KR20140078520A - 수위감지구조 및 이를 이용한 수위감지방법 - Google Patents

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Abstract

하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지하도록 구성된 수위감지구조를 개시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 수위감지구조는 물공급원에 연결되며 물공급원으로부터 물이 공급되어 저장되는 메인탱크(200); 상기 메인탱크(200)에 연결되고 상기 메인탱크(200)로부터 물이 공급되어 저장되는 하나 이상의 서브탱크(300,400); 및 상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결되어 수위를 감지하는 압력식 수위센서(500); 를 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지할 수 있으며, 단위시간당 수위변화량을 측정할 수 있고, 수위의 정밀한 감지가 가능할 수 있으며, 비교적 적은 비용과 시간으로 수위감지구조를 구성할 수 있다.

Description

수위감지구조 및 이를 이용한 수위감지방법{WATER LEVEL SENSING STRUCTURE AND WATAER LEVEL SENSING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 수위를 감지하도록 구성된 수위감지구조 및 이를 이용한 수위감지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지하도록 구성된 수위감지구조 및 수위감지방법에 관한 것이다.
수위감지구조는 물탱크 등 물이 저장되는 곳의 수위, 즉 물의 높이를 감지하도록 구성된다.
종래에는, 물탱크 등의 물이 저장되는 곳의 수위를 측정하기 위해서는 복수개의 수위센서가 필요하였다. 즉, 물탱크 등의 물이 저장되는 곳의 측정하고자 하는 수위의 높이에 수위센서를 각각 설치하여 물탱크 등의 물이 저장되는 곳의 수위를 측정하였다. 예컨대, 물탱크 등의 물이 저장되는 곳의 저수위와 중수위 및 고수위를 측정하려면, 물탱크 등의 물이 저장하는 곳의 저수위와 중수위 및 고수위 각각의 높이에 수위센서를 설치하였다. 즉, 이러한 경우에는 3개의 수위센서가 필요하게 된다.
또한, 이러한 종래의 수위센서의 경우에는, 물이 접촉되는 것에 의해서 수위를 감지하도록 구성되기 때문에, 수위가 변하는 정도는 측정하기 어렵다는 문제점이 있다. 그리고, 물이 접촉해야만 수위를 측정할 수 있기 때문에, 수위센서가 위치된 수위보다 조금 낮은 수위 또는 조금 높은 수위는 측정할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 수위의 정밀측정이 어렵다는 문제점이 있다.
한편, 정수기 등의 수처리장치에는 복수개의 물탱크 등의 물이 저장되는 곳이 구비될 수 있다. 예컨대, 정수기 등의 수처리장치에는 정수탱크, 냉수탱크, 온수탱크, 이온수탱크 및, 탄산수탱크 등이 구비될 수 있다. 그러므로, 이러한 각 탱크의 수위를 감지하기 위해서는 비교적 많은 개수의 수위센서가 필요하다는 문제점이 있다. 전술한 바와 같이, 정수탱크, 냉수탱크, 온수탱크, 이온수탱크 및, 탄산수탱크가 정수기에 구비되는 경우에, 각 탱크 별로 저수위와 중수위 및 고수위를 측정하기 위해서는, 각 탱크 당 3개의 수위센서 총 15개의 수위센서가 필요하게 된다.
수위센서는 비교적 고가이기 때문에, 수위를 감지하기 위해서 비교적 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다. 또한, 복수개의 수위센서를 각 탱크에 설치해야만 하기 때문에, 수위감지구조를 구성하기 위해서 비교적 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.
본 발명의 목적의 일 측면은 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지하도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 다른 측면은 단위시간당 수위변화량을 측정하도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 또 다른 측면은 수위의 정밀한 감지가 가능하도록 하는 것이다.
본 발명의 목적의 또 다른 측면은 비교적 적은 비용과 시간으로 수위감지구조를 구성하도록 하는 것이다.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일실시 형태와 관련된 수위감지구조는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
본 발명은 기본적으로 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지하도록 구성된 것을 기초로 한다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 수위감지구조는 물공급원에 연결되며 물공급원으로부터 물이 공급되어 저장되는 메인탱크; 메인탱크에 연결되고 메인탱크로부터 물이 공급되어 저장되는 하나 이상의 서브탱크; 및 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크 중 하나에 연결되어 수위를 감지하는 압력식 수위센서; 를 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 메인탱크 아래에는 제1서브탱크가 연결되어 위치하며, 압력식 수위센서는 제1서브탱크에 연결될 수 있다.
또한, 상기 메인탱크에는 제2서브탱크가 더 연결될 수 있다.
