KR20040000870A

KR20040000870A - 전기분해장치의 반응성 유도장치

Info

Publication number: KR20040000870A
Application number: KR1020020035866A
Authority: KR
Inventors: 전규동
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-07

Abstract

전기분해장치의 반응성을 유도하기 위한 장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따르면, 세탁수방으로 적재되는 급수량의 최대치를 확보할 수 있는 위치에너지를 갖고, 세탁수의 배출량에 관계 없이 세탁수방으로 적재되는 급수량의 최대치를 유지하기 위한 수위센서와 급수를 위한 급수구가 마련된 탱크; 세탁수방의 세탁수를 강제 배출시키기 위한 펌프; 및 수위센서로부터 검출된 탱크내의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 클 경우 및 무세제 세탁기의 저수조 수위가 기 설정된 기준 수위에 도달하기 전 까지, 저수조에 장착된 PH 검출센서로부터 검출된 세탁수의 PH 농도치에 반비례하여 펌프의 회전속도를 제어하고, 탱크내의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 작을 경우 펌프의 동작을 정지시키기 위한 제어장치;로 이루어져, 세탁수 PH 농도에 기초한 세탁수의 배출량을 조절할 수 있도록 구성함에 따라, 세탁수방의 내압을 저하시켜 상대적으로 전해질방의 내압이 증가하도록 한 후, 세탁수방과 전해질방의 내압차를 유도하므로써, 전해질 수용액의 이온화율을 향상시켜 세정력을 증대시키는 효과를 얻는다.

Description

전기분해장치의 반응성 유도장치{A REACTION CONTROLLER OF ELECTROLYSIS MELTING INSTALLATION}

본 발명은 무세제 세탁기의 전기분해장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기분해장치의 화학적 반응의 증감(增減) 제어를 통해 적절한 세정력을 확보함과 동시에 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있는 전기분해장치의 반응성 유도장치에 관한 것이다.

일반적으로, 무세제 세탁기는 저수조로 공급되는 세탁수가 염기성을 갖도록 하기 위해 염화나트륨(NaCl), 탄산나트륨(Na₂CO₃)등의 전해질을 투입하여 수도물에 용해시켜 전기분해를 통한 화학반응을 유도한다. 이러한 화학반응을 유도하기 위한 무세제 세탁기의 전기분해 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기의 전해질을 수용하여 수도물과의 전기분해 반응을 통한 전해수를 생성하기 위한 소정 형상의 전해질방 하우징(103)과, 상기 전해질 하우징(103)과 대응되는 형상을 갖고 수도물과의 전기분해 반응을 통한 염기성 세탁수를 생성하기 위한 세탁수방 하우징(105)과, 상기 전해질방 하우징(103) 및 세탁수방 하우징(105) 사이로 이온 교환막(109)을 보유한다.

또한 전기 분해를 위해 상기 전해질방 하우징(101)과 이온 교환막(109) 사이로 플러스 전극판(107)을 형성하고, 상기 세탁수방 하우징(105)과 이온 교환막 (109) 사이로 마이너스 전극판(111)이 구비되어, 각각의 전극판으로 직류 전원을 공급토록 하고 있다.

따라서 상기 이온 교환막(109)과 플러스 전극판(107) 사이는 전해질방을 형성하고, 상기 이온 교환막(109)과 마이너스 전극판(111) 사이는 세탁수방을 형성하고 있으며, 상기 전해질방의 상단으로는 수도물을 소정량 공급하기 위해 상단부에 위치한 급수관과, 염화나트륨 또는 탄산나트륨과 같은 전해질을 공급하기 위한 투입관 및 전해질방의 하단으로 전해질 수용액을 배출하기 위한 전해수 배출구가 마련된다.

그리고 상기 세탁수방으로는 그 상단으로 수도물이 공급되기 위한 급수관 및 전기분해로 인한 수소(H₂) 가스를 배출하기 위한 가스 배출구 및 세탁수방의 하단으로 이온화된 세탁수 즉, 염기성 세탁수를 저수조로 공급하기 위한 세탁수 배출구가 마련되고 있다.

