KR101510701B1 - 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단열효과가 우수한 진공탱크를 구비하되, 물의 누설 우려가 작으며, 조립 및 수리 등의 작업 편의성이 높고, 고온의 물을 공급하기 용이한 정수기에 관한 것으로, 내부에 수용공간을 형성하며 내벽과 외벽에 의해 단열진공부를 형성하는 진공용기; 상기 진공용기의 하부에 형성되는 개구부를 밀폐하는 커버; 상기 커버를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 유입관; 상기 진공용기의 상면을 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 출수관; 상기 진공용기 내부의 증기를 배출시키는 에어벤트관;을 포함하고, 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1)가 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 에어벤트관의 입구까지의 높이(H2)보다 작은 것을 특징으로 하여 구성된다.

Description

정수기{WATER PURIFIER}

본 발명은 단열효과가 우수한 진공탱크를 구비하되, 물의 누설 우려가 작으며, 조립 및 수리 등의 작업 편의성이 높고, 고온의 물을 공급하기 용이한 정수기에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 수돗물 등의 원수를 음용에 적합하도록 정수하여 공급하는 장치를 말한다. 이러한 정수기는 정수 방법에 따라 자연여과식, 직결여과식, 증류식, 역삼투압식 등 다양하게 구분된다. 현재 가장 일반적으로 사용되는 것은 자연여과식과 직결여과식 정수기로 필터에 의해 정수가 이루어진다.

이러한 필터를 사용한 정수기의 가장 일반적인 구성으로, 필터와 저수조를 구비하고 있으며, 경우에 따라 냉온수를 공급하기 위해 별도의 구성인 히터와 냉매에 의한 냉각시스템을 동시에 구비하는 경우도 있다.

도 1은 종래 정수기의 일반적인 형상을 보여준다. 도 1에 도시되듯이, 종래 정수기는 외관을 형성하는 본체(1)와, 본체 내부 중앙에 설치되어 본체 내부로 유입되는 원수를 정제해 주는 필터(2)와, 상기 필터로부터 여과된 물을 저장해 주는 저수조(3)와, 상기 저수조에서 나온 물을 가열하는 히터(미도시)를 포함하는 온수부(4)와, 냉수를 생성하는 냉각시스템(미도시)을 포함하는 냉수부(5)와, 상기 온수부와 냉수부에 각각 연결되고 상기 본체의 외부로 돌출되어 냉수 및 온수를 취수할 수 있도록 하는 온수취수콕(7) 및 냉수취수콕(6)을 포함하여 구성되며, 각각의 구성은 수로를 형성하는 호스 및 제어를 위한 배선 등으로 상호 연결되어 있다.

상기 온수부(4)는 온수를 생성하고 저장하기 위하여 단열재를 사용한 단열 탱크를 구비된다. 그러나, 종래의 단열 탱크는 에폭시 수지와 같은 단열재를 사용하도록 설계되기 때문에 열전달을 차단하는 효과가 높지 못한 문제점이 있었다.

이에 따라, 열전달을 차단하는 효과가 높은 방법으로 단열탱크의 벽면을 대기압 보다 낮은 진공 상태로 유지하도록 하는 방법인 진공단열탱크가 제시되었다. 그러나, 이러한 진공이 형성된 진공단열탱크에는 정수 유입관, 출수관, 에어벤트관, 온도 감지센서, 히터 등 다양한 설비를 설치하여야 한다. 따라서, 이러한 설비들을 진공벽면에 장착하기가 쉽지 않아서 상기와 같은 설비들을 진공탱크 하부의 개구부를 밀폐하는 커버에 장착하는 기술들이 개발되었다.

그러나, 이러한 진공탱크의 경우 다양한 설비가 장착되는 커버는 진공벽면을 구비하지 않고 있기 때문에 물의 누설 우려가 있고, 외기에 그대로 노출되어 열손실이 발생되어 소비전력이 상승되는 문제점을 갖는다.

또한, 입수관과 출수관을 포함한 각종 설비들이 커버를 통해 진공용기에 결합되어 있기 때문에, 조립이나 수리를 하는 것이 어려운 문제점을 가진다.

또한, 일반적으로 고온의 물은 상승하려고 하고 저온의 물은 하강하려고 하여 용기 내의 물은 온도에 따른 분포가 달라진다. 하지만, 종래의 일반적인 진공탱크에서는 하부의 커버를 통해 출수관이 연결되어 있기 때문에 고온의 물을 지속적으로 취출하는 것이 어려운 문제점을 가진다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 다음과 같은 기술적인 과제를 가진다.

