KR101272563B1 - 안전 구조부와 탈착 가능한 필터를 구비한 물 위생처리장치 - Google Patents

Abstract

탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지가 소기업형 물 오존처리 시스템용으로 제공된다. 이 카트리지는, 대기중의 공기를 받아들이기 위한 공기유입구, 습기를 제거하기 위한 건조제 물질(desiccant material), 그리고 하나의 오존발생기에 건조공기를 제공하기 위해 오존처리시스템과 인터페이스하기 위한 건조공기유출구를 포함한다. 이것은, 건조공기가 오존발생기에서 더 우수하게 반응하여 더 높은 오존가스농도를 이루며, 그 결과 오존처리수가 박테리아에 사용될 때 더 우수한 "살균율"을 가져오므로, 시스템에서의 물의 더 우수한 오존처리를 촉진한다. 공기건조기는 공기건조기와 정수필터의 결합카트리지의 챔버로서 제공될 수 있는데, 나머지 챔버는, 시스템에 대한 손상을 막기 위해 물줄기로부터 큰 물질 입자를 추출하기 위한 정수필터를 가지는 정수필터챔버이다.

공기건조기 카트리지, 오존처리시스템, 건조제, 오존발생기, 정수필터

Description

안전 구조부와 탈착 가능한 필터를 구비한 물 위생처리 장치{WATER SANITIZATION SYSTEM HAVING SAFETY FEATURES AND REMOVABLE FILTER}

본 출원은 그 내용이 본 출원의 참고문헌이 되는, 2005년 3월 18일자 미국 예비 특허 출원 제 60/662,787호의 우선권을 주장한다.

발명의 배경

본 발명은 일반적으로 물 위생 처리를 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 베이스 유니트를 갖는 물 위생 처리 시스템에 관한 것이다.

수질 문제에 대한 일반의 관심의 증가는 시장에서, 물 여과장치, 특히 가정용의 물 여과장치들의 폭발을 가져왔다. 인기있는 가정용 물 여과장치는 낙하주입식 주전자(pour-through pitcher)의 형태를 갖는다. 통상적으로, 여과되지 않은 물을 장치의 상단에 있는 물통에 넣는다. 중력에 의해 물은 수조와 저수통 사이에 위치한 여과재(보통 과립형 활성 탄소로 이루어짐)를 통해 여과된다. 여과된 물은 마시기 위하여 저수통으로부터 배출된다. 일반 대중에 대하여, 중력 제어 핏쳐형의 물 여과 시스템들은 비용 효과적인 면이 있다. 많은 그와 같은 물 여과 시스템들이 Brita(등록상표)라는 상표명의 제품으로 제공되고 있다.

이와 같은 종류의 장치의 하나의 한계는 더욱 작은 유기체나 세균들을 여과시켜서 제거하지 못한다는 것이다. 추가적인 정화나 위생처리를 해주는 다른 장치들이 제공되어 왔다. 그와 같은 시스템들은 통상 추가적인 정수기술을 구비한 베이스 유니트와 함께 사용되는 저수통을 포함한다. 그런 방식으로, 일반적인 방법으로 저수통 내의 여과재를 통해 여과된 물이 추가적인 정화기술에 의해 정화된다.

많은 물 위생처리시스템들은 정수를 위해 오존처리를 이용한다. 몇몇의 산업용 수처리 시스템들은 오존 처리의 효율을 높이기 위하여 재사용 가능한 용기내에 구비되는 건조제를 포함하여 구성된 공기 건조기를 포함한다. 이 건조제는 통상적으로 시스템 요소들의 손상을 방지하기 위해 습기를 제거하여 공기를 건조시킨다. 그러나, 건조한 공기가 오존 발생기 내에서 더욱 잘 반응하여 더욱 높은 농도의 오존을 발생시키는 것도 알려져있다. 종종, 건조제는 두 개의 저장 구역내에 분리되어 있어서, 일부가 재생되는 한편, 다른 부분은 공기를 건조시키도록 사용된다. 많은 양의 건조제가 사용되기 때문에 산업적 시스템에 있어서 재생은 바람직하며, 가열, 냉장, 또는 다른 방식으로 달성될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 산업 시스템의 재생 법을 소기업형 물처리 제품에 사용하려고 시도하는 것은 비실용적이다. 여기에 사용된 "소기업형"은 산업 또는 도시용 제품과 비교하여 부피가 작고 적은 수의 사용자를 갖는 것을 나타낸다. 소기업은 작은 사무소, 큰 단체의 분소나 지점, 가정, 또는 소비자 시장으로 고려되는 다른 환경을 포함한다.

시험 조사에 의하면, 소기업형 물처리 시스템용 건조제 물질(desiccant material)를 재생하는 절차는 소기업 사용자나 소비자에게는 일반적으로 너무 어렵다. 매우 엄한 제한조건에서 오븐에서 건조제를 가열하는 것이 필요한데, 전자파로 가열하는 것은 적당한 결과를 얻기 힘들다는 것이 밝혀졌다. 더욱이 재생 처리를 함에 있어서, 소기업 사용자가 제품을 잘못 사용할 수 있으며, 재생처리 자체에 의해 또는 재생된 건조제를 사용함으로써 사용자의 건강에 해로울 수 있다. 재생처리에 의해 야기되는 복잡성에 기인하여, 몇몇의 오존 시스템들은 가정용이나 소규모 산업용 제품들에서 공기 건조기의 사용을 배제하고 있다.

일차로 압축된 공기를 건조하도록 된 기존의 산업 시스템용 공기 건조기들은 건조제가 들어있는 챔버 내로의 공기 유입을 선택적으로 제한하기 위하여, 밸브들을 구비한다. 이 밸브들은 종종 제어 밸브로 구현되며, 퍼징(purging), 진공, 재생 단계들을 수행하기 위하여 사용된다. 또한, 건조제가 대기에 오랫동안 노출되는 것을 방지하기 위하여 제어 밸브들이 사용된다. 만약 건조제가 너무 오랜 시간동안 대기중에 노출될 경우, 건조제는 너무 빨리 소진되므로, 건조제로서의 효과를 잃게 된다.

따라서, 소기업용 제품에 적용되기 전에 해결되어야 하는 물 처리 시스템에서의 공기 건조기의 산업적 적용이 이슈가 되고 있다.

이에 따라, 기존의 물 위생 처리 시스템의 적어도 하나의 단점을 극복하는 물 위생 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

발명의 간단한 설명

본 발명의 목적은 종전의 물 위생 시스템들의 적어도 하나의 단점을 제거하는 것이다.

본 발명의 제 1 측면에 있어서, 본 발명이 제공하는 소기업형 물 오존 처리 시스템을 위한 탈착 가능하고 일회용인 공기 건조기 카트리지는 대기중의 공기를 받아들이기 위하여 공기 유입구를 형성하는 공기유입부분; 공기유입부분에 연결되며 대기 공기로부터 습기를 제거하기 위한 건조제 물질을 포함하여 이루어진 용기부분; 그리고 용기부분에 연결되고, 유출개구부를 구획하고, 오존 발생기에 건조된 공기를 제공하도록 소기업형 물 오존처리 시스템의 베이스 유니트의 공기 통로와 인터페이스하는 베이스 유니트 인터페이스로 이루어진 건조된 공기 유출부분으로 구성된다.

공기 유입 슬릿 그리고/또는 공기 유출 개구부는 시스템 동작시에는 공기흐름을 가능하게 하고, 시스템 운휴 시에는 소량의 공기 흐름을 허용하기 위한 크기를 갖는다. 용기부분은 카트리지를 교체할 필요가 있는지 결정하기 위하여 건조제의 색상을 보기 위한 건조제 투시창을 구획할 수 있다. 공기유입부분은 다수의 공기 유입 슬릿들을 형성할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 카트리지는 공기 유입부의 주위를 따라 서로 마주보도록 위치한 두 개의 공기 유입구를 구획한다. 공기유입부분의 개구부의 단면적은 대략 5㎟ ~ 30㎟의 범위에 있을 수 있으며, 바람직하게는 대략 5㎟~15㎟, 그리고 가장 바람직하게는 대략 10㎟의 범위가 될 수 있다. 다수의 공기 유입 슬릿들을 가지는 개구부의 단면적은 바람직하게는 대략 10㎟이 된다.

건조제 물질은 바람직하게는 SiO_²와 같은 비 발암물질이다. 위의 카트리지는 대략 30그램의 건조제 물질을 포함할 수 있으며, 밸브를 구비하지 않을 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 본 발명의 물 흐름 통로와 공기 흐름 통로를 구비한 소기업형 물 오존 처리 시스템의 탈착가능하고 일회용인 정수필터/공기 건조기 결합 카트리지가 제공된다. 이 카트리지는 시스템의 손상을 방지하기 위하여 물 흐름 통로로부터의 물질 입자들을 추출하는 정수 필터를 포함하는 정수 필터 챔버를 포함한다. 정수 필터는 투과 막을 포함할 수 있다. 카트리지는 또한 공기 흐름 통로에 설치되는 공기 건조기 챔버를 포함한다.

공기 건조기 챔버는 대기중의 공기를 받아들이기 위하여 공기유입부분의 개구부를 형성하는 공기유입부분; 공기유입부분에 연결되며 대기 공기로부터 습기를 제거하기 위한 건조제 물질을 포함하는 용기부분; 그리고 용기부분에 연결되고, 유출부를 형성하며, 오존 발생기에 건조된 공기를 제공하도록 소기업형 물 오존처리 시스템의 베이스 유니트의 공기 통로와 인터페이스하는 베이스 유니트 인터페이스로 이루어진 건조된 공기 유출부분으로 구성된다. 공기 건조기 챔버는 탈착가능하고 일회용인 공기 건조기 카트리지와 관련하여 상술한 것들과 유사한 특징들을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면들은 첨부도면들과 관련한 본 발명의 특정 실시예들의 아래의 설명을 검토하면 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백해 질 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참고로, 예를 들뿐인 방법으로 설명하기로 하는 바, 첨부도면 중,

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수위생처리 시스템의 기계적 시스템 구성도이고,

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스 유니트 내에 설치된 탈착가능 공기건조기 카트리지의 후방사시도이며,

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스 유니트로부터 분리된 탈착가능 공기건조기 카트리지의 후방사시도로서, 베이스 유티트 인터페이스 포트 및 시일을 나타내고,

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스 유니트내에 설치된 탈착가능 공기건조기 카트리지의 부분 단면 사시도이며,

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 탈착가능 공기 건조기의 정면도이고,

도 6은 탈착가능 필터카트리지를 가지는, 본 발명의 식수위생처리시스템의 베이스 유니트의 정면도이며,

도 7은 탈착가능 필터카트리지를 가지는, 본 발명의 식수위생처리시스템의 베이스 유니트의 배면도이고,

도 8은 필터카트리지가 분리된 도 7의 시스템을 나타내며,

도 9는 본 발명의 하나의 실시예의 베이스 유니트의 탈착가능 필터 카트리지 를 수용하는 포트들을 나타내고,

도 10은 본 발명의 탈착가능 필터 카트리지의 사시도이며,

도 11은 도 10의 탈착가능 필터 카트리지의 에어필터 부분의 상세도이고,

도 12는 도 10의 탈착가능 필터 카트리지의 내부챔버를 보여주는 상방사시도이며,

도 13은 본 발명의 하나의 실시예의 탈착가능 필터 카트리지가 제자리에 위치한 베이스 유니트의 측 단면도이고,

도 14는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수위생처리 시스템의 기계적, 전기적 시스템 구성도이며,

도 15는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수위생처리 시스템의 오존가스 분무기의 정면도이고,

도 16은 도 15의 A-A선 단면도이다.

