KR101803876B1

KR101803876B1 - 유도 가열 모듈

Info

Publication number: KR101803876B1
Application number: KR1020160103693A
Authority: KR
Inventors: 문정민
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-08-16
Filing date: 2016-08-16
Publication date: 2017-12-04
Also published as: KR20170022901A

Abstract

본 발명의 유도 가열 모듈은, 제1커버와 제2커버의 테두리끼리 서로 결합되어 형성되고 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비하는 온수 탱크 조립체를 포함한다.
상기 제1커버는 평판의 형상을 갖고 워킹 코일에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다.
상기 제2커버는, 상기 제1커버로부터 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 베이스 면; 상기 베이스 면으로부터 상기 제1커버를 향해 돌출된 돌출면에 형성되며, 상기 제1커버와의 용접에 의해 형성되는 용접부; 및 상기 베이스 면으로부터 상기 제1커버를 향해 돌출되고, 상기 온수 탱크 조립체의 입수관과 출수관을 향해 연장되는 돌기부를 포함한다.
또한 상기 제2커버는, 상기 제1커버로부터 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 베이스 면; 상기 온수 탱크 조립체의 입수관에 연결되고, 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되는 유량 분산부; 및 상기 온수 탱크 조립체의 출수관에 연결되고, 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되는 유량 합류부를 포함한다.

Description

유도 가열 모듈{INDUCTION HEATING MODULE}

본 발명은 유도 가열 방식으로 액체를 가열하는 유도 가열 모듈과 이를 구비하는 물 공급 장치에 관한 것이다.

유도 가열이란 전자기 유도를 이용하여 피가열체를 가열하는 방식의 가열 방법을 가리킨다. 코일에 전류가 공급되면, 피가열체에 와전류(eddy current)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 발생된 줄열(Joule heating)이 피가열체의 온도를 높이게 된다. 일반적으로 유도 가열 장치는 한 개 또는 두 개의 조합으로 이루어진 전자석과 코일로 이루어진다.

최근에는 저수조형 물 공급 장치(예를 들어 정수기나 냉장고 등)보다 직수형 물 공급 장치에 대한 사용자의 선호도가 증가하고 있다. 저수조형 물 공급 장치는 원수를 여과하여 저수조에 보관하고 있다가 사용자가 취출부를 조작하였을 때 저수조에 저장된 정수를 제공하는 형태의 물 공급 장치를 가리킨다. 이에 반해 직수형 물 공급 장치는 저수조를 구비하지 않고, 사용자가 취출부를 조작하였을 때 즉시 원수를 여과하여 사용자에게 정수를 제공하는 형태의 물 공급 장치를 가리킨다. 직수형 물 공급 장치는 저수조형 물 공급 장치에 비해 위생적이고 물을 절약할 수 있는 것으로 인식되어 있다.

또한 제한된 공간 내에서 공간을 효율적으로 활용하기 위해 물 공급 장치의 소형화에 대한 요구가 늘어나고 있다.

온수를 제공하는 물 공급 장치도 소형화 및 직수형 선호의 추세에 맞춰 많은 부피를 차지하지 않으면서도 신속하게 온수를 생성할 수 있는 유도 가열 방식을 채택하고 있다. 그러나 소형화 및 직수형 선호 추세에 따라 물 공급 장치에 채택된 유도 가열 모듈은 작동 과정에서 압력 상승에 의해 변형되는 문제가 존재하며, 액체의 가열이 충분히 이루어지지 못한다는 문제도 존재한다.

본 발명의 일 목적은 유도 가열 모듈에 구비되는 온수 탱크 조립체의 변형을 방지할 수 있는 구조를 제안하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 유량을 적절하게 분배하거나 분배된 유량을 다시 합류시킬 수 있는 구조의 온수 탱크 조립체를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 온수 탱크 조립체에서 가열될 액체의 유속을 제어하여 상기 온수 탱크 조립체 내에서 액체의 충분한 가열이 이루어질 수 있는 구조를 제안하기 위한 것이다. 나아가 본 발명은 균일한 온도 범위의 온수를 제공할 수 있는 구조를 제안하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 유도 가열 모듈은, 제1커버와 제2커버의 테두리끼리 서로 결합되어 형성되고 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비하는 온수 탱크 조립체를 포함하며, 상기 제1커버는 평판의 형상을 갖고 워킹 코일에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어지며, 상기 제2커버는, 상기 제1커버로부터 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 베이스 면; 상기 베이스 면으로부터 상기 제1커버를 향해 돌출된 돌출면에 형성되며, 상기 제1커버와의 용접에 의해 형성되는 용접부; 및 상기 베이스 면으로부터 상기 제1커버를 향해 돌출되고, 상기 온수 탱크 조립체의 입수관과 출수관을 향해 연장되는 돌기부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 용접부는 상기 돌기부의 양측에 적어도 하나씩 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 돌기부는 상기 용접부를 중심으로 서로 반대 방향으로 연장되는 제1부분과 제2부분을 포함할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 용접부는 폐곡선의 형상을 가질 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유도 가열 모듈은 상기 제1커버를 기준으로 상기 제2커버의 반대쪽에 배치되는 온도센서를 포함하고, 상기 용접부는 상기 온도센서와 중첩되지 않는 위치에 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 돌기부는, 상기 입수관과 상기 출수관을 향해 연장되는 제1돌기부; 및 상기 제1돌기부의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 제2돌기부를 포함할 수 있다.

상기 제1돌기부와 상기 제2돌기부는 프레스 가공에 의해 일체로 형성될 수 있다.

상기 제2돌기부의 연장 길이는 상기 제1돌기부의 폭보다 길 수 있다.

상기 제2돌기부는 상기 제1돌기부의 양 단부에 각각 형성될 수 있다.

상기 제1돌기부는 상기 용접부를 중심으로 서로 반대 방향으로 연장되는 제1부분과 제2부분을 포함하고, 상기 제2돌기부는 상기 제1부분의 단부와 상기 제2부분의 단부에 각각 형성될 수 있다.

상기 온수 탱크 조립체는 상기 제2돌기부를 복수로 구비하고, 복수의 상기 제2돌기부 중 적어도 일부는 상기 입수관을 통해 유입된 액체 또는 상기 출수관을 통해 배출될 액체와 접촉하도록 배치될 수 있다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명은 유량 분산부와 유량 합류부를 포함하는 유도 가열 모듈을 개시한다. 유도 가열 모듈은, 제1커버와 제2커버의 테두리끼리 서로 결합되어 형성되고 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비하는 온수 탱크 조립체를 포함하며, 상기 제1커버는 평판의 형상을 갖고 워킹 코일에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어지며, 상기 제2커버는, 상기 제1커버로부터 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 베이스 면; 상기 온수 탱크 조립체의 입수관에 연결되고, 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되는 유량 분산부; 및 상기 온수 탱크 조립체의 출수관에 연결되고, 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되는 유량 합류부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 유량 분산부와 상기 유량 합류부는 프레스 가공에 의해 상기 베이스 면과 일체로 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 유량 분산부와 상기 유량 합류부는, 상기 베이스 면보다 상기 제1커버로부터 더 멀리 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 이격면; 및 상기 이격면의 둘레에 형성되고, 상기 베이스 면과 상기 베이스 이격면을 연결하는 경사면을 포함할 수 있다.

상기 유량 분산부의 경사면은 상기 입수관으로부터 이격된 위치에서 경사진 상태로 상기 입수관을 마주보도록 배치되고, 상기 유량 합류부의 경사면은 상기 출수관으로부터 이격된 위치에서 경사진 상태로 상기 출수관을 마주보도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제1커버와 제2커버의 용접에 의해 형성되는 용접부는 제1커버의 변형을 방지할 수 있다. 유도 가열 모듈의 작동 과정에서 온수 탱크 조립체의 내부 압력이 상승하게 되면 제1커버가 제2커버로부터 멀어지는 방향으로 부풀어 온수 탱크 조립체의 변형과 오작동을 유발할 수 있는데, 용접부는 제1커버와 제2커버를 서로 붙어 있도록 유지시키므로, 이러한 변형과 오작동을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 제2커버에 형성되는 돌기부는 제2커버의 변형을 방지할 뿐만 아니라 온수 탱크 조립체 내에서 액체의 유량을 적절하게 분배할 수 있다. 돌기부는 입수관과 출수관을 향해 연장되어 있으므로, 제2커버의 강성을 보강할 수 있다. 온수 탱크 조립체 내의 압력이 증가하더라도 돌기부에 의해 제2커버의 변형이 방지될 수 있다.

돌기부는 연장 방향과 교차하는 방향으로 적절한 폭을 갖도록 형성되므로, 입수관을 통해 온수 탱크 조립체로 유입되는 액체의 유량을 온수 탱크 조립체 내로 적절하게 분배할 수 있다. 액체 입자가 돌기부에 충돌하면 액체 입자는 사방으로 퍼지게 되며, 유량은 자연스럽게 온수 탱크 조립체 내의 곳곳으로 분배된다. 돌기부가 유량을 분배함에 따라 온수 탱크 조립체로 유입된 액체는 한 곳에 집중되지 않으므로, 효율적인 가열이 가능해진다.

돌기부는 제1돌기부와 제2돌기부를 포함할 수 있다. 제1돌기부는 입수관과 출수관 방향으로 연장되며, 제2커버의 강성을 보강하여 제2커버의 변형을 방지할 수 있다. 제2돌기부는 제1돌기부와 교차하는 방향으로 연장되며 액체의 입자와 충돌되는 위치에 배치되어 유량을 분배할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 입수관에 연결되는 유량 분산부가 입수관을 통해 유입되는 액체의 유량을 온수 탱크 조립체의 곳곳에 적절하게 분배하도록 이루어진다. 따라서 액체는 온수 탱크 조립체 내에서 충분히 가열될 수 있다. 그리고 출수관에 연결되는 유량 합류부는 출수관을 통해 배출될 액체의 유량을 합류시키도록 이루어진다. 따라서 가열 정도가 일정하지 않을 수 있는 액체는 유량 합류부에 의해 적절하게 혼합될 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 정수기의 외관을 보인 사시도다.
도 2는 본 발명과 관련된 정수기의 내부 구성을 보인 분해 사시도다.
도 3은 본 발명과 관련된 유도 가열 모듈의 분해 사시도다.
도 4a와 도 4b는 제1실시예의 온수 탱크 조립체를 서로 다른 방향에서 바라본 분해 사시도다.
도 5는 제2실시예의 온수 탱크 조립체를 보인 사시도다.
도 6은 제3실시예의 온수 탱크 조립체를 보인 사시도다.
도 7은 제4실시예의 온수 탱크 조립체를 보인 사시도다.
도 8은 제5실시예의 온수 탱크 조립체를 보인 사시도다.
도 9는 제6실시예의 온수 탱크 조립체를 보인 사시도다.
도 10a와 도 10b는 제6실시예의 온수 탱크 조립체를 서로 다른 방향에서 바라본 분해 사시도다.
도 11은 도 9의 라인 A-A를 따라 온수 탱크 조립체를 자르고 바라본 단면도다.
도 12는 도 9의 라인 B-B를 따라 온수 탱크 조립체를 자르고 바라본 단면도다.