본 발명은 출수관을 커버에 구비하지 않아 커버에 장치들이 집중되는 상황을 해소하여, 물의 누설 우려를 줄이고, 조립이나 수리를 쉽게 할 수 있는 진공탱크를 구비한 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 에어벤트를 통해 배출되는 증기와 입수되는 정수와의 열교환을 통해 소비전력을 감소시킬 수 있는 진공탱크를 구비한 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있도록 하는 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 기술적인 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 기술적인 구성을 제공한다.

본 발명의 정수기는, 내부에 수용공간을 형성하며 내벽과 외벽에 의해 단열진공부를 형성하는 진공용기; 상기 진공용기의 하부에 형성되는 개구부를 밀폐하는 커버; 상기 커버를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 유입관; 상기 진공용기의 상면을 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 출수관; 상기 진공용기 내부의 증기를 배출시키는 에어벤트관;을 포함하고, 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1)가 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 에어벤트관의 입구까지의 높이(H2)보다 작은 것을 특징으로 하여 구성된다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 출수관을 커버에 구비하지 않아 커버에 장치들이 집중되는 상황을 해소하여, 물의 누설 우려를 줄이고, 조립이나 수리를 쉽게 할 수 있도록 한다. 또한, 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편, 상기 에어벤트관은 상기 커버를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되도록 구성될 수 있다.

여기서 상기 진공용기의 외부에 구비되는 집수통을 더 포함하고, 상기 에어벤트관의 출구는 상기 집수통에 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 에어벤트관은 상기 유입관의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통하되, 상기 유입관의 출구보다 상측으로 연장되고, 상기 진공용기의 외부에서 상기 유입관의 내부로부터 외부로 관통하여 상기 집수통에 연결된다. 이 경우, 상기 에어벤트관을 통해 진공용기로부터 배출되는 증기는 상기 유입관을 통해 진공용기로 유입되는 정수와 열교환한다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 별도의 저수조를 구비하지 않고 바로 온수탱크로 물을 공급하여 온수를 생성하는 직수식 정수기에 있어서, 에어벤트를 통해 배출되는 증기와 입수되는 정수와의 열교환을 하여 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한다. 또한, 효율적으로 용기 내의 증기를 배출하여 고온의 정수를 지속적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편, 상기 진공용기의 외부에 구비되는 저수조를 더 포함하고, 상기 유입관은 상기 저수조의 하부와 연결되어 저수조에 저장된 정수를 상기 진공용기로 유입시키고, 상기 에어벤트관의 출구는 상기 저수조의 상부에 연결되도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 에어벤트관은 상기 유입관의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통하되, 상기 유입관의 출구보다 상측으로 연장되고, 상기 진공용기의 외부에서 상기 유입관의 내부로부터 외부로 관통하여 상기 저수조에 연결된다. 또한, 상기 에어벤트관을 통해 진공용기로부터 배출되는 증기는 상기 유입관을 통해 진공용기로 유입되는 정수와 열교환한다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 정수기에 별도의 저수조를 구비하여 저수조에 저장된 정수를 온수탱크로 공급하여 온수를 생성하는 저수식 정수기에 있어서, 에어벤트를 통해 배출되는 증기와 입수되는 정수와의 열교환을 하여 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한다. 또한, 효율적으로 용기 내의 증기를 배출하여 고온의 정수를 지속적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 정수기에 있어서, 상기 에어벤트관은 상기 출수관에서 출수관 입구보다 상측에서 분기되도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 진공용기의 외부에 구비되는 집수통을 더 포함하고, 상기 에어벤트관의 출구는 상기 집수통에 연결된다. 또한, 상기 진공용기의 상부를 관통하여 외부로 연장된 출수관의 부분은 단열재로 감싸진다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 직수식 정수기에 있어서, 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있도록 하고, 효율적으로 용기 내의 증기를 배출하여 고온의 정수를 지속적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편 본 발명의 정수기는, 상기 진공용기의 진공를 유지하기 위하여 상기 진공용기의 내벽과 외벽 사이에 형성되는 단열진공부에 구비되는 게터;를 더 포함한다.

