KR101870432B1 - 정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법 - Google Patents

정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법은 압력센서를 이용하여 원수 이송라인의 유입부로 유입되는 원수의 압력을 검측하고, 검측된 상기 원수의 압력을 설정된 압력과 비교하는 압력비교단계, 상기 원수 이송라인의 배출부로 배출되는 상기 원수의 유량을 측정하는 유량계의 펄스폭을 검출하는 출력검출단계, 상기 원수의 압력이 상기 설정된 압력보다 낮으면 상기 유량계의 펄스폭에 따라 상기 가압펌프의 출력을 조절하는 가압펌프 출력조절단계 및 상기 원수의 압력이 상기 설정된 압력보다 높으면 상기 유량계의 작동여부에 따라 상기 가압펌프의 출력을 조절하는 가압펌프 구동제어단계를 포함한다.

Description

정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법{WATER PURIFIER PUMP KIT AND WATER PRESSURE CONTROL METHOD USING THE SAME}
본 발명은 정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직수형 정수기의 출수량을 유지하기 위한 정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기는 오염 가능성이 있는 원수를 정수필터를 통과하도록 함으로써 사용자가 안전하게 마실 수 있는 물로 정화시키는 장치이다.
보편적으로 사용되고 있는 정수기는 원수를 저장하는 저장공간이나 필터를 장착하는 장착공간이 필요하여 부피가 크게 제작될 수 있다. 따라서, 생활 공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.
따라서, 원수 저장공간이 없거나 작아 부피를 줄일 수 있는 직수형 정수기가 각광을 받고 있다. 하지만, 이러한 직수형 정수기의 경우 유입되는 원수를 바로 출수해야 하므로 수압이 낮을 경우 출수가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.
선행문헌(대한민국 공개특허 10-2004-0031967호)에서는 필터의 여과압력을 보상하기 위해 가압펌프를 사용하였으나, 선행문헌에서와 같이, 정수기 자체에 가압펌프를 구비할 경우, 정수기의 출수 등을 제어하는 제어수단에 가압펌프의 제어기능을 추가할 필요가 있다.
다만, 가압펌프의 제어를 추가함으로 인해 제어수단이 구성이 복잡해질 수 있다. 따라서, 정수기와 전기적으로 분리되어 별도로 원수의 수압을 제어할 수 있는 정수기용 가압펌프키트가 필요할 수 있다.
대한민국 공개특허 10-2004-0031967호(공개일: 2004.04.14)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 원수의 수압이 낮더라도 정수기의 출수량을 유지할 수 있는 정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 압력센서를 이용하여 원수 이송라인의 유입부로 유입되는 원수의 압력을 검측하고, 검측된 상기 원수의 압력을 설정된 압력과 비교하는 압력비교단계, 상기 원수 이송라인의 배출부로 배출되는 상기 원수의 유량을 측정하는 유량계의 펄스폭을 검출하는 출력검출단계, 상기 원수의 압력이 상기 설정된 압력보다 낮으면 상기 유량계의 펄스폭에 따라 상기 가압펌프의 출력을 조절하는 가압펌프 출력조절단계 및 상기 원수의 압력이 상기 설정된 압력보다 높으면 상기 유량계의 작동여부에 따라 상기 가압펌프의 출력을 조절하는 가압펌프 구동제어단계를 포함하는 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법이 제공된다.
또한, 상기 가압펌프 출력조절단계는 상기 유량계의 펄스폭이 설정된 유량의 펄스폭보다 좁으면 상기 가압펌프의 출력을 줄이고, 상기 유량계의 펄스폭이 설정된 유량의 펄스폭보다 넓으면 상기 가압펌프의 출력을 높이는 가압펌프키트를 이용할 수 있다.
