WO2022030862A1 - 정수장치 - Google Patents

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WO2022030862A1
WO2022030862A1 PCT/KR2021/009777 KR2021009777W WO2022030862A1 WO 2022030862 A1 WO2022030862 A1 WO 2022030862A1 KR 2021009777 W KR2021009777 W KR 2021009777W WO 2022030862 A1 WO2022030862 A1 WO 2022030862A1
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WO
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water
pump unit
reverse osmosis
valve
line
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PCT/KR2021/009777
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문형민
김철호
문현석
홍영훈
박시준
신현수
박찬정
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코웨이 주식회사
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/03—Pressure

Definitions

  • the present invention is a water purifying device, and more particularly, it is a technology for reducing initial noise and vibration during purified water extraction by artificially forming a pressure at the rear end of a pump unit provided in a direct water type reverse osmosis water purifying device.
  • a water purifying device filters raw water supplied from a raw water supply source and uses it as drinking water for a user to drink, or is used for other purposes, and is also called a so-called 'water purifier'.
  • a reverse osmosis (RO) membrane module When a reverse osmosis (RO) membrane module is used as a filtering means of a water purification device, some of the raw water supplied to the reverse osmosis membrane module is filtered by the membrane to become purified water, and the remainder is concentrated containing dissolved impurities. becomes the number Concentrated water may be discharged to the outside through a household water discharge line provided in the water purification device. In order to supply water above a predetermined filtration pressure to the reverse osmosis membrane module, a pump may be provided at the front end of the reverse osmosis membrane module.
  • RO reverse osmosis
  • the basic configuration and operation of the reverse osmosis water purification device is disclosed in WO2020/085645 A1 "WATER PURIFIER", an international application filed by the present applicant.
  • the international application aims to minimize the vibration transmitted to the reverse osmosis filter due to the water hammer phenomenon when water is supplied to the reverse osmosis filter.
  • the supply valve is configured to reduce the differential pressure between the front end and the rear end of the pump.
  • the supply valve is configured to reduce the pressure of the raw water, and the effect of reducing the differential pressure of the pump can be achieved, but it is not suitable for use in a low water pressure area.
  • Korea Patent Registration No. 10-2061975 of Toray Advanced Materials, 'Reverse osmosis water purifier for home and water purification method using the same' is a key feature of having an energy recovery device.
  • the energy recovery device using the concentrated water discharged from the reverse osmosis membrane filter to generate hydraulic energy, and is configured to increase the pressure of the raw water by using the hydraulic energy.
  • the configuration for increasing the supply pressure of raw water by recycling the discarded concentrated water is disclosed, this is only a configuration for increasing the supply pressure of the raw water, not a configuration for reducing the differential pressure of the pump. That is, it is not possible to solve the problems of vibration and noise generated when the pump is initially driven.
  • Patent Document 1 International Publication No. WO2020/085645 A1
  • Patent Document 2 Korean Patent No. 10-2061975
  • Patent Document 3 Korean Patent No. 10-1870432
  • the present invention has been devised to solve the above problems.
  • the present invention intends to propose a water purifying apparatus capable of solving the problems of noise and vibration occurring during the initial operation of the pump, where extraction of purified water is started, among the problems frequently occurring in the direct water type reverse osmosis water purification apparatus.
  • the present invention intends to propose a water purifying device capable of maintaining a residual pressure of a specific size at the rear end of the pump in order not to form a negative pressure band at the front of the pump in a transient state when the pump is initially driven.
  • the present invention intends to propose a water purifying device that artificially forms residual pressure at the rear end of the pump unit by using the control of the valve unit and the pump unit without a separate pressurization pump.
  • An embodiment of the present invention for solving the above problems is a reverse osmosis filter 110 for filtering raw water in a reverse osmosis method, based on the built-in reverse osmosis membrane 111, the filtering side (112a) and the non-filtration Partitioned to the side (112b), reverse osmosis filter 110; a pump unit 120 provided in the raw water line 130 connected to the front end of the reverse osmosis filter 110, for flowing raw water to the non-filtration side 112b; a purified water discharge line 140 connected to the filtration side 112a of the reverse osmosis filter 110 to discharge filtered purified water; a purified water extraction valve 142 provided in the purified water discharge line 140 to open and close the purified water discharge line 140; a household water discharge line 150 connected to the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110 to discharge unfiltered household water from the reverse osmosis filter 110; a household water discharge valve 152 provided in the household water discharge line
  • control unit 160 may close the household water discharge valve 152 after the purified water extraction valve 142 is closed.
  • control unit 160 may additionally operate the pump unit 120 for a preset time while the purified water extraction valve 142 and the household water discharge valve 152 are closed.
  • the water purification device is further provided with a pressure sensor 134 that senses the pressure at the rear end of the pump unit 120 and transmits the sensed pressure information to the control unit 160 , and the control unit 160 includes , by using the pressure information transmitted from the pressure sensor 134 , it is possible to control the operation of the pump unit 120 .
  • control unit 160 receives the pressure information immediately after both the purified water extraction valve 142 and the household water discharge valve 152 are closed from the pressure sensor 134, and according to the pressure information, The additional operation time of the pump unit 120 may be determined.
  • the household water discharge valve 152 is opened by the control unit 160 , and raw water is supplied to the reverse osmosis filter 110 .
  • the flushing of the reverse osmosis filter 110 may be performed while being discharged to the household water discharge line 150 .
  • control unit 160 after the Nth purified water extraction end state, before the N+1th purified water extraction state in which the purified water extraction valve 142 is opened, the household water discharge valve 152 is closed , by operating the pump unit 120, the pressure at the rear end of the pump unit 120 may be set to a preset value.
  • the output of the pump unit 120 may be set to X1 to X2 [psi], and the preset value at the rear end of the pump unit 120 may be X1/2 to X2 [psi].
  • the output of the pump unit 120 may be set to 80 to 100 [psi], and the preset value at the rear end of the pump unit 120 may be 40 to 100 [psi].
  • a pre-treatment filter 170 provided at the front end of the pump unit 120 of the raw water line 130; and a post-treatment filter 180 provided in the purified water discharge line 140 ; may further include.
  • the check valve 132 provided on the front end of the pump unit 120, allowing only one-way flow of the raw water flowing through the raw water line 130; may further include.
  • the household water discharge line 150 may further include a resistance valve 154 provided at the rear end of the household water discharge valve 152 .
  • the raw water line 130 is further provided with a raw water line pressure sensor connected to the control unit 160, and the control unit 160, when the pressure information sensed by the raw water line pressure sensor is equal to or greater than a preset value , using the pressure of raw water supplied from the raw water line 130 without starting the operation of the pump unit 120 , the differential pressure between the front end of the pump unit 120 and the rear end of the pump unit 120 . can be formed in a steady state.
  • the present invention can solve the problems that occur frequently in the direct water type reverse osmosis water purification apparatus, in particular, the noise and vibration problems that occur when the pump unit is initially driven from which the extraction of purified water starts.
  • a residual pressure of a specific size may be maintained at the rear end of the pump unit in order not to form a negative pressure band at the front end of the pump unit.
