KR20140078054A - 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법은 (a) 연수기의 작동을 개시하는 단계, (b) 제어부를 통해 상기 연수기에 설치된 펌프의 미작동 상태를 확인하는 단계, (c) 상기 연수기에 설치된 유량 센서에서의 원수 감지 여부를 통해 상기 연수기로 원수의 유입 여부를 판단하는 단계, (d) 상기 유량 센서를 통해 실시간으로 입수되는 유량을 측정하는 단계, (e) 상기 유량 센서를 통해 측정되는 출수량이 제어부에 기설정된 기준 출수량을 만족하는지 판단하는 단계, 및 (f) 상기의 측정 출수량이 상기 기준 출수량 미만인 경우는 상기 제어부가 상기 펌프에 작동 신호를 가하는 단계를 포함한다.

Description

유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법{Method for Controlling Pump Positively using Flow Sensor}
본 발명은 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연수기에 유입되는 원수량을 인식하고 이를 통해 펌프의 출력을 조절하고자 하는 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법에 관한 것이다.
연수기는 수돗물 등의 경수에 대하여 이온교환작용을 행하여 연수로 바꾸어 주는 기기로서, 원수 속의 녹물, 콜로이드 등의 불순물을 흡착 제거하여 특히 피부미용에 좋은 부드럽고 깨끗한 물로 만들어 주는 작용을 한다.
기존 연수기 제품의 경우에는 사용자가 다이얼을 이용하여 펌프의 출력을 변경하거나 입수를 리드 스위치와 플립 구조를 이용하여 펌프를 동작하게 구성한다. 상기와 같이 수동으로 조작시에는 원수 입수량 및 입수압에 따른 출수 변동에 따라사용자가 수동적으로 조작을 해야 하며, 펌프의 출력량이 많아질수록 소음이 커진다는 문제점이 있다.
등록특허 제10-0552582호에 기재된 종래의 펌프를 이용한 일체형 자동재생 연수기를 참조하면, 원수를 연수화하여 배출될 때 발생되는 온도 변화를 제어하여 적정 온도로 배출하도록 하고, 이온수지탱크의 이온수지를 재생할 때 펌프에 의해 재생통에서 재생수가 자동으로 이온수지탱크로 입수하게 한다는 내용은 개시하지만, 연수기로의 입수량을 측정하여 펌프의 작동을 조절한다는 내용은 기재되어 있지 않다는 한계가 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 연수기에 유입되는 원수량을 유량 센서를 통해 인식한 후 측정 우 측정된 원수량이 기 설정된 기준 유량 이상인 경우에는 펌프의 작동을 조절함으로써 이를 통해 펌프의 출력을 조절하고자 하는 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법은 (a) 연수기의 작동을 개시하는 단계, (b) 제어부를 통해 상기 연수기에 설치된 펌프의 미작동 상태를 확인하는 단계, (c) 상기 연수기에 설치된 유량 센서에서의 원수 감지 여부를 통해 상기 연수기로 원수의 유입 여부를 판단하는 단계, (d) 상기 유량 센서를 통해 실시간으로 입수되는 유량을 측정하는 단계, (e) 상기 유량 센서를 통해 측정되는 출수량이 제어부에 기설정된 기준 출수량을 만족하는지 판단하는 단계, 및 (f) 상기의 측정 출수량이 상기 기준 출수량 미만인 경우는 상기 제어부가 상기 펌프에 작동 신호를 가하는 단계를 포함한다.
상기 (b) 단계는, (b1) 상기 연수기에 연결되는 수전구를 개방하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 유량 센서는 상기 연수기의 입수 유로 또는 출수 유로에 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 펌프의 출력은 90W 내지 110W 범위인 것이 바람직할 수 있다.
상기 기준 출수량은 6.0 (LPM/min) 인 것이 바람직할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법은 연수기에 유입되는 원수량을 유량 센서를 통해 인식한 후 측정 우 측정된 원수량이 기 설정된 기준 유량 이상인 경우에는 펌프의 작동을 조절함으로써 이를 통해 펌프의 출력을 조절한다.
본 발명은 펌프의 동작을 수동으로 진행하지 않고 유량 센서를 이용하여 유량을 인식하여 펌프의 출력을 조절하고 이를 통해 펌프에 과도하게 가해질 수 있는 부하를 저감함으로써 펌프의 수명을 증진하는 것과 아울러 소음을 저감할 수 있게 한다.
