 2차 권선(n2,n3)이 권취되고, 센서본체(14)의 중앙의 관통공에는 접촉자(12)가 선단에 설치된 연결 로드(13)가 이동 가능토록 설치된다. 이 경우 일정한 위치에 접촉자(12)가 노출되도록 일정한 탄성의 스프링이 내장됨이 바람직하다. 이때 상기 1 차 권선에 인가되는 입력 전압을 Eex라 하고, 2 차 권선에 유도되는 출력 전압을 Eo라 하면 도 7 과 같이 (A)에는 일반적인 교류 전원이 인가되고, 로드(13)의 이동에 연동 하여 유도되는 출력(Eo)이 (B, C, 및 D)와 같이 상호 상이하게 되는 것을 이용하여 위치를 인식토록 이루어진다. 이는 각종 공작기계등과 같이 일정 구간 내에서 이동을 제한할 필요가 있는 기기 등에 편리하게 사용 가능하다.

본 발명의 목적은 정수기의 수위를 감지하는 장치에서, 수위를 감지하는 센서가 직접 물과 접촉치 않고 수압에 의한 벨로우즈판의 이동에 의하여 직선 이동 감지센서가 간접적으로 수위를 인식토록 함으로써 센서가 물과 직접 접촉함으로 인한 위생상의 문제점을 극복 가능토록 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 정수조의 바닥면과 관통되며 벨로우즈판을 가지는 보조 탱크를 구비하고, 보조 탱크 하부에서 상기 벨로우즈판과 접촉자가 접촉토록 직선 이동 감지센서를 설치하고, 상기 직선 이동 감지센서와 보조 탱크는 센서 하우징에 수용토록 이루어진 정수기의 수위 감지 장치를 제공하려는 것이다.

도 1 은 일반적인 정수기의 구조도,

도 2 는 도 1 에 사용되는 수위 센서 구조를 나타낸 사시도,

도 3 은 도 2 의 회로도,

도 4 는 일반적인 정수기의 정수조와 수위센서의 관계를 보이는 구성도,

도 5 는 일반적인 선형 이동 측정센서를 보인 정면도,

도 6 은 도 5 의 개념을 나타낸 회로도,

도 7 은 도 6 에 의한 출력 파형도,

도 8 은 본 발명의 수위 감지 장치를 보이는 구조도 이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10;센서 11;제어수단

12;접촉자 13;연결로드

14;센서본체 15;콘넥터

16;코드 20;센서부

21;배수관 22;보조 탱크

23;벨로우즈판 24;직선이동 감지센서

25;센서 하우징 26; 지지턱

27;스프링

즉 본 발명은 정수기의 수위 감지 장하다 구성함에 있어서, 정수조와 관통되며 바닥에 벨로우즈판을 가지는 보조 탱크와, 보조 탱크 하부에서 상기 벨로우즈판과 접촉자가 접촉토록 설치된 직선 이동 감지센서와, 상기 직선 이동 감지센서와 보조 탱크를 수용하는 센서하우징과, 감지센서의 상태를 감지하여 디스플레이 시키는 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정수기의 수위 감지 장하다 제공하려는 것이다. 이러한 본 발명은 감지센서가 직접 물과 접촉치 않고 벨로우즈판을 통하여 감지센서와 간접 접촉하므로 감지센서의 수명이 오래가고 그로 인하여 오동작의 요인이 제거되어 제품의 수명 및 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