그리고, 상기 메인탱크와 제2서브탱크를 연결하는 연결관에는 메인탱크로부터 제2서브탱크로는 물이 이동되나 제2서브탱크로부터 메인탱크로는 물의 이동을 차단하는 체크밸브가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1서브탱크는 메인탱크로부터 공급되어 저장된 물을 냉각하도록 구성된 냉각유닛이 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제2서브탱크에는 메인탱크로부터 공급되어 저장된 물을 가열하도록 구성된 가열유닛이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2서브탱크에는 온도센서가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크로의 초기 물공급시에는 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크 모두에 물이 차야만 가열유닛과 온도센서에 의해서 제2서브탱크에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 할 수 있다.
또한, 상기 메인탱크나 제1서브탱크 또는 제2서브탱크로부터의 물의 배출시에는 메인탱크의 수위가 연결관의 높이보다 낮아지면 메인탱크에 물을 공급할 수 있다.
그리고, 상기 제2서브탱크의 수위가 온도센서의 높이보다 높은 경우에만 가열유닛과 온도센서에 의해서 제2서브탱크에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제2서브탱크로부터의 물의 연속 배출시에는 메인탱크의 수위가 연결관의 높이보다 소정 높이 높은 가상선보다 낮아지면 메인탱크에 물을 공급하고, 가열유닛과 온도센서에 의해서 제2서브탱크에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 할 수 있다.
그리고, 상기 압력식 수위센서는 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크 중 하나에 센서연결유닛에 의해서 연결될 수 있다.
또한, 상기 센서연결유닛은 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크 중 하나에 연결되는 연결트랩; 연결트랩에 연결되는 측정봉; 및 측정봉과 압력식 수위센서에 연결되는 연결튜브; 를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 측정봉과 연결튜브 및 압력식 수위센서와 연결튜브는 연결용 어댑터에 의해서 연결될 수 있다.
또한, 상기 압력식 수위센서는 회로기판에 구비될 수 있다.
그리고, 상기 물공급원은 하나 이상의 정수필터를 포함하며 유입된 물을 여과하는 여과부일 수 있다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 수위감지방법은 물공급원의 물이 공급되어 저장되는 메인탱크와 메인탱크로부터 물이 공급되어 저장되는 하나 이상의 서브탱크의 수위를 감지하는 수위감지방법에 있어서, 하나 이상의 서브탱크 중 하나에 연결되는 압력식 수위센서에 의해서 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크의 수위를 모두 감지할 수 있다.
이 경우, 상기 압력식 수위센서는 상기 압력식 수위센서가 연결된 하나 이상의 서브탱크 중 하나의 단위시간당 수위변화량을 측정하여 메인탱크와 하나 이상의 서브탱크의 수위를 모두 감지할 수 있다.
또한, 상기 메인탱크의 아래에는 제1서브탱크가 연결되고 메인탱크는 체크밸브가 구비된 연결관에 의해서 제2서브탱크에 연결되며 압력식 수위센서는 제1서브탱크에 연결될 수 있다.
그리고, 상기 메인탱크에서 물이 배출될 때의 압력식 수위센서에 의해서 측정된 단위시간당 수위변화량을 기준값으로 하고, 같은 추출량에서 압력식 수위센서 의해서 측정된 단위시간당 수위변화량이 기준값보다 작으면 제1서브탱크와 제2서브탱크 중 어느 하나에서 물이 배출되는 것으로 감지하며, 기준값보다 크면 메인탱크와 제1서브탱크 및 제2서브탱크 중 2개 이상에서 물이 배출되는 것으로 감지할 수 있다.
또한, 측정된 단위 시간당 수위변화량이 기준값 보다 소정 값 작은 제1값에서 제1값에서 소정 값 작은 제2값 사이이면 제1서브탱크에서 물이 배출되는 것으로 감지하고 제2값보다 작으면 제2서브탱크에서 물이 배출되는 것으로 감지할 수 있다.
그리고, 상기 메인탱크와 제1서브탱크 및 제2서브탱크에 각각 연결된 연결관에는 전자식 밸브가 각각 구비되거나 각 연결관에 연결된 배출구 각각은 전자식 밸브를 포함하여 압력식 수위센서에 의해서 감지된 수위가 올바르게 감지되었는지 확인할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 단위시간당 수위변화량을 측정할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 수위의 정밀한 감지가 가능할 수 있다.
그리고 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 비교적 적은 비용과 시간으로 수위감지구조를 구성할 수 있다.
도1은 본 발명에 따른 수위감지구조의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도2 내지 도11은 본 발명에 따른 수위감지구조의 일실시예의 작동을 나타내는 도면이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 수위감지구조에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고, 이하, 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 감지하도록 구성된 것을 기초로 한다.
