KR20180007479A - 정수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 유입되는 물을 필터링하여 정수를 생성하는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터부, 상기 필터로 유입되는 물의 유량을 측정하는 유량센서, 상기 필터에 의해 여과된 농축수가 배출되는 농축수 유로, 상기 정수를 추출하는 적어도 하나의 정수 추출구를 포함하는 추출부, 상기 정수 추출구로 유입되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브, 상기 유량조절밸브의 개폐정도를 측정하는 개폐정도 측정부, 상기 유량조절밸브의 개폐정도에 따라 상기 필터에 의해 생성되는 정수와 농축수의 비율을 산출하는 농축수 비율 산출부 및 상기 유량과 상기 산출된 정수와 농축수 비율을 이용하여 물의 사용량을 적산하고, 상기 물의 사용량을 이용하여 상기 필터의 수명을 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

정수기{WATER PURIFIER}
본 발명은 정수기에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기에 사용되는 필터는 정수기 내부로 유입되는 물에 포함된 오염물질을 여과하는 것으로, 시간이 지나면 오염물질의 축적 등의 이유로 성능이 떨어져 오염 물질을 제거하는 능력이 저하되므로 정기적으로 교체해 주어야 한다.
이러한 정수기는 역삼투막 필터를 포함하는 경우, 상기 필터로 유입되는 물은 사용자에게 제공하기 위한 정수와 드레인시키기 위한 농축수가 되는데, 필터의 수명을 정확히 측정하기 위해서는 사용자가 실제로 사용한 물의 양, 즉, 추출구로 추출되는 정수의 양을 측정하여 적산하여야 한다.
종래의 정수기는 필터의 사용시간을 적산하거나, 필터로 유입되는 물의 유량을 적산하는 방법을 이용하여 필터의 수명을 산출하고 있다.
그러나, 상기와 같은 방법은 농축수의 드레인과 같은 유량의 손실을 반영하고 있지 않아 실제 사용량과 차이가 나는 문제점이 있다.
특히, 복수개의 출수구를 가지는 경우, 각각의 출수구로 추출되는 물의 유량에 따라 농축수의 비율이 변하기 때문에 유량의 손실이 일정하지 않아 실제 사용량을 산출하기 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점에 대하여, 출수측에 유량센서를 설치하여 실제 사용되는 물의 양을 측정하는 방법을 생각할 수도 있으나, 정수기의 구조적 특성에 따라 모든 출수측에 유량센서를 설치하기 어려운 문제점이 있다.
하기의 특허문헌 1은 여과 필터의 수명계가 부착된 정수기에 관한 것이나, 상술한 문제에 대한 해결책을 제시하지 못하고 있다.
한국 공개실용공보 제20-1987-0004936호
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 추출구로 추출되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브의 개폐정도를 고려하여 농축수 비율을 산출하고, 이를 필터부로 유입된 유량에 반영함으로써 보다 정확한 실제 물 사용량을 산출하여 적산할 수 있으며, 이를 이용해 보다 정확한 필터 교체 시기를 산출할 수 있는 정수기를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 유입되는 물을 필터링하여 정수를 생성하는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터부, 상기 필터로 유입되는 물의 유량을 측정하는 유량센서, 상기 필터에 의해 여과된 농축수가 배출되는 농축수 유로, 상기 정수를 추출하는 적어도 하나의 정수 추출구를 포함하는 추출부, 상기 정수 추출구로 유입되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브, 상기 유량조절밸브의 개폐정도를 측정하는 개폐정도 측정부, 상기 유량조절밸브의 개폐정도에 따라 상기 필터에 의해 생성되는 정수와 농축수의 비율을 산출하는 농축수 비율 산출부 및 상기 유량과 상기 산출된 정수와 농축수 비율을 이용하여 물의 사용량을 적산하고, 상기 물의 사용량을 이용하여 상기 필터의 수명을 산출하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 농축수 비율 산출부는 상기 유량조절밸브의 개폐정도에 따른 정수와 농축수의 비율에 대한 룩 업 테이블을 이용하여 상기 정수와 농축수의 비율을 산출할 수 있다.
