KR101018250B1 - 증기발생기를 내장한 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기발생기를 내장한 정수기에 관한 것이고, 구체적으로 정수기 내부의 살균을 위한 증기를 발생시킬 수 있는 증기발생기가 내부에 설치된 정수기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정수기는, 냉수통; 냉수통과 소통가능하도록 연결된 온수통; 온수통으로부터 물을 펄스 형태 또는 불연속적인 형태로 이송시키는 펌프; 펌프로부터 물을 공급받아 일정온도 범위의 증기를 발생시키는 증기발생기; 증기발생기에서 발생된 증기를 냉수통에 공급하는 증기 공급관; 및 일정온도 범위에서 펌프 및 증기발생기가 작동하도록 하는 서미스터 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기를 포함한다.

증기발생기, 코일 히터, 시스 히터, 냉수통, 온수통

Description

증기발생기를 내장한 정수기{Water Purifier with Steam Generator}

본 발명은 증기발생기를 내장한 정수기에 관한 것이고, 구체적으로 정수기 내부의 살균을 위한 증기를 발생시킬 수 있는 증기발생기가 내부에 설치된 정수기에 관한 것이다.

정수기는 물리적 또는 화학적 방법으로 물을 걸러 불순물을 제거할 수 있는 기구를 말한다. 정수기는 수도꼭지에 직접 연결하는 직접 연결형과 물을 용기에 담아서 필터를 통과하도록 하는 저장형으로 나눌 수 있다. 일반적으로 정수기는 별개로 내부에 설치된 냉수통과 온수통으로부터 냉수 및 온수를 공급할 수 있다. 정수기를 일정기간 사용하면 내부에 이물질이 축적될 수 있고 그리고 균이 발생할 수 있다. 그러므로 정수기의 내부는 주기적으로 청소 및 살균이 될 필요가 있다. 그러나 정수기의 내부에 설치된 냉수통 또는 온수통과 같은 장치들은 정수기를 분해하지 않으면 청소 및 살균이 어렵다. 특히 정수기 내부의 살균은 위생 및 건강과 직접 관련되므로 중요한 작업에 해당하여 정기적으로 행해질 필요가 있지만 살균 작업 자체의 번거로움으로 인하여 필요한 회수만큼 행해지지 않는 수가 많다.

정수기의 살균 장치와 관련된 선행기술로 특허공개번호 제2006-105367호 “ 냉온수기 및 정수기의 소독을 위한 은 이온수 및 스팀을 이용한 소독 방법 및 그 장치”가 있다. 상기 선행기술은 은 이온수와 증류수가 저장된 수조탱크를 히터로 가열하여 스팀을 발생시키고 그리고 발생된 스팀을 120 ℃ 이상으로 가열한 후 소독대상체의 관내로 노즐을 이용하여 분사시키는 살균 소독을 위한 방법을 개시하고 있다.

개시된 선행기술은 스팀을 정수기의 외부에서 발생시키고 그리고 노즐을 이용하여 정수기 내부로 주입시키는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 방식은 정수기의 분해를 필요로 하고 그리고 별도의 장치를 작동시켜야 한다는 문제점을 가진다.

본 발명은 스팀을 외부에서 발생시켜 내부로 주입하는 공지의 방식이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 정수기의 내부를 살균할 수 있는 증기발생기가 내부에 설치된 정수기를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 정수기에 있어서, 냉수통; 냉수통과 소통가능하도록 연결된 온수통; 온수통으로부터 물을 펄스 형태 또는 불연속적인 형태로 이송시키는 펌프; 펌프로부터 물을 공급받아 일정온도 범위의 증기를 발생시키는 증기발생기; 증기발생기에서 발생된 증기를 냉수통에 공급하는 증기 공급관; 및 일정온도 범위에서 펌프 및 증기발생기가 작동하도록 하는 서미스터 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기를 포함한다.

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본 발명에 따른 정수기는 사용자가 직접 증기를 발생시켜 쉽게 정수기 내부를 살균할 수 있어 정기적인 정수기 내부 살균 작업이 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 정수기는 살균 작업을 위하여 정수기를 분해할 필요 가 없으므로 정수기의 유지비용을 감소시킬 수 있다는 이점을 가진다.