  • the residual pressure can be artificially formed at the rear end of the pump unit by using the control of the valve unit and the pump unit without separately providing a pressurization pump.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of a water purifying device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a process in which purified water is extracted in an embodiment of the water purification apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a process of discharging household water in an embodiment of the water purification apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a process of flushing the reverse osmosis filter in an embodiment of the water purification apparatus according to the present invention.
  • FIG 5 is a view showing a process of increasing the pressure at the rear end of the pump unit in an embodiment of the water purification apparatus according to the present invention.
  • 6 is experimental data obtained by measuring the maximum noise value within 5 seconds of extracting purified water according to the residual pressure at the rear end of the pump unit.
  • FIG. 7 is a view showing a water purifying device further including a pressure sensor as a modification of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 .
  • FIG. 8 is a view showing a process of increasing the pressure at the rear end of the pump unit based on the configuration shown in FIG. 7 .
  • the present invention can be applied to a direct water purification apparatus that does not have a separate raw water storage tank, it is not limited thereto. it's a bar
  • 'front end', 'rear end', 'first half', and 'second half' used below are all defined based on the flow direction of water, where water is a broad concept including all of raw water, purified water, and domestic water.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of a water purifying device according to the present invention, and the configuration of the water purifying device according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 .
  • Individual components of the water purifying device to be described later may be connected through tubing that functions as a flow path, and may be connected through fitting of the tubing.
  • the water purification device 100 When listed based on the flow direction of raw water, the water purification device 100 according to the present invention includes a raw water line 130 , a pump unit 120 , and a reverse osmosis filter 110 , and a reverse osmosis filter 110 and It is composed of a connected purified water discharge line 140 and household water discharge line 150 .
  • the pump unit 120 and the household water discharge line 150 are operated by the control unit 160 .
  • the raw water line 130 refers to a flow path connected to the front end of the reverse osmosis filter 110 , and is a flow path through which raw water that has not yet been filtered by the reverse osmosis filter 110 flows.
  • the front end of the raw water line 130 may be supplied with raw water by being connected to a water faucet (not shown) or a storage tank (not shown) provided at the installation site.
  • the rear end of the raw water line 130 is connected to the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110 .
  • a pump unit 120 is provided in the raw water line 130 , and the pump unit 120 is configured to supply raw water above the filtration pressure of the reverse osmosis filter 110 .
  • the raw water supplied to the non-filtration side (112b) is made into purified water in the process of being filtered to the filtering side (112a) through the reverse osmosis membrane (111) by pressurization of the pump unit (120).
  • the raw water line 130 is divided into the first half 130a of the raw water line and the second half 130b of the raw water line based on the pump unit 120 .
  • the pre-treatment filter 170 is provided on the front side 130a of the raw water line.
  • the pre-treatment filter 170 performs a function of removing organic compounds and residual chlorine contained in raw water, and is also called a 'sun-carbon filter'.
  • a check valve 132 may be further provided in the raw water line 130 .
  • check valve 132 As the check valve 132 is provided, it is possible to prevent the reverse flow of raw water even when the operation of the pump unit 120 is stopped. 1 illustrates that the check valve 132 is positioned on the second half 130b of the raw water line, but is not limited thereto, and may be positioned on the first half 130a of the raw water line.
  • the pump unit 120 has a check valve built-in by itself, so that the pressure at the rear end of the pump unit 120 (or the pressure at the rear side of the raw water line 130b) in the state where the pump unit 120 is stopped is not relieved by the reverse flow. is composed
  • the output of the pump unit 120 is preferably set to 80 to 100 psi. The state in which the operation of the pump unit 120 is stopped is maintained until after the Nth purified water extraction end state and before the N+1th purified water extraction state, which is an arbitrary purified water extraction end state.
  • the pump unit 120 converts to the N+1th purified water extraction state by forming a residual pressure on the rear end of the pump unit 120 between the Nth purified water extraction end state and before the N+1th purified water extraction state.
  • the reverse osmosis filter 110 is connected to the rear end of the pump unit 120 and configured to receive raw water through the operation of the pump unit 120 , and filters the raw water in a reverse osmosis method by the power of the pump unit 120 .
  • the reverse osmosis filter 110 has a built-in reverse osmosis membrane 111 and is divided into a filtration side 112a and a non-filtration side 112b based on the reverse osmosis membrane 111 . It is preferable that the filtering side 112a and the non-filtration side 112b be partitioned in a ratio of 1:1, and purified water and domestic water can be generated in a 1:1 ratio.
  • the filtered side 112a is connected to the purified water discharge line 140
  • the non-filtered side 112b is connected to the household water discharge line 150 .
  • Raw water is filtered by the reverse osmosis membrane 111 , and purified water from which the dissolved impurities of the raw water have been removed flows to the filtering side 112a, and the living water having a high concentration of dissolved impurities flows to the non-filtration side 112b.
  • water for living is also called 'concentrated water'.
  • the reverse osmosis filter 110 may be formed in a cylindrical shape.
  • the latter side 130b of the raw water line is connected to the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110, and is preferably connected to the lower part of the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110. do.
  • the household water discharge line 150 is preferably connected to the upper portion of the non-filtration side (112b).
  • the purified water discharge line 140 is connected to the filtration side 112a of the reverse osmosis filter 110 and is a path through which purified water flows.
  • a purified water extraction valve 142 is provided in the purified water discharge line 140 , and when a purified water extraction signal is input by a user, the purified water extraction valve 142 is opened. Of course, it may be configured in a structure in which the user manually opens the purified water extraction valve 142 .
  • a post-treatment filter 180 is provided in front of the purified water extraction valve 142 in the purified water discharge line 140 .
  • the post-treatment filter 180 is also referred to as a 'post-carbon filter', and may perform a function of removing gaseous substances contained in purified water.
  • the purified water discharge line 140 may further include a flow meter 141 .
  • the purified water extraction amount is sensed through the flow meter 141 and information on the purified water extraction amount may be provided to the user.
  • the purified water extraction valve is automatically It may be designed to close 142 .
  • the household water discharge line 150 is connected to the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110 and is a path through which household water (concentrated water) flows.
  • the household water discharge line 150 is connected to the outside of the water purification device 100 (eg, a drain hole or a storage tank, etc.) and configured to discharge household water.
  • the household water discharge line 150 is provided with a household water discharge valve 152 for controlling the flow of household water. When the household water discharge valve 152 is opened, the household water is discharged to the outside, but when the household water discharge valve 152 is closed, the household water can no longer flow, and the reverse osmosis filter 110 is on the non-filtration side.
  • a resistance valve 154 is further provided at the rear end of the household water discharge valve 152 .
  • the resistance valve 154 functions to prevent excessive discharge of household water when household water is discharged during flushing.
  • control unit 160 is configured to control the pump unit 120 and the household water discharge valve 152 .
  • control unit 160 in relation to the control of the pump unit 120, by further including a pump unit output calculation module 162 and a pump unit addition operation time determining module 164, to determine the output and additional operation time of the pump unit 120 is composed
  • FIG. 2 shows a flow path 'when extracting purified water is performed'
  • FIG. 3 shows a flow path 'when performing household water discharge'
  • FIG. 4 shows a flow path 'when performing flushing'.
