KR960001379B1 - 정수장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

정수장치

제1도는 본 발명의 측단면 예시도.

제2도는 본 발명의 정단면 예시도.

제3도는 본 발명의 배면 구성예시도.

제4도는 여과수 냉각장치의 상세 예시도.

제5도는 본 발명 제어부의 블록 다이어그램.

제6도는 본 발명 제어프로그램 주루프의 흐름도.

제7도는 냉수공급 동작의 흐름도.

제8도는 냉각수이송 동작의 흐름도.

제9도는 냉각수공급 동작의 흐름도.

제10도는 온수공급 동작의 흐름도.

제11도는 필터청소 동작의 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가압펌프 2 : 세라믹필터여과기

3 : 멤브레인여과기 4 : 복합처리기

5 : 용기 6 : 냉수공급수단

7 : 냉각수공급수단 8 : 온수공급수단

9 : 제어부 21 : 청소장치

22 : 수압센서 23, 24, 25 : 밸브

26 : 여과실 27 : 세척모터

28 : 세척사 29 : 이송관

30 : 세라믹필터 31 : 도입관

32 : 이송관 33 : 배수관

41 : 도입관 42 : 이송관

43 : 활성탄 44 : 용기

45 : 이온교환수지 46 : 자석

51 : 집수관 52 : 수압센서

53 : 물검출센서 54 : 밸브

55 : 펌프 61 : 센서

62 : 공급과 63 : 냉수공급실

71 : 냉각코일 72 : 공급관

73 : 밸브 74 : 배출관

75 : 냉각수용기 76 : 냉각수공급실

77 : 센서 78 : 수위센서

81 : 공급관 82 : 배출관

83 : 온수기 84 : 센서

86 : 온수공급실 91 : CPU

92 : 롬 93 : 램

94 : 시계 95 : I/O장치

100 : 콘솔

1", 23", 24", 25", 27", 54", 55", 57", 73" : 구동드라이브

본 발명은 프로그램의 제어로 수돗물을 여과, 연수화하여 저장하고 소독하며, 저장된 여과수를 요구시 냉수, 냉각수, 온수로 제공하고, 자동으로 필터를 세척, 수세 하는등 전 동작 과정을 자동화한 정수장치를 제공하려는 것이다.

산업의 급속한 발달과 인구의 현저한 증가로 공해물질 또는 하수의 배출량이 방대하게 팽창하여 공기, 토양 및 수질이 심각한 상태로 오염되었고 대도시에서 하루 수백만톤씩 소비하는 상수원, 지하수 및 하천수의 수질이 크게 악화 되었으며 노후 수도관 또한 수돗물을 오염시키고 있어 지하수 하천수 또는 수돗물을 그대로 식용수로 마실수 없는 상태가 되었다.

이에 따라 식수를 여과하기 위한 음료수용 정수기가 보편화 되고 있으나, 수질이 좋지않기 때문에 단기간내에 여과오니가 필터에 퇴적하여 여과수를 2차 오염시키며, 또한 필터의 청소가 어렵게 되어있어 깨끗한 여과수를 지속적으로 제공하기에 적당치 못한 것이었다.

본 고안은 종래의 수동식 음료수 정수기의 위와 같은 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 제안으로, 정수, 청소, 소독 등의 동작이나 여과수 공급등 서비스 동작 등을 프로그램의 제어에 의해 능동적으로 수행하여 관리의 소홀이나 정체에 따른 여과수의 불결화를 방지하고 정수기에서 신선하고 청결한 여과수를 냉각, 냉각수 또는 온수로 제공하므로 식용수 이용에 따른 편리를 도모할 수 있게한 정수장치를 제공하려는 것이다.

정수장치 전체 구성은 제1도의 실시예와 같이 수도관의 원수를 제어신호시 세라믹필터 여과기(2)에 공급하는 가압펌프(1)와, 가압펌프(1)가 공급하는 원수를 1차 여과하고 제어신호시 세라믹필터를 세척, 수세하는 청소장치 부설 세라믹필터 여과기(2)와, 1차 여과수를 다층의 여과재에서 일부를 여과하고 일부는 오수로 분리하여 하수로 배수하는 맴브레인여과기(3)와, 2차 여과수를 이온교환수지, 영구자석 및 활성탄성을 통과시켜 단물이 되게 3차 처리하는 복합처리기(4)와, 3차 처리 여과수를 저장하고 제어신호시 공급하는 음용수용기(5)와, 제어신호시 용기(5)로부터 여과수를 공급하는 냉수공급수단(6)과, 여과수의 일부를 냉각보존하고 요구시 냉각수로 공급하는 냉각수공급수단(7)과, 제어신호시 여과수를 즉시 가열하여 제공하는 온수공급수단(8)과, 프로그램의 제어하에 청소주기마다 세라믹필터 여과기(2)의 청소를 행하고, 일정한 배수주기마다 용기(5)내의 여과수를 배수하며, 용기내의 여과수에 자외선 살균을 실시하고, 냉각수단에 여과수를 공급하며, 요구시 여과수를 냉수, 냉각수, 온수공급을 행하는 제어부(9)로 구성하였다.