도 1은 유량 센서 및 펌프를 구비한 연수기의 일 실시예를 보이는 도면,
도 2는 연수기 구성요소 간의 연결 관계를 보이는 블럭 다이어그램, 및
도 3은 본 발명에 따른 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법의 시계열적인 수행 과정을 보이는 순서도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 연수기에 적용되는 것으로 한정하는 것은 아니고, 정수기 및 이온수기 등과 같이 펌프를 이용하여 공급되는 원수량을 조절할 필요가 있는 장치에는 제한 없이 적용 가능하다.
본 발명에 적용되는 연수기는 필요에 따라 일체형으로 제조되거나 각각 분리되어 제조될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용이 가능하다.
먼저, 본 발명이 적용되는 연수기(100)의 일 실시예를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
연수기(100)는 이온교환수지가 내장된 연수 탱크(110), 재생제가 저장되며 연수 탱크(110)와 재생유로(E)로 연결되는 재생 탱크(120), 수전구(10)로부터 입수 유로(A)를 통해 공급되는 원수를 연수 유로(B)를 통해 연수 탱크(110)로 이송하거나 또는 재생원수 유로(C)를 통해 재생 탱크(120)로 분리 유동하게 하는 유로전환밸브(130), 유로전환밸브(130)와 연수 탱크(110) 사이를 연결하는 연수 유로(B)에 배치되는 펌프(140), 연수 탱크(110)에서 이온화된 연수가 배출되는 출수 유로(D) 상에 배치되는 유량 센서(150), 출수 유로(D) 상에 배치되어 배출되는 연수에 대한 정화 작업을 수행하는 필터(160), 출수되는 연수의 이온 농도를 측정하는 농도 감지기(170), 및 유량 센서(150)에 전기적으로 연결되는 제어부(180)를 포함한다.
상기 제어부(180)는 유로전환밸브(130), 펌프(140) 및 농도 감지기(170)에도 전기적으로 연결되어 작동을 조절한다.
유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따라 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법을 설명한다.
먼저, 유량 센서(150)가 적용되는 연수기(100)에 작동 신호를 가한다(S10).
연수기(100)의 펌프(140) 및 유량 센서(150)에 전기적으로 연결되는 제어부(180)는 펌프(140)가 미작동 상태인지를 확인한다(S12). 상기 S12 단계는 연수기(100)에 입수되는 원수가 없는 상태에서 펌프(140)가 가동됨으로써 발생하는 불필요한 에너지 낭비 및 과부하를 미연에 방지하기 위함이다.
이후, 상기 S12 단계에서 펌프(140) 정지 상태에 대한 확인이 이루어진 후 수전구(10)의 개방이 이루어진다(S14). 상기 S14 단계는 사용자에 의해 이루어지거나 제어부(180)에 의해 자동으로 행해질 수 있다.
이후, 제어부(180)는 유량 센서(150)에서의 원수 감지 여부를 통해 연수기(100)로 원수의 유입이 이루어지는지를 판단한다(S16). 본 발명에서 유량 센서(150)는 출수 유로(D) 상에 배치되는 것을 일 실시예로 제시하지만, 입수 유로(A) 상에 배치하거나 입수 유로(A) 및 출수 유로(D) 상에 모두 배치하는 것도 가능할 수 있다.
상기 S16 단계에서 소정 시간이 경과한 이후에도 유량 센서(150)에서 측정되는 원수량이 제어부(180)에 기설정된 최저유입량에 도달하지 못하는 경우에는 연수기 시스템을 정지하고 점검을 실시하고(S18), 다시 연수기(100)에 작동 신호를 가한다.
상기 S16 단계에서 유량 센서(150)에서 측정되는 원수량이 제어부(180)에 기설정된 최저유입량을 넘는 경우에는 실시간으로 출수되는 유량을 측정한다(S20). 여기에서, 유량 센서(150)가 입수 유로(A) 상에 배치되는 경우에는 실시간으로 입수되는 유량을 측정하게 된다.
유량 센서(150)를 통해 측정되는 출수량이 제어부(180)에 기설정된 기준 출수량과 대비하여 정도를 판단한다(S22).
유량 센서(150)를 통해 측정되는 출수량이 제어부(180)에 기설정된 기준 출수량 이하인 경우에는 기준 출수량을 만족하지 못하는 경우이므로 펌프(140)를 작동하여 원수의 유입량을 증가하게 한다(S24).
한편, 유량 센서(150)를 통해 측정되는 출수량이 제어부(180)에 기설정된 기준 출수량을 넘는 경우에는 기준 출수량을 만족하는 경우이므로 펌프(140)를 작동하지 않은 상태를 유지한다.
