KR20170024837A - 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법 - Google Patents

살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170024837A
KR20170024837A KR1020150120367A KR20150120367A KR20170024837A KR 20170024837 A KR20170024837 A KR 20170024837A KR 1020150120367 A KR1020150120367 A KR 1020150120367A KR 20150120367 A KR20150120367 A KR 20150120367A KR 20170024837 A KR20170024837 A KR 20170024837A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
led
storage tank
cover
purified water
Prior art date
Application number
KR1020150120367A
Other languages
English (en)
Inventor
배정석
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020150120367A priority Critical patent/KR20170024837A/ko
Priority to CN201510695309.1A priority patent/CN106477666B/zh
Priority to CN201911291996.5A priority patent/CN110845060A/zh
Publication of KR20170024837A publication Critical patent/KR20170024837A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/16—Cleaning-out devices, e.g. for removing the cake from the filter casing or for evacuating the last remnants of liquid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/30—Filter housing constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/42—Liquid level
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
    • C02F2307/14—Treatment of water in water supply networks, e.g. to prevent bacterial growth

Landscapes

  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

본 발명은, 외부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 하나 이상의 필터를 포함하는 필터부, 상기 필터부에 의해 필터링 된 정수를 유입시키는 유입구 및 상기 정수를 유출시키는 유출구를 구비하고, 상기 정수를 저장하도록 이루어지는 저수조, 및 상기 필터부에 연결되고, 상기 필터부를 통과한 정수의 일부를 순환시키면서 살균 가능하게 하는 살균장치를 포함하고, 상기 살균장치는, 상기 저수조 내부의 상측에 설치되어, 상기 저장된 정수를 살균하도록 이루어지는 UV LED(Ultraviolet Ray Light Emitting Diode), 상기 저수조의 외부에 설치되고, 상기 저수조에 저장된 정수의 순환유로를 형성하도록 상기 유입구 및 유출구에 연통되는 순환배관, 및 상기 저수조의 하단에서 상기 순환배관에 연결되도록 배치되고, 상기 순환유로에 동력을 제공하여 상기 저장된 정수의 일부를 순환시키는 순환펌프를 포함하는 정수시스템을 제공한다.

Description

살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법{PURIFY SYSTEM HAVING STERILIZATION DEVICE AND STERILIZATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 저수조 내부의 순환되는 정수를 살균하는 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 구비하는 정수 공급 장치에 관한 것이다.
정수기 또는 냉장고의 디스펜서 등에는 저수조가 설치된다. 저수조는 일정 시간 물을 저장하였다가 공급하기에, 저수조에 저장된 물에는 미생물, 박테리아 또는 바이러스 등의 세균이 번식할 수 있다. 따라서, 수은램프, 할로겐램프 또는 UV LED 등을 활용하는 여러 방식으로 저수조 내부에 저장된 물은 살균된다.
UV 살균기는 일반적으로 수은램프가 사용된다. 수은램프는 일반적으로 열이 많이 발생되며, 내부에 수은을 함유하기 때문에 환경을 오염시킬 수 있으며, 램프의 수명이 짧아 주기적인 교체가 필요하고, 램프를 보관하는 석영관 세척을 수시로 해야 한다. 또한, UV 램프는 상대적으로 크기가 컸기에, 저수조 내의 공간이 줄어들게 된다.
최근 UV LED 기술이 발전하면서 다분야에 사용하고 있는데, 전술한 수은 램프와 비교하면, 그 크기가 컴팩트하고, 높은 효율성을 지니며, 무독성이고, 수명이 길어 오래 사용할 수 있다. 이때, UV LED는 수은을 포함하지 않으며, 자외선 램프와는 다르게 워밍업 시간이 거의 없으며, 낮은 전압과 낮은 에너지가 소요되고, 수명이 연장됨으로써 교체주기를 줄일 수 있다.
다만, UV LED를 이용하여 저수조 내부의 물을 살균하는 경우, LED의 조사각도의 범위 및 물의 표면에서의 빛의 굴절 등에 의해서, 물의 표면의 일정 부근에서만 빛의 성능이 유지되어 살균되었다. 하지만, 물의 표면 부근 중에서도 LED 조사각도 밖의 공간이나 물의 저면 부근에는 LED 빛이 도달하지 않는 데드 존(dead zone, 5)이 형성되어 살균 성능이 저하되는 문제가 발생하였다.
도 1은 종래의 UV LED(3) 표면 살균 영역(4)을 도시하는 개념도이다. 도 1을 참조하면 UV LED(3)에 의해 정수탱크(1) 내부의 정수(2)가 살균되는데, 정수(2) 중에 UV LED가 도달하는 살균 영역(4)에서만 살균된다. 물의 표면에서의 빛의 굴절, UV LED(3)의 조사각의 한계에 의해 데드 존(5)에는 UV LED(3)의 빛이 도달하지 않아 정수(2)의 전체적인 살균 효율이 낮은 문제가 있었다.
또한, 살균 성능을 조절하기 위해, 높은 강도의 UV LED 빛을 조사하여야 하였으며, UV LED의 수명이 단축되는 문제가 있었다.
한편, 종래에는 살균 성능을 높히기 위해 저수조 내부의 물을 순환시켜서 살균하는 장치가 있었다. 이러한, 종래의 순환 살균은, 물을 순환시키는 배관 내에 할로겐 램프 등을 설치하여, 할로겐 램프에서 조사된 빛에 의해 배관 내부의 물을 직접 살균하고, 살균된 물을 다시 저수조로 공급하는 방식으로 살균하였다.
이러한, 할로겐 램프를 이용하는 종래의 순환 살균은 순환하는 배관 내에만 살균하였기에 한번에 살균 가능한 공간상의 제약이 있었으며, 이로 인해서 저수조 내부에 저장된 물의 살균이 효율적으로 이루어지지 않는 문제가 있었다.
또한, 상기 배관 내에 배치되는 할로겐 램프에 의해 유로 저항이 커짐으로 인해 정수의 순환이 잘 이루어지지 않아 순환 속도가 줄어들었으며, 이로 인해 살균 효율이 저하되는 문제가 있었다. 한편, 할로겐 램프가 배관 내에서 파손되는 경우에, 물이 오염되는 위생상의 문제도 있었다.