이와 같이 구성된 전기분해장치(100)는 상기 전해질방 및 세탁수방의 배수관으로 일정량의 수도물을 공급하고, 전해질 제공장치(미도시)를 통해 상기 투입관으로 전해질이 공급된다. 그리고 상기 플러스 전극판(107) 및 마이너스 전극판(111)으로 전류/전압을 인가하여 전해질방 하우징(103) 및 세탁수방 하우징(105) 내부에서 전기분해가 이루어지도록 하며, 이로인해 염화나트륨 및 탄산나트륨과 물로부터 전기분해된 이산화탄소, 일산화탄소 및 산소가 전해질방에서 생성되고, 세탁수방에서는 수소가 발생되어 각각으로 투입구 및 가스배출구를 통해 생성 가스가 배출되도록 한다.

이 때, 이온 교환막(109)은 나트륨이온(Na+)과 수소이온(H+)을 세탁수방으로 공급하고, 수산화이온(OH-)을 전해질방으로 제공하며, 이로인해 세탁수방은 염기성 세탁수가 생성되는 것이다. 그리고 상기 이온 교환막(109)을 통한 이온 교환량 즉, 전해질 수용액의 이온 농도는 공급전류에 비례하며, 더불어 상기 전해질방 하우징 (103) 및 세탁수방 하우징(105)의 내부 압력차에도 비례한다. 이는 전해질방의 내부압력이 세탁수방의 내부압력 보다 클 수록 이온의 발생량이 증가하기 때문이다.

이와 같이 전기분해장치는 염기성 세탁수를 공급하기 위해 세탁수방과 전해질방 사이로 공급되는 전력량 및 내부압력차에 비례하여, 상기 전해질방은 전도성 이온수를 생성하고 상기 세탁수방은 염기성의 세탁수를 얻는다. 이 때 세탁수의 염기성은 세정력에 비례하며, 세정의 효율을 증대시키기 위해서는 많은 전력소비가 이루어져야 한다.

따라서 세정력의 향상은 시스템의 소비전력을 증가시키며, 소비전력 증가는 결국, 과전류를 유도하여 시스템의 안정성을 저하시키는 문제점을 발생시키게 된다. 이로부터 동일한 전류량을 갖고 세정력을 증대 즉, 세탁수의 염기성을 증대시키는 장치의 필요성이 요구되고 있는 실정에 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 저수조로 공급되는 세탁수의 유량속도를 제어하여 전기분해장치의 세탁수방 내부압력을 감압유도함에 따라, 전해질방과 세탁수방의 내부압력차를 형성하고 압력차에 의한 전해질 수용액의 이온화율 향상 및 세탁수의 염기성 증대로 인한 세정력을 향상시키기 위한 전기분해장치의 반응성 유도장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 전기분해장치의 반응성 유도장치는, 전기분해장치의 세탁수방과 연통되어 소정 체적의 공간을 보유하며, 상기 소정 체적의 공간을 통해 상기 세탁수방으로 적재되는 급수량의 최대치를 확보할 수 있는 위치에너지를 갖고, 상기 세탁수방으로부터 배출되는 세탁수의 배출량에 관계 없이 상기 세탁수방으로 적재되는 급수량의 최대치를 유지할 수 있도록상기 소정 체적의 공간으로 적재되는 급수량의 하한치를 검출하기 위한 수위센서와 급수를 위한 급수구가 마련된 탱크; 상기 세탁수방의 세탁수를 강제 배출시키기 위해 상기 세탁수방의 배수구에 연결되어 세탁수의 배출량을 조절하기 위한 펌프; 및 상기 수위센서로부터 검출된 상기 탱크내의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 클 경우 및 무세제 세탁기의 저수조 수위가 기 설정된 기준 수위에 도달하기 전 까지, 상기 저수조에 장착된 PH 검출센서로부터 검출된 상기 세탁수의 PH 농도치에 반비례하여 상기 펌프의 회전속도를 제어하고, 상기 탱크내의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 작을 경우 상기 펌프의 동작을 정지시키기 위한 제어장치;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 무세제 세탁기의 전기분해장치를 나타낸 분해 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 전기분해장치를 나타낸 사시도이며,

