KR101980131B1 - 정수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉수 탱크 커버를 개방하지 않고 냉각수를 급수 가능하도록 이루어지며, 수위 센서 없이도 기준 수위까지 냉각수의 급수가 이루어졌는지를 판단 가능하도록 이루어지는 정수기를 제공한다. 본 발명의 정수기는, 원수 공급부로부터 공급되는 원수를 여과하여 정수를 생성하도록 형성되는 필터부; 상기 원수 또는 상기 정수로 이루어지는 냉각수를 수용하도록 형성되는 냉각수 수용부를 구비하고, 상기 냉각수에 침지되는 냉수 생성 유로를 구비하며, 상기 냉수 생성 유로를 통과하는 정수를 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수로 냉각하여 냉수를 생성하도록 형성되는 냉수 탱크 조립체; 압축기, 응축기, 팽창장치 및 상기 냉수 탱크 조립체의 내측에 설치되는 증발기를 구비하며, 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수를 저온으로 유지시키도록 이루어지는 냉동 사이클 장치; 상기 원수 또는 정수를 상기 냉각수 수용부로 공급하도록 상기 냉수 탱크 조립체와 연결되는 냉각수 유로; 상기 냉각수 유로를 통해 상기 냉각수 수용부로 공급되는 원수 또는 정수의 유량을 측정하도록 상기 냉각수 유로에 설치되는 유량 센서; 상기 냉수 탱크 조립체의 내측 상벽으로부터 돌출되도록 설치되며, 상기 냉각수 수용부 채워진 냉각수를 교반시키도록 회전 가능하게 형성되는 교반기; 및 상기 유량 센서에서 측정되는 급수량에 근거하여 상기 냉각수 수용부로 원수 또는 정수의 공급을 정지시키고, 상기 교반기의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지를 판단하도록 형성되는 제어부를 포함한다.

Description

정수기{WATER PURIFIER}
본 발명은 냉각수를 이용하여 냉수를 생성하는 정수기의 냉각수 급수 구조와 정상 급수 확인 구조에 관한 것이다.
일반적으로 정수기는 본체 내부에 설치된 여러 단계의 필터에 의해 수도물이나 지하수 등의 원수에 포함되어 있는 인체에 유해한 각종 유해성분을 여과시킴으로써 안전하고 위생적인 음료수로 전환시키는 장치이다.
정수기는 이를 위해서 상기 필터를 통과한 정수된 물을 사용자의 선택에 따라, 출수부로 공급 가능하도록, 냉수유로와 온수유로 그리고 정수유로 등을 형성하고, 기계식 또는 전자식 밸브로 물의 흐름을 제어하는 장치이다.
정수기는 저수조를 구비하는지 여부에 따라 저수조형과 직수형으로 구분될 수 있다. 저수조형 정수기는 정수를 저수조에 보관하고 있다가 사용자가 출수부를 조작하였을 때 저수조에 저장된 정수를 제공하도록 이루어진다. 이에 반해 직수형 정수기는 저수조를 구비하지 않고, 사용자가 출수부를 조작하였을 때 즉시 원수를 여과하여 사용자에게 정수를 제공하도록 이루어진다. 직수형 정수기는 저수조형 정수기에 비해 위생적이고 물을 절약할 수 있는 것으로 인식되어 있어, 최근에는 직수형 정수기에 대한 사용자의 선호도가 증가하고 있다.
정수기는 상온수 외에 온수와 냉수를 제공하기도 한다. 온수와 냉수를 제공하는 정수기는 그 내부에 가열 장치와 냉각 장치를 별도로 구비한다. 가열 장치는 정수를 가열하여 온수를 생성하도록 이루어지고, 냉각 장치는 정수를 냉각하여 냉수를 생성하도록 이루어진다.
냉각 장치가 냉수를 생성하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있다. 그 중 하나로 정수보다 더 낮은 온도의 냉각수를 이용할 수 있다. 정수보다 낮은 온도의 냉각수가 정수로부터 열을 전달받게 되면, 정수는 냉각되어 냉수가 된다. 냉각수를 이용하여 정수를 냉각하면 신속하게 냉수를 생성할 수 있기 때문에 특히 직수형 정수기에 냉각수를 이용한 냉각 방식이 채택될 수 있다.
냉수 생성을 위해서는 냉각수 탱크 등에 항상 냉각수가 채워져 있어야 한다. 그러나 냉각수는 흐르지 않고 정체되어 있기 때문에 위생을 위해서는 주기적으로 교체될 필요가 있다. 또한 냉각수가 부족한 경우에는 냉각수 탱크에 냉각수가 보충되어야 한다. 이와 같이 냉각수를 교체하거나 보충하는 경우에는 냉각수 탱크 등에 기준 수위까지 급수가 이루어져야 한다.
종래의 정수기는 작업자나 사용자가 직접 냉각수 탱크 등의 커버를 개방하여 급수를 하도록 이루어지고, 수위 센서를 이용하여 기준 수위까지 급수가 이루어졌는지를 판단하도록 형성되었다.
전문 서비스 요원이나 사용자가 냉수 탱크 등의 커버를 개방하여 급수를 하는 방식은 매번 냉수 탱크 등의 커버를 개방하여야 한다는 불편함이 있다. 또한 이 방식은 누가 작업을 하느냐에 따라 정상적으로 급수가 되지 않을 가능성도 있다. 전문 서비스 요원과 달리 일반 사용자는 불완전하게 작업을 완료할 가능성도 존재한다.
수위 센서를 이용하여 기준 수위까지 급수가 이루어졌는지를 판단하는 방식은 수위 센서 및 상기 수위 센서와 관련된 부품의 추가가 불가피하다. 또한 수위 센서의 고장 가능성도 존재한다.
따라서 커버 개방 등의 불편함, 불완전한 작업의 가능성, 수위 센서 등 부품의 고장으로 인한 정수기의 오작동의 문제를 해결할 수 있는 새로운 급수 방식에 대하여 고려될 수 있다.
본 발명의 제1목적은 배경기술의 문제를 해결하여 개선된 방식으로 냉각수 탱크 등에 정수기의 정상 작동을 위한 기준 수위까지 냉각수를 급수할 수 있고, 급수된 냉각수의 양을 개선된 방식으로 측정할 수 있는 정수기를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제2목적은 냉각수 탱크 등의 커버를 열지 않고도 냉각수가 채워져야 하는 공간에 냉각수를 급수할 수 있도록 이루어지는 정수기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제3목적은 수위 센서 없이 정수기에 기본적으로 구비되는 부품들만을 이용하여 정수기의 정상 작동을 위한 기준 수위까지 급수가 이루어졌는지를 판단할 수 있도록 이루어지는 정수기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제4목적은 작업자에 따라 작업이 불완전하게 완료되는 문제를 해결할 수 있도록 형성되는 정수기를 제안하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 정수기는, 원수 공급부로부터 공급되는 원수를 여과하여 정수를 생성하도록 형성되는 필터부; 상기 원수 또는 상기 정수로 이루어지는 냉각수를 수용하도록 형성되는 냉각수 수용부를 구비하고, 상기 냉각수에 침지되는 냉수 생성 유로를 구비하며, 상기 냉수 생성 유로를 통과하는 정수를 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수로 냉각하여 냉수를 생성하도록 형성되는 냉수 탱크 조립체; 압축기, 응축기, 팽창장치 및 상기 냉수 탱크 조립체의 내측에 설치되는 증발기를 구비하며, 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수를 저온으로 유지시키도록 이루어지는 냉동 사이클 장치; 상기 원수 또는 정수를 상기 냉각수 수용부로 공급하도록 상기 냉수 탱크 조립체와 연결되는 냉각수 유로; 상기 냉각수 유로를 통해 상기 냉각수 수용부로 공급되는 원수 또는 정수의 유량을 측정하도록 상기 냉각수 유로에 설치되는 유량 센서; 상기 냉수 탱크 조립체의 내측 상벽으로부터 돌출되도록 설치되며, 상기 냉각수 수용부 채워진 냉각수를 교반시키도록 회전 가능하게 형성되는 교반기; 및 상기 유량 센서에서 측정되는 급수량에 근거하여 상기 냉각수 수용부로 원수 또는 정수의 공급을 정지시키고, 상기 교반기의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지를 판단하도록 형성되는 제어부를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 정수기는, 상기 냉각수 수용부에 채워지는 냉각수의 출입 유로를 형성하도록 상기 냉수 탱크 조립체에 설치되고, 정수기 본체의 외부로 노출되는 드레인 밸브; 및 상기 냉수 탱크 조립체로부터 공급되는 정수 또는 냉수를 외부로 배출하도록 상기 정수기 본체의 외부로 노출되는 출수부를 포함하고, 상기 냉각수 유로의 적어도 일부는 상기 정수기 본체의 외부로 노출되는 호스에 의해 형성되고, 상기 호스는 상기 출수부를 통해 출수되는 정수를 상기 냉각수 수용부에 공급하도록, 일단이 상기 출수부에 연결되고 타단이 상기 드레인 밸브에 연결된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 호스는 상기 출수부와 상기 드레인 밸브에 착탈 가능하게 결합된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 정수기는 사용자의 제어명령을 인가받도록 형성되는 입력부를 포함하고, 상기 호스가 상기 출수부와 상기 드레인 밸브에 결합된 후 상기 입력부를 통해 제어명령이 인가되면, 상기 출수부와 상기 호스를 통해 상기 냉각수 수용부로 정수의 공급이 개시된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 드레인 밸브는 상기 정수기의 외부에서 인가되는 누름 조작에 의해 개폐되도록 형성된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 드레인 밸브는, 중공부를 구비하고, 상기 중공부에 형성되는 제1걸림턱과 상기 제1걸림턱의 상류측에 형성되는 제2걸림턱을 구비하는 하우징; 상기 하우징의 중공부에 배치되고, 상기 제1걸림턱에 걸리도록 형성되는 제1부분과 외부에 노출되어 상기 드레인 밸브의 개폐를 위한 누름 조작을 인가받는 제2부분을 구비하는 누름 조작부; 및 상기 제2걸림턱에 의해 지지되는 위치에 설치되고, 상기 누름 조작부의 제1부분을 상기 제1걸림턱에 밀착시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 호스는, 상기 호스의 중공부에 형성되며, 상기 호스가 상기 드레인 밸브에 결합되었을 때 상기 누름 조작부를 누르도록 이루어지는 누름부; 및 상기 누름부를 중심으로 방사형으로 형성되어 상기 누름부를 상기 호스의 내주면에 연결시키는 연결부들을 포함한다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 냉각수 유로의 적어도 일부는 상기 정수기의 내부에 설치되는 배관에 의해 형성되고, 상기 배관은 상기 원수 공급부로부터 공급된 원수 또는 상기 필터부에서 생성된 정수를 상기 냉각수 수용부로 공급하도록, 일단이 상기 원수 공급부나 상기 필터부에 연결되고 타단이 상기 냉수 탱크 조립체에 연결된다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 정수기는 냉각수의 교체 주기, 상기 냉각수 수용부에 채워져 있는 냉각수의 오염도 또는 상기 교반기의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 상기 냉각수 수용부로 원수 또는 정수의 급수를 개시하도록 이루어진다.
본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 정수기는 상기 정수기의 상태 정보를 표시하도록 형성되는 출력부를 포함하고, 상기 출력부는 상기 교반기의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 상기 냉각수 수용부로 원수 또는 정수의 급수가 개시되어야 함을 표시할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 냉수 탱크 커버를 개방하지 않고도 직수형 정수기에 기본적으로 구비되는 드레인 밸브를 통해 냉각수 수용부에 냉각수를 채울 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 냉각수 교체를 위해 매번 냉수 탱크 커버를 개방해야 하는 불편함의 문제를 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 직수형 정수기에 기본적으로 구비되는 교반기를 통해 기준 수위까지 냉각수의 급수가 이루어졌는지를 판단할 수 있다. 따라서 냉수 탱크 조립체의 수위 센서 없이도 정수기의 정상 작동을 위한 기준 수위까지 냉각수의 급수가 이루어졌는지를 판단할 수 있다. 따라서 정수기는 수위 센서를 포함하지 않더라도 무방하며, 본 발명은 수위 센서의 고장으로 인한 정수기의 오작동 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 누가 냉각수 급수 작업을 하더라도 동일한 결과를 얻을 수 있으므로, 작업자에 따라 작업이 불완전하게 완료되는 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 정수기를 보인 사시도다.