본 발명의 일 목적은, 저수조에 저장된 정수의 표면 부근에만 살균되는 문제를 해결하도록 저수조 내부의 정수를 순환시켜서, 저수조 내부의 정수를 전체적으로 살균시키는 구조를 제안하는 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은, 물의 순환을 통해 UV LED의 빛이 저수조의 하단까지 도달하는 시간을 단축시키고, 살균 시간을 단축시키며, UV LED의 사용 수명을 증대시키는 구조를 제안하는 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은, 살균 효율이 극대화될 수 있도록 UV LED를 배치하는 살균장치를 구비하는 정수시스템을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 외부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 하나 이상의 필터를 포함하는 필터부, 상기 필터부에 의해 필터링 된 정수를 유입시키는 유입구 및 상기 정수를 유출시키는 유출구를 구비하고, 상기 정수를 저장하도록 이루어지는 저수조, 및 상기 필터부에 연결되고, 상기 필터부를 통과한 정수의 일부를 순환시키면서 살균 가능하게 하는 살균장치를 포함하고, 상기 살균장치는, 상기 저수조 내부의 상측에 설치되어, 상기 저장된 정수를 살균하도록 이루어지는 UV LED(Ultraviolet Ray Light Emitting Diode), 상기 저수조의 외부에 설치되고, 상기 저수조에 저장된 정수의 순환유로를 형성하도록 상기 유입구 및 유출구에 연통되는 순환배관, 및 상기 저수조의 하단에서 상기 순환배관에 연결되도록 배치되고, 상기 순환유로에 동력을 제공하여 상기 저장된 정수의 일부를 순환시키는 순환펌프를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 상기 저수조에는 상기 저수조의 상면을 형성하는 커버가 설치되고, 상기 유입구는 상기 커버의 일측에 배치되며, 상기 유출구는 상기 저수조의 바닥면의 타측에 배치되어 상기 저수조 내에서 상기 정수의 대류를 가능하게 한다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 상기 저수조에는 상기 저수조의 상면을 형성하는 커버가 설치되고, 상기 UV LED는, 상기 저장된 정수에 빛을 조사하도록 상기 커버에 설치되고, 상기 유입구에 인접하여 배치된다.
상기 커버는, 상기 저수조 측면의 상측 단부에 연결되고, 상기 커버의 일부를 형성하는 홀더커버, 및 상기 홀더커버에 결합되어 상기 저수조의 상면을 형성하는 탱크커버를 포함하고, 상기 유입구 및 상기 UV LED는 상기 홀더커버에 설치될 수 있다.
상기 UV LED는, 상기 저장된 정수에 빛을 조사하여 상기 정수의 살균을 가능하게 하도록 이루어지고, 상기 저수조의 내부에서 상기 홀더커버에 설치되는 발광부, 상기 발광부에 전기적으로 연결되도록 이루어지고, 상기 홀더커버에 결합되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판, 및 상기 PCB 기판에 전기적으로 연결되어, 상기 UV LED에 전원공급부로부터 제공된 전원을 상기 발광부로 공급 가능하게 하는 전선부를 포함할 수 있다.
상기 UV LED는, 상기 PCB 기판 및 상기 전선부의 연결을 가능하게 하도록 상기 PCB 기판에 결합되는 PCB 하우징을 더 포함할 수 있다.
상기 저수조의 내부에서 상기 홀더커버에는, 상기 정수의 수위를 측정하도록 이루어지는 수위감지센서가 설치될 수 있다.
상기 UV LED는, 상기 수위감지센서의 위치보다 높은 위치에 설치되어 상기 저수조 내부에 저장된 정수의 표면에 빛을 조사할 수 있다.
본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 상기 UV LED 및 상기 순환펌프에 전기적으로 연결되며, 상기 정수의 수위에 근거하여 상기 UV LED의 동작시간, 상기 UV LED의 강도 및 상기 순환펌프의 동작시간 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기의 또 다른 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템을 이용하는 살균방법은 UV LED를 동작시켜서, 저수조에 저장된 정수를 살균하는 단계, 순환펌프를 이용하여, 상기 저장된 정수의 일부를 순환유로를 통해 순환시키는 단계, 및 수위감지센서에 의해 측정된 상기 저수조의 수위에 근거하여, 상기 UV LED의 동작시간, 상기 UV LED의 강도 및 상기 순환펌프의 동작시간 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 저수조의 외부에 순환배관이 설치되고, 순환배관에는 순환배관 내에 동력을 제공하는 순환펌프가 연결되어, 저수조 내부의 정수를 순환시킨다. 이로 인해, 저수조 내부에 저장된 정수는 전체적으로 살균된다.
또한, 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 순환배관 및 순환펌프를 통해 저수조 내부의 물을 순환시켜서, UV LED의 살균력이 저수조 하단의 정수를 살균시킨다. 이로 인해, 저수조 내부의 물이 살균되는 시간이 단축되며, UV LED의 사용 수명은 증대될 수 있다.
아울러, 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 저수조의 내측에 수위감지센서를 설치하여, 저수조 내부의 수위에 따라 UV LED의 강도 및 동작시간, 순환펌프의 동작시간을 제어하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 저수조 내부 상면의 유입구 측에 UV LED를 설치함으로써, 살균의 효율을 보다 증대시킬 수 있다.
본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템은, 홀더커버에 유입구, UV LED 및 수위감지센서를 설치하여, 탱크커버가 개폐되는 경우에도, 유입구, UV LED 및 수위감지센서의 안정적인 결합 구조를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 커버 상측에 UV LED가 설치되는 구조는, 홀더커버에 설치되는 PCB기판, 발광부 등의 교체로 유지 보수가 가능하다. 따라서, 본 발명의 구조는, 할로겐 램프 등 발광부의 유지 보수 시, 배관 자체를 탈거 수리하여야 했던, 배관 내부에 광원이 설치되는 종래의 구조에 비해 유지 보수에서 유리한 구조가 된다.
도 1은 종래의 UV LED 표면 살균 영역을 도시하는 개념도.
도 2는 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템을 나타내는 수배관도.
도 3은 본 발명의 저수조 및 살균장치를 도시하는 블록도.
도 4는 도 3의 저수조 및 살균장치를 도시하는 사시도.
도 5는 도 4의 살균장치의 구조 및 동작을 나타내는 개념도.
도 6은 저수조의 내부를 절개하여 도시한 사시도.
도 7은 저수조의 상부를 도시한 사시도.
도 8a는 UV LED가 저수조의 바닥면에 설치되는 제1실험예를 나타내는 개념도.
도 8b는 UV LED가 저수조의 커버에 설치되는 제1실험예를 나타내는 개념도.
도 9은 도 8a 및 도 8b의 제1실험예의 결과를 나타내는 표.
도 10a는 도 8a의 제1실험예와 관련된 살균 범위를 나타내는 시뮬레이션 데이터.
도 10b는 도 8b의 제1실험예와 관련된 살균 범위를 나타내는 시뮬레이션 데이터.
도 11a는 UV LED가 저수조 상면의 중앙에 설치되는 제2실험예를 나타내는 개념도.
도 11b는 UV LED가 저수조 상면의 유입구 부근에 설치되는 제2실험예를 나타내는 개념도.
도 11c는 UV LED가 저수조의 상면의 유입구 반대쪽에 설치되는 제2실험예를 나타내는 개념도.
도 12는 도 3의 살균장치가 구비된 정수시스템을 이용하는 UV LED 살균방법의 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일·유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템(200)을 나타내는 수배관도이다.
도 2를 참조하여, 이하, 살균장치가 구비된 정수시스템(200)에 대하여 서술한다.
본 발명의 살균장치가 구비된 정수시스템(200)은 필터부(220), 저수조(10) 및 살균장치(100)를 포함한다. 필터부(220)는 외부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 하나 이상의 필터를 포함한다. 살균장치(100)는 필터부(220)에 연결되고, 상기 필터부(220)를 통과한 정수의 일부를 순환시키면서 살균 가능하게 한다. 저수조(10) 및 살균장치(100)에 대해서는 도 3 이하의 설명에서 보다 상세히 서술하기로 하고, 여기에서는 필터부(220)를 포함한 정수시스템(200)에 대해서 서술하기로 한다.