도 3은 본 발명의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

200 : 전기분해장치 201 : 세탁수방

205 : 탱크 209 : 수위센서

213 : 펌프 301 : 마이컴

303 : 메모리 307 : 급수밸브

309 : PH 센서 315 : 구동 드라이버

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 따른 주요 부분의 사시도를 나타내며, 도 3은 본 발명의 동작을 설명하기 위한 구성도이다. 예시된 바와 같이, 전기분해장치(200)는 세탁수방(201)의 공간 체적을 증대시키기 위한 탱크(205)가 마련되며, 상기 탱크(205)의 일측면으로 급수구(207)를 형성하여 세탁수방(201)으로 수도물이 급수되도록 한다. 또한, 탱크(205)의 상단부로 세탁수방(201)의 수위 상태를 검출하기 위한 수위센서(209)가 장착된다.

세탁수방(201)의 하단부에는 세탁수의 배출을 위한 배수구(211)가 형성되며, 상기 배수구(211)는 펌프(213)의 유입구(217)와 연결된 후, 펌프(213)의 배출구 (215)를 세탁기의 저수조와 연결한다. 상기 펌프(213)는 RPM 조정이 가능한 DC 모터 또는 AC 모터가 될 수 있으며, 이하 설명된 구동 드라이버에 의해 펌프(213)의 회전 속도를 가변시켜 세탁수의 배출량을 조절토록 한다.

상기 탱크(205)는 세탁수의 배출시 세탁수방(201)의 잔여 공간을 제거하기 위한 것으로, 세탁수방(201)의 최대 수위 보다 높도록 설치되며, 상기 최대 수위 이하로 탱크(205)내 수위가 낮아짐을 방지하기 위해 수위센서(209)를 셋팅한다. 즉, 펌프(213)의 동작으로 인한 세탁수방(201)의 수위가 저하될 때, 탱크(205)내에 적재된 수도물이 세탁수방(201)으로 공급되어 세탁수방(201)의 최대 수위가 유지되도록 한다.

이와 같은 동작은 펌프(213)의 동작오프 상태에서 그리고, 수위센서(209)가 설정치에 도달되어 급수구(207)로 수도물 급수가 정지된 상태에서 세탁수방(201)의 내압은 일정치를 유지하고 있으며, 이 때 펌프(213)의 동작온 상태에서 세탁수방(201)의 세탁수 강제배출로 인한 세탁수방(201) 내압이 저하되는 것이다. 세탁수방(201)의 내압이 저하되어도 탱크(205)에 적재된 수도물이 세탁수방(201)으로 공급되어 세탁수방(201)의 최대수위는 유지된다. 따라서, 세탁수방(201)의 내압만 저하되어 상대적으로 전해질방(203)의 내압이 상승하여 이온화율이 증대되는 것이다.

이와 같은 동작원리를 통해 탱크(205)의 용량은 펌프(213)의 최대 배출용량 보다 크거나 같아야 함은 물론이다.

도 3은 본 발명에 따른 전기분해장치의 반응성 유도장치의 제어를 설명하기 위한 것으로, 수위센서(311), 세탁기 저수조내에 설치되는 PH 센서(309),급수구(207)를 통해 공급되는 수도물의 급수 제어를 위한 급수밸브(307), 펌프(213)에 내장되는 모터(305), 상기 모터(305)의 회전속도 제어를 위한 구동 드라이버(315), 상기 급수밸브(307)를 제어하기 위해 구동전압을 제공하는 밸브 드라이버(313), 시스템 구동을 위한 프로그램 저장 및 세탁수의 PH 농도 설정에 따른 상한치 및 하한치 정보가 저장되는 메모리(303), 각 센서로부터 입력되는 정보와 상기 메모리(303)에 기 저장된 프로그램 정보에 기초하여 급수밸브(307) 및 모터(305)를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 마이컴(301) 및 사용자 제어설정을 위한 키 입력부(317)로 이루어진다.