이하, 하기에서는 본 발명이 적용되는 연수기(100)에서 입수압 및 펌프의 작동 여부에 따라 측정된 실측 유량 데이터를 기준으로 하여 펌프(140)의 on/off 지점을 결정하는 과정을 설명한다.
먼저, 하기의 표 1은 입수압 및 펌프 on/off 상태에 따라 유량의 감소율 데이터를 보인다.
입수압
(kgf/㎠)		 원수의 유입량
(LPM/min)		 펌프 off 상태 펌프 on 상태
출수량
(LPM/min)		 유량 감소율(%) 출수량
(LPM/min)		 유량
감소율(%)
0.7 4.3 3.7 14 6.3 -47
1.0 5.2 4.4 15 7 -35
2.0 7.9 6.2 22 8.8 -11
3.0 10 8.2 18 10 0
3.9 10.6 8.7 18 10.8 -2
상기의 표 1을 보면, 펌프 off 상태에서는 원수의 입수량 대비 출수량의 감소율이 14% 내지 22%로서 20% 내외의 유량 감소율을 보이는 것을 알 수 있다.
한편, 펌프 on 상태를 보면, 0.7(kgf/㎠) 내지 1.0(kgf/㎠) 정도로 입수압이 낮은 경우에는 유량 감소율이 상당히 낮은 반면에, 3.0(kgf/㎠) 이상으로 입수압이 높은 경우에는 유량 감소율이 상대적으로 높은 것을 알 수 있다.
즉, 수압이 낮은 상태에서 펌프를 작동하는 경우에는 입수되는 원수량을 상당량 증가시킬 수 있지만, 수압이 일정 수준 이상인 경우에는 입수되는 원수량 변동이 크지 않은 것을 알 수 있다.
다음으로 하기의 표 2는 상기 표 1에서의 결과를 토대로 원수의 입수량에 따라 펌프(140)의 출력을 조절하는 과정을 나타낸다.
원수의 유입량
(LPM/min)		 펌프 off시
출수량(LPM/min)		 펌프의
출력 조절		 보정된 출수량
(LPM/min)
4.3 3.7 100W 6.3
5.2 4.4 100W 7
7.9 6.2 off 6.2
10 8.2 off 8.2
10.6 8.7 off 8.7
상기의 표 2를 보면, 펌프(140)의 on 상태에서의 기준 출력을 100W로 설정한다. 본 발명에서는 보정된 출수량 및 펌프 설계 오차를 감안하여 기준 출력을 90W 내지 110W 범위로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
원수의 유입량이 5.2(LPM/min) 이하인 경우에는 펌프(140)를 가동하여 보정된 출수량을 6.0(LPM/min) 이상으로 유지하게 한다. 한편, 원수의 유입량이 7.9(LPM/min) 이상인 경우에는 펌프(140)를 미가동하는 경우에도 출수량이 6.0(LPM/min) 이상으로 유지되는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법은 연수기에 유입되는 원수량을 유량 센서를 통해 인식한 후 측정된 원수량이 기 설정된 기준 유량 이상인 경우에는 펌프의 작동을 조절함으로써 이를 통해 펌프의 출력을 조절한다. 이를 통해 펌프에 과도하게 가해질 수 있는 부하를 저감함으로써 펌프의 수명을 증진하는 것과 아울러 소음을 저감할 수 있게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 연수기
110 : 연수 탱크
120 : 재생 탱크
130 : 유로전환밸브
140 : 펌프
150 : 유량 센서
160 : 필터
170 : 농도 감지기
180 : 제어부

Claims (5)

  1. (a) 연수기의 작동을 개시하는 단계;
    (b) 제어부를 통해 상기 연수기에 설치된 펌프의 미작동 상태를 확인하는 단계;
    (c) 상기 연수기에 설치된 유량 센서에서의 원수 감지 여부를 통해 상기 연수기로 원수의 유입 여부를 판단하는 단계;
    (d) 상기 유량 센서를 통해 실시간으로 입수되는 유량을 측정하는 단계;
    (e) 상기 유량 센서를 통해 측정되는 출수량이 제어부에 기설정된 기준 출수량을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    (f) 상기의 측정 출수량이 상기 기준 출수량 미만인 경우는 상기 제어부가 상기 펌프에 작동 신호를 가하는 단계;
    를 포함하는,
    유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 연수기에 연결되는 수전구를 개방하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 센서는 상기 연수기의 입수 유로 또는 출수 유로에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프의 출력은 90W 내지 110W 범위인 것을 특징으로 하는,
    유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기준 출수량은 6.0 (LPM/min) 인 것을 특징으로 하는,
    유량 센서를 이용한 펌프의 능동 제어 방법.
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