도1에 도시된 실시예와 같이 본 발명에 따른 수위감지구조(100)는 메인탱크(200), 하나 이상의 서브탱크(300,400) 및, 압력식 수위센서(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인탱크(200)는 물공급원(도시되지 않음)에 연결될 수 있다. 또한, 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 물공급원으로부터 물이 공급되어 저장될 수 있다. 이를 위해서, 메인탱크(200)에는 도1에 도시된 실시예와 같이 연결관(L)이 연결될 수 있다. 그리고, 연결관(L)에는 도시된 실시예와 같이 개폐밸브(V)가 구비될 수 있다. 그러므로, 도2와 도3에 도시된 바와 같이 물공급원에 연결된 연결관(L)의 개폐밸브(V)를 개방하면, 물공급원의 물이 메인탱크(200)에 공급되어 저장될 수 있다.
메인탱크(200)에 연결되는 물공급원은 유입된 물을 여과하는 여과부(도시되지 않음)일 수 있다. 메인탱크(200)에 연결되는 물공급원인 여과부에는 물의 여과를 위해서 하나 이상의 정수필터(도시되지 않음)가 포함될 수 있다. 여과부에 포함되는 정수필터는, 예컨대 침전필터나 프리카본필터, 멤브레인필터 또는 포스트카본필터일 수 있다. 그러나, 여과부에 포함되는 정수필터는 이에 한정되지 않고, 물을 여과하는 정수필터라면 주지의 어떠한 정수필터라도 가능하다.
이와 같이, 메인탱크(200)에 연결되는 물공급원이 하나 이상의 정수필터를 포함하는 여과부이면, 메인탱크(200)에는 여과부에서 여과된 물이 공급되어 저장될 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)는 연결관(L)에 의해서 배출구(C1)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 도6에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)에 저장된 물, 도시된 실시예에서는 여과부에 의해서 여과되어 메인탱크(200)에 저장된 물이 연결관(L)과 배출구(C1)를 통해 외부로 배출되어 사용자에게 공급될 수 있다.
하나 이상의 서브탱크(300,400)는 도1에 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 도2와 도3에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)로부터 하나 이상의 서브탱크(300,400)에 물이 공급되어 저장될 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200) 아래에는 제1서브탱크(300)가 연결되어 위치될 수 있다. 이를 위해서, 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300) 사이에는 물이 통과되는 다수의 구멍(H)이 형성된 분리벽(W)이 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 도2에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)에 공급된 물은 분리벽(W)의 다수의 구멍(H)을 통과하여 제1서브탱크(300)에 공급될 수 있다.
제1서브탱크(300)에는 도1에 도시된 실시예와 같이 냉각유닛(310)이 구비될 수 있다. 이러한 냉각유닛(310)에 의해서 메인탱크(200)로부터 공급되어 제1서브탱크(300)에 저장된 물이 냉각될 수 있다. 이를 위해서, 냉각유닛(310)은 도시된 실시예와 같이 저온의 냉매가 유동하는 증발기일 수 있다.
그러나, 냉각유닛(310)은 이에 한정되지 않고, 메인탱크(200)로부터 공급되어 제1서브탱크(300)에 저장된 물을 냉각시킬 수 있는 것이라면, 예컨대 전원이 인가되면 일측으로부터 타측으로 열전달이 이루어져서 물을 냉각할 수 있는 열전소자를 포함하는 열전모듈 등, 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
도1에 도시된 실시예와 같이 제1서브탱크(300)는 연결관(L)에 의해서 배출구(C1)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 도5에 도시된 바와 같이 제1서브탱크(300)에 저장된 물, 도시된 실시예에서는 제1서브탱크(300)에 저장되어 냉각유닛(310)에 의해서 냉각된 물이 연결관(L)과 배출구(C1)를 통해 외부로 배출되어 사용자에게 공급될 수 있다.
메인탱크(200)에는 도1에 도시된 실시예와 같이 제2서브탱크(400)가 더 연결될 수 있다. 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)는 연결관(L)에 의해서 연결될 수 있다. 또한, 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)에는 체크밸브(CV)가 구비될 수 있다.
이에 따라, 도3에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)로부터 제2서브탱크(400)로는 물이 이동되나, 도5와 도6에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400)로부터 메인탱크(200)로는 물의 이동을 차단할 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 제2서브탱크(400)에는 가열유닛(410)이 구비될 수 있다. 이러한 가열유닛(410)에 의해서 메인탱크(200)로부터 공급되어 제2서브탱크(400)에 저장된 물이 가열될 수 있다. 이를 위해서, 가열유닛(410)은 예컨대 시즈히터(sheath heater)일 수 있다. 그러나, 가열유닛(410)은 이에 한정되지 않고, 메인탱크(200)로부터 공급되어 제2서브탱크(400)에 저장된 물을 가열시킬 수 있는 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
제2서브탱크(400)는 도1에 도시된 실시예와 같이 연결관(L)에 의해서 배출구(C2)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 도7에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400)에 저장된 물, 도시된 실시예에서는 가열유닛(410)에 의해서 가열된 물이 연결관(L)과 배출구(C2)를 통해 외부로 배출되어 사용자에게 공급될 수 있다.