  • a flow path will be described with reference to FIGS. 2 to 4 .
  • the purified water extraction valve 142 is opened and the pump unit 120 is operated.
  • the household water discharge line 150 is maintained in a closed state, and the pressure by the pump unit 120 is transmitted to the reverse osmosis filter 110 and the purified water discharge line 140 .
  • the raw water flowing in from the raw water supply source flows to the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110 through the pre-treatment filter 170, and by the pressurization of the pump unit 120 In the process of passing through the reverse osmosis membrane 111 , impurities are filtered and flowed into the purified water discharge line 140 . At this time, the purified water is provided to the user after going through the post-processing filter 180 again.
  • FIG. 3 a process in which domestic water is discharged after the Nth purified water extraction end state is shown (meaning before the N+1th purified water extraction state). It is preferable that the water for domestic use is discharged after the completion of the Nth purified water extraction. Since the raw water pressure is relatively low in the low water pressure area, when purified water and domestic water are discharged at the same time, a phenomenon may occur that the user cannot reach the desired purified water extraction flow rate. Discharge of household water is performed by opening the household water discharge valve 152, and by the pressurization of the pump unit 120, the household water temporarily stored in the non-filtration side 112b of the reverse osmosis filter 110 is discharged. .
  • the flushing process is shown after the Nth integer extraction end state.
  • the flushing may be set not to be performed every time after the completion of water extraction, and according to the designer's choice, the cycle and criteria may be set in various ways.
  • the flushing is preferably configured such that the pump unit 120 does not operate and flows only by the pressure of the raw water supplied from the raw water supply source (faucet bulb).
  • the flushing refers to a process of washing the reverse osmosis membrane 111 using raw water in order to prevent the reverse osmosis membrane 111 from being damaged by foreign substances.
  • FIG. 5 is a view showing a process of increasing the pressure at the rear end of the pump unit in an embodiment of the water purification device according to the present invention, and the operation for maintaining the residual pressure at the rear end of the pump unit 120 is described with reference to FIGS. 2 and 5 do.
  • the conventional water purification device has a structure in which residual pressure is not formed on the rear end of the pump unit 120 .
  • excessive flow occurs in the process (meaning 'transient state') in which the pressure of the pump unit 120 reaches a steady state when the pump unit 120 is initially driven, and the pump unit 120
  • a negative pressure was generated on the front end side, and vibration and noise of the pump unit 120 itself were generated.
  • the water purifying apparatus 100 can solve the above problem by artificially setting the pressure at the rear end of the pump unit 120 to a preset value.
  • the pump unit 120 and the household water discharge valve 152 are controlled using the control unit 160 , but the purified water extraction valve 142 is closed, and the pump unit In a transient state until the operation of 120 is started and the differential pressure between the front end side of the pump unit 120 and the rear end side of the pump unit 120 reaches a steady state, the household water discharge valve 152 is controlled to close .
  • the control unit 160 closes the household water discharge valve 152, and operates the pump unit 120 in a state where the household water discharge valve 152 is closed.
  • the residual pressure is artificially formed in the flow path between the rear end side and the front end side of the household water discharge valve 152.
  • the household water discharge valve 152 may be maintained in an open state until the household water discharge is completed.
  • the household water discharge valve 152 is closed by the control unit 160, and in this state, a predetermined operation of the pump unit 120 is performed, so that the rear end of the pump unit 120 (or raw water) A residual pressure may be formed in the second half of the line 130(b).
  • the preset operation of the pump unit 120 by the control unit 160 is largely divided into two types. It means controlling the output of the pump unit 120 itself or controlling the additional operation time of the pump unit 120 (the output of the pump unit 120 itself is kept constant).
  • control unit 160 may include a pump unit output calculation module 162 and a pump unit addition operation time determination module 164, which of the pump unit 120 in consideration of the raw water pressure flowing from the raw water supply source. It is possible to determine the output and the additional operation time of the pump unit 120 .
  • FIG. 6 is experimental data obtained by measuring the maximum noise value within 5 seconds of extracting purified water according to the residual pressure at the rear end of the pump unit.
  • the maximum noise measurement value is greatly reduced from 55.4 [dB] to 46.9 [dB] it can be seen that Noise is a direct factor that gives a user an unpleasant feeling of use, and reducing the maximum noise measurement value as described above can provide a feeling of satisfaction to the user.
  • a relationship between the output of the pump unit 120 and the residual pressure at the rear end of the pump unit 120 may also be defined.
  • the output of the pump unit 120 is set to X1 to X2 [psi], and the preset value at the rear end of the pump unit 120 is formed to be X1/2 to X2 [psi]. According to this, the output of the pump unit 120 is set to 80 to 100 [psi], and the preset value at the rear end of the pump unit 120 may be 40 to 100 [psi].
  • a raw water line pressure sensor (not shown) may be further provided in the raw water line 130 .
  • the raw water line pressure sensor is connected to the control unit 160 and is configured to transmit the sensed pressure information to the control unit 160 .
  • the control unit 160 does not start the operation of the pump unit 120 and uses the pressure of the raw water supplied from the raw water line 130,
  • the differential pressure between the front end side of the pump unit 120 and the rear end side of the pump unit 120 may be formed in a normal state.
  • the present invention is to solve the user's inconvenience in the low water pressure area, if the installation area of the water purifying device 100 is not the low water pressure area, it may not be necessary to forcibly operate the pump unit 120 . That is, when the raw water supplied through the raw water line 130 already has a sufficient pressure, only the pressure of the raw water can maintain the differential pressure between the front end and the rear end of the pump unit 120 in a normal state, thereby reducing power consumption. In order to prevent it, it may be formed in the above configuration.
  • FIG. 7 is a view showing a water purification device further comprising a pressure sensor as a modification of the embodiment of the present invention shown in FIG. A diagram showing the process. A description overlapping with the above-described embodiment according to the present invention will be omitted.
  • a modified example of the water purifying device according to the present invention is configured to further include a pressure sensor 134 .
  • the pressure sensor 134 is positioned at the rear side 130b of the raw water line, and serves to sense the residual pressure at the rear end of the pump unit 120 .
  • the pressure sensor 134 is electrically connected to the control unit 160 and is configured to transmit pressure information sensed in real time to the control unit 160 .
  • the control unit 160 receives the pressure information immediately after both the purified water extraction valve 142 and the household water discharge valve 152 are closed from the pressure sensor 134, and according to the pressure information, additional operation of the pump unit 120 decide the time For example, when the pressure immediately after both the purified water extraction valve 142 and the household water discharge valve 152 are closed is 10 [psi], the additional operation time of the pump unit 120 is set to '3 seconds', , 20 [psi] may be configured to set the additional operation time of the pump unit 120 to '2 seconds'.
  • the additional operation time of the pump unit 120 may be determined by further considering the raw water pressure flowing from the raw water supply source in addition to the pressure information immediately after both the purified water extraction valve 142 and the household water discharge valve 152 are closed.