이하, 본 발명에 관련된 유도 가열 모듈 및 이를 구비하는 물 공급 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 여기서는 물 공급 장치의 예로 정수기에 대하여 설명하나, 본 발명의 유도 가열 모듈은 반드시 정수기에만 적용되는 것은 아니고, 액체를 가열하는 모든 장치에 적용될 수 있다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명과 관련된 정수기(1000)의 외관을 보인 사시도다.

정수기(1000)는 커버(1010), 취출부(1020), 베이스 조립체(1030) 및 트레이(1040)를 포함한다.

커버(1010)는 정수기(1000)의 외관을 형성한다. 원수를 여과하기 위한 부품들은 대부분 커버(1010)의 내부에 설치된다. 커버(1010)는 상기 부품들을 보호하도록 상기 부품들을 감싼다. 커버(1010)라는 명칭은 케이스 또는 하우징 등으로 바뀌어 설명될 수 있다. 어느 명칭이건 정수기(1000)의 외관을 형성하고 원수를 여과하는 부품들을 감싸도록 이루어진다면 본 발명에서 설명하는 커버(1010)에 해당한다.

커버(1010)는 단일 부품으로 형성될 수도 있으나, 여러 부품들의 결합에 의해 형성될 수 있다. 일 예로 도 1에 도시된 바와 같이 커버(1010)는 프론트 커버(1011), 리어 커버(1014), 사이드 패널(1013a), 어퍼 커버(1012) 및 탑 커버(1015)를 포함할 수 있다.

프론트 커버(1011)는 정수기(1000)의 전방에 배치된다. 리어 커버(1014)는 정수기(1000)의 후방에 배치된다. 여기서 정수기(1000)의 전방과 후방은 각각 사용자의 시선에서 취출부(1020)를 정면으로 바라보는 방향을 기준으로 설정한 것이다. 다만, 정수기(1000)의 전방과 후방이라는 개념이 절대적인 것은 아니므로, 정수기(1000)를 묘사하는 방식에 따라 달라질 수 있다. 또한 도 1에서 프론트 커버(1011)와 리어 커버(1014)는 곡면을 갖는 것으로 도시되어 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

사이드 패널(1013a)은 정수기(1000)의 좌우에 각각 배치된다. 사이드 패널(1013a)은 프론트 커버(1011)와 리어 커버(1014) 사이에 배치된다. 사이드 패널(1013a)은 프론트 커버(1011) 및 리어 커버(1014)와 각각 결합될 수 있다. 사이드 패널(1013a)은 실질적으로 정수기(1000)의 옆면을 형성한다.

어퍼 커버(1012)는 정수기(1000)의 전방에 배치된다. 어퍼 커버(1012)는 프론트 커버(1011)보다 높은 위치에 설치된다. 어퍼 커버(1012)와 프론트 커버(1011) 사이의 공간으로 취출부(1020)가 노출된다. 어퍼 커버(1012)는 프론트 커버(1011)와 함께 정수기(1000) 전면의 외관을 형성한다.

탑 커버(1015)는 정수기(1000)의 윗면을 형성한다. 탑 커버(1015)에는 입출력부(1016)가 형성될 수 있다. 입출력부(1016)는 입력부와 출력부를 포함하는 개념이다. 입력부는 사용자의 제어 명령을 인가받도록 이루어진다. 입력부가 사용자의 제어명령을 인가받는 방식은 터치 입력, 물리적인 가압 등을 모두 포함하거나 선택적으로 포함할 수 있다. 출력부는 사용자에게 정수기(1000)의 상태 정보를 시청각적으로 제공하도록 이루어진다.

취출부(또는 코크 어셈블리, 1020)는 사용자의 제어 명령에 따라 사용자에게 정수를 제공하는 기능을 한다. 취출부(1020)는 물을 공급하기 위해 정수기(1000)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 특히 상온의 정수, 상온보다 차가운 냉수 및 상온보다 뜨거운 온수를 제공하도록 이루어지는 정수기(1000)에서는 사용자로부터 인가받은 제어 명령에 따라 상온의 온수, 냉수 및 정수 중 적어도 하나가 취출부(1020)를 통해 사용자에게 제공된다.

취출부(1020)는 사용자의 조작에 따라 회전 가능하도록 이루어질 수 있다. 프론트 커버(1011)와 어퍼 커버(1012) 사이에 형성되는 회전 가능 범위 내에서 취출부(1020)가 회전될 수 있다. 취출부(1020)의 회전은 사용자가 취출부(1020)에 물리적으로 가하는 힘에 의해 이루어질 수 있다. 또한 취출부(1020)의 회전은 사용자가 입출력부(1016)에 인가하는 제어 명령에 근거하여 이루어질 수 있다. 취출부(1020)의 회전을 구현하는 구성은 정수기(1000)의 내부에 설치될 수 있으며, 구체적으로 어퍼 커버(1012)에 의해 가려지는 영역에 설치될 수 있다. 그리고, 입출력부(1016)도 취출부(1020)의 회전 시 취출부(1020)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다.

베이스 조립체(1030)는 정수기(1000)의 바닥을 형성한다. 정수기(1000)의 내부 부품들은 베이스 조립체(1030)에 의해 지지된다. 정수기(1000)가 바닥이나 선반 등에 놓여져 있을 때, 베이스 조립체(1030)는 바닥이나 선반 등을 마주보게 된다. 따라서 정수기(1000)가 바닥이나 선반 등에 놓여져 있을 때 베이스 조립체(1030)의 구조가 외부로 노출되지 않는다.

트레이(1040)는 취출부(1020)를 마주하도록 배치된다. 정수기(1000)가 도 1과 같이 설치되었을 경우를 기준으로, 트레이(1040)는 취출부(1020)를 상하 방향으로 마주한다. 트레이(1040)는 취출부(1020)를 통해 제공되는 정수 등을 담기 위한 용기 등을 지지한다. 또한 트레이(1040)는 취출부(1020)에서 떨어지는 잔수를 수용하도록 형성된다. 트레이(1040)가 취출부(1020)에서 떨어지는 잔수를 받아 수용하면, 정수기(1000) 주위에 잔수로 인한 오염의 발생을 방지할 수 있다.

트레이(1040)는 취출부(1020)에서 떨어지는 잔수를 받아내야 하므로, 트레이(1040)도 취출부(1020)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다. 입출력부(1016)와 트레이(1040)는 취출부(1020)와 같은 방향으로 회전하도록 구현되는 것이 바람직하다.

도 1에서는 정수기(1000)의 외관을 설명하였고, 도 2에서는 정수기(1000)의 내부 구성을 설명한다.

도 2는 본 발명과 관련된 정수기(1000)의 내부 구성을 보인 분해 사시도다.

필터부(1060)는 프론트 커버(1011)의 안쪽에 설치된다. 필터부(1060)는 원수를 여과하여 정수를 생성하도록 이루어진다. 하나의 필터만으로 사용자가 음용하기에 적절한 정수를 생성하기 어려울 수 있으므로, 필터부(1060)는 복수의 단위 필터들(1061, 1062)을 포함할 수 있다. 복수의 단위 필터들(1061, 1062)은 기설정된 순서에 따라 연결된다. 단위 필터들(1061, 1062)은 예를 들어, 카본 블럭, 흡착 필터 등의 프리 필터와 헤파 필터, UF 필터 등의 고성능 필터등을 포함한다 도 2에는 두 개의 단위 필터들(1061, 1062)이 설치되어 있으나, 단위 필터들(1061, 1062)의 수는 필요에 따라 확장될 수 있다.

기설정된 순서란 필터부(1060)가 물을 여과하기에 적절한 순서를 의미하는 것이다. 필터에는 다양한 이물질이 포함되어 있을 수 있다. 헤파 필터나 UF 필터와 같은 고성능 필터들은 머리카락이나 먼지 등의 큰 입자들로부터 보호되어야 한다. 따라서 고성능 필터들의 보호를 위해서는 프리 필터의 출구가 고성능 필터의 입구와 연결되어야 한다.

프리 필터는 큰 입자들을 물로부터 제거하도록 이루어진다. 프리 필터가 고성능 필터의 상류측에 배치되어 원수에 포함된 큰 입자들을 먼저 제거하면, 큰 입자들을 포함하지 않는 물이 고성능 필터로 공급되므로 고성능 필터가 보호될 수 있다. 프리 필터를 통과한 원수는 이어서 헤파 필터나 UF 필터 등에 의해 여과된다.

필터부(1060)에 의해 생성된 정수는 곧바로 취출부(1020)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이 경우 사용자에게 제공되는 정수의 온도는 상온에 해당한다. 이와 달리, 필터부(1060)에 의해 성성된 정수는 유도 가열 및 제어 모듈(1100)에 의해 온수로 되거나 냉수 탱크 조립체(1200)에 의해 냉수로 될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)는 필터부(1060)의 단위 필터(1061, 1062)들을 고정시키고, 정수나 냉수 등의 출수 유로, 밸브 등을 고정하는 구조물이다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)은 트레이(1040)와 결합된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 하단은 트레이(1040)의 돌출 결합부(1041)를 수용하도록 형성된다. 트레이(1040)의 돌출 결합부(1041)가 필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)에 삽입됨에 따라 필터 브라켓 조립체(1070)와 트레이(1040)의 결합이 이루어진다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)과 트레이(1040)는 서로 대응되는 곡면을 갖는다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)은 나머지 부분과 독립적으로 회전될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 상단(1072)은 취출부(1020)를 지지하도록 이루어진다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상단(1072)은 취출부(1020)의 회전 경로를 형성한다. 취출부(1020)는 정수기(1000)의 외부로 돌출되는 제1부분(1021)과 정수기(1000)의 내부에 배치되는 제2부분(1022)으로 구분될 수 있다. 제2부분(1022)은 도 2에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있다. 제2부분(1022)은 필터 브라켓 조립체(1070)의 상단(1072)에 거치된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상단(1072)은 나머지 부분과 독립적으로 회전될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)과 상단(1072)은 상하 연결부(1073)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상하 연결부(1073)에 의해 서로 연결되는 필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)과 상단(1072)은 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 만일 사용자가 취출부(1020)를 회전시키면, 취출부(1020)와 연결되는 필터 브라켓 조립체(1070)의 상단(1072), 상하 연결부(1073), 하단(1071) 및 트레이(1040)가 취출부(1020)와 함께 회전될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하단(1071)과 상단(1072) 사이에는 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)을 수용하도록 이루어지는 필터 설치 영역(1074)이 형성될 수 있다. 필터 설치 영역(1074)은 단위 필터들(1061, 1062)의 설치 공간을 제공한다.