제2서브탱크(400)에는 도1에 도시된 실시예와 같이 온도센서(T)가 구비될 수 있다. 이러한 온도센서(T)에 의해서 제2서브탱크(400)에 저장되고 가열유닛(410)에 의해서 가열된 물의 온도가 측정될 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 압력식 수위센서(500)는 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결될 수 있다. 이러한 압력식 수위센서(500)에 의해서 후술할 바와 같이 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400)의 수위를 모두 감지할 수 있다.
압력식 수위센서(500)는 탱크에 저장된 물의 수위에 따른 압력의 변화를 감지하여 탱크의 수위를 감지하도록 구성되어 있다. 따라서, 압력식 수위센서(500)로 탱크의 수위를 감지하게 되면, 탱크의 수위를 연속으로 감지할 수 있고, 이에 의해서 수위의 변화 정도도 감지할 수 있으며, 정밀한 수위의 감지도 가능할 수 있다.
그러므로, 종래와 같이 복수개의 수위센서를 사용하지 않아도 탱크의 수위를 감지할 수 있다. 또한, 후술할 바와 같이 압력식 수위센서(500)가 연결된 탱크, 도시된 실시예에서는 제1서브탱크(300)의 수위뿐만 아니라, 이에 간접 또는 직접적으로 연결된 다른 탱크, 예컨대 도시된 실시예에서는 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)의 수위도 감지할 수 있다.
이에 따라, 비교적 적은 비용과 시간으로 수위감지구조를 구성할 수 있다.
압력식 수위센서(500)의 구성은 특별히 한정되지 않고, 수위에 따른 압력의 변화를 감지하여 탱크의 수위를 감지하도록 구성된 것이라면 주지의 어떠한 것이라도 가능하다.
이러한 압력식 수위센서(500)는 도1에 도시된 실시예와 같이 회로기판(PCB)에 구비될 수 있다. 이와 같이, 압력식 수위센서(500)가 회로기판(PCB)에 구비되면, 압력식 수위센서(500)와 함께 회로기판(PCB)에 구비되어 본 발명에 따른 수위감지구조(100)의 다른 구성, 예컨대 밸브(V)나 냉각유닛(310), 가열유닛(410) 또는 배출구(C1,C2) 등을 작동시키는 전기회로(도시되지 않음)와 용이하게 연결될 수 있다. 이에 의해서, 압력식 수위센서(500)로부터 측정된 수위에 따라 밸브(V)나 냉각유닛(310), 가열유닛(410) 또는 배출구(C1,C2) 등을 용이하게 작동시킬 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 압력식 수위센서(500)는 센서연결유닛(600)에 의해서 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결될 수 있다. 이를 위해서, 센서연결유닛(600)은 도시된 실시예와 같이 연결트랩(610), 측정봉(620) 및, 연결튜브(630)를 포함할 수 있다.
연결트랩(610)은 도1에 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결될 수 있다. 도시된 실시예와 같이 연결트랩(610)은 제1서브탱크(300)에 연결될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 메인탱크(200)나 제2서브탱크(400)에도 연결될 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 이러한 연결트랩(610)은 제1서브탱크(300)의 하단에 연결될 수 있다. 이를 위해서, 제1서브탱크(300)의 하단에는 연결트랩(610)의 일부분이 삽입될 수 있는 구멍(도시되지 않음)이 형성되고, 연결트랩(610)의 일부분은 제1서브탱크(300)의 하단에 형성된 구멍에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 오링 등의 밀봉부재(도시되지 않음)가 연결트랩(610)의 일부분에 구비되어 연결트랩(610)의 일부분이 제1서브탱크(300)의 하단에 형성된 구멍에 삽입시 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 제1서브탱크(300)에 저장된 물이 연결트랩(610)에 유입될 수 있다.
측정봉(620)은 도1에 도시된 실시예와 같이 연결트랩(610)에 연결될 수 있다. 이러한 측정봉(620)은 연결트랩(610)과 일체로 형성될 수 있다. 예컨대, 연결트랩(610)과 측정봉(620)은 합성수지로 이루어지며, 합성수지의 사출성형에 의해서 일체로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 연결트랩(610)과 측정봉(620)이 일체로 이루어지면, 압력식 수위센서(500)를 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 외부 충력에 의해서 용이하게 파손되지 않을 수 있다.
도1에 도시된 실시예와 같이 연결튜브(630)는 측정봉(620)과 압력식 수위센서(500)에 연결될 수 있다. 이러한 연결튜브(630)는, 예컨대 실리콘 튜브일 수 있다. 따라서, 유연성이 있기 때문에 측정봉(620)과 압력식 수위센서(500)를 연결튜브(630)에 의해서 용이하게 연결할 수 있다. 그러나, 연결튜브(630)의 소재는 이에 한정되지 않고, 유연성이 있는 소재라면 주지의 어떠한 소재라도 가능하다.