  • the control unit 160 includes a pressure information receiving module 161, a pump unit output calculation module 162, and a pump unit additional operation time determining module 164 to perform the above function, and a pressure information receiving module 161 ) is configured to transmit the pressure information received in real time to the pump unit output operation module 162 and the pump unit addition operation time determination module 164 .

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Abstract

본 발명은 역삼투 방식으로 원수를 여과하는 역삼투압필터(110)로서, 내장된 역삼투막(111)을 기준으로, 여과측(112a) 및 비여과측(112b)으로 구획되는, 역삼투압필터(110); 상기 역삼투압필터(110)의 전단측과 연결된 원수라인(130)에 구비되되, 원수를 상기 비여과측(112b)으로 유동시키는, 펌프부(120); 상기 역삼투압필터(110)의 여과측(112a)과 연결되어 여과된 정수를 배출하는 정수배출라인(140); 상기 정수배출라인(140)에 구비되어 상기 정수배출라인(140)을 개폐하는 정수추출밸브(142); 상기 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)과 연결되어 상기 역삼투압필터(110)로부터 여과되지 않은 생활용수를 배출하는 생활용수배출라인(150); 상기 생활용수배출라인(150)에 구비되어 상기 생활용수배출라인(150)을 개폐하는 생활용수배출밸브(152); 및 상기 펌프부(120) 및 생활용수배출밸브(152)의 동작을 제어하는 제어부(160); 를 포함하며, 상기 제어부(160)는, 상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄되고, 상기 펌프부(120)의 동작이 개시되어 상기 펌프부(120) 전단측과 상기 펌프부(120) 후단측 사이의 차압이 정상상태에 도달하기까지의 과도상태에서, 상기 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄시키는 정수 장치를 제공한다.

Description

정수장치
본 발명은 정수 장치로서, 보다 상세하게는, 직수형 역삼투 방식의 정수 장치에 구비되는 펌프부 후단의 압력을 인위적으로 형성시킴으로써, 정수 추출시 초기 소음 및 진동을 저감시키는 기술이다.
일반적으로, 정수 장치는 원수 공급원으로부터 공급되는 원수를 필터링하여 사용자가 음용하기 위한 식수로 사용하거나, 기타 용도에 사용하기 위한 것으로서, 소위 '정수기'라고 불리기도 한다.
정수 장치의 필터링 수단으로서, 역삼투(Reverse Osmosis, RO) 멤브레인 모듈을 사용하는 경우, 역삼투 멤브레인 모듈로 공급되는 원수 중 일부는 멤브레인에 의해 필터링되어 정수가 되고, 나머지는 용존 불순물이 포함된 농축수가 된다. 농축수는 정수 장치에 구비된 생활용수배출라인을 통해 외부로 배출될 수 있다. 역삼투 멤브레인 모듈에 소정의 여과 압력 이상으로 물을 공급하기 위해서, 역삼투 멤브레인 모듈 전단측에는 펌프가 구비될 수 있다.
이러한 역삼투 방식의 정수 장치의 기본적인 구성 및 동작은, 본 출원인에 의한 국제출원인 WO2020/085645 A1 "WATER PURIFIER"에 개시된다. 상기 국제출원은 역삼투압필터로의 물 공급시 수격현상에 의해 역삼투압필터로 전달되는 진동을 최소화시키는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 공급밸브를 펌프 후단에 위치시킴으로써, 펌프 전단과 후단 사이의 차압을 줄이는 구성이다. 이러한 종래기술의 구성에 따르면, 상기의 공급밸브는 원수를 감압시키는 구성인 바, 펌프의 차압 감소 효과는 달성할 수 있으나, 저수압 지역에서 사용하기에는 부적합하다. 즉, 공급밸브에 의해 원수가 다시 감압되어 역삼투압필터로 유입되는 원수의 압력이 더욱 낮아지는 문제가 발생된다. 또한, 공급밸브를 구비한 구성만으로는 정수 추출이 시작되는 펌프 초기 구동시 발생되는 과도한 소음을 해결할 수 없다.
도레이첨단소재의 한국등록특허 제10-2061975호 '가정용 역삼투 정수기 및 이를 이용한 정수방법'는 에너지 회수장치를 구비하는 것을 핵심 특징으로 한다. 에너지 회수장치에 의해, 역삼투 분리막 필터로부터 배출되는 농축수를 이용하여 수력에너지를 생성하고, 이 수력에너지를 이용하여 원수의 압력을 증대시키도록 구성된다. 버려지는 농축수를 재활용하여 원수의 공급압력을 증가시키는 구성을 개시하긴 하나, 이것은 원수의 공급압력을 증가시키기 위한 구성일 뿐, 펌프의 차압을 감소시키기 위한 구성은 아니다. 즉, 펌프 초기 구동시 발생되는 진동 및 소음 문제를 해결할 수는 없다.
따라서, 직수형 역삼투 방식의 정수 장치에서 빈번하게 발생되는 문제 중 특히, 정수의 추출이 시작되는 펌프 초기 구동시 발생되는 소음과 진동 문제를 해결할 수 있는 정수 장치의 필요성이 대두되는 실정이다.
(특허문헌 1) 국제공개번호 제WO2020/085645 A1호
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-2061975호
(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1870432호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다.
첫째, 본 발명은 직수형 역삼투 방식의 정수 장치에서 빈번하게 발생되는 문제 중 특히, 정수의 추출이 시작되는 펌프부 초기 구동시 발생되는 소음과 진동 문제를 해결할 수 있는 정수 장치를 제안하고자 한다.
둘째, 본 발명은 펌프부 초기 구동시의 과도상태에서, 펌프부 전단에 음압대가 형성되지 않기 위해, 펌프부 후단측에 특정한 크기의 잔압을 유지시킬 수 있는 정수 장치를 제안하고자 한다.
셋째, 본 발명은 가압펌프를 별도로 구비하지 않고, 밸브수단 및 펌프부의 제어를 이용하여 펌프부 후단측에 잔압을 인위적으로 형성시키는 정수 장치를 제안하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 역삼투 방식으로 원수를 여과하는 역삼투압필터(110)로서, 내장된 역삼투막(111)을 기준으로, 여과측(112a) 및 비여과측(112b)으로 구획되는, 역삼투압필터(110); 상기 역삼투압필터(110)의 전단측과 연결된 원수라인(130)에 구비되되, 원수를 상기 비여과측(112b)으로 유동시키는, 펌프부(120); 상기 역삼투압필터(110)의 여과측(112a)과 연결되어 여과된 정수를 배출하는 정수배출라인(140); 상기 정수배출라인(140)에 구비되어 상기 정수배출라인(140)을 개폐하는 정수추출밸브(142); 상기 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)과 연결되어 상기 역삼투압필터(110)로부터 여과되지 않은 생활용수를 배출하는 생활용수배출라인(150); 상기 생활용수배출라인(150)에 구비되어 상기 생활용수배출라인(150)을 개폐하는 생활용수배출밸브(152); 및 상기 펌프부(120) 및 생활용수배출밸브(152)의 동작을 제어하는 제어부(160); 를 포함하며, 상기 제어부(160)는, 상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄되고, 상기 펌프부(120)의 동작이 개시되어 상기 펌프부(120) 전단측과 상기 펌프부(120) 후단측 사이의 차압이 정상상태에 도달하기까지의 과도상태에서, 상기 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄시키는, 정수 장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부(160)는, 상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄된 이후, 상기 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(160)는, 상기 정수추출밸브(142) 및 상기 생활용수배출밸브(152)가 폐쇄된 상태에서, 상기 펌프부(120)를 기설정된 시간동안 추가 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 정수 장치는, 상기 펌프부(120) 후단측의 압력을 센싱하며, 상기 제어부(160)로 센싱된 압력정보를 전송하는 압력센서(134)가 더 구비되며, 상기 제어부(160)는, 상기 압력센서(134)로부터 전송된 압력정보를 이용하여, 상기 펌프부(120)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(160)는, 상기 정수추출밸브(142) 및 상기 생활용수배출밸브(152)가 모두 폐쇄된 직후의 압력정보를 상기 압력센서(134)로부터 전송받고, 상기 압력정보에 따라, 상기 펌프부(120)의 추가동작시간을 결정할 수 있다.