살균장치가 구비된 정수시스템(200)은 원수를 공급받아 감압 밸브(210)를 통과하여 필터부(220)로 유입시킨다. 필터부(220)는 제1필터(221), 제2필터(222), 제3필터(223) 및 제4필터(224)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1필터(221)는 전처리 침전필터(Sediment pre-filter), 제2필터(222)는 프리카본 필터, 제3필터(223)는 RO(Reverse Osmosis, 역삼투압) 필터, 제4필터(224)는 포스트 카본필터일 수 있다. 원수는 필터부(220)를 통과하면서 이물질이 필터링되어 정수가 된다.
필터부(220)를 통과한 정수는 정수배관을 통하여 유동하게 된다. 정수는 정수배관과 연결되어 정수를 저장하는 살균장치가 구비된 정수시스템(200)의 저수조(10)로 유입될 수 있다. 저수조(10)로 유입된 정수는 취수밸브(218)를 지나 바로 출수되는 일례가 도 2에 도시된다. 도면으로 표현되지는 않았지만, 냉수탱크로 유입되어 냉각된 후에 출수될 수 있다.
필터부(220)에는 피드밸브(213), 체크밸브(215), 삼방밸브(217)가 연결될 수 있다.
피드밸브(213)는 후술하는 저수조(10)의 수위감지센서(50)에 연결되어 만수가 감지되는 경우, 차폐되어 정수의 공급을 차단하도록 이루어진다.
체크밸브(215)는 저수조(10)로의 정수의 공급을 가능하게 하도록 개방되고, 순환모듈(40)에 의해 순환살균 시에 정수의 역류를 방지하도록 폐쇄된다.
한편, 삼방밸브(217)는 필터부(220), 저수조(10)에 연결되며, 일부가 개방 또는 폐쇄되어 필터를 통과한 정수의 공급과 순환살균을 가능하게 한다.
정수는 냉각 모듈에 의해 냉각되고 냉각된 냉수를 저장하기 위한 냉수탱크로 유입될 수 있다.
또한, 본 발명의 정수시스템(200)은 저수조(10) 및 살균장치(100)를 포함하는데, 이와 관련하여서는, 도 3 및 도 4의 설명부분에서 보다 상세하게 서술하기로 한다.
저수조(10) 내부의 정수는, 살균장치(100)에 의해 살균되고, 정수 밸브(212)를 통해서 배출될 수 있다. 또는, 저수조(10) 내부의 정수는, 냉수탱크(240) 및 온수탱크(245)에 저장되었다가 각각 냉수 밸브(214) 및 온수 밸브(216)에 의해 유동이 조절된 후 취수밸브(218)를 통해 유량이 조절되어 출수배관(미도시)을 통해서 출수되게 될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 저수조(10) 및 살균장치(100)를 도시하는 블록도이고, 도 4는 도 3의 저수조(10) 및 살균장치(100)를 도시하는 사시도이다. 또한, 도 5는 도 4의 살균장치(100)를 구비하는 정수시스템(200)의 구조 및 동작을 나타내는 개념도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 이하, 본 발명의 살균장치(100)에 대하여 서술한다.
본 발명의 살균장치(100)는 UV LED(20), 전원공급부(30), 순환배관(42) 및 순환펌프(48)를 포함한다. 살균장치(100)의 설명에 앞서, 정수시스템(200)이 구비하는 저수조(10)에 대하여 우선 설명한 후, 살균장치(100)의 구성에 대하여 서술하기로 한다.
저수조(10)는 필터부(220)에 의해 걸러진 정수를 저장하도록 이루어진다. 본 발명에서 서술하는 '정수'는 정수기에서 필터링되는 물을 의미할 수 있으나, 반드시 이에 국한되는 것은 아니고, 이물질이 필터링된 물로 이해하기로 한다.
저수조(10)는 육방체, 원통 등의 형상으로 이루어질 수 있는데, 도 4에는 전체적으로 육방체로 형성된 저수조(10)의 일례가 도시된다.
저수조(10)는 정수를 유입시키는 유입구(13) 및 저장된 정수를 유출시키는 유출구(17)를 구비한다. 유입구(13)는 필터부(220)를 통과한 정수가 유입되는 입구이며, 후술하는 저수조(10) 내부의 정수를 순환시키는 경우, 순환되는 정수가 유입되는 입구가 될 수도 있다. 유입구(13)에는 필터부(220)를 통과한 정수의 유입을 가능하게 하는 유입 밸브(14)가 설치될 수 있다. 유출구(17)는 순환살균된 정수를 배출시키는 출구이며, 저수조(10) 내부의 정수가 순환살균되는 경우에, 정수의 순환을 위해 유출시키는 통로가 될 수 있다.
한편, 저수조(10)는 내부 정수의 위생을 고려하여 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있다. 플라스틱의 저수조에 비해 스테인리스 스틸의 저수조의 경우, 물때가 잘 끼지 않으며, 세균억제력에서도 플라스틱에 비해 최고 18배 우수하다.
유입구(13) 및 유출구(17)에는 내부에 순환유로(42a)를 구비하는 순환배관(42)이 연통된다.
저수조(10)에는 저수조(10)의 상면을 형성하도록 커버(12)가 설치될 수 있다. 커버(12)는 저수조(10)와 별도의 부재로 형성될 수 있는데, 커버(12)에는 유입구(13)가 형성될 수 있으며, UV LED(20)가 설치될 수 있다.
커버(12)는 홀더커버(12b) 및 탱크커버(12a)를 포함한다.
홀더커버(12b)는 저수조(10) 측면의 상측 단부에 연결되고, 커버(12)의 일부를 형성한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 홀더커버(12b)가 커버(12)의 가장자리에 형성되어 저수조(10)의 상면의 일부를 형성하는 일례가 도시된다. 홀더커버(12b)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있는데, 일례로, abs, pp 등의 재질로 형성될 수 있다. 홀더커버(12b)에는 유입구(13), UV LED(20)의 구성들 및 수위감지센서(50)가 설치될 수 있다. 플라스틱 재질의 홀더커버(12b)에 UV LED(20)의 PCB기판(25)이 설치됨으로써, 스테인리스 재질의 저수조(10) 또는 탱크커버(12a)에 UV LED(20)의 전자부품들이 설치되는 구조에 비해, 단락(short) 또는 개방(open)의 가능성이 줄어들게 된다.
탱크커버(12a)는 홀더커버(12b)에 결합되어 저수조(10)의 상면을 형성한다. 탱크커버(12a)는 예를 들면, 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 홀더커버(12b)에는 개구부가 형성될 수 있으며, 탱크커버(12a)는 개폐 가능하게 개구부에 삽입되는 구조로 형성되는 일례가 도시된다.
홀더커버(12b)에 유입구(13), UV LED(20) 및 수위감지센서(50)가 결합되고, 탱크커버(12a)에는 별다른 구성이 결합되지 않은 상태로, 홀더커버(12b)에 개폐 가능하게 설치되는 구조가 된다. 따라서, 탱크커버(12a)가 홀더커버(12b)에 개폐 가능하게 결합되는 구조는 탱크커버(12a)가 저수조(10) 상면 전체를 형성하는 구조에 비해, 탈착 또는 개폐에 용이한 구조가 된다.