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 내부 구성을 보인 분해 사시도다.
도 3은 도 2에 도시된 냉수 탱크 조립체의 분해 사시도다.
도 4는 본 발명의 제1-1실시예에 관련된 정수기의 냉수 탱크 조립체와 리어 커버를 보인 단면도다.
도 5는 제1-1실시예와 관련된 정수기의 드레인 밸브를 보인 세부 단면도다.
도 6은 제1-1실시예와 관련된 정수기의 냉각수 수용부로 냉각수를 급수하기 위해 출수부와 드레인 밸브를 호스로 연결한 개념도다.
도 7은 제1-1실시예와 관련된 정수기의 드레인 밸브와 연결되는 호스의 개념도다.
도 8은 제1-1실시예와 관련된 정수기의 드레인 밸브와 호스가 서로 연결된 구성을 보인 단면도다.
도 9는 본 발명의 제1-2실시예와 관련된 정수기의 냉각수 수용부로 냉각수를 급수하기 위해 출수부와 드레인 밸브를 호스로 연결한 개념도다.
도 10은 제1-1실시예와 제1-2실시예의 정수기를 보인 개념도다.
도 11은 제2-1실시예의 정수기를 보인 개념도다.
도 12는 제2-2실시예의 정수기를 보인 개념도다.
이하, 본 발명에 관련된 정수기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 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. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 발명은 명세서 작성의 용이함을 위해 냉각수 수용부에 냉수를 급수하는 구성에 따라 제1실시예와 제2실시예로 구분되어 설명된다. 제1실시예는 정수기 본체의 외측에 호스를 수동으로 연결하여 냉각수를 급수하는 구성을 갖는다. 제2실시예는 정수기 본체의 내부에 설치되는 배관을 이용하여 자동으로 냉각수를 급수하는 구성을 갖는다. 또한, 제1실시예는 드레인 밸브와 호스의 구성에 따라 제1-1실시예와 제1-2실시예로 구분된다. 제2실시예는 냉각수가 정수에 의해 이루어지느냐 또는 원수에 의해 이루어지느냐에 따라 서로 다른 구성을 가지므로 각각 제2-1실시예와 제2-2실시예로 구분된다.
도 1은 본 발명의 정수기(1000)를 보인 사시도다.
정수기(1000)는 커버(1010), 출수부(1020), 베이스(1030) 및 트레이(1040)를 포함한다.
커버(1010)는 정수기(1000)의 외관을 형성한다. 커버(1010)에 의해 형성되는 정수기(1000)의 외관은 정수기(1000)의 본체로 명명될 수 있다. 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 호명될 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 출수부(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.
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 출수부(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)의 전방에는 입출력부(1016)가 형성될 수 있다. 입출력부(1016)는 입력부와 출력부를 포함하는 개념이다. 입력부는 사용자의 제어명령을 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.
출수부(취출부 또는 코크 어셈블리, 1020)는 사용자의 제어명령에 따라 사용자에게 정수를 제공하는 기능을 한다. 출수부(1020)의 적어도 일부는 물을 공급하기 위해 정수기(1000) 본체의 외부로 노출된다. 특히 상온의 정수, 상온보다 차가운 냉수 및 상온보다 뜨거운 온수를 제공하도록 이루어지는 정수기(1000)에서는 사용자로부터 인가받은 제어명령에 따라 상온의 정수, 냉수 및 온수 중 적어도 하나가 출수부(1020)를 통해 배출될 수 있다.
출수부(1020)는 사용자의 조작에 따라 회전 가능하도록 이루어질 수 있다. 프론트 커버(1011)와 어퍼 커버(1012)는 그 사이에 출수부(1020)의 회전 영역을 형성하고, 출수부(1020)는 상기 회전 영역에서 좌우로 회전될 수 있다. 출수부(1020)의 회전은 사용자가 출수부(1020)에 물리적으로 가하는 힘에 의해 이루어질 수 있다. 또한 출수부(1020)의 회전은 사용자가 입출력부(1016)에 인가하는 제어명령에 근거하여 이루어질 수 있다. 출수부(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 출수부(1020)의 회전 시 출수부(1020)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다.
베이스(1030)는 정수기(1000)의 바닥을 형성한다. 정수기(1000)의 내부 부품들은 베이스(1030)에 의해 지지된다. 정수기(1000)가 바닥이나 선반 등에 놓여져 있을 때, 베이스(1030)는 바닥이나 선반 등을 마주보게 된다. 따라서 정수기(1000)가 바닥이나 선반 등에 놓여져 있을 때 베이스(1030)의 구조가 외부로 노출되지 않는다.
트레이(1040)는 출수부(1020)를 마주하도록 배치된다. 정수기(1000)가 도 1과 같이 설치되었을 경우를 기준으로, 트레이(1040)는 출수부(1020)를 상하 방향으로 마주한다. 트레이(1040)는 출수부(1020)를 통해 배출되는 정수 등을 담기 위한 용기 등을 지지하도록 형성된다. 또한 트레이(1040)는 출수부(1020)에서 떨어지는 잔수를 수용하도록 형성된다. 트레이(1040)가 출수부(1020)에서 떨어지는 잔수를 받아 수용하면, 정수기(1000) 주위에 잔수로 인한 오염의 발생을 방지할 수 있다.
트레이(1040)는 출수부(1020)에서 떨어지는 잔수를 받아내야 하므로, 트레이(1040)도 출수부(1020)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다. 입출력부(1016)와 트레이(1040)는 출수부(1020)와 같은 방향으로 회전하도록 구현되는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1에 도시된 정수기(1000)의 내부 구성을 보인 분해 사시도다.
필터부(1060)는 프론트 커버(1011)의 내측에 설치된다. 필터부(1060)는 원수 공급부로부터 공급되는 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. 단위 필터들(1061, 1062)은 예를 들어, 카본 블럭, 흡착 필터 등의 프리 필터(prefilter)와 헤파 필터(HEPA filter : High Efficiency Particulate Air filter), UF 필터(Ultra Filteration 또는 Ultra Filteration filter) 등의 고성능 필터등을 포함한다. 도 2에는 두 개의 단위 필터들(1061, 1062)이 설치되어 있으나, 단위 필터들(1061, 1062)의 수는 필요에 따라 확장되거나 축소될 수 있다.
복수의 단위 필터들(1061, 1062)은 기설정된 순서에 따라 연결된다. 기설정된 순서란 필터부(1060)가 물을 여과하기에 적절한 순서를 의미하는 것이다. 원수에는 다양한 이물질이 포함되어 있을 수 있다. 머리카락이나 먼지 등의 큰 입자들은 헤파 필터나 UF 필터와 같은 고성능 필터들의 여과 성능 저하를 유발하므로, 상기 고성능 필터들은 머리카락이나 먼지 등의 큰 입자들로부터 보호되어야 한다. 따라서 고성능 필터들의 보호를 위해서는 프리 필터가 고성능 필터들의 상류측에 설치되어야 한다.
프리 필터는 큰 입자들을 물로부터 제거하도록 이루어진다. 프리 필터가 고성능 필터들의 상류측에 배치되어 원수에 포함된 큰 입자들을 먼저 제거하면, 큰 입자들을 포함하지 않는 원수가 고성능 필터로 공급되므로 고성능 필터들이 보호될 수 있다. 프리 필터를 통과한 원수는 이어서 헤파 필터나 UF 필터 등에 의해 여과된다.
필터부(1060)에 의해 생성된 정수는 곧바로 출수부(1020)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이 경우 사용자에게 제공되는 정수의 온도는 상온에 해당한다. 이와 달리, 필터부(1060)에 의해 생성된 정수는 가열 장치(1100)에 의해 가열되거나 냉수 탱크 조립체(1200)에 의해 냉각될 수 있다.
유량 센서(1063)는 설치 위치에 따라 원수 또는 정수의 유량을 측정하도록 이루어진다. 원수의 유량을 측정하는 센서를 제1 유량 센서라고 하면, 제1 유량 센서는 원수 공급부의 하류측이자 필터부(1060)의 상류측에 설치된다. 정수의 유량을 측정하는 센서를 제2 유량 센서라고 한다면, 제2 유량 센서는 필터부(1060)의 하류측에 설치된다. 정수기(1000)는 제1 유량 센서와 제2 유량 센서를 모두 포함할 수 있으나, 어느 하나만 구비하는 것도 가능하다.
유량 센서(1063)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 채워지는 냉각수의 유량을 측정하도록 형성될 수 있다. 본 발명에서 냉각수는 원수 또는 정수로 이루어지는 것이므로, 유량 센서(1063)에서 측정되는 원수 또는 정수의 유량이 곧 냉각수의 유량에 해당한다. 본 발명의 정수기(1000)는 유량 센서(1063)를 이용하여 기설정된 유량만큼의 냉각수를 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 채우도록 이루어진다. 이에 대한 보다 자세한 구성은 후술한다.
필터 브라켓 조립체(1070)는 필터부(1060)의 단위 필터(1061, 1062)들을 고정시키고, 정수나 냉수 등의 출수 유로, 밸브, 센서 등의 부품들을 고정하는 구조물이다.
필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)는 트레이(1040)와 결합된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)는 트레이(1040)의 돌출 결합부(1041)를 수용하도록 형성된다. 트레이(1040)의 돌출 결합부(1041)가 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)에 삽입됨에 따라 필터 브라켓 조립체(1070)와 트레이(1040)의 결합이 이루어진다.
필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 트레이(1040)는 서로 대응되는 곡면을 갖는다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)는 필터 브라켓 조립체(1070)의 나머지 부분에 대해 독립적으로 회전될 수 있다.
필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)는 출수부(1020)를 지지하도록 이루어진다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)는 출수부(1020)의 회전 경로를 형성한다. 출수부(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 회전을 위해 원형으로 형성될 수 있다. 제2부분(1022)은 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)에 거치된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)는 필터 브라켓 조립체(1070)의 나머지 부분에 대해 독립적으로 회전될 수 있다.
필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 상부(1072)는 상하 연결부(1073)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상하 연결부(1073)에 의해 서로 연결되는 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 상부(1072)는 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 만일 사용자가 출수부(1020)를 회전시키면, 출수부(1020)와 연결되는 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072), 상하 연결부(1073), 하부(1071) 및 트레이(1040)가 출수부(1020)와 함께 회전될 수 있다.
필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 상부(1072) 사이에는 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)을 수용하도록 이루어지는 필터 설치 영역(1074)이 형성된다. 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 제어부(1080)와 가열 장치(1100)를 지지하도록 이루어진다. 제어부(1080)와 가열 장치(1100)는 지지대(1075)에 거치된다. 지지대(1075)는 가열 장치(1100)에서 형성된 열이 압축기(1051) 등으로 전도되는 것을 차단하도록 가열 장치(1100)와 압축기(1051) 사이에 배치된다.
제어부(1080)는 정수기(1000)의 전반적인 제어를 구현하도록 이루어진다. 제어부(1080)에는 정수기(1000)의 동작을 제어하는 다양한 인쇄회로기판들이 내장될 수 있다.
가열 장치(1100)는 필터부(1060)에서 생성된 정수를 가열하여 온수를 생성하도록 형성된다. 가열 장치(1100)는 유도 가열 모듈 등 정수를 가열할 수 있도록 이루어지는 부품들을 구비한다. 가열 장치(1100)는 필터부(1060)로부터 정수를 공급받으며, 가열 장치(1100)에서 생성된 온수는 출수부(1020)를 통해 배출된다.
냉동 사이클 장치는 냉수를 생성하도록 형성된다. 냉동 사이클 장치란 냉매의 압축-응축-팽창-증발 과정이 연속적으로 일어나는 장치들의 집합을 가리킨다. 냉수 탱크 조립체(1200)에서 냉수를 생성하기 위해서는 우선 냉동 사이클 장치가 작동하여 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 채워져 있는 냉각수를 저온으로 만들어야 한다.
냉동 사이클 장치는 압축기(1051), 응축기(1052), 팽창장치(1053), 증발기(1054, 도 3 참조) 및 이들을 서로 연결하는 냉매 유로를 포함한다. 냉매 유로는 배관 등에 의해 형성될 수 있으며, 냉매 유로는 압축기(1051), 응축기(1052), 팽창장치(1053) 및 증발기를 서로 연결하여 냉매의 순환 유로를 형성한다.