필터 설치 영역(1074)의 반대쪽에는 정수기(1000)의 후방을 향해 돌출되는 지지대(1075)가 형성된다. 지지대(1075)는 유도 가열 및 제어 모듈(1100)을 지지하도록 이루어진다. 유도 가열 및 제어 모듈(1100)은 지지대(1075)에 거치된다. 지지대(1075)는 유도 가열 및 모듈(1100)에서 형성된 열이 압축기 조립체(1050) 등으로 전도되는 것을 억제할 수 있다.

유도 가열 및 제어 모듈(1100)은 온수를 생성하고 정수기(1000)의 전반적인 제어를 구현하도록 이루어진다. 유도 가열 및 제어 모듈(1100)은 유도 가열 모듈(1100a, 도 3 참조)과 제어 모듈(1100b, 도 3 참조)을 포함한다.

유도 가열 및 제어 모듈(1100)에는 정수기(1000)의 동작을 제어하는 다양한 인쇄회로기판들이 내장될 수 있다.

유도 가열 및 제어 모듈(1100)의 일측에는 상기 인쇄회로기판들로 물이 침투하는 것을 방지하고 화재 발생 시 인쇄회로기판들을 보호하기 위한 보호 커버(1161)가 결합될 수 있다.

압축기 조립체(1050)는 지지대(1075)의 아래에 배치된다. 냉수 탱크 조립체(1200)에서 냉수를 생성하기 위해서는 냉동사이클의 작동에 의해 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 채워져 있는 냉각수를 저온으로 만들어야 한다. 냉동사이클이란 냉매의 압축-응축-팽창-증발 과정이 연속적으로 일어나는 장치들의 집합을 가리킨다. 압축기 조립체(1050)의 압축기는 냉매를 압축하도록 이루어진다. 압축기에는 냉동사이클의 각 구성요소들을 연결하는 냉매 유로 등이 연결될 수 있다. 압축기와 냉매 유로 등을 포함하는 기기들이 서로 연결되어 압축기 조립체(1050)를 형성한다.

압축기 조립체(1050)는 베이스 조립체(1030)에 의해 지지된다. 베이스 조립체(1030)는 압축기 조립체(1050)뿐만 아니라 프론트 커버(1011), 리어 커버(1014), 사이드 패널(1013a, 1013b), 필터 브라켓 조립체(1070), 응축기(1032) 및 팬(1033) 등을 지지하도록 형성된다. 이들 구성 요소들을 지지하기 위해 베이스 조립체(1030)는 높은 강성을 갖는 것이 바람직하다. 특히 정수기(1000)의 후방측에는 응축기(1032)와 팬(1033)이 설치될 수 있는데, 베이스 조립체(1030)는 응축기(1032)의 방열을 위해 바닥에 흡기구(1034)를 갖는다. 흡기구(1034)를 통해 흡입된 공기는 팬(1033)에 의해 응축기(1032)를 향해 이동하면서 공랭식의 냉각을 구현하게 된다. 베이스 조립체(1030)에는 응축기(1032)의 방열 효율을 높이기 위해 팬(1033)과 응축기(1032)를 감싸는 덕트 구조의 부품이 고정될 수 있다. 응축기(1032)의 상부에는 냉수 탱크 조립체(1200)를 지지하기 위한 받침대(1031)가 설치될 수 있다.

받침대(1031)와 리어 커버(1014)는 서로 대응되는 위치에 홀(1031a)(1014a)을 구비할 수 있다. 홀(1031a)(1014a)은 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워진 냉각수를 배수하기 위한 것이다. 냉각수를 배수하기 위한 구조에 대하여는 후술한다.

응축기(1032)도 압축기 조립체(1050)의 압축기와 함께 냉동사이클을 형성한다. 응축기(1032)에서 냉매의 응축이 이루어진다.

증발기(미도시)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 설치될 수 있다.

냉매의 팽창은 모세관 등의 팽창 장치에 의해 구현될 수 있다.

냉수 탱크 조립체(1200)는 내부에 냉각수를 수용하도록 형성된다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 필터부(1060)에서 생성된 정수를 공급받는다. 특히 별도의 수조부를 구비하지 않는 직수형 정수기(1000)의 경우, 냉수 탱크 조립체(1200)는 필터부(1060)로부터 직접 정수를 공급받을 수 있다.

냉수 탱크 조립체(1200)에 채워진 냉각수의 온도는 냉동사이클의 작동에 의해 낮아진다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 냉각수로 정수를 냉각하여 냉수를 형성하도록 이루어진다.

냉각수는 냉수 탱크 조립체(1200)에 저장되어 있고 순환하지 않기 때문에 오랜 시간이 지나면 냉각수의 오염도가 증가하게 된다. 위생을 위해서는 주기적으로 냉수 냉크 조립체에 저장된 냉각수는 외부로 배출시키고, 새로운 냉각수가 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워져야 한다.

종래의 기술은 냉각수의 배출을 위한 밸브와 배관 등을 포함하였다. 냉각수는 저온으로 유지되기 때문에 냉각수가 통과하는 밸브와 배관 등의 온도는 부분적으로 이슬점보다 낮아질 수 있다. 그리고 온도가 이슬점보다 낮아진 부분에는 이슬이 맺히게 된다. 이슬의 맺힘은 정수기(1000)의 오작동을 유발할 수 있으며, 누수로 오인될 가능성도 있다.

도 3은 본 발명과 관련된 유도 가열 및 제어 모듈(1100)의 분해 사시도다.

유도 가열 및 제어 모듈(1100)은 유도 가열 모듈(1100a)과 제어 모듈(1100b)을 포함한다. 유도 가열 모듈(1100a)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110), 유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122), 온수 탱크 조립체(1130), 워킹 코일 조립체(1140) 및 쉴드 플레이트(1150)를 포함한다. 제어 모듈(1100b)은 컨트롤 인쇄회로기판(1162), 노이즈 인쇄회로기판(1163), NFC(Near Field Communication) 인쇄회로기판(1171), 버저(Buzzer)(1172), 메인 인쇄회로기판(1180) 및 메인 인쇄회로기판 커버(1191, 1192)를 포함한다.

이하에서는 유도 가열 모듈(1100a)과 제어 모듈(1100b)의 각 구성에 대하여 설명한다.

유도 가열 모듈(1100a)은 필터부(1060, 도 2 참조)에서 생성된 정수를 공급받는다. 특히 별도의 저수조를 구비하지 않는 직수형 정수기(1000, 도 1 및 도 2 참조)의 경우, 유도 가열 모듈(1100a)은 필터부(1060, 도 2 참조)로부터 직접 정수를 공급받을 수 있다.

유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 워킹 코일 조립체(1140)의 유도 가열 작동을 제어한다. 예를 들어 사용자가 온수를 취출하기 위해 정수기(1000, 도 1 및 도 2 참조)의 취출부(1020, 도 1 참조)를 조작하면, 필터부(1060, 도 2 참조)에서 생성된 정수는 온수 탱크 조립체(1130)로 공급된다. 유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 워킹 코일(2134, 도 4a 및 도 4b 참조)(7134, 도 10a 및 도 10b 참조)에 전류가 흐르도록 제어한다. 워킹 코일(2134, 7134)에 공급되는 전류에 의해 온수 탱크 조립체(1130)는 발열을 하게 된다. 정수는 온수 탱크 조립체(1130)를 통과하는 동안 가열되어 온수가 된다.

유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122)는 유도 가열 인쇄회로기판(1110)을 감싸도록 이루어진다. 유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122)는 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)를 포함한다.

제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 테두리끼리 서로 결합된다. 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)에 의해 형성되는 내부 공간에 유도 가열 인쇄회로기판(1110)이 설치된다. 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 물의 침투를 방지한다. 또한 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 화재에 의한 유도 가열 인쇄회로기판(1110)의 손상을 방지하도록 난연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

온수 탱크 조립체(1130)는 정수를 가열하여 온수를 생성한다. 온수 탱크 조립체(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다. 온수 탱크 조립체(1130)는 워킹 코일 조립체(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다. 액체는 온수 탱크 조립체(1130)의 내부 공간을 통과하는 동안 가열되어 온수가 된다. 온수 탱크 조립체(1130)는 기밀을 유지할 수 있도록 이루어진다.

정수기(1000, 도 1 참조) 또는 냉장고 등과 같은 물 공급 장치의 소형화를 위해서는 온수 탱크 조립체(1130)를 소형화하는 것이 필요하다. 온수 탱크 조립체(1130)의 길이나 폭뿐만 아니라 두께도 종래보다 축소시켜야 물 공급 장치의 소형화가 구현될 수 있다. 그러나 도 3에 도시된 바와 같이 전체적으로 납작한 형태의 온수 탱크 조립체(1130)는 몇 가지의 문제점을 유발한다.

첫째 문제는 온수 탱크 조립체(1130)의 변형이다. 온수 탱크 조립체(1130)의 내부 공간에서 액체가 가열되면, 액체의 팽창이 발생한다. 액체의 팽창에 따라 상기 내부 공간의 압력은 급격히 증가하게 된다. 압력의 급격한 증가는 온수 탱크 조립체(1130)의 변형을 유발하게 된다.

둘째 문제는 불충분한 가열이다. 매우 큰 온수 탱크 조립체(1130)를 이용하여 액체를 가열한다면 액체를 가열할 수 있는 시간이 충분하므로, 액체는 충분히 가열될 수 있다. 그러나 소형화된 온수 탱크 조립체(1130)는 액체를 가열할 수 있는 시간을 충분히 갖지 못하므로, 액체가 충분히 가열되지 못할 수 있다.

상기 두 가지 문제는 반드시 온수 탱크 조립체(1130)의 소형화에 의해 유발되는 것은 아니지만, 온수 탱크 조립체(1130)를 소형화하면 할수록 그 문제가 갖는 심각성은 더욱 커지게 된다. 본 발명은 이러한 문제점을 개선할 수 있는 구조의 온수 탱크 조립체(1130)를 제안한다. 온수 탱크 조립체(1130)의 세부 구조는 도 4a 이하의 도면들에 관련된 설명에서 후술한다.

워킹 코일 조립체(1140)는 온수 탱크 조립체(1130)의 발열을 유발하는 자기력선을 형성한다. 워킹 코일 조립체(1140)는 온수 탱크 조립체(1130)의 일측에 배치된다. 워킹 코일 조립체(1140)에 전류가 공급되면, 워킹 코일 조립체(1140)에서 자기력선이 형성된다. 이 자기력선은 온수 탱크 조립체(1130)에 영향을 주게 되며, 온수 탱크 조립체(1130)는 자기력선에 영향을 받아 발열을 한다.

