WO2022260311A1 - 연수화 장치 및 연수화 장치를 포함하는 세탁기 - Google Patents

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Abstract

일 예시에 따른 연수화 장치는 이온 교환 수지를 포함하고, 처리 대상수가 상기 이온 교환 수지를 통과하여 연수로 배출되는 경도 성분 제거기, 상기 연수를 저장하는 풀 탱크, 상기 이온 교환 수지를 재생시키는 수용성의 재생제를 수용하며, 상기 풀 탱크로부터 이송된 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 생성하는 재생제 용기, 상기 재생수를 상기 경도 성분 제거기로 이송하여 상기 이온 교환 수지의 재생 처리를 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

연수화 장치 및 연수화 장치를 포함하는 세탁기
개시하는 기술은 연수화 장치 및 연수화 장치를 포함하는 세탁기에 관한 것이다.
이온 교환 수지를 이용하여 경수(硬水)를 연수화하는 장치는 알려져 있다(특허문헌 1, 2 참조). 경도 성분의 흡착량이 포화하여 연수화할 수 없게 된 이온 교환 수지는, 염수를 통수(通水)함으로써 재생하여, 재이용할 수 있다.
특허문헌 1에는, 이온 교환 수지를 충전한 수지 수용부, 원수(原水)를 저장하는 원수 탱크, 및, 염수를 저장하는 염수 탱크부를 일체로 구성한 연수기가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 이온 교환 수지에 의한 연수화 장치를 구비한 세탁기가 개시되어 있다. 특허문헌 2에 개시된 연수화 장치는, 이온 교환 수지를 수용하는 수지실의 상방에, 소금을 넣는 소금 용기 및 염수 용기가 배치된다. 이온 교환 수지의 재생시에는, 염수 용기에 수돗물을 공급하여 생성되는 염수가 수지실로 흘러 내리도록 구성되어 있다.
유럽 등의 수돗물은 경도가 높은(Ca, Mg 등의 미네랄 성분이 많은) 경수인 경우가 많다. 경도가 높은 수돗물을 사용하는 지역에서는, 세제의 효력이 저하하여 세정력이 저하된다. 따라서, 세제를 이용하는 세탁기나 식기 세척기 등은 연수화 장치를 장착함으로써, 수돗물을 연수화하여 세정에 사용하는 것이 바람직하다.
이온 교환 수지를 이용한 연수화 장치는, 상술한 바와 같이, 염수를 통과 시킴으로써 재생할 수 있다. 이온 교환 수지의 재생을 위해, 특허문헌 2와 같이, 복수회 재생할 수 있는 양의 소금을 소정의 용기에 투입하여 이온 교환 수지를 재생할 수 있다.
다만, 이온 교환 수지의 재생을 위해 연수화 성능의 재생, 재생용 염수의 농도와 액량, 소금 용기 내의 소금 보충 표시 등이 필요할 수 있으며, 각각의 제어에 이용하는 센서의 종류 및 배치가 상이할 수 있기 때문에, 설계 구조가 복잡해지고, 제조 단가가 상승할 수 있다.
(특허문헌 1)
일본 공개특허 2000-271568호 공보
(특허문헌 2)　
일본 공개특허 2001-017787호 공보
이온 교환 수지를 재생하여 사용가능하며, 이온 교환 수지의 재생을 위한 연수의 이송 및 재생제의 반송 경로가 일원화되어 설계가 편리하고, 이온 교환 수지의 열화에 따른 팽창에도 불구하고 처리 대상수의 이동 경로를 일정하게 유지할 수 있는 연수화 장치 및 이를 포함하는 세탁기를 제공하고자 한다.
일 예시에 따른 연수화 장치는, 이온 교환 수지를 포함하고, 처리 대상수가 상기 이온 교환 수지를 통과하여 연수로 배출되는 경도 성분 제거기, 상기 연수를 저장하는 풀 탱크, 상기 이온 교환 수지를 재생시키는 수용성의 재생제를 수용하며, 상기 풀 탱크로부터 이송된 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 생성하는 재생제 용기, 상기 재생수를 상기 경도 성분 제거기로 이송하여 상기 이온 교환 수지의 재생 처리를 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 풀 탱크 내부의 전기 전도율을 계측하는 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 센서로부터 계측된 상기 전기 전도율을 획득할 수 있다.
상기 풀 탱크로부터 상기 재생제 용기로 상기 연수가 이송되고, 상기 재생제 용기에서 생성된 상기 재생수는 상기 풀 탱크로 반송되며, 상기 풀 탱크에 반송된 재생수가 상기 경도 성분 제거기로 이송될 수 있다.
상기 풀 탱크와 상기 재생제 용기 사이에 배치되며, 상기 풀 탱크로부터 연수를 이송 받고, 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 상기 풀 탱크로 반송하는 양방향으로 송수 가능한 펌프;를 더 포함할 수 있다.
상기 경도 성분 제거기는, 상기 이온 교환 수지가 조밀하게 충전되는 수지 충전실, 상기 수지 충전실의 상류측 및 하류측 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 완충 공간, 상기 수지 충전실과 상기 완충 공간 사이에 배치되어 상기 수지 충전실과 상기 완충 공간을 구획하는 통수면을 포함할 수 있다.
상기 통수면은 탄성을 구비하는 통수부를 구비하며, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 통수부가 변형될 수 있다.
상기 수지 충전실의 내주면을 따라 배치되는 탄성부;를 더 포함하며, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 탄성부가 변형될 수 있다.
상기 수지 충전실의 상류측 또는 상기 수지 충전실의 하류측에 배치되는 통수면 중 하나 이상은, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 일 방향을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 수지 충전실의 횡단면이, 상기 상류측에 배치되는 통수면에서 상기 하류측에 배치되는 통수면에 걸쳐 일정한 크기를 구비할 수 있다.