또한, 상기 가압펌프 구동제어단계는 상기 유량계의 구동여부를 확인하는 유량계확인단계, 상기 유량계가 구동되면, 상기 출력검출단계에서 검출된 상기 유량계의 펄스폭에 따라 상기 가압펌프의 설정유량을 조절하는 설정유량조절단계 및 상기 유량계가 정지되면, 상기 가압펌프를 설정된 시간동안 구동을 유지한 후 정지시키는 가압펌프 정지단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 원수 공급라인과 정수기 사이를 연결하는 원수 이송라인, 상기 원수 이송라인의 유입부에 설치되어 상기 원수 공급라인을 통해 공급되는 상기 원수의 압력을 측정하는 압력센서, 상기 원수 이송라인의 배출부에 설치되며, 상기 원수의 유량을 측정하는 유량계, 상기 원수 이송라인 상에 구비되며, 상기 압력센서와 상기 유량계 사이에 설치되고 상기 원수를 가압하는 가압펌프 및 상기 압력센서를 통해 측정된 압력 및 상기 유량계의 펄스폭에 따라 상기 가압펌프의 구동을 조절하는 제어부를 포함하는 정수기용 가압펌프키트가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법 는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 원수의 압력을 설정된 압력과 비교하여 가압펌프의 구동 제어하여 정수기에 공급되는 원수의 압력을 유지함으로써 정수기의 출수량을 유지할 수 있다.
둘째, 정수기와 전기적으로 분리되어 별도로 구비될 수 있어 제어가 간단할 수 있다.
본 발명의 실시예의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트와 정수기의 결합을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트로부터 정수기로 원수를 공급하는 내용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트의 유량계의 펄스폭을 나타내는 도면이다. 그리고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법의 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 정수기 특히 직수형 정수기에 공급되는 원수의 수압을 조절하여 정수기의 출수량을 유지하기 위한 정수기용 가압펌프키트 및 이를 이용한 원수압력제어방법을 제공하고자 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트에 대하여 간략하게 설명하고, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 원수압력제어방법에 대하여 설명한다.
정수기용 가압펌프키트
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 가압펌프키트(50)는 원수 이송라인(100), 압력센서(200), 유량계(300), 가압펌프(400) 및 제어부(500)을 포함한다.
원수 이송라인(100)은 원수 공급라인(L1)과 정수기(600) 사이를 연결할 수 있다. 원수 공급라인(L1)은 일반적인 수도배관일 수 있으며, 원수 이송라인(100)은 정수기(600)와 별도로 수도배관에 설치될 수 있다.
또한, 원수 이송라인(100)은 정수기(600)와 연결된 정수라인(L2)과 원수 공급라인(L1) 사이를 연통시킬 수 있다.
원수 이송라인(100)의 유입부(100a)와 배출부(100b)에는 각각 밸브부재(150, 160)가 설치될 수 있으며, 이러한 밸브부재(150, 160)는 원수의 역류를 방지하여 원수 이송라인(100)의 흔들림 또는 파손을 방지할 수 있다.
압력센서(200)는 원수 이송라인(100)의 유입부(100a)에 설치되어 원수 공급라인(100)을 통해 공급되는 원수의 압력을 측정할 수 있다.
즉, 정수기(600)가 설치된 환경의 수압이 낮을 경우 정수기(600)의 출수량이 유지되지 않을 수 있으므로, 압력센서(200)를 이용하여 정수기(600)에 연결될 수도배관의 내부 수압을 측정할 필요가 있다.
유량계(300)는 원수 이송라인(100)의 배출부(100b)에 설치되며, 원수의 유량을 측정할 수 있다.
즉, 유량계(300)는 정수기(600)로 유입되는 원수의 유량을 측정할 수 있다. 또한, 유량계(300)는 원수의 유량을 펄스(Pulse) 형태로 나타낼 수 있으며, 원수의 유량에 따라 펄스폭이 다를 수 있다.
가압펌프(400)는 원수 이송라인(100) 상에 구비되며, 압력센서(200)와 유량계(300) 사이에 설치되고 원수를 가압할 수 있다. 가압펌프(400)는 출력이 가변될 수 있으며, 가압펌프(400)의 출력 크기에 따라 원수 이송라인(100)을 통해 이동하는 원수의 압력이 가변될 수 있다.