쉴드 플레이트(1150)는 워킹 코일 조립체(1140)의 일측에 배치된다. 쉴드 플레이트(1150)는 워킹 코일 조립체(1140)를 기준으로 온수 탱크 조립체(1130)의 반대측에 배치된다. 쉴드 플레이트(1150)는 워킹 코일 조립체(1140)에서 발생되는 자기력선이 온수 탱크 조립체(1130)를 제외한 나머지 영역으로 방사되는 것을 방지하기 위한 것이다. 쉴드 플레이트(1150)는 자기력선의 흐름를 변경시켜 주는 알루미늄 또는 기타 소재로 이루어질 수 있다.

이하에서는 제어 모듈(1100b)에 대하여 설명한다.

컨트롤 인쇄회로기판(1162)은 디스플레이 인쇄회로기판(미도시)의 서브 구성이다. 컨트롤 인쇄회로기판(1162)은 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치를 구동하기 위한 필수적인 구성은 아니지만, 디스플레이 인쇄회로기판(미도시)의 보조 역할을 한다.

노이즈 인쇄회로기판(1163) 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 전원을 공급하기 위한 것이다. 유도 가열을 위한 출력 전압은 매우 높기 때문에 충분한 전원이 공급되어야만 한다. 노이즈 인쇄회로기판(1163)도 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치를 구동하기 위한 필수적인 구성은 아니다. 그러나 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치는 유도 가열에 필요한 전원이 충분히 공급되지 않을 경우를 대비하여 노이즈 인쇄회로기판(1163)을 가질 수 있다. 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 별도의 전원을 공급하여 유도 가열을 위한 출력 전압을 만족시킬 수 있다. 노이즈 인쇄회로기판(1163)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)뿐만 아니라 다른 구성에도 보조 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다.

버저(1172)는 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치에서 불량이 발생하였을 때, 사용자에게 정확한 불량 정보를 제공할 수 있도록 음향을 출력하는 모듈이다. 버저(1172)는 불량에 따라 기 입력된 코드의 특정 음향을 출력할 수 있다.

NFC 인쇄회로기판(1171)은 통신 기기와 데이터를 주고받기 위한 것이다. 현재는 스마트폰 등 개인용 통신 기기가 보편적으로 보급되어 있다. 따라서 소비자가 개인용 통신 기기를 이용하여 정수기의 상태를 확인하거나 제어명령을 입력할 수 있다면 소비자의 편의성을 향상시킬 수 있다. NFC 인쇄회로기판(1171)은 페어링 된 개인용 통신 기기에 물 공급 장치의 상태 정보를 제공하고, 개인용 통신 기기로부터 사용자의 제어명령을 전송받을 수 있다.

메인 인쇄회로기판(1180)은 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치의 전반적인 작동을 제어한다. 도 1에서 설명한 입출력부(1016, 도 1 참조)나 도 2에서 설명한 압축기 조립체(1050, 도 2 참조)의 구동도 메인 인쇄회로기판(1180)에 의해 제어될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(1180)은 전원이 부족할 경우 노이즈 인쇄회로기판(1163)을 통해 부족한 전원을 공급받을 수 있다.

메인 인쇄회로기판 커버(1191, 1192)는 메인 인쇄회로기판(1180)을 감싸도록 이루어진다. 메인 인쇄회로기판 커버(1191, 1192)는 제1 메인 커버(1191)와 제2 메인 커버(1192)를 포함한다.

제1 메인 커버(1191)와 제2 메인 커버(1192)는 테두리끼리 서로 결합된다. 제1 메인 커버(1191)와 제2 메인 커버(1192)에 의해 형성되는 내부 공간에 메인 인쇄회로기판(1180)이 설치된다. 제1 메인 커버(1191)와 제2 메인 커버(1192)는 물의 침투를 방지한다. 또한 제1 메인 커버(1191)와 제2 메인 커버(1192)는 화재에 의한 메인 인쇄회로기판(1180)의 손상을 방지하도록 난연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 변형 방지 및 유량 분배(또는 유속 제어)를 구현하는 온수 탱크 조립체(1130)의 구조에 대하여 설명한다. 이어서 도 4a 내지 도 10b에서는 온수 탱크 조립체의 여러 실시예에 대하여 설명한다.

도 4a와 도 4b는 제1실시예의 온수 탱크 조립체(2130)를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도다. 도 4a와 도 4b에는 온수 탱크 조립체(2130)와 워킹 코일 조립체(2140)가 함께 도시되어 있다.

온수 탱크 조립체(2130)는 제1커버(2131)와 제2커버(2132)의 테두리끼리 서로 결합되어 형성된다. 제1커버(2131)의 테두리와 제2커버(2132)의 테두리는 기밀을 유지하도록 서로 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 온수 탱크 조립체(2130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다. 상기 내부 공간은 제1커버(2131)와 제2커버(2132)의 결합에 의해 형성된다.

온수 탱크 조립체(2130)는 입수관(2132a)과 출수관(2132b)을 포함한다. 도 4a와 도 4b를 참조하면 입수관(2132a)과 출수관(2132b)은 제2커버(2132)에 형성될 수 있다. 입수관(2132a)은 가열될 액체가 유입되는 유로에 해당한다. 출수관(2132b)은 가열된 액체가 배출되는 유로에 해당한다. 입수관(2132a)과 출수관(2132b)은 서로 반대쪽에 형성될 수 있다. 입수관(2132a)과 출수관(2132b)은 서로 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.

제1커버(2131)는 워킹 코일(2144)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다. 제1커버(2131)는 평판의 형상을 갖는다. 제1커버(2131)는 워킹 코일(2144)로부터 적정 거리에 배치되어야 자기력선의 영향을 받을 수 있다. 만일 제1커버(2131)가 부분적으로 워킹 코일(2144)로부터 너무 멀리 이격되어 있거나 너무 가까이 배치되어 있다면 그 부분에서는 충분한 열이 발생하지 않을 수 있다. 따라서 제1커버(2131)는 워킹 코일(2144)로부터 균일하게 적정 거리에 위치하도록 평판의 형상을 갖는 것이 바람직하다.

제1커버(2131)는 발열을 위한 적절한 소재로 이루어질 수 있다. 제1커버(2131)는 스테인리스 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 4계열의 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1커버(2131)가 STS(STainless Steel, 한국공업규격) 439 소재로 이루어질 수 있다. STS 439는 STS430에 비해 강화된 내식성을 갖는다. 내식성이란 물과의 접촉에 의해 부식되는 것을 억제할 수 있는 성질을 가리킨다. 제1커버(2131)는 약 0.8mm 내외의 두께를 가질 수 있다.

제2커버(2132)는 제1커버(2131)를 기준으로 워킹 코일 조립체(2140)의 반대쪽에 배치되고 자기력선의 영향이 적기 때문에, 제1커버(2131)에 비해 발열과의 관련성이 적다. 따라서 제2커버(2132)는 발열 특성보다 내식성 특성을 갖는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 제2커버(2132)는 스테인리스 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 3계열의 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 제2커버(2132)가 STS 304 소재로 이루어질 수 있다. STS 304는 STS 430이나 STS 439에 비해 더욱 강화된 내식성을 갖는다. 제2커버(2132)는 약 1.0mm 내외의 두께를 가질 수 있다.

제2커버(2132)는 베이스 면(2132c), 돌출면(2132d), 용접부(2132e), 돌기부(2132f)를 포함한다. 상기 베이스 면(2132c), 돌출면(2132d), 돌기부(2132f)는 프레스 가공에 의해 일체로 형성될 수 있다. 베이스 면(2132c)을 갖는 제2커버(2132)를 부분적으로 프레스 가공하면, 제2커버(2132)에 돌출면(2132d)과 돌기부(2132f)가 형성될 수 있다. 일체로 형성된다는 것은 별개의 구성요소로 이루어지는 것이 아니라 하나의 구성요소로 이루어지는 것을 의미하는 것으로, 상기 베이스 면(2132c), 돌출면(2132d) 및 돌기부(2132f)는 제2커버(2132)의 어느 부분을 다른 부분과 구분하기 위해 명명된 것으로 이해되어야 한다. 베이스 면(2132c), 돌출면(2132d) 및 돌기부(2132f)는 제2커버(2132)의 서로 다른 부분들을 가리키는 명칭이다.

베이스 면(2132c)은 제1커버(2131)로부터 이격된 위치에서 제1커버(2131)를 마주본다. 앞서 온수 탱크 조립체(2130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다고 설명한 바 있다. 베이스 면(2132c)은 상기 내부 공간을 형성하도록 제1커버(2131)로부터 이격되어 있다.

돌출면(2132d)은 베이스 면(2132c)으로부터 제1커버(2131)를 향해 돌출된다. 돌출면(2132d)은 제1커버(2131)에 밀착될 수 있다. 돌출면(2132d)의 둘레는 베이스 면(2132c)과 돌출면(2132d)을 서로 연결한다. 돌출면(2132d)을 형성하기 위해 제2커버(2132)를 프레스 가공하면 자연스럽게 베이스 면(2132c)과 돌출면(2132d)을 서로 연결하는 둘레가 형성된다. 돌출면(2132d)의 둘레는 경사지게 형성될 수 있다.

용접부(2131e, 2132e)는 제1커버(2131)와 제2커버(2132)의 용접에 의해 형성된다. 보다 구체적으로 용접부(2131e, 2132e)는 제1커버(2131)와 돌출면(2132d)의 용접에 의해 형성된다. 베이스 면(2132c)은 온수 탱크 조립체(2130)의 내부 공간을 형성하기 위해 제1커버(2131)로부터 이격되어 있으므로 제1커버(2131)에 용접될 수 없다. 돌출면(2132d)의 둘레도 베이스 면(2132c)에 가까워질수록 제1커버(2131)로부터 멀어지므로, 제1커버(2131)에 용접되기 어렵다. 이에 반해 돌출면(2132d)은 제1커버(2131)에 밀착되도록 돌출되어 있으므로 제1커버(2131)에 용이하게 용접될 수 있다. 돌출면(2132d)은 그 자체로 기술적 의미를 갖기보다 용접부(2131e, 2132e)를 형성하기 위해 전제되는 구성이라 할 수 있다.

용접부(2131e, 2132e)는 제1커버(2131)의 변형을 방지하기 위한 것이다. 유도 가열 모듈(1100a, 도 3 참조)의 작동에 의해 온수 탱크 조립체(2130)의 내부에서 액체의 온도가 상승하게 되면, 액체는 점점 팽창하고 온수 탱크 조립체(2130) 내부의 압력은 점차 상승하게 된다. 물이 증발하여 증기가 되면 부피가 약 1700배 가까이 커지는 것으로 알려져 있기 때문에, 온수 탱크 조립체(2130) 내부의 압력은 온수 생성 과정에서 매우 높게 상승할 수 있다. 그리고 급격히 증가하는 온수 탱크 조립체(2130)의 내부 압력은 제1커버(2131)의 변형을 유발할 수 있다.