본 발명은 아래에서 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 된다. 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 증기발생기가 내장된 정수기(10)의 내부 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정수기(10)는 외부로부터 물을 유입시키기 위한 유입장치(11); 유입된 물을 여과시키기 위한 필터장치(12); 여과된 물을 냉각시켜 보존하는 냉수통(13); 여과된 물을 가열하여 보존하는 온수통(14); 온수통(14)으로부터 일정량을 물을 퍼내는 펌프(15); 및 펌프(15)에서 공급된 물로부터 고온의 증기를 발생시키는 증기발생기(16)를 포함한다.

유입장치(11)는 예를 들어 수도꼭지에 연결되어 물을 정수기로 공급할 수 있는 이 분야에서 공지된 장치가 될 수 있다. 유입장치(111)로부터 유입된 물은 유입관(111)을 통하여 필터(12)에서 여과되어 도관(121)을 통하여 냉수통(13)에 공급된다. 필터장치(12)는 탄소필터 또는 중공사막 필터와 같은 다양한 형태의 필터를 포함할 수 있다. 냉수통(13)에 증발기(131)가 설치되어 물을 냉각시킬 수 있고 그리고 냉수통(13)에 저장된 냉수는 냉수 꼭지(133)을 통하여 사용자에게 공급될 수 있다. 냉수통(13)에 또한 냉수 배출구(132)가 설치되어 필요한 경우 냉수통(132)에 저장된 물을 배출시킬 수 있다.

온수통(14)은 연결관(134)을 통하여 냉수통(13)으로부터 물을 공급받을 수 있고 그리고 저장된 물을 가열하여 온수를 공급하기 위하여 온수통(14)에 히터(141)가 설치된다. 온수통(14)의 물은 온수 배출구(142)를 통하여 배출될 수 있고 그리고 온수는 온수 꼭지(143)를 통하여 사용자에게 공급될 수 있다.

살균에 필요한 증기를 발생시키기 위하여 펌프(15)에 의하여 온수통(14)의 물이 증기발생기(16)로 공급될 수 있다. 펌프(15)는 온수통(14)에 연결된 유출관(151)을 통하여 일정량을 물을 퍼내어 투입관(152)을 경유하여 증기발생기(16)에 공급할 수 있다. 증기발생기(16)는 예를 코일과 같은 히터가 설치되어 펌프(15)로부터 공급된 물을 가열시켜 고온의 증기를 발생시킬 수 있다. 증기발생기(16)에서 발생된 고온의 증기는 증기 공급관(153)을 통하여 냉수통(13)으로 공급되어 냉수통(13)의 내부를 살균한다. 증기 공급관(153)은 냉수통(13)의 임의의 위치에 연결될 수 있지만 바람직하게 냉수통(13) 전체에 증기가 확산될 수 있도록 냉수통(13)의 아래쪽에 설치될 수 있다. 대안으로 증기 공급관(153)은 냉수 배출구(132)에 연결되어 냉수통(13) 내부로 고온의 증기를 공급할 수 있다.

도 1에 제시된 실시 예에서 설명의 편의를 위하여 발명의 이해에 필요하지 않은 공지의 장치를 제외하였다. 예를 들어 냉수통(13)의 냉각을 위하여 압축기와 같은 장치가 필요하지만 설명을 생략하였다. 본 발명에 따른 정수기(10)는 실시 예에서 제시되지 않았지만 정수기(10)에 적용되거나 또는 적용될 수 있는 장치들을 포함할 수 있다.

아래에서 본 발명에 따른 정수기(10)의 구성요소 사이의 전기적 연결 관계를 개략적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 정수기의 회로도를 개략적으로 도시한 것이다.