압축기(1051)는 냉매를 압축하도록 이루어진다. 압축기(1051)는 냉매 유로에 의해 응축기(1052)와 연결되며, 압축기(1051)에서 압축된 냉매는 냉매 유로를 통해 응축기(1052)로 흘러가게 된다. 압축기(1051)는 지지대(1075)의 아래에 배치될 수 있으며, 베이스(1030)에 의해 지지되도록 설치된다.
응축기(1052)는 냉매를 응축하도록 이루어진다. 압축기(1051)에서 압축된 냉매는 냉매 유로를 통해 응축기(1052)로 흘러 들어오고, 응축기(1052)에 의해 응축된다. 응축기(1052)에서 응축된 냉매는 냉매 유로를 통해 팽창장치(1053)로 흘러 가게 된다.
냉매의 팽창은 팽창장치(1053)에 의해 구현된다. 팽창장치(1053)는 냉매를 팽창시키도록 이루어지며, 설계에 따라 모세관 또는 교축밸브 등이 팽창장치(1053)를 구성할 수 있다. 모세관은 좁은 공간 내에서 충분한 길이 확보를 위해 코일 형태로 말려 있을 수 있다.
증발기(1054, 도 3 참조)는 냉매를 증발시키도록 이루어지며, 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 설치된다. 증발기에 대하여는 증발기가 도시된 다른 도면을 참조하여 후술한다.
베이스(1030)는 압축기(1051), 프론트 커버(1011), 리어 커버(1014), 양측 사이드 패널(1013a, 1013b), 필터 브라켓 조립체(1070), 응축기(1052) 및 팬(1033) 등을 지지하도록 형성된다. 이들 구성 요소들을 지지하기 위해 베이스(1030)는 높은 강성을 갖는 것이 바람직하다.
응축기(1052)와 팬(1033)은 정수기(1000)의 후방측에 설치될 수 있는데, 응축기(1052)의 방열을 위해서는 지속적인 공기의 순환이 필요하다. 공기의 순환을 위해 베이스(1030)의 바닥에 흡기구(1034)가 형성될 수 있다. 흡기구(1034)를 통해 흡입된 공기는 팬(1033)에 의해 유동하게 된다. 공기는 응축기(1052)를 향해 유동하면서 공랭식의 냉각을 구현하게 된다. 베이스(1030)에는 응축기(1052)의 방열 효율을 높이기 위해 팬(1033)과 응축기(1052)를 감싸는 덕트 구조물이 고정될 수 있다. 응축기(1052)의 상부에는 냉수 탱크 조립체(1200)를 지지하도록 이루어지는 받침대(1031)가 설치될 수 있다.
받침대(1031)는 후방측에 제1홀(1031a)을 구비하고, 리어 커버(1014)는 제2홀(1014a)을 구비한다. 제1홀(1031a)과 제2홀(1014a)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 제1홀(1031a)과 제2홀(1014a)은 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워진 냉각수의 배수를 위한 드레인 밸브를 배치하기 위한 것이다. 드레인 밸브에 대하여는 후술한다.
냉수 탱크 조립체(1200)는 내부에 냉각수를 수용하도록 형성된다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 필터부(1060)에서 생성된 정수를 공급받는다. 특히 별도의 저수조를 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 냉동 사이클 장치의 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.
도 3은 도 2에 도시된 냉수 탱크 조립체(1200)의 분해 사시도다.
냉수 탱크 조립체(1200)는 냉각수를 수용하도록 형성되는 냉각수 수용부(1220)를 구비한다. 냉각수 수용부(1220)는 저수조 형태로 형성되며, 그 내부에 냉각수가 채워진다. 냉각수 수용부(1220)가 저수조 형태로 형성된다고 하더라도 정수기는 여전히 직수형 정수기로 구분된다. 냉각수 수용부(1220)에는 사용자에게 제공될 정수가 아니라 냉수를 생성하기 위한 냉각수가 저장되기 때문이다.
냉각수 수용부(1220)의 상단은 개구되며, 상기 상단의 테두리는 냉수 탱크 커버(1201)와 결합 가능하도록 형성된다. 냉수 탱크 커버(1201)가 냉각수 수용부(1220)에 결합됨에 따라 냉각수 수용부(1220)의 내측 공간이 밀폐될 수 있다.
냉수 탱크 조립체(1200)의 단열재(1210)는 발포 지그에서 이루어지는 발포 공정을 통해 형성되는데, 냉각수 수용부(1220)의 상부에는 상기 발포 공정 시 발포액의 범람을 방지하기 위한 배리어(1221)가 형성된다. 배리어(1221)는 배리어(1221)는 냉각수 수용부(1220) 상부의 외주면을 따라 돌출된다. 배리어(1221)는 발포 지그의 내주면과 맞닿아 발포 지그에 투입된 발포액의 범람을 방지하도록 이루어진다.
단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)를 감싸도록 이루어진다. 구체적으로 단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)의 외주면과 바닥면을 감싸도록 형성된다. 단열재(1210)는 발포 지그에 냉각수 수용부(1220)와 발포액을 투입한 상태에서 발포 공정을 진행하여 형성된다. 이에 따라 냉각수 수용부(1220)는 단열재(1210)에 삽입되는 구조를 갖고, 단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)를 수용하는 구조를 갖는다.
단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)에 채워지는 냉각수와 외기 사이의 열전달을 억제하도록 이루어진다. 단열재(1210)가 냉각수와 외기 사이의 열전달을 억제하면 소모 전력의 절약과 이슬 맺힘을 방지하는 효과가 있다.
먼저 냉각수는 냉수 생성을 위해 저온으로 유지되어야 하나, 냉각수가 외기와 지속적으로 열교환하면 냉각수의 온도는 점차 상승할 수 있다. 냉각수의 온도가 상승하게 되면 냉동 사이클 장치는 냉각수를 저온으로 유지시키기 위해 추가적인 작동을 필요로 하고, 냉동 사이클 장치의 추가 작동에는 전력이 소모된다. 따라서 단열재(1210)가 충분한 단열 성능을 갖추면 냉동 사이클 장치에서 소모되는 전력을 절약할 수 있다.
또한 단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)의 외주면에 이슬이 맺히는 것을 방지한다. 이슬은 공기 중의 수증기가 이슬점보다 낮은 온도에서 응축되어 형성되는 것이다. 따라서 냉각수에 의해 주변의 공기가 이슬점보다 낮아지는 것을 억제해야 이슬 맺힘을 방지할 수 있다. 단열재(1210) 냉각수와 주변 공기 사이의 열전달을 억제하여 냉각수 수용부(1220), 냉수 탱크 조립체(1200) 및 후술하게 될 드레인 밸브에 이슬이 맺히는 것을 방지한다.
냉수 탱크 커버(1201)는 단열재(1210)와 상기 단열재(1210)에 삽입되는 냉각수 수용부(1220)를 덮도록 형성된다. 냉수 탱크 커버(1201)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 상단에 결합된다. 종래의 정수기는 냉수 탱크나 냉각수 수용부(1220) 등에 냉각수를 채우기 위해 냉수 탱크 커버(1201)를 매번 개방했어야 하는 번거로움이 있었다. 그러나 본 발명의 정수기는 후술하는 바와 같이 냉수 탱크 커버(1201)를 개방하지 않고도 냉각수를 냉각수 수용부(1220)에 채울 수 있도록 형성되고, 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지를 확인할 수 있도록 형성된다.
냉수 탱크 커버(1201)에는 냉수 생성 유로(1240)의 입구(1241)와 출구(1242)를 수용하도록 이루어지는 구멍(1201')이 형성된다. 냉수 생성 유로(1240)의 입구(1241)와 출구(1242)는 상기 구멍(1201')에 배치된다. 입구(1241)는 냉수 생성 유로(1240)의 일단에 형성되고, 필터부(1060, 도 2 참조)와 연결된다. 출구(1242)는 냉수 생성 유로(1240)의 타단에 형성되며, 출수부(1020, 도 2 참조)와 연결된다.
냉수 생성 유로(1240)는 필터부로부터 공급된 정수를 통과시키도록 형성된다. 냉수 생성 유로(1240)는 입구에서 연장되어 코일의 형태를 이룬다. 코일의 형태란 냉수 생성 유로(1240)가 동심원을 그리면서 적층되는 형태를 가리킨다. 냉수 생성 유로(1240)가 코일 또는 스프링의 형상처럼 형성되는 이유는 충분한 열교환 면적을 확보하기 위함이다.
증발기(1054)도 냉수 생성 유로(1240)와 마찬가지로 부분적으로 코일 또는 스프링과 같은 형태를 가질 수 있다. 코일의 형태란 증발기(1054)가 동심원을 그리면서 적층되는 형태를 가리킨다. 증발기(1054)의 형상이 코일과 같은 형태를 갖는 것은 냉수 생성 유로(1240)와 마찬가지로 충분한 열교환 면적을 확보하기 위함이다.
증발기(1054)는 냉매를 증발시키도록 이루어진다. 냉매의 증발은 냉각수와의 열교환을 통해 이루어진다. 열은 냉각수로부터 냉매로 전달된다. 냉각수로부터 열을 전달받은 냉매는 증발되고, 냉매에게 열을 전달한 냉각수는 저온으로 유지될 수 있다. 냉각수와의 열교환에 의해 증발된 냉매는 냉매 유로를 통해 다시 압축기로 흘러들어 가며, 냉동 사이클 장치를 순환한다.
냉수 생성 유로(1240)와 증발기(1054)가 코일과 같은 형태로 형성되기 때문에 그 내측에 중공부가 형성된다. 중공부에는 후술하게 될 교반기가 설치된다. 교반기는 모터에 의해 회전된다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 모터의 둘레를 감싸도록 형성되는 모터 보호부(1250)와 모터를 덮도록 이루어지는 모터 덮개(1255)를 포함한다. 모터 덮개(1255)는 모터 보호부(1250)의 상측에 결합된다.
냉수 생성 유로(1240)와 증발기(1054) 사이에는 플레이트(1202)가 배치될 수 있다. 플레이트(1202)와 모터 보호부(1250) 사이에는 복수의 지지부(1204)가 설치된다. 복수의 지지부(1204)는 모터 보호부(1250)를 지지하도록 이루어지며, 복수의 지지부(1204) 스스로는 플레이트(1202)에 의해 지지된다. 복수의 지지부(1204)는 서로 이격되어 그 사이로 냉각수를 통과시키도록 이루어진다. 플레이트(1202)의 양면에는 냉수 생성 유로(1240)와 증발기(1054)의 위치를 고정하도록 이루어지는 위치 고정부(1203a)가 형성될 수 있다. 위치 고정부(1203a)는 그루브를 구비하며, 냉수 생성 유로(1240)와 증발기(1054)는 각각 위치 고정부의 그루브에 배치될 수 있다. 위치 고정부(1203a)도 모터 보호부(1250)를 지지하는 역할을 한다.
서미스터(thermistor, 1260)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 설치된다. 서미스터(1260)는 온도에 따라 저항값이 변화하는 특성을 이용하여 측정 대상체의 온도를 측정하도록 이루어진다. 서미스터(1260)는 냉각수의 온도를 측정하며, 서미스터(1260)에 의해 측정되는 냉각수의 온도는 냉동 사이클 장치의 작동을 결정하는 근거가 된다.
냉수 탱크 조립체(1200)는 냉수 생성 유로(1240)를 통과하는 정수를 냉각수 수용부(1220)에 채워진 냉각수로 냉각하여 냉수를 생성하도록 형성된다. 필터부로부터 공급된 정수는 냉수 생성 유로(1240)를 통과하면서 냉각된다. 냉수 생성 유로(1240)는 냉각수 수용부(1220)에 채워진 냉각수에 침지되므로, 냉수 생성 유로(1240)를 흐르는 정수는 지속적으로 냉각수와 열교환하며 냉각되어 냉수가 된다.
도 4는 본 발명의 제1-1실시예에 관련된 정수기의 냉수 탱크 조립체(1200)와 리어 커버(1014)를 보인 단면도다. 도 4는 도 2의 라인 A-A를 따라 냉수 탱크 조립체(1200)와 리어 커버(1014)를 자르고 바라본 단면도에 해당한다.
냉수 생성을 위해 냉각수의 온도는 저온으로 유지되어야 하며, 상기 저온은 제1 기준 온도와 제2 기준 온도 사이로 설명될 수 있다.