제1커버(2131)는 앞서 설명하였듯이 유도 가열을 위해 평판의 형상을 가져야 하므로, 압력 상승에 의해 변형 방지를 위한 구조를 갖는 것에 제한을 받는다. 본 발명은 이러한 제한에도 불구하고 제1커버(2131)의 변형을 방지할 수 있도록 용접부(2131e, 2132e)를 도입하였다.

용접이란 접합을 희망하는 위치에 국부적으로 열을 가해 금속재료의 일부를 용융시키고 원자 결합을 재배열하여 두 금속재료를 서로 접합하는 작업을 가리킨다. 용접에 의한 접합은 원자 결합의 재배열에 의해 매우 강한 결합력을 갖는다. 용접부(2131e, 2132e)는 돌출면(2132d)과 제1커버(2131)의 용접에 의해 형성되는 것이므로, 제1커버(2131)가 용접부(2131e)를 갖는다고 설명할 수 있고, 제2커버(2132)가 용접부(2132e)를 갖는다고 설명할 수도 있으며, 제1커버(2131)와 제2커버(2132)가 용접부(2131e, 2132e)를 갖는다고 설명할 수도 있다. 각각의 설명들이 서로 다른 것을 의미하는 것은 아니다.

용접부(2131e, 2132e)가 제1커버(2131)와 제2커버(2132)를 강하게 결합시키므로, 온수 탱크 조립체(2130)의 내부 압력이 상승하더라도 제1커버(2131)의 변형이 방지될 수 있다. 나아가 용접부(2131e, 2132e)는 제1커버(2131)와 제2커버(2132)를 상호 결합시킨다는 점에서 제1커버(2131)뿐만 아니라 제2커버(2132)의 변형까지도 방지할 수 있는 것으로 이해할 수 있다.

용접부(2132e)는 돌기부(2132f)의 양측에 적어도 하나씩 형성될 수 있다. 도 4a와 도 4b를 기준으로 돌기부(2132f)의 양측이란 돌기부(2132f)의 좌우를 가리킨다. 본 발명에서 용접부(2132e)의 위치가 특정 위치로 제한되는 것은 아니다. 다만 용접부(2132e)는 온도센서(2147)와 중첩되지 않는 위치에 형성되어야 한다. 중첩되는 위치란 제2커버(2132)에서 워킹 코일 조립체(2140)를 정면으로 바라보았을 때 용접부(2132e)와 온도센서(2147)가 동일한 영역에 투영되는 것을 의미한다.

온도센서(2147)는 제1커버(2131)를 기준으로 제2커버(2132)의 반대쪽에 배치된다. 온도센서(2147)는 온수 탱크 조립체(2130)의 내부 공간을 통과하는 액체의 온도를 측정하도록 이루어진다. 온도센서(2147)가 액체의 온도를 측정하려면 온도센서(2147)와 중첩되는 위치에 액체가 존재해야 한다. 그러나 만약 용접부(2131e, 2132e)가 온도센서(2147)와 중첩되는 위치에 형성된다면 온도센서(2147)와 중첩되는 위치에 액체가 존재하지 않고, 용접부(2131e, 2132e)만 존재하게 되므로, 온도센서(2147)가 정상적으로 액체의 온도를 측정할 수 없다.

도 4a 및 도 4b와 같이 온도센서(2147)가 제2커버(2132)의 중앙과 중첩되는 위치에 배치되는 경우, 용접부(2131e, 2132e)는 제2커버(2132)의 중앙을 제외한 나머지 위치에 형성될 수 있다. 또한 온도센서(2147)의 위치가 변경되면, 용접부(2131e, 2132e)의 위치도 온도센서(2147)와 중첩되지 않는 다른 위치로 변경될 수 있다.

용접부(2131e, 2132e)는 폐곡선의 형상을 가진다. 만일 용접부(2131e, 2132e)가 직선이나 곡선과 같이 끝점을 갖는 형상으로 형성되면, 온수 탱크 조립체(2130) 내에 형성되는 고압력의 영향이 상기 끝점에 집중된다. 이에 따라 상기 끝점에서부터 제1커버(2131)와 제2커버(2132)의 분리가 발생할 수 있다. 이에 반해 용접부(2132e)가 폐곡선의 형상을 가지면 고압력의 영향이 어느 한 부분에 집중되지 않고 폐곡선에 고르게 분배될 수 있다. 따라서 폐곡선의 용접부(2131e, 2132e)는 온수 탱크 조립체(2130)의 내압 성능을 향상시킬 수 있다.

이 명세서에서 말하는 폐곡선이란 직선이나 곡선 위의 한 점을 찍었을 때 시작점과 끝점이 같은 도형을 의미한다. 예를 들어 원, 타원뿐만 아니라 다각형도 상기 폐곡선에 해당하므로, 상기 폐곡선이 반드시 곡선으로만 형성되어야 하는 것은 아니고 직선의 집합에 의해 형성될 수도 있다. 따라서, 폐곡선이란 명칭 대신 닫힌 도형 또는 단일 폐곡선이라는 명칭이 사용될 수도 있다.

돌기부(2132f)는 베이스 면(2132c)으로부터 제1커버(2131)를 향해 돌출된다. 돌출면(2132d)이 제1커버(2131)에 밀착되는 것과 달리, 돌기부(2132f)는 제1커버(2131)에 밀착되는 것은 아니고 제1커버(2131)로부터 이격 상태를 유지한다. 다만, 돌기부(2132f)는 베이스 면(2132c)보다는 제1커버(2131)에 가깝게 형성된다.

돌기부(2132f)는 온수 탱크 조립체(2130)의 입수관(2132a)과 출수관(2132b)을 향해 연장된다. 예를 들어 도 4a와 도 4b 같이 입수관(2132a)과 출수관(2132b)이 온수 탱크 조립체(2130)의 상하 방향을 기준으로 서로 반대쪽에 배치된 경우에는, 돌기부(2132f)도 입수관(2132a)과 출수관(2132b)을 향해 상하 방향으로 연장될 수 있다. 돌기부(2132f)는 제1커버(2131)를 향해 돌출 및 입수관(2132a)과 출수관(2132b)을 향해 연장되는 구조를 통해 제2커버(2132)의 강성을 보강할 수 있다.

돌기부(2132f)는 제2커버(2132)의 변형 방지 및 액체의 유량 분배(또는 액체의 유속 제어)를 위한 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 온수 탱크 조립체(2130)의 내부 압력이 상승하게 되면, 제1커버(2131)뿐만 아니라 제2커버(2132)의 변형이 유발될 수 있다. 돌기부(2132f)는 돌출된 상태로 연장되는 구조를 통해 제2커버(2132)의 강성을 보강하므로, 온수 탱크 조립체(2130)의 내부 압력이 상승하게 되더라도 돌기부(2132f)에 의해 제2커버(2132)의 변형이 방지될 수 있다. 나아가 제2커버(2132)는 용접부(2132e)에 의해 제1커버(2131)에 강하게 결합되어 있으므로, 용접부(2132e)와 돌기부(2132f)에 의한 상호 작용에 의해 제2커버(2132)의 변형이 방지될 수 있다.

돌기부(2132f)는 연장 방향에 교차하는 방향으로 일정한 폭을 갖는다. 예를 들어 도 4a와 도 4b를 참조하면 돌기부(2132f)의 연장 방향은 입수관(2132a)과 출수관(2132b)을 향하는 상하 방향이다. 상기 연장 방향에 교차하는 방향은 좌우 방향이다. 돌기부(2132f)가 좌우 방향으로 일정한 폭을 가지므로, 입수관(2132a)을 통해 유입된 액체의 입자는 돌기부(2132f)에 충돌하게 된다. 그리고 충돌된 액체의 입자는 사방으로 퍼져나가게 되며, 이러한 매커니즘을 통해 돌기부(2132f)는 유량을 온수 탱크 조립체(2130) 내부의 곳곳으로 분배할 수 있다.

나아가 돌기부(2132f)는 유속을 제어한다. 돌기부(2132f)는 유동 저항을 형성하여 액체의 유속을 저하시킨다. 입수관(2132a)을 통해 온수 탱크 조립체(2130)로 유입된 액체의 입자는 돌기부(2132f)에 충돌함에 따라 유동에 저항을 받는다. 따라서 액체의 입자가 돌기부(2132f)에 충돌하면 액체의 유속은 저하된다. 이것은 액체가 온수 탱크 조립체(2130) 내에서 충분히 가열되지 못하고 과도하게 빨리 배출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 돌기부(2132f)는 액체를 온수 탱크 조립체(2130)에 충분히 머무를 수 있도록 유속을 제어한다. 이에 따라 액체는 온수 탱크 조립체(2130) 내에서 충분히 가열될 수 있다.

돌기부(2132f)는 프레스 가공에 의해 형성될 수 있다. 돌출면(2132d)도 프레스 가공에 의해 형성될 수 있기 때문에 돌기부(2132f)와 돌출면(2132d)은 1회의 프레스 가공에 의해 동시에 형성될 수 있다.

본 발명에서 돌기부(2132f)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 돌기부(2132f)는 온도센서(2147)와 중첩되는 위치에 형성되더라도 무방하다. 예를 들어 돌기부(2132f)는 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이 제2커버(2132)의 가운데에 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한 필요에 따라 돌기부(2132f)는 복수로 구비될 수도 있다.

온수 탱크 조립체(2130)는 유량 분산부(2132g)와 유량 합류부(2132h)를 포함한다. 유량 분산부(2132g)와 유량 합류부(2132h)는 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있으나, 반드시 동일한 형상을 가져야만 하는 것은 아니다. 유량 분산부(2132g)와 유량 합류부(2132h)는 각각 제2커버(2132)의 반대쪽에 형성될 수 있다.

유량 분산부(2132g)는 온수 탱크 조립체(2130)의 입수관(2132a)에 연결된다. 유량 분산부(2132g)가 입수관(2132a)에 연결되는 이유는 입수관(2132a)을 통해 유입되는 액체를 온수 탱크 조립체(2130) 내부의 곳곳으로 분산시키고 액체의 유속을 제어하기 위함이다.

온수 탱크 조립체(2130) 내부로 유입되는 액체가 적절하게 분산되지 않고 일부 영역에만 집중되면, 액체가 집중된 영역에서는 액체의 충분한 가열이 이루어지지 않고, 액체가 집중되지 않은 영역에서는 에너지의 손실이 발생하게 된다. 따라서 액체의 충분한 가열과 에너지의 절약을 위해서는 유량 분산부(2132g)에 의해 액체의 분산이 필요하다.