또한, 상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄되는 제N 정수추출종료상태에서는, 상기 제어부(160)에 의해 상기 생활용수배출밸브(152)가 개방되고, 상기 역삼투압필터(110)로 원수가 공급되어 상기 생활용수배출라인(150)으로 배출되면서, 상기 역삼투압필터(110)의 플러싱이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제어부(160)는, 상기 제N 정수추출종료상태 이후, 상기 정수추출밸브(142)가 개방되는 제N+1 정수추출상태 이전에, 상기 생활용수배출밸브(152)가 폐쇄된 상태에서, 상기 펌프부(120)를 동작시켜 상기 펌프부(120) 후단의 압력을 기설정된 값으로 형성시킬 수 있다.
또한, 상기 펌프부(120)의 출력은, X1 내지 X2 [psi]로 설정되고, 상기 펌프부(120) 후단의 상기 기설정된 값은, X1/2 내지 X2 [psi]일 수 있다.
또한, 상기 펌프부(120)의 출력은, 80 내지 100 [psi]로 설정되고, 상기 펌프부(120) 후단의 상기 기설정된 값은, 40 내지 100 [psi]일 수 있다.
또한, 상기 원수라인(130) 중 상기 펌프부(120) 전단측에 구비되는 전처리필터(170); 및 상기 정수배출라인(140)에 구비되는 후처리필터(180); 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 펌프부(120) 전단측에 구비되되, 상기 원수라인(130)을 유동하는 원수의 일방향 유동만을 허용하는 체크밸브(132); 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 생활용수배출라인(150)은, 상기 생활용수배출밸브(152)의 후단에 구비된 저항밸브(154)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 원수라인(130)에는, 상기 제어부(160)와 연결된 원수라인압력센서가 더 구비되며, 상기 제어부(160)는, 상기 원수라인압력센서에 의해 센싱된 압력정보가 기설정된 값 이상일 경우, 상기 펌프부(120)의 동작을 개시하지 않고, 상기 원수라인(130)으로부터 공급되는 원수의 압력을 이용하여, 상기 펌프부(120) 전단측과 상기 펌프부(120) 후단측 사이의 차압을 정상상태로 형성시킬 수 있다.
첫째, 본 발명은 직수형 역삼투 방식의 정수 장치에서 빈번하게 발생되는 문제 중 특히, 정수의 추출이 시작되는 펌프부 초기 구동시 발생되는 소음과 진동 문제를 해결할 수 있다.
둘째, 본 발명은 펌프부 초기 구동시의 과도상태에서, 펌프부 전단에 음압대가 형성되지 않기 위해, 펌프부 후단측에 특정한 크기의 잔압을 유지시킬 있다.
셋째, 본 발명은 가압펌프를 별도로 구비하지 않고, 밸브수단 및 펌프부의 제어를 이용하여 펌프부 후단측에 잔압을 인위적으로 형성시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예에서 정수가 추출되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예에서 생활용수가 배출되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예에서 역삼투압필터를 플러싱시키는 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예에서 펌프부 후단의 압력을 상승시키는 과정을 나타내는 도면이다.
도 6은 펌프부 후단의 잔압에 따른 정수추출 5초 이내의 최대 소음값을 측정한 실험데이터이다.
도 7은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예의 변형예로서, 압력센서를 더 구비하는 정수 장치를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 구성을 기준으로, 펌프부 후단의 압력을 상승시키는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명인 정수 장치를 자세히 설명한다.
본 발명은 별도의 원수 저장탱크를 구비하지 않는 직수형 정수 장치에 적용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 정수 장치의 설치장소, 원수압력 등에 따라 원수 저장탱크가 구비되어 구성될 수 있음을 미리 명시하는 바이다.
이하에서 사용되는 '전단', '후단', '전반', '후반'이라는 용어들은 모두 물의 유동 방향을 기준으로 정의한 것이며, 여기서 물은 원수, 정수 및 생활용수를 모두 포함하는 넓은 개념이다.
정수 장치의 구성
도 1은 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이며, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 정수 장치의 구성에 대해 설명한다. 후술하는 정수 장치의 개별 구성들은 유로의 기능을 수행하는 튜빙으로 연결될 수 있으며, 튜빙의 피팅(fitting)을 통해 연결될 수 있다.
원수의 유동 방향을 기준으로 나열하면, 본 발명에 따른 정수 장치(100)는, 원수라인(130), 펌프부(120) 및 역삼투압필터(110)을 포함하고, 역삼투압필터(110)와 연결된 정수배출라인(140) 및 생활용수배출라인(150)으로 구성된다. 여기서, 펌프부(120) 및 생활용수배출라인(150)은 제어부(160)에 의해 동작된다.
원수라인(130)은 역삼투압필터(110)의 전단측과 연결된 유로를 의미하며, 아직 역삼투압필터(110)에 의해 여과되지 않은 원수가 유동하는 유로이다. 전술한 바와 같이, 원수라인(130)의 전단은 설치장소에 구비된 수전구(미도시) 또는 저장탱크(미도시)와 연결됨으로써, 원수를 공급받을 수 있다. 원수라인(130)의 후단은 역삼투압필터(110) 중 비여과측(112b)과 연결된다. 원수라인(130)에는 펌프부(120)가 구비되며, 펌프부(120)는 역삼투압필터(110)의 여과 압력 이상으로 원수를 공급하도록 구성된다. 비여과측(112b)으로 공급된 원수는 펌프부(120)의 가압에 의해, 역삼투막(111)을 통과하여 여과측(112a)로 여과되는 과정에서 정수로 만들어진다. 원수라인(130)은 펌프부(120)를 기준으로, 원수라인 전반측(130a) 및 원수라인 후반측(130b)으로 구분된다. 여기서, 원수라인 전반측(130a)에는 전처리필터(170)가 구비된다. 전처리필터(170)는 원수에 함유된 유기 화합물 및 잔류 염소를 제거하는 기능을 수행하고, '선카본필터'라고 불리기도 한다. 또한, 원수라인(130)에는 체크밸브(132)가 더 구비될 수 있다. 체크밸브(132)가 구비됨에 따라, 펌프부(120)의 동작이 중지될 때에도 원수가 역류하는 현상을 방지할 수 있다. 도 1에서는 체크밸브(132)가 원수라인 후반측(130b)에 위치되는 것을 도시하나, 이에 제한되지 않고, 원수라인 전반측(130a)에 위치될 수도 있다.