측정봉(620)과 연결튜브(630) 및 압력식 수위센서(500)와 연결튜브(630)는 도1에 도시된 실시예와 같이 연결용 어댑터(625,635)에 의해서 연결될 수 있다. 이에 따라, 연결튜브(630)에 의해서 측정봉(620)과 압력식 수위센서(500)를 용이하게 연결할 수 있다.
연결용 어댑터(625,635)에는 도1에 도시된 실시예와 같이 측정봉(620) 또는 압력식 수위센서(500)에 구비된 연결돌기에 밀봉되게 끼워져서 연결되 수 있는 연결홈이 형성될 수 있다. 그리고, 도시된 실시예와 같이 연결용 어댑터(625,635)에는 연결튜브(630)가 밀봉되게 삽입되어 연결될 수 있는 연결돌기가 형성될 수 있다.
그러나, 연결용 어댑터(625,635)의 구성은 도1에 도시된 실시예에 한정되지 않고, 측정봉(620)과 연결튜브(630) 및 압력식 수위센서(500)와 연결튜브(630)를 용이하게 연결할 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이라도 가능하다.
이러한 구성의 센서연결유닛(600)에 의해서 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나의 압력이 회로기판(PCB)에 구비된 압력식 수위센서(500)에 전달되어 압력식 수위센서(500)에서 수위를 감지할 수 있다.
이하, 도2 내지 도11을 참조로 하여, 본 발명에 따른 수위감지구조(100)에 의해서 수위를 감지하는 방법에 대해서 설명한다.
도2에 도시된 바와 같이 물공급원과 메인탱크(200)에 연결된 연결관(L)에 구비되는 개폐밸브(V)를 개방하면, 물공급원의 물이 연결관(L)을 통해 메인탱크(200)에 공급될 수 있다. 그리고, 메인탱크(200)에 공급된 물은 도시된 바와 같이 분리벽(W)의 구멍(H)을 통해 제1서브탱크(300)에 공급된다. 압력식 수위센서(500)는 전술한 바와 같이 센서연결유닛(600)에 의해서 제1서브탱크(300)에 연결되어 있기 때문에, 압력식 수위센서(500)에서는 먼저 제1서브탱크(300)의 수위를 감지할 수 있다.
그리고, 압력식 수위센서(500)에서 감지된 수위가 제1서브탱크(300)의 높이와 같게 되면, 제1서브탱크(300)에 물이 모두 찼다는 것을 알 수 있다. 또한, 제1서브탱크(300)에 물이 모두 차면, 도3에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)에도 물이 차게 된다. 제1서브탱크(300)의 높이는 고정된 값이기 때문에, 압력식 수위센서(500)에서 감지된 메인탱크(200)의 수위에서 제1서브탱크(300)의 높이를 차감하면 메인탱크(200)만의 수위를 알 수 있다.
메인탱크(200)의 수위가 높아져서 도3에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)에 이르면, 도시된 바와 같이 메인탱크(200)에 공급된 물이 제2서브탱크(400)로도 공급될 수 있다. 그리고, 이와 같이 메인탱크(200)에 공급된 물이 제2서브탱크(400)로도 공급되면, 압력식 수위센서(500)에서 감지되는 단위시간당 수위변화량이 감소될 수 있다. 이에 따라, 압력식 수위센서(500)에서 감지되는 단위시간당 수위변화량이 감소되면, 제2서브탱크(400)에도 물이 공급됨을 알 수 있다.
이후에, 도4에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400) 및 제1서브탱크(300)와 메인탱크(200)에 모두 물이 차면, 메인탱크(200)로의 물의 공급이 중단된다.
또한, 도5에 도시된 바와 같이 제1서브탱크(300)로부터 이에 연결된 연결관(L)과 배출구(C1)를 통해 물이 외부로 배출되면, 배출된 양만큼의 물이 메인탱크(200)로부터 제1서브탱크(300)로 이동되기 때문에 메인탱크(200)의 수위가 낮아지게 된다. 그리고, 도6에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)로부터 이에 연결된 연결관(L)과 배출구(C1)를 통해 물이 외부로 배출되면, 메인탱크(200)의 수위가 낮아지게 된다.
도5와 도6에 도시된 바와 같은 경우 모두 메인탱크(200)의 수위가 낮아지나, 도5에 도시된 경우에서 압력식 수위센서(500)에서 감지되는 단위시간당 수위변화량과 도6에 도시된 경우에서 압력식 수위센서(500)에서 감지되는 단위시간당 수위변화량은 차이가 있게 된다.
예컨대, 도5에 도시된 경우에는 도6에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)로부터 물이 직접 배출되어 수위가 낮아지는 것이 아니라, 제1서브탱크(300)로부터 배출된 양만큼의 물이 메인탱크(200)로부터 제1서브탱크(300)로 이동하여 메인탱크(200)의 수위가 낮아지게 된다.