유입구(13), UV LED(20) 및 수위감지센서(50)가 홀더커버(12b)에 설치됨에 따라, 탱크커버(12a)가 개폐되는 경우에도, 탱크커버(12a)의 개폐와 무관하게, 유입구(13), UV LED(20) 및 수위감지센서(50)는 저수조(10)에 결합되게 된다. 특히, UV LED(20), 수위감지센서(50) 등의 배선이 탱크커버(12a)에 직접 결합되는 경우, 탱크커버(12a)의 개폐 시에 배선이 파손될 우려가 있는데, 유입구(13), UV LED(20) 및 수위감지센서(50)가 홀더커버(12b)에 설치되어 배선의 파손을 방지하게 된다.
유입구(13)는 저수조(10)의 커버(12)의 일측에 배치되고, 유출구(17)는 저수조(10)의 바닥면(16)의 타측에 배치될 수 있는데, 도 4 및 도 5를 참조하면, 유입구(13) 및 유출구(17)가 서로 저수조(10)의 대각선 위치에 배치되는 예가 도시되는데, 이러한 구조는 후술하는 바와 같이, 유입구(13) 및 유출구(17)가 서로 멀리 배치되어 정수의 순환 시에 정수가 대류에 유리하고, 따라서 순환 살균에 유리한 구조가 된다.
상기 유입구(13) 및 유출구(17)가 대각선 위치에 배치됨에 따라서, 순환 살균 시에, 유입구(13)로 유입되는 정수에 의해, 도 5에서 도시되는 바와 같이, 좌측 상부로 정수가 저장되어, 좌측 상부 정수의 유동을 활발하기 하고, 후술하는 순환펌프(48)의 동작에 의한 유출구(17)에서의 유동은 우측 하부에서의 정수를 유출 가능하게 하여, 우측 하부 정수의 유동을 활발하게 한다.
따라서, 유입구(13)가 저수조(10)의 커버의 일측에 배치되고, 유출구(17)는 저수조(10)의 바닥면의 타측에 배치되는 유입구(13) 및 유출구(17)의 대각선 배치에 따라서, 정수의 유동 및 순환은 더욱 활발해지며, 순환 살균의 효율을 더욱 증대시킬 수 있게 된다.
유입구(13) 및 유출구(17)는 후술하는 저수조(10)의 외부에 설치되는 순환배관(42)에 의해 연결된다. 저수조(10)에 저장된 정수는, 유출구(17), 순환배관(42) 내의 순환유로(42a) 및 유입구(13)를 통과하면서 순환하게 되어 살균 효율을 보다 향상시키게 되는데, 이에 관해서는 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
저수조(10)의 내측에는 수위감지센서(50)가 설치될 수 있는데, 수위감지센서(50)는 저수조(10) 내부에 저장된 정수의 수위를 측정하도록 이루어진다.
수위감지센서(50)는 저수조(10) 내부에서 설치된다. 일례로, 수위감지센서(50)는 저수조(10)의 내부의 커버(12)의 일측에 복수 개로 설치될 수 있다. UV LED(20)는 수위감지센서(50) 보다 높은 위치에 설치된다. 일례로, UV LED(20)는 복수 개의 수위감지센서(50) 중 가장 높은 위치에 배치되는 수위감지센서(50) 보다 높은 곳에 배치된다. 이에 대해서는 UV LED(20)의 설명 부분에서 좀 더 상세히 서술한다.
UV LED(Ultraviolet Ray Light Emitting Diode, 20)는 저수조(10) 내부의 커버(12)에 설치되어, 저장된 정수를 살균한다. UV LED(20)는 일정영역의 파장의 빛을 방출하도록 이루어지며, 일례로 상기 파장은 200~280nm일 수 있다.
UV LED(20)는 저수조(10) 내부의 상측에 설치된다.
이런 구조는, 정수의 순환이 가능한 배관 내부에 할로겐 램프 또는 UV LED(20)가 설치되는 구조에 비해, UV LED(20)의 조사, 발광 면적이 넓어지게 되어, 살균 효율이 증대되게 된다. 또한, 후술하는 순환 배관 내부에 따로, 발광부를 구비하지 않아, 유로 저항의 감소를 방지하게 되어 순환 속도가 빨라지게 되며, 이로 인해, 순환 살균의 효율이 증대된다.
UV LED(20)는 저수조(10)의 커버(12)에 유입구(13)에 인접하여 배치될 수 있다. 후술하는 바와 같이, UV LED(20)는 유입구(13)에 인접하게 홀더커버(12b)에 설치될 수 있다. 상기와 같은 UV LED(20)의 배치는, 살균장치가 구비된 정수시스템(200)의 살균 효율을 고려하여, UV LED(20)의 설치 위치를 정하였으며, 이를 위해 여러 실험이 수행하였는데, 제1 및 제2실험예에 관하여는 후술한다.
수위감지센서(50)는 정수의 수위를 측정하도록 이루어지는데, 저수조(10)의 내부에서 홀더커버(12b)에 복수 개로 설치될 수 있다. 수위감지센서(50)는 정수의 수위를 감지하는 센서 및 센서를 저수조(10)의 내부에 결합시키는 센서하우징을 포함할 수 있다.
물과 공기는 유전율의 차이가 약 80배 가량 되기 때문에 동일 공간에 물이 차 있는 경우와 공기가 차 있는 경우, 정전용량의 변화가 생기게 된다. 수위감지센서(50)는 센서가 정전용량의 변화를 감지하여 센서에 물이 접촉할 경우 정전용량의 변화를 측정하여 정수조 내의 수위를 감지할 수 있게 된다. 복수 개의 수위감지센서(50)는 홀더커버(12b)에 이격 배치되어 수위를 측정할 수 있게 된다.
또한, 수위감지센서(50)에는 제어부(35)가 연결되어 정수의 수위가 낮은 경우에는 UV LED(20)의 강도를 낮추거나 발광시간을 짧게 하도록 조절하고, 정수의 수위가 높은 경우에는 UV LED(20)의 강도를 높이거나 발광시간을 길게 하도록 조절하여 정수의 수위에 따라서 살균성능을 조절하게 된다.
UV LED(20)는 복수의 수위감지센서(50)가 배치되는 위치보다 높은 곳에 배치된다. 이런 구조는, UV LED(20)가 정수로부터 이격되도록 배치되고, 이로 인해, 정수의 표면에 일정 조사각를 유지한 채 빛을 조사하는 구조를 형성한다. UV LED(20)가 정수와 접촉되어 살균하게되면, LED의 조사각도의 범위와 한계, 정수의 내부에서의 빛의 굴절 등에 의해서 살균이 충분히 이루어지지 않는다. 즉, UV LED(20)가 정수로부터 이격되도록 배치되는 구조는 살균 효율을 더욱 증대시키는 구조가 된다.
한편, 복수의 수위감지센서(50)는 만수위 여부를 감지하는 수위감지센서(50)를 포함하도록 이루어질 수 있는데, 이 경우에, 도 2에서 도시되는 피드밸브(213)를 차단함으로써 저수조(10)로의 정수 공급을 차단하게 된다. 예를 들면, 수위감지센서(50) 중에 일 단부가 가장 높은 위치에 배치되는 수위감지센서(50)는 만수위감지센서로 이해될 수 있다.