제어부(500)는 압력센서(200)를 통해 측정된 압력 및 유량계(300)의 펄스폭에 따라 가압펌프(400)의 구동을 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 압력센서(200)와 유량계(300)를 사용하여 가압펌프(400)를 구동함으로써 정수기(600)에 공급되는 원수의 압력을 조절하여 정수기(600)의 출수량을 유지할 수 있다.
이하 구체적인 원수압력제어방법에 대하여 살펴본다.
가업펌프키트를 이용한 원수압력제어방법
본 발명의 다른 실시예에 따른 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법은 압력비교단계(S100), 출력검출단계(S200), 가압펌프 출력조절단계(S300) 및 가압펌프 구동제어단계를 포함한다.
우선 압력비교단계(S100)에서 압력센서(200)를 이용하여 원수 이송라인(100)의 유입부(100a)로 유입되는 원수의 압력을 검측하고, 검측된 원수의 압력을 설정된 압력과 비교할 수 있다.
원수가 원수 공급라인(L1)을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 가업펌프키트로 유입되면 원수 이송라인(100)에 설치된 압력센서(200)를 통해 원수의 압력을 검측할 수 있다.
제어부(500)에서 검측된 원수의 압력과 설정된 압력을 비교하게 되며, 본 발명에서 원수의 압력과 비교되는 설정된 압력은 3.5kfg/cm2일 수 있으며, 설정된 압력의 크기는 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 미만인지 또는 이상인지에 따라 가압펌프(400)의 출력을 다르게 조절할 수 있다.
우선, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 미만인 경우에 대하여 설명하고, 다음으로 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 이상인 경우에 대하여 설명한다.
원수의 압력이 설정된 압력보다 낮으면 유량계(300)의 펄스폭에 따라 가압펌프(400)의 출력을 조절할 수 있다(S300).
즉, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 미만이면 정수기(600)의 출수량을 유지되기 어려울 수 있으므로, 가압펌프(400)를 구동하여 원수의 압력을 높일 수 있다. 이 때, 가압펌프(400)의 출력은 유량계(300)의 펄스폭에 따라 조절될 수 있다.
유량계(300)의 펄스폭은 출력검출단계(S200)를 통해 검출할 수 있는데, 출력검출단계(S200)에서는 원수 이송라인(100)의 배출부(100b)로 배출되는 원수의 유량을 측정하는 유량계(300)의 펄스폭을 검출할 수 있다.
유량계(300)는 앞서 설명한 내용과 같이, 원수의 흐름을 펄스(Pulse) 형태로 나타낼 수 있으며, 원수의 유량에 따라 펄스폭이 다를 수 있다.
유량계(300) 펄스폭은 도 4에 도시된 바와 같이 유량에 따라 다를 수 있다.
예를 들어, 정수기(600)의 출수량을 유지하기 위한 유량을 설정된 유량이라고 할 때 설정된 유량을 나타내는 유량계(300)의 펄스폭이 W1이고, 실제 측정한 원수의 유량의 펄스폭이 W2일 경우, 실제 측정한 원수의 유량의 펄스폭(W2)이 설정된 유량의 펄스폭(W1)에 비해 넓음을 알 수 있다.
따라서, 실제 원수의 유량이 설정된 유량에 비해 작으므로 원수가 적게 흐르고 있음을 알 수 있다.
따라서, 유량계(300)의 펄스폭이 설정된 유량의 펄스폭보다 넓으면 가압펌프(400)의 출력을 높여 유량을 증가하고, 유량계(300)의 펄스폭이 설정된 유량의 펄스폭보다 좁으면 가압펌프(400)의 출력을 낮춰 유량을 감소할 수 있다.
한편, 유량계(300)의 펄스폭을 이용하여 유량을 확인하면 유량확인에 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 예를 들어 일정시간 내에 포함되는 펄스의 개수를 기준으로 유량을 비교할 경우, 정해진 일정시간이 지난 후에야 비교결과를 확인할 수 있다.