이하 본 발명의 일 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 8 은 본 발명의 구성 예시도로, 정수조(6)와 관통되는 배수관(21)이 보조 탱크(22)와 연결된다. 보조 탱크(22)의 저면은 벨로우즈판(23)으로 구성하고, 벨로우즈판(23)은 직선 이동 감지센서(24)의 접촉자와 접하도록 설치한다, 상기 보조 탱크(22)와 벨로우즈판(23)은 센서 하우징(25)에 형성한 지지턱(26)에 안착된다. 상기 직선 이동 감지센서(24)의 접촉자(12)는 로드(13)를 통하여 연결되고, 권선(n1-n3)은 센서 본체(14)에 설치된다. 또한 센서 본체(14)는 센서 하우징(25)의 바닥면에 고정되도록 함이 바람직하고 고정 수단은 나사, 용접 접착제 등 고정 가능한 여러 수단으로 구현 가능하다. 또한 상기 2차 권선(n2,n3)의 출력은 제어 수단(30)에 인가되는바, 제어 수단(30)은 아날로그 디지탈 변환기(31)와, 아날로그 디지털 변환기(31)의 출력을 인식하여 설정치와 비교하고 현 상태를 판단하는 제어부(32)와, 제어부(32)의 판단치를 디스플레이 시키는 디스플레이부(33)로 이루어진다. (27)은 로드(13)에 탄성력을 인가하는 스프링이다.

이와 같이 구성한 본 발명은 정수조(6)에 물이 차면 해당하는 수위의 수압이 보조 탱크(22)에 인가된다. 그러면 수압에 상응하여 벨로우즈판(23)이 볼록해지거나 오목해질 것이다. 예를 들어 벨로우즈판(23)이 직선 이동 감지센서(24)의 접촉자(12)를 누르면 이에 상응하는 출력이 도 7 의 (B-D)와 같이 출력되고, 이는 도 8 의 제어 수단(30)에 인가되는바, 우선 아날로그 디지털 변환기(31)에서 디지털 값으로 변환되고 변환된 디지털 값은 제어부(22)에 인가되고, 제어부(22)에서는 기 설정된 설정치와 입력된 입력치를 비교하며 비교 판단한 값을 디스플레이부(33)에서 디스플레이 시킨다. 결국 정수조(6)의 물과는 벨로우즈판(23)을 통하여 교통하고, 수압을 감지하는 직선 이동 감지센서(24)는 벨로우즈판(23)을 통하여 작동하므로, 정수조(6)의 물이 직접 센서(24)에 닿지 않고 수압을 감지할 수 있어 수압 감지 기능으로 인한 물의 오염을 막을 수 있고, 상대적으로 사용 내구성이 월등히 좋아진다.

이상과 같이 본 발명은 정수조의 수위를 감지하는 방식을 센서가 직접 정수조 물과 접하는 방식 대신 벨로우즈판을 매개로 직선 이동 감지센서가 작동하는 방식을 사용하므로, 센서가 물과 직접 접촉 함으로 인한 오염을 막을 수 있고, 간접 접촉함으로 인하여 센서에 수막의 우려가 전혀 없어 오동작의 염려가 전혀 없는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 정수기의 수위 감지 장치에 있어서, 정수조의 바닥면과 관통되는 배수관과, 배수관과 연결되며 바닥에 벨로우즈판을 가지는 보조 탱크와, 보조 탱크 하부에서 상기 벨로우즈판과 접촉자가 접촉토록 설치된 직선 이동 감지센서와, 상기 직선 이동 감지센서와 보조 탱크를 수용하는 센서하우징을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정수기의 수위 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 직선 이동 감지센서는 센서 본체내에 권취된 1,2차 권선과, 상기 권선의 대향 중앙부위를 이동하는 로드 끝에 일체로된 접촉자로 이루어지며; 접촉자는 본체내에 내장시킨 스프링에 의하여 기준 위치가 유지되며, 스프링의 탄성력은 벨로우즈판의 수압에 의한 압력과 접촉자의 기준 위치가 균형을 이루도록 설정한 것을 특징으로 하는 정수기의 수위 감지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 벨로우즈판을 포함하는 보조 탱크는 센서하우징에 형성한 지지턱에 의하여 수평 레벨을 유지토록 고정한 것을 특징으로 하는 정수기의 수위 감지 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서부의 감지출력을 디지털 값으로 변환하는 변환부와, 변환부의 디지털 값을 설정치 와 비교하여 수위를 판단하는 제어부와, 제어부의 판단 상태를 표시하는 디스플레이부가 부가된 것을 특징으로 하는 정수기의 수위 감지 장치.