일 예시에 따른 세탁기는 세탁물이 투입되는 투입구를 구비하는 수조, 일 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 수조에 수용된 드럼, 세탁에 이용하는 물을 상기 수조에 급수하는 급수 경로, 세제를 수용하고, 상기 급수 경로에 배치되며, 상기 세제를 상기 수조에 공급하는 세제 공급 케이스 및 상기 급수 경로 중 상기 세제 공급 케이스의 상류측에 배치되며, 상기 세제 공급 케이스에 연수를 공급하는 연수화 장치를 포함하며, 상기 연수화 장치는, 이온 교환 수지를 포함하고, 처리 대상수가 상기 이온 교환 수지를 통과하여 연수로 배출되는 경도 성분 제거기, 상기 연수를 저장하는 풀 탱크, 상기 이온 교환 수지를 재생시키는 수용성의 재생제를 수용하며, 상기 풀 탱크로부터 이송된 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 생성하는 재생제 용기 및 상기 재생수를 상기 경도 성분 제거기로 이송하여 상기 이온 교환 수지의 재생 처리를 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 풀 탱크 내부의 전기 전도율을 계측하는 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 센서로부터 계측된 상기 전기 전도율을 획득할 수 있다.
상기 풀 탱크로부터 상기 재생제 용기로 상기 연수가 이송되고, 상기 재생제 용기에서 생성된 상기 재생수는 상기 풀 탱크로 반송되며, 상기 풀 탱크에 반송된 재생수가 상기 경도 성분 제거기로 이송될 수 있다.
상기 풀 탱크와 상기 재생제 용기 사이에 배치되며, 상기 풀 탱크로부터 연수를 이송 받고, 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 상기 풀 탱크로 반송하는 양방향으로 송수 가능한 펌프;를 더 포함할 수 있다.
상기 경도 성분 제거기는, 상기 이온 교환 수지가 조밀하게 충전되는 수지 충전실, 상기 수지 충전실의 상류측 및 하류측 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 완충 공간, 상기 수지 충전실과 상기 완충 공간 사이에 배치되어 상기 수지 충전실과 상기 완충 공간을 구획하는 통수면을 포함할 수 있다.
상기 통수면은 탄성을 구비하는 통수부를 구비하며, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 통수부가 변형될 수 있다.
상기 수지 충전실의 내주면을 따라 배치되는 탄성부;를 더 포함하며, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 탄성부가 변형될 수 있다.
상기 수지 충전실의 상류측 또는 상기 수지 충전실의 하류측에 배치되는 통수면 중 하나 이상은, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 일 방향을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 수지 충전실의 횡단면이, 상기 상류측에 배치되는 통수면에서 상기 하류측에 배치되는 통수면에 걸쳐 일정한 크기를 구비할 수 있다.
일 예시에 따른 연수화 장치 및 이를 포함하는 세탁기는 이온 교환 수지를 재생하여 사용가능하다. 또한, 이온 교환 수지의 재생을 위한 연수의 이송 및 재생제의 반송 경로가 일원화되어 설계가 편리할 수 있다. 또한, 이온 교환 수지의 열화에 따른 팽창에도 불구하고 처리 대상수의 이동 경로를 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 세탁기 등, 사용 빈도가 높은 장치에 이용함에 있어서 유지 비용의 감소를 얻을 수 있다.
도 1은 일 예시에 따른 연수화 장치를 포함하는 세탁기의 개략도이다.
도 2a는 일 예시에 따른 경도 성분 제거기의 사시도이다.
도 2b는 일 예시에 따른 경도 성분 제거기의 부분 사시도이다.
도 2c는 일 예시에 따른 통수면을 도시한다.
도 3은 일 예시에 따른 제어 장치와 주요 관련 장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다.
도 5는 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다.
도 6은 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다.
도 7은 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 경도 성분 제거기의 변형예를 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따른 경도 성분 제거기의 변형예를 나타낸다.
도 10는 일 예시에 따른 재생수 경로의 변형예를 나타낸다.
이하, 개시하는 기술의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 단, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않으며, 본 발명, 그 적용물 혹은 그 용도를 제한하는 것은 아니다.
＜세탁기＞
도 1은 일 예시에 따른 연수화 장치를 포함하는 세탁기의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 세탁기(2)는 박스형상의 케이스(미도시), 케이스의 내부에 배치되는, 연수화 장치(1), 수조(10), 드럼(11) 및 세제 공급 케이스(14)를 포함할 수 있다. 본 개시에서는 세탁기(2) 내부에 드럼(11)을 포함하는 드럼식 세탁기를 개시하고 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.
수조(10)는, 케이스(미도시)의 내부에 가로로 배치되어, 물을 수용할 수 있는 원통형 용기이다. 일 예시에 따른, 수조(10)는 전면부에 세탁물이 투입되는 투입구(10a)를 구비할 수 있다.
드럼(11)은 전면부에 개구를 포함하는 원통형 용기이다. 일 예시에 따르면, 드럼(11)은 수조(10)에 수용될 수 있으며, 드럼(11)에 포함된 개구는 수조(10)의 투입구(10a)를 향하도록 배치될 수 있다. 드럼(11)은 일 축을 중심으로 회전 가능하도록 배치될 수 있으며, 모터(미도시)의 구동에 의해 상기 일 축을 중심으로 회전할 수 있다. 세탁시에는, 드럼(11)의 내부에 세탁물이 수용된다.
케이스의 내부에는, 세탁에 이용하는 물(수돗물)을 수조(10)에 급수하기 위한 급수 경로(12)가 배치될 수 있다. 급수 경로(12)의 하류측의 단부는, 수조(10)에 연결된다. 급수 경로(12)의 상류측의 단부는, 수도 배관(13)에 연결된다. 급수 경로(12)에는, 수도 배관(13)을 통해 일정한 수압으로 수돗물이 공급될 수 있다.