따라서, 도5에 도시된 경우에서의 단위시간당 수위변화량은 도6에 도시된 경우에서의 단위시간당 수위변화량보다 약간 작게 된다. 그리고, 압력식 수위센서(500)는 전술한 바와 같이 단위시간당 수위변화량을 감지할 수 있기 때문에, 이러한 압력식 수위센서(500)에 의한 단위시간당 수위변화량의 감지에 의해서, 메인탱크(200)의 수위가 낮아지면, 이것이 제1서브탱크(300)로부터의 물의 배출에 기인하는 것인지 메인탱크(200)로부터의 물의 배출에 기인하는 것인지 알 수 있다.
또한, 도7에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400)로부터 이에 연결된 연결관(L)과 배출구(C2)를 통해 물이 외부로 배출되면, 제2서브탱크(400)의 수위가 낮아지게 된다. 그리고, 제2서브탱크(400)에서 배출된 양만큼의 물이 메인탱크(200)로부터 제2서브탱크(400)로 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)의 수위가 같아질 때까지 이동하게 된다. 이에 의해서도, 메인탱크(200)의 수위가 낮아지게 된다.
그리고, 이때의 단위시간당 수위변화량도 도5에 도시된 경우 및 도6에 도시된 경우의 단위시간당 수위변화량과 차이가 있게 된다. 즉, 도7에 도시된 경우의 단위시간당 수위변화량은 도5에 도시된 경우의 단위시간당 수위변화량보다도 작게 된다. 따라서, 메인탱크(200)의 수위가 낮아지면서 압력식 수위센서(500)에서 감지된 단위시간당 수위변화량이 도5의 경우보다 작으면, 제2서브탱크(400)로부터 물이 배출되는 것을 알 수 있다.
도7에 도시된 경우에 메인탱크(200)의 수위와 제2서브탱크(400)의 수위는 같아지게 된다. 따라서, 이에 의해서 제2서브탱크(400)의 수위를 알 수 있다. 또한, 메인탱크(200)의 면적에 메인탱크(200)에서 낮아진 수위를 곱하면 제2서브탱크(400)로부터 배출된 물의 양과 이에 의해서 메인탱크(200)로부터 제2서브탱크(400)로 이동된 물의 양을 알 수 있다.
이를 정리하면, 메인탱크(200)에서 물이 배출될 때의 압력식 수위센서(500)에 의해서 측정된 단위시간당 수위변화량을 기준값으로 한다.
그리고, 같은 추출량에서 압력식 수위센서(500)에 의해서 측정된 단위시간당 수위변화량이 기준값보다 작으면 제1서브탱크(300)와 상기 제2서브탱크(400) 중 어느 하나에서 물이 배출되는 것으로 감지할 수 있다.
또한, 기준값보다 크면 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300) 및 제2서브탱크(400) 중 2개 이상에서 물이 배출되는 것으로 감지할 수 있다.
그리고, 측정된 단위 시간당 수위변화량이 기준값 보다 소정 값 작은 제1값에서 제1값에서 소정 값 작은 제2값 사이이면 제1서브탱크(300)에서 물이 배출되는 것으로 감지하고 제2값보다 작으면 제2서브탱크(400)에서 물이 배출되는 것으로 감지할 수 있다.
이와 같이, 물이 배출되는지 알 수 있으므로, 측정된 수위가 어느 탱크에서의 수위인지 알 수 있다. 따라서, 모든 탱크의 수위를 감지할 수 있다.
한편, 도1에 도시된 실시예와 같이 제2서브탱크(400)에 가열유닛(410)이 구비되어 메인탱크(200)로부터 제2서브탱크(400)에 공급되어 저장된 물을 가열하도록 구성된 경우에, 온도센서(T)가 제2서브탱크(400)에 구비될 수 있다. 온도센서(T)는 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)보다 아래의 제2서브탱크(400)의 위치에 구비될 수 있다. 그러나, 온도센서(T)의 제2서브탱크(400)에서의 위치는 특별히 한정되지 않으며 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도를 감지할 수 있는 위치라면 어떠한 위치라도 가능하다.
이러한 구성에서, 도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 온수감지구조(100)의 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400)로의 초기 물공급시에는 도4에 도시된 바와 같이 모든 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 모두에 물이 차야만 제2서브탱크(400)에 구비된 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도8에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)나 제1서브탱크(300)로부터의 물의 배출시 또는 도9에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400)로부터의 물의 배출시, 도시된 바와 같이 메인탱크(200)의 수위가 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)의 높이보다 낮아지면 메인탱크(200)에 물을 공급할 수 있다.
