KR101562008B1 - 순환 살균 시스템을 구비한 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 저장하는 물 저장조, 상기 물 저장조에 저장된 물이 유입되는 유입 순환관과, 상기 유입 순환관의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되는 배출 순환관과, 상기 유입 순환관의 일측과 상기 배출 순환관의 일측을 연결하고 소정의 곡률을 가지도록 굽이지는 절곡 순환관을 포함하는 순환 관로 및 일측이 상기 물 저장조와 연결되고 타측이 배출 코크와 연결되는 취수 관로를 포함하고, 상기 배출 순환관의 일측에는, 상기 취수 관로의 내부 공간에 배치되어 상기 취수 관로의 외면으로부터 내측으로 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에는, 상기 배출 순환관으로부터 상기 배출 코크 방향을 향하여 물이 이동되도록 가이드 하는 가이드 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 순환 살균 시스템을 구비한 정수기에 관한 것이다.

Description

순환 살균 시스템을 구비한 정수기{Water purifier with circulating sterilizing system}

본 발명은 물 저장조에서 배출되는 물이 가열장치를 통과하면서 온도가 상승하여 순환 관로, 취수 관로 및 물 저장조를 순차적으로 살균하는 순환 살균 시스템을 구비한 정수기에 관한 것이다.

최근에는 가정이나 사무실에서 냉수 또는 온수를 제공하는 정수기의 사용이 증가하고 있다. 이러한 공용 정수기는 일정 기간마다 음용으로 적합한지 여부를 확인하기 위하여 정기 점검이 수행된다. 특히 정수기에서 공급되는 음용수의 안전에 대한 사용자의 관심이 높아지면서, 시중에서는 살균 기능이 내장된 정수기를 제공하는 것이 중요한 과제가 되고 있다.

정수기 내부에 설치된 물 저장부에 저장되는 원수는 이미 복수 개의 필터부를 통과하여 여과 작용이 수행된 물이지만, 이러한 여과된 물에 극소량이라도 세균 등의 이물질이 잔존하게 되면 세균의 급속 번식에 의하여 물 저장부 내부의 물이 오염될 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래에는 정수기의 물 저장부를 자동 살균하기 위하여 염소 산화물 등의 살균액을 물 저장부에 주입하고 살균이 종료된 물을 배수시키는 시스템을 추가한 살균 정수기가 개발되었다. 그러나, 이러한 살균 정수기는 물 저장부 내부의 물을 배수하기 위하여 별도의 배수 펌프를 따로 설치하여야 하므로 제조 단가가 크게 상승하는 문제가 있었다. 또한, 물 저장부의 살균이 수행되더라도, 물이 외부로 배출되는 배출 코크 근처에는 별도의 살균 장치가 추가로 필요한 문제가 있었다.

배출 코크로 이동되는 물을 살균하기 위한 장치로서 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0136797호에는, 배출 코크의 내부에 은사를 이용한 은사 필터 유닛을 장착하여 상기 배출 코크를 통하여 사용자에게 공급되는 물의 살균 효과를 높일 수 있는 냉온수기에 대한 내용이 개시되어 있다. 다만, 상기 선행 문헌에 따르면, 냉온수기 내부에 배치되는 원수의 이동 배관에는 살균을 위한 시스템이 구비되지 않으므로 원수의 살균 문제를 근본적으로 해결하지 못하고, 상기 은사 필터의 제조 과정이 추가되어야 하므로 제조 공정이 복잡해지며 원가가 상승하는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0136797호(2010. 12. 29. 공개) 참조.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계와 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 물 저장조에 저장된 물이 가열장치가 설치된 순환 관로를 따라 이동시 물의 온도가 상승하게 되고, 상기 고온의 물에 의해 정수기의 내부 구성 및 내부 배관의 살균이 수행되도록 하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 물을 저장하는 물 저장조, 상기 물 저장조에 저장된 물이 유입되는 유입 순환관과, 상기 유입 순환관의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되는 배출 순환관과, 상기 유입 순환관의 일측과 상기 배출 순환관의 일측을 연결하고 소정의 곡률을 가지도록 굽이지는 절곡 순환관을 포함하는 순환 관로 및 일측이 상기 물 저장조와 연결되고 타측이 배출 코크와 연결되는 취수 관로를 포함하고, 상기 배출 순환관의 일측에는, 상기 취수 관로의 내부 공간에 배치되어 상기 취수 관로의 외면으로부터 내측으로 돌출되는 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부에는, 상기 배출 순환관으로부터 상기 배출 코크 방향을 향하여 물이 이동되도록 가이드 하는 가이드 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 순환 살균 시스템을 구비한 정수기가 제공된다.