하지만, 펄스폭을 기준으로 유량을 비교할 경우 하나의 펄스만으로도 비교 결과를 확인할 수 있으므로 일정시간을 대기할 필요가 없게 되고, 비교결과를 확인하는데 소요되는 시간을 줄임으로써 가압펌프(400)의 출력을 더 신속하게 조절할 수 있다.
한편, 가압펌프(400)의 출력이 조절되는 과정 중에도 원수의 압력을 설정된 압력과 비교할 필요가 있다.
이어서, 압력센서(200)를 통해 측정된 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 이상인 경우에 대하여 살펴본다.
원수 이송라인(100)으로 유입된 원수의 압력이 설정된 3.5kfg/cm2 보다 높다는 것은 원수를 정수기(600)에 공급할 경우 정수기(600)에서 출수가 원활하게 진행될 수 있다는 의미이다.
따라서, 가압펌프(400)의 구동이 필요하지 않는다. 다만, 원수의 압력이 설정된 압력보다 높은 이유가 원수 공급라인(L1)에서 공급되는 원수의 수압이 높아서가 아니라 원수가 정수기(600)에 공급되는 과정에 수압이 상승하기 때문일 수 있다.
즉, 원수가 정수기(600)의 정수라인(L2)에서 분기라인(L3)으로 이동하면, 정수라인(L2)과 분기라인(L3)의 크기 차이에 따라 압력이 증가할 수 있다.
정수기(600)에는 살균부(610) 또는 가열부(620) 등이 구비될 수 있으며, 살균부(610) 또는 가열부(620)를 통과한 원수는 냉수라인(630) 또는 온수라인(640)을 통해 사용자에게 공급될 수 있다.
이러한 살균부(610) 또는 가열부(620)는 효율을 높이기 위하여 적은 양의 원수를 처리할 수 있다. 따라서, 살균부(610) 또는 가열부(620)에 공급되는 원수의 양을 줄이기 위하여 분기라인(L3)을 정수라인(L2)에 비해 작게 형성할 수 있다.
즉, 원수가 정수라인(L2)에서 분기라인(L3)으로 이동하게 되면 원수 이송라인(100)의 압력이 증가할 수 있다. 따라서, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 보다 높게 측정될 수 있다.
이와 같이, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 보다 높게 측정되더라도 정수기(600)에서 출수가 되고 있는지 또는 출수가 정지되는지에 따라 가압펌프(400)의 출력을 조절할 필요가 있다.
가압펌프 구동제어단계를 통해 원수의 압력이 설정된 압력보다 높으면 유량계(300)의 작동여부에 따라 가압펌프(400)의 출력을 조절할 수 있다(S410, S420, S430).
구체적으로, 가압펌프 구동제어단계는 유량계확인단계(S410), 설정유량조절단계(S420) 및 가압펌프 정지단계(S430)을 포함할 수 있다.
우선, 유량계확인단계(S410)를 통해 유량계(300)의 구동여부를 확인할 수 있다. 즉, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 이상임이 확인된 후 유량계(300)이 구동여부를 확인할 수 있다.
이 때, 유량계(300)가 정지되면, 가압펌프(400)를 설정된 시간동안 구동을 유지한 후 정지시킬 수 있다.
즉, 유량계(300)가 정지되었다는 것은 정수기(600)에서 출수가 정지되었다는 것이므로 가압펌프(400)가 구동될 필요가 없다. 다만, 가압펌프(400)를 바로 정지시킬 경우 원수 이송라인(100)에 원수가 보충되지 않을 수 있으므로, 가압펌프(400)를 설정된 시간동안 예를 들어 3초동안 구동을 유지하여 원수 이송라인(100)에 원수를 보충할 수 있다.
따라서, 이어지는 정수기(600)의 출수 과정에서 원수가 원활하게 공급될 수 있다.
한편, 유량계(300)가 구동되면, 출력검출단계(S200)에서 검출된 유량계(300)의 펄스폭에 따라 가압펌프(400)의 설정유량을 조절할 수 있다.