발명의 상세한 설명

폭 넓게 말해서, 본 발명은 소기업형 물오존처리 시스템용의 탈착가능 일회용 공기건조기 카트리지를 제공한다. 이 카트리지는 대기중의 공기를 받아들이는 하나의 공기 유입구와, 수분제거를 위한 하나의 건조제 물질과, 오존 발생기에 건조공기를 공급하기 위해 오존처리 시스템과의 인터페이스를 위한 건조공기 유출구를 포함한다. 이러한 카트리지 구성은, 건조공기가 오존발생기에서 더 잘 반응하여 오존가스의 농도를 더 높여주어, 오존처리수를 박테리아에 가했을 때 보다 나은 "살균율"을 가져올 수 있기 때문에, 본 발명의 시스템내의 물의 보다 나은 오존처리를 촉진한다. 이 공기건조기는 공기건조기/정수필터 카트리지결합체의 하나의 챔버로서 제공될 수 있으며, 다른 하나의 챔버는, 본 발명의 시스템에 대한 손상을 방지하기 위해 물줄기 (water stream)로 부터 큰 입자를 뽑아내기 위한 정수필터를 가지는 정수 필터 챔버이다. 소기업형 물 오존처리 시스템의 베이스 유니트가 탈착가능 카트리지와 인터페이스하기 위한 몇 가지 특징들도 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예의 식수 위생처리 시스템의 기계적 시스템 구성도로서, 물의 통로와 공기의 통로를 모두 보여준다. 도 1의 설명에 있어서, "앞" 및 "뒤"라는 말은 시스템내의 물과 공기의 흐름에 대하여 사용된다. 물의 흐름의 방향은 펌프모터 (106)에, 그리고 공기의 흐름의 방향은 공기 건조기 (110)에 도시되어 있다.

저수통 (102)은 위생처리/정화될 또는 위생처리/정화 중인 물을 담아두기 위해 설치된다. 저수통 (102)은 일반적으로 탈착가능 물통이며, 반드시 식수일 필요는 없는 물을 담아두기 위해 다른 탈착가능 용기들도 설치할 수 있다. 그러한 용기들의 예가 2004년 12월 29일에 공개되고, 본 국제출원과 함께 양수된 국제특허출원 WO 2004/113232 호에 설명되어 있는데, 동 출원은 본 발명의 참고문헌을 이룬다. 하나의 유체이송포트 또는 밸브 (104)가, 본 발명의 하나의 실시예의 시스템의 다른 요소들을 도입하는 베이스 유니트와 저수통 (102) 사이의 인터페이스에 설치된다. 유체이송밸브 (104)(즉, 유체제어포트 또는 액체 인터페이스(liquid interface))가 유체의 제어를 가능하게 하는데, 구체적으로 유체들이 용기의 내외로 들고 나는 것을 말하며 이로써 유체누설 없이 용기를 분리할 수 있다.

용기의 안팎으로의 흐름은 동시에 또는 순차적으로 일어날 수 있다. 동시 유출 또는 유입의 경우, 물을 저수통 (102)으로부터 빼내어, 처리하고, 다시 저수통에 펌핑한다. 이러한 과정은, 처리중에 저수통내의 유체레벨이 유지되는 (즉, 저수통의 물을 완전히 비위서, 처리하고, 저수통에 다시 펌핑하는 것이 아닌) 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 유체이송밸브 (104)는, 유입과 유출에 대해 별개의 체크밸브를, 또는 유입과 유출에 대해 하나의 이중체크밸브를 설치하는 식으로, 여러가지로 만들 수 있다. 이중체크밸브 구조는, 단일연결포인트를 사용하면서도 물이 동시에 용기 밖으로 나가고 용기 안으로 들어오도록 해준다.

혼합을 증진시키기 위해, DCV 캡(도시되지 않음)이, 하나의 이중체크밸브로 만들어질 때, 유체이송밸브에 설치될 수 있다. 물이 방해를 덜 받으며 베이스 유니트로부터 저수통으로 들어가고 그에 따라 더 빨리 이동하도록 하기 위해, DCV 캡의 각이 진 한 부분을 제거하는 것이 바람직하다. 이렇게 빨리 이동하는 물은 저수통내에서의 혼합이 더 크게 일어나도록 하고, 용해된 오존의 레벨이 저수통내에서 더 빨리, 더 높게 되는 것을 의미한다.

물은 저수통 (102)으로부터 유체이송밸브 (104)를 거쳐, 저수통으로부터 물을 끌어내기 위해 저수통 (102)의 뒤에 설치된 펌프모터 (106)로 흐른다. 펌프 헤드와 모터기능부들이 분리될 수 있지만, 펌프모터 (106)와 같이, 단일모터/펌프어셈블리로 구현되는 것이 일반적이며, 여기서는 그런 식으로 설명하기로 하는 바, 다른 구성도 가능하다. 전자장치들이 모터부분에 연결되는 것이 일반적이지만, 펌 프와 모터는 상호 연결된다.

탈착 가능하고 또한 일회용이 바람직한, 교체가능 카트리지 (108)가 본 발명의 하나의 실시예에 의해 제공된다. 이 카트리지 (108)는 시스템의 공기 흐름통로 (또는 공기라인)에서의 기능을 위한 공기건조기 (110) 및/또는 물 흐름통로 (또는 물라인)에서의 기능을 위한 정수필터 (112)를 포함할 수 있다. 이러한 카트리지 (108)의 구조와 기능을 후에 더 상세히 설명하기로 한다. 시스템 내의 공기순환에 있어서, 공기는 공기건조기 (110)를 거쳐 대기로부터 끌어들여져서, 유입밸브 (114), 오존발생기 (116), 유출밸브 (118) 및 벤튜리와 같은 오존접촉 장치 (120) 또는 혼합장치를 통과할 수 있는 것이 일반적이다.

이송포트라고 달리 부르기도 하는, 유입밸브 (114)와 유출밸브 (118)는, 시스템의 선택적 부품이며, 체크밸브로 할 수 있다. 그들은, 시스템, 구체적으로는 오존발생기 (116)의 성능을 향상시키는 역할을 한다. 이들 밸브 (114)(118)는 장치가 동작하지 않을 때, 시스템 밖으로 나가서 대기로 확산되는 잔류 오존이 없거나 극히 적도록 하기 위해 공동동작한다. 안전가이드라인이나 규정들은 오존가스방출이 사실상 없도록 규정한다. 이들 밸브 (114)(118)는 이러한 요건을 지키도록 돕는다. 유출밸브 (118)는, 장치가 그 위의 저수통, 또는 부착물과 함께 운휴중일 때, 물이 오존접촉장치 (120)를 통해 오존발생기 (116) 내로 백업(backing up)하는 것을 막아준다.

코로나 방전형일 수 있는 오존발생기 (116)는 (대기로부터 끌어들인) 공기중의 산소의 일부분을 오존으로 변환시킨다. 이 오존은 오존접촉장치 (120)에서 물과 혼합된다. 물과 오존의 혼합물은, 폐 가스 유니트(off-gas unit) (124)로 들어가기에 앞서 오존가스분무기 (122)를 통과하는 것이 바람직하며, 폐 가스 유니트는 공기 그리고 용융되지 않은 오존을 제거한다. 이렇게 제거된 기체는, 오존을 산소로 변환시켜서 대기중으로 안전하게 배출하는 오존파괴기 (126)로 보내진다.

오존가스의 초미세기포와 물 사이의 접촉시간을 증가시키기 위해, 오존가스 분무기 (122)가 오존접촉장치 (120)의 하류에 그리고 폐 가스 유니트 (124)의 유입포트의 바로 앞에 설치된다. 목부분을 가지는 것이 바람직한 폐 가스 유입포트의 형상과 폐 가스 내의 기액 혼합물의 사이클론 작용은 폐 가스가 혼합장치로서도 작용하도록 한다. 이러한 기능은 물에 용융된 오존 레벨을 크게 높일 수 있다. (도시되지 않은) 축적기 (accumulator)가 가스 라인을 통해 폐 가스로 새어나가는 과량의 물을 잡아두도록 폐 가스 유니트 (124)의 상부에 설치될 수 있는 것이 바람직하다. 이 축적기는, 장치의 운휴중에, 과량의 물을 폐 가스 유니트로 되돌려 빼낼 수 있다. 이러한 축적기를 가짐으로써, 장치가 반전될 (inverted) 때, 물이 오존파괴기 (126)로 들어가는 것을 막는다. (CARULITE(등록상표) 등의) 오존파괴기 (126)가 젖게 되면, 오존가스파괴효과가 없게 된다.

(도시되지 않은) 실링체크밸브가 폐 가스 유니트 (124)와 오존파괴기 (126) 사이에 설치될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 실링체크밸브는, 장치가 그로부터 물을 배수하도록 반전될 때 물이 시스템에서 나가지 않도록, 시스템을 대기로부터 밀폐한다. 이것은 음료수에 스트로를 넣어서 그 끝을 덮고나서 들어내면 음료수가 스트로에 그대로 들어있는 것과 같은 원리이다. 모든 부품들이 젖어 있게 하고 펌 프에 마중물이 들어 있게 하므로, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 유니트에 이것이 유용하다.

도 1과 관련하여 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 물 위생처리 시스템의 베이스 유니트에 설치된 탈착 가능 필터 카트리지를 포함한다. 이 탈착 가능 필터 카트리지 (108)는 하나의 공기 건조기 (110) 그리고 선택적으로 정수필터 (112)를 포함할 수 있다.

Pneupac 압축공기건조기와 같은 공지의 제품은 원피스 건조제 교체 카트리지를 제공한다. 그러나, 이 Pneupac 시스템은 오존시스템에 사용하기 위한 것이 아니고, 수분이 축적되어 부품들을 녹슬게 하는 것을 막기 위해 공압장치의 공기 라인에 사용하기 위한 것이다. Audubon Machinery Corporation 의 한 사업부문인 Oxygen Generating Systems Intl.에 의해 알려진 다른 시스템은, 에어 컴프레서의 뒤에 그리고 산소발생기와 오존발생기의 앞에 공기건조기가 설치된 산업적 규모의 수처리 시스템을 보여준다. 그러나, 이 시스템도 또한 압축공기를 건조시킨다. 본 발명의 실시예들에 의한 시스템은 압축공기를 건조시키는 것이 아니라, 대기압하의 공기를 건조시킨다. 여기서 사용되는 "대기중의 공기"라는 말은, 압축되지 않고 대기로부터 끌어들여지며, 그리고 대기압하의 공기를 나타내기 위해 사용되는데, 대기압은 고도와 일기 패턴과 같은 인자들의 변화와 함께 달라지는 것이 고려된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 공기가 오존 발생기 내에서 더 잘 반응하며, 보다 나은 오존 농도 출력을 가져오고, 그에 따라 오존 처리된 물이 음식물이나, 물품이나 표면들에 가해질 때 박테리아에 대해 보다 우수한 "살균율"을 가져오는 사실을 이용한다.