사용자는 키 입력부(317)를 통해 무세제 세탁기의 세탁행정을 통보한다. 마이컴(301)은 세탁행정 통보에 따라 급수행정을 수행하며, 이를 위해 저수조내에 장착된 PH 센서(309)를 인에이블시킨다. PH 센서(309)는 PH 농도를 측정하기 위한 것으로 이온화된 세탁수의 도전(導電)성을 측정하여 PH 농도의 변화를 측정하고, 측정된 PH 농도 변화량에 대응하는 테이블 맵화된 PH 값을 통해 간접적인 PH 농도를 산출할 수 있다.

세탁수의 도전성은 이온화된 세탁수 내에 이격설치된 두 전극 사이의 저항치를 검출하기 위한 상기 전극 일측으로 직렬 접속되는 고정저항의 양단 전압을 판단하여 PH 농도의 예측이 가능할 것이다.

이 후, 마이컴(301)은 상기 수위센서(311)로부터 검출된 수위정보를 입력받아 급수구(207)를 통한 수도물의 급수여부를 판단한다. 수위센서(311)가 기준치에 도달하지 않았으면, 상기 밸브 드라이버(313)를 통해 급수밸브(307)를 오픈토록 하여, 상기 탱크(205)내로 급수가 이루어지도록 하며, 지속적인 수위센서(311)의 검출로부터 급수밸브(307)의 개폐여부를 결정한다. 한편, 마이컴(301)은 상기 수위센서(209)의 입력정보에 대응한 급수밸브(307)의 개폐제어는 별도의 알고리즘을 통해 개별 제어가 이루어지도록 하여 탱크(205)내의 수위가 항상 만수상태를 유지할 수 있도록 하여도 무관할 것이다.

이는 세탁수방(201)의 수위 즉, 탱크(205)의 수위가 기 설정된 기준치 이하로 저하될 경우에는 펌프(213)의 동작을 정지하며, 세탁수방(201)의 수위가 기 설정된 기준치를 넘을 경우 세탁수의 PH 농도에 따라 세탁수의 배출량을 조절하기 위한 펌프(213)를 동작시킨다.

마이컴(301)은 전기분해장치(200)로 전해질 공급 및 설정치에 대응하는 전원을 공급하여 전기분해를 수행한다. 마이컴(301)은 구동 드라이버(315)로 펌프(213)의 기본 회전수 동작을 위한 제어신호를 제공한다. 펌프(213)의 동작과 더불어 배수구(211)로 세탁수가 펌프(213)를 통해 저수조로 공급되며, 마이컴(301)은 PH 센서(309)로부터 저수조내로 공급되는 세탁수의 PH 농도를 검출한다.

또한, 상기 메모리(303)를 인에이블시켜 PH 값의 상한치 정보를 입력받아, 현재 검출된 저수조내의 PH 농도가 상한치를 넘는가를 판단한다. 저수조내의 PH 농도가 상한치를 넘지 않을 경우에는, 상기 메모리(303)로부터 PH 값의 하한치 정보를 입력받아 현재 저수조내의 PH 농도가 하한치 보다 낮은가를 판단한다. 마이컴(301)의 판단결과, 저수조내의 PH 농도가 상기 하한치 보다 낮을 경우에는 상기 구동 드라이버(315)를 통해 펌프(213)의 모터(305) 회전속도를 감소시킨다.

반면, 상기 저수조내 PH 농도가 상기 상한치 보다 높을 경우에는 마이컴(301)의 제어하에 펌프(213)의 모터(305) 회전속도를 증가시킨다. 또한, 모터(305)의 회전속도 변화에 따른 모터 회전수 설정과 더불어 상기 저수조내 PH 농도가 하한치 보다 낮지 않을 경우에는 저수조의 수위가 목표값에 도달하는지를 판단한다.

저수조의 수위가 목표값에 도달하지 않았을 경우, 마이컴(301)은 상기 과정을 반복하며, 저수조의 수위가 목표값에 도달했을 경우에는 밸브 드라이버(313)를 통해 급수밸브(307)를 차단토록 한 후, 본 급수행정을 종료한다.