일 실시에에서, 상기 유량조절밸브는 회전위치에 따라 개폐정도를 조절하는 디스크 밸브 및 인가되는 전압에 따라 상기 디스크 밸브를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 개폐정도 측정부는 상기 전압이 인가되는 시간을 이용하여 상기 디스크 밸브의 회전위치를 감지할 수 있고, 상기 회전위치에 따른 상기 개폐정도를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터는 스테핑 모터일 수 있다.
여기서, 상기 개폐정도 측정부는 상기 스테핑 모터에 인가되는 펄스의 개수를 이용하여 상기 디스크 밸브의 회전위치를 감지할 수 있고, 상기 회전위치에 따른 상기 개폐정도를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필터는 역삼투막 필터일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 추출구로 추출되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브의 개폐정도를 고려하여 농축수 비율을 산출하고, 이를 필터부로 유입된 유량에 반영함으로써 보다 정확한 실제 물 사용량을 산출하여 적산할 수 있으며, 이를 이용해 보다 정확한 필터 교체 시기를 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정수기를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 유량조절밸브의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 필터부(100), 유량센서(200), 추출부(300), 유량조절밸브(400), 개폐정도 측정부(500), 농축수 비율 산출부(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
필터부(100)는 외부로부터 유입되는 물을 필터링하여 정수를 생성하기 위한 것으로, 적어도 하나의 필터(110)를 포함할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 필터(110)는 역삼투막 필터일 수 있다. 여기서, 필터(110)는 필터(110)에서 생성된 정수가 배출되는 정수 유로(2) 및 필터(110)에 의해 여과된 농축수가 배출되는 농축수 유로(3)와 연결될 수 있다. 여기서, 농축수는 필터(110)에 의해 여과된 고형물질을 포함하는 물을 의미하며, 농축수 유로(3)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에서, 필터부(100)는 세디먼트 필터와, 프리 카본필터와, 역삼투막 필터{또는 중공사막(한외여과) 필터}와, 포스트 카본필터를 포함할 수 있으나, 필터의 종류, 개수 및 순서는 수처리 장치(정수기)의 여과방식 또는 수처리 장치(정수기)에 요구되는 여과성능에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 역삼투막 필터 대신에 중공사막 필터가 구비될 수도 있다. 이러한 중공사막 필터는 수십에서 수백 나노미터(nm) 크기의 기공을 가진 기공성 필터로서, 막 표면에 분포하는 무수히 많은 미세기공을 통해 물속의 오염물질을 제거하게 된다.
또한, 포스트 카본필터가 구비되지 않을 수도 있고, 전술한 필터를 대신하거나 추가하여 마이크로 필터(MF)나 다른 기능성 필터가 구비되는 것도 가능하다.
유량센서(200)는 필터(110)로 유입되는 물의 유량을 감지할 수 있다. 유량센서(200)는 상기 감지한 유량값을 제어부(700)로 출력할 수 있다.
추출부(300)는 필터부(100)에서 생성된 정수를 추출하는 적어도 하나의 정수 추출구(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 추출부(300)는 정수 추출구 외에도 상기 정수를 이용하여 생성한 온수를 추출하는 온수 추출구와 냉수를 추출하는 냉수 추출구를 더 포함할 수 있다.
유량조절밸브(400)는 정수 추출구(300)로 유입되는 정수의 유량을 조절할 수 있다. 유량조절밸브(400)는 회전위치에 따른 개폐정도에 따라 유량을 조절하는 디스크 밸브와 상기 디스크 밸브를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
이러한 유량조절밸브(400)에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 보다 자세히 설명한다.
개폐정도 측정부(500)는 유량조절밸브(400)의 개폐정도를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 개폐정도 측정부(500)는 유량조절밸브(400)의 개폐정도를 조절하기 위해 인가되는 전압의 인가시간 또는 펄스의 개수를 감지하여 개폐정도를 측정할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 개폐정도 측정부(500)는 디스크 밸브의 위치를 직접 감지하여 개폐정도를 측정하는 센서일 수 있다.