그리고, 도8과 도10에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400)의 수위가 온도센서(T)의 높이보다 높은 경우에만 제2서브탱크(400)에 구비된 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
도8에 도시된 경우에는 제2서브탱크(400)의 수위는 온도센서(T)의 높이보다 높기 때문에, 제2서브탱크(400)에 구비된 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 할 수 있다.
그러나, 도9에 도시된 경우에는 제2서브탱크(400)의 수위가 온도센서(T)의 높이보다 낮기 때문에, 도10에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)로부터 제2서브탱크(400)로의 물공급이 이루어져서 제2서브탱크(400)의 수위가 온도센서(T)의 높이보다 높아진 경우에만, 제2서브탱크(400)에 구비된 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 제2서브탱크(400)로부터의 물의 연속 배출시에는 도11에 도시된 바와 같이 메인탱크(200)의 수위가 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)의 높이보다 소정 높이 높은 가상선(도시되지 않음)보다 낮아지면 메인탱크(200)에 물을 공급할 수 있다.
이러한 가상선은 도11에 도시된 바와 같이 제2서브탱크(400)의 수위가 온도센서(T)의 높이보다 높도록 할 수 있는 메인탱크(200)의 수위를 나타내는 선일 수 있다. 그러나, 가상선은 특별히 한정되지 않으며, 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)의 높이보다 소정 높이 높은 선이라면 어떠한 선이라도 가능하다.
이러한 제2서브탱크(400)로부터의 물의 연속 배출시의 경우, 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 할 수 있다. 이에 의해서, 제2서브탱크(400)로부터 물이 연속으로 배출되어도, 소정의 원하는 온도의 물이 배출되도록 하여 사용자에게 공급할 수 있다.
한편, 도1에 도시된 실시예와 같이 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300)에 각각 연결된 연결관(L)은 같은 배출구(C1)에 연결되고 제2서브탱크(400)에 연결된 연결관(L)은 다른 배출구(C1)에 연결될 수도 있지만, 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300) 및 제2서브탱크(400)에 각각 연결된 연결관(L)이 각각 다른 배출구에 연결될 수도 있다. 또한, 배출구는 전자식 밸브를 포함할 수 있다.
이외에, 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300) 및 제2서브탱크(400)에 각각 연결된 연결관(L)에 다른 전자식 밸브가 각각 구비될 수 있다.
그리고, 전자식 밸브로부터 신호를 전달받아 메인탱크(200)로부터 물이 배출되는지 제1서브탱크(300)에서 물이 배출되는지 또는 제2서브탱크(400)에서 물이 배출되는지 알 수 있다.
이에 의해서, 본 발명에 따른 수위감지구조(100) 및 수위감지방법에 의해서 감지된 수위가 올바르게 감지되었는지 확인할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 수위감지구조 및 수위감지방법을 사용하면, 하나의 압력식 수위센서로 복수개의 탱크에 저장된 물의 수위를 모두 감지할 수 있으며, 단위시간당 수위변화량을 측정할 수 있고, 수위의 정밀한 감지가 가능할 수 있으며, 비교적 적은 비용과 시간으로 수위감지구조를 구성할 수 있다.
상기와 같이 설명된 수위감지구조 및 수위감지방법은 상기 설명된 실시예의 구성이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 수위감지구조 200 : 메인탱크
300 : 제1서브탱 310 : 냉각유닛
400 : 제2서브탱크 410 : 가열유닛
500 : 압력식 수위센서 600 : 센서연결유닛
610 : 연결트랩 620 : 측정봉
625,635 : 연결용 어댑터 630 : 연결튜브
L : 연결관 CV : 체크밸브
T : 온도센서 V : 개폐밸브
PCB : 회로기판 C1,C2 : 배출구
W : 분리벽 H : 구멍

Claims (22)

  1. 물공급원에 연결되며 물공급원으로부터 물이 공급되어 저장되는 메인탱크(200);
    상기 메인탱크(200)에 연결되고 상기 메인탱크(200)로부터 물이 공급되어 저장되는 하나 이상의 서브탱크(300,400); 및
    상기 메인탱크(200)와, 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결되어 수위를 감지하는 압력식 수위센서(500);
    를 포함하여 구성된 수위감지구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인탱크(200) 아래에는 제1서브탱크(300)가 연결되어 위치하며,
    상기 압력식 수위센서(500)는 상기 제1서브탱크(300)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  3. 제2항에 있어서, 상기 메인탱크(200)에는 제2서브탱크(400)가 더 연결되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  4. 제3항에 있어서, 상기 메인탱크(200)와 제2서브탱크(400)를 연결하는 연결관(L)에는 상기 메인탱크(200)로부터 제2서브탱크(400)로는 물이 이동되나 상기 제2서브탱크(400)로부터 메인탱크(200)로는 물의 이동을 차단하는 체크밸브(CV)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1서브탱크(300)는 상기 메인탱크(200)로부터 공급되어 저장된 물을 냉각하도록 구성된 냉각유닛(310)이 구비된 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제2서브탱크(400)에는 상기 메인탱크(200)로부터 공급되어 저장된 물을 가열하도록 구성된 가열유닛(410)이 구비된 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2서브탱크(400)에는 온도센서(T)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  8. 