제안되는 본 발명에 따르면, 물 저장조에 저장된 물이 가열 장치가 설치된 배출 순환 관로를 통과하면서 고온으로 가열되므로 고온수의 순환에 의해 정수기의 내부 구성 및 내부 배관을 효율적으로 살균시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 배출 순환 관로의 일측에는 배출 코크 방향으로 물의 이동을 가이드 하는 가이드 홀이 형성되므로 배출 코크 끝단까지 원활하게 살균시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 가열장치에 의해 가열된 물은 순환 관로, 취수 관로 및 물 저장조를 순차적으로 통과하여 각각의 구성을 살균시키므로 사용자에게 완전히 살균된 물을 공급할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정수기 일부분의 내부 구성을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 부분을 절개한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 개략적인 확대도이다.
도 4는 도 2의 B 부분을 확대한 개략적인 확대도이다.
도 5는 살균 모드 작동시 물 저장조에 저장된 물이 이동되는 과정을 보여주는 개략적인 물의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 정수기 일부분의 내부 구성을 보여주는 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 부분을 절개한 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 개략적인 확대도이고, 도 4는 도 2의 B 부분을 확대한 개략적인 확대도이다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정수기(1)는 냉수를 저장하는 냉수조(10) 및 상기 냉수조(10)와 연결되고 온수를 저장하는 온수조(15)를 포함한다. 상기 냉수조(10)와 온수조(15)는 물의 이동 통로를 제공하는 이동 배관에 의해 연결되어 상기 냉수조(10)에 저장된 물이 온수조(15)로 이동될 수 있다.

상기 냉수조(10)는 정수기(1)의 내부 공간을 구획하는 브라켓(50)의 상부에 배치된다. 상기 브라켓(50)은 상기 정수기(1)의 외면을 형성하는 하우징에 나사, 볼트 등의 체결 부재를 통해 고정 장착된다. 상기 냉수조(10)에 저장된 물은 상기 냉수조(10)의 하면에 형성되는 유입 홀(11)을 통해 순환 관로(20)로 이동된다. 즉, 상기 유입 홀(11)은 상기 냉수조(10)에 저장되는 물이 상기 순환 관로(20)로 유입되기 위한 초기 지점으로 규정할 수 있다. 또한, 상기 냉수조(10)에 저장된 물은 조절 어댑터(21a)에 의해 물의 이동량이 조절된 상태로 상기 순환 관로(20)에 유입될 수 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 정수기(1)는 냉수조(10)를 통과한 물이 순환 관로(20)를 따라 이동하여 살균이 수행되는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니고, 일 예로 상기 온수조(15)를 통과한 물이 순환 관로(20)를 따라 이동하여 살균 작용이 수행되는 것도 가능하다.

다만, 본 명세서에서는 설명의 편의상 정수기(1)의 내부 구성 또는 내부 배관이 냉수조(10)에 저장된 물을 통해 살균이 수행되는 것으로 설명한다.

상기 순환 관로(20)는 직선 배관으로 이루어지는 유입 순환관(21) 및 배출 순환관(23)과, 상기 유입 순환관(21)과 일측과 상기 배출 순환관(23)의 일측을 연결하고 소정의 곡률을 가지도록 굽이지는 절곡 순환관(22)으로 구성된다. 즉, 상기 순환 관로(20)의 전체 형상은 'U'자 모양으로 형성될 수 있다. 도면에서는, 상기 유입 순환관(21), 절곡 순환관(22) 및 배출 순환관(23)이 별도의 구성으로 형성되어 서로 조립되는 것으로 도시되었으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니고, 상기 순환 관로(20)가 일체로 제조될 수도 있다.