이로 인해, 정수의 저수조(10) 내부로 정수의 과다 유입을 방지할 수 있다. 또한, 정수를 일정높이까지만 유입 가능하게 함으로써 UV LED(20)의 발광부(23)와 정수의 표면을 일정 거리 이격시킬 수 있으며, UV LED(20)의 발광부(23)가 정수의 표면에 일정 조사각을 유지하며, 빛을 조사하는 구조가 된다.
피드밸브(213)가 차단되는 경우라도, 순환살균이 이루어지는 상태에서는, 순환배관(42)을 통과하는 정수는 유입구(13)를 통해 저수조(10) 내부로 유입 가능하다.
본원 발명에서 순환살균은, 정수의 일부를 순환배관(42)에 형성된 순환유로(42a)에서 순환펌프(48)에 의해 순환시키며, 저수조(10) 내부의 정수를 UV LED(20)로 살균하는 것을 의미한다.
UV LED(20)는 발광부(23), PCB(Printed Circuit Board)기판(25) 및 전선부(27)를 포함하는데, UV LED(20)의 상세 구조에 관하여는 도 6의 설명 부분에서 서술하기로 한다.
전원공급부(30)는 UV LED(20)에 전원을 공급하도록 이루어진다. 전원공급부(30)는 제어부(35)와 전기적으로 연결되어 UV LED(20) 및 순환펌프(48)의 온/오프를 제어할 수 있다. 한편으로는, UV LED(20)에 직접 전기적으로 연결되어 UV LED(20)에 전원을 공급할 수도 있다.
전원공급부(30)는 UV LED(20) 및 순환펌프(48)에 전력을 동시에 공급하였다가 차단할 수 있으며, 이로 인해, UV LED(20)의 온/오프 동작 및 순환펌프(48)의 온/오프 동작을 동시 제어할 수 있다.
순환배관(42)은 내부에 순환유로(42a)를 형성하는데, 순환유로(42a)는 유출구(17) 및 유입구(13)에 연통되어 저장된 정수가 이동되는 통로로서 이해될 수 있다. 저수조(10)에 저장된 정수는 유출구(17)를 통해서 순환유로(42a)를 지나가게 되며 유입구(13)로 유입되게 된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 순환배관(42)의 일 측은 유출구(17)에 연결되고, 타 측은 유입구(13)에 연결된다. 순환배관(42)은 저수조(10)의 바닥 및 저수조(10)의 커버(12) 사이에서 연장될 수 있으며, 저수조(10)의 측면에 이격되어 설치된다.
순환배관(42)은 제1순환배관(43), 제2순환배관(44) 및 제3순환배관(45)을 포함할 수 있다.
제1순환배관(43)은 저수조(10)의 바닥면(16)에 이격되어 형성되고, 제1순환유로(43a)를 형성한다. 도 3 및 도 4에는 저수조(10)의 바닥면(16)과 나란하게 배치되는 제1순환배관(43)의 일례가 도시되어 있다.
제2순환배관(44)은 저수조(10)의 측면과 이격되고, 제1순환배관(43)과 연결되며, 제1순환배관(43) 및 제3순환배관(45) 사이에 상하방향으로 연장된다. 제2순환배관(44)은 저수조(10)의 측면과 나란하게 형성될 수 있는데, 제2순환배관(44)에는 제2순환유로(44a)가 형성된다.
제3순환배관(45)은 유입구(13) 및 제2순환배관(44)에 각각 연결되고, 적어도 일부가 저수조(10)의 커버(12)와 소정 거리 이격된다. 일례로, 제3순환배관(45)은 커버(12)와 나란하게 형성될 수 있으며, 제3순환배관(45)은 제3순환유로(45a)를 구비할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 내지 제3순환배관(43, 44, 45)에는 각각 제1 내지 제3순환유로(43a, 44a, 45a)가 형성되고, 저수조(10) 내의 정수는 제1 내지 제3순환유로(43a, 44a, 45a)를 따라서 순환된다.
순환배관(42)의 유출구(17) 측에는 순환펌프(48)가 배치된다. 순환펌프(48)는, 저수조(10)에 저장된 정수를 순환배관(42)에 형성되는 순환유로(42a)에 동력을 제공하여 정수의 일부를 순환 가능하도록 한다.
순환펌프(48)는 일반적인 펌프 또는 배수펌프 등으로 이해될 수 있으며, 순환펌프(48)와 관련하여, 본원의 설명부분에서 서술되지 않은 부분은, 동력을 발생하여 유체를 이동시키는 일반적인 구성으로 이해하기로 한다.
본 발명의 살균장치(100)가 구비된 정수시스템(200)는 제어부(35)를 더 포함할 수 있는데, 제어부(35)는 UV LED 제어부(36) 및 순환펌프 제어부(38)로 이루어질 수 있다. UV LED 제어부(36)는 UV LED(20)에, 순환펌프 제어부(38)는 순환펌프(48)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 후술하는 바와 같이, UV LED 제어부(36)는 UV LED(20)의 전선부(27)를 통해 발광부(23)에 전기적으로 연결된다.
제어부(35)는 저수조(10) 내에 저장된 정수의 수위에 근거하여 동작하게 되는데, UV LED 제어부(36)는 각각 UV LED(20)의 동작시간과 UV LED(20)의 강도를 제어하고, 순환펌프 제어부(38)는 순환펌프(48)의 동작시간을 제어한다. 제어부(35)에는 수위감지센서(50)가 연결될 수 있으며, 수위감지센서(50)를 통해 정수의 수위 또는 만수위를 감지할 수 있다.
한편, 제어부(35)는 전원공급부(30)에 전기적으로 연결될 수 있는데, 전원공급부(30)로부터 받은 전력을 UV LED(20) 및 순환펌프(48)에 전달하여 살균 시에 UV LED(20) 및 순환펌프(48)를 동시에 동작시킬 수 있다.
앞에서 설명한, 순환배관(42) 및 순환펌프(48)는 저수조(10)에 저장된 정수를 순환시키는 순환모듈(40)로서 이해될 수 있다. 순환모듈(40)은 전술한 바와 같이, 저수조(10)에 저장된 정수를 순환시키고, 동시에, UV LED(20)에 의해 조사되어 저수조(10) 내부의 정수를 살균하기에, 종래에 충분히 살균이 이루어지지 않았던 저수조(10)의 데드 존(dead zone, 5)이나 저수조(10)의 바닥면(16)까지 살균하여, 살균 성능을 향상시킨다.
도 6은 저수조(10)의 내부를 절개하여 도시한 사시도이다. 또한, 도 7은 저수조(10)의 상부를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하여, UV LED(20)의 구조, UV LED(20) 및 커버(12) 간의 결합관계에 대하여 서술한다.
UV LED(20)는 발광부(23), PCB기판(25) 및 전선부(27)를 포함한다. 또한, UV LED(20)는 PCB기판(25)에 전선부(27)로 연결 가능하게 하는 PCB 하우징(26)을 더 포함할 수 있다.
발광부(23)는 전원공급부(30)로부터 전원을 공급받아서, 빛을 발생시키고, 발생된 빛을 조사하여 정수의 살균을 가능하게 한다. 발광부(23)는 복수의 수위감지센서(50) 중에서 가장 높은 곳의 수위감지센서(50) 보다 높은 곳에 설치되어, 정수의 표면에 빛을 조사하도록 이루어질 수 있다. 정수의 표면에 조사된 빛은 굴절되어 정수의 내부로 유입되며, 살균이 이루어지게 된다. 예를 들면, 발광부(23)는 일반적인 LED 발광 소자로 이해될 수 있다.