냉각수의 온도가 높으면 냉수 생성이 어려우므로 냉각수의 온도가 높아질 때마다 냉동 사이클 장치가 작동하여 냉각수의 온도를 냉수 생성 가능 온도 범위까지 낮춰야 한다. 이 때 냉동 사이클 장치가 작동하는 온도를 제1 기준 온도로 설정한다.
반대로 냉각수의 온도가 낮을수록 냉수 생성에는 유리하나 과도한 냉동 사이클 장치의 작동은 정수기의 소비 전력 낭비를 유발한다. 따라서 냉각수의 온도는 냉수를 생성하기에 충분한 저온까지만 낮아지면 족하며, 그 미만으로 낮아지는 것은 소비 전력 절약의 관점에서 바람직하지 못하다. 이 때 냉수를 생성하기에 충분한 냉각수의 온도를 제2 기준 온도로 설정한다.
서미스터(1260)에 의해 측정된 냉각수의 온도가 제1 기준 온도 이상이면, 정수기(1000)의 냉동 사이클 장치가 작동하여 냉각수의 온도를 낮춘다. 도 2에서 설명한 압축기(1051) 및 응축기(1052)가 작동하여 냉매를 압축 및 응축하고, 팽창장치(1053)에서 냉매의 팽창이 이루어진다. 팽창된 냉매는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 설치된 증발기(1054)를 통과한다. 냉각수 수용부(1220)에 저장된 냉각수는 증발기(1054)를 통과하는 냉매와 열교환하여 냉각된다. 따라서 서미스터(1260)와 냉동 사이클 장치의 상호 작동에 의해 냉각수는 저온으로 유지될 수 있다.
교반기(1270)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측 상벽으로부터 돌출되도록 설치된다. 교반기(1270)는 냉각수에 침지되며, 냉각수 수용부(1220)에 채워진 냉각수를 교반시키도록 축을 중심으로 회전 가능하게 형성된다. 교반기(1270)는 냉수 탱크 조립체(1200) 내에서 유체간의 열교환을 촉진하는 장치다. 냉수 탱크 조립체(1200) 내의 유체란 냉매, 냉각수, 정수에 해당하므로, 교반기(1270)는 냉각수와 냉매의 열교환, 냉각수와 정수의 열교환을 촉진한다.
모터(1271)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측 상벽에 설치되며, 냉수 탱크 커버(1201)는 모터(1271)를 덮는다. 모터(1271)는 회전하는 로터(1271a)와 고정되어 있는 스테이터(1271b)로 이루어지며, 로터(1271a)와 스테이터(1271b)는 모터 보호부(1250)에 수용된다. 교반기(1270)는 축(1272)에 의해 로터(1271a)에 연결되고, 로터(1271)가 회전하면 교반기(1270)도 회전하게 된다.
서미스터(1260)는 냉각수의 온도를 지속적으로 측정한다. 서미스터(1260)에 의해 측정된 냉각수의 온도가 제2 기준 온도 이하이면, 냉동 사이클 장치는 작동을 멈추게 된다. 제2 기준 온도는 제1 기준 온도보다 낮다. 제1 기준 온도와 제2 기준 온도는 각각 냉동 사이클 장치의 작동과 정지를 위한 기준을 설정한다. 냉수 탱크 조립체(1200)에 저장된 냉각수의 온도는 서미스터(1260)에 의한 온도 측정과 냉동 사이클 장치의 작동에 의해 제1 기준 온도와 제2 기준 온도의 사이로 유지될 수 있다.
교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 냉각수 수용부(1220)에 채워진 냉각수의 수위에 따라 달라진다. 만일 냉각수의 수위가 h1에 해당한다면 교반기(1270)는 냉각수에 침지되지 않으므로 교반기(1270)의 회전은 냉각수에 의한 저항을 받지 않는다. 따라서 냉각수의 수위가 h1에 해당한다면 교반기(1270)는 가장 빠르게 회전될 수 있다.
만일 냉각수의 수위가 h2에 해당한다면 교반기(1270)는 냉각수에 침지되고, 교반기(1270)의 회전은 냉각수에 의한 저항을 받게 된다. 따라서 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 냉각수의 수위가 h1인 경우보다 느려진다. 그러나 h2에 해당하는 냉각수의 수위는 증발기(1054)가 냉각수에 침지되지 않은 수위이기 때문에 냉수 생성을 위해서는 충분하지 못한 수위에 해당한다.
만일 냉각수의 수위가 h3에 해당한다면 교반기(1270)는 h2보다 냉각수에 깊게 침지되고, 교반기(1270)의 회전은 h2보다 냉각수에 의한 더 큰 저항을 받게 된다. 따라서 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 냉각수의 수위가 h2인 경우보다 더 느려진다. 또한 h3에 해당하는 냉각수의 수위는 증발기(1054)가 냉각수에 침지되는 수위이기 때문에 냉수 생성을 위해 충분한 수위에 해당한다.
이와 같이 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도에 기반으로 냉각수가 기준 수위까지 채워졌는지를 판단할 수 있다. 기준 수위란 냉수 생성을 위해 충분한 수위를 의미한다. 또한 냉수 생성을 위해 충분한 수위란 냉수 생성 유로(1240), 증발기(1054) 및 교반기(1270)가 모두 냉각수에 침지되는 수위를 의미한다.
도 4에서 도면부호 1240으로 표시된 유로의 단면에서부터 바닥면(1207)까지의 유로들은 모두 냉수 생성 유로(1240)에 해당한다. 냉수 생성 유로(1240)를 통과하는 정수는 냉각수와 열교환하게 된다. 열은 정수로부터 냉각수로 전달되며, 정수는 냉각수와의 열교환에 의해 짧은 시간 내에 냉수가 된다. 교반기(1270)는 축을 중심으로 회전하여 정수와 냉각수의 열교환을 촉진한다.
플레이트(1202)는 증발기(1054)와 냉수 생성 유로(1240)의 경계에 위치한다. 냉각수 수용부(1220)의 내주면에는 테두리를 따라 단턱(1222)이 형성되고, 플레이트(1202)는 단턱(1222)에 의해 지지된다. 플레이트(1202)의 윗면과 아랫면에는 각각 위치 고정부(1203a, 1203b)가 형성되며, 증발기(1054)와 냉수 생성 유로(1240)가 위치 고정부의 그루브에 배치됨은 앞서 설명하였다.
냉수 생성 유로 지지부(1207a)는 냉수 생성 유로(1240)의 하부를 지지하도록 형성된다. 냉수 생성 유로 지지부(1207a)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부 바닥면(1207)으로부터 냉수 생성 유로(1240)을 향해 돌출된다. 냉수 생성 유로 지지부(1207a)에는 냉수 생성 유로(1240)의 외주면에 대응되는 크기의 그루브가 형성된다. 냉수 생성 유로(1240)는 냉수 생성 유로 지지부(1207a)의 그루브에 거치되며, 상기 냉수 생성 유로 지지부(1207a)에 의해 지지된다.
냉수 탱크 조립체(1200)에 저장된 냉각수는 위생을 위해 주기적으로 교체되어야 한다. 냉각수의 배수는 배수 유로를 형성하는 드레인 밸브(1280)를 통해 이루어진다.
드레인 밸브(1280)는 냉수 탱크 조립체(1200)에 연결된다. 드레인 밸브(1280)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 채워진 냉각수의 배출 유로를 형성하도록 냉수 탱크 조립체(1200)에 설치된다. 드레인 밸브(1280)의 적어도 일부는 정수기(1000) 본체의 외부로 노출된다.
냉수 탱크 조립체(1200)는 돌출 배수 유로(1206)를 포함한다. 돌출 배수 유로(1206)는 냉각수 수용부(1206)의 하부에서 돌출되어 드레인 밸브(1280)와 연결된다. 돌출 배수 유로(1206)는 드레인 밸브(1280)에 삽입된다. 드레인 밸브(1280)는 정수기(1000)의 외부로 냉각수를 배출하도록 이루어지므로, 돌출 배수 유로(1206)가 드레인 밸브(1280)에 삽입되면 냉수 탱크 조립체(1200)에 저장된 냉각수를 배수할 수 있는 유로가 형성된다.
드레인 밸브(1280)는 고정부(1205)에 의해 고정된다. 드레인 밸브(1280) 및 고정부(1205)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
냉수 탱크 조립체(1200)의 내부 바닥면(1207)은 원활한 배수를 위해 경사지게 형성될 수 있다. 냉각수는 자연력에 의해 배수되기 때문에, 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부 바닥면(1207)이 평평하면 일부 영역에 냉각수가 고일 수 있다. 냉각수가 내부 바닥면(1207)의 일부 영역에 고이게 되면 위생적으로 바람직하지 않다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부 바닥면(1207)이 배수 유로를 향해 경사지게 형성되면 냉각수의 고임을 방지할 수 있다.
또한 냉수 탱크 조립체(1200)는 고임 방지 배수부(1208)를 포함할 수 있다. 고임 방지 배수부(1208)는 드레인 밸브(1280)와 함께 배수 유로를 형성한다. 고임 방지 배수부(1208)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부 바닥면(1207)의 만입(또는 함몰)에 의해 형성된다. 고임 방지 배수부(1208)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부 바닥면(1207)보다 낮은 바닥면을 형성하며, 적어도 일부 영역에는 경사를 갖기도 한다.
고임 방지 배수부(1208)는 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워진 냉각수를 모아 드레인 밸브(1280)로 배수하도록 이루어진다. 고임 방지 배수부(1208)는 내부 바닥면(1207)보다 낮은 바닥면을 형성하고 경사를 가지므로, 냉각수는 내부 바닥면(1207)에 고이지 않게 된다. 냉각수는 고임 방지 배수부(1208)에 모여 드레인 밸브(1280)를 통해 배출된다.
단열재(1210)가 냉각수 수용부(1220)를 감싸는 이유는, 냉각수 수용부(1220)를 보냉하기 위한 것이다. 단열재(1210)가 없으면 자연적인 열전달에 의해 냉각수 수용부(1220)에 채워진 냉각수의 온도는 점차 상온에 가까워지게 된다. 단열재(1210)는 냉각수로부터 공기 중으로 열이 전달되는 것을 억제하여, 냉각수의 온도가 상온에 가까워지는 속도를 저하시키는 역할을 한다.
단열재(1210)는 드레인 밸브(1280)에 이슬이 맺히는 것을 방지하도록 드레인 밸브(1280)를 감싼다. 단열재(1210)가 드레인 밸브(1280)를 감싸는 이유는 드레인 밸브(1280)와 공기의 접촉을 차단하기 위한 것이다. 이슬은 공기 중의 수증기가 응축되어 형성되는 것이므로, 공기와의 접촉을 차단하면 이슬의 맺힘을 방지할 수 있다. 단열재(1210)는 드레인 밸브(1280)와 공기의 접촉을 차단하여, 드레인 밸브(1280)의 외주면에 이슬이 맺히는 것을 방지한다.
단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)뿐만 아니라 드레인 밸브(1280)까지 감싼다. 따라서 단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)를 보냉하고 드레인 밸브(1280)에 이슬이 맺히는 것을 방지할 수 있다. 따라서 냉각수 수용부(1220)의 단열을 위한 단열재(1210)를 이용하여 드레인 밸브(1280)에 이슬이 맺히는 현상의 발생도 방지하는 추가적인 효과를 얻을 수 있다.
단열재(1210)는 PU(폴리우레탄, Polyurethane)로 이루어질 수 있으며, 발포 공정에 의해 형성된다. 따라서 단열재(1210)는 발포 PU 폼으로 명명될 수도 있다. 종래의 EPS(Expandable Polystrene)라는 단열재(1210)가 정수기 등의 보냉을 위해 사용되기도 하였다. 그러나 EPS에는 틈이 존재하기 때문에 EPS로는 드레인 밸브(1280)와 공기의 접촉의 차단할 수 없다. 이에 반해 PU로 이루어지고 발포 공정에 의해 형성되는 단열재(1210)에는 틈이 존재하지 않기 때문에 드레인 밸브(1280)와 공기의 접촉을 차단할 수 있다.
발포 공정은 발포 지그에서 이루어질 수 있으며, 본 발명의 단열재(1210)는 누드 발포라는 공정을 통해 형성될 수 있다. 발포 공정은 아래와 같은 순서로 이루어진다.