세제 공급 케이스(14)는 자동적으로 세제를 투입할 수 있도록, 급수 경로(12)에 배치될 수 있다. 일 예시에 따른 세제 공급 케이스(14)는, 본체 케이스(14a) 및 트레이(14b)를 포함할 수 있다. 본체 케이스(14a)는 케이스의 상부에 배치될 수 있다. 트레이(14b)는 본체 케이스(14a)로부터 인출 가능하도록 배치되며, 내부에 세제나 유연제 등을 수용할 수 있다.
일 예시에 따른 세제 공급 케이스(14)는 급수 경로(12)의 하류측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 세제 공급 케이스(14)는 수조(10)에서 상방으로 연장되는 하단 배관(12a)과, 케이스의 상부를 가로 방향으로 연장하는 중간 배관(12b)과의 사이에 배치될 수 있다. 하단 배관(12a)의 상류측의 단부는, 본체 케이스(14a)의 하부에 연결될 수 있다. 중간 배관(12b)의 하류측의 단부는, 트레이(14b)의 내부에 물이 공급될 수 있도록, 본체 케이스(14a)의 상부에 연결될 수 있다.
세탁을 진행하는 경우, 트레이(14b)에 세제를 수용해둘 수 있다. 세탁을 진행하는 동안 급수가 진행되는 경우, 트레이(14b)에 수용된 세제가 급수되는 물에 섞인 상태에서 수조(10)에 공급될 수 있다. 수조(10)의 하부에는, 수조(10) 내부의 물이 불필요해진 경우, 불필요해진 물을 외부로 배수하는 배수 경로(16)가 배치될 수 있다.
＜연수화 장치＞
연수화 장치(1)는 급수 경로(12) 중 세제 공급 케이스(14)의 상류측에 공급되는 급수 경로(12)에 배치될 수 있다. 일 예로서, 연수화 장치(1)는 중간 배관(12b)의 상류측과, 수도 배관(13)에 연결되는 상단 배관(12c)의 하류측 사이에 배치될 수 있다. 상단 배관(12c)에는 급수시에 개방되는 급수 밸브(15)가 배치될 수 있다.
일 예시에 따른 연수화 장치(1)는 세탁에 이용되는 물, 예를 들어 수돗물(처리 대상수)을 연수화하여, 급수처인 세제 공급 케이스(14)나 수조(10)에 공급할 수 있다. 일 예로서, 연수화 장치(1)는, 경도 성분 제거기(20), 풀 탱크(40), 재생제 용기(60) 및 튜브 펌프(70)를 포함할 수 있다. 연수화 장치(1)는 또한, 이온 교환 수지(23)의 재생 처리를 실행하기 위해, 제어 장치(80)를 포함할 수 있다.
(경도 성분 제거기)
경도 성분 제거기(20)는, 이온 교환 수지(23)를 포함하고, 수돗물을 수용하며, 이온 교환 수지(23)를 통과한 수돗물을 세제 공급 케이스(14)를 향해 공급할 수 있다.
도 2a는 일 예시에 따른 경도 성분 제거기의 사시도이다. 도 2b는 일 예시에 따른 경도 성분 제거기의 부분 사시도이다. 도 2c는 일 예시에 따른 통수면을 도시한다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 일 예시에 따른 경도 성분 제거기(20)는 일체화된 모듈로 형성될 수 있다. 경도 성분 제거기(20)는, 상면 형상이 타원 형상이고, 측면 형상이 대략 직사각형상인 수용 케이스(21)를 포함할 수 있다. 수용 케이스(21)의 내부에는, 하측에서 상측을 향해 물이 흐르는 통수 공간(22)이 배치될 수 있다. 통수 공간(22)은, 대략 타원 형상의 횡단면을 구비하며, 통수 공간(22)의 크기(면적)는, 하단에서 상단에 걸쳐 거의 일정할 수 있다.
통수 공간(22)은 하부에서 순차적으로 배치되는 완충 공간(22a), 수지 충전실(22b), 및 완충 공간(22c)을 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 이온 교환 수지(23)(입자 형상의 모임)는 처리 대상수에 포함된 경도 성분을 흡착시킬 수 있으며, 수지 충전실(22b)에 충전될 수 있다. 상류측의 완충 공간(22a)과 수지 충전실(22b) 사이는, 제1 통수면(24L)에 의해 구획될 수 있다. 하류측의 완충 공간(22c)과 수지 충전실(22b) 사이는, 제2 통수면(24H)에 의해 구획되어 있다.
수지 충전실(22b)의 상류측 및 하류측에, 완충 공간(22a, 22c)이 배치됨으로써, 수지 충전실(22b)의 전체 내부에 걸쳐 균일한 물의 흐름이 형성될 수 있다(층류). 또한, 수지 충전실(22b)의 내부에 층류를 형성하기 위해, 수지 충전실(22b)의 횡단면의 크기가 하단에서 상단에 걸쳐 거의 일정해야 한다. 반면, 완충 공간(22a, 22c)의 횡단면의 크기는, 수지 충전실(22b)의 횡단면과 거의 동일하거나, 수지 충전실(22b)의 횡단면을 초과할 수도 있다.
상류측 및 하류측에 각각 배치되는 제1 및 제2 통수면(24L, 24H)은, 도 2c에 도시된 바와 같이, 시트 형상의 메쉬 부재로 마련될 수 있다. 메쉬 부재는, 예를 들어 폴리에스테르를 포함할 수 있으며, 타원형의 프레임부(24a)와, 프레임부(24a)의 내측에 그물 형상을 구비하는 통수부(24b)를 포함할 수 있다. 통수부(24b)의 그물(구멍)의 크기는, 이온 교환 수지(23)의 입경보다도 작다. 따라서, 이온 교환 수지(23)가 통수부(24b)를 통과할 수 없다.