즉, 원수의 압력이 3.5kfg/cm2 이상이고, 유량계(300)가 구동되고 있으면 정수기(600)에서 출수가 정지된 것이 아니라 원수가 정수기(600)의 분기라인(L3)으로 유입되었음을 알 수 있다.
따라서, 가압펌프(400)의 설정유량을 줄여 원수의 유량을 줄일 수 있다. 가압펌프(400)의 기존의 설정유량이 예를 들어 1LPM이였으면, 설정유량을 0.5LPM으로 낮추어 정수기(600)로 공급되는 원수의 유량을 줄일 수 있다. 따라서, 정수기(600)의 출수가 정지되는 것을 방지하며 정수기(600)의 출수량을 유지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법을 통해 정수기 특히 직수형 정수기에 공급되는 원수의 압력을 조절하여 정수기의 출수량을 유지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
50: 가압펌프키트 100: 원수 이송라인
100a: 유입부 100b: 배출부
150, 160: 밸브부재 200: 압력센서
300: 유량계 400: 가압펌프
500: 제어부 600: 정수기
610: 살균부 620: 가열부
630: 냉수라인 640: 온수라인
L1: 원수 공급라인 L2: 정수라인
L3: 분기라인 W1, W2: 펄스폭
S100: 압력비교단계 S200: 출력검출단계
S300: 가압펌프 출력조절단계 S410: 유량계확인단계
S420: 설정유량조절단계 S430: 가압펌프 정지단계

Claims (4)

  1. 압력센서를 이용하여 원수 이송라인의 유입부로 유입되는 원수의 압력을 검측하고, 검측된 상기 원수의 압력을 설정된 압력과 비교하는 압력비교단계;
    상기 원수 이송라인의 배출부로 배출되는 상기 원수의 유량을 측정하는 유량계의 펄스폭을 검출하는 출력검출단계;
    상기 원수의 압력이 상기 설정된 압력보다 낮으면 상기 유량계의 펄스폭에 따라 가압펌프의 출력을 조절하는 가압펌프 출력조절단계; 및
    상기 원수의 압력이 상기 설정된 압력보다 높으면 상기 유량계의 작동여부에 따라 가압펌프의 출력을 조절하는 가압펌프 구동제어단계;
    를 포함하는 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가압펌프 출력조절단계는,
    상기 유량계의 펄스폭이 설정된 유량의 펄스폭보다 좁으면 상기 가압펌프의 출력을 줄이고, 상기 유량계의 펄스폭이 설정된 유량의 펄스폭보다 넓으면 상기 가압펌프의 출력을 높이는 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압펌프 구동제어단계는,
    상기 유량계의 구동여부를 확인하는 유량계확인단계;
    상기 유량계가 구동되면, 상기 출력검출단계에서 검출된 상기 유량계의 펄스폭에 따라 상기 가압펌프의 설정유량을 조절하는 설정유량조절단계; 및
    상기 유량계가 정지되면, 상기 가압펌프를 설정된 시간동안 구동을 유지한 후 정지시키는 가압펌프 정지단계;
    를 포함하는 가압펌프키트를 이용한 원수압력제어방법.
  4. 원수 공급라인과 정수기 사이를 연결하는 원수 이송라인;
    상기 원수 이송라인의 유입부에 설치되어 상기 원수 공급라인을 통해 공급되는 상기 원수의 압력을 측정하는 압력센서;
    상기 원수 이송라인의 배출부에 설치되며, 상기 원수의 유량을 측정하는 유량계;
    상기 원수 이송라인 상에 구비되며, 상기 압력센서와 상기 유량계 사이에 설치되고 상기 원수를 가압하는 가압펌프; 및
    상기 압력센서를 통해 측정된 압력 및 상기 유량계의 펄스폭에 따라 상기 가압펌프의 구동을 조절하는 제어부;
    를 포함하는 정수기용 가압펌프키트.
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