냉각수 수용부(1220)와 드레인 밸브(1280)를 조립하고, 조립된 냉각수 수용부(1220)와 드레인 밸브(1280)를 발포 지그에 투입한다. 이어서 발포 지그에 단열재(1210)의 원액(예를 들어 폴리우레탄과 발포제의 혼합물로 이루어진 발포액)을 투입하고 발포 공정을 진행한다. 발포 공정이 완료되면 냉각수 수용부(1220)의 외주면을 감싸는 단열재(1210)가 형성된다. 발포 공정에 의해 형성된 단열재(1210)는 냉각수 수용부(1220)뿐만 아니라 드레인 밸브(1280)까지 감싼다.
냉각수 수용부(1220)는 발포 공정 시 발포액의 범람을 방지하기 위한 배리어(1221)를 포함한다. 배리어(1221)는 냉수 탱크 조립체(1200) 상부의 외주면을 따라 돌출된다. 냉수 탱크 조립체(1200)로부터 돌출된 배리어(1221)는 발포 지그의 내주면과 맞닿아 발포 지그에 투입된 발포액의 범람을 방지할 수 있다.
발포 공정이 완료되면, 냉각수 수용부(1220), 드레인 밸브(1280) 및 단열재(1210)는 일체로 형성된다. 단열재(1210)는 커버(1010)로부터 이격된 위치에 배치된다. 여기서 말하는 커버(1010)란 냉수 탱크 조립체(1200)의 설치 위치에 따라 프론트 커버(1011), 사이드 패널(1013a) 및 리어 커버(1014) 중 적어도 하나가 될 수 있다. 도 2에서 설명했던 냉수 탱크 조립체(1200)의 위치를 기준으로 하면, 여기서의 커버(1010)는 리어 커버(1014)에 해당한다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단열재(1210)와 리어 커버(1014)가 서로 이격되어 있으므로, 단열재(1210)의 외주면과 리어 커버(1014)의 내주면 사이에는 에어갭(1230)이 형성된다. 에어갭(1230)은 냉수 탱크 조립체(1200)의 추가적인 보냉을 위한 것이다. 단열재(1210)가 리어 커버(1014)와 맞닿는 구조보다 에어갭(1230)이 단열재(1210)와 리어 커버(1014)를 이격시키는 구조가 냉수 탱크 조립체(1200)의 보냉에 유리하다. 에어갭(1230)이 열전도를 제한하기 때문이다.
에어갭(1230)은 냉수 탱크 조립체(1200)를 추가 보냉할 수 있으나, 드레인 밸브(1280)가 에어갭(1230)에 노출되면 드레인 밸브(1280)에 이슬이 맺히는 것을 방지할 수 없다. 드레인 밸브(1280)에 이슬이 맺히는 것을 방지하기 위해, 드레인 밸브(1280)의 외주면은 단열재(1210)와 리어 커버(1014)에 의해 연속적으로 감싸진다. 드레인 밸브(1280)가 단열재(1210)와 리어 커버(1014)에 의해 연속적으로 감싸지므로, 리어 커버(1014)와 단열재(1210) 사이에 에어갭(1230)이 존재하더라도 드레인 밸브(1280)는 에어갭(1230)에 노출되지 않는다.
도 4를 참조하면, 정수기(1000)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 하부를 감싸도록 형성되는 받침대(1031)를 포함할 수 있다. 받침대(1031)는 에어갭(1230)을 형성하도록 단열재(1210)와 리어 커버(1014)를 서로 이격시킨다. 또한 드레인 밸브(1280)에 이슬이 맺히는 것을 방지하도록, 드레인 밸브(1280)의 외주면은 단열재(1210), 받침대(1031) 및 커버(1010)에 의해 연속적으로 감싸질 수 있다.
에어갭(1230)이 존재하더라더도 (1) 드레인 밸브(1280)가 단열재(1210)와 커버(1010)에 의해 연속적으로 감싸지는 구조나, (2) 드레인 밸브(1280)가 단열재(1210), 받침대(1031) 및 커버(1010)에 의해 연속적으로 감싸지는 구조를 통해 드레인 밸브(1280)가 에어갭(1230)에 노출되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명은 에어갭(1230)을 갖더라도 드레인 밸브(1280)의 외주면에 이슬이 맺히는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 제1-1실시예와 관련된 정수기의 드레인 밸브(1280)를 보인 세부 단면도다.
냉각수 수용부(1220)는 드레인 밸브(1280)와 연결되는 돌출 배수 유로(1206)를 구비한다. 돌출 배수 유로(1206)는 냉각수 수용부(1220)의 하부로부터 돌출된다. 돌출 배수 유로(1206)가 돌출되는 방향은 냉각수 수용부(1220)의 외측을 향하는 방향이다.
냉각수가 배수되는 흐름을 기준으로 고임 방지 배수부(1208), 돌출 배수 유로(1206) 및 드레인 밸브(1280)는 연속적인 냉각수의 배수 유로를 형성한다. 냉각수의 배수 시 냉각수는 고임 방지 배수부(1208), 돌출 배수 유로(1206) 및 드레인 밸브(1280)를 순서대로 통과해 외부로 배출된다.
드레인 밸브(1280)는 하우징(1281a, 1281b), 누름 조작부(1282), 탄성부재(1283), 제1오링(1284), 제2오링(1285)을 포함한다.
하우징(1281a, 1281b)은 드레인 밸브(1280)의 외관을 형성한다. 도 5에는 하우징(1281a, 1281b)의 외관이 외주면에 단차를 갖는 원기둥의 형태로 도시되어 있다. 그러나 본 발명에서 하우징(1281a, 1281b)의 외관에 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
하우징(1281a, 1281b)은 중공부를 구비한다. 중공부는 냉각수를 배수하는 배수 유로에 해당함과 아울러 누름 조작부(1282), 탄성부재(1283) 등을 수용하는 공간에 해당한다.
앞서 설명한 바와 같이 하우징(1281a, 1281b)은 단열재(1210)에 의해 감싸진다. 단열재(1210)가 하우징을 감싸므로, 하우징(1281a, 1281b)과 공기의 접촉이 차단될 수 있다. 따라서 차가운 냉각수가 중공부를 통해 배수되더라도 하우징(1281a, 1281b)은 공기와 접촉하지 않는다. 이와 같은 구조를 통해 드레인 밸브(1280)에 이슬 맺힘이 방지될 수 있다.
하우징(1281a, 1281b)은 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b)의 결합에 의해 형성된다. 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b) 중 어느 하나가 다른 하나에 삽입되면 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b)의 결합이 이루어진다. 도 5에는 제2하우징(1281b)이 제1하우징(1281a)에 삽입되는 것으로 도시되어 있다.
제1하우징(1281a)은 드레인 밸브(1280)에서 냉각수가 배출되는 출구에 해당한다. 이에 반해 제2하우징(1281b)은 냉각수 수용부(1220)로부터 냉각수를 공급받는 입구에 해당한다. 따라서 냉각수 수용부(1220)로부터 냉각수가 배수되는 흐름을 기준으로 제1하우징(1281a)은 제2하우징(1281b)보다 하류측에 배치된다.
누름 조작부(1282)는 하우징(1281a, 1281b)의 내측에 배치된다. 하우징(1281a, 1281b)의 내측이란 중공부를 의미한다. 누름 조작부(1282)는 사용자 등으로부터 누름 조작을 인가받는다. 사용자 등의 누름 조작은 드레인 밸브(1280)의 배수 유로를 개폐하기 위한 것이다.
제1오링(1284)은 누름 조작부(1282)와 제1하우징(1281a) 사이를 실링한다. 제1오링(1284)은 누름 조작부(1282)에 결합되며, 탄성부재(1283)에 의해 제공되는 탄성력에 의해 하우징에 밀착된다. 제1오링(1284)은 탄성을 갖는 소재로 이루어진다. 제1오링(1284)이 누름 조작부(1282)와 제1하우징(1281a) 사이를 실링하므로, 배수 유로의 닫힘이 구현될 수 있는 것이다.
탄성부재(1283)는 누름 조작부(1282)를 제1하우징(1281a)으로 밀착시키는 탄성력을 제공한다. 탄성부재(1283)는 누름 조작부(1282)보다 상류측에 배치되며, 제2하우징(1281b)에 의해 지지된다.
제2오링(1285)은 환형으로 형성된다. 제2오링(1285)은 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b)의 연결 부위를 실링한다. 제2오링(1285)은 탄성을 갖는 소재로 이루어진다.
돌출 배수 유로(1206)의 단부는 제2하우징(1281b)의 중공부에 삽입 가능한 크기로 형성된다. 돌출 배수 유로(1206)의 외주면에는 단차가 존재한다. 제2하우징(1281b)은 돌출 배수 유로(1206)의 단부를 수용하도록 형성되며, 돌출 배수 유로(1206)의 외주면을 감싼다. 제2하우징(1281b)은 돌출 배수 유로(1206)의 단차에 의해 이동에 제한을 받는다. 따라서 돌출 배수 유로(1206)의 단차는 제2하우징(1281b)의 위치를 설정하는 역할을 한다.
도 5를 참조하면, 고정부(1205)는 돌출 배수 유로(1206)와 드레인 밸브(1280)를 모두 감싸는 것이 아니라 드레인 밸브(1280)의 외주면을 일부만 감싸도록 형성된다. 이에 따라 드레인 밸브(1280)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 하단에 시각적으로 노출된다.
구체적으로, 냉각수 수용부(1220)의 외측 바닥면(1207')은 돌출 배수 유로(1206)의 외주면으로부터 이격된 위치에서 상기 돌출 배수 유로(1206)를 부분적으로 감싼다. 냉각수 수용부(1220)의 외측 바닥면(1207')이란 도 5에서 도면부호 1207로 표시된 내측 바닥면(1207)의 반대면을 의미한다.
드레인 밸브(1280)가 돌출 배수 유로(1206)에 결합되는 방향에서 냉수 탱크 조립체(1200)를 바라보면, 냉각수 수용부(1220)의 외측 바닥면(1207')은 돌출 배수 유로(1206)를 부분적으로 감싸기 위해 부분적으로 아치형의 단면을 가질 수 있다. 외측 바닥면(1207')이 돌출 배수 유로(1206)로부터 이격되어 있는 것은, 그 사이에 드레인 밸브(1280)와 실링부재(1290)의 배치를 위한 공간을 형성하기 위한 것이다. 또한 외측 바닥면(1207')이 돌출 배수 유로(1206)를 전체가 아닌 부분적으로 감싸는 것은, 외측 바닥면에 의해 감싸지지 않는 나머지 부분을 통해 돌출 배수 유로(1206)를 노출시키기 위한 것이다.
고정부(1205)는 냉수 탱크 조립체(1200)의 외측 바닥면에서 돌출되어 드레인 밸브(1280)를 부분적으로 감싼다. 고정부(1205)는 아치형으로 형성되며, 냉각수 수용부(1220)의 외측 바닥면(1207')과 고정부(1205)는 구멍의 테두리를 형성한다.
고정부(1205)는 돌출 배수 유로(1206)와 드레인 밸브(1280)의 연결 부위를 가리지 않는 위치에서 드레인 밸브(1280)를 감싼다. 돌출 배수 유로(1206)와 드레인 밸브(1280)는 실링부재(1290)에 의해 감싸질 수 있으므로, 고정부(1205)는 실링부재(1290)를 가리지 않는 위치에서 드레인 밸브(1280)를 감싸는 것으로 이해할 수 있다. 냉각수 수용부(1220)의 외측 바닥면(1207')과 아치형의 고정부(1205)에 의해 형성되는 구멍은 돌출 배수 유로(1206)의 출구를 마주본다.
돌출 배수 유로(1206)와 드레인 밸브(1280)의 연결 부위를 노출시키는 구조는, 발포 공정 전 돌출 배수 유로(1206)와 드레인 밸브(1280)의 연결 및 실링부재(1290)의 실링이 제대로 이루어졌는지를 시각적으로 확인할 수 있게 한다. 발포 공정이 완료되고 나면 실링부재(1290)는 단열재(1210)에 의해 가려진다.
제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b)은 서로 나사체결, 억지끼움, 후크체결 등의 방식에 의해 결합될 수 있다. 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b) 중 어느 하나에 다른 하나의 외주면을 감쌀 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 제1하우징(1281a)이 제2하우징(1281b)의 외주면을 감싼다.