상기 세라믹필터 여과기(2)에 부설된 청소장치(21)는 수압센서(22), 제어신호시 개폐되는 밸브(23)부착 급수관(23')과, 밸브(21)부착 수세노즐(24') 및 밸브(25)부착 배수관(25')을 구비하는 여과실(26)과, 제어신호시 구동되는 세척모터(27)에 연동되어 세척사(28)에 닿아 회전되게 이송관(29)에 장착되는 세라믹필터(30)로 구성한다.

멤브레인여과기(3)는 1차 여과수 도입관(31), 2차 여과수 이송관(32) 및 하수관에 연결된 오수 배수관(33)으로 되어있다.

복합처리기(4)는 2차 여과수 도입관(41) 및 3차 여과수 이송관(42)을 가지며 활성탄(43)을 수용하는 용기(44)내에 이온교환수지층(45)과 여과수에 자장을 가하여 물의 표면장력을 증대시키도록 분포시킨 자석(46)을 내장하였다. 여과수 저장용 용기(5)는 저부의 집수관(51)에 프로그램이 수위를 측정할 수 있게 하는 수압센서(52)와, 여과수 배수시 용기(5)내의 배수상태를 제어부에서 감지하기 위한 물검출용 센서(53)와, 제어신호시 여과수를 공급하는 여과수 펌프(55)와 제어신호시 절환되어 여과수를 냉수공급실, 냉각수공급실, 온수공급실 및 배수관으로 개폐 분기하는 밸브(54)로 구성하였다.

냉수공급수단(6)은 프로그램이 음료수요구를 인식하기 위한 냉수공급실(63)의 컵(65) 검출센서(61) 및 밸브(54)에 연결되는 냉수 공급관(62)으로 구성하고, 냉각수공급수단(7)은 냉각코일(71) 및 밸브(54)로부터 여과수를 공급받기 위한 여과수 공급관(72) 및 수위센서(78)를 보유하는 냉각용기(75)와 냉각수 배출관(74)상의 제어신호시 개폐되는 밸브(73)와 냉각수공급실(76)에 배치되는 컵(65) 검출센서(77)로 구성하였고, 온수공급수단(8)은 밸브(54)에서 여과수를 공급받기 위한 여과수 공급관(81)을 접속하고 저부에 온수 배출관(82)을 가지는 전열온수기(83)와 온수공급실(86)에 배치되는 컵(65)검출센서(84)로 구성하였다.

또한 본 발명의 제어부(9)는 CPU(91), 제어프로그램을 내장한 롬(92), 프로그램 실행을 위한 램(93), CPU가 프로그램의 진행을 위하여 사용하는 시계(94) 및 I/O장치(95)로 구성하고, I/O장치(95)에 센서(22, 52, 53, 61, 77, 78, 84) 및 시간수정키, 계절수정키, 급수키, 배수키 및 냉수, 냉각수, 온수 요구키 등 필요한 수동 조작키 및 시계, 장치 각부의 상태 표시등이 배열된 콘솔(100)을 접속하고, 다시 밸브(23, 24, 25, 54, 55, 73)들을 구동드라이브(23'', 24'', 25'', 54'', 55'', 73'')를 통해, 펌프(1, 55) 및 모터(27)를 구동드라이브(1'', 55'') 및 (27'')를 통해, 자외선램프(57)를 그 구동드라이브(57'')를 통해 그리고 온수기(83)의 스위치(85)를 그 구동드라이브(85'')를 통해 각각 I/O장치(95)에 접속하였다. 미설명부호 101은 수도관, 102는 하수관, 102'는 여과수 배수관을 보인 것이다.