펌프부(120)는 자체적으로 체크밸브가 내장됨으로써, 펌프부(120)가 정지된 상태에서 펌프부(120) 후단의 압력(또는 원수라인 후반측(130b) 압력)이 역방향 흐름으로 해소되지 않도록 구성된다. 펌프부(120)의 출력은 80 내지 100 psi로 설정되는 것이 바람직하다. 임의의 정수추출종료상태인 제N 정수추출종료상태 이후 및 제N+1 정수추출상태 이전까지는 펌프부(120)의 동작이 중지된 상태가 유지된다. 본 발명에 따른 펌프부(120)는 제N 정수추출종료상태 이후 및 제N+1 정수추출상태 이전 사이에 펌프부(120) 후단측에 잔압을 형성시킴으로써, 제N+1 정수추출상태로 전환되면서 펌프부(120)가 초기 구동될 때, 펌프부(120)로부터 발생되는 소음 및 진동을 방지하는 효과가 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다.
역삼투압필터(110)는 펌프부(120) 후단측과 연결되어 펌프부(120)의 동작을 통해 원수를 공급받도록 구성되며, 펌프부(120)의 동력에 의해 역삼투 방식으로 원수를 여과시킨다. 역삼투압필터(110)에는 역삼투막(111)이 내장되며, 역삼투막(111)을 기준으로 여과측(112a) 및 비여과측(112b)으로 구분된다. 여과측(112a) 및 비여과측(112b)은 1:1의 비율로 구획되는 것이 바람직하며, 정수 및 생활용수를 1:1 비율로 생성시킬 수 있다. 여과측(112a)은 정수배출라인(140)과 연결되며, 비여과측(112b)는 생활용수배출라인(150)과 연결된다. 원수는 역삼투막(111)에 의해 여과되는 바, 여과측(112a)에는 원수의 용존 불순물이 제거된 정수가 유동되며, 비여과측(112b)에는 용존 불순물의 농도가 높아진 생활용수가 유동된다. 여기서 생활용수는 '농축수'로 불리기도 한다. 역삼투압필터(110)는 원통형으로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 원수라인 후반측(130b)는 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)과 연결되며, 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b) 중 하부와 연결되는 것이 바람직하다. 생활용수배출라인(150)은 비여과측(112b) 중 상부와 연결되는 것이 바람직하다.
정수배출라인(140)은 역삼투압필터(110)의 여과측(112a)과 연결되어 정수가 유동하는 경로이다. 정수배출라인(140)에는 정수추출밸브(142)가 구비되며, 사용자에 의해 정수추출신호가 입력되면, 정수추출밸브(142)가 개방된다. 물론, 사용자가 수동으로 정수추출밸브(142)를 개방시키는 구조로 구성될 수도 있다. 정수배출라인(140) 중 정수추출밸브(142) 전단에는 후처리필터(180)가 구비된다. 여기서 후처리필터(180)는 '후카본필터'로 불리기도 하며, 정수에 함유된 가스상 물질을 제거하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 정수배출라인(140)에는 유량계(141)가 더 구비될 수 있다. 유량계(141)를 통해 정수 추출량이 센싱되어 사용자에게 정수 추출량에 대한 정보를 제공할 수도 있으며, 더 나아가 사용자가 정수 추출량을 입력할 경우, 입력된 정수 추출량만큼 정수를 추출한 후, 자동으로 정수추출밸브(142)를 폐쇄하도록 설계될 수도 있다.
생활용수배출라인(150)은 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)과 연결되어 생활용수(농축수)가 유동되는 경로이다. 여기서 생활용수배출라인(150)은 정수 장치(100)의 외부(예를 들어, 배수구 또는 저류조 등)로 연결되어 생활용수를 배출하도록 구성된다. 생활용수배출라인(150)에는 생활용수의 유동을 제어하는 생활용수배출밸브(152)가 구비된다. 생활용수배출밸브(152)가 개방된 경우에는 생활용수가 외부로 배출되나, 생활용수배출밸브(152)가 폐쇄된 경우에는, 더 이상 생활용수가 유동하지 못하며, 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)으로부터 생활용수배출밸브(152) 전단까지는 생활용수가 정체된 상태로 유지된다. 생활용수배출밸브(152)의 후단측에는 저항밸브(154)가 더 구비된다. 저항밸브(154)는 플러싱 수행시 생활용수가 배출되는 경우, 과도하게 생활용수가 배출되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
한편, 제어부(160)는 펌프부(120) 및 생활용수배출밸브(152)를 제어하도록 구성된다. 특히, 펌프부(120) 제어와 관련하여, 펌프부출력 연산모듈(162) 및 펌프부추가동작시간 결정모듈(164)을 더 포함함으로써, 펌프부(120)의 출력 및 추가동작시간을 결정하도록 구성된다.
정수 장치의 동작
도 2는 '정수추출 수행시'의 유로를 도시하며, 도 3은 '생활용수배출 수행시'의 유로를 도시하고, 도 4는 '플러싱 수행시'의 유로를 도시한다. 이하에서는 도 2 내지 4를 참조하여 상기의 수행시 유로를 설명한다.
도 2를 참조하면, 사용자에 의해 정수추출신호가 입력되면, 정수추출밸브(142)가 개방됨과 동시에, 펌프부(120)가 동작된다. 여기서 생활용수배출라인(150)은 폐쇄된 상태로 유지되는 바, 펌프부(120)에 의한 압력은 역삼투압필터(110) 및 정수배출라인(140)으로 전달된다.
보다 구체적으로 설명하면, 원수공급원(수전구)로부터 유입되는 원수는 전처리필터(170)를 거쳐 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)으로 유동되며, 펌프부(120)의 가압에 의해 역삼투막(111)을 통과하는 과정에서 불순물이 여과되어 정수배출라인(140)으로 유동된다. 이 때, 정수는 후처리필터(180)를 다시 거친 후, 사용자에게 제공된다.