상기 배출 순환관(23)에는 상기 냉수조(10)에서 이동되는 물을 가열하기 위한 가열장치(24)가 설치된다. 구체적으로, 상기 냉수조(10)에 저장된 물은 유입 순환관(21), 절곡 순환관(22)을 순차적으로 거치면서 배출 순환관(23)으로 이동된다. 이 때, 상기 배출 순환관(23)으로 이동된 물은 상기 가열장치(24)에 의해 온도가 상승하게 되고, 이러한 고온의 물이 살균수의 역할을 수행한다. 상기 가열장치(24)는 상기 배출 순환관(23)의 외부를 감싸도록 형성된다. 이러한 가열장치(24)와 배출 순환관(23) 사이에는 알루미늄 등의 도전 재료로 제조된 열 전도판(24a)이 설치될 수 있다. 상기 열 전도판(24a)은 상기 가열장치(24)에서 발생된 열 에너지를 상기 배출 순환관(23)을 따라 흐르는 물에 전달한다. 따라서 상기 가열장치(24)에 의해 배출 순환관(23)을 따라 이동하는 물에는 자연 대류 현상이 발생하게 되고, 이러한 현상에 따라 고온수의 원활한 이동이 가능한 것이다.

상기 배출 순환관(23)의 폭은 상기 유입 순환관(21)과 절곡 순환관(22)의 폭 보다 크게 형성된다. 다시 말하면, 상기 배출 순환관(21)의 단면 직경은 상기 절곡 순환관(22)의 단면 직경 보다 상대적으로 큰 값을 가진다. 상기 순환 관로(20)를 구성하는 복수개의 순환관이 서로 다른 폭의 크기를 가지는 것은 소음 발생을 줄이는 것과 관계가 있다.

구체적으로, 배출 순환관(23)의 단면 직경이 작아지면, 상기 배출 순환관(23)과 상기 배출 순환관(23)을 감싸는 가열장치(24) 사이의 열 접촉 면적이 작아지게 된다. 따라서 상기 배출 순환관(23)의 단면 직경이 작아진다면, 상기 가열장치(24)에 의한 상기 배출 순환관(23)의 단위 면적당 발열량이 상대적으로 커지게 된다. 이러한 현상이 정수기(1)의 살균 모드 작동시 더 큰 소음을 유발하게 되는 것이다.

본 출원인은 실제 실험을 통해 상기 배출 순환관(23)의 단면 직경과 소음 사이의 상관 관계에 대하여 연구하였고, 그 결과로 아래의 표에서 나타난 바와 같은 실험 결과를 도출하였다.

배출 순환관의 단면 직경(mm)	유입 순환관과 절곡 순환관의 단면 직경(mm)	소음의 크기(dB)
9.52	9.52	40
12.7	9.52	36

일반적으로 순환 관로(20)의 단면 직경은 물의 속도와 물에 작용하는 마찰력을 고려하여 8mm ~ 10mm, 바람직하게는 9.52mm의 크기를 가진다. 이 때 상기 배출 순환관(23)을 통과하는 물은 40dB 정도의 소음의 크기를 가지면서 온도가 상승된다. 다만 본 발명에서는, 배출 순환관(23)의 단면 직경을 기존의 9.52mm에서 11mm ~ 14mm, 바람직하게는 12.7mm로 변경하여 동일한 실험을 수행하였을 때 상기 배출 순환관(23)을 통과하는 물은 36dB 정도의 소음의 크기를 가지면서 동일한 온도 상승의 효과가 발생하는 결과를 도출하였다.

즉, 상기 배출 순환관(23)의 단면 직경을 유입 순환관(21) 및 절곡 순환관(22) 보다 상대적으로 더 크게 구성하면, 상기 배출 순환관(23)의 단위 면적당 발열량이 작아지게 되어 물의 온도 상승시 소음의 크기가 감소되는 효과가 있다. 다만, 상기 배출 순환관(23)이 14mm 보다 더 큰 크기의 단면 직경을 가지게 되면 상기 절곡 순환관(22)으로부터 상기 배출 순환관(23)으로 물의 이동이 원활하게 이루어지지 않으므로 상기 배출 순환관(23)은 11mm ~ 14mm, 바람직하게는 12.7mm의 단면 직경을 가지는 것이 가장 효율적이다.

상기 배출 순환관(23)의 일측에는 상기 순환 관로(20)를 통과한 물이 취수 관로(30)로 이동하는 경로인 가이드 홀(23a)이 형성된다. 상기 가이드 홀(23a)은 사용자의 조작이 가능한 배출 코크(40) 방향을 향하여 형성되는 홀로 규정할 수 있다. 상기 가이드 홀(23a)에서 배출되는 물은 취수 관로(30)로 이동하게 된다. 구체적으로, 상기 배출 순환관(23)은 상기 가이드 홀(23a)이 취수 관로(30)의 내부에 형성되도록 상기 취수 관로(30)의 일면을 관통하도록 배치된다. 즉, 상기 배출 순환관(23)의 일측은 상기 취수 관로(30)의 내부에 배치되어 상기 취수 관로(30)의 외면으로부터 내측으로 돌출되는 돌출부가 형성된다.