제2하우징(1281b)은 제1하우징(1281a)과 결합되는 부분에 경사면을 구비한다. 제2하우징(1281b)의 경사면에 의해 제1하우징(1281a)과의 사이에 틈이 형성된다. 이 틈에 제2오링(1285)이 삽입되어 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b)의 연결 부위를 실링한다. 제2오링(1285)은 냉각수가 제1하우징(1281a)과 제2하우징(1281b)의 연결 부위를 통해 누수되는 것을 방지한다.
제1하우징(1281a)은 제1걸림턱(1281a')을 구비한다. 제2하우징(1281b)은 제2걸림턱(1281b')을 구비한다. 냉각수의 배수 흐름을 기준으로 제1하우징(1281a)은 제2하우징(1281b)의 하류측에 배치되므로, 제1걸림턱(1281a')은 하류측 걸림턱(1281a')으로 명명되고, 제2걸림턱(1281b')은 상류측 걸림턱(1281b')으로 명명될 수 있다.
제1걸림턱(1281a')은 제1하우징(1281a)의 내주면으로부터 돌출되어 형성된다. 제1걸림턱(1281a')은 내주면을 따라 돌출되며, 실질적으로 환형으로 형성된다.
누름 조작부(1282)는 제1부분(1282a)과 제2부분(1282b)을 구비한다. 드레인 밸브(1280)가 닫힌 상태에서 냉각수의 흐름은 제1걸림턱에서 차단되므로, 제1걸림턱(1281a')을 기준으로 드레인 밸브(1280)의 내부와 외부가 구분될 수 있다. 이와 같은 구분 하에서 누름 조작부(1282)의 제1부분(1282a)은 드레인 밸브(1280)의 내부에 배치되는 부분을 의미하고, 제2부분(1282b)은 드레인 밸브(1280)의 외부로 노출되는 부분을 의미한다.
제1부분(1282a)은 제1걸림턱(1281a')에 걸리도록 형성된다. 제1부분(1282a)은 실질적으로 판의 형태로 형성될 수 있다. 다만 제1부분(1282a)의 형태는 어느 것이나 선택될 수 있다. 예를 들어 제1부분(1282a)은 원판 또는 다각형판으로 형성될 수 있다.
제1부분(1282a)은 제1걸림턱(1281a')에 의해 정의되는 냉각수 배출 구멍보다 크게 형성된다. 이에 따라 제1부분(1282a)은 제1걸림턱(1281a')에 걸릴 수 있다. 탄성부재(1283)로부터 누름 조작부(1282)에 탄성력이 제공되더라도 누름 조작부(1282)의 이동은 제1걸림턱(1281a')에 의해 제한을 받는다. 따라서 누름 조작부(1282)는 제1걸림턱(1281a')에 의해 하우징의 내부로부터 이탈되지 않을 수 있다.
제2부분(1282b)은 외부로 노출되어 누름 조작을 인가받는다. 누름 조작이란 드레인 밸브(1280)의 개폐를 위한 물리적 가압을 의미한다. 제2부분(1282b)은 제1부분(1282a)으로부터 드레인 밸브(1280)의 외부를 향해 돌출된다. 제2부분(1282b)은 외부에 시각적으로 노출된다. 제2부분(1282b)은 제1걸림턱(1281a')에 의해 감싸진다. 제2부분(1282b)은 제1걸림턱(1281a')과 접촉할 수도 있고 접촉하지 않을 수도 있다.
제1걸림턱(1281a')과 누름 조작부(1282) 사이에는 제1오링(1284)이 설치된다. 제1오링(1284)은 누름 조작부(1282)의 외주면에 결합된다. 누름 조작부(1282)는 제1부분(1282a)과 제2부분(1282b) 사이에 외주면을 따라 형성되는 원형홈(1282c)을 갖는다. 제1오링(1284)은 원형홈(1282c)에 끼워진다.
제1부분(1282a)은 탄성부재(1283)로부터 탄성력을 제공받는다. 제1오링(1284)은 제1부분(1282a)에 의해 가압되어 제1걸림턱(1281a')에 밀착된다. 제1오링(1284)이 제1걸림턱(1281a')에 밀착되면, 드레인 밸브(1280)는 닫힌다. 만일 사용자가 제2부분(1282b)에 외력을 가해 누름 조작부(1282)를 탄성부재(1283)쪽으로 가압하면, 제1걸림턱(1281a')에 밀착되어 있던 제1오링(1284)은 제1걸림턱(1281a')으로부터 이격되고 드레인 밸브(1280)는 열린다. 드레인 밸브(1280)의 열림은 누름 조작부(1282)에 가해지는 외력에 의해 구현되고, 드레인 밸브(1280)의 닫힘은 탄성부재(1283)에 의해 제공되는 탄성력에 의해 구현된다.
제2걸림턱(1281b')은 제2하우징(1281b)의 중공부에 형성된다. 제2하우징(1281b)의 내측 원주의 크기가 일정하지 않고, 원주의 크기가 상대적으로 큰 영역과 상대적으로 작은 영역이 존재한다. 제2하우징(1281b)의 중공부는 제2걸림턱(1281b')을 기준으로 그 크기가 달라진다. 원주의 크기 차이에 의해 제2걸림턱(1281b')이 형성된다.
탄성부재(1283)는 제2하우징(1281b)의 제2걸림턱(1281b')에 의해 지지되는 위치에 설치된다. 누름 조작부(1282)는 제1부분(1282a)으로부터 탄성부재(1283)를 향해 돌출되는 보스부(1282d)를 구비할 수 있다. 탄성부재(1283)는 보스부(1282d)의 외주면을 감싸도록 이루어질 수 있다. 보스부(1282d)에 의해 탄성부재(1283)의 움직임이 제한되므로, 보스부(1282d)는 탄성부재(1283)가 정위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
누름 조작부(1282)의 제1부분(1282a)은 제1면과 제2면을 갖는다. 제1면과 제2면은 실질적으로 반대 방향을 향한다. 제1면쪽에는 탄성부재(1283)가 밀착되고, 제2면쪽에는 제1오링(1284)이 결합된다. 탄성부재(1283)가 제1면을 가압하면, 제1오링(1284)은 제2면에 의해 가압되어 제1걸림턱(1281a')에 밀착된다.
기계식 드레인 밸브(1280)란 전자식 밸브와 구별되는 개념이다. 예를 들어 솔레노이드 밸브와 같은 전자식 밸브는 전기적인 신호의 입력에 의해 작동한다. 이에 반해 기계식 드레인 밸브(1280)는 물리적인 힘을 가해 작동한다.
전자식 밸브는 물에 노출되면 비정상적으로 작동하거나 고장날 우려가 있다. 정수기에 전자식 밸브를 적용하기 위해서는 가급적 밸브가 물로부터 먼 위치에 전자식 밸브가 배치되어야 한다. 그러나 전자식 밸브가 물로부터 먼 위치에 배치되면, 전자식 밸브 및 상기 전자식 밸브에 연결되는 배관 등의 표면에 이슬이 맺히게 된다.
이에 반해 기계식 드레인 밸브(1280)는 작동을 위해 전기적인 신호를 필요로 하지 않는다. 따라서 기계식 드레인 밸브(1280)는 물에 취약하지 않으며, 물과 인접하게 배치될 수 있는 장점이 있다. 도 5에서도 기계식 드레인 밸브(1280)가 냉수 탱크 조립체(1200)에 직접 연결됨을 확인할 수 있다.
단열재(1210)로 냉수 탱크 조립체(1200)와 드레인 밸브(1280)를 모두 감싸기 위해서는 냉수 탱크 조립체(1200)와 드레인 밸브(1280)가 서로 멀리 떨어져 있지 않아야 한다. 만일 전자식 밸브를 정수기에 적용하게 되면, 냉수 탱크 조립체(1200)와 전자식 밸브의 이격이 불가피하므로 단열재(1210)로 냉수 탱크 조립체(1200)와 전자식 밸브를 모두 감쌀 수 없다.
그러나 기계식 드레인 밸브(1280)를 적용하여 냉수 탱크 조립체(1200)와 드레인 밸브(1280)를 서로 인접하게 배치할 수 있고, 단열재(1210)로 냉수 탱크 조립체(1200)와 드레인 밸브(1280)를 모두 감쌀 수 있다. 단열재(1210)로 드레인 밸브(1280)를 감싼다는 것은 공기와의 접촉을 차단하여 궁극적으로 이슬의 맺힘을 방지할 수 있다는 것을 의미한다.
냉수 탱크 조립체(1200)와 드레인 밸브(1280)는 서로 직접 연결되므로, 정수기는 냉수 탱크 조립체(1200)와 드레인 밸브(1280)를 연결하기 위한 배관을 필요로 하지 않는다. 냉각수가 흐르는 배관에는 이슬의 맺힘이 발생할 수 있는데, 배관을 필요로 하지 않는다는 것은 이슬의 맺힘이 발생할 수 있는 원인은 근본적으로 제거할 수 있다는 것을 의미한다.
도 6은 제1-1실시예와 관련된 정수기(1000)의 냉각수 수용부(1220, 도 3 내지 도 5 참조)로 냉각수를 급수하기 위해 출부수(1020)와 드레인 밸브(1280)를 호스(1300)로 연결한 개념도다.
정수기(1000)는 원수 또는 정수를 냉각수 수용부(1220)로 공급하도록 냉수 탱크 조립체(1200, 도 3 내지 도 4 참조)와 연결되는 냉각수 유로를 포함한다. 본 발명에서는 어떠한 방식으로 냉각수를 급수할 것인지에 따라 실시예를 구분하며, 실시예에 따라 냉각수 유로의 구성이 달라질 수 있다.
도 6에 도시된 정수기는 제1-1실시예로 구분된다. 제1-1실시예에서 냉각수 유로의 적어도 일부는 정수기(1000) 본체의 외부로 노출되는 호스(1300)에 의해 형성된다.
호스(1300)는 출수부(1020)를 통해 출수되는 정수를 냉각수 수용부(1220, 도 4 참조)에 공급하도록 이루어진다. 호스(1300)의 일단(1310)은 출부수(1020)에 연결되고, 호스(1300)의 타단(1320)은 드레인 밸브(1280)에 연결된다. 호스(1300)는 출수부(1020)와 드레인 밸브(1280)에 착탈 가능하게 결합된다. 이에 따라 출부수(1020)로부터 배출되는 정수는 호스(1300)와 드레인 밸브(1280)를 통해 냉각수 수용부(1220)로 유입될 수 있다.
정수기(1000)에 구비되는 입력부(1016a)는 제어명령을 인가받도록 형성된다. 제어명령은 정수기(1000)로부터 냉수 또는 온수를 출수하거나 냉각수를 냉각수 수용부(1220)에 공급하기 위한 명령을 포함한다.
예를 들어 사용자가 냉수/온수의 일정량 버튼을 누르면 정수기(1000)에 일정량의 냉수/온수를 출수하도록 하는 제어명령이 입력되고, 정수기(1000)에서는 일정량 만큼의 냉수/온수가 출수된다. 마찬가지로 사용자가 냉수/온수의 연속 버튼을 누르면 정수기(1000)에 연속적으로 냉수/온수를 출수하도록 하는 제어명령이 입력되며, 정수기(1000)에서는 냉수/온수의 연속 버튼을 다시 누르거나 별도의 제어명령을 입력할 때까지 냉수/온수가 계속해서 출수된다.
또한 사용자가 냉각수를 공급하는 버튼을 누르면 정수기(1000)에 기설정된 양만큼의 냉각수를 출수하도록 하는 제어명령이 입력되고, 정수기(1000)에서는 기설정된 양만큼의 정수(상온의 정수, 냉수 또는 온수)가 출수된다. 본 발명에서 냉각수는 원수 또는 정수로 이루어질 수 있으나, 제1-1실시예에서 냉각수는 출부수(1020)를 통해 공급되므로, 제1-1실시예에서의 냉각수는 정수에 의해 이루어진다. 특히 냉각수는 정수를 냉각하기 위한 것임을 고려할 때 제1-1실시예에서의 냉각수는 냉수와 온수 중 냉수에 의해 이루어진다.