이와 같은 본 발명은 가압펌프(1)의 흡입관(101)을 수도관(101)에, 배수관(102)을 하수관에 각각 연결하고 필요한 전원을 접속하면 제어부(9)는 용기(5)내의 여과수가 일정수위에 이르기까지 또는 압력센서(22)에서 일정한 압력이 검출되도록 가압펌프(1)를 구동하여 원수를 여과실(26)에 공급하는 것이고, 세라필터(30)는 원수를 여과하여 1차 여과수를 이송관(29)을 통해 멤브레인 여과기(3)에 이송하며, 멤브레인여과기(3)에서 극미불순물을 2차 여과하여 약 1/3정도의 여과수를 복합처리기(4)에 공급하고 나머지는 오니 함유수로 분리하여 오수배수관(33)으로 배수하는 것이며, 여과수는 복합처리기(4)에서 이온교환수지층(45)을 통과하면서 이온함량이 조절되고 영구자석(46)의 자계를 지나면서 구조화되고 표면장력이 증대되며, 활성탄(43)층을 통과하면서 잔류 불순물이 제거되는 연수화 과정을 거쳐 용기(5)에 저장하게 되는 것이다.

이와 같이 저장된 여과수는 콘솔(100)에서 냉수요구, 냉각수요구, 온수 요구키를 눌러 요구하거나, 냉수, 냉각수, 온수공급실(63), (76), (86)의 센서(61), (77), (84)가 on되었을 때 제어부(9)에서 이를 파악하고 냉수, 냉각수 또는 온수를 공급실내의 컵에 각각 공급하게 되는 것이며, 냉수공급은 냉수공급요구가 있을 때 제어부(9)가 밸브(54)의 공급관(62)접속포트를 열고 펌프(55)를 일정시간 또는 컵(65)이 공급실(63)내에 있는 동안 구동하여 용기(5)내의 여과수를 공급관(62)을 통해 컵(65)에 따르는 것이고, 냉각수공급은 제어부(9)가 수위센서(78)의 상태 off를 파악하면 on이 되기까지 밸브(54)의 공급관(72)접속포트를 열고 펌프(55)를 구동함에 의해 여과수를 냉동기(71')의 냉각코일(71)이 배열되어 일정한 냉각온도를 유지하는 냉각용기(75)에 공급하여 냉각여과수 상태로 저장하고 있다가 냉각수의 공급요구가 있을 때 일정시간 또는 컵(65)이 공급실(76)에 있는동안 밸브(73)를 열어 냉각수를 컵(65)에 따르는 것이며, 온수공급은 온수공급요구가 있을 때 제어부(9)가 스위치(85)를 on하여 일정시간 온수기(83)를 예열하고 일정시간동안 또는 컵(65)이 공급실(86)에 있는 동안 밸브(54)의 공급관(81)접속 포트를 열고 펌프(55)를 구동함에 의해 여과수를 전열온수기(83)에서 가열하여 배출관(82)을 통해 컵(65)에 따르는 것이다.

또한 제어부(9)는 주루프에서 청소주기를 파악하여 세라믹필터 여과기(2)의 청소를 행하고, 배수주기를 파악하여 용기(5)내의 여과수를 전부 배수하고, 소독주기를 파악하여 일정한 시간동안 용기(5)내의 자외선 등(57)을 점등하여 살균소독을 실시하는 것이다.

상기 청소주기가 되면 제어부(9)는 밸브(23)를 닫고 일정시간동안 모터(27)를 구동하여 세척사(28)에 세라믹필터(30)가 세척되게 회전시키고, 밸브(25)와 (24)를 열고 수도관에 연결된 노즐(24)에서 수세용수를 세척사(28)속에 분출, 배수관(25')으로 배수하므로 필터(30), 세척사(28)등 여과실(26)내부를 수세하며, 일정시간 밸브(24)를 닫고 밸브(25)를 열린상태로 두어 세척수를 배수한 후 밸브(25)를 폐전하여 청소동작전의 상태로 돌아가는 것이다.

그리고 제어부(9)는 배수주기를 파악하여 수위센서(53)의 물없음상태신호 off를 읽기까지 밸브(54)의 배수관(102') 접속포트를 열어 여과수를 전부 하수관(102)에 배수시키고 배수후 밸브(54)의 배수관(102') 접속포트를 폐전시켜 다시 여과를 개시하게 하는 것이다.