이온 교환 수지(23)는 처리 대상수, 예를 들어 수돗물의 염소와 산화 작용을 통해 팽창할 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 수지(23)가 팽창하는 경우, 이온 교환 수지(23)의 부피는 5% 정도 증가할 수 있다. 따라서, 이온 교환 수지(23)는, 이온 교환 수지(23)의 부피가 팽창하는 정도를 고려하여, 여유 공간을 남긴 상태에서 용기에 수용되는 것이 일반적이다
종래에는, 용기에 여유 공간이 잔존하는 경우, 물을 통과시킴에 따라 수압에 의해 이온 교환 수지(23)의 입자가 용기 내에서 이동할 수 있다. 반복적으로 물을 통과시킴으로써, 이온 교환 수지(23)의 배치 상태가 변화할 수 있다. 예를 들어, 이온 교환 수지(23)는 일 영역으로 치우치도록 배치될 수 있다. 이로 인해, 상류측의 이온 교환 수지(23)의 표면이 균일하지 않을 수 있다. 이에 따라, 물이 통과하는 경로가 긴 곳과 짧은 곳이 형성될 수 있다. 물이 통과하는 경로가 짧은 곳은 긴 곳에 비해, 경도 성분이 덜 흡착될 수 있으며, 이에 따라 연수화 성능이 저하될 수 있다.
또한, 물이 통과하는 경로의 하류측보다도 상류측이, 먼저 처리 대상수, 예를 들어 수돗물에 접촉하여 경도 성분을 흡착하므로, 상류측에 배치된 이온 교환 수지(23)의 성능이 더 빠르게 저하될 수 있다. 용기에 여유 공간이 잔존하는 경우, 성능이 저하된 이온 교환 수지(23)의 입자가 하류측으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 하류측에서 경도 성분이 덜 흡착될 수 있으므로 연수화 성능은 더욱 저하될 수 있다.
일 예시에 따른 경도 성분 제거기(20)에서는, 수지 충전실(22b)에 이온 교환 수지(23)가 조밀하게 충전될 수 있다. 즉, 수지 충전실(22b)에 여유 공간이 발생되지 않도록, 이온 교환 수지(23)가 충전될 수 있다. 수지 충전실(22b) 내부에 배치된 이온 교환 수지(23)의 입자는, 물이 통과하는 경우에도 이동할 수 없다.
일 예로서, 상류측에 배치된 이온 교환 수지(23)부터 차례로 성능이 열화할 수 있으므로, 거의 모든 이온 교환 수지(23)의 성능이 열화하기까지 경도 성분을 흡착할 수 있다. 따라서, 연수화 성능의 저하를 억제할 수 있고, 재생 처리의 빈도를 저감할 수 있다. 더불어, 운용 비용도 저감할 수 있다.
수지 충전실(22b)의 제1 및 제2 통수면(24L, 24H)에 각각 배치된 통수부(24b) 는, 탄성을 구비할 수 있다(예를 들어 신장율 7%~17%). 이에 따라, 예를 들어 통수부(24b)의 중앙부에 압력을 인가하는 경우, 통수부(24b)의 중앙부가 신장하여 부풀어 오르듯이 변형될 수 있다. 또한, 일 예시에 따른 제1 및 제2 통수면(24L, 24H)은 완충 공간에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 수지 충전실(22b)은, 상류측 및 하류측의 양측을 향해 팽창할 수 있다. 이에 따라, 수지 충전실(22b)의 부피는, 10% 이상, 적어도 5% 이상, 증가할 수 있다.
조밀하게 충전된 이온 교환 수지(23)가 팽창하는 경우, 통수부(24b)가 탄성변형할 수 있다. 즉, 일 예시에 따른 수지 충전실(22b)은, 이온 교환 수지(23)가 조밀하게 충전되는 경우에도, 이온 교환 수지(23)의 팽창에 대응하여 팽창할 수 있다. 따라서, 이온 교환 수지(23)가 팽창하는 경우에도, 수지 충전실(22b)의 파손을 방지할 수 있다. 이에 따라 이온 교환 수지(23)의 조밀한 충전 상태를 안정되게 유지할 수 있다.
일 예시에 따른 완충 공간(22a)의 측면에는, 급수구(25)가 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 급수구(25)에, 급수 경로(12)의 상단 배관(12c)이 연결될 수 있다.
일 예시에 따른 완충 공간(22a)의 하면에는, 재생수 배출구(27)가 배치될 수 있다. 재생수 배출구(27)에는, 재생수 배출관(28)의 상류측의 단부가 연결될 수 있다. 재생수 배출관(28)의 하류측의 단부는 수조(10)에 연결될 수 있다. 재생수 배출관(28)에 연결된 재생수 배출구(27)의 근방에는, 제어 장치(80)에 의해 개폐되도록 제어되는 배수 밸브(29)가 배치될 수 있다.
일 예시에 따른 완충 공간(22c)의 측면에는, 연수 출구(30)가 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연수 출구(30)에는, 연수 배관(31)의 상류측의 단부가 연결될 수 있다. 연수 배관(31)의 하류측의 단부는, 풀 탱크(40)에 연결될 수 있다.
(풀 탱크)
풀 탱크(40)는 밀폐된 저수 가능한 용기일 수 있다. 일 예로서, 풀 탱크(40)는 세제 공급 케이스(14)와 경도 성분 제거기(20) 사이에 배치될 수 있다. 풀 탱크(40)는, 경도 성분 제거기(20)로부터 연수화 처리된 수돗물, 즉 연수를 일시적으로 수용할 수 있다.