공기건조기를 가지는 탈착 가능 카트리지

제 1 실시예에서, 탈착 가능 필터카트리지는 공기건조기 (110)를 가지며, 정수필터는 포함되지 않는다. 공기건조기 (110)는 공기로부터 수분을 제거하는 건조제 물질을 포함한다.

공기건조기 (110)는, 공기흐름과 관련하여, 오존발생기 (116)와 오존접촉장치 (120)의 앞에 있는 한, 베이스 유니트의 어느 곳에도 설치될 수 있다. 오존접촉장치 (120)는 공기를 대기로부터 공기건조기 (110) 그 다음에 오존발생기 (116) 내로 끌어들인다. 코로나 방전 오존발생기에서, 건조공기는 습기있는 공기보다 매우 높은 오존가스 농도를 이룰 수 있다. 그와 같이, 본 발명의 실시예들은 물에 용융된 오존의 농도에 대해 현저한 증가를 가져온다. 실험적 테스트를 검토한 결과, 공기건조기가 없을 때의 약 1ppm으로부터 공기건조기를 설치했을 때의 3.5ppm을 초과하기까지 오존농도의 증가를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스 유니트 (240)에 설치된 탈착가능 공기건조기 카트리지 (200)의 후방사시도이다. 이 탈착 가능 공기건조기 카트리지 (200)는, 공기 건조기를 가지지만 정수 필터가 없으며, 또한 그 용도 그리고 베이스 유니트와의 상호 연결에 특징이 있는 탈착 가능 카트리지 (108)의 구체적인 실시예이다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스 유니트로부터 분리된 탈착가능 공기건조기 카트리지 (200)의 후방사시도로서, 베이스 유니트 인터페이스 포트와 시일을 보여준다. 이 카트리지 (200)는 하나의 유입부분 또는 유입 단부 (210), 하나의 건조공기유출부분 또는 유출단부 (230)를 가지며, 이들은 도 3에서 각각 상부단부와 저부단부에 해당한다. 용기부분 (220)은 그 일단이 공기유입부분 (210)에, 그리고 그 타단이 건조공기유출부분 (230)에 연결된 것으로 나타나 있다. 현재로서 바람직한 실시예에서, 이 세 부분은 각각 조립된 탈착가능 공기건조기 카트리지 (200)로 일체화되어 있다.

용기부분 (220)에는 건조제 물질이 담겨진다. 건조제 물질은, 그 건조성능을 상실하여 효과를 감소시킬 때 색이 변하는 것으로 알려져 있다. 그래서, 바람직한 실시예에서, 탈착가능 카트리지는 건조제의 색을 관찰하기 위한 하나의 창 또는 구멍 (222)을 구획, 포함한다. 이 창은, 카트리지의 효과가 원하는 레벨 이하로 떨어질 때를 추적하기 위해 달력이나 다른 방법을 사용하는 것을 필요로 하지 않고, 카트리지를 교체할 것인지 그리고 교체할 때를 사용자가 결정하도록 돕는다.

물론 건조제의 색을 감지하거나 스캐닝하여, 스캐닝된 건조제의 색이 특정색 밴드 또는 주파수 내에 있으면 카트리지를 교체하기 위해, 카트리지가 그와 인터페이스하는 베이스 유니트 또는 카트리지내에, 감지기와 같은 자동수단이 포함될 수 있다. 그러한 경우에, 건조제관찰용 창은 베이스 유니트로부터 바깥쪽으로 향할 필요가 없고, 칼라 스캐너가 설치될 수 있는 베이스 유니트의 내부 쪽으로 열려 있을 수 있다.

도 3은 또한, 카트리지 (200)의 유출부분 (230)과 인터페이스 하기 위해, 소기업형 물 오존처리시스템의 베이스 유니트 안에 있는 인터페이스 포트 (242)를 보 여준다. 인터페이스 포트 (242)는, 카트리지 (200)의 저부에 대해 밀폐하기 위해, O링과 같은 인터페이스 시일 (244)을 포함하는 것이 바람직하다. 유출부분은, 건조공기를 오존발생기에 제공하기 위해 베이스 유니트의 공기통로와 인터페이스 하기 위해, 베이스 유니트 인터페이스 (도시되지 않음)를 포함하는 것이 바람직하다.

달리 말하면, 본 발명은 하나의 측면에서 소기업형 물 오존처리시스템의 탈착 가능 일회용 공기 건조기 카트리지를 제공하는데, 이것은 대기중의 공기를 받아들이기 위한 공기유입부분의 개구부를 구획하는 하나의 유입부분과; 공기유입부분에 연결되고, 대기중의 공기로부터 수분을 제거하기 위한 건조제 물질을 포함하는 용기부분과; 그리고 건조공기를 오존발생기에 제공하기 위해 소기업형 물 오존처리시스템의 베이스유니트의 공기통로와 인터페이스 하기 위한 베이스유니트 인터페이스를 포함하며, 유출 개구부를 구획하고, 용기부분에 연결된 하나의 건조공기 유출부분을 포함한다. 이 용기부분은, 사용자가 카트리지를 교체할 필요가 있는가를 판단하는 것을 돕기 위해, 건조제의 색을 관찰하기 위한 건조제 관찰용 창을 구획할 수 있다.

상술한 바와 같이, 산업적 시스템용으로 공지된 공기건조기는, 퍼징, 진공 또는 재생단계들을 제공하거나, 건조제가 장기간에 걸쳐 대기중의 공기에 노출되는 것을 막거나 하기 위해, 건조제가 담겨있는 챔버내로의 공기의 흐름을 선택적으로 제한하기 위한 밸브들을 가진다.

본 발명의 실시예들에 의한 탈착 가능 공기건조기 카트리지는 밸브를 가지지 않는다. 공기가 대기로부터, 건조제를 거쳐서, 오존 발생기로 흐르는 것이다. 건조제재생에 관련된 여하한 단계도 포함하지 않는 것이 바람직하므로, 밸브가 불필요 하다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스유니트에 설치된 탈착 가능 공기건조기의 부분단면 사시도이다. 이 실시예에서, 카트리지 (200) 자체는 밸브가 없고, 베이스 유니트의 카트리지와의 인터페이스도 밸브가 없다.

제어를 필요로 하는 복잡한 밸브시스템을 사용하기보다, 이들 카트리지와 베이스유니트는 각각 슬릿과 같은 공기개구부들을 구획하는데, 이들은 건조제 물질이 보존되고 낭비되지 않도록 하기 위해, 시스템 동작중에 공기가 흐르도록 하기에 충분할 만큼 크고, 시스템 운휴중에는 근소한 공기가 흐르도록 하기에 충분할 만큼 작은 크기로 된 것이 바람직하다. 여하한 유형의 개구부도 사용가능하지만, 슬릿들을 사용하는, 현재로서 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

공기가 건조제 물질 (도 4에 도시되지 않음)와 접촉을 갖도록 허용하기 위해, 카트리지 공기유입슬릿 (212)은 공기가 대기로부터 카트리지로 흘러들어오게 한다. 도 4의 예에서, 2개의 카트리지 공기유입슬릿 (212)이, 카트리지의 건조제 수용부분의 상부의 주변을 따라, 서로 마주보며 위치해 있다. 카트리지 공기유출슬릿 (232)과 베이스 인터페이스 포트 공기유입슬릿 (246)이, 공기가 카트리지와 베이스유니트의 사이에서 상통하도록 허용하기 위해 협동동작한다. 본 발명의 실시예들은, 건조제를 재생하는 것이 바람직하지 않으므로, 밸브들 및 밸브들의 제어장치를 위한 복잡한 시스템을 필요로 하지 않는다. 이렇게 함으로써, 재료비와 유지비의 면에서, 그리고 소비자인 최종사용자의 편의를 위해, 제품설계를 간단하게 한다.

도 4는 또한 도 3과 관련하여 설명한 바와 같이, 인터페이스 시일 또는 O링 (234)을 수용하기 위한, 인터페이스 시일 홈 또는 O링 홈 (248)을 보여준다. 뒤이은 오존처리를 위해 건조공기가 베이스유니트의 잔여부와 상통하도록 하기 위해 하나의 포트 (250)가 또한 형성되어 있다.

도 5는 본 발명의 하나의 실시예의 탈착 가능 공기건조기 카트리지의 정면도로서, 공기유입부분의 개구부들을 보여준다. 공기유입부분에 복수의 공기유입슬릿 또는 개구부를 구획할 수 있고, 도 5는 카트리지가 공기유입부분의 주변을 따라 서로 마주보게 위치한 2개의 공기유입 슬릿을 정의하는 실시예를 나타낸다. 도 5의 예시적 실시예에 있어서, 공기 유입 슬릿 (212)은 각각 약 7.95mm의 너비와 약 0.65mm의 높이를 가진다. 이러한 결과, 각 공기유입슬릿의 경우 약 5.1675mm² 의 표면적개구부를 가지며, 함께 약 10mm²의 공기유입슬릿 표면적개구부를 형성한다.

실험적 테스트를 한 결과, 결합된 공기유입부분들의 개구부의 표면적이 약 10mm²보다 큰 경우 카트리지내의 건조제가 대기중에 잠시 노출되는 동안 변색되는 것을 보여주었다. 그러면 제품의 열화가 더욱 빨라져서 소비자가 불만을 가지게 되므로, 이는 상대적으로 바람직하지 않다. 그러나, 그러한 열화는 어느 정도 받아들일 수 있다. 그러므로, 공기유입부분의 개구부의 단면적은 약 5㎟내지 약 30㎟의 범위, 바람직하게는 약 5㎟내지 약 15㎟, 가장 바람직하게는 약 10㎟일 수 있다. 복수의 공기유입슬릿들의 경우 그들이 결합된 개구부의 단면적은 약 10㎟인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은, 건조제가 탈착가능하고 일회용인 용기에 넣어 제공되므로, 건조제를 재생하지 않는 것이 바람직하다. 이처럼, 본 발명은 공지의 산업적 시스템에서의 퍼징, 진공 또는 재생의 어느 것도 포함하지 않 는다.

그러나, 대안적인 실시예에서, 본 발명의 탈착 가능 공기건조기는 건조제를 재생하기 위해 내장배선 가열코일(a wired-in heating coil)을 포함할 수 있다. 이 가열코일은 공기가 가열중이든 아니든, 항상 전기가 통하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 빈번하게 교체될 필요가 없고 적당량의 건조제를 가지고 있는 교체가능 공기건조기를 시스템이 제공할 수 있다. 달리 말하면, 이 시스템은, 공기건조기 카트리지가 가열코일에 의해 수용건조제를 건조할 수 있는 수처리시스템용의 소형 공기건조기를 제공할 수 있다. 가열코일은 카트리지가 부착된 베이스유니트에 의해 전원이 공급되는 것이 바람직하지만, 배터리와 같은 전원이 카트리지 자체에 일체화될 수 있다.