본 고안의 중요한 제어동작을 프로그램의 플로우챠트를 인용하여 설명하면 제6도와 같이 프로그램이 동작 초기에 변수 t1에 '현재시간'을, c2에 '계절숭사'(예 : 봄-2, 여름-1, 가을-2. 겨울-4)를, t2에 '청소주기상수'를 t3에 '청소주기'(예 : t3=c2*t2)를 대입하고, 청수주기카운터 t4를 크리어(t4=0)하는 등 초기화를 행하고 필요한 표시부의 출력(현재시간, 각부의 동작상태 표시등 따위)을 행한 다음, 실행주루프에서 청소주기 카운터 t4의 값을 증가시키면서 콘솔(100)에 배열된 수동 조작키(시간수정키, 세척키, 급수키, 배수키)의 on/off상태 또는 수위센서(78), 수압센서(52), 냉수요구센서(61), 냉각수요구센서(77) 및 온수요구센서(84)의 on/off상태 또는 청소주기가 되었는지(t4=t3)를 파악하여 해당 실행루틴을 호출하여 실행시키는 것이다.

즉, 주루프에서 CPU(91)가 시간수정키(도시없음)에서 '시간수정키 on'을 읽으면 해당 루틴을 호 출하여 콘솔의 키입력 받아 시계(94) 및 t1값을 수정하며, 기타 계절상수 c1, 청소주기상수 t2 등도 해당키(도시없음)의 수정요구가 있으면 대응 실행루틴을 호출하여 이들의 초기화 값을 수정하는 것이다.

주루프에서 CPU(91)가 '급수키 on' 또는 용기(5)의 여과수 저수위 상태신호 '수압센서(52) off'를 읽게되면 I/O장치(95)를 통해 구동드라이브(1'')에 가압펌프(1) 구동신호를 출력하고 동시에 구동드라이브(23'')에 밸브(23) 개방신호를 출력하여 여과를 진행시켜 주루프로복귀하며, '급수키 off' 또는 '수압센서(52) on'(도시없음) 상태를 읽게되면 가압펌프(1)의 구동을 정지시키고 밸브(23)를 폐전하여 용기(5)내에 적정량의 여과수를 확보하는 것이다.

냉수공급실(63)에 컵(65)을 제시하여 CPU(91)가 '냉수요구센서(61) on'(또는 '냉수요구키 on')을 감지하면 제7도와 같이 구동드라이브(54'')에 밸브(54)의 공급관(62)접속포트 개방신호를, 구동드라이브(55'')에 펌프(55)구동신호를 각각 출력하여 컵(65)에 여과수를 따르고 카운터 t5를 크리어한 후 루프에서 카운터 t5를 가산하면서 't5=공급시간'이거나 '센서(61)=off'이면 밸브(5)를 닫고 펌프(55)를 세운다음 주 루프로 복귀하는 것으로 냉수를 컵에 적량 따르는 것이다.

CPU(91)가 냉각수용기(57)의 저수위 상태신호 '수위센서(78) off'를 읽으면 제8도와 같이 구동드라이브(54'')에 밸브(54)의 공급관(72)접속포트 개방신호를, 구동드라이브(55'')에 펌프(55) 구동신호를 각각 출력하여 냉각수 용기(57)에 여과수를 공급하여 루프에서 '센서(78)=on'이면 밸브(5)를 닫고 펌프(55)를 세운다음 주루프로 복귀하여 냉각수를 항상 비축하는 것이다.

냉각수공급실(76)에 컵(65)을 제시하여 CPU(91)가 '냉각수요구센서(77) on' (또는 '냉각수요구키 on')을 감지하면 제9도와 같이 구동드라이브(73'')에 밸브(73) 개방신호를 출력하여 컵(65)에 냉각수를 공급하고 카운터 t5를 크리어한 후 카운터 t5를 가산하는 냉각수공급루프에서 't5=공급시간'이거나 '센서(77)=off'이면 밸브(73)를 닫고 주루프로 복귀하는 것으로 냉각수를 컵에 따르게 되는 것이다.

온수공급실(86)에 컵(65)을 제시하여 CPU(91)가 '온수요구센서(84) on'(또는 '온수요구키 on')을 감지하면 제10도와 같이 구동드라이브(85")에 스위치 on하는 신호를 출력하여 온수기(83)를 예열하고 카운터 t5를 크리어한 후 예열루프에서 카운터 t5를 가산하면서 't5=예열시간'이면 구동드라이브(54'')에 공급관(81) 접속포트 개방신호를, 구동드라이브(5'')에 펌프(55) 구동신호를 각각 출력하여 컵(65)에 온수기(83)를 통과시킨 뜨거운 여과수를 따르면서 카운터 t5를 크리어하고 온수공급루프에서 카운터 t5를 가산하면서 't5=공급시간'이거나 '센서(84)=off'이면 밸브(5)를 닫고 펌프(55)를 세운다음 주루프로 복귀하는 것으로 여과수를 뜨겁게 덥혀 컵에 따르게 되는 것이다.