또한, 상기 커버에 구비되는 히터와 써모스탯(thermostat)을 더 포함하도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 커버를 관통하여 구비되는 드레인관;을 더 포함하도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 유입관은 상기 수용공간 내부에 위치하는 단부가 폐쇄되어 있되, 상기 수용공간을 따라 연장된 유입관의 측면에 적어도 2개 이상의 개구가 형성되도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1)은, 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상부 내벽까지 높이(Hv)의 0.8배 이상 0.9배 이하인 것을 특징으로 하도록 구성할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 기술적인 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 진공용기의 하부를 밀폐하는 커버에 장치들이 집중되지 않도록 하여 물의 누설 우려를 줄이고, 조립이나 수리를 쉽게 할 수 있도록 한다.

또한, 에어벤트를 통해 배출되는 증기와 입수되는 정수와의 열교환을 통해 소비전력을 감소시키는 효과를 제공한다.

또한, 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 일반적인 정수기의 개략도.
도 2는 본 발명의 정수기의 진공용기의 단면 개략도.
도 3은 직수식 정수기에 있어서, 본 발명의 진공용기를 적용한 일 실시예를 보여주는 개략도.
도 4는 저수식 정수기에 있어서, 본 발명의 진공용기를 적용한 일 실시예를 보여주는 개략도.
도 5는 직수식 또는 저수식 정수기에 적용될 수 있는 본 발명의 진공용기의 다른 실시예를 보여주는 개략도.
도 6은 본 발명의 진공용기에 적용되는 유입관의 일 실시예를 보여주는 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.

도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명은 정수기에 관한 것으로 본 발명의 일 실시예는 일반적인 정수기가 갖는 구성을 기본적으로 구비한다. 즉, 외관을 형성하는 본체와, 본체 내부 중앙에 설치되어 본체 내부로 유입되는 원수를 정제해 주는 필터를 구비하고 있다. 나아가, 경우에 따라서는 상기 필터로부터 여과된 물을 저장하는 저수조를 구비할 수도 있다. 또한, 냉수 기능을 가지도록 구성할 수도 있으며, 이러한 경우 상기 저수조에서 나온 물을 냉각시켜 냉수를 생성하는 냉각시스템을 포함하는 냉수부와, 상기 본체의 외부로 돌출되어 냉수 및 온수를 취수할 수 있도록 하는 온수취수콕 및 냉수취수콕을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 각각의 구성은 수로를 형성하는 호스 및 제어를 위한 배선 등으로 상호 연결되어 있다. 다만, 전술한 구성들 중 정수기 등에 일반적으로 사용되는 구성은 상세히 도시하지 않았으며 상세한 설명도 생략한다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 정수기는, 내부에 수용공간(115)을 형성하며 내벽(120)과 외벽(110)에 의해 단열진공부(114)를 형성하는 진공용기(100)와, 상기 진공용기의 하부에 형성되는 개구부(102)를 밀폐하는 커버(130)와, 상기 커버를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 유입관(140)과, 상기 진공용기의 상면을 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 출수관(150)과, 상기 진공용기 내부의 증기를 배출시키는 에어벤트관(160)을 포함하여 구성된다.

상기 진공용기(100)는, 하부에 개구부(102)를 구비하고 내부에 수용공간(115)을 이루고 둘레에 진공을 형성하는 단열진공부(114)가 형성된다. 즉, 진공병을 뒤집어 놓은 형상과 흡사하다.

상기 단열진공부(114)는 진공용기를 형성하는 내벽(120)과 외벽(110)에 둘러싸여 있는 공간을 말하며, 내벽과 외벽의 사이가 진공으로 되어 있다. 상기 내벽과 외벽은 단부가 서로 밀착되어 있어서 진공을 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기 수용공간(115)는 온수가 저장되는 공간을 형성하며, 하부는 개구부와 연결되어 있다. 상기 개구부(102)는 상기 진공용기(100)의 하부에 형성된 구멍으로, 상기 커버(130)에 의해 밀폐되어 진다. 상기 개구부는 상기 진공용기 내부의 수용공간에 수용될 정수와 각종 장치들이 진공용기 내부로 들어올 공간을 형성해 준다.

한편 상기 단열진공부(114)에는 진공용기의 진공를 유지하기 위하여 내벽과 외벽 사이에 구비되는 게터(101)가 장착될 수 있다. 상기 게터(101)는 단열진공부 내부에서 생성되는 기체 등을 흡수하여 진공을 계속 유지할 수 있도록 한다. 진공용기의 열전달 차단은 진공부분의 진공도 유지에 좌우되기 때문에 대부분의 진공용기에는 게터가 사용된다.