이러한 개폐정도 측정부(500)에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 보다 자세히 설명한다.
농축수 비율 산출부(600)는 개폐정도 측정부(500)에 의해 측정된 유량조절밸브(400)의 개폐정도에 따른 정수와 농축수의 비율을 산출할 수 있다. 여기서, 정수에 대한 농축수의 비율은 유량조절밸브(400)의 개방정도가 감소할수록 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 농축수 비율 산출부(600)는 유량조절밸브(400)의 개폐정도에 따른 농축수 비율에 대한 룩 업 테이블을 이용하여 정수와 농축수의 비율을 산출할 수 있다.
제어부(700)는 농축수 비율 산출부(600)에 의해 산출된 정수와 농축수 비율과, 유량센서(200)에 의해 측정된 유입되는 물의 유량값을 이용하여, 필터(110)의 수명을 계산하기 위한 물의 사용량 즉, 실제 물 사용량을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(700)는 상기 산출한 물 사용량을 이용하여 필터의 수명을 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(700)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 이들의 조합일 수 있다.
여기서, 농축수 비율 산출부(600)는 실시 예에 따라 제어부(700)의 일부분의 구성요소로 포함될 수 있다.
보다 구체적으로 농축수 비율 산출부(600)와 제어부(700)는 원칩 프로세서로 구성될 수 있으며, 제어부(700)는 농축수 비율 산출부(600)를 포함할 수 있으며, 보다 자세히, 농축수 비율 산출부(600)는 제어부(700)의 일부 컴포넌트(component)로 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정수기를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2의 실시예는 기본적인 구성은 도 1의 실시예와 동일하나 복수개의 추출구와 유량조절밸브를 포함함으로써, 필터부(100)에 의해 생성된 정수가 복수개의 추출구를 통해 추출될 수 있다는 점에서 차이가 있다.
하나의 필터부(100)에 복수개의 추출구(300a, 300b)가 연결되어 있는 경우, 필터(110)로 유입되는 물의 유량을 측정하는 유량센서(200)만으로는 각각의 추출구(300a, 300b)의 유량을 조절하는 유량조절밸브(400a, 400b)의 개폐정도에 따른 정수에 대한 농축수 비율이 서로 다르기 때문에, 필터(110)의 수명을 측정하기 위한 물의 실제 사용량을 적산하기 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정수기는 복수개의 추출구(300a, 300b)에 대하여 각각 유량을 조절하는 유량조절밸브(400a, 400b)의 개폐정도를 측정하고, 이를 이용하여 정수에 대한 농축수 비율을 산출하여, 이를 유량센서(200)에 의해 측정된 물의 유량에 반영함으로써 실제 물의 사용량을 측정하고, 이를 적산하여 필터의 수명을 산출할 수 있다.
예컨대, 제1 추출구(300a)에서 정수가 추출되는 경우, 개폐정도 측정부(500)는 제1 유량조절밸브(400a)의 개폐정도를 측정하고, 농축수 비율 산출부(600)는 제1 유량조절밸브(400a)의 개폐정도에 따른 정수와 농축수 비율을 산출할 수 있다. 여기서, 제어부(700)는 유량센서(200)에서 측정된 유량값에 대하여, 상기 산출한 제1 유량조절밸브(400a)의 개폐정도에 따른 정수와 농축수 비율을 적용하여 제1 추출구(300a)에서 추출된 정수에 대한 실제 물 사용량을 측정할 수 있다.
또한, 제2 추출구(300b)에서 정수가 추출되는 경우, 제1 추출구(300a)에서 정수가 추출되는 경우와 마찬가지로, 개폐정도 측정부(500)는 제2 유량조절밸브(400b)의 개폐정도를 측정하고, 농축수 비율 산출부(600)는 제2 유량조절밸브(400b)의 개폐정도에 따른 정수와 농축수 비율을 산출할 수 있다.