일 예시에 따른, 풀 탱크(40)는, 경도 성분 제거기(20)의 상부에 배치될 수 있다. 연수 배관(31)은, 풀 탱크(40)의 하부에 배치된 경도 성분 제거기(20)를 향해 연장될 수 있다. 연수 배관(31)에는, 제어 장치(80)에 의해 개폐되도록 제어되는 지수 밸브(32)가 배치될 수 있다. 풀 탱크(40)의 상부는, 중간 배관(12b)의 상류측의 단부와 연결될 수 있다.
일 예시에 따라 풀 탱크(40) 내부의 소정의 위치에는, 상하 방향으로 이격되도록 배치되는 한 쌍의 감응부가 배치될 수 있다. 상술한 감응부에는 풀 탱크(40)의 내부의 전기 전도율을 계측하는 센서(42)가 배치될 수 있다. 감응부에서 계측되는 전기 전도율에 기초하여 풀 탱크(40)에 수용되는 물의 경도를 계측할 수 있다. 또한, 감응부에서 계측되는 전기 전도율의 차이에 기초하여 풀 탱크(40)에 수용되는 물의 수위를 판정할 수 있다. 센서(42)는, 제어 장치(80)와 전기적으로 연결되며, 계측한 전기 전도율의 신호를 제어 장치(80)에 송신할 수 있다. 풀 탱크(40)는 또한, 재생수 배관(43)(재생수 경로)을 통해 재생제 용기(60)와 연결될 있다.
(재생수 배관, 재생제 용기)
재생제 용기(60)는 저수 가능한 용해 탱크(61)와, 용해 탱크(61)에 수용되는 재생제 케이스(62)를 포함할 수 있다. 재생제 케이스(62)에는 소정의 재생제(S)가 수용될 수 있다. 일 예로서, 재생제(S)는, 이온 교환 수지(23)를 재생시키는 수용성의 분말 형상 내지 입자 형상의 약제일 수 있다. 예를 들어 재생제(S)는 소금(NaCl)일 수 있다.
재생제 케이스(62)에 수용된 재생제는, 용해 탱크(61)에 수용된 물에의해 용해될 수 있다. 이에 따라, 용해 탱크(61)에는, 재생제가 용해된 재생제 수용액(재생수)이 생성될 수 있다. 재생수는, 예를 들어 고농도의 염수일 수 있다.
용해 탱크(61)의 하부에는, 재생수 배관(43)의 일단이 연결될 수 있다. 재생수 배관(43)의 타단은, 풀 탱크(40)의 하부에 연결될 수 있다. 재생수 배관(43)에는, 튜브 펌프(70)(연동 펌프의 일 예)가 배치될 수 있다. 튜브 펌프(70)는 공지의 펌프가 사용될 수 있으며, 원형의 주벽을 따라 연장되는 튜브(71), 튜브(71)를 원형의 외주부에 압착시키는 복수의 롤러(72), 복수의 롤러(72)를 외주부를 따라 회전시키는 회전체(73)를 포함할 수 있다.
튜브(71)의 각 단부가, 재생수 배관(43)에 연결될 수 있다. 회전체(73)가 회전함에 따라, 튜브(71)의 내부에 수용된 물이 이송될 수 있다. 회전체(73)는, 제어 장치(80)의 제어에 의해, 일방향으로 회전하거나 다른 일 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 튜브 펌프(70)는 쌍방향으로 물을 이송시킬 수 가능하다. 작동하지 않는 튜브 펌프(70)는 물의 흐름을 제어할 수 있다. 즉, 일 예시에 따른 튜브 펌프(70)는 물의 흐름을 저지할 수 있다. 따라서, 일 예시에 따른 연수화 장치(1)에서는, 재생수 배관(43)의 물의 흐름을 제어하는 개폐 밸브를 배치하지 않을 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 개폐 밸브를 배치하여 물의 흐름을 제어하는 기능을 향상시킬 수도 있다.
상술한 실시예에 따르면, 하나의 경로에서 쌍방향으로 물을 이송시킬 수 있다. 따라서, 풀 탱크(40)와 재생제 용기(60) 사이에는, 송수 경로가 1개만 배치될 수 있다. 이에 따라 설계의 복잡화를 회피할 수 있으며, 소정의 유량, 소정의 정량성으로 물을 이송할 수 있다. 재생제 용기(60)의 배치는 풀 탱크(40)의 위치에 관계없이 임의의 장소에 이루어질 수 있다. 송수 경로가 1개이면, 재생수 배관(43)의 배치도 용이할 수 있으며, 송수 경로에 잔존하는 물도 억제할 수 있다.
(제어 장치)
도 3은 일 예시에 따른 제어 장치(80)와 주요 관련 장치를 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 제어 (80)는, 프로세서(81), 메모리(82)를 포함할 수 있다. 메모리(82)에는, 제어 프로그램이나 제어 데이터 등의 소프트웨어가 실장될 수 있다. 제어 장치(80)는, 하드웨어와 소프트웨어와의 협동에 의해, 연수화 기능이 저하된 이온 교환 수지(23)를 재생시키는 재생 처리를 실행할 수 있다. 또한, 일 예시에 따른 제어 장치(80)는, 세탁기(2)를 제어하는 제어 장치로 대체될 수도 있다.
일 예시에 따른 제어 장치(80)는, 상술한 바와 같이, 센서(42)가 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 장치(80)에는, 튜브 펌프(70), 배수 밸브(29) 및, 지수 밸브(32)도 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 장치(80)는, 센서(42)로부터 입력되는 신호에 기초하여, 튜브 펌프(70), 배수 밸브(29), 및, 지수 밸브(32)의 작동을 제어한다.
＜통상의 상태＞
도 4는 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다. 도 5는 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다. 도 6은 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다. 도 7은 일 예시에 따른 연수화 장치의 개략도이다.