상기 커버(130)는 상기 진공용기의 하부를 밀폐시킬 수 있도록 상기 개구부(102)의 형상에 맞도록 형성되며, 상기 진공용기의 하부에 탈부착 가능하거나 부착된 후 탈착되지 않도록 결합될 수 있다. 보다 상세하게는 상기 커버가 진공용기의 하부에 결합되는 방식은 여러가지가 있을 수 있다. 예를 들어, 컬링(curling)가공, 플렌지(flange)결합, 용접, 볼트결합 등 여러가지가 있을 수 있다. 하지만, 상기 진공용기와 커버의 결합방식은 본 발명의 기술적 사상에 관련된 것이 아니기 때문에 본 발명에 영향을 미치지는 않는다.

상기 커버(130)에는 각종 장치들이 구비된다. 진공을 유지해야 하는 진공용기에 있어서는 진공 부분에 장치들을 장착시키기가 어렵기 때문에, 이들은 진공용기에 결합되는 커버에 구비되어 진공용기에 장착될 수 있다. 이러한 장치들로, 유입관(140)과 에어벤트관(160), 히터(170), 써모스탯(175,thermostat), 드레인관(180), 온도센서(190) 등을 포함할 수 있다.

상기 유입관(140)은 외부의 정수를 상기 진공용기 내부의 수용공간(115)으로 전달하여 진공용기에 정수를 수용할 수 있도록 한다. 상기 진공용기는 일반적으로 온수조(온수탱크)로 기능한다. 따라서, 필터 등을 거친 외부의 정수를 받아들여 히터 등을 통해 정수를 가열하여 온수를 생성 저장하게 된다.

이때, 외부의 정수를 받아들이는 방식에 따라 정수기는 직수식과 저수식으로 나뉠 수 있다. 직수식은 정수기 외부의 물을 정수기로 받아서 필터등을 통해 정수한 후 이를 바로 냉수조 또는 온수조에 보내어 저장 후 취출 될 수 있도록 하는 방식을 말한다. 저수식은 정수기 외부의 물을 정수기로 받아서 필터 등을 통해 정수한 후 이를 저수조에 저장 한 후 필요한 양 만큼 냉수조 또는 온수조로 공급하여 취출될 수 있도록 하는 방식을 말한다.

상기 유입관(140)은 직수식에 의할 경우 필터를 거친 정수를 바로 공급받아 진공용기 내부로 공급하게 되고, 저수식에 의할 경우 저수조로부터 정수를 공급받아 진공용기 내부로 공급하게 된다.

상기 히터(170)는 상기 유입관에 의해 진공용기 내부로 공급된 정수를 가열하여 온수를 생성하는 기능을 한다. 따라서, 상기 수용공간(115)에 노출되도록 상기 커버(130)에 장착되고, 외부의 전원으로부터 전원을 인가 받아 정수를 가열한다. 도 2에서 히터는 '∩'형상으로 형성되어 있지만, 정수를 가열하는 히터는 일반적으로 공지된 기술에 해당하여 여러가지 형상이 사용될 수 있다. 예를 들어, 수용공간 내부에서 코일 형상으로 권선되어 형성될 수도 있다.

상기 온도센서(190)는 서모 커플(thermocouple; 열전대)과 같은 장치로서, 상기 커버(130)를 관통하도록 장착되며, 상기 수용공간(115)에서 가열되는 정수의 온도를 측정할 수 있다.

상기 써모스탯(175,thermostat)은 밀폐된 공간의 온도를 감지하여 자동적으로 온도를 조절해 주는 장치를 말하며, 상기 온도센서와 히터 등에 연결되어 상기 진공용기 내부에 저장된 온수의 온도를 필요한 수준으로 자동으로 조절한다. 도 2에 개략적으로 도시되듯이, 상기 써모스탯(175)은 상기 커버(130)의 하부에 결합되어 있으며, 상기 히터와 온도센서 등에 전기적으로 연결된다.