상술한 바와 같이, 건조제는 건조작용제 또는 건조를 촉진하는 물질이다. 몇몇 경우에, 건조제는 작은 공간내의 대기로부터 수분을 제거하거나 흡수할 수 있는 건조작용제이다. 몇몇 통상의 건조제는 일반적으로 작은 구체로 만들어지는 실리카 겔, 그리고 파쇄석과 같이 일반적으로 과립과 같이 만들어지는 탄산칼슘을 포함한다.

본 발명의 실시예에 의한 바람직한 건조제는, 인간에게 암을 유발하지 않는 것으로 밝혀진 알루미나 실리카 (SiO₂)이다. 예를 들어, Enviro Gel이라고 불리우는, 상업적으로 구입가능한 제품은 98.2%의 비정질 실리카 (SiO₂), 그리고 최대 0.2%의 착색제이다. 활성화제는 EEC 가이드라인하에서 유해폐기물로 분류되지 않은 ACGIH (0.3㎍/㎥)이다. 가장 많이 알려진 접근법은 발암물질을 사용하는데, 이는 부분적으로는 건조제가 사람이나 그 주변환경에 직접 노출되지 않고, 일반적으로 그러한 건조제가 제품포장 내부에 들어있는 파우치에 넣어져 제공되고 제품포장의 개봉후에 즉시 사용되기 때문이다.

본 발명은 소기업 또는 가정용 수처리시스템에 사용하기 위한 것이므로, 건조제가 사람들 및 그 음식물에 노출되는데, 오존처리수가 농산물 세정에 사용되는 때가 그 예이다. 그러므로, 물 정화 시스템의 비발암성 건조제가 필요하며, 이러한 필요성은 종래 기술분야에서는 없었다. 출하되는 제품에 대해 수분에 의해 발생되는 손상을 막기 위해 공기로부터 수분을 뺏기 위해, SiO₂가 제품포장에 파우치로 사용되지만, 그것은 공지된 시스템에서 정수 또는 수처리 시스템의 건조제로서 사용된 바 없다.

실험적 테스트 결과, 카트리지의 교체를 필요로 하기 전 약 3~6개월의 사용기간동안 약 30 그램의 건조제가 현재로서 바람직한 양임을 나타냈다. 이에 비해, 재생과정을 포함하는 대부분의 산업적 시스템은 1킬로그램 또는 1리터의 정도의 건조제를 사용하는 것 같다.

물론, 카트리지의 원하는 사용기간 또는 물리적 크기에 따라, 다른 양의 건조제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 하루에 평균 1,2회 사용할 경우 60그램의 건조제를 가지는 카트리지는 약 9~12개월 지속될 것이며, 10 그램의 건조제를 가지는 카트리지는 약 1개월 지속될 것이다.

또한, 본 발명은 분당 약 1리터의 건조공기를 제공한다. 이것은 시간당 60리터 또는 시간당 2.3 입방피트와 같다. 이것은 시간당 15내지 5000 입방피트의 산소 를 제공한다고 하는 공지시스템과는 규모가 다르다.

공기건조기와 정수필터가 결합된 탈착 가능 카트리지

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수 위생처리 시스템의 정면도로서, 탈착 가능 카트리지를 가진다. 도 6에 도시된 탈착 가능 카트리지 (300)는 결합겸용 필터/건조기 카트리지로서, 하나의 공기건조기 (110)와 하나의 정수 필터 (112)를 모두 포함하는, 탈착 가능 카트리지 (108)의 구체적인 실시예이다. 공기건조기 (110)는 공기흐름 통로와 상통하는 챔버 내에 설치되고, 정수필터 (112)는 물흐름 통로와 연통하는 챔버 내에 설치되어 있다. 이처럼, 두 챔버는 기능적으로 분리되어 있다. 그러한 실시예에서, 카트리지는 공기흐름통로의 오존발생기 앞에, 그리고 물 흐름 통로의 범프와 오존혼합기 사이에 위치하도록, 시스템에 자리잡는 것이 바람직하다. 만일 탈착 가능 카트리지가 정수필터 (112)만을 포함할 경우, 그것은 수처리시스템의 여하한 곳에 위치할 수 있지만, 물순환 과정의 앞 부분에 위치시키는 것이 명백한 이점을 가진다. 탈착 가능 카트리지는 장치의 후방에 위치되어, 장치의 잔여부에 미학적으로 조화되는 것이 바람직하다.

정수필터 (112)의 목적은 저수통 (102)으로부터 물줄기 안에 빨려들어올 수도 있는 큰 입자의 물질을 추출하는 것이다. 이렇게 함으로서 유니트가 찌꺼기에 의해 막히는 것을 방지할 수 있다. 정수필터 (112)는 투과막 (도시되지 않음)을 포함하는 것이 바람직하다. 물은 정수필터 (112)로 들어가서, 그 재질이 종이, 스테인레스 스틸 메쉬, 직물 등 여하한 종류일 수 있는 투과막을 강제로 통과하게 된다. 투과막을 통과하자마자, 물은 메인 베이스 유니트 내로 그리고 이어서 오존접 촉장치 (120)로 강제로 보내진다.

달리 설명하면, 본 발명은, 한 측면에 있어서 물 흐름통로와 공기 흐름통로를 가지는, 소기업형 물오존처리시스템용의, 탈착 가능하고 일회용인, 결합정수필터 및 공기건조기 카트리지를 제공한다. 카트리지는 시스템에 대한 손상을 막기 위해 물흐름통로부터의 물질입자들을 추출하기 위한 정수필터를 포함하는 정수필터 챔버를 포함한다. 정수필터는 투과막을 포함할 수 있다. 카트리지는 또한 공기흐름통로에 설치된 공기건조기 챔버를 포함한다. 공기건조기 챔버는, 대기중의 공기를 받아들이기 위한 공기유입부분의 개구부를 구획하는 하나의 공기유입부분과; 공기유입부분에 연결되고, 대기중의 공기로부터 수분을 제거하기 위한 건조제 물질을 포함하는 하나의 용기부분과; 그리고 용기부분에 연결되고, 유출개구부를 구획하며, 건조공기를 오존발생기에 공급하기 위해 소기업형 물 오존처리시스템의 베이스유니트의 공기흐름통로와 인터페이스하기 위한 베이스유니트 인터페이스를 포함하며 구성되는 하나의 건조공기 유출부분을 포함한다. 공기건조기 챔버는 탈착 가능한 일회용 공기건조기와 관련하여 전술한 다른 모든 특징들을 포함할 수 있다.

도 7은, 탈착 가능 필터카트리지를 가지는, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수위생처리시스템의 베이스유니트를 뒤에서 본 도면이다. 베이스유니트를 뒤에서 본 도면은 조립된 위치의 필터카트리지 (300)를 보여준다. 기계적 유지수단, 또는 기계적 잠금 메카니즘은, 카트리지 (300)가 교환되어야 할 때, 그것을 쉽게 제거할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 도 7은 기계적 유지수단의 하나로서의 스냅탭들 (302)을 나타내는데, 이것은 기계적 유지 또는 잠금을 이루기 위해 베이스 유니트 (340)의 카트리지 수용부분과 공동동작하는 것이 바람직하다. 카트리지를 제거하기 위해서는, 소비자가 2개의 스냅탭 (302)을 눌러서, 메인베이스유니트로부터 카트리지 (300)를 쉽게 당겨뺄 수 있다. 필터는 2개의 스냅구조부에 의해 제자리에 지지되도록 설계되어 있으나, 여하한 기계적 유지 또는 잠금 메카니즘도 사용될 수 있다.

도 8은 카트리지 (300)가 분리된 도 7의 시스템을 나타낸다. 필터카트리지 (300)는 베이스유니트로부터 쉽게 슬라이딩되어 나오고, 새로운 교체 카트리지가 동일한 방식으로 설치될 수 있다. 베이스유니트 (340)의 카트리지 수용부분 (342)은 카트리지 (300)의 형상과 짝을 이루는 형상을 가지는 것이 나타나 있다. 본 발명에 의하면, 필터의 예상 수명은 3개월이지만, 그보다 더 길게 또는 짧게 지속되도록 필터를 설계할 수 있다.

도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 베이스유니트를 나타내며, 탈착 가능 필터 카트리지 (300)를 수용하기 위한 포트들을 보여준다. 베이스유니트에 설치된 포트들의 수는 사용된 필터 카트리지의 형상에 좌우된다. 필터카트리지가 공기건조기 (110)를 포함하면, 공기건조기 베이스포트 (350)가 오존발생기 (116)의 앞의 공기통로에 연결되도록 형성된다.

만일 필터카트리지가 정수필터 (112)를 포함하면, 베이스 미여과수 포트 (352)와 베이스 여과수 포트 (354)가 형성된다. 도 9에 도시된 실시예에서, 하부포트 (352)는 펌프로부터의 필터에 대한 유입구이고, 상부 포트 (354)는 오존접촉장치 또는 벤튜리에 대한 필터로부터의 유출구이다. 도 9에 도시된 실시예가 3개의 그러한 포트 (350)들을 포함하지만, 베이스 미여과수 포트 (352)와 베이스 여과수 포트 (354)가 하나의 이중체크밸브를 가지는 단일 베이스 물 포트에 형성될 수 있을 것이며, 이 경우 탈착 가능 필터 카트리지 (300)에 상응하는 변경이 가해진다.

도 10은 본 발명의 실시예에 의한 탈착 가능 필터카트리지의 사시도를 나타낸다. 도 10의 필터카트리지는 하나의 공기건조기 (110)와 하나의 정수필터 (112)를 포함하여 구성된다. 필터카트리지의 외부는 베이스유니트에 부착된 짝연결 인터페이스(mating interface)에 연결되는 포트들을 포함하여 구성된다. 카트리지 공기건조기 포트 (356)는 베이스 공기건조기 포트 (350)와 짝을 이룬다. 카트리지 미 여과수 포트 (358)는 베이스 미여과수 포트 (352)와 짝을 이루고, 카트리지 여과수 포트 (360)는 베이스 여과수 포트 (354)와 짝을 이룬다. 만일 베이스 미여과수 포트 (352)와 베이스 여과수 포트 (354)가 이중체크밸브를 가지는 단일 베이스물포트에 형성되면, 카트리지에 하나의 이중체크밸브를 가지는 단일 카트리지 물포트가 형성되는 것은 물론이다. 카트리지 포트들은 도 10에 도시된 바와 같이 O링 홈 (362) 안에 미끌어져 들어가는 O링과 같은 시일을 사용함으로써 대기로부터 밀폐될 수 있다.

도 11은 공기건조기 (110)의 다른 특징부들을 보여주는 도 10의 탈착 가능 필터카트리지를 나타낸다. 스냅 탭들 (302)이 카트리지 (300)를 베이스유니트에 잠금결합시키기 위해 형성된다. 도 10의 카트리지 (300)의 후방박판부 (the back thinner part) (364)는 건조제 물질이 들어있는 공기건조기이다. 그것은 대기로부터의 공기유입구 (366)를 가지는데, 격자들로 도시되어 있다. 공기유입구 (366)는 건조제를 보유할 수 있고 대기로부터 공기를 끌어들일 수 있는 것이면, 대기에 대한 여하한 형태의 개구부일 수 있다. 공기유입구는 공기건조기 (110)의 여하한 곳이든 위치시킬 수 있다. 길다란 튜브형상의 후방박판부 (364)는 건조제에 대한 노출을 최대화한다. 공기가 건조제의 모든 구체 사이를 지나가도록 하기 위해 입구 포트가 출구 포트의 반대편 단부에 형성되는 것이 바람직하다.