또한, 상기 배출 순환관(23)과 취수 관로(30)는 서로 직교하는 방향으로 연장된다. 따라서 상기 배출 순환관(23)을 따라 상하 방향으로 이동되는 물은 상기 가이드 홀(23a)을 통과하여 상기 취수 관로(30)를 따라 좌우 방향으로 이동된다. 정리하면, 상기 배출 순환관(23)의 일부는 상기 취수 관로(30) 내부에 수용되도록 배치되고, 상기 취수 관로(30)에 수용되는 배출 순환관(23)의 일부에는 상기 가이드 홀(23a)이 형성되어 물의 이동 방향 변경을 가이드 하는 것이다.

상기 가이드 홀(23a)의 중앙 지점은 상기 취수 관로(30)의 폭의 중앙 지점 보다 상대적으로 낮은 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 배출 순환관(23)을 통과하여 상기 취수 관로(30)로 이동되는 물은 상기 취수 관로(30)의 하부를 따라 이동할 수 있다. 따라서 상기 배출 순환관(23)에서 배출되는 물은 상기 배출 코크(40)로 이동시 상기 취수 관로(30)의 하부를 따라 이동하게 되고, 상기 배출 코크(40)로부터 냉수조(10)로 리턴시 상기 취수 관로(30)의 상부를 따라 이동하게 되어 상기 취수 관로(30) 내부에서 물의 이동 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다.

또한 상기 취수 관로(30)의 폭(W)은, 상기 취수 관로(30)에 수용되는 상기 배출 순환관(23)의 길이(L) 보다 상대적으로 큰 값을 가진다. 따라서 상기 취수 관로(30)의 단면 직경을 기준으로, 상기 취수 관로(30)의 내부에 수용되는 배출 순환관(23)과 상기 취수 관로(30)의 내측 단면 사이에는 배출 코크(40)를 통과한 물이 이동되는 통로인 중공이 형성된다. 따라서 상기 배출 코크(40)의 끝단을 통과한 물은 상기 중공을 거쳐서 상기 냉수조(10)로 원활하게 이동될 수 있다.

상기 냉수조(10)의 하면에는 상기 취수 관로(30)를 통과한 물이 상기 냉수조(10)로 유입되는 통로인 복수 개의 리턴 홀(12)이 형성된다. 즉, 상기 냉수조(10)의 하면에는, 상기 냉수조(10)에 저장된 물이 유입 순환관(21)으로 이동되는 통로인 유입 홀(11)과, 상기 취수 관로(30)를 통과한 물이 상기 냉수조(10)로 이동되는 통로인 리턴 홀(12)이 형성된다(도 4 참조). 도면에서는, 상기 유입 홀(11)이 냉수조(10) 하면 중앙에 형성되고, 상기 복수 개의 리턴 홀(12)이 상기 유입 홀(11)을 감싸도록 형성되는 것으로 도시하였으나 상기 유입 홀(11) 및 리턴 홀(12)의 위치가 이에 제한되는 것은 아니고, 그 외의 다양한 실시 예가 가능함을 밝혀둔다.

이하에서는, 냉수조(10)에 저장된 물이 복수의 관로를 통과하면서 정수기(1)의 내부 배관 및 내부 구성을 살균하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 살균 모드 작동시 냉수조에 저장된 물이 이동되는 과정을 보여주는 개략적인 물의 흐름도이다.

본 발명에 따른 정수기(1)의 작동 모드는 냉수조(10)에 저장된 물이 사용자에게 공급되는 취수 모드 및 상기 냉수조(10)에 저장된 물이 정수기(1)의 내부 구성을 살균하고 다시 냉수조(10)로 리턴하는 살균 모드를 포함한다.