도 4를 참조하면, 일 예시에 따른 연수화 장치(1)의 연수화 성능이 적정한 상태(통상의 상태)에서, 세탁기가 급수를 행하고 있을 때의 상태를 나타낸다. 화살표(Y)가 물의 흐름을 나타낸다(이하 상동). 지수 밸브(32)는 개방되고, 배수 밸브(29)는 폐쇄된다. 튜브 펌프(70)는 정지한다. 급수 밸브(15)가 개방됨으로써, 처리 대상수, 예를 들어 수돗물이 소정의 수압으로 급수 경로(12)에 유입될 수 있다.
수돗물은, 경도 성분 제거기(20)의 상류측의 완충 공간(22a)으로 유입되며, 완충 공간(22a)의 전체 영역으로 확산된다. 이후, 완충 공간(22a)에 수용된 수돗물은 상류측의 통수면(24HL)을 통해, 수지 충전실(22b)로 유입된다. 수돗물은 수지 충전실(22b)의 전체 영역에 걸쳐 거의 균등하게 흐르며, 이후, 하류측의 완충 공간(22c)에 유입된다. 수돗물은 수지 충전실(22b)을 통과함으로써, 수지 충전실(22b)에 수용된 이온 교환 수지(23)에 경도 성분이 흡착되어 연수화될 수 있다.
연수화된 수돗물(연수라고도 함)은, 풀 탱크(40)에 유입된다. 풀 탱크(40)에 수용된 연수가 풀 탱크(40)의 저수량을 초과하는 경우, 중간 배관(12b)을 통해 세제 공급 케이스(14)에 유입된다. 풀 탱크(40)에는 센서(42)가 설치되어 있으므로, 센서(42)에서 감지된 계측값으로부터, 연수화 장치(1)의 연수화 성능의 저하를 판정할 수 있다. 제어 장치(80)에는 소정의 판정값이 설정되어 있으며, 소정의 판정값과 감지된 계측값을 비교함으로써, 재생 처리의 필요성을 판정한다.
＜재생 처리＞
제어 장치(80)는, 센서(42)에서 감지된 계측값이 소정의 판정값 이상이 되었을 경우, 재생 처리를 실행한다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 일 예시에 따른 재생 처리에서의 주요 상태를 나타낸다. 일 예로서, 재생제 케이스(62)에는, 재생제로서, 미리 적당량의 재생제(소금)가 수용될 수 있다.
일 예시에 따른 제어 장치(80)는, 재생 처리의 실행시에, 풀 탱크(40)에 재생수를 생성하는 공정(재생수 생성 공정)과, 풀 탱크(40)에 생성된 재생수를 경도 성분 제거기(20)에 통과시키는 공정을 실시한다. 일 예로서, 재생수 생성 공정에서 제어 장치(80)는, 풀 탱크(40)에 모이는 연수를 재생제 용기(60)에 이송시키는 처리(송수 처리)와, 재생제 용기(60)로부터 반송시키는 처리(반수 처리)를 실행한다.
도 5는능 일 예시에 따른 송수 처리 상태를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 일 예시에 따른 재생 처리는 세탁 공정이나 헹굼 공정의 급수 후, 또는 세탁 전공정의 종료후의 몇몇 시기에 실행될 수 있다. 상술한 임의의 시기에서, 풀 탱크(40)에는 연수가 수용된 상태일 수 있으며, 재생 처리에는, 풀 탱크(40)에 수용된 연수가 사용된다.
일 예시에 따른 제어 장치(80)는, 지수 밸브(32)를 폐쇄하고, 튜브 펌프(70)를 작동(화살표(R1)로 나타내는 방향으로 회전)시킴으로써, 풀 탱크(40)에 수용된 연수를 재생제 용기(60)로 이송시킬 수 있다. 따라서, 용해 탱크(61)에 연수가 수용될 수 있으며, 재생제가 연수에 용해되어, 용해 탱크(61)에 재생수가 생성될 수 있다.
도 6은 일 예시에 따른 반수 처리의 상태를 나타낸다. 일 예시에 따른 제어 장치(80)는 소정의 시점에 튜브 펌프(70)를 역방향으로 작동시킴으로써, 용해 탱크(61)에 수용된 재생수를 풀 탱크(40)로 이송시킬 수 있다. 이에 따라, 재생수가 풀 탱크(40)에 수용될 수 있다. 재생제 용기(60)로 이송된 연수의 일부는, 재생제에 흡수될 수 있다.
일 예시에 따른 재생제 용기(60)에 충분한 재생제가 수용되어 있는지 여부는, 센서(42)의 계측값에 의해 판정될 수 있다. 센서(42)의 계측값에 의해, 풀 탱크(40)에 저장된 재생수가 소정의 농도 미만임이 판정되는 경우, 제어 장치(80)는 버저나 모니터의 표시 등에 의해, 재생제의 투입 필요성을 표시할 수 있다. 센서(42)의 계측값에 의해 적절한 농도의 재생수가 저장되었음이 판정되는 경우, 제어 장치(80)는 재생수를 통과시키는 공정을 실행할 수 있다.
도 7은 일 예시에 따른 재생수를 통과시키는 공정에서의 상태를 나타낸다. 일 예시에 따른 재생수를 통과시키는 공정에서, 제어 장치(80)는 배수 밸브(29) 및 지수 밸브(32)를 개방시킬 수 있다. 이에 따라, 풀 탱크(40)에 수용된 재생수는, 자연 낙하에 의해, 경도 성분 제거기(20)로 유입될 수 있다. 이후, 재생수는 재생수 배출구(27) 및 재생수 배출관(28)을 통해 수조(10)로 배수될 수 있다.