상기 에어벤트관(160)은 진공용기 내부에 발생하는 증기를 용기 외부로 배출할 수 있도록 경로를 형성하여 준다. 진공용기 내부에 저장되는 정수는 히터(170)에 의해 온수로 가열된다. 여기서 정수가 가열되면서 증기가 발생하게 되는데, 밀폐된 공간에서 증기가 발생하게 되면, 증기의 부피가 크기 때문에 내부의 증기 압력이 증가하여 상기 유입관(140)을 통한 정수의 유입이 저해된다. 따라서 원활한 정수의 유입을 위해서는 증기를 배출시켜 줘야 하며, 이러한 증기가 배출되는 통로가 상기 에어벤트관(160)이다

상기 드레인관(180)은 진공용기 내부에 저장된 온수를 정상적으로 취출 콕 등을 통해 취출하지 않고 버리거나 배출하기 위한 것으로, 상기 커버를 관통하여 구비된다.

한편 본 발명에서 상기 진공용기 내부의 수용공간에 저장된 온수는 출수관(150)을 통해 진공용기 외부로 취출된다. 도 2를 참고하면, 상기 출수관(150)은 상기 진공용기의 상면을 관통하여 상기 수용공간(115)으로 연장되도록 형성된다.

상기 출수관(150)은 상기 유입관(140)과는 달리 커버에 장착되지 않고, 진공용기의 상부에 구비된다. 일반적으로 고온의 물은 상승하려고 하고 저온의 물은 하강하려고 하여 용기 내의 물은 온도에 따른 분포가 달라진다. 끓는점이 100℃인 물을 기준으로, 개략적으로 진공용기의 상부측 온도는 약75℃정도이고, 진공용기의 중간부분은 온도가 약30~40℃정도이며, 히터와 가까운 진공용기의 바닥측 온도는 약50℃정도의 온도 분포를 보인다. 따라서, 사용자가 희망하는 온수의 온도대역은 진공용기의 상부측에 분포된다. 즉, 출수관이 커버에 구비되면, 하부에서 상부로 출수관을 길게 연장하여야 하기 때문에, 관의 길이나 열손실 등의 문제점을 가진다. 하지만, 본 발명에서는 상기 출수관이 사용자가 희망하는 온수의 온도대역이 분포하는 진공용기의 상부에 출수관을 두기 때문에 관의 길이가 길지 않아도 되고 열손실이 줄어들며 구조가 간단해지는 장점을 가지게 된다. 나아가 출수관을 커버에 구비하지 않고 진공용기의 상부측에 구비하여, 커버에 장치들이 집중되는 상황을 해소하고, 누설이 발생할 수 있는 커버에 관통공을 형성하지 않고 진공용기의 상측으로 관통시켜 물의 누설 우려를 줄이고, 조립이나 수리를 쉽게 할 수 있도록 하며, 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편 상기 출수관(150)이 상기 수용공간(115)으로 연장된 정도에 관하여, 도 2를 참고하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 진공용기의 하부 내벽(120a)으로부터 상기 출수관의 입구(151)까지의 높이(H1)가 상기 진공용기의 하부 내벽(120a)으로부터 상기 에어벤트관의 입구(161)까지의 높이(H2)보다 작도록 구성된다. 상기 출수관의 입구(151)보다 에어벤트관의 입구(161)가 더 높은 곳에 위치하는 것이다.

도 2에서 상기 진공용기의 내부 높이(Hv)는 적어도 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1) 보다는 크다. 특히, 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1)은, 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상부 내벽까지 높이(Hv)의 0.8배 이상 0.9배 이하인 것을 특징으로 하도록 구성될 수 있다.

예를 들어, 탱크 내부의 높이(Hv)가 200mm 이면, 상기 출수관 입구까지의 높이(H1)은 180mmm이상 190mm 이하로 진공용기를 설계할 수 있다. 여기서 바람직하게는 상기 에어벤트관의 입구까지의 높이(H2)는, 상기 에어벤트관이 진공용기 내부에서 시작되는 경우 195mm보다 크고 200mm 보다 작도록 장착할 수 있으며, 후술하겠지만 상기 에어벤트관이 진공용기 외부의 출수관에서 시작되는 경우는 200mm 이상이 될 수 있다.

이는 증기가 물보다 밀도가 낮기 때문에 상승하고 물은 하강하여, 증기 배출구는 높은 곳에 물 배출관은 낮은 곳에 위치시킨 것이다. 그에 따라, 본 발명은 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있는 효과를 제공한다.

한편 본 발명의 일 실시예로, 직수식 정수기에 적용되는 형태를 도 3이 보여준다. 도 3은 직수식 정수기에 있어서, 본 발명의 진공용기를 적용한 일 실시예를 보여주는 개략도이다.