먼저, 정수기(1)가 살균 모드로 작동하게 되면, 냉수조(10)에 저장된 물은 유입 홀(11)을 통해 순환 관로(20)로 유입된다. 상기 순환 관로(20)의 일 구성인 배출 순환관(23)에는 물에 열을 가하는 가열장치(24)가 설치되고, 상기 가열장치(24)는 살균 모드시 온 상태가 되도록 작동한다. 상기 가열장치(24)에 의해 고온으로 가열된 물은 가이드 홀(23a)을 통과하여 취수 관로(30)의 하방으로 이동된다. 상기 취수 관로(30)의 하방을 따라 배출 코크(40) 끝단을 거친 물은 리턴하여 취수 관로(30)의 상방을 따라 이동하게 되고, 취수 관로(30)의 내측 단면과 배출 순환관(23)의 돌출부 사이에 형성되는 중공을 통해 다시 냉수조(10)로 유입된다.

이와 같이 정수기(1)가 살균 모드로 작동시 상기 냉수조(10)에 저장된 물은 순환관로(20), 취수관로(30)의 하방, 배출 코크(40), 취수관로(30)의 상방 및 냉수조(10)를 순차적으로 통과하면서 정수기(1)의 내부 구성 및 내부 배관을 살균시킬 수 있다.

다음으로, 정수기(1)가 취수 모드로 작동하게 되면, 상기 가열장치(24)는 오프 상태가 되도록 작동하고, 상기 냉수조(10)에 저장된 물은 순환관로(20), 취수관로(30) 및 배출 코크(40)를 순차적으로 통과하여 사용자에게 공급된다.

본 발명에 따른 정수기(1)는 운전 모드에 관한 정보를 판단하여 냉수조(10)에 저장된 물의 이동 경로를 결정하는 제어부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 또한 본 실시 예에서는, 정수기(1)의 운전 모드가 취수 모드와 살균 모드로 구분되는 것으로 설명하였으나 필요에 따라 복수의 운전 모드가 설정될 수도 있다. 일 예로 정수기(1)의 운전 모드는 상기 취수 모드와 살균 모드가 사용자의 조작에 따라 달라지는 수동 모드를 더 포함할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되고, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 정수기 10: 냉수조
20: 순환 관로 21: 유입 순환관
22: 절곡 순환관 23: 배출 순환관
24: 가열장치 30: 취수 관로
40: 배출 코크 50: 브라켓

Claims (6)

1. 물을 저장하는 물 저장조;
   상기 물 저장조에 저장된 물이 유입되는 유입 순환관과, 상기 유입 순환관의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되는 배출 순환관과, 상기 유입 순환관의 일측과 상기 배출 순환관의 일측을 연결하고 소정의 곡률을 가지도록 굽이지는 절곡 순환관을 포함하는 순환 관로;
   일측이 상기 물 저장조와 연결되고 타측이 배출 코크와 연결되는 취수 관로;
   상기 배출 순환관의 외면 일부를 감싸도록 배치되어 상기 순환 관로를 따라 이동하는 물에 열 에너지를 제공하는 가열장치; 및
   상기 가열장치의 온 또는 오프를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 배출 순환관의 일측에는 상기 취수 관로의 내부 공간에 배치되어 상기 취수 관로의 외면으로부터 내측으로 돌출되고, 상기 배출 순환관의 연장 방향과 동일한 방향으로 연장되는 돌출부가 형성되고,
   상기 돌출부는, 상기 배출 순환관으로부터 상기 취수 관로의 내부 하면을 따라 상기 배출 코크 방향을 향하여 물이 이동되도록 상기 배출 순환관과 상기 취수 관로 사이의 경계로써 물의 이동 통로를 제공하고, 상기 돌출부의 일면에 형성되는 가이드 홀을 구비하고,
   상기 가이드 홀의 중앙 지점은, 상기 취수 관로 내에서 물의 이동이 원활하게 이루어지도록 상기 취수 관로의 내측 단면 중앙 지점 보다 상대적으로 낮은 위치에 배치되고,
   상기 배출 순환관의 단면 직경은 11mm ~ 14mm이고, 상기 절곡 순환관의 단면 직경과 상기 유입 순환관의 단면 직경은 8mm ~ 10mm이며,
   상기 물 저장조에 저장된 물이 상기 배출 코크를 통해 외부로 취출되는 취수 모드시 상기 제어부는 상기 가열장치를 오프 시키도록 제어하고,
   상기 물 저장조에 저장된 물이 상기 순환 관로, 취수 관로 및 배출 코크를 순환 살균시키는 살균 모드시 상기 제어부는 상기 가열장치를 온 시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 순환 살균 시스템을 구비한 정수기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 취수 관로의 폭은,
   상기 돌출부의 길이 보다 상대적으로 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는 순환 살균 시스템을 구비한 정수기.
   
6. 삭제

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