재생수가 수지 충전실(22b)을 통과하는 경우, 이온 교환 수지(23)와 재생수가 접촉할수 있다. 이에 따라, 연수화 성능이 저하된 이온 교환 수지(23)는 재생된다. 미리 정해진 용량의 풀 탱크(40)에 수용된 재생수이므로, 재생에 필요한 충분한 양의 재생수가 공급될 수 있다. 또한, 재생수의 농도는 균일하므로, 균일한 재생 처리를 행할 수 있다.
소정 시간이 경과하여, 풀 탱크(40)로부터 재생수의 전량이 배출되었음이 판정된 경우, 제어 장치(80)는 배수 밸브(29)를 폐쇄할 수 있으며, 이에 따라, 통상의 상태로 복귀할 수 있다. 연수화 장치에 필요한 제어가, 풀 탱크(40)에서 전기 도전율을 계측하여 이루어질 수 수 있으므로, 구조가 간단하며 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
＜경도 성분 제거기의 변형예＞
도 8은 일 실시예에 따른, 경도 성분 제거기의 변형예를 나타낸다. 본 변형 예의 경도 성분 제거기(20A)에서는, 수지 충전실(22b)의 구조가, 도 2b에 도시된 경도 성분 제거기(20)와 상이하다.
일 예로서, 도 2b 및 도 2c에 도시된 경도 성분 제거기(20)는, 제1 및 제2 통수면(24L, 24H)이, 탄성을 가진 메쉬 부재를 포함할 수 있다. 반면, 도 8에 도시된 다른 실시예에 따른 경도 성분 제거기(20A)는, 제1 및 제2 통수면(24L, 24H)이 실질적으로 탄성을 갖지 않은 비탄성 메쉬 부재(90)(예를 들어, 금속제의 메쉬 등)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 수지 충전실(22b)의 내주면에, 탄성부(91)(예를 들어 스펀지)가 배치될 수 있다. 일 예시에 따른 탄성부(91)는, 이온 교환 수지(23)가 팽창하는 경우 압축되며, 이온 교환 수지(23)의 부피 팽창에 따라 수축할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 경도 성분 제거기(20)의 변형예를 나타낸다. 본 변형예의 경도 성분 제거기(20B)의 제1 및 제2 통수면(24L, 24H)도 또한, 비탄성 메쉬 부재(90)를 포함할 수 있다. 또한, 본 변형예의 경도 성분 제거기(20B)에서는 상류측에 배치되는 통수면과 하류측에 배치되는 통수면 중 하나 이상은 일 방향을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 하류측(90(24H))이 고정되며, 상류측90H(24L)이 일 방향을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다.
이온 교환 수지(23)에 인접하도록 배치된 상류측(90H(24L))은, 이온 교환 수지(23)가 팽창하는 경우, 지지부(90L(24L))로 밀리도록 이동할 수 있다. 이때, O링 등의 탄성 부재(92)가 변형될 수 있으며, 수지 충전실(22b)의 부피가 확대될 수 있다.
＜재생수 경로의 변형예＞
도 10는 일 예시에 따른 재생수 경로의 변형예를 나타낸다. 도 5 내지 도 6에 도시된 실시예에서는, 튜브 펌프(70)를 이용한 1개의 경로를 예시했다. 반면 도 10에 도시된 본 변형예의 재생수 경로는, 2개의 경로(송수 경로(94A) 및 반수 경로(94B))를 포함할 수 있다.
송수 경로 및 반수 경로(94A, 94B) 각각에는 역지 밸브(94a), 워터 펌프(94b), 및 개폐 밸브(94c)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 송수 경로(94A)에서는 워터 펌프(94b)의 작동에 의해 송수 처리를 실행한다. 예를 들어, 풀 탱크(40)에 수용되는 연수를 재생제 용기(60)로 이송시킨다. 반수 경로(94B)에서는, 워터 펌프(94b)의 작동에 의해 반수 처리를 실행한다. 예를 들어, 재생제 용기(60)에 수용되는 재생수를 풀 탱크(40)로 되돌려 보낼 수 있다.
＜경도 성분 제거기와 풀 탱크와의 사이의 경로의 변형예＞
도 10에는 도시되지 아니하였으나, 경도 성분 제거기(20)와 풀 탱크(40) 사이의 경로도 변경할 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 실시예에서는, 자연 낙하에 의해, 풀 탱크(40)에서 경도 성분 제거기(20)로 재생수를 이송시킬 수 있다. 자연 낙하에 의한 재생수의 이송을 위해, 풀 탱크(40)는 경도 성분 제거기(20)보다도 높은 위치에 배치할 필요가 있다. 따라서, 풀 탱크(40)와 경도 성분 제거기(20)의 설치 장소가 제약될 수 있다. 그에 반해, 본 변형예에서는, 풀 탱크(40)를 경도 성분 제거기(20)보다도 낮은 위치에 배치할 수도 있다.
일 예로서, 풀 탱크(40)와 경도 성분 제거기(20)는 1개의 경로(연수 경로)에서 연결될 수 있다. 이때, 연수 경로에 일 방향을 따라 압력을 인가하는 펌프를 배치할 수 있다.
예를 들어, 임펠러(impeller)의 회전에 의해 토출하는 통상의 워터 펌프가 배치될 수 있다. 통상의 상태에서는, 워터 펌프는 정지한다. 워터 펌프는, 일 방향을 따라 압력을 인가할 수 있으므로, 수돗물의 수압에 의해, 경도 성분 제거기(20)에서 풀 탱크(40)로 재생수를 이송시킬 수 있다. 또한, 재생 처리시에는, 워터 펌프를 작동시킴으로써, 풀 탱크(40)에서 경도 성분 제거기(20)로 재생수를 이송시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 일 예시에 따른 연수화 장치에 의하면, 연수화 장치의 최적의 제어를 간단한 구조로 실현할 수 있으며, 또한, 연수화 성능의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 제작 비용이 감소하고, 또한, 재생 빈도가 감소될 수 있으므로, 사용 빈도가 높은 장치에 배치시킴으로써, 사용 비용을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. 특히, 유럽과 미국 등의, 수돗물의 경도가 높은 지역에서 유효하다.