도 3을 참조하면, 제N 정수추출종료상태 이후에 생활용수가 배출되는 과정을 도시한다(제N+1 정수추출상태 이전을 의미함). 생활용수는 제N 정수추출종료상태 이후에 배출되는 것이 바람직하다. 저수압지역에서는 원수 압력이 상대적으로 낮은 바, 정수와 생활용수가 동시에 배출될 경우, 사용자가 소망하는 정수 추출 유량에 도달하지 못하는 현상이 발생될 수 있기 때문이다. 생활용수 배출은 생활용수배출밸브(152)의 개방에 의해 수행되며, 펌프부(120)의 가압에 의해, 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)에 임시로 저류된 생활용수가 배출된다. 생활용수는 불순물의 농도가 상대적으로 높은 농축수인 바, 배출되지 않은 상태로 유지될 경우, 역삼투막(111)의 기능을 손상시키는 문제가 발생될 수 있다. 이에 따라, 제N 정수추출종료상태 직후에 배출되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 제N 정수추출종료상태 이후에 플러싱 과정을 도시한다. 여기서 플러싱은 정수추출종료상태 이후 매번 수행되지는 않도록 설정될 수 있으며, 설계자의 선택에 따라, 그 주기 및 기준은 다양하게 설정될 수 있다. 플러싱 수행은 전술한 생활용수배출과는 달리, 펌프부(120)가 동작되지 않고, 원수공급원(수전구)로부터 공급되는 원수 압력에 의해서만 유동되도록 구성되는 것이 바람직하다. 플러싱은 역삼투막(111)이 이물질에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해, 원수를 이용하여 역삼투막(111)을 씻어주는 과정을 의미한다. 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)에 유입된 물이 역삼투막(111)을 플러싱하고 역삼투막(111)에 부착되었던 이물질과 함께 생활용수배출라인(150)을 통해 배수될 수 있다. 이를 위해, 생활용수배출밸브(152)의 개방이 필요하다.
펌프부 후단측의 잔압 유지를 위한 동작
도 5는 본 발명에 따른 정수 장치의 일 실시예에서 펌프부 후단의 압력을 상승시키는 과정을 나타내는 도면이며, 도 2 및 5를 참조하여 펌프부(120) 후단측의 잔압 유지를 위한 동작을 설명한다.
종래의 정수 장치는 펌프부(120) 후단측에 잔압이 형성되지 않는 구조이다. 정수추출상태로 변환되면, 펌프부(120)의 초기 구동시 펌프부(120) 압력이 정상상태에 도달하는 과정('과도상태'를 의미함)에서 과도한 유동이 발생되며, 펌프부(120) 전단측에 음압이 발생하여 펌프부(120) 자체의 진동 및 소음이 발생되는 문제가 존재했다. 보다 구체적으로 설명하면, 정수추출상태로 변환 직전의 펌프부(120) 후단측의 압력은 0인 바, 펌프부(120)에 인가되는 압력이 정상상태까지 가는 동안, 펌프부(120) 전단측에는 음압대가 형성됨에 따라, 소음 및 진동이 발생하게 되고, 펌프부(120)의 출력이 비정상적으로 낮아지는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정수 장치(100)는 인위적으로 펌프부(120) 후단측의 압력을 기설정된 값으로 형성시킴으로써, 상기의 문제를 해결할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 제어부(160)를 이용하여 펌프부(120) 및 생활용수배출밸브(152)를 제어하되, 정수추출밸브(142)가 폐쇄되고, 상기 펌프부(120)의 동작이 개시되어 펌프부(120) 전단측과 펌프부(120) 후단측 사이의 차압이 정상상태에 도달하기까지의 과도상태에서, 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄하도록 제어한다.
제어부(160)는 정수추출밸브(142)가 폐쇄된 이후, 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄시키며, 생활용수배출밸브(152)가 페쇄된 상태에서 펌프부(120)를 동작시킴으로써, 펌프부(120) 후단측과 생활용수배출밸브(152) 전단측 사이의 유로에 잔압을 인위적으로 형성시킨다. 다만, 전술한 바와 같이, 생활용수배출을 수행하는 경우에는, 생활용수배출이 완료될 때까지는 생활용수배출밸브(152)를 개방시킨 상태로 유지시킬 수 있다. 생활용수배출이 완료되면, 제어부(160)에 의해 생활용수배출밸브(152)는 폐쇄되며, 이 상태에서 펌프부(120)의 기설정된 동작이 수행됨으로써, 펌프부(120) 후단측(또는 원수라인 후반측(130(b))에 잔압이 형성될 수 있다.
제어부(160)에 의한 펌프부(120)의 기설정된 동작은 크게 두가지로 구분된다. 펌프부(120) 자체의 출력을 제어하거나 또는 펌프부(120)의 추가동작시간을 제어하는 것(펌프부(120) 자체의 출력은 일정하게 유지시킴)을 의미한다.
이를 위해, 제어부(160)는 펌프부출력 연산모듈(162) 및 펌프부추가동작시간 결정모듈(164)을 포함할 수 있고, 이들은 원수공급원으로부터 유입되는 원수 압력을 고려하여 펌프부(120)의 출력 및 펌프부(120)의 추가동작시간을 결정할 수 있다.
도 6은 펌프부 후단의 잔압에 따른 정수추출 5초 이내의 최대 소음값을 측정한 실험데이터이다. 도 6의 실험데이터에 나타난 바와 같이, 펌프부(120) 후단의 잔압이 20 [psi]에서 40 [psi]로 증가할 때, 최대소음 측정값이 55.4 [dB]에서 46.9 [dB]로 크게 감소함을 알 수 있다. 소음은 사용자에게 사용의 불쾌감을 주는 직접적인 요소로써, 상기와 같이 최대소음 측정값을 감소시키는 것은 사용자로 인해 사용의 만족감을 제공할 수 있다. 한편, 펌프부(120)의 출력 및 펌프부(120) 후단의 잔압 사이의 관계 역시 정의될 수 있다. 펌프부(120)의 출력은, X1 내지 X2 [psi]로 설정되고, 펌프부(120) 후단의 상기 기설정된 값은, X1/2 내지 X2 [psi]로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 펌프부(120)의 출력은, 80 내지 100 [psi]로 설정되고, 펌프부(120) 후단의 기설정된 값은, 40 내지 100 [psi]일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수 장치(100)는, 원수라인(130)에 원수라인압력센서(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이 때, 원수라인압력센서는 제어부(160)와 연결되어, 센싱된 압력정보를 제어부(160)로 전송하도록 구성된다. 제어부(160)는, 원수라인압력센서에 의해 센싱된 압력정보가 기설정된 값 이상일 경우, 펌프부(120)의 동작을 개시하지 않고, 원수라인(130)으로부터 공급되는 원수의 압력을 이용하여, 펌프부(120) 전단측과 펌프부(120) 후단측 사이의 차압을 정상상태로 형성시킬 수 있다. 본 발명은 저수압지역에서의 사용자 불편을 해소하기 위함이나, 만약 정수 장치(100)의 설치지역이 저수압지역이 아닐 경우에는, 펌프부(120)를 강제로 동작시키는 것이 불필요할 수도 있다. 즉, 원수라인(130)을 통해 공급되는 원수가 이미 충분한 압력을 갖는 경우, 원수의 압력만으로 펌프부(120)의 전단측 및 후단측 사이의 차압을 정상상태로 유지할 수 있는 바, 전력소모를 방지하기 위해, 상기와 같은 구성으로 형성될 수 있다.
정수 장치의 변형예
도 7은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예의 변형예로서, 압력센서를 더 구비하는 정수 장치를 나타내는 도면이며, 도 8은 상기 변형예의 구성을 기준으로, 펌프부 후단의 압력을 상승시키는 과정을 나타내는 도면이다. 전술한 본 발명에 따른 일 실시예와 중복되는 설명을 생략하도록 한다.