도 12는 도 10의 탈착 가능 필터 카트리지를 위에서 본 도면으로서, 내부 챔버들을 보여준다. 카트리지 내의 2개의 챔버들이 나타나 있다. 공기건조기 (110)는 건조제 물질로 채워지는, 도면의 좌측의 공기건조기챔버 (368)를 포함하여 구성된다. 정수필터 (112)는, 투과막 (도시되지 않음)이 내부에 형성된, 도면의 우측의 정수필터챔버 (370)를 포함하여 구성된다. 현재의 바람직한 실시예에 있어서, 공기건조기챔버와 정수필터 챔버는 일체로 형성된 하나의 필터 카트리지 내에 형성된다.

도 13은 본 발명의 하나의 실시예에 의해 탈착가능카트리지 필터가 제자리에 있는 베이스유니트의 측단면도이다. 이 도면은 공기건조기챔버 (368)와 정수필터챔버 (370)를 보여준다. 카트리지는 2개의 챔버들이 내부에 형성된 외부하우징을 포함하며, 챔버들이 하나 또는 모두가 탈착 가능하게 부착된다. 공기 건조기와 정수필터를 개별적으로 또는 분리되게 가짐으로써, 카트리지들 또는 카트리지 챔버들은 그들이 서로 다른 수명을 갖도록 설계할 수 있게 해주며, 정수필터는 수처리시스템의 여하한 곳이라도 위치할 수 있다. 소비자의 편의를 위해, 무엇이든지 모두 할 수 있는 하나의 카트리지를 교체해야만 하는 것이 유리하다. 교체를 위해 필터가 제거될 때, 메인 베이스유니트를 밀폐하여, 물이 그 밖으로 새어나오지 않게 막도 록 플런저들 (372)이 설치될 수 있다.

바람직하지 않은 시스템상태를 처리하는 시스템

탈착 가능 카트리지의 사용과 함께 위에서 설명한 대로, 베이스유니트에 탈착 가능 저수통이 사용될 때, 바람직하지 않은 시스템 상태가 시스템의 성능발휘에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 그러한 경우에 대한 해결책을 제공하는 시스템들이 공지되어 있다. 예를 들어, 공지된 하나의 시스템은 물 펌프의 전류를 측정하고, 측정된 전류가 물 펌프의 캐비테이션과 관련하여 낮은 전류로 바뀔 때 펌프의 전원을 끊음으로써 분배주기 (dispense cycle)를 종결시킬 수 있다. 분배할 물이 더 이상 남아있지 않은 것으로 탐지될 때, 시스템이 분배를 정지시키는 것이 필수적이다. 또한, 처리 사이클의 수를 세어서 미리 정해진 수의 사이클을 넘으면 사용자에게 신호를 보냄으로써, 하나 또는 그 이상의 필터들이 교체되어야 할 때를 결정하기 위한 사이클계수기를 시스템이 포함하는 것은 선택적이다.

그러나, 그러한 공지시스템은 처리 과정이 완료된 후 처리수의 분배를 제어하고, 정수필터를 교체할 적절할 시간을 확인할 뿐이다. 수처리과정중 일어날 수 있는, 바람직하지 않은 시스템상태들이 있으나, 공지시스템은 이에 대해 해결책을 제공하지 않는다. 예를 들어, 베이스유니트가 물을 처리하는 중간에 저수통이 제거되면, 이것은 시스템에 손상을 초래할 수 있으며, 구체적으로 오존가스의 대기에로의 방출에 기인할 수 있다.

이처럼, 수처리 과정 중 펌프모터의 전류를 측정하고, 감지된 펌프모터 전류를 펌프모터 전류 문턱 값과 비교한 결과에 따라 유니트의 동작을 임시로 해제시킴 으로써, 소기업형 수처리유니트의 동작을 자동적으로 중단시키기 위한 방법들과 시스템이 제공된다. 이러한 방법들은 과전류탐지, 저전류(undercurrent) 탐지 및 펌프 마중물방법 (pump priming method)을 포함한다.

도 14는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수위생처리시스템의 기계적, 전기적 시스템구성도이다. 도 14는 물 통로와 공기 통로를 모두 보여주며, 유니트의 전자장치들도 포함되어 있고, 전자장치들이 어떻게 공기 라인 및 물 라인과 상호작용하는지도 보여준다. 강화된 기능을 제공하기 위해 감지기들이 시스템에 설치되는 것이 바람직하다. 감지기들 (138)(139)이 유체이송밸브 (104)의 다음에 설치되는 것이 바람직하다. 감지기들 (138)(139)은 기계적 스위치, 전자감지기, 또는 다른 형태의 감지기나 그들의 결합체로서 구현될 수 있다.

감지기 (138), 또는 오존농도감지기가 제어장치 또는 제어보드 (140)와 결합하여 물속의 오존농도를 측정할 수 있다. 제어보드를 본 발명의 실시예들과 관련하여 설명하지만, 논리게이트나 회로 (기계적, 광학적, 전자적, 전자기적, 유체공학적, 등등)의 결합과 같은 다른 유형의 제어장치들이, 필요한 제어를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 만일 측정된 오존농도레벨이 오존농도 상한을 초과하면 시스템을 끌 수 있고, 오존농도 하한 밑으로 떨어지면 시스템을 동작시킬 수 있다. 그와 달리, 단일 오존농도가 상한 값과 하한 값으로서 기능할 수 있다. 시스템은 감지된 또는 측정된 오존농도레벨 및/또는 시간이 정해진 오존처리사이클에 따라 작동시킬 수 있다.

측정된 오존레벨이 저수통내의 물에 대해 충분히 높은가를 감지기 (138)가 결정한다. 저수통 내의 물이 모두 서로 섞이는데는 시간이 걸리기 때문에, 그러한 측정이 바람직하다. 감지기 (138)는 시스템의 물 라인 내의 어느 곳에도 위치될 수 있다. 그러나, 도 14에 도시된 위치는, 그것이 흐르는 물에 항상 노출되어 있어서 계속적인 판독이 되므로, 현재로서 바람직한 위치이다. 더욱이, 저수통 바로 다음의 이 지점에서의 오존 레벨은, 오존농도가 물 라인 내의 다른 어느 곳보다 이 지점에서 더 낮기 때문에, "안전한" 측정에 대해 보다 정확한 결과들을 가져올 것이다.

요약하면, 오존농도감지기는 유체이송밸브 뒤에 설치될 수 있다. 시스템 상태 표시는, 저수통의 유형, 전류상태, 처리의 진행여부, 처리 잔여시간 중의 하나 일 수 있다. 대기에 대한 잔류 오존가스의 확산을 감소시키기 위해, 시스템은, 제 1 체크 밸브를 오존 발생기의 유입구에 그리고 제 2 체크 밸브를 오존발생기의 유출구에 포함할 수 있다.

제어보드 (140)는, 상술한 단계들을 수행하기 위한 설명과 지시사항들을 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능 메모리를 포함하는 것이 바람직하다. 시스템의 상태와 관련한 지시사항들의 표시를 허용하기 위해, 제어보드 (140)와 통신되는, 디스플레이 보드가 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 디스플레이 보드 (142)는, 감지기에 의해 탐지된 오존농도레벨 측정치에 관련된 정보를 표시할 수 있을 것이다. 디스플레이 보드 (142)는 또한, 시스템의 오존농도측정치, 시스템의 동작여부, 그리고 처리시간이 얼마나 많이 남아있는지를 표시할 수 있다. 제어보드 (140)에 제공되는 전력을 취하고, 그것을 오존발생기 (116)를 구동시키기에 적합한 전력 레벨로 변환시키기 위해, 고압변압기 (144)가 설치되는 것이 바람직하다.

저수통 (102)의 존재 또는 부존재를 탐지하기 위해, 제어보드 (140)와 결합하여 감지기 (139), 또는 저수통 탐지/판별 감지기가 사용될 수 있고, 시스템에 설치될 수 있는 저수통의 유형들 사이의 차이를 탐지하는 것이 바람직하다. 상술한 감지기 (138)에 추가하여 또는 그 대신에 감지기 (139)가 설치될 수 있다. 감지기 (139)에 있어서, 처리가 자동이므로, 상이한 유형의 저수통에 대하여 상이한 모드나 처리시간에 대해 선택할 필요가 없을 것이다. 물론, 감지기가 상이한 유형의 저수통을 판별할 수 있도록 하기 위해, 적절한 식별수단이 저수통 (102)의 일부로서 설치되는 것이 바람직할 것이다. 식별 수단은 저수통의 물리적 표지 (attribute)일 수 있고, 또는 접점, 저항, 감응 태그 또는 적절한 다른 수단과 같은 전자 식별표지 일 수 있을 것이다.

달리 말하면, 본 발명은, 하나의 측면에 있어서, 시스템에 설치할 저수통의 유형을 식별하기 위한 저수통 감지기를 포함하는 소기업형 수처리 시스템을 제공한다. 이 시스템은 또한, 저수통 감지기에 의한 저수통의 유형의 식별에 답하여, 저장된 수처리 과정을 자동적으로 선택하고 실행하기 위한 제어장치를 포함한다. 이 시스템은 나아가, 시스템 상태 표시를 디스플레이하기 위해, 제어장치와 통신되는, 디스플레이 보드를 포함한다. 시스템 상태 표시는 저수통의 유형 및/또는 자동적으로 선택된 수처리 과정에 관계될 수 있다.

제어보드 (140)는 상술한 단계들을 수행하기 위한 설명과 지시사항을 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능 메모리를 포함하는 것이 바람직하다. 시스템의 상태와 관련한 표시를 디스플레이하도록 허용하기 위해, 제어보드 (140)와 통신되는, 디스플레이 보드 (142)를 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 감지기에 의해 탐지된 저수통의 유형에 관한 정보를, 디스플레이 보드 (142)가 표시할 수 있을 것이다. 디스플레이 보드 (142)는 또한, 처리가 수행되고 있는가의 여부, 그리고 처리에 있어 얼마나 많은 시간이 남아있는가의 시스템의 현재 상태를 표시할 수 있을 것이다. 제어보드 (140)에 제공되는 전력을 취하고, 그것을 오존발생기를 구동시키기에 적합한 전력 레벨로 변환시키기 위해, 고압변압기 (144)가 설치되는 것이 바람직하다.