또한 액체가 온수 탱크 조립체(2130)를 과도하게 빨리 통과하는 경우 액체는 충분히 가열될 수 없다. 따라서 온수 탱크 조립체(2130)로 유입된 액체의 유속을 제어하여, 액체가 온수 탱크 조립체(2130) 내에서 충분히 가열될 수 있는 시간을 확보하는 것이 필요하다.

유량 분산부(2132g)는 제1커버(2131)로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성된다. 제1커버(2131)로부터 멀어지는 방향으로 돌출되는 것은, 유량 분산부(2132g)와 제1커버(2131) 사이의 거리가 멀어지는 것을 의미한다. 도 4b를 참조하면 유량 분산부(2132g)와 제1커버(2131)의 사이의 거리가 베이스 면(2132c)과 제1커버(2131) 사이의 거리보다 먼 것을 확인할 수 있다. 유량 분산부(2132g)에 의해 넓은 유로가 확보되므로, 온수 탱크 조립체(2130)의 과압을 억제할 수 있다.

또한 유량 분산부(2132g)는 경사진 상태에서 입수관(2132a)을 마주보는 경사면을 포함한다. 경사면에 대하여는 도 11에서 다시 한번 설명한다. 경사면은 액체 입자와의 충돌을 통해 액체를 분산시키고 유속을 제어한다.

입수관(2132a)을 통해 유입된 액체의 입자는 유량 분산부(2132g)에 충돌하므로, 상기 유량 분산부(2132g)에서 와류가 형성된다. 와류에 의해 액체의 유량은 온수 탱크 조립체(2130) 내부의 곳곳으로 분산될 수 있다.

또한 액체의 입자가 유량 분산부(2132g)에 충돌함에 따라 액체의 유동은 저항을 받으므로, 유량 분산부(2132g)는 액체의 유속을 제어할 수 있다. 유량 분산부(2132g)는 유동 저항을 형성한다. 유동 저항에 의해 액체의 유속은 저하되므로, 액체를 가열하기 위한 시간이 충분히 확보될 수 있다.

유량 합류부(2132h)는 온수 탱크 조립체(2130)의 출수관(2132b)에 연결된다. 유량 합류부(2132h)가 출수관(2132b)에 연결되는 이유는 출수관(2132b)을 통해 배출될 액체를 혼합하여 균일한 온도 범위의 온수를 제공하기 위함이다. 온수 탱크 조립체(2130)에서 배출되는 액체가 적절하게 혼합되지 않은 상태에서 배출되면, 때에 따라 과도하게 뜨거운 온수가 배출되거나 충분히 가열되지 못한 온수가 배출될 수 있다. 따라서 균일한 온도 범위의 온수를 배출하기 위해서는 유량 합류부(2132h)에 의한 액체의 혼합이 필요하다.

유량 합류부(2132h)는 제1커버(2131)로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성된다. 제1커버(2131)로부터 멀어지는 방향으로 돌출되는 것은, 유량 합류부(2132h)와 제1커버(2131) 사이의 거리가 멀어지는 것을 의미한다. 도 4b를 참조하면 유량 합류부(2132h)와 제1커버(2131)의 사이의 거리가 베이스 면(2132c)과 제1커버(2131) 사이의 거리보다 먼 것을 확인할 수 있다. 유량 합류부(2132h)에 의해 넓은 유로가 확보되므로, 온수 탱크 조립체(2130)의 과압을 억제할 수 있다.

또한 유량 합류부(2132h)는 경사진 상태에서 입수관(2132a)을 마주보는 경사면을 포함한다. 경사면에 대하여는 도 11에서 다시 한번 설명한다. 경사면에 의해 유속의 제어와 액체의 합류가 이루어진다.

출수관(2132b)을 통해 배출될 액체는 유량 합류부(2132h)를 따라 모이므로, 상기 유량 합류부(2132h)에서 와류가 형성된다. 와류에 의해 액체는 입자끼리의 충돌에 의해 서로 혼합될 수 있다.

유량 분산부(2132g)와 유량 합류부(2132h)는 프레스 가공에 의해 베이스 면(2132c)과 일체로 형성될 수 있다. 일체로 형성된다는 것은 별개의 부품으로 구성되지 않는 것을 의미한다. 베이스 면(2132c)을 갖는 제2커버(2132)의 양쪽을 프레스 가공하면 유량 합류부(2132h)와 유량 분산부(2132g)가 각각 형성될 수 있다.

이하에서는 워킹 코일 조립체(2140)에 대하여 설명한다.

워킹 코일 조립체(2140)는 온수 탱크 조립체(2130)의 일측에 배치된다. 도 4a와 도 4b를 참조하면 워킹 코일 조립체(2140)는 제1커버(2131)의 외면(外面)을 마주보는 위치에 배치되는 것으로 설명될 수 있다. 설명의 편의를 위해 제1커버(2131)의 두 면 중 제2커버(2132)를 바라보는 면을 내면(內面)으로 구분하고, 워킹 코일 조립체(2140)를 바라보는 면을 외면으로 구분하였다. 따라서 온수 탱크 조립체(2130)의 일측이란 제1커버(2131)의 외면을 마주보는 위치에 해당한다.

워킹 코일 조립체(2140)는 아웃 케이스(2143), 워킹 코일(2144), 갭 스페이서(2145), 코어(2146), 온도센서(2147) 및 과열방지 퓨즈(2148)를 포함한다. 제1커버(2131)에서 발생된 열은 워킹 코일 조립체(2140)에 전달되기 때문에, 워킹 코일 조립체(2140)의 각 구성요소들은 내열성을 갖는 소재로 이루어진다.

아웃 케이스(2143)는 워킹 코일 조립체(2140)의 다른 구성요소들과 결합되어 상기 다른 구성요소들을 지지한다. 다른 구성요소란 아웃 케이스(2143)를 제외한 워키 코일 조립체의 나머지 구성요소들을 가리킨다. 워킹 코일(2144)과 갭 스페이서(2145)는 가운데가 비어 있는 환형의 형상을 가질 수 있는데, 아웃 케이스(2143)는 워킹 코일(2144)과 갭 스페이서(2145)의 가운데로 삽입될 수 있는 부분을 구비할 수 있다. 다만, 본 발명에서 아웃 케이스(2143)가 워킹 코일(2144)과 갭 스페이서(2145)와 결합되는 구조, 상기 워킹 코일(2144)과 갭 스페이서(2145)를 지지하는 구조는 특별히 어느 하나로 한정되지 않는다.

아웃 케이스(2143)는 워킹 코일 조립체(2140)의 다른 구성요소들뿐만 아니라 온수 탱크 조립체(2130)와도 결합된다. 제2커버(2132)에는 아웃 케이스(2143)에 대응되는 결합 구멍이 형성될 수 있다. 상기 구멍을 통해 체결부재(미도시)가 삽입되면, 제2커버(2132)와 아웃 케이스(2143)의 결합이 이루어질 수 있다. 다만 앞서와 마찬가지로 아웃 케이스(2143)가 온수 탱크 조립체(2130)와 결합되는 구조, 온수 탱크 조립체(2130)를 지지하는 구조는 특별히 어느 하나로 한정되지 않는다.

워킹 코일(2144)은 여러 가닥의 구리 또는 기타 도체 와이어로 이루어진다. 각각의 가닥들은 절연되어 있다. 워킹 코일(2144)은 상기 워킹 코일(2144)에 인가되는 전류에 의해 자기장 또는 자기력선을 형성한다. 제1커버(2131)는 워킹 코일(2144)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시킨다. 도 4a와 도 4b에는 워킹 코일(2144)의 가닥들을 상세히 도시하지는 않고, 각 가닥들이 권선되어 형성된 워킹 코일(2144)의 전체적인 윤곽만을 도시하였다.

갭 스페이서(2145)는 제1커버(2131)와 워킹 코일(2144) 사이에 배치된다. 갭 스페이서(2145)는 제1커버(2131)와 워킹 코일(2144)의 간격을 유지시키기 위한 것이다. 제1커버(2131)가 워킹 코일(2144)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 충분히 발열하기 위해서는, 제1커버(2131)와 워킹 코일(2144) 사이의 거리가 매우 중요하다. 제1커버(2131)와 워킹 코일(2144)의 거리가 지나치게 가깝거나 지나치게 멀면 제1커버(2131)가 자기장의 범위에서 이탈될 수 있다. 갭 스페이서(2145)는 난연재로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 갭 스페이서(2145)는 석영으로 이루어질 수 있다. 갭 스페이서(2145)는 약 2mm 내외의 두께를 가질 수 있다.

코어(2146)는 아웃 케이스(2143)를 기준으로 워킹 코일(2144)의 반대쪽에 배치된다. 코어(2146)는 전류의 손실을 억제하기 위한 것으로, 자기력선의 차폐막 역할을 한다. 코어(2146)의 소재로는 페라이트(ferrite)가 사용될 수 있다. 워킹 코일 조립체(2140)는 복수의 코어(2146)를 포함할 수 있으며, 복수의 코어(2146)는 도 4b에 도시된 바와 같이 아웃 케이스(2143)의 중심을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 코어(2146)가 상기 아웃 케이스(2143)를 기준으로 기준으로 워킹 코일(2144)의 반대쪽에 배치되어 있으나, 상기 코어(2146)는 상기 아웃 케이스(2143)를 기준으로 워킹 코일(2144)을 마주보는 위치에 설치되는 것도 가능하다.

온도센서(2147)는 온수 탱크 조립체(2130)에서 가열되는 액체의 온도를 측정한다. 온도센서(2147)는 갭 스페이서(2145)를 사이에 두고 제1커버(2131)의 반대쪽에 배치될 수 있다. 환형을 갖는 워킹 코일(2144)의 중심은 비어 있으므로, 온도센서(2147)는 상기 워킹 코일(2144)의 중심에 배치될 수 있다.

온수를 공급하는 물 공급 장치에서 사용자에게 제공되는 온수의 온도가 적정 범위를 유지해야 한다. 온도센서(2147)의 고장으로 온수의 온도가 적정 범위를 유지하지 못하면 물 공급 장치의 고장으로 오인될 수 있다.

온도센서(2147)는 온수 탱크 조립체(2130)에서 가열되는 액체의 온도를 측정한다. 온도센서(2147)에 의해 측정된 온도는 도 3에서 설명한 유도 가열 인쇄회로기판(1110, 도 3 참조)에 제공된다. 유도 가열 인쇄회로기판(2110)은 온도센서(2147)에서 측정된 액체의 온도를 기초로 추가 가열 또는 가열 정지 여부를 결정한다. 바꾸어 말하면, 추가 가열 또는 가열 정지 여부는 온도센서(2147)에서 측정된 온도를 기초하여 결정될 수 있다. 온도센서(2147)로는 써미스터가 사용될 수 있다.