도 7 및 8을 참조하면, 본 발명인 정수 장치의 변형예는 압력센서(134)가 더 구비되는 구성이다. 압력센서(134)는 원수라인 후반측(130b)에 위치되는 바, 펌프부(120) 후단의 잔압을 센싱하는 역할을 수행한다. 압력센서(134)는 제어부(160)와 전기적으로 연결되어 실시간으로 센싱되는 압력정보를 제어부(160)로 전송하도록 구성된다.
제어부(160)는 정수추출밸브(142) 및 생활용수배출밸브(152)가 모두 폐쇄된 직후의 압력정보를 압력센서(134)로부터 전송받고, 압력정보에 따라, 펌프부(120)의 추가동작시간을 결정한다. 예를 들어, 정수추출밸브(142) 및 생활용수배출밸브(152)가 모두 폐쇄된 직후의 압력이 10 [psi]인 경우에는 펌프부(120)의 추가동작시간을 '3초'로 설정하며, 20 [psi]인 경우에는 펌프부(120)의 추가동작시간을 '2초'로 설정하도록 구성될 수 있다. 여기서 펌프부(120)의 추가동작시간은 정수추출밸브(142) 및 생활용수배출밸브(152)가 모두 폐쇄된 직후의 압력정보 이외에 원수공급원으로부터 유입되는 원수 압력을 더 고려하여 결정될 수 있다.
제어부(160)는 상기의 기능을 수행하기 위해, 압력정보수신모듈(161), 펌프부출력 연산모듈(162) 및 펌프부추가동작시간 결정모듈(164)을 포함하며, 압력정보수신모듈(161)은 실시간으로 수신되는 압력정보를 펌프부출력 연산모듈(162) 및 펌프부추가동작시간 결정모듈(164)으로 전송하도록 구성된다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
(부호의 설명)
100: 정수 장치
110: 역삼투압필터
111: 역삼투막
112a; 여과측
112b: 비여과측
120: 펌프부
130: 원수라인
132: 체크밸브
134: 압력센서
140: 정수배출라인
142: 정수추출밸브
150: 생활용수배출라인
152: 생활용수배출밸브
154: 저항밸브
160: 제어부
170: 전처리필터
180: 후처리필터

Claims (13)

  1. 역삼투 방식으로 원수를 여과하는 역삼투압필터(110)로서, 내장된 역삼투막(111)을 기준으로, 여과측(112a) 및 비여과측(112b)으로 구획되는, 역삼투압필터(110);
    상기 역삼투압필터(110)의 전단측과 연결된 원수라인(130)에 구비되되, 원수를 상기 비여과측(112b)으로 유동시키는, 펌프부(120);
    상기 역삼투압필터(110)의 여과측(112a)과 연결되어 여과된 정수를 배출하는 정수배출라인(140);
    상기 정수배출라인(140)에 구비되어 상기 정수배출라인(140)을 개폐하는 정수추출밸브(142);
    상기 역삼투압필터(110)의 비여과측(112b)과 연결되어 상기 역삼투압필터(110)로부터 여과되지 않은 생활용수를 배출하는 생활용수배출라인(150);
    상기 생활용수배출라인(150)에 구비되어 상기 생활용수배출라인(150)을 개폐하는 생활용수배출밸브(152); 및
    상기 펌프부(120) 및 생활용수배출밸브(152)의 동작을 제어하는 제어부(160); 를 포함하며,
    상기 제어부(160)는,
    상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄되고, 상기 펌프부(120)의 동작이 개시되어 상기 펌프부(120) 전단측과 상기 펌프부(120) 후단측 사이의 차압이 정상상태에 도달하기까지의 과도상태에서, 상기 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄시키는,
    정수 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부(160)는,
    상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄된 이후, 상기 생활용수배출밸브(152)를 폐쇄시키는,
    정수 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부(160)는,
    상기 정수추출밸브(142) 및 상기 생활용수배출밸브(152)가 폐쇄된 상태에서,
    상기 펌프부(120)를 기설정된 시간동안 추가 동작시키는,
    정수 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 정수 장치는,
    상기 펌프부(120) 후단측의 압력을 센싱하며, 상기 제어부(160)로 센싱된 압력정보를 전송하는 압력센서(134)가 더 구비되며,
    상기 제어부(160)는,
    상기 압력센서(134)로부터 전송된 압력정보를 이용하여, 상기 펌프부(120)의 동작을 제어하는,
    정수 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부(160)는,
    상기 정수추출밸브(142) 및 상기 생활용수배출밸브(152)가 모두 폐쇄된 직후의 압력정보를 상기 압력센서(134)로부터 전송받고, 상기 압력정보에 따라, 상기 펌프부(120)의 추가동작시간을 결정하는,
    정수 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 정수추출밸브(142)가 폐쇄되는 제N 정수추출종료상태에서는, 상기 제어부(160)에 의해 상기 생활용수배출밸브(152)가 개방되고,
    상기 역삼투압필터(110)로 원수가 공급되어 상기 생활용수배출라인(150)으로 배출되면서, 상기 역삼투압필터(110)의 플러싱이 수행되는,
    정수 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부(160)는,
    상기 제N 정수추출종료상태 이후, 상기 정수추출밸브(142)가 개방되는 제N+1 정수추출상태 이전에,
    상기 생활용수배출밸브(152)가 폐쇄된 상태에서, 상기 펌프부(120)를 동작시켜 상기 펌프부(120) 후단의 압력을 기설정된 값으로 형성시키는,
    정수 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 펌프부(120)의 출력은, X1 내지 X2 [psi]로 설정되고,
    상기 펌프부(120) 후단의 상기 기설정된 값은, X1/2 내지 X2 [psi]인,
    정수 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 펌프부(120)의 출력은, 80 내지 100 [psi]로 설정되고,
    상기 펌프부(120) 후단의 상기 기설정된 값은, 40 내지 100 [psi]인,
    정수 장치.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 원수라인(130) 중 상기 펌프부(120) 전단측에 구비되는 전처리필터(170); 및
    상기 정수배출라인(140)에 구비되는 후처리필터(180); 를 더 포함하는,
    정수 장치.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 펌프부(120) 전단측에 구비되되, 상기 원수라인(130)을 유동하는 원수의 일방향 유동만을 허용하는 체크밸브(132); 를 더 포함하는,
    정수 장치.
  12. 청구항 2에 있어서,
    상기 생활용수배출라인(150)은,
    상기 생활용수배출밸브(152)의 후단에 구비된 저항밸브(154)를 더 포함하는,
    정수 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 원수라인(130)에는, 상기 제어부(160)와 연결된 원수라인압력센서가 더 구비되며,
    상기 제어부(160)는,
    상기 원수라인압력센서에 의해 센싱된 압력정보가 기설정된 값 이상일 경우,
    상기 펌프부(120)의 동작을 개시하지 않고, 상기 원수라인(130)으로부터 공급되는 원수의 압력을 이용하여, 상기 펌프부(120) 전단측과 상기 펌프부(120) 후단측 사이의 차압을 정상상태로 형성시키는,
    정수 장치.
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