여기서, 제어부(700)는 유량센서(200)에서 측정된 유량값에 대하여, 상기 산출한 제2 유량조절밸브(400b)의 개폐정도에 따른 정수와 농축수 비율을 적용하여 제2 추출구(300b)에서 추출된 정수에 대한 실제 물 사용량을 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 정수기는 하나의 필터부(100)에 대하여 복수개의 추출구(300a, 300b)가 연결되어 있는 경우, 각각의 추출구에 대한 유량조절밸브의 개폐정도를 고려하여 농축수 비율을 산출하고, 이를 필터부(100)로 유입된 유량에 반영함으로써 보다 정확한 실제 물 사용량을 산출하여 적산할 수 있으며, 이를 이용해 보다 정확한 필터 교체 시기를 산출할 수 있는 효과가 있다.
도 3은 유량조절밸브의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브(400)는 디스크 밸브(410) 및 모터(420)를 포함할 수 있다.
디스크 밸브(410)는 모터(420)에 의해 회전할 수 있으며, 디스크 밸브(410)의 회전위치에 따라 개폐정도가 조절될 수 있다.
모터(420)는 제어부(700)의 제어에 의해 인가되는 전압에 따라 디스크 밸브(410)를 회전시킬 수 있다. 여기서, 개폐정도 측정부(500)는 모터(420)에 전압이 인가되는 시간을 감지할 수 있으며, 상기 감지된 시간에 따라 디스크 밸브(410)의 회전위치를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 모터(420)는 스테핑 모터일 수 있다. 이 경우, 모터(420)는 제어부(700)에 의해 인가되는 펄수의 개수에 따라 디스크 밸브(410)의 회전위치를 조절할 수 있다. 여기서, 개폐정도 측정부(500)는 상기 펄스의 개수를 감지할 수 있으며, 상기 감지된 펄스의 개수를 이용하여 디스크 밸브(410)의 위치를 감지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
2: 정수 유로
3: 드레인 유로
100: 필터부
110: 필터
200: 유량센서
300: 추출부
400: 유량조절밸브
500: 개폐정도 측정부
600: 농축수 비율 산출부
700: 제어부

Claims (7)

  1. 유입되는 물을 필터링하여 정수를 생성하는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터부;
    상기 필터로 유입되는 물의 유량을 측정하는 유량센서;
    상기 필터에 의해 여과된 농축수가 배출되는 농축수 유로;
    상기 정수를 추출하는 적어도 하나의 정수 추출구를 포함하는 추출부;
    상기 정수 추출구로 유입되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브;
    상기 유량조절밸브의 개폐정도를 측정하는 개폐정도 측정부;
    상기 유량조절밸브의 개폐정도에 따라 상기 필터에 의해 생성되는 정수와 농축수의 비율을 산출하는 농축수 비율 산출부; 및
    상기 유량과 상기 산출된 정수와 농축수 비율을 이용하여 물의 사용량을 적산하고, 상기 물의 사용량을 이용하여 상기 필터의 수명을 산출하는 제어부;
    를 포함하는 정수기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 농축수 비율 산출부는,
    상기 유량조절밸브의 개폐정도에 따른 정수와 농축수의 비율에 대한 룩 업 테이블을 이용하여 상기 정수와 농축수의 비율을 산출하는 정수기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유량조절밸브는,
    회전위치에 따라 개폐정도를 조절하는 디스크 밸브; 및
    인가되는 전압에 따라 상기 디스크 밸브를 회전시키는 모터; 를 포함하는 정수기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 개폐정도 측정부는,
    상기 전압이 인가되는 시간을 이용하여 상기 디스크 밸브의 회전위치를 감지하고, 상기 회전위치에 따른 상기 개폐정도를 측정하는 정수기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 모터는 스테핑 모터인 정수기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 개폐정도 측정부는,
    상기 스테핑 모터에 인가되는 펄스의 개수를 이용하여 상기 디스크 밸브의 회전위치를 감지하고, 상기 회전위치에 따른 상기 개폐정도를 측정하는 정수기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터는 역삼투막 필터인 정수기.

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