주기판(Main Printed Circuit Board)(20)은 전체 구성 요소를 전기적으로 서로 연결해 주는 회로 패턴을 포함한다. 그리고 정수기에 공급되는 전원(21)은 교류 전원 또는 직류 전원이 될 수 있지만 일반적으로 교류 전원이 된다. 주기판(20)이 플러그(21)에 의하여 전원(도시되지 않음)에 연결되고 그리고 스위치(S1)에 의하여 필요한 전력이 공급되면 온도제어기(22)에 의하여 온수통의 온도가 예를 들어 80 ℃ 내지 90 ℃로 가열될 수 있다. 주기판(20)에 설치되는 변압기(transformer)(T)는 각각의 구성요소를 요구되는 전압으로 구동시키기 위하여 설치된다. 냉수 취수 제어 장치(23), 온수 취수 제어 장치(25) 및 모터(25)가 주기판(20)에 연결되어 각각 냉수 및 온수의 공급을 제어할 수 있다. 주기판(20)에 연결된 냉수센서(28)는 냉수통의 온도를 측정하여 압축기(compressor)(C)의 작동 여부를 결정하여 냉수통의 온도를 적절하게 유지할 수 있고 그리고 수위 센서(29)는 냉수통 또는 온수통의 물의 수위를 측정하여 공급되는 물의 양을 조절할 수 있다. 주기판(20)에 연결되는 위와 같은 장치들은 공지된 방법에 따라 연결되어 제어될 수 있다.

본 발명에 따르면, 주기판(20)에 증기발생기(26) 및 펌프(27)가 연결될 수 있다. 증기발생기(26)와 펌프(27)는 별도의 작동스위치(S2)에 의하여 작동이 개시될 수 있다. 작동스위치(S2)가 온(on) 상태가 되면 증기발생기(26)에 전압이 인가되고 그리고 이와 동시에 펌프(27)가 작동하기 시작한다. 도 1에 제시된 실시 예와 관련하여 설명을 한 것처럼 펌프(27)는 온수통으로부터 필요한 물을 증기발생 기(26)로 이송시킬 수 있다. 펌프(27)는 연속적으로 일정량의 물을 증기발생기(26)에 공급할 수 있지만 바람직하게 펄스 형태로 공급할 수 있다. 펄스 형태로 물을 공급하는 것은 예를 들어 왕복동 펌프를 사용하여 물을 불연속적으로 송출하는 것을 말한다. 증기발생기(26)로 공급된 물은 가열되어 고온의 증기로 변하여 살균이 요구되는 냉수통으로 공급될 수 있다. 증기의 온도는 예를 들어 100 내지 160 ℃가 될 수 있고 바람직하게 125 내지 145 ℃가 될 수 있다. 증기의 온도를 적절하게 조절하기 위하여 예를 들어 서미스터 센서(B)가 설치될 수 있다. 서미스터 센서(B)는 바이메탈과 같이 온도에 의하여 증기발생기(26) 및 펌프(27)의 작동을 제어하는 스위치 기능을 가질 수 있다. 만약 냉수통으로 공급되는 증기의 온도가 125 ℃ 내지 135 ℃로 설정된다면, 증기의 온도가 124 ℃가 되면 서미스터 센서(S)는 펌프(27)의 작동을 중단시키고 그리고 증기의 온도가 136 ℃가 되면 증기발생기(26)의 작동을 중단시킬 수 있다. 이와 같은 방식으로 서미스터 센서(S)에 의하여 증기의 온도를 조절할 수 있다.

아래에서 증기발생기(26) 및 펌프(27)의 구체적인 실시 예에 대하여 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 정수기에 적용될 수 있는 증기발생기의 실시 예를 도시한 것이다. 도 3a 및 도 3b에서 히터(262, 262a, 262b)는 내부에 설치되는 것이지만 편의상 실선으로 도시하였다.

도 3a의 (가)를 참조하면, 증기발생기(26)는 하우징(261) 및 코일 히터(262)로 이루어질 수 있다. 하우징(261)은 우레탄, 알루미늄 또는 실리콘 고무와 같은 내열 및 경량 소재로 밀봉된 형태로 만들어질 수 있고 그리고 코일 히터(262)는 하우징(261)의 중심에 고정되고 그리고 위에서 이미 설명을 한 것처럼 주기판과 같은 전원(S)에 연결될 수 있다. 펌프(27)를 통하여 공급된 물은 투입관(152)을 통하여 코일 히터(262)의 내부 표면 또는 외부 표면에 뿌려지는 형태로 투입될 수 있다. 코일 히터(262)에 투입된 물은 고온의 증기로 변하여 증기 공급관(153)을 통하여 살균이 요구되는 냉수통으로 공급될 수 있다.