발광부(23)는 저수조(10)의 내부에서 홀더커버(12b)에 삽입되는 구조로 형성되는 일례가 도 7의 단면에 도시되어 있다. 발광부(23)는 저수조(10)의 내부에 저장된 정수를 조사하도록 이루어진다.
발광부(23)는 전선(23a)에 의해 PCB기판(23)과 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
PCB기판(25)은 발광부(23)에 전기적으로 연결되도록 이루어지고, 홀더커버(12b)의 상부에 결합될 수 있다. 일례로, 도 7을 참조하면, PCB기판(25)은 홀더커버(12b)를 사이에 두고 발광부(23)의 반대측에 결합될 수 있다. PCB기판(25)에는 발광부(23)의 동작 및 제어를 가능하게 하는 여러 소자들이 설치될 수 있으며, 발광부(23)는 PCB기판(25)의 소자들에 연결되어, 발광부(23)의 제어가 가능해질 수 있다.
PCB하우징(26)은 PCB기판(25)의 일부 또는 PCB기판(25)의 소자를 덮도록 홀더커버(12b)의 상부에 설치될 수 있다. 또한, PCB하우징(26)은 전선부(27)를 PCB기판(25)에 연결 가능하게 한다. 이를 위해, PCB하우징(26)에는 전선부(27)가 지나가는 통로를 형성될 수 있다.
전선부(27)는 PCB기판(25)에 전기적으로 연결되어 전원공급부(30)로부터 제공되는 전원을 발광부(23)로 공급 가능하게 한다. 전선부(27)는, 예를 들면, 단자를 붙여서 적당히 다듬는 절연 전선 다발인 하니스(harness)로 이해될 수 있다. 전선부(27)는 전원공급부(30) 및 제어부(35)와 전기적으로 연결되어, 전원을 발광부(23)에 공급하고, 발광부(23)의 동작시간 및 강도를 제어한다.
도 7에는 UV LED(20)가 홀더커버(12b)에 설치되는 일례가 도시되나, UV LED(20)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니고, 세부 구조는 일부 변형될 수 있다.
또한, 발광부(23), PCB기판(25), PCB하우징(26) 등이 홀더커버(12b)에 설치됨으로 인한 효과는, UV LED(20)가 홀더커버(12b)에 설치됨으로 인한 효과와 크게 다르지 않으며, 이에 관하여는 전술하였다.
도 8a는 UV LED(20)가 저수조(10)의 바닥면(16)에 설치되는 제1실험예를 나타내는 개념도이고, 도 8b는 UV LED(20)가 저수조(10)의 커버(12)에 설치되는 제1실험예를 나타내는 개념도이다.
제1실험예는 UV LED(20)를 저수조(10)의 바닥면(16) 및 저수조(10)의 커버(12)에 각각 설치하여, 살균 효율과 관련된 결과값을 나타내었다.
도 8a 및 도 8b에는 제1실험예에서 UV LED(20)가 설치되는 위치를 참조하면, UV LED(20)는 저수조(10)의 바닥면(16) 및 저수조(10)의 커버(12)에 각각 설치하여, 두 위치 중에 어느 위치에서 더 살균 효율이 좋은지 실험하였다. 도 8a 및 도 8b 각각에서의 UV LED(20)의 설치 위치는 저수조(10)의 커버(12)와 바닥면(16)에 설치되는 차이 이외에, 구조적으로 정수와 직접 맞닿는지 유무의 차이가 있다. 이로 인해, 살균 효율의 차이가 생길 수 있으며, 살균 효율과 관련하여서는 도 9의 표와 도 10A, 도 10B 등의 설명 부분에서 좀 더 설명하기로 한다.
도 9는 도 8a 및 도 8b의 제1실험예의 결과를 나타내는 표이고, 도 10A는 도 8a의 제1실험예와 관련된 살균 범위를 나타내는 시뮬레이션 데이터이다. 또한, 도 8B는 도 8b의 제1실험예와 관련된 살균 범위를 나타내는 시뮬레이션 데이터이다.
도 9를 참조하면, 제1실험예는 UV LED(20)가 저수조(10)의 커버(12)와 하측에 설치되었을 때, 각각 일정시간 후에 세균의 량(세균 감소율)을 측정하여, 살균성능을 확인하였다.
저수조(10)의 하측에 UV LED(20)가 설치(CASE 1)되는 결과 값과, 저수조(10)의 커버(12)에 UV LED(20)가 설치(CASE 2)되는 결과 값이 표현된다.
저수조(10) 내의 물의 양은 4L와 8L로 채운 뒤, 대장균의 균주를 저수조(10) 내에 투입하고, 저수조(10)에 부착된 UV LED(20)를 동작시켜서 실험을 진행하였다.
4L의 물의 양은 저수조(10)의 부피의 반(Half)이고, 8L의 물의 양은 저수조(10) 전체 부피(Full)이다. 단, 물의 양이 8L인 경우에도, 저수조(10)의 커버(12)은 저장된 정수의 표면과는 일정거리 이격되어 있어서, UV LED(20)가 저수조(10)의 커버(12)에 설치되는 경우에는, 정수와 접촉하지는 않는다.
물의 양이 4L인 경우, 저수조(10) 바닥면(16)에 UV LED(20)가 설치되는 CASE 1의 세균의 량은 초기에는 3.1*10^6 CFU(Colony Forming Unit)/ml 이었으며, 4.4*10^5 CFU/ml(세균 감소율 85.8%) 까지 감소하는데 15분이 소요되었고, 9.5*10^4 CFU/ml(세균 감소율 86.9%) 까지는 30분이 소요되었다.
반면, 저수조(10) 커버(12)에 UV LED(20)가 설치되는 CASE 2의 세균의 량은 초기에는 CASE 1과 마찬가지로 3.1*10^6 CFU/ml 이었으나, 10분만에 7.5*10^2 CFU/ml(세균 감소율 99.9%)로 거의 모든 대장균이 소멸되었다.
한편, 물의 양이 8L인 경우, 저수조(10) 바닥면(16)에 UV LED(20)가 설치되는 CASE 1의 세균의 량은 초기에는 1.9*10^6 CFU/ml 이었으며, 3.7*10^5 CFU/ml(세균 감소율 80.5%) 까지 10분이 소요되었고, 1.3*10^5 CFU/ml(세균 감소율 93.1%) 까지는 30분이 소요되었다.
반면, 저수조(10) 커버(12)에 UV LED(20)가 설치되는 CASE 2의 세균의 량은 초기에는 CASE 1과 마찬가지로 1.9*10^6 CFU/ml 이었으나, 10분만에 8.5*10^4 CFU/ml(세균 감소율 95.5%)이었으며, 15분에는 5.2*10^4 CFU/ml(세균 감소율 97.2%)로 거의 모든 대장균이 소멸되었다.
즉, 위의 제1실험예의 표를 검토하면, 90% 이상의 세균 감소율에 도달하는 시간이 저수조(10)의 커버(12)에 UV LED(CASE 2)가 설치된 경우가 저수조(10)의 바닥면(16)에 UV LED(CASE 1)가 설치된 경우 보다 3배가량 빠름을 확인할 수 있다.