과열방지 퓨즈(2148)는 온수 탱크 조립체(2130) 내의 액체가 지나치게 많이 과열되었을 때 유도 가열 모듈(2100a)의 전원을 차단하는 안전 장치다. 온도센서(2147)가 복귀형 센서로 분류되는 것과 달리 과열방지 퓨즈(2148)는 한 번 작동하면 교체되어야 하기 때문에 비복귀형 센서로 분류될 수 있다.

도 5는 제2실시예의 온수 탱크 조립체(3130)를 보인 사시도다.

돌기부(3132f)는 제1돌기부(3132f1)와 제2돌기부(3132f2)를 포함한다.

제1돌기부(3132f1)는 온수 탱크 조립체(3130)의 입수관(3132a)과 출수관(3132b)을 향해 연장된다. 제1돌기부(3132f1)는 유량의 분배보다 제2커버(3132)의 변형을 방지하기 위한 것이다. 제1돌기부(3132f1)는 도 4a와 도 4b에서 설명했던 돌기부(3132f)보다 작은 폭을 가질 수 있다.

제2돌기부(3132f2)는 제1돌기부(3132f1)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 도 5를 참조하면, 제1돌기부(3132f1)는 상하 방향으로 연장되며, 제2돌기부(3132f2)는 좌우 방향으로 연장된다. 상하 방향과 좌우 방향은 서로 교차한다.

제2돌기부(3132f2)의 연장 길이는 제1돌기부(3132f1)의 폭보다 길다. 이것은 제2돌기부(3132f2)가 제2커버(3132)의 변형 방지보다 유량의 분배와 유속의 제어를 위한 구성이기 때문이다. 온수 탱크 조립체(3130)에서 가열될 액체를 분산하기 위해서는 제2돌기부(3132f2)가 액체의 입자와 충돌할 수 있어야 한다. 제2돌기부(3132f2)는 액체 입자와의 충돌 면적을 제공하도록 제1돌기부(3132f1)의 폭보다 길게 형성된다. 그리고 제2돌기부(3132f2)는 충돌 면적 제공을 위해 제1돌기부(3132f1)에 비해 상대적으로 제1커버(2131)에 더 가깝게 형성될 수 있는데, 이러한 구조는 도 11과 도 12를 참조한다.

제2돌기부(3132f2)는 제1돌기부(3132f1)의 양 단부에 각각 형성될 수 있다. 도 5에서 제1돌기부(3132f1)의 양 단부를 각각 제1단부와 제2단부라고 하면, 제1단부는 입수관(3132a)에 가깝게 배치되고, 제2단부는 출수관(3132b)에 가깝게 배치된다. 제2돌기는 제1돌기부(3132f1)의 제1단부와 제2단부에 각각 형성될 수 있다.

온수 탱크 조립체(3130)는 제2돌기부(3132f2)를 복수로 구비할 수 있다. 복수의 제2돌기부(3132f2) 중 적어도 일부는 입수관(3132a)을 통해 유입된 액체 또는 출수관(3132b)을 배출될 액체와 접촉하도록 배치된다. 액체와의 접촉은 액체 입자와의 충돌을 의미한다. 이러한 제2돌기부(3132f2)의 구조를 통해 유량 분배 및 유속 제어가 이루어질 수 있다.

도 5의 제2돌기부(3132f2)는 복수로 구비된다. 그 중 어느 하나의 제2돌기부(3132f2)는 입수관(3132a)을 통해 유입되는 액체와 접촉하도록 입수관(3132a)과 가까운 위치에 배치된다. 또한 다른 하나의 제2돌기부(3132f2)는 출수관(3132b)을 통해 배출되는 액체와 접촉하도록 출수관(3132b)과 가까운 위치에 배치된다.

제1돌기부(3132f1)의 제1단부(입수관(3132a) 쪽 단부)에 형성되는 제2돌기부(3132f2)는 유량의 분배를 위한 것이다. 액체 입자의 충돌에 의해 유량이 사방으로 퍼지는 효과에 대하여 이미 앞서 설명한 바 있다. 제1단부에 형성되는 제2돌기부(3132f2)는 유량 분배의 기능을 한다.

또한 제1돌기부(3132f1)의 제1단부에 형성되는 제2돌기부(3132f2)는 유속의 제어를 위한 것이다. 유속의 제어에 따라 액체가 온수 탱크 조립체(3130) 내에서 액체가 충분히 가열될 수 있음을 앞서 설명한 바 있다. 제1단부에 형성되는 제2돌기부(3132f2)는 유속 제어의 기능을 한다.

제1돌기부(3132f1)의 제2단부(출수관(3132b) 쪽 단부)에 형성되는 제2돌기부(3132f2)는 유속의 제어를 위한 것이다. 유속의 제어에 따라 액체가 온수 탱크 조립체(3130)로부터 배출되기 전에 서로 혼합되면, 균일한 온도 범위의 온수가 제공될 수 있다. 제2단부에 형성되는 제2돌기부(3132f2)는 유속 제어의 기능을 한다.

제1돌기부(3132f1)와 제2돌기부(3132f2)는 프레스 가공에 의해 일체로 형성될 수 있다. 베이스 면(3132c)을 갖는 제2커버(3132)에 제1돌기부(3132f1)의 연장 방향과 제2돌기부(3132f2)의 연장 방향을 고려하여 프레스 가공을 하면 제1돌기부(3132f1)와 제2돌기부(3132f2)는 베이스 면(3132c)과 함께 일체로 형성된다.

제1돌기부(3132f1), 제2돌기부(3132f2) 및 용접부(3132e)의 위치와 수는 선택적으로 변경될 수 있다. 그 예를 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 5를 참조하면, 제2커버(3132)의 중앙에 제1돌기부(3132f1)가 형성되고, 제2돌기부(3132f2)는 제1돌기부(3132f1)의 양 단부에 각각 형성된다. 그리고 용접부(3132e)는 제1돌기부(3132f1)의 양측에 각각 형성된다. 용접부(3132e)는 제1돌기부(3132f1)로부터 이격될 수 있으며, 제1돌기부(3132f1)의 양측이란 도 5를 기준으로 제1돌기부(3132f1)의 좌우를 의미한다.

도 5에서 도면부호 3132d는 돌출면을 가리키고, 3132g는 유량 분산부를 가리키며, 3132h는 유량 합류부를 가리키고, 3140은 워킹 코일 조립체를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 6은 제3실시예의 온수 탱크 조립체(4130)를 보인 사시도다.

제3실시예의 제2커버(4132)는 제1돌기부(4132f1), 제2돌기부(4132f2) 및 용접부(4132e)를 각각 복수로 갖는다.

제1돌기부(4132f1)는 용접부(4132e)와 중첩되게 형성될 수 있다. 중첩된다는 것은 제1돌기부(4132f1)가 도 6과 같이 용접부(4132e)를 지나가는 것을 의미한다.

제1돌기부(4132f1)는 용접부(4132e)를 중심으로 서로 반대 방향으로 연장되는 제1부분(4132f1')과 제2부분(4132f1")을 포함할 수 있다. 예를 들어 입수관(4132a)과 출수관(4132b)이 서로 반대 방향에 배치되어 있을 때, 제1부분(4132f1')은 입수관(4132a)을 향해 연장되고, 제2부분(4132f1")은 출수관(4132b)을 향해 연장된다.

제1돌기부(4132f1)와 제2돌기부(4132f2) 및 용접부(4132e)는 제2커버(4132)의 중심을 기준으로 양측에 배치될 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1돌기부(4132f1), 제2돌기부(4132f2) 및 용접부(4132e)가 제2커버(4132)의 중심의 좌우에 각각 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 6에서 도면부호 4132a는 입수관을 가리키고, 4132b는 출수관을 가리키며, 4132c는 베이스 면을 가리키며, 4132d는 돌출면을 가리키고, 4132f는 돌기부를 가리키며, 4132g는 유량 분산부를 가리키며, 4132h는 유량 합류부를 가리키고, 4140은 워킹 코일 조립체를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 7은 제4실시예의 온수 탱크 조립체(5130)를 보인 사시도다.

제1돌기부(5132f1)와 제2돌기부(5132f2)는 서로 이격되어 있을 수 있다. 앞서 도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6에서 설명하였던 제1돌기부(2132f1, 3132f1, 4132f1)와 제2돌기부(2132f2, 3132f2, 4132f2)는 모두 서로 인접되어 있다. 그러나 제1돌기부(5132f1)와 제2돌기부(5132f2)가 반드시 인접되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어 도 7과 같이 제1돌기부(5132f1)는 제2커버(5132)의 중앙에 배치되고, 용접부(5132e)는 제1돌기부(5132f1)의 좌우에 각각 배치되며, 제2돌기부(5132f2)는 각 용접부(5132e)의 상하에 각각 형성될 수 있다.

도 7에서 도면부호 5132a는 입수관을 가리키고, 5132b는 출수관을 가리키며, 5132c는 베이스 면을 가리키며, 5132d는 돌출면을 가리키고, 5132f는 돌기부를 가리키며, 5132g는 유량 분산부를 가리키며, 5132h는 유량 합류부를 가리키고, 5140은 워킹 코일 조립체를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 8은 제5실시예의 온수 탱크 조립체(6130)를 보인 사시도다.

도 7과 도 8을 비교하면, 제1돌기부(6132f1)와 제2돌기부(6132f2)의 위치는 서로 바뀌어 있다. 제1돌기부(6132f1)는 용접부(6132e)와 중첩되는 위치에 형성되고, 제2돌기부(6132f2)는 제2커버(6132)의 중심을 기준으로 상하에 각각 형성될 수 있다. 제2돌기부(6132f2)는 좌측의 제1돌기부(6132f1)와 우측의 제1돌기부(6132f1)의 사이에 배치될 수 있다.

도 8에서 도면부호 6132a는 입수관을 가리키고, 6132b는 출수관을 가리키며, 6132c는 베이스 면을 가리키며, 6132d는 돌출면을 가리키고, 6132f는 돌기부를 가리키며, 6132f1’는 제1돌기부의 제1부분을 가리키고, 6132f1”는 제1돌기부의 제2부분을 가리키며, 6132g는 유량 분산부를 가리키며, 6132h는 유량 합류부를 가리키고, 6140은 워킹 코일 조립체를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 9는 제6실시예의 온수 탱크 조립체(7130)를 보인 사시도다. 도 10a와 도 10b는 제6실시예 온수 탱크 조립체(7130)를 서로 다른 방향에서 바라본 분해 사시도다. 도 10a와 도 10b에는 온수 탱크 조립체(7130)와 워킹 코일 조립체(7140)가 함께 도시되어 있다.

온수 탱크 조립체(7130)는 복수의 제1돌기부(7132f1)를 갖는다.