물리적 구현에 있어서, 펌프캡의 유출구, 벤튜리 및 모든 연결튜브들이 폐가스유니트에 대한 유입구와 같은 높이에 설치되는 것이 바람직하다. 이것은 장치가 운휴중일 때, 폐가스 내의 잔류수가 펌프헤드 안으로 되돌아 배수될 것임을 의미한다. 이렇게 함으로써, 폐가스유니트가 기액분리기와 프라이밍 웰(priming well)로서의 이중역할을 하게 한다. 이것은 본 발명의 시스템에서, 펌프가 정변위 펌프이어만 하는 것이 아님을 의미하고, 그 비용이 현저히 감소되는 것을 의미한다. 이것은 또한, 펌프유출구포트, 벤튜리 및 튜브들을 폐가스유니트의 유입구 아래에 위치하도록 함으로써 달성된다.

도 15는, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 식수위생처리 시스템에 있어서, 도 14에 도시된 바의 오존가스분무기 (122)의 정면도이다. 이 분무기 (122)는 실리콘 튜브 내부에 직렬로(in line) 위치될 수 있다. 상기 오존가스 분무기 (122)는 가스기포들을 초미세기포들로 붕괴시킨다. 이것은, 기액 혼합물이 폐가스유니트로 들어갈 때, 초미세기포가 그대로 존재함을 의미한다.

도 16은 도 15의 A-A선 단면도이다. 분무기의 형상(geometry)이 그 기능에 기여한다. 그 내부형상은, 그 안으로 이동하는 물이 한 지점에 대해 아래쪽으로 테이퍼지고, 다시 확장되어 요동을 일으키고 와류를 만들어 내도록 하는 형상으로 되어 있다. 말단부분 (128)은 대체로 원통형일 수 있고, 우수한 물흐름을 허용하고 인접부품들과 짝맞춤하기 위한 형상으로 될 수 있다. 테이퍼진 중앙부분 (130)은, 분무기 (122)의 테어퍼진 중앙통로를 구획하는 만곡벽 (132)을 포함한다. 도 16은, 테이퍼진 중앙통로길이 (134)와 테이퍼진 중앙통로높이 (136)에 대한 예시적 치수와 비율을 나타내는데, 이들은 다른 형상보다 더 좋은 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다.

요약하면, 이 시스템은, 오존 접촉장치의 하류에 그리고 폐가스시스템의 유입구포트의 바로 앞에, 오존가스 분무기를 더 포함할 수 있다. 오존가스분무기는, 테이퍼진 중앙부분을 가지는 내부코어를 구획할 수 있는데, 이 중앙부문은 내부코어의 원통형 단부들보다 더 작은 단면을 가진다. 이 시스템은 폐가스시스템의 상부에 축적기를 더 포함할 수 있고, 폐가스시스템과 오존파괴기의 사이에 실링체크밸브를 더 포함할 수 있다. 펌프 캡의 유출구, 벤튜리 및 모든 연결튜브들은 폐가스 시스템의 유출구와 같은 높이에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 탐지된 파라메터들에 따른, 펌프모터 (106)를 제어하는 방법들과 전체 시스템을 포함한다. 바람직하지 않은 시스템 상태가 시스템의 성능에 좋지 않은 영향을 줄 수 있는 많은 사례들이 있다. 이처럼, 그와 같이 바람직 하지 않은 시스템 상태조건들을 식별할 수 있는 것이 필요하다.

유사한 문제들을 취급하려고 시도하는 몇몇 공지된 접근법들이 있다. 몇몇 그러한 접근법들은, 펌프에 의해 전달된 물리적 압력 측정치에 따라 바람직하지 않은 시스템 조건의 식별에 답하여 시스템을 제어한다. 그러나, 그러한 압력 측정치들은, 바람직하지 않은 다양한 시스템 상태 조건들을 필요한 만큼 광범위하게 설명하지 못할 수 있다. 본 발명의 실시예들은, 각 경우에 적절한 조치들을 취할 수 있도록 하기 위해, 펌프모터 전류 또는 펌프모터에 유입된 전류의 감지 또는 측정에 따라, 바람직하지 않은 시스템 상태 조건들을 식별하는 방식을 제공한다. 많은 주요한 바람직하지 않은 시스템 상태 조건들이 두 카테고리로 그룹지어질 수 있는데, 펌프모터 전류가 펌프모터 저 전류 레벨 밑으로 떨어지게 하는 것들 그리고 펌프모터 전류가 펌프모터 과전류 레벨을 초과해 상승하게 하는 것들이다.

본 발명은, 한 측면에 있어서, 수처리 유니트의 동작을 자동적으로 중단시키는 방법을 제공하는데, 수처리 유니트는 하나의 오존발생기, 하나의 펌프 및 펌프를 구동하기 위한 펌프모터를 포함한다. 이 방법은, 수처리 단계 중에 펌프모터에 유입된 전류를 측정하는 단계; 그리고 감지된 펌프모터 전류의 펌프모터 전류 문턱 값과의 비교에 따라 유니트를 임시적으로 비활성화시키는 단계를 포함한다. 유니트를 임시로 비활성화시키는 단계는, 시스템 상태표시를 디스플레이하는 신호를 보내는 것을 포함한다. 이제 여러가지 실시예를 설명하기로 한다.

방법들에 관하여 많은 측면을 설명하겠지만, 이 방법들은 제어장치에 의해 구현되고, 방법상의 단계들을 수행하는데 필요한 수단을 포함하는 것이 일반적이라 는 것을 이해해야 할 것이다.

달리 설명하면, 본 발명은, 다른 측면에서, 하나의 오존발생기, 하나의 펌프 그리고 펌프를 구동시키기 위한 하나의 펌프모터를 포함하는 수처리 시스템을 제공한다. 이 시스템은 바람직하지 않은 시스템 조건에 답하여 시스템을 임시로 불활성화시키기 위한 셧오프수단을 가지는 제어장치를 포함한다. 바람직하지 않은 시스템 조건은 수처리단계중에 감지된 펌프모터 전류의 펌프모터 전류 문턱 값과의 비교를 기초로 한다. 이 시스템은 또한, 시스템 상태표시를 디스플레이하기 위해, 제어장치와 통신되는 디스플레이 보드를 포함한다. 이 시스템은, 물속의 오존농도레벨을 측정하기 위하여, 제어장치와 전기적으로 통하는, 오존농도 감지기를 더 포함한다. 이 시스템은 수처리 단계 중에 펌프모터에 흐르는 전류를 감지하기 위한 수단을 포함 할 수 있다. 이 시스템은, 제어장치와 시스템 상태 표시의 관련된 특징들과 함께, 상술한 바 있는 저수통감지기를 포함할 수 있다.

아래의 상태들은 모두 본 발명의 하나의 실시예에 의한 시스템에 대해 유사한 큰 영향을 가지는 것으로 밝혀졌으며, 모터 저 전류 상태의 결과를 가져온다:

1) 처리사이클 중에 저수통이 부분적으로 이탈되어, 펌프로 하여금 공기를 빨아들이게 함.

2) 처리사이클이 시작되었을 때, 저수통이 부착되지 않아서, 유니트가 공기만을 빨아들임.

3) 수처리시스템에 누설이 있어서, 펌프헤드로 공기가 빨아들여짐.

4) 저수통에 물이 너무 적게 들어 있어서, 공기와 물의 혼합물 또는 공기만 이 수처리시스템에 빨아들여짐.

위의 경우들에서는 각각, 증가된 레벨의 공기 또는 기체가 펌프모터의 펌프헤드 부분에서 관찰된다. 이것은, 펌프헤드의 물줄기부에 너무 적은 저항이 있을 때, 펌프모터의 소요전류 (current draw)의 상응하는 감소를 가져온다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제어보드 (140)가 펌프모터 (106)에 연결되어 펌프모터를 제어할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 제어보드 (140)의 일부로서 마이크로프로세서가 설치되는 것이 바람직하다. 이 마이크로프로세서는, 모터가 펌프를 구동시키기 위해 끌어들이는 전류를 계속적으로 측정함으로써, 펌프모터와 항상 통신상태에 있다. 펌프모터 (106)에 도입된 전류의 감지 또는 측정은 마이크로프로세서의 프로그램을 통해 이루어질 수 있다. 그와 달리, 도시되어 있지 않지만, 전용전류감지기 또는 다른 감지기가 마이크로프로세서의 프로그램을 통한 감지 또는 측정을 보완 또는 대체할 수 있다.

모터 저 전류 레벨은 장치에 대한 정상적인 동작소요전류에 관하여 설정된다. 본 발명의 구체적인 실시예의 펌프모터 (106)의 정상동작소요전류는 275mA이다. 그러므로, 그러한 경우, 모터 저전류레벨 또는 낮은 소요 전류레벨은 100mA로 정의된다. 펌프모터의 소요전류가 지정된 시간 동안 모터 저전류레벨 아래로 떨어지면, 마이크로 프로세서가 시스템 동작에 문제가 있는 것으로 결정하여, 장치의 작동을 정지시킨다. 위의 지정된 시간은 모터 저전류 시간이라고 할 수 있는데, 다시 말하면, 측정된 모터 소요 전류가 모터 저전류레벨의 밑에 머무는 시간이다. 유니트의 작동정지는, 오존발생기 (116)의 동작정지, 펌프모터 (106)의 동작정지 및 오류 메시지를 표시하기 위해 디스플레이 보드 (142)에 신호를 보내는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 모터 저전류탐지 방법은, 공지된 접근법보다 개선된 것인데, 이는 이 방법이 장치를 소비자에게 보다 신뢰성있고 안전하게 하는데 부분적으로 기인한다. 이것이 장치에 대해 제공하는 개선점 또는 이점은 아래와 같다:

1) 펌프, 시일 또는 모터 부품이 공운전되거나 너무 일찍 마모되지 않아서 장치의 수명이 연장될 수 있다.

2) 오존발생기를 동작정지시킴으로써, 시스템으로부터 대기중으로 누설되어 잠재적으로 소비자에게 해를 끼칠 가능성을 가지는, 과량의 오존가스의 발생을 막는다.

3) 소비자가 장치에 문제가 있음을 즉시 통보받아서, 문제를 해결하기 위해 적절한 조치를 취할 수 있다.

모터의 저전류레벨은, 장치의 정상 동작 소요전류에 대하여 적절한 여하한 값으로 설정할 수 있다. 100mA라는 구체적인 예는 실험을 해본 예시적인 실시예에 대해 가장 적당한 것으로 밝혀졌지만, 본 발명의 실시예들의 범위내에서 다른 레벨들도 가능하다. 사용된 펌프헤드 또는 모터의 유형의 변경, 시스템에 고유한 배압 (back pressures)의 상이한 값, 또는 이들의 결합이 정상동작소요전류의 변경을 가져올 수 있다. 이것은 모터 저전류레벨에 그에 상응하는 변경을 가져올 것이고, 쇼요전류 설정을 낮추는 것은 상이한 파라메터에 따라 달라질 것이다. 실험적 테스트 결과 바람직한 모터 저 전류 시간은 0~3초의 사이이지만, 이것도 또한 소비자에게 편리하게 바뀔 수 있다.

달리 설명하면, 하나의 실시예에서, 장치를 임시로 불활성화시키는 것은 만일 감지된 펌프모터전류가 설정된 시간에 걸쳐 모터저전류레벨 밑으로 떨어지면, 차단수단에 의해, 장치를 작동 정지시키는 것을 포함할 수 있다. 모터저전류 레벨은 약 100mA일 수 있고, 설정시간은 약 0~3초 일 수 있다. 이 경우에, 장치의 작동정지는, 오존 발생기의 동작정지 또는 펌프의 동작정지의 하나를 포함할 수 있다.