또한, 도 10A 및 도 10B를 참조하면, 완전히 살균되는데 걸리는 시간은, 저수조(10)에 저장된 정수가 절반 가량 차 있는(Half-7cm), 바닥면(16)에 UV LED(20)가 설치된 경우(CASE 1)는 15분이 걸렸으며, 커버에 UV LED(20)가 설치되는 경우(CASE 2)는 10분이 걸림을 확인할 수 있다. 따라서, 완전히 살균되는데 걸리는 시간은, 커버(12)에 UV LED(20)가 설치되는 경우(CASE 2)가 바닥면(16)에 UV LED(20)가 설치된 경우(CASE 1) 보다 빠름을 확인할 수 있다.
결론적으로, 저수조(10)의 바닥면(16)에 UV LED(20)가 설치(CASE 1)되는 것 보다는 저수조(10)의 커버(12)에 UV LED(20)가 설치(CASE 2)되는 것이, 살균 성능에 유리한 구조가 됨을 확인할 수 있다.
이하, 제2실험예를 통해서 UV LED(20)의 설치 위치가 저수조(10)의 커버(12) 어느 곳에 위치할지 검토하기로 한다.
도 11a는 UV LED(20)가 저수조(10) 커버(12)의 중앙에 설치되는 제2실험예를 나타내는 개념도이고, 도 11b는 UV LED(20)가 저수조(10) 커버(12)의 유입구(13) 부근에 인접하여 설치되는 제2실험예를 나타내는 개념도이다. 또한, 도 11c는 UV LED(20)가 저수조(10)의 커버(12)의 유입구(13) 반대쪽에 설치되는 제2실험예를 나타내는 개념도이다.
제2실험예와 관련하여, 도면으로 첨부되지는 않았지만, 시뮬레이션 데이터 결과에 의하면, 중앙 부분 보다는 상대적으로 측면에서 활발하게 유동하게 되고, 특히 유입구(13)의 부근에서의 유동이 가장 활발하였다. 또한, 유입구(13)의 부근에는 유출구(17)에서 배출된 정수가 순환되며 공급되기에, 모든 정수가 통과된다.
이는, 전술한 바와 같이, 저수조(10) 내에서 유입구(13)를 통해서 정수가 유입되는 도 5의 좌상측에서 정수의 유동이 가장 활발하고, 유입구(13) 부근에 UV LED(20)가 배치되는 것이, 동시에 많은 량의 유량의 정수를 순환시키며 살균 가능하기 때문이다.
따라서, 정수의 유동이 가장 활발하고, 순환되는 모든 정수가 유동하는 부근에 UV LED(20)의 빛이 조사되는 것이 살균 효율의 측면에서 가장 유리하다. 이를 위해, 유입구(13)를 통과하는 정수가 유입되는 부근에 UV LED(20)의 빛이 조사되어야 하며, UV LED(20)는 유입구(13) 부근에 설치되어야 한다. 도 6에는, UV LED(20)의 발광부(23)가 유입구(13)의 부근에 설치되는 예가 도시된다.
이렇게, 도 11b에서와 같이, 유입구(13)의 인접 부근에 UV LED(20)가 설치되는 구조는, 도 11a나 도 11c의 UV LED(20) 설치 구조에 비해, 저수조(10) 내부를 전체적으로 조사하는데 유리한 구조가 된다.
물론, 저수조(10)의 상부에 UV LED(20)가 전체적으로 설치되어 저수조 내부의 정수를 조사하게 된다면, 정수의 살균효율을 증대시킬 수 있으나, 저수조(10)의 상부에 설치되는 UV LED(20)의 개수가 증가하게 되어 제조원가를 상승시킬 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 유입구(13)의 인접 부근에 UV LED(20)가 설치되며, 순환모듈(40)에 의해 순환살균됨에 따라, 모든 정수가 유동하는 유입구(13) 부근에 UV LED(20)의 빛이 조사되어 살균 효율의 측면에서 가장 유리하게 된다.
전술한 바와 같이, 순환배관(42)에 연결되는 순환펌프(48)에 의해 저장된 정수중 일부는 순환하게 되고, UV LED(20)가 유입구(13)의 부근에 설치됨으로 인해서 순환되는 정수의 살균 효율이 극대화될 수 있다.
도 12은 도 3의 살균장치가 구비된 정수시스템(200)를 이용하는 살균방법의 순서도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 UV LED(20)의 살균장치를 이용하는 UV LED(20)의 살균방법(S100)은 UV LED(20)를 동작시켜서 저수조(10)에 저장된 정수를 살균하는 단계(S10), 순환펌프(48)를 이용하여 상기 저장된 정수의 일부를 순환유로(42a)를 통해 순환시키는 단계(S20) 및 수위감지센서(50)에 의해 측정된 상기 저수조(10)의 수위에 근거하여, 상기 UV LED(20)의 동작시간, UV LED(20)의 강도 및 상기 순환펌프(48)의 동작시간을 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
우선, UV LED(20)의 살균을 위해, UV LED(20)를 저수조(10) 내부의 커버(12)에 설치한다. 특히, 전술한 바와 같이, 순환 효율의 극대화를 위해, UV LED(20)는 유입구(13) 근처에 설치될 수 있다. 전원공급부(30)를 동작시켜서, 제어부(35)를 통해 UV LED(20) 및 순환펌프(48)를 동작시킨다. 이에 따라, UV LED(20)는 빛을 정수에 조사하여 살균을 시작하게 되고, 동시에 순환펌프(48)의 동작에 의해 저수조(10)에 저장된 정수는 유출구(17), 순환유로(42a) 및 유입구(13)를 따라 순환하게 된다.
이때, 제어부(35)는 수위감지센서(50)에 연결되는데, 저수조(10)에 저장된 정수의 수위를 근거로, UV LED(20)의 동작시간, 강도 및 순환펌프(48)의 동작시간을 제어할 수 있다. 일례로, 제어부(35)는 UV LED(20) 및 순환펌프(48)를 동시에 동작시키고, 동시에 정지시킬 수 있다. 물론, 정수의 살균 효력 및 순환되는 정수의 량을 고려하여, UV LED(20) 및 순환펌프(48)는 별도로 동작하도록 제어되는 것도 가능하다.