복수의 제1돌기부(7132f1) 중 어느 일부는 용접부(7132e)와 중첩되는 위치에 배치되고 다른 일부는 용접부(7132e)와 중첩되지 않는 위치에 배치된다. 예를 들어 도 9를 참조하면 용접부(7132e)가 제2커버(7132)의 중심을 기준으로 좌우에 각각 배치되고, 어느 일부의 제1돌기부(7132f1)는 용접부(7132e)를 기준으로 상하 방향으로 연장된다. 그리고 다른 일부의 제1돌기부(7132f1)는 두 용접부(7132e) 사이에 배치된다. 각각의 제1돌기부(7132f1)의 양 단부에는 제2돌기부(7132f2)가 형성된다.

도 9의 화살표는 액체의 유동을 표시한 것이다. 입수관(7132a)을 통해 온수 탱크 조립체(7130)로 유입된 액체는 유량 분산부(7132g)에 의해 분산된다. 유량 분산부(7132g)는 유동 저항을 형성하고, 액체의 유속은 유동 저항으로 인해 느려진다. 유량 분산부(7132g)와 입수관(7132a) 쪽 제2돌기부(7132f2)는 순차적으로 액체를 분산시키고, 액체의 유속을 제어한다. 이에 따라 액체는 온수 탱크 조립체(7130) 내에서 충분히 가열될 수 있다.

출수관(7132b)을 향해 유동하는 액체의 유속은 출수관(7132b) 쪽 제2돌기부(7132f2)에 의해 다시 한번 느려진다. 그리고 유량 합류부(7132h)에서 액체 입자들의 충돌에 의해 서로 다른 온도의 액체끼리 혼합된다. 액체는 균일한 온도 범위의 온수가 되고, 출수관(7132b)을 통해 배출된다.

온수 탱크 조립체(7130)의 나머지 구성과 워킹 코일 조립체(7140)에 대한 설명은 도 4a 및 도 4b의 설명으로 갈음한다.

또한, 도 9 내지 도 10b에서 도면부호 7132c는 베이스 면을 가리키며, 7132d는 돌출면을 가리키고, 7132f는 돌기부를 가리키며, 7132f1’는 제1돌기부의 제1부분을 가리키고, 7132f1”는 제1돌기부의 제2부분을 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 10a와 도 10b에서 도면부호 7131은 제1커버를 가리키고, 7131e는 용접부를 가리키며, 7143은 아웃 케이스를 가리키고, 7144는 워킹 코일을 가리키며, 7145는 갭 스페이서를 가리키고, 7146은 코어를 가리키며, 7147은 온도센서를 가리키고, 7148은 과열방지 퓨즈를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 11은 도 9의 라인 A-A를 따라 온수 탱크 조립체(7130)를 자르고 바라본 단면도다.

제1돌기부(7132f1)는 베이스 면(7132c)으로부터 제1커버(7131)를 향해 돌출된다. 제1돌기부(7132f1)는 입수관(7132a)과 출수관(7132b)을 향해 연장된다.

제2돌기부(7132f2)는 제1돌기부(7132f1)로부터 제1커버(7131)를 향해 돌출된다. 제2돌기부(7132f2)는 액체의 유량을 분산하고 액체의 유속을 제어하기 위한 것이므로, 제1돌기부(7132f1)보다 제1커버(7131)에 더 가깝게 형성된다.

유량 분산부(7132g)는 이격면(7132g1)과 경사면(7132g2)을 포함한다.

이격면(7132g1)은 베이스 면(7132c)보다 제1커버(7131)로부터 더 멀리 이격된 위치에서 제1커버(7131)를 마주본다. 이격면(7132g1)이 베이스 면(7132c)보다 제1커버(7131)로부터 더 멀이 이격되어 있으므로, 유량 분산부(7132g)에는 다른 부분보다 넓은 유로가 형성된다.

경사면(7132g2)은 이격면(7132g1)의 둘레에 형성된다. 경사면(7132g2)은 베이스 면(7132c)과 이격면(7132g1)을 연결한다. 경사면(7132g2)은 입수관(7132a)으로부터 이격된 위치에서 입수관(7132a)을 마주본다. 경사면(7132g2)이 경사진 상태에서 입수관(7132a)을 마주보기 때문에 입수관(7132a)을 통해 유입된 액체의 입자들은 경사면(7132g2)에 충돌하게 된다. 경사면(7132g2)에 충돌된 입자들은 사방으로 퍼져 나가기 때문에, 입수관(7132a)을 통해 유입된 액체는 유량 분산부(7132g)에 의해 온수 탱크 조립체(7130) 내부의 곳곳으로 분산될 수 있다.

또한 경사면(7132g2)은 유동 저항을 형성하여 액체의 유속을 제어한다. 액체의 유속은 경사면(7132g2)에 의해 느려진다. 이에 따라 유량 분산부(7132g)는 액체의 충분한 가열 시간을 확보할 수 있다.

유량 합류부(7132h)는 이격면(7132h1)과 경사면(7132h2)을 포함한다.

이격면(7132h1)은 베이스 면(7132c)보다 제1커버(7131)로부터 더 멀리 이격된 위치에서 제1커버(7131)를 마주본다. 이격면(7132h1)이 베이스 면(7132c)보다 제1커버(7131)로부터 더 멀이 이격되어 있으므로, 유량 합류부(7132h)에는 다른 부분보다 넓은 유로가 형성된다.

경사면(7132h2)은 이격면(7132h1)의 둘레에 형성된다. 경사면(7132h2)은 베이스 면(7132c)과 이격면(7132g1)을 연결한다. 경사면(7132h2)은 출수관(7132b)으로부터 이격된 위치에서 출수관(7132b)을 마주본다. 경사면(7132h2)이 경사진 상태에서 출수관(7132b)을 마주보기 때문에 출수관(7132b)을 통해 배출될 액체는 출수관(7132b)을 통해 배출되기 전에 입자끼리 충돌하여 서로 혼합될 수 있다.

도 11에서 도면부호 7132은 제2커버를 가리키고, 7132f는 돌기부를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

도 12는 도 9의 라인 B-B를 따라 온수 탱크 조립체(7130)를 자르고 바라본 단면도다.

베이스 면(7132c), 제1돌기부(7132f1), 제2돌기부(7132f2), 돌출면(7132d)으로 갈수록 제1커버(7131)와의 거리가 줄어들며, 제1커버(7131)와 가까워진다. 특히 돌출면(7132d)은 제1커버(7131)에 밀착될 수 있다.

용접부(7131e, 7132e)는 돌출면(7132d)과 제1커버(7131)의 용접에 의해 형성된다. 도 12의 단면으로부터 용접부(7131e, 7132e)가 폐곡선의 형상을 갖는다는 것을 시각적으로 확인할 수 있다.

도 12에서 도면부호 7132은 제2커버를 가리키고, 7132f는 돌기부를 가리킨다. 이들에 대한 설명은 앞서 설명한 것과 중복되므로, 앞서 설명한 것으로 갈음한다.

이상에서 설명된 유도 가열 모듈 및 이를 구비하는 물 공급 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

유도 가열 모듈에 있어서,
제1커버와 제2커버의 테두리끼리 서로 결합되어 형성되고, 액체가 입수되는 입수관과 액체가 배출되는 출수관을 가지며, 액체를 수용하기 위한 내부 공간을 구비하는 온수 탱크 조립체를 포함하고,
상기 제1커버는 평판의 형상을 갖고,
상기 제2커버는,
상기 제1커버로부터 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 베이스 면;
상기 베이스 면에서 돌출되게 형성되어 상기 입수관으로 입수되는 액체를 확산시키는 유량 분산부를 포함하며,
상기 유도 가열 모듈은,
상기 제1커버의 외면을 마주보는 위치에 설치되고, 상기 제1커버를 유도 가열하도록 형성되는 워킹 코일;
유도 가열을 위해 상기 제1커버와 상기 워킹 코일 간의 간격을 일정하게 유지시키도록 상기 제1커버와 상기 워킹 코일 사이에 배치되는 갭 스페이서; 및
상기 온수 탱크 조립체의 외측에 배치되고, 상기 워킹 코일을 지지하도록 형성되는 아웃 케이스를 더 포함하고,
상기 유량 분산부는 상기 베이스 면에서 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되고, 상기 온수 탱크 조립체로 유입되는 액체의 유속을 제어하고 상기 액체를 분산되게 하도록 부분적으로 상기 입수관을 마주보는 위치에 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 유도 가열 모듈은 상기 온수 탱크 조립체 내에서 생성되는 온수의 온도를 측정하도록 이루어지는 온도센서를 더 포함하고,
상기 온도센서는 상기 아웃 케이스에 의해 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제2항에 있어서,
상기 갭 스페이서는 가운데가 비어 있는 환형의 형상을 갖고,
상기 온도센서는 상기 갭 스페이서의 비어있는 부분에 위치하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2커버는 유량 합류부를 더 포함하고,
상기 유량 합류부는 상기 베이스 면에서 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제4항에 있어서,
상기 출수관은 상기 유량 합류부에 설치되고, 상기 온수 탱크 조립체의 내부에서 가열된 액체를 배출시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 입수관은 상기 유량 분산부에 설치되고, 상기 온수 탱크 조립체 내부로 액체를 유입시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제2커버는,
상기 베이스 면으로부터 상기 제1커버를 향해 돌출되고, 상기 입수관을 통해 유입된 액체와 접촉하도록 배치되는 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 유량 분산부는 상기 베이스 면에서 상기 제1커버로부터 멀어지는 방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 아웃 케이스에는 페라이트로 이루어진 코어가 설치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제9항에 있어서,
상기 코어는 복수 개로 설치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제10항에 있어서,
상기 복수 개의 코어는 상기 아웃 케이스의 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제9항에 있어서,
상기 코어는 상기 아웃 케이스를 기준으로 상기 워킹 코일의 반대쪽에 설치되거나, 상기 워킹 코일을 마주보는 쪽에 설치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제12항에 있어서,
상기 코어는 복수 개로 설치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제13항에 있어서,
상기 복수 개의 코어는 상기 아웃 케이스의 중심을 기준으로 방사형으로 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제1항에 있어서,
상기 유량 분산부는,
상기 베이스 면보다 상기 제1커버로부터 더 멀리 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 이격면; 및
상기 이격면의 둘레에 형성되고, 상기 베이스 면과 상기 이격면을 연결하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제15항에 있어서,
상기 유량 분산부의 경사면은 상기 온수 탱크 조립체의 입수관으로부터 이격된 위치에서 경사진 상태로 상기 입수관을 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제4항에 있어서,
상기 유량 합류부는,
상기 베이스 면보다 상기 제1커버로부터 더 멀리 이격된 위치에서 상기 제1커버를 마주보는 이격면; 및
상기 이격면의 둘레에 형성되고, 상기 베이스 면과 상기 이격면을 연결하는 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.
제17항에 있어서,
상기 유량 합류부의 경사면은 상기 온수 탱크 조립체의 출수관으로부터 이격된 위치에서 경사진 상태로 상기 출수관을 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 유도 가열 모듈.