도 3에서 상기 에어벤트관(160)은 상기 커버(130)를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되도록 구성된다. 이때, 본 발명의 정수기는 상기 진공용기의 외부에 구비되는 집수통(210)을 더 포함한다.

상기 집수통(210)은 취출 콕 등 외에 배출되는 정수를 저장하였다가 배출될 수 있도록 하는 구성이다. 밀폐용기에서 물 또는 증기를 배출할 경우 대기압 하에서 받아줄 수 있는 공간이 필요하다. 하지만, 직수식 정수기에 있어서는 저수조가 별도로 구비되지 않기 때문에 대기압 하에서 물을 저장하는 장소로 상기 집수통(210)이 필요하다.

도 3에서 상기 집수통(210)에는 상기 드레인관(180)이 연결되어 진공용기에서 배출되는 정수를 받아들인다. 또한, 상기 에어벤트관의 출구(162)는 상기 집수통(210)에 연결되어, 배출되는 증기가 상기 집수통에서 응축되어 저장되도록 구성된다.

한편, 상기 에어벤트관(160)은 상기 유입관(140)의 내부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 유입관(140)의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통한다. 하지만, 이 경우에도 상기 에어벤트관(160)은 상기 유입관의 출구보다 상측으로 더 연장되어 있으며, 상기 출수관의 입구(151)보다 에어벤트관의 입구(161)이 더 높은 곳에 위치한다. 또한, 상기 에어벤트관(160)은 상기 진공용기의 외부에서 상기 유입관의 내부로부터 외부로 관통하여 상기 집수통(210)에 연결된다.

도 3을 참고하면, 필터 등을 거친 원수는 원수유입관(201)을 통해 공급되고, 3방밸브(230,3way-valve)를 통해 온수조인 진공용기(100) 또는 냉수조(220)로 분배된다. 이 경우, 진공용기(100)로 분배되는 원수는 유입관(140)을 통해 공급되고, 냉수조로 분배되는 원수는 냉수조 유입관(202)를 통해 공급된다. 냉수조(220)로 공급된 정수는 냉수조에서 냉각되어 냉수조 출수관(221)을 통해 취출된다.

여기서 본 실시예의 상기와 같은 구성의 경우, 상기 에어벤트관을 통해 진공용기로부터 배출되는 증기는 상기 유입관을 통해 진공용기로 유입되는 정수와 열교환한다. 즉, 상기 에어벤트관은 상기 유입관의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통하기 때문에 이중관과 같은 구조를 가진다. 따라서, 서로 반대방향으로 흐르는 배출증기와 유입 정수는 상호 온도가 다르기 때문에 열교환을 하게 되는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 별도의 저수조를 구비하지 않고 바로 온수탱크로 물을 공급하여 온수를 생성하는 직수식 정수기에 있어서, 에어벤트를 통해 배출되는 증기와 입수되는 정수와의 열교환을 하여 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한다. 또한, 효율적으로 용기 내의 증기를 배출하여 고온의 정수를 지속적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편, 도 4는 저수식 정수기에 있어서 본 발명의 진공용기를 적용한 일 실시예를 보여준다. 도 4에서, 상기 에어벤트관(160)은 상기 커버(130)를 관통하여 상기 수용공간(115)으로 연장되도록 구성된다. 이 경우, 본 실시예의 정수기는, 상기 진공용기의 외부에 구비되는 저수조(240)를 더 포함한다.

상기 저수조(240)는 정수기의 유량을 충분히 유지하기 위하여 일시적으로 정수를 저장해 두는 곳이다. 정수기의 경우 저장된 정수를 통해 충분한 유량이 확보되지 않으면 필요한 때에 충분한 정수를 공급하는 것이 어려우며, 냉온 정수기능을 가지는 경우 급격한 냉각이나 가열이 필요하기 때문에 소비전력이 과도하게 필요할 수 있어서 바람직하지 않다. 따라서 이러한 저수조를 통해 충분한 유량을 미리 확보해 두는 것이다. 또한, 밀폐용기에서 물 또는 증기를 배출할 경우 대기압 하에서 받아줄 수 있는 공간이 필요하다. 도 4와 같은 저수식 정수기에서는 대기압 하에서 물을 저장하는 장소로 상기 저수조(240)가 사용된다.