한편, 본 발명에서 탱크(205)를 이용하여 세탁수방(201)의 공간 체적을 증가시켜 세탁수 배출시의 잔여 공간을 제거토록 함에 따라, 세탁수방(201)의 내부 압력이 일정하도록 하여 본원 발명의 효율을 높이고 있으나, 탱크(205)를 사용하지 않고 세탁수방(201)의 형상을 이용하여 세탁수방(201)으로 수위센서를 장착하여 내부 수위가 일정하도록 하여도 본 발명의 주요 원리가 적용된 것으로 판단할 수 있을 것이다.

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 전기분해장치의 반응성 유도장치는, 세탁수방의 공간 체적을 증대시키고 세탁수의 배출시 세탁수방의 수위가 일정하도록 하기 위해, 소정의 내압을 유지시키는 탱크를 형성하고, 세탁수 배출이 자연 낙하에 의해 이루어지지 않고 펌프를 통한 강제 배출이 이루어지도록 함과 동시에 세탁수 PH 농도에 기초한 세탁수의 배출량을 조절할 수 있도록 구성함에 따라, 세탁수방의 내압을 저하시켜 상대적으로 전해질방의 내압이 증가하도록 한 후, 세탁수방과 전해질방의 내압차를 유도하므로써, 전해질 수용액의 이온화율을 향상시켜 세정력을 증대시키는 효과를 얻는다.

또한, 전기분해장치의 소비전력을 증대시키지 않고 세정력을 향상시키기 때문에 시스템의 과전류를 억제하여 안정성을 확보할 수 있는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 전기분해장치의 반응성 유도장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims

무세제 세탁기의 전기분해장치에 있어서,

상기 전기분해장치의 세탁수방 수위의 하한치를 검출하기 위한 수위센서;

상기 세탁수방의 세탁수를 강제 배출시키기 위해 상기 세탁수방의 배수구에 연결되어 세탁수의 배출량을 조절하기 위한 펌프; 및

상기 수위센서로부터 검출된 상기 세탁수방의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 클 경우 및 상기 무세제 세탁기의 저수조 수위가 기 설정된 기준 수위에 도달하기 전 까지, 상기 저수조에 장착된 PH 검출센서로부터 검출된 상기 세탁수의 PH 농도치에 반비례하여 상기 펌프의 회전속도를 제어하고, 상기 세탁수방의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 작을 경우 상기 펌프의 동작을 정지시키기 위한 제어장치;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기분해장치의 반응성 유도장치.
무세제 세탁기의 전기분해장치에 있어서,

상기 전기분해장치의 세탁수방과 연통되어 소정 체적의 공간을 보유하며, 상기 소정 체적의 공간을 통해 상기 세탁수방으로 적재되는 급수량의 최대치를 확보할 수 있는 위치에너지를 갖고, 상기 세탁수방으로부터 배출되는 세탁수의 배출량에 관계 없이 상기 세탁수방으로 적재되는 급수량의 최대치를 유지할 수 있도록 상기 소정 체적의 공간으로 적재되는 급수량의 하한치를 검출하기 위한 수위센서와 급수를 위한 급수구가 마련된 탱크;

상기 세탁수방의 세탁수를 강제 배출시키기 위해 상기 세탁수방의 배수구에 연결되어 세탁수의 배출량을 조절하기 위한 펌프; 및

상기 수위센서로부터 검출된 상기 탱크내의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 클 경우 및 상기 무세제 세탁기의 저수조 수위가 기 설정된 기준 수위에 도달하기 전 까지, 상기 저수조에 장착된 PH 검출센서로부터 검출된 상기 세탁수의 PH 농도치에 반비례하여 상기 펌프의 회전속도를 제어하고, 상기 탱크내의 수위가 기 설정된 하한치 수위 보다 작을 경우 상기 펌프의 동작을 정지시키기 위한 제어장치;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기분해장치의 반응성 유도장치.
제 2 항에 있어서, 상기 탱크는 상기 세탁수방의 하우징과 일체화된 금형으로 제조된 것을 특징으로 하는 전기분해장치의 반응성 유도장치.