그리고 CPU(91)가 주루프에서 가산을 행하여 't4=청소주기'의 값을 인식하면 제11도와 같이 구동드라이브(23")에 밸브(23) 닫기신호를, 구동드라이브(27")에 필터(30) 구동모터(27)의 구동신호를 각각 출력하고 카운터 t5를 크리어 한 다음 이를 가신하는 세척루플 진행하고 이 루프에서 't5=필터청소시간'이면 구동드라이브(25"), (24")에 수세밸브(24) 및 배수밸브(25) 개방신호를 출력하고 다시 카운터 t5를 다시 크리어한 후 수세루프를 진행하며 수세루프에서 't5=수세시간'이면 급수밸브(24)를 닫고 카운터 t5를 크리어한 후 배수시간을 진행시켜 't5=배수시간'이면 하수밸브(25)를 닫고 주루프로 복구하는 것이다.

CPU(91)가 주루프에서 '배수키 on'이나 'tn=배수시간' (tn : 도시없음)을 감지하면 구동드라이브(23")에 밸브(23) 폐전신호, 구동드라이브(54")에 밸브(5)의 배수관(102) 접속포트 개방신호를 각각 출력하고 여과수의 배수 완료신호인 '센서(53)=off'이면 밸브들을 동작전 상태로 복귀시켜 여과수를 전량배수한 후 주루프로 복귀하여 다시 여과를 진행하게 하는 것이며, CPU(91)가 주루프에서 '소독키 on'이나 'tn=소독주기'를 감지하면 구동드라이브(57")를 통해 자외선 램프를 일정시간 점등하여 여과수의 살균소독을 실시하는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 정수, 청소, 소독 등의 관리 동작이나 여과수 공급등 서비스 동작을 프로그램의 제어에 의해 자동으로 수행하여 관리의 소홀이나 여과수의 정체에 따른 불결화를 방지하고 신선하고 청결한 여과생수를 냉수, 냉각수 또는 온수로 제공하는 등 전자동화된 정수장치를 제공하게 된 것이다.

Claims (2)

1. 제어신호에 따라 가압펌프(1)가 공급하는 원수를 1차 여과하고 세라믹 필터세척, 수세하는 세라믹 필터 여과기(2)와, 1차 여과수를 다층의 여과재에서 일부를 여과하고 일부는 오수로 분리하여 하수로 배수하는 멤브레인여과기(3)와, 2차 여과수를 이온교환수지, 영구자석 및 활성탄층을 통과시켜 단물이 되게 3차 처리하는 복합처리기(4)와, 3차 처리 여과수를 저장하고 공급요구가 있을 때 여과수를 공급하기 위한 여과수 저장 용기(5)와, 냉수 공급요구가 있을 때 용기(5)의 여과수를 컵에 EK르는 냉수공급수단(6)과, 여과수의 일부를 냉각시켜 보존하고 공급요구가 있을 때 컵에 따르는 냉각수 공급수단(7)과, 온수공급요구가 있을 때 용기(5)내의 여과수를 즉시 가열하여 온수로 제공하는 온수공급수단(8)과, 프로그램의 제어하에 일정한 주기마다 세라믹 필터 여과기(2)의 청소를 행하고, 여과수 용기(5)내의 여과 여과수를 배수하여 새롭게 정수하며, 음료수 용기내에서 자외선 살균을 실시하고, 냉각수단에 여과수를 공급하며, 요구가 있을 때 여과수를 냉수, 냉각수 또는 온수로 여과수를 공급하는 제어부(9)로 구성한 것을 특징으로 하는 정수장치.
2. 청구범위 제1항에 있어서, 냉각수공급수단(7)은 냉각코일(71) 및 밸브(54)로부터 여과수를 공급받기 위한 여과수 공급관(72) 및 수위센서(78)를 보유하는 냉각용기(75)와 냉각수 배출관(74)상의 제어 신호시 개폐되는 밸브(73)와 냉각수공급실(76)에 배치되는 컵(65) 검출센서(77)로 구성한 것을 특징으로 하는 정수장치.