도 4에서 상기 저수조의 상부(242)에는 상기 에어벤트관의 출구(162)가 연결되어, 배출되는 증기가 상기 저수조에서 응축되어 저장되도록 구성된다.

한편, 상기 에어벤트관(160)은 상기 유입관(140)의 내부에 구비될 수 있다. 즉, 상기 유입관(140)의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통한다. 하지만, 이 경우에도 상기 에어벤트관(160)은 상기 유입관의 출구보다 상측으로 더 연장되어 있으며, 상기 출수관의 입구(151)보다 에어벤트관의 입구(161)이 더 높은 곳에 위치한다. 또한, 상기 에어벤트관(160)은 상기 진공용기의 외부에서 상기 유입관의 내부로부터 외부로 관통하여 상기 저수조(210)에 연결된다. 이 경우, 상기 유입관은 상기 저수조의 하부(241)에 연결되어 있다.

도 4을 참고하면, 필터 등을 거친 원수는 원수유입관(201)을 통해 저수조(240)로 공급되고, 저수조에서 온수조인 진공용기(100) 또는 냉수조(220)로 분배된다. 이 경우, 진공용기(100)로 분배되는 정수는 유입관(140)을 통해 공급되고, 냉수조로 분배되는 원수는 냉수조 유입관(202)를 통해 공급된다. 냉수조(220)로 공급된 정수는 냉수조에서 냉각되어 냉수조 출수관(221)을 통해 취출된다.

여기서 본 실시예의 상기와 같은 구성의 경우, 상기 에어벤트관을 통해 진공용기로부터 배출되는 증기는 상기 유입관을 통해 진공용기로 유입되는 정수와 열교환한다. 즉, 상기 에어벤트관은 상기 유입관의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통하기 때문에 이중관과 같은 구조를 가진다. 따라서, 서로 반대방향으로 흐르는 배출증기와 유입 정수는 상호 온도가 다르기 때문에 열교환을 하게 되는 것이다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 정수기에 별도의 저수조를 구비하여 저수조에 저장된 정수를 온수탱크로 공급하여 온수를 생성하는 저수식 정수기에 있어서, 에어벤트를 통해 배출되는 증기와 입수되는 정수와의 열교환을 하여 소비전력을 감소시킬 수 있도록 한다. 또한, 효율적으로 용기 내의 증기를 배출하여 고온의 정수를 지속적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편, 도 5는 직수식 또는 저수식 정수기에 적용될 수 있는 본 발명의 진공용기의 다른 실시예를 보여준다. 도 5에서 본 발명의 정수기는, 상기 에어벤트관(160)이 상기 출수관(150)에서 출수관 입구(151)보다 상측에서 분기되도록 구성할 수도 있다.

이 경우, 본 실시예의 정수기가 상기 진공용기의 외부에 구비되는 집수통을 더 포함하도록 하여 직수식 정수기에 사용되도록 할 수 있으며, 저수조를 더 포함하도록 저수식 정수기에 사용되도록 할 수도 있다.

직수식 정수기에 사용되는 경우 상기 에어벤트관의 출구(162)는 집수통에 연결되고, 저수식 정수기에 사용되는 경우 상기 에어벤트관의 출구(162)는 저수조에 연결된다.

한편, 상기 진공용기의 상부를 관통하여 외부로 연장된 출수관(150)의 부분은 단열재로 감싸진다. 그에 따라, 열손실을 방지한다.

본 실시예의 상기와 같은 구성의 측면은, 에어벤트관의 입구(161)가 상기 진공용기의 외부에 있도록 하여 에어벤트관으로 온수가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 나아가, 에어벤트관의 입구는 적어도 출수관의 입구보다 높은 위치에 있다.

본 실시예의 상기와 같은 구성의 측면은, 용기 내의 물의 온도 분포를 고려하여 고온의 정수를 지속적이고 효율적으로 취출할 수 있도록 하고, 효율적으로 용기 내의 증기를 배출하여 고온의 정수를 지속적으로 취출할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 정수기 진공용기에 사용되는 유입관의 단부 형상을 보다 효율적으로 개선할 수도 있다. 이는, 고온의 물은 상승하려고 하고 저온의 물은 하강하려고 하여 용기 내의 물은 온도에 따른 분포가 달라지기 때문에, 유입되는 정수를 고르게 분포시켜, 가열이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 구성은, 도 6에 도시되어 있다. 도 6에서, 상기 유입관(140)은 상기 수용공간 내부에 위치하는 단부(141)가 폐쇄되어 있되, 상기 수용공간을 따라 연장된 유입관의 측면에 적어도 2개 이상의 개구(142)가 형성되도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 유입되는 정수를 진공용기의 저면에 고르게 유출되도록 하여 정수의 가열이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.