아래의 상태들은 모터 과전류 상태의 결과로서, 본 발명의 하나의 실시예의 시스템에 유사한 주요 영향을 가지는 것으로 밝혀졌다:

1) 저수통으로부터 베이스 유니트로 끌려들어와 물의 흐름을 막도록 축적된 찌꺼기로 인해 물 라인들을 막고 부품들에 고장을 일으키는 것

2) 물 통로를 막는, 꼭 죄어진 물 라인 또는 물 라인 내의 꼬임

3) 저수통 내의 물질에 의한 저수통의 입구포트들의 막힘

4) 이중체크밸브를 개방하는 것을 막는, 저수통의 부적절한 부착

5) 물의 흐름의 차단을 초래할 수도 있게 물의 흐름방향을 잘못 지정하는, 장치의 부적절한 조립

위와 같은 경우에 각각, 물줄기 라인에 저항이 증가된다. 이것은, 펌프헤드의 물줄기부에서 저항이 증가될 때, 펌프모터의 소요전류의 상응한 증가를 가지고 온다.

제어보드 (140)의 마이크로프로세서를 펌프모터 (106)에 연결하는 것과 관련하여 상술한 내용은 이 방법에도 역시 적용된다.

모터 과전류 레벨은 장치의 정상 동작소요전류와 관련하여 설정된다. 본 발명의 하나의 구체적 실시예의 펌프모터 (106)에 대한 정상동작소요전류는 275mA이다. 그러므로, 그러한 경우, 모터 과전류 레벨, 또는 높은 소요전류레벨은 450mA로 정의된다. 만일 펌프모터의 소요전류가 설정시간동안에 걸쳐 모터과전류레벨을 초과해 올라가면, 마이크로프로세서가 시스템 동작에 문제가 있는 것으로 판단하여 장치의 작동을 정지시킨다. 설정시간은 모터과전류시간이라고 할 수 있으며, 이는 다시 말해서 측정된 모터소요전류가 모터과전류레벨을 초과하여 머무르는데 필요한 시간이다. 장치의 작동을 정지시키는 것은, 오존발생기 (116)의 동작정지, 펌프모터 (106)의 동작정지 및 오류메시지를 표시하기 위해 디스플레이 보드 (142)에 신호를 보내는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 모터과전류탐지방법은 공지된 접근법보다 개선된 것인데, 이는 이 방법이 장치를 소비자에게 보다 신뢰성있고 안전하게 하는데 부분적으로 기인한다. 이것이 장치에 대해 제공하는 개선점 또는 이점은 아래와 같다.

1) 보드 또는 모터부품이 과잉소요전류로 계속 동작하여 부품들이 과열되거나 너무 일찍 마모되는 일이 없어서 장치의 수명이 연장될 수 있다.

2) 시스템 내의 압력이 축적됨으로써, 잠재적으로 부품들이나 물 라인들을 파열시켜서 제품을 파괴할 수도 있을, 펌프의 계속 동작이 일어나지 않는다.

3) 오존발생기가 동작정지됨으로써, 시스템으로부터 대기로 누설되어 잠재적으로 소비자에게 해를 끼칠 가능성을 가지는, 과잉오존가스의 발생을 막는다.

4) 소비자가 장치에 문제가 있음을 즉시 통보받아서, 문제를 해결하기 위해 적절한 조치를 취할 수 있다.

모터의 과전류레벨은, 장치의 정상 동작 소요전류에 대하여 적절한 여한한 값으로 설정할 수 있다. 450mA라는 구체적인 예는 실험을 해본 예시적인 실시예에 대해 가장 적당한 것으로 밝혀졌지만, 본 발명의 실시예들의 범위내에서 다른 레벨들도 가능하다. 사용된 펌프헤드 또는 모터의 유형의 변경, 시스템에 고유한 배압 (back pressures)의 상이한 값, 또는 이들의 결합이 정상동작소요전류의 변경을 가져올 수 있다. 이것은 모터 과전류레벨에 그에 상응하는 변경을 가져올 것이고, 소요전류 설정을 낮추는 것은 상이한 파라메터에 따라 달라질 것이다. 실험적 테스트 결과 바람직한 시간은 0~3초의 사이이지만, 이것도 또한 소비자에게 편리하게 바뀔 수 있다.

달리 설명하면, 장치를 임시로 불활성화시키는 것은 만일 감지된 펌프모터전류가 설정된 시간에 걸쳐 모터과전류레벨을 초과해 올라가면, 차단수단에 의해, 장치를 작동 정지시키는 것을 포함할 수 있다. 모터 과전류레벨은 약 450mA일 수 있고, 설정시간은 약 0~3초 일 수 있다.

많은 펌프 및 모터는 최초사용에 앞서 프라이밍 되는 (primed)것이 바람직하다. 프라이밍은, 기계(예를 들어, 펌프)를 시동시키기 전에, 그 밀폐품질을 개선하기 위해, 그 기계를 필요한 유체로 채우는 것으로 일반적으로 정의할 수 있다.

최초 사이클 시동시에 펌프의 동작이 되지 않는 상황이 몇 가지 있는데 이들은 다음을 포함한다:

1) 처리사이클 중에 저수통이 부분적으로 이탈되어, 펌프로 하여금 공기를 빨아들이게 함.

2) 처리사이클이 시작되었을 때, 저수통이 부착되지 않아서, 유니트가 공기만을 빨아들임.

3) 수처리시스템에 누설이 있어서, 펌프헤드로 공기가 빨아들여짐.

4) 저수통에 물이 너무 적게 들어 있어서, 공기와 물의 혼합물 또는 공기만이 수처리시스템에 빨아들여짐.

5) 하나의 부착물이 제거되어 교체되었을 때, 공기기포가 라인 내에 갇혀있게 됨,

6) 소비자가 펌프를 산 후에 최초로 동작시켰는데, 그것이 건식으로(dry) 배달된 것임.

7) 소비자가 베이스유니트에서 물을 빼내고, 물라인을 공기로 채웠음

8) 펌프를 자주 사용하지 않아서 물이 증발되어 펌프헤드가 공기로 채워지게 함.

베이스유니트를 처음으로 동작시켜서, 베이스유니트의 제어패널의 사이클 시동버튼을 동작시킬 때, 공기가 펌프헤드에 들어가 갇혀있거나, 펌프헤드에 끌려들어가 있을 가능성이 높다. 이렇게 되면, 펌프가 정상적 동작을 하지 못하게 되어, 펌프모터의 소요전류를 펌프 프라임 전류레벨 또는 낮은 전류 설정치 밑으로 떨어뜨린다.

제어보드 (140)의 마이크로프로세서를 펌프모터 (106)에 연결하는 것과 관련하여 상술한 내용은 이 방법에도 역시 적용된다.

펌프의 프라임 전류레벨은 장치의 정상 동작 소요전류에 관하여 설정된다. 본 발명의 구체적인 실시예의 펌프모터(106)의 정상동작소요전류는 275mA이다. 그러므로, 그러한 경우, 펌프프라임전류레벨 또는 낮은 펌프소요전류레벨은 100mA로 정의된다. 여기에 제공된 모터저전류레벨과 펌프프라임전류레벨의 예들이 동일한 값이기는 하지만, 이들 값은 독립적으로 결정되며, 동일할 필요는 없음을 알아야 한다.

이러한 이유들 모두가, 상술한 모터 저전류 탐지 방법에 의해 모든 것을 동작정지시키기에 앞서, 시초 사이클 활성화시에 펌프가 성공적으로 펌핑을 시작할 수 있도록 확실히 해둘 필요를 만들어낸 것이다. 마이크로프로세서가 이미 펌프동작전류를 측정하고 있었으므로, 펌프프라임탐지시간 (예를 들어, 사이클 작동 개시후 처음 3초)동안 전류가 펌프프라임 전류레벨(펌프프라이밍이 되지 않았음을 의미)밑으로 떨어지면, 펌프가 불활성화될 것이다. 그것은, 제어보드(140)가 다시 동력을 주어서 펌프프라임보정시간 (예를 들어, 추가 3초) 동안 동작시키기 전에, 펌프프라임 대기시간 (예를 들어, 2초) 동안 불활성화상태로 머무를 것이다. 만일 이러한 3초의 동작 동안 펌프가 시동에 이르게 되면, 모터의 소요전류는 펌프프라임전류레벨을 초과해 상승할 것이고, 시스템은 정상상태로 계속 동작할 것이다.

그러나, 합해서 펌프프라임복귀사이클로 불리우는, 펌프프라임 대기시간과 펌프프라임 보정시간을 통해 한번 동작 후에, 펌프모터가 여전히 기동하지 (achive prime)않을 수도 있다. 그러한 경우, 펌프모터를 상술한 바와 같이 동작시키고 정지시키는 것이, 펌프모터가 성공적으로 동작을 시작하거나, 펌프프라임 고장시 간(pump prime failure time)(예를 들어, 30초)이 끝나기까지의 어느 하나까지 계속하는 것이 바람직할 것이다. 후자의 경우, 오류 메시지가 디스플레이 보드 (142)에 표시되어 펌프가 기동할 (prime) 수 없었음을 나타낼 것이다. 이것은 결국, 사이클의 시작에 앞서 장치를 세팅함에 있어서, 소비자가 무엇인가 틀리게 했을 경우 일어날 것이다. 본질적으로, 펌프는 기동이 되도록 하기 위해 (to induce prime) 30초 동안까지 (펌프프라임 회복 사이클들을 통해) 온·오프를 할 것이다.

이것은 현재의 베이스 유니트 디자인에 대한 개선으로서, 이는 장치를 소비자에게 보다 신뢰성있고 안전하게 하는데 부분적으로 기인한다. 이것이 장치에 대해 제공하는 개선점은 아래와 같다:

1) 펌프, 시일 또는 모터 부품이 공운전되거나 너무 일찍 마모되지 않아서 장치의 수명이 연장될 수 있다.

2) 펌프가 성공적으로 기동하기까지 오존발생기가 동작하지 않는다. 이것은, 시스템으로부터 대기중으로 누설되어 잠재적으로 소비자에게 해를 끼칠 가능성을 가지는, 과량의 오존가스의 발생을 막는다.

3) 장치에 문제가 있음을 즉시통보 받아서, 소비자가 문제를 해결하기 위해 적절한 조치를 취할 수 있다.

4) 베이스유니트에 사용된 펌프가 정변위펌프일 필요가 없다.

펌프프라임 전류레벨은 정상동작소요전류에 대하여 적절한 여하한 값으로 설정할 수 있다. 100mA라는 구체적인 예는 실험을 해본 예시적인 실시예에 대해 가장 적당한 것으로 밝혀졌지만, 본 발명의 실시예들의 범위내에서 다른 레벨들도 가능 하다. 사용된 펌프헤드 또는 모터의 유형의 변경, 시스템에 고유한 배압 (back pressures)의 상이한 값, 또는 이들의 결합이 정상동작소요전류의 변경을 가져올 수 있다. 이것은 펌프프라임전류레벨에 그에 상응하는 변경을 가져올 것이다. 실험적 테스트 결과 위의 예시적 시간들이 가장 적당했지만, 모터를 동작시키는 시간, 모터를 꺼놓는 시간 또는 전체 사이클 지속시간은 달라질 수 있다. 이들 변수가 모두 변할 수 있더라도, 본 발명의 실시예들에 의한 방법은 기동을 일으키기 위해 펌프 모터를 펄스동작시킨다.