제7항에 있어서, 상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400)로의 초기 물공급시에는 상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 모두에 물이 차야만 상기 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 상기 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  9. 제7항에 있어서, 상기 메인탱크(200)나 제1서브탱크(300) 또는 상기 제2서브탱크(400)로부터의 물의 배출시에는 상기 메인탱크(200)의 수위가 상기 연결관(L)의 높이보다 낮아지면 상기 메인탱크(200)에 물을 공급하는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2서브탱크(400)의 수위가 상기 온도센서(T)의 높이보다 높은 경우에만 상기 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 상기 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제2서브탱크(400)로부터의 물의 연속 배출시에는 상기 메인탱크(200)의 수위가 상기 연결관(L)의 높이보다 소정 높이 높은 가상선보다 낮아지면 상기 메인탱크(200)에 물을 공급하고,
    상기 가열유닛(410)과 온도센서(T)에 의해서 상기 제2서브탱크(400)에 저장된 물의 온도가 소정의 원하는 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  12. 제1항에 있어서, 상기 압력식 수위센서(500)는 상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 센서연결유닛(600)에 의해서 연결되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  13. 제12항에 있어서, 상기 센서연결유닛(600)은
    상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결되는 연결트랩(610);
    상기 연결트랩(610)에 연결되는 측정봉(620); 및
    상기 측정봉(620)과 상기 압력식 수위센서(500)에 연결되는 연결튜브(630);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  14. 제13항에 있어서, 상기 측정봉(620)과 연결튜브(630) 및 상기 압력식 수위센서(500)와 연결튜브(630)는 연결용 어댑터(625,635)에 의해서 연결되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  15. 제1항에 있어서, 상기 압력식 수위센서(500)는 회로기판(PCB)에 구비되는 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  16. 제1항에 있어서, 상기 물공급원은 하나 이상의 정수필터를 포함하며 유입된 물을 여과하는 여과부인 것을 특징으로 하는 수위감지구조.
  17. 물공급원의 물이 공급되어 저장되는 메인탱크(200)와 상기 메인탱크(200)로부터 물이 공급되어 저장되는 하나 이상의 서브탱크(300,400)의 수위를 감지하는 수위감지방법에 있어서,
    상기 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나에 연결되는 압력식 수위센서(500)에 의해서 상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400)의 수위를 모두 감지하는 것을 특징으로 하는 수위감지방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 압력식 수위센서(500)는 상기 압력식 수위센서(500)가 연결된 상기 하나 이상의 서브탱크(300,400) 중 하나의 단위시간당 수위변화량을 측정하여 상기 메인탱크(200)와 하나 이상의 서브탱크(300,400)의 수위를 모두 감지하는 것을 특징으로 하는 수위감지방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 메인탱크(200)의 아래에는 제1서브탱크(300)가 연결되고 상기 메인탱크(200)는 체크밸브(CV)가 구비된 연결관(L)에 의해서 제2서브탱크(400)에 연결되며 상기 압력식 수위센서(500)는 상기 제1서브탱크(300)에 연결되는 것을 특징으로 하는 수위감지방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 메인탱크(200)에서 물이 배출될 때의 상기 압력식 수위센서(500)에 의해서 측정된 단위시간당 수위변화량을 기준값으로 하고,
    같은 추출량에서 상기 압력식 수위센서(500)에 의해서 측정된 단위시간당 수위변화량이 상기 기준값보다 작으면 상기 제1서브탱크(300)와 상기 제2서브탱크(400) 중 어느 하나에서 물이 배출되는 것으로 감지하며,
    상기 기준값보다 크면 상기 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300) 및 제2서브탱크(400) 중 2개 이상에서 물이 배출되는 것으로 감지하는 것을 특징으로 하는 수위감지방법.
  21. 제20항에 있어서, 측정된 단위 시간당 수위변화량이 상기 기준값 보다 소정 값 작은 제1값에서 상기 제1값에서 소정 값 작은 제2값 사이이면 상기 제1서브탱크(300)에서 물이 배출되는 것으로 감지하고 상기 제2값보다 작으면 상기 제2서브탱크(400)에서 물이 배출되는 것으로 감지하는 수위감지방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 메인탱크(200)와 제1서브탱크(300) 및 제2서브탱크(400)에 각각 연결된 연결관(L)에는 전자식 밸브가 각각 구비되거나 상기 각 연결관(L)에 연결된 배출구(C1) 각각은 전자식 밸브를 포함하여 상기 압력식 수위센서(500)에 의해서 감지된 수위가 올바르게 감지되었는지 확인하는 수위감지방법.
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