도 3a의 (나)에 도시된 증기발생기(26)에서 코일 히터(262)를 대신하여 밴드 히터(262a)가 하우징(261) 내부에 고정된다. 투입관(152)을 통하여 공급된 물은 밴드 히터(262a)의 내부 표면에 투입되어 고온의 증기로 되어 증기공급관(153)을 통하여 냉수통으로 공급될 수 있다.

도 3b는 증기발생기(26)의 또 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 3b를 참조하면, 증기발생기(26)는 하우징(261), 하우징(261) 내에 형성된 발열체(263) 및 발열체(263) 내에 고정된 히터(262b)를 포함한다. 하우징(261)은 우레탄, 알루미늄합금 또는 실리콘 고무와 같이 내열 및 경량 소재로 밀봉된 형태로 만들어질 수 있다. 발열체(263)는 직육면체의 형상이 될 수 있고 그리고 하우징(261)의 바닥면에 고정될 수 있다. 발열체(263)는 은, 구리, 알루미늄, 금 또는 이들의 합금과 같이 비열이 낮으면서 열전도성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 발열체(263)의 내부에 설치되는 히터(262b)는 전압의 인가에 의하여 열을 발생시키는 임의의 전기 저항에 의한 히터가 될 수 있지만 바람직하게 시스 히터(Sheath heater)가 될 수 있다.

투입관(152)으로부터 공급된 물을 발열체(263)의 위쪽 표면에 뿌려져서 고온의 증기로 되어 증기공급관(153)을 통하여 살균이 요구되는 냉수통으로 공급될 수 있다.

도 3a 및 도 3b의 실시 예에서 하우징(261) 또는 발열체(263)가 특정 형상을 가지도록 제시되어 있지만 하우징(261) 또는 발열체(263)는 증기를 발생시키고 그리고 공급할 수 있는 임의의 형태를 가질 수 있다. 또한 증기를 발생시키는 히터(262a, 262b, 262c)는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

증기발생기(26)에 물을 공급하기 위한 펌프(27)는 원심방식, 사류방식, 축류방식, 왕복방식 또는 회전 방식의 임의의 펌프가 될 수 있고 그리고 펌프(27)는 증기발생기(26)에 물을 연속적으로 공급할 수 있지만 바람직하게 펄스 형태로 또는 불연속적으로 물을 공급할 수 있다. 아래에서 이와 같이 불연속으로 물을 공급하기 위한 펌프(27)에 대하여 설명을 한다.

도 3c는 본 발명에 따른 정수기에 적용될 수 있는 펌프(27)의 실시 예를 제시한 것이다.

도 3c를 참조하면, 제시된 펌프(27)는 2개의 기어(31a,31b)에 의하여 작동하는 기어방식에 해당한다. 펄스 형태 또는 불연속적인 형태로 물을 공급하기 위하여 동일한 반지름은 가진 2개의 기어(31a, 31b)는 원주면을 따라 일정 부분에만 동일한 수의 기어이빨(311a, 311b)이 형성될 수 있다. 2개의 기어(31a, 31b)가 맞물려 회전하면서 기어이빨(311a, 311b) 부분이 서로 맞물린 후 다시 떨어지면서 압력 차이로 인하여 유입구(IN)로부터 물이 유입되어 유출구(OUT)로 배출된다. 그러나 평면부분(312a, 312b)이 맞물려 돌아가는 경우 압력 차이가 발생하지 않아 물이 유입되지 않는다.