냉수/온수의 출수를 위한 제어명령과 냉각수의 공급을 위한 제어명령은 서로 구분되어야 한다. 음용을 위한 냉수/온수의 양과 냉각수를 채우기 위한 정수의 양이 상이하기 때문이다. 제어명령의 구분을 위해 입력부(1016a)는 도 6에 도시된 바와 같이 서로 구분되는 제어명령을 인가받도록 이루어지는 입력 버튼을 구비할 수 있다.
평상시 정수기의 작동에는 호스(1300)가 불필요하다. 그러나 냉각수를 교체하고자 하는 경우, 제1-1실시예의 정수기에서는 먼저 호스(1300)를 출부수(1020)와 드레인 밸브(1280)에 연결하는 동작이 선행되어야 한다. 냉각수 급수에는 냉각수 유로가 필요하고 냉각수 유로의 적어도 일부가 호스(1300)에 의해 형성되기 때문이다. 나아가 냉각수를 급수하기 전에 냉각수 수용부(1220)에 채워져 있는 기존의 냉각수가 배출되어야 하므로, 호스(1300)의 연결은 기존의 냉각수를 배출한 후에 이루어져야 한다.
냉각수가 정수(더욱 구체적으로는 냉수)에 의해 이루어지더라도, 호스(1300)가 연결되지 않은 상태에서 냉각수 공급 버튼이 눌려 냉각수가 출수되는 것을 바람직하지 못하다. 냉수/온수의 일정량 버튼을 누를 때 출수되는 냉수/온수의 양과 냉각수 공급 버튼을 누를 때 출수되는 정수(상온의 정수, 냉수 또는 온수)의 양이 상이하기 때문이다. 따라서 호스(1300)가 연결되지 않은 상태에서 냉각수 공급 버튼은 비활성화 되는 것이 바람직하다.
냉각수 공급 버튼이 비활성화 되면 사용자가 냉각수 공급 버튼을 무의식적으로 누르더라도 냉각수가 출수되지 않는다. 예를 들어 정수기(1000)가 호스(1300)의 연결을 인식하도록 이루어질 수 있으며, 이 경우 호스(1300)가 연결되지 않은 상태에서 사용자가 냉각수 공급 버튼을 누르더라도 냉각수는 출수되지 않는다. 또는 냉각수 공급 버튼이 활성화 된 다음 냉각수 공급 버튼이 눌려져야 정수기(1000)가 냉각수를 출수하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에도 사용자가 호스(1300) 연결 > 냉각수 공급 버튼 활성화 > 냉각수 공급 버튼 누름의 동작을 순차적으로 실행하지 않는 한 냉각수가 출수되지 않는다.
도 7은 제1-1실시예와 관련된 정수기의 드레인 밸브(1280)와 연결되는 호스(1300)의 타단(1320)을 보인 개념도다.
호스의 타단(1320)의 외주면에는 나사산 또는 돌기와 같은 결합부(1321)가 형성될 수 있다. 호스의 타단(1330)의 외주면에 나사산이 형성되는 경우에는 드레인 밸브(1280)도 나사산에 대응되는 나사골을 구비한다. 이에 따라 호스(1300)와 드레인 밸브(1280)는 나사 체결될 수 있다. 호스(1300)의 타단(1320) 외주면에 돌기가 형성되는 경우에는 돌기에 의한 마찰력에 의해 호스(1300)가 드레인 밸브(1280)와 결합 후 드레인 밸브(1280)로부터 임의로 분리되는 것을 방지할 수 있다.
도 5에서 설명한 드레인 밸브(1280)는 물리적으로 누름 조작부(1282, 도 5 참조)를 가압하여야 개방되도록 이루어지는데, 호스(1300)를 드레인 밸브(1280)에 연결하면 누름 조작부가 호스(1300)에 의해 은폐되기 때문에 사용자는 임의로 누름 조작부를 누를 수 없다. 따라서 이러한 형태의 드레인 밸브(1280)를 개방하기 위해서는 누름 조작부를 누를 수 있는 구조의 호스(1300)가 구비되어야 한다.
누름 조작부를 누를 수 있는 구조의 호스(1300)는 누름부(1322)와 연결부들(1323)을 포함한다.
누름부(1322)는 호스(1300)의 중공부에 형성된다. 누름부(1322)는 호스(1300)가 드레인 밸브(1280)에 결합되었을 때 누름 조작부를 누르도록 이루어진다. 누름 조작부를 누른다는 것은 누름 조작부를 드레인 밸브(1280)의 내측으로 이동시켜 드레인 밸브(1280)를 개방시키는 것을 의미한다.
연결부들(1323)은 누름부(1322)를 중심으로 방사형으로 형성되어 누름부(1322)를 호스(1300)의 내주면 연결시킨다. 연결부들(1323)이 방사형으로 형성되기 때문에 호스(1300)의 내주면과 누름부 사이에는 간격이 존재하고, 이 간격을 통해 냉각수가 공급될 수 있는 것이다.
도 8은 제1-1실시예와 관련된 정수기의 드레인 밸브(1280)와 호스(1300)가 서로 연결된 구성을 보인 단면도다.
호스(1300)가 드레인 밸브(1280)에 연결되면, 호스(1300)의 누름부(1322)는 드레인 밸브(1280)의 누름 조작부(1282)와 마주보는 위치에서 누름 조작부(1282)를 드레인 밸브(1280)의 내측으로 가압한다. 누름부(1322)에 의해 가해지는 외력이 누름 조작부(1828)를 탄성적으로 지지하는 탄성부재(1283)의 복원력보다 크므로, 누름 조작부(1282)는 탄성부재(1283)를 압축하는 방향으로 이동된다.
누름 조작부(1282)가 이동하여 제1걸림턱(1281a')으로부터 이격되면, 누름 조작부(1282)와 제1걸림턱(1281a') 사이에 간격이 형성되고, 이 간격을 통해 냉각수가 냉각수 수용부(1220)로 공급될 수 있게 준비된다.
이상에서 설명한 제1-1실시예의 구조는 냉각수 수용부(1220)로부터 냉각수를 배출시킨 후 호스(1300)를 드레인 밸브(1280)에 결합시키는 동작에 의해 냉각수 공급 준비가 완료된다.
도 9는 본 발명의 제1-2실시예와 관련된 정수기의 냉각수 수용부로 냉각수를 급수하기 위해 출부수(1020')와 드레인 밸브(1280')를 호스(1300')로 연결한 개념도다.
제1-2실시예의 드레인 밸브(1280')는 제1-1실시예에서 설명한 드레인 밸브(1280)와 다르게 정수기(1000') 본체의 외측에 노출된다. 정수기(1000') 본체의 외측에 노출된 드레인 밸브(1280)는 사용자 등에 의해 가해지는 외력에 의해 개방되도록 이루어진다. 예를 들어 드레인 밸브(1280')는 수동으로 개폐되는 게이트 밸브(gate valve)나 콕 밸브(cock valve)로 이루어질 수 있다. 이와 같은 제1-2실시예에서는 도 4 내지 도 5, 도 7 내지 도 8에서 설명하였던 드레인 밸브(1280')와 호스(1300')의 구조가 불필요하다.
제1-2실시예에서 드레인 밸브(1280') 및 호스(1300')의 구조는 제1-1실시예와 상이하다. 따라서 제1-1실시예와 달리 제1-2실시예에서는 드레인 밸브(1280')에 호스(1300')를 연결하는 동작 후에 추가적으로 드레인 밸브(1280')를 조작하여 드레인 밸브(1280')를 개방하는 동작이 추가되어야 냉각수 공급 준비가 완료된다.
도 10은 제1-1실시예와 제1-2실시예의 정수기(1000)를 보인 개념도다. 제1-1실시예의 정수기(1000)와 제1-2실시예의 정수기(1000)는 드레인 밸브(1280)와 호스(1300)의 구조만 서로 상이하고 나머지는 동일하므로, 도 10을 참조하여 함께 설명될 수 있다.
(1) 냉수 및 온수 출수
정수기(1000)는 원수 공급부(10)로부터 여과 대상 원수를 공급받는다. 원수 공급부(10)로부터 공급되는 원수는 수도수나 지하수 등으로 이루어진다. 정수기(1000)에 의해 여과되기 전 상태의 물은 종류에 관계없이 모두 원수라고 명명될 수 있다. 원수를 공급한다면 그 종류에 관계없이 모두 원수 공급부(10)로 명명될 수 있다.
필터부(1060)의 가장 상류측에는 원수 공급부(10)로부터 공급되는 원수로부터 오염물질을 미리 제거하도록 이루어지는 프리 필터(1064)가 설치될 수 있다. 상류측 또는 하류측의 개념은 물의 흐름을 기준으로 한다. 예를 들어 도 10을 기준으로 원수는 원수 공급부(10)로부터 프리 필터(1064)로 공급되므로, 프리 필터(1064)는 원수 공급부(10)의 하류측에 해당한다. 마찬가지로 프리 필터(1064)는 필터부(1060) 중에서 원수를 최초로 공급받도록 배치되어 있으므로, 프리 필터(1064)는 필터부(1060)의 가장 상류측에 설치되는 것으로 설명될 수 있다.
원수에 포함된 큰 입자들은 단위 필터들(1061, 1062)의 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 그러나 프리 필터(1064)가 단위 필터들(1061, 1062)의 상류측에 배치되어 원수에 포함된 큰 입자들을 먼저 제거하면, 큰 입자들을 포함하지 않는 원수가 단위 필터들(1061, 1062)로 공급되므로 단위 필터들(1061, 1062)이 보호될 수 있다.
프리 필터(1064)의 상류측 또는 하류측에는 원수 밸브(1065)가 설치될 수 있다. 도 10에서 원수 밸브(1065)는 프리 필터(1064)의 하류측에 설치되어 있으나, 정수기(1000)의 설계에 따라 원수 밸브(1065)는 프리 필터(1064)의 상류측에 설치되는 것도 가능하다.
원수 밸브(1065)는 원수의 공급을 제어하도록 이루어진다. 원수 밸브(1065)는 수동으로 개폐되는 게이트 밸브(gate valve)나 콕 밸브(cock valve) 등으로 이루어질 수 있으며, 자동으로 개폐되는 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 등으로 이루어질 수도 있다.
원수 밸브(1065)의 하류측과 단위 필터들(1061, 1062)의 하류측에는 원수의 유량을 측정하도록 이루어지는 유량 센서(1063a, 1063b)가 설치된다. 두 유량 센서(1063a, 1063b)를 서로 구분하기 위해 단위 필터들(1061, 1062)의 상류측에 설치되는 유량 센서가 제1 유량 센서(1063a)로 명명되고, 단위 필터들(1061, 1062)의 하류측에 설치되는 유량 센서가 제2 유량 센서(1063b)로 명명될 수 있다.
단위 필터들(1061, 1062)은 원수로부터 오염 물질을 여과하여 정수를 생성하도록 이루어진다. 단위 필터들(1061, 1062)을 기준으로 단위 필터들(1061, 1062)의 상류를 흐르는 물은 원수, 단위 필터들(1061, 1062)의 하류를 흐르는 물은 정수로 구분될 수 있다.
제2 유량 센서(1063b)는 단위 필터들(1061, 1062)로부터 공급되는 정수의 유량을 측정하도록 이루어진다. 제1 유량 센서(1063a)와 제2 유량 센서(1063b) 중 어느 하나만 설치되는 것도 가능하다. 도 10의 유로 구성에서는 제1 유량 센서(1063a)에서 측정되는 원수의 유량과 제2 유량 센서(1063b)에서 측정되는 정수의 유량이 이론적으로 동일하기 때문이다. 따라서 제1 유량 센서(1063a) 또는 제2 유량 센서(1063b)라는 구분 없이 단순히 유량 센서(1061a, 1063b)라고만 한다면 제1 유량 센서(1063a)와 제2 유량 센서(1063b) 중 어느 하나를 가리키는 것으로 이해될 수 있다. 제1 유량 센서(1063a) 및/또는 제2 유량 센서(1063b)는 냉각수 수용부(1220)에 채워지는 냉각수의 양을 측정하는데 이용된다.
정수기(1000)는 필터부(1060)에서 생성된 정수를 상온의 상태로 출수하도록 형성될 수 있다. 예를 들어 필터부(1060)의 출구와 출부수(1020)가 배관으로 연결되어 필터부(1060)에서 생성된 정수가 상온의 상태로 출부수(1020)를 통해 배출될 수 있다. 또는 필터부(1060)에서 생성된 정수가 냉수 생성 유로(1240)나 가열 장치(1100)를 통과하는 동안 냉동 사이클 장치(1050)나 유도 가열 모듈(1110)이 작동하지 않는다면, 정수는 상온의 상태로 출수될 수 있다.