또, 개시하는 기술은, 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 이외의 다양한 구성도 포함한다. 예를 들어, 실시형태에서는, 드럼식 세탁기에 설치한 연수화 장치를 예시했지만, 세로형 세탁기여도 된다. 또한, 세탁기에 한정되지 않고, 식기 세척기, 음료 제조 장치 등에 설치해도 된다. 연수화 처리가 필요한 장치이면, 개시하는 기술을 적용한 연수화 장치를 설치할 수 있다.

Claims (15)

  1. 세탁물이 투입되는 투입구를 구비하는 수조;
    일 축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 수조에 수용된 드럼;
    세탁에 이용하는 물을 상기 수조에 급수하는 급수 경로;
    세제를 수용하고, 상기 급수 경로에 배치되며, 상기 세제를 상기 수조에 공급하는 세제 공급 케이스; 및
    상기 급수 경로 중 상기 세제 공급 케이스의 상류측에 배치되며, 상기 세제 공급 케이스에 연수를 공급하는 연수화 장치를 포함하며,
    상기 연수화 장치는,
    이온 교환 수지를 포함하고, 처리 대상수가 상기 이온 교환 수지를 통과하여 연수로 배출되는 경도 성분 제거기;
    상기 연수를 저장하는 풀 탱크;
    상기 이온 교환 수지를 재생시키는 수용성의 재생제를 수용하며, 상기 풀 탱크로부터 이송된 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 생성하는 재생제 용기; 및
    상기 재생수를 상기 경도 성분 제거기로 이송하여 상기 이온 교환 수지의 재생 처리를 실행하는 프로세서;를 포함하는,
    세탁기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 풀 탱크 내부의 전기 전도율을 계측하는 센서;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 센서로부터 계측된 상기 전기 전도율을 획득하는,
    세탁기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 풀 탱크로부터 상기 재생제 용기로 상기 연수가 이송되고, 상기 재생제 용기에서 생성된 상기 재생수는 상기 풀 탱크로 반송되며, 상기 풀 탱크에 반송된 재생수가 상기 경도 성분 제거기로 이송되는,
    세탁기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 풀 탱크와 상기 재생제 용기 사이에 배치되며, 상기 풀 탱크로부터 연수를 이송 받고, 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 상기 풀 탱크로 반송하는 양방향으로 송수 가능한 펌프;를 더 포함하는
    세탁기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 경도 성분 제거기는,
    상기 이온 교환 수지가 조밀하게 충전되는 수지 충전실;
    상기 수지 충전실의 상류측 및 하류측 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 완충 공간;
    상기 수지 충전실과 상기 완충 공간 사이에 배치되어 상기 수지 충전실과 상기 완충 공간을 구획하는 통수면;을 포함하는,
    세탁기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 통수면은 탄성을 구비하는 통수부를 구비하며,
    상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 통수부가 변형되는,
    세탁기.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 수지 충전실의 내주면을 따라 배치되는 탄성부;를 더 포함하며,
    상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 탄성부가 변형되는,
    세탁기.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 수지 충전실의 상류측 또는 상기 수지 충전실의 하류측에 배치되는 통수면 중 하나 이상은, 상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 일 방향을 따라 이동 가능하도록 배치되는,
    세탁기.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 수지 충전실의 횡단면이, 상기 상류측에 배치되는 통수면에서 상기 하류측에 배치되는 통수면에 걸쳐 일정한 크기를 구비하는,
    세탁기.
  10. 이온 교환 수지를 포함하고, 처리 대상수가 상기 이온 교환 수지를 통과하여 연수로 배출되는 경도 성분 제거기;
    상기 연수를 저장하는 풀 탱크;
    상기 이온 교환 수지를 재생시키는 수용성의 재생제를 수용하며, 상기 풀 탱크로부터 이송된 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 생성하는 재생제 용기; 및
    상기 재생수를 상기 경도 성분 제거기로 이송하여 상기 이온 교환 수지의 재생 처리를 실행하는 프로세서;를 포함하는,
    연수화 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 풀 탱크 내부의 전기 전도율을 계측하는 센서;를 더 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 센서로부터 계측된 상기 전기 전도율을 획득하는,
    연수화 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 풀 탱크로부터 상기 재생제 용기로 상기 연수가 이송되고, 상기 재생제 용기에서 생성된 상기 재생수는 상기 풀 탱크로 반송되며, 상기 풀 탱크에 반송된 재생수가 상기 경도 성분 제거기로 이송되는,
    연수화 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 풀 탱크와 상기 재생제 용기 사이에 배치되며, 상기 풀 탱크로부터 연수를 이송 받고, 상기 연수에 상기 재생제가 용해된 재생수를 상기 풀 탱크로 반송하는 양방향으로 송수 가능한 펌프;를 더 포함하는
    연수화 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 경도 성분 제거기는,
    상기 이온 교환 수지가 조밀하게 충전되는 수지 충전실;
    상기 수지 충전실의 상류측 및 하류측 중 적어도 어느 한 쪽에 배치되는 완충 공간;
    상기 수지 충전실과 상기 완충 공간 사이에 배치되어 상기 수지 충전실과 상기 완충 공간을 구획하는 통수면;을 포함하는,
    연수화 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 통수면은 탄성을 구비하는 통수부를 구비하며,
    상기 이온 교환 수지가 팽창함에 따라 상기 통수부가 변형되는,
    연수화 장치.
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