이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.

100 : 진공용기 101 : 게터
102 : 개구부 110 : 외벽
114 : 단열진공부 115 : 수용공간
120 : 내벽 130 : 커버
140 : 유입관 150 : 출수관
160 : 에어벤트관 170 : 히터
175 : 써모스텟 180 : 드레인관
190 : 온도 센서 210 : 집수통
220 : 냉수조 230 : 3방벨브(3way-valve)
240 : 저수조

Claims (17)

1. 내부에 수용공간을 형성하며 내벽과 외벽에 의해 단열진공부를 형성하는 진공용기;
   상기 진공용기의 하부에 형성되는 개구부를 밀폐하는 커버;
   상기 커버에 장착되어, 상기 진공용기에 저장된 정수를 가열하는 히터;
   상기 커버를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 유입관;
   상기 히터에 의해 가열되어 상승하는 온수를 상기 진공용기의 상면을 통해 출수시키도록, 상기 진공용기의 상면을 관통하여 상기 수용공간으로 연장되는 출수관;
   상기 진공용기 내부의 증기를 배출시키는 에어벤트관;을 포함하는,
   정수기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어벤트관은 상기 커버를 관통하여 상기 수용공간으로 연장되어 있는,
   정수기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 진공용기의 외부에 구비되는 집수통을 더 포함하고,
   상기 에어벤트관의 출구는 상기 집수통에 연결되는,
   정수기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 에어벤트관은 상기 유입관의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통하되,
   상기 유입관의 출구보다 상측으로 연장되고,
   상기 진공용기의 외부에서 상기 유입관의 내부로부터 외부로 관통하여 상기 집수통에 연결되는,
   정수기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 에어벤트관을 통해 진공용기로부터 배출되는 증기는 상기 유입관을 통해 진공용기로 유입되는 정수와 열교환하는,
   정수기.
6. 제2항에 있어서,
   상기 진공용기의 외부에 구비되는 저수조를 더 포함하고,
   상기 유입관은 상기 저수조의 하부와 연결되어 저수조에 저장된 정수를 상기 진공용기로 유입시키고,
   상기 에어벤트관의 출구는 상기 저수조의 상부에 연결되는,
   정수기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 에어벤트관은 상기 유입관의 내부에 구비되어 상기 커버를 관통하되,
   상기 유입관의 출구보다 상측으로 연장되고,
   상기 진공용기의 외부에서 상기 유입관의 내부로부터 외부로 관통하여 상기 저수조에 연결되는,
   정수기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 에어벤트관을 통해 진공용기로부터 배출되는 증기는 상기 유입관을 통해 진공용기로 유입되는 정수와 열교환하는,
   정수기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 에어벤트관은 상기 출수관에서 출수관 입구보다 상측에서 분기되는,
   정수기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 진공용기의 외부에 구비되는 집수통을 더 포함하고,
    상기 에어벤트관의 출구는 상기 집수통에 연결되는,
    정수기.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공용기의 상부를 관통하여 외부로 연장된 출수관의 부분은 단열재로 감싸지는,
    정수기.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공용기의 진공를 유지하기 위하여 상기 진공용기의 내벽과 외벽 사이에 형성되는 단열진공부에 구비되는 게터;를 더 포함하는,
    정수기.
13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버에 구비되는 히터와 써모스탯(thermostat)을 더 포함하는,
    정수기.
14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버를 관통하여 구비되는 드레인관;을 더 포함하는,
    정수기.
15. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 유입관은 상기 수용공간 내부에 위치하는 단부가 폐쇄되어 있되, 상기 수용공간을 따라 연장된 유입관의 측면에 적어도 2개 이상의 개구가 형성된,
    정수기.
16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1)은,
    상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상부 내벽까지 높이(Hv)의 0.8배 이상 0.9배 이하인 것을 특징으로 하는,
    정수기.
17. 제1항에 있어서,
    상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 출수관의 입구까지의 높이(H1)가 상기 진공용기의 하부 내벽으로부터 상기 에어벤트관의 입구까지의 높이(H2)보다 작은 것을 특징으로 하는,
    정수기.
    

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