본 발명의 실시예들은 펌프모터 프라이밍 기능을 장치의 최초 활성화에만 사용한다. 이것은, 항상 일어나는 과전류탐지/ 저전류탐지에 대한 추가적인 안전기능으로서 제공된다.

펌프프라임 보호방법은, 프라이밍을 필요로하는 펌프와 관련된 문제를 가지는 여하한 종류의 시스템에도 적용될 수 있는데, 이는 의도한 바대로 시스템이 동작되어 가도록 보장하기 위함이다. 하나의 예외는 정변위 펌프들인데, 그들은 자체적으로 기동한다.

달리 말하면, 다른 실시예에서, 장치를 임시로 불활성화시키는(끄는) 것은, 만일 감지된 펌프모터 전류가 설정된 시간에 걸쳐 모펌프프라임 전류레벨 밑으로 떨어지면, 차단수단에 의해, 장치를 작동정지시키는 것을 포함할 수 있다. 펌프프라임 전류 레벨은 약 100mA일 수 있고, 설정시간은 약 0~3초 일 수 있다. 이 경우에, 장치의 작동정지는, 오존 발생기의 동작정지 또는 펌프의 동작정지의 하나를 포함할 수 있다.

장치를 임시로 끄는 것은 펌프프라임 회복사이클을 시작하는 것을 포함할 수 있다. 그 경우에, 펌프프라임 회복사이클은: 펌프프라임 대기시간 동안 펌프를 끄는 것, 그리고 나서 펌프프라임 보정시간 동안 펌프를 동작시키는 것 (activating)을 포함할 수 있다. 펌프프라임 회복사이클은, 펌프모터가 성공적으로 기동하기까지 또는 펌프프라임 고장시간의 종료까지, 반복될 수 있다.

모터 저전류 탐지방법, 모터 과전류 탐지방법 및 펌프프라임 탐지방법을 도 1 및 도 14에 도시된 실시예에 관하여 기술하였으나, 그 방법들을 구현하기 위하여 그 도면들에 도시된 요소들의 많은 것이 필요하지 않음을 알아야 한다. 그러한 요소들은 탈착 가능 카트리지, 유입 및 유출 체크밸브, 오존 가스 분무기 및 오존 파괴기이다.

상술한 바와 같이, 이 명세서에 기술된 방법들은 또한 그 방법들을 구현하는 시스템의 일부로서 제공될 수 있다. 그러므로, 하나의 측면에서, 본 발명은, 하나의 오존발생기, 하나의 펌프 및 그 펌프를 구동하기 위한 하나의 펌프모터를 포함하는 수처리기를 제공한다. 이 시스템은, 바람직하지 않은 시스템 상태에 답하여 시스템의 작동을 임시적으로 정지시키기 위해 차단 (shut-off) 수단을 가지는 제어장치를 포함한다. 바람직하지 않은 시스템 상태는 감지된 펌프모터 전류의 펌프모터 전류 문턱값과의 비교를 근거로 한다. 이 시스템은 저수통의 존재를 탐지하는 저수통 감지기, 그리고 제어장치와 통신하며 시스템 상태 표시를 디스플레이하는 디스플레이 보드를 포함한다. 이 시스템은 또한 제어장치와 전기적으로 연결되어 물의 오존농도레벨을 측정하는 오존농도감지기를 포함한다.

위의 차단수단은 위와 달리, 펌프 전류측정/감지에 의해 이루어지는, 부적절한 저수통부착의 탐지에 답하여 시스템 작동을 임시적으로 정지시키도록 제공되는 것으로 기술될 수 있다. 부적절한 저수통부착은, 수처리 단계 중에 또는 그에 앞서서 저수통을 제거하는 것, 또는 저수통을 베이스유니트에 부적절하게 배치하는 것을 포함할 수 있다.

이 시스템은 또한 수처리단계중에 펌프모터에 의해 사용되는 전류를 감지하기 위한 수단을 포함할 수 있다.

위의 차단수단은, 만일 감지된 펌프모터 전류가, 예를 들어, 약 0~3초의 설정시간동안, 예를 들어 약 100mA의 모터 저전류 레벨 밑으로, 떨어져 있는 경우 시스템 작동을 정지시킨다. 시스템의 작동정지는, 오존발생기를 끄는 것, 또는 펌프를 끄는 것의 하나를 포함할 수 있다.

이 차단수단은, 만일 감지된 펌프모터 전류가, 예를 들어 약 0~3초의 설정시간동안, 예를 들어 약 450mA의 모터 과전류 레벨을 초과하여 상승하는 경우, 시스템의 작동을 정지시킬 수 있다.

이 차단수단은, 만일 감지된 펌프모터 전류가, 예를 들어 약 3초의 설정시간동안, 예를들어 약 100mA 의 펌프프라임 전류레벨의 밑으로 낮아지면 시스템의 작동을 정지시킬 수 있다. 시스템의 작동정지는, 오존발생기를 끄는 것, 또는 펌프를 끄는 것의 하나를 포함할 수 있다. 장치를 임시로 끄는 것은 펌프프라임 회복사이클을 시작하는 것을 포함할 수 있으며, 그 경우에, 펌프프라임 회복 사이클은: 펌프프라임 대기시간동안 펌프를 끄는 것, 그리고나서 펌프프라임 보정시간 동안 펌 프를 동작시키는 것 (activating)을 포함할 수 있다. 펌프프라임 회복 사이클은, 펌프모터가 성공적으로 기동하기까지 또는 펌프프라임 고장시간의 종료까지, 반복될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 예를 드는 것만으로 의도된 것이다. 이 분야의 당업자들은, 오직 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 정의되는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도, 특정 실시예에 대한 변경, 수정 및 변화를 만들어 낼 수 있을 것이다.

Claims (29)

1. 동작중에 공기흐름을 가능하게 하고 시스템이 운휴 중에 근소한 공기흐름을 허용하기 위한 크기로 되며, 5㎟ 내지 30㎟ 의 공기유입부분의 개구부의 단면적을 가지며, 복수의 공기유입슬릿들을 포함하여 구성되는 대기중의 공기를 받아들이기 위한 하나의 공기유입부분의 개구부를 구획하는 하나의 공기유입부분과;

   상기 공기유입부분에 연결되고, 대기 공기중의 수분을 제거하기 위한 하나의 건조제 물질(desiccant material)을 포함하여 구성되는 하나의 용기부분과; 그리고

   상기 용기부분에 연결되고, 건조공기를 하나의 오존발생기에 제공하기 위하여 소기업형 물 오존처리 시스템의 베이스 유니트의 하나의 공기흐름통로와 인터페이스하기 위한 하나의 베이스 유니트 인터페이스를 포함하며, 하나의 유출개구부를 구획하는, 하나의 건조공기 유출부분;을

   포함하여 구성되는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공기유입부분의 개구부의 단면적이 5㎟ 내지 15㎟ 인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
3. 제 2항에 있어서, 상기 공기유입부분의 개구부부의 단면적이 10㎟ 인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 복수의 공기유입슬릿들의 결합된 개구부의 단면적이 10㎟ 인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
6. 제 1항에 있어서, 상기 공기유입부분이 상기 공기유입부분의 주위를 따라 서로 마주보게 위치한 2개의 공기유입슬릿들을 구획하는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1항에 있어서, 상기 공기 유출개구부가 동작중에 공기흐름을 가능하게 하고, 시스템이 운휴 중에 근소한 공기흐름을 허용하기 위한 크기로 된, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1항에 있어서, 상기 용기부분이 건조제의 색상을 보기 위한 건조제 관찰용 창을 구획하는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 1항에 있어서, 상기 건조제 물질이 비발암성인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 1항에 있어서, 상기 건조제 물질이 SiO₂를 포함하여 구성되는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 1항에 있어서, 30그램의 건조제 물질을 포함하여 구성되는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
12. 제 1항에 있어서, 상기 카트리지가 밸브가 없는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 공기건조기 카트리지.
13. 시스템에 대한 손상을 막기 위해 물 흐름 통로로부터의 물질입자를 제거하기 위한 하나의 정수필터를 포함하는 하나의 정수필터챔버와;

    동작중에 공기흐름을 가능하게 하고 시스템이 운휴 중에 근소한 공기흐름을 허용하기 위한 크기로 되며, 5㎟ 내지 30㎟ 의 공기유입부분의 개구부의 단면적을 가지며, 복수의 공기유입슬릿들을 포함하여 구성되는 대기중의 공기를 받아들이기 위한 하나의 공기유입부분의 개구부를 구획하는 하나의 공기유입부분과; 상기 공기유입부분에 연결되고, 대기 공기중의 수분을 제거하기 위한 하나의 건조제 물질을 포함하여 구성되는 하나의 용기부분과; 그리고 상기 용기부분에 연결되고, 건조공기를 하나의 오존발생기에 제공하기 위하여 소기업형 물 오존처리 시스템의 베이스 유니트의 하나의 공기흐름통로와 인터페이스하기 위한 하나의 베이스 유니트 인터페이스를 포함하며, 하나의 유출개구부를 구획하는, 하나의 건조공기 유출부분;을 포함하여 구성되고, 상기 공기흐름통로에 설치되는, 하나의 공기건조기 챔버;를 포함하여 구성되는,

    하나의 물 흐름 통로와 하나의 공기 흐름 통로를 가지는 소기업형 물 오존처리 시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
14. 제 13항에 있어서, 상기 공기유입부분의 개구부의 단면적이 5㎟ 내지 15㎟ 인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
15. 제 14항에 있어서, 상기 공기유입부분 개구부의 단면적이 10㎟ 인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
16. 삭제
17. 제 13항에 있어서, 복수의 공기유입슬릿들의 결합된 개구부의 단면적이 10㎟ 인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13항에 있어서, 상기 공기유입부분이 상기 공기유입부분의 주위를 따라 서로 마주보게 위치한 2개의 공기유입슬릿들을 구획하는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13항에 있어서, 상기 공기 유출개구부가 동작중에 공기흐름을 가능하게 하고, 시스템이 운휴 중에 근소한 공기흐름을 허용하기 위한 크기로 된, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13항에 있어서, 상기 용기부분이 건조제의 색상을 보기 위한 건조제 관찰용 창을 구획하는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
21. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13항에 있어서, 상기 건조제 물질이 비발암성인, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13항에 있어서, 상기 건조제 물질이 SiO₂를 포함하여 구성되는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
23. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13항에 있어서, 30그램의 건조제 물질을 포함하여 구성되는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
24. 제 13항에 있어서, 상기 카트리지가 밸브가 없는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
25. 제 13항에 있어서, 상기 정수필터가 하나의 투과막을 포함하는, 소기업형 물 오존처리시스템용의 탈착 가능 일회용 정수필터와 공기건조기 결합카트리지.
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