순환배관(42) 및 순환펌프(48)를 포함하는 순환모듈(40)에 의해, 저수조(10) 내부의 정수가 순환되면서 UV LED(20)에 의해 살균되기에, 살균 효율이 높아지게 되고, UV LED(20)의 수명은 길어질 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 외부로부터 공급되는 원수를 필터링하는 하나 이상의 필터를 포함하는 필터부;
    상기 필터부에 의해 필터링 된 정수를 유입시키는 유입구 및 상기 정수를 유출시키는 유출구를 구비하고, 상기 정수를 저장하도록 이루어지는 저수조; 및
    상기 필터부에 연결되고, 상기 필터부를 통과한 정수의 일부를 순환시키면서 살균 가능하게 하는 살균장치를 포함하고,
    상기 살균장치는,
    상기 저수조 내부의 상측에 설치되어, 상기 저장된 정수를 살균하도록 이루어지는 UV LED(Ultraviolet Ray Light Emitting Diode);
    상기 저수조의 외부에 설치되고, 상기 저수조에 저장된 정수의 순환유로를 형성하도록 상기 유입구 및 유출구에 연통되는 순환배관; 및
    상기 저수조의 하단에서 상기 순환배관에 연결되도록 배치되고, 상기 순환유로에 동력을 제공하여 상기 저장된 정수의 일부를 순환시키는 순환펌프를 포함하는 정수시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저수조에는 상기 저수조의 상면을 형성하는 커버가 설치되고,
    상기 유입구는 상기 커버의 일측에 배치되며,
    상기 유출구는 상기 저수조의 바닥면의 타측에 배치되어 상기 저수조 내에서 상기 정수의 대류를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저수조에는 상기 저수조의 상면을 형성하는 커버가 설치되고,
    상기 UV LED는,
    상기 저장된 정수에 빛을 조사하도록 상기 커버에 설치되고,
    상기 유입구에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 저수조 측면의 상측 단부에 연결되고, 상기 커버의 일부를 형성하는 홀더커버; 및
    상기 홀더커버에 결합되어 상기 저수조의 상면을 형성하는 탱크커버를 포함하고,
    상기 유입구 및 상기 UV LED는 상기 홀더커버에 설치되는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 UV LED는,
    상기 저장된 정수에 빛을 조사하여 상기 정수의 살균을 가능하게 하도록 이루어지고, 상기 저수조의 내부에서 상기 홀더커버에 설치되는 발광부;
    상기 발광부에 전기적으로 연결되도록 이루어지고, 상기 홀더커버에 결합되는 PCB(Printed Circuit Board) 기판; 및
    상기 PCB 기판에 전기적으로 연결되어, 상기 UV LED에 전원공급부로부터 제공된 전원을 상기 발광부로 공급 가능하게 하는 전선부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 UV LED는,
    상기 PCB 기판 및 상기 전선부의 연결을 가능하게 하도록 상기 PCB 기판에 결합되는 PCB 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 저수조의 내부에서 상기 홀더커버에는, 상기 정수의 수위를 측정하도록 이루어지는 수위감지센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 UV LED는, 상기 수위감지센서의 위치보다 높은 위치에 설치되어 상기 저수조 내부에 저장된 정수의 표면에 빛을 조사하는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 UV LED 및 상기 순환펌프에 전기적으로 연결되며, 상기 정수의 수위에 근거하여 상기 UV LED의 동작시간, 상기 UV LED의 강도 및 상기 순환펌프의 동작시간 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수시스템.
  10. UV LED를 동작시켜서, 저수조에 저장된 정수를 살균하는 단계;
    순환펌프를 이용하여, 상기 저장된 정수의 일부를 순환유로를 통해 순환시키는 단계; 및
    수위감지센서에 의해 측정된 상기 저수조의 수위에 근거하여, 상기 UV LED의 동작시간, 상기 UV LED의 강도 및 상기 순환펌프의 동작시간 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하는 살균장치가 구비된 정수시스템을 이용하는 살균방법.
KR1020150120367A 2015-08-26 2015-08-26 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법 KR20170024837A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120367A KR20170024837A (ko) 2015-08-26 2015-08-26 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법
CN201510695309.1A CN106477666B (zh) 2015-08-26 2015-10-23 净水系统及杀菌方法
CN201911291996.5A CN110845060A (zh) 2015-08-26 2015-10-23 净水系统及杀菌方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120367A KR20170024837A (ko) 2015-08-26 2015-08-26 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170024837A true KR20170024837A (ko) 2017-03-08

Family

ID=58238178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150120367A KR20170024837A (ko) 2015-08-26 2015-08-26 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20170024837A (ko)
CN (2) CN110845060A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11454408B2 (en) 2019-03-28 2022-09-27 Lg Electronics Inc. Air conditioner and method for controlling the same

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108569743A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 青岛杰生电气有限公司 一种根据水位自动调节杀菌力度的紫外杀菌装置及方法
CN108426302A (zh) * 2018-03-07 2018-08-21 广东美的制冷设备有限公司 立式空调室内机
CN109461683A (zh) * 2018-11-01 2019-03-12 京东方科技集团股份有限公司 一种清洗装置及其控制方法、清洗设备
WO2021132210A1 (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 有限会社フリーウェイ 積載型多段濾過装置
CN115650358A (zh) * 2022-11-14 2023-01-31 珠海格力电器股份有限公司 水箱紫外线杀菌方法、装置、计算机设备及存储介质

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663669U (ja) * 1993-02-17 1994-09-09 株式会社サンエツ 浄水システム用の貯水タンク
KR970069085A (ko) * 1996-04-24 1997-11-07 김광호 냉온정수기의 램프제어장치 및 그 방법
KR0175908B1 (ko) * 1996-05-25 1999-03-20 김광호 냉온정수기의 램프제어장치 및 그 방법
KR20090002988A (ko) * 2007-07-05 2009-01-09 웅진코웨이주식회사 정수기의 정수저장시스템
KR100858971B1 (ko) * 2007-10-24 2008-09-17 유인수 살균장치를 구비한 중앙정수시스템, 그 중앙정수시스템의살균방법 및 청소방법
KR101181632B1 (ko) * 2010-09-20 2012-09-10 이성근 정수기의 정수탱크에 설치되는 살균 및 필터유닛
KR101313833B1 (ko) * 2011-06-03 2013-10-01 엘지전자 주식회사 정수기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11454408B2 (en) 2019-03-28 2022-09-27 Lg Electronics Inc. Air conditioner and method for controlling the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN106477666A (zh) 2017-03-08
CN106477666B (zh) 2020-01-24
CN110845060A (zh) 2020-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170024837A (ko) 살균장치가 구비된 정수시스템 및 이를 이용하는 살균방법
US7615160B2 (en) Water disinfection apparatus
JP5674436B2 (ja) 紫外線照射水処理装置
KR101253322B1 (ko) 자외선 살균장치
KR101800379B1 (ko) 물과 공기 겸용 플라즈마 처리장치
WO2010102142A1 (en) Ultraviolet disinfection system and method
US20210292193A1 (en) Water purifying apparatus and method
JP2010194414A (ja) 浄水器
CN101568313A (zh) 用于病人体温控制系统的流体消毒单元
JP2016507367A (ja) 液体浄化装置及び方法
KR20180077213A (ko) 습식 격실과 함께 사용되도록 설계된 오손-방지 시스템
JP2019076879A (ja) 紫外線殺菌装置
CN111013308A (zh) Uv光氧催化废气净化器
KR20100111537A (ko) 근접살균방식의 자외선살균기 및 이를 이용한 정수기
KR100943686B1 (ko) 입수식[入水式] 자외선 살균기 및 상기 기기를 이용한 살균장치
KR101143791B1 (ko) 살균장치를 가진 정수기
KR200396891Y1 (ko) 자외선 살균기 과열 방지 장치
KR101324983B1 (ko) 가정용 물저장부의 자외선 발광다이오드 살균장치 및 그 방법
JP2018134607A (ja) 紫外線殺菌システム、及び紫外線照射装置
US11148084B2 (en) Sterilization kit for water treatment apparatus
JP5681941B2 (ja) 浄水器
KR101795508B1 (ko) 수처리 장치
US7767978B1 (en) Ultraviolet water treatment device
KR101578433B1 (ko) 살균 정수기
CN106565043A (zh) 一种红鼻剪刀鱼自净养殖系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2017101004613; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20170926

Effective date: 20190123