물을 펄스 형태 또는 불연속적으로 공급하는 다른 형태로 전력 공급을 불연속적으로 하는 방식 또는 기어의 회전을 불연속적으로 하는 방식이 가능하다. 물을 펄스 형태로 공급하는 것은 공급된 물이 완전히 증기 상태로 바뀐 다음 다시 물을 공급하여 증기발생의 효율을 향상시키기 위한 것이다. 그러므로 펄스 형태의 공급 주기는 공급된 물의 양 및 증기발생기(26)에서 증기로 되는 시간을 고려하여 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 정수기에서 발생된 증기는 다양한 형태로 살균이 요구되는 부분에 공급될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 정수기(40)의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 증기발생기(26)와 펌프(27)는 인접하여 설치되고 그리고 증기발생기(26)로부터 발생된 증기는 별도의 관이 없이 직접 냉수통(13)으로 공급될 수 있다. 펌프(27)는 별도로 설치된 저장통(41)으로부터 물을 증기발생기(26)에 공급하고 그리고 저장통(41)은 일정량을 물을 온수통(14)으로부터 공급받아 저장할 수 있다. 대안으로 살균이 개시되기 전에 일정시간 동안 저장통(41)에 물이 공급될 수 있고 그리고 필요에 따라 저장통(41)의 물은 냉수통(13)으로부터 공급될 수도 있다.

증기발생기(26)에서 발생된 증기는 모터(도시되지 않음)의 구동으로 회전하 는 팬(43)에 의하여 공급노즐(44)을 통하여 냉수통(13)으로 공급될 수 있다. 필요에 따라 증기발생기(26)의 한쪽 면에 팬(43)으로 연결되는 증기출구(45)가 설치될 수 있지만 반드시 필요한 것은 아니다. 도 4에서 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 증기발생기(26)에서 발생된 증기는 이 분야에서 공지된 임의의 방법에 따라 냉수통(13) 또는 살균이 요구되는 부분으로 공급될 수 있다.

아래에서 본 발명에 따른 정수기(40)에서 살균이 진행되는 방법을 도 4를 기초로 설명을 한다.

살균을 위하여 먼저 사용자는 정수기(40)의 내부에 설치된 냉수통(13)에 저장된 물을 배출구(D)를 통하여 배출시킨다. 그리고 살균을 위한 증기의 발생을 위하여 정수기(40)의 외부에 설치된 작동 스위치(42)를 켠다. 작동 스위치(42)가 온(on) 상태가 되면 증기발생기(26)에 전력이 공급되고 이와 동시에 펌프(27)가 작동하여 저장통(41)으로부터 물을 증기발생기(26)에 공급한다. 그리고 팬(43)이 회전한다. 증기발생기(27)에서 발생된 증기는 공급 노즐(44)을 통하여 냉수통(13)으로 공급되어 냉수통(13) 및 연결된 다른 부분을 살균한다. 증기발생과정에서 만약 증기의 온도가 예를 들어 124 ℃이하로 떨어지면 펌프(27)의 작동이 중단되고 그리고 예를 들어 136 ℃ 이상이 되면 증기발생기(26)의 전력이 차단된다. 그리고 다시 증기의 온도가 125 ℃ 내지 135 ℃이 범위가 되면 펌프(27)와 증기발생기(26)가 모두 작동된다. 살균과정이 예를 들어 3분과 같이 일정시간 동안 계속된 이후 작동스위치(42)를 오프(off) 상태로 하여 살균과정을 마칠 수 있다.

도 4의 실시 예에서 냉수통(13)의 살균을 예를 들어 설명을 하였지만 다른 부분의 살균이 필요한 경우 적절하게 연결관로를 형성하여 살균을 할 수 있다.

이상에서 본 발명을 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 증기발생기가 내장된 정수기의 내부 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 정수기의 회로도를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 정수기에 적용될 수 있는 증기발생기의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3c는 본 발명에 따른 정수기에 적용될 수 있는 펌프의 실시 예를 제시한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 정수기의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

Claims (4)

1. 정수기에 있어서,

   냉수통;

   냉수통과 소통가능하도록 연결된 온수통;

   온수통으로부터 물을 펄스 형태 또는 불연속적인 형태로 이송시키는 펌프;

   펌프로부터 물을 공급받아 일정온도 범위의 증기를 발생시키는 증기발생기;

   증기발생기에서 발생된 증기를 냉수통에 공급하는 증기 공급관; 및

   일정온도 범위에서 펌프 및 증기발생기가 작동하도록 하는 서미스터 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기를 내장하는 정수기.
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