또한 정수기(1000)는 필터부(1060)에 생성된 정수를 가열하여 온수를 생성하거나 정수를 냉각하여 냉수를 생성하도록 형성될 수 있다.
가열 장치(1100)는 필터부(1060)의 하류측에 설치된다. 가열 장치(1100)는 유도 가열 모듈(1110) 등 정수를 가열할 수 있는 장비를 구비한다. 가열 장치(1100)는 정수를 가열하여 온수를 생성하도록 형성된다. 정수는 가열 장치(1100)를 통과하는 짧은 시간 동안 고온으로 가열된다.
가열 장치(1100)의 하류측에는 출부수(1020)가 설치된다. 출부수(1020)는 밸브(1024)를 구비하며, 밸브(1024)는 입력부(1016a)를 통해 인가되는 온수/냉수 출수 제어명령에 근거하여 개폐될 수 있다. 사용자가 온수 출수 제어명령을 입력부(1016a)에 인가하면, 밸브(1024)가 개방되고 온수가 출수된다.
마찬가지로 냉수 탱크 조립체(1200)도 필터부(1060)의 하류측에 설치된다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 냉각수를 수용하도록 형성되는 냉각수 수용부(1220)를 구비한다. 냉각수 수용부(1220)에는 냉각수가 채워진다.
냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에는 증발기(1054), 교반기(1270), 냉수 생성 유로(1240)가 설치된다. 증발기(1054), 교반기(1270) 및 냉수 생성 유로(1240)는 모두 냉각수에 침지된다. 냉동 사이클 장치(1050)의 압축기(1051), 응축기(1052), 팽창장치(1053) 및 증발기(1054)는 순차적으로 연결되며, 냉매를 순환시켜 냉각수를 저온으로 유지시키도록 이루어진다.
냉매에 의해 냉각된 냉각수는 냉수 생성 유로(1240)를 통과하는 정수를 냉각하며, 정수는 냉수 생성 유로(1240)를 통과하면서 짧은 시간 안에 냉각된다. 냉각수에 의해 냉각된 정수는 냉수가 된다. 교반기(1270)는 냉각수에 침지된 상태에서 회전하여 냉매와 냉각수의 열교환, 냉각수와 정수의 열교환을 촉진하도록 이루어진다.
냉수 탱크 조립체(1200)에서 생성된 냉수는 냉수 탱크 조립체(1200)의 하류측에 설치된 출부수(1020)를 통해 외부로 배출된다.
(2) 냉각수의 급수와 정상 급수 여부 판단
앞서 설명했던 바와 같이 냉각수 수용부(1220)에 채워진 냉각수를 교체하기 위해서는 먼저 냉각수 수용부(1220)에 이미 채워져 있는 냉각수가 배수되어야 한다. 전문 서비스 요원이나 사용자(이하 사용자 등)가 드레인 밸브(1280)를 개방하면 냉각수 수용부(1220)에 채워져 있던 냉각수 드레인 밸브(1280)를 통해 배수된다.
냉각수 배수를 완료한 후 사용자 등에 의해 호스(1300)가 출부수(1020)와 드레인 밸브(1280)로 연결되면, 출부수(1020)를 통해 배출되는 정수 또는 냉수는 드레인 밸브(1280)를 통해 냉각수 수용부(1220)로 유입될 준비가 완료된다.
이어서 입력부(1016a)에 냉각수 공급 제어 명령이 인가되면, 정수 또는 냉수는 냉각수 유로를 통해 냉각수 수용부(1220)로 공급된다. 도 10에서 냉각수 유로는 원수 공급부(10)로부터 필터부(1060), 냉수 생성 유로(1240), 출부수(1020), 호스(1300) 및 드레인 밸브(1280)까지 이어지는 유로에 의해 형성된다.
필터부(1060)로부터 배출된 정수가 냉수 생성 유로(1240)를 통과하는 과정에서 냉동 사이클 장치(1050)가 작동하면 냉수가 생성되므로, 냉수가 호스(1300)를 통해 냉각수 수용부(1220)로 공급된다. 이와 달리 필터부(1060)로부터 배출된 정수가 냉수 생성 유로(1240)를 통과하는 과정에서 냉동 사이클 장치(1050)가 작동하지 않으면, 상온의 정수가 호스(1300)를 통해 냉각수 수용부(1220)로 공급된다. 따라서 냉각수 수용부(1220)에 채워지는 냉각수는 상온의 정수 또는 냉수에 의해 이루어진다. 특별히 상온의 정수라고 구분하지 않는 한 정수라는 개념은 상온의 정수, 냉수 및 온수를 모두 포함한다.
냉각수 수용부(1220)에 채워지는 냉각수의 유량은 제1 유량 센서(1063a) 및/또는 제2 유량 센서(1063b)에 펄스 값으로 지정된다. 도 10을 기준으로 냉각수의 유량은 제2 유량 센서(1063b)에 펄스 값으로 지정된다. 지정된 펄스 값에 대응되는 유량이 제2 유량 센서(1063b)를 통과하면 정수의 공급은 정지된다. 제어부(1080)는 유량 센서를 제어하며, 유량 센서에서 측정되는 급수량에 근거하여 정수의 공급을 정지시키도록 이루어진다. 이에 따라 냉각수 수용부(1220)에는 기설정된 유량의 냉각수가 공급될 수 있다.
기설정된 유량이란 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 설치되는 냉수 생성 유로(1240), 교반기(1270) 및 증발기(1054)가 모두 침지될 수 있는 수위에 해당하는 유량을 의미한다. 유량 센서에서 측정되는 급수량에 근거하여 냉각수 수용부(1220)로 정수의 공급이 정지된다. 이러한 정수기(1000)의 동작은 제어부(1080)에 의해 제어될 수 있다.
제어부(1080)는 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지를 판단하도록 형성된다. 기준 수위란 기설정된 유량과 마찬가지로 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 설치되는 냉수 생성 유로(1240), 교반기(1270) 및 증발기(1054)가 모두 침지될 수 있는 수위에 해당한다.
교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 냉각수 수용부(1220)의 수위에 따라 달라짐을 앞서 설명한 바 있다. 교반기(1270)는 축에 의해 모터(1271)와 연결되므로, 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 모터(1271)의 단위 시간 당 회전 속도와 동일하다. 따라서 제어부(1080)는 모터(1271)의 단위 시간 당 회전 속도로부터 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도를 측정할 수 있다.
교반기(1270)가 냉각수에 침지되는 수위보다 낮은 수위에서는 교반기(1270)가 가장 빠르게 회전한다. 교반기(1270)가 냉각수에 침지되는 순간부터 냉각수에 의해 형성되는 저항으로 인해 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 느려지며, 냉각수의 수위가 높아질수록 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도는 더 느려진다. 따라서 기준 수위(냉수 생성 유로(1240), 교반기(1270) 및 증발기(1054)까지 모두 침지될 수 있는 수위)에 대응되는 교반기(1270)의 회전 속도가 기준 속도를 설정되고, 제어부(1080)는 교반기(1270)의 회전 속도가 기준 속도까지 느려지면 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지를 판단할 수 있다.
정수로 이루어진 냉각수를 드레인 밸브(1280)를 통해 냉각수 수용부(1220)로 공급하면, 냉수 탱크 조립체(1200)의 냉수 탱크 커버(1201)를 개방하지 않고도 냉각수 수용부(1220)를 냉각수로 채울 수 있다. 또한 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지를 판단하면, 수위 센서 없이도 정상 급수 여부를 판단할 수 있다.
교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 채워진 것으로 판단되면 출력부(1016b)를 통해 냉각수의 정상 급수가 완료된 것으로 표시될 수 있다. 그리고 정수기(1000)는 냉각수 급수를 완료하고 냉수 및/또는 온수 생성을 위한 정상 작동을 재개한다.
만약 기준 수위까지 냉각수가 채워지지 않은 것으로 판단되면 출력부(1016b)를 통해 냉각수가 추가 급수되어야 하는 것으로 표시될 수 있다. 추가 급수되어야 하는 유량에 해당하는 펄스 값이 제1 유량 센서(1063a) 및/또는 제2 유량 센서(1063b)에 다시 입력되어 추가 급수가 이루어지고, 제어부(1080)는 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 채워졌는지 여부를 다시 판단한다. 이러한 과정은 냉각수가 기준 수위까지 채워질 때까지 반복될 수 있다.
출력부(1016b)는 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 냉각수 수용부(1220)로 원수 또는 정수의 급수가 개시되어야 함을 표시하도록 이루어질 수 있다. 교반기(1270)의 단위 시간 당 회전 속도가 기준 속도를 초과하는 경우에는 냉각수의 수위가 낮아졌음을 의미하기 때문이다.
도 11은 제2-1실시예의 정수기(2000)를 보인 개념도다.
정수기(2000)의 냉수 및 온수 공급 작동은 도 10에서 설명한 것과 중복되므로 이하에서는 냉각수의 급수에 대하여만 설명한다.
냉각수 유로의 적어도 일부는 정수기(2000)의 내부에 설치되는 배관(2300)에 의해 형성된다. 배관(2300)은 필터부(2060)에서 생성된 정수를 냉각수 수용부(2220)로 공급하도록, 일단이 필터부(2060)에 연결되고 타단이 냉수 탱크 조립체(2200)에 연결된다. 배관(2300)은 필터부(2060)와 냉수 생성 유로(2240)의 사이에서 분기될 수 있다. 분기 위치에는 분기 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
도 11을 참조하면 냉각수 유로는 원수 공급부(20)로부터 필터부(2060) 및 배관(2300)까지 이어지는 유로에 의해 형성된다. 도 10과 달리 냉수 생성 유로(2240)나 드레인 밸브(2280)는 냉각수 유로에 포함되지 않는다. 이로부터 제2-1실시예에서 냉각수는 상온의 정수로 이루어질 것임을 알 수 있다.
냉각수는 위생을 위해 정수로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1-1실시예와 제1-2실시예에서는 사용자 등의 능동적인 동작으로 출부수(1020, 1020')와 드레인 밸브(1280, 1280')에 호스(1300, 1300')를 연결해야 냉각수의 공급이 이루어질 수 있는 반면, 제2-1실시예에서는 그러한 능동적인 동작이 필요 없다는 점에서 차이가 있다.
냉각수 급수를 위해서는 먼저 이미 냉각수 수용부(2220)에 채워져 있는 냉각수를 배수해야 한다. 냉각수의 배수는 사용자가 등이 직접 드레인 밸브(2280)를 조작하거나 입력부(2016a)에 드레인 밸브(2280)의 개방을 위한 제어명령을 인가하여 이루어질 수 있다.
이어서 사용자 등이 입력부(2016a)를 통해 냉각수 공급 제어명령을 인가하면, 원수 밸브(2065)가 개방되고, 원수는 냉각수 유로를 따라 흐르면서 필터부(2060)에서 정수가 되어 냉각수 수용부(2220)로 공급된다. 따라서 제2-1실시예에서 냉각수는 상온의 정수로 이루어진다.
냉각수 수용부(2220)에 채워지는 냉각수(상온의 정수)의 유량은 제1 유량 센서(2063a) 및/또는 제2 유량 센서(2063b)에 펄스 값으로 지정된다. 지정된 펄스 값에 대응되는 유량이 제1 유량 센서(2063a) 및/또는 제2 유량 센서(2063b)를 통과하면 정수의 공급은 정지된다. 제어부(2080)는 제1 유량 센서(2063a) 또는 제2 유량 센서(2063b)를 제어하며, 제1 유량 센서(2063a) 또는 제2 유량 센서(2063b)에서 측정되는 급수량에 근거하여 정수의 공급을 정지시키도록 이루어진다. 이에 따라 냉각수 수용부(2220)에는 기설정된 유량의 냉각수가 공급될 수 있다.
냉각수의 배수 및 급수는 자동으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어 정수기(2000)는 (1) 기설정된 냉각수의 교체 주기, (2) 센서 등을 통해 측정되는 냉각수의 오염도, 또는 (3) 교반기(2270)의 단위 시간 당 회전 속도로부터 알 수 있는 냉각수의 수위에 따라 냉각수의 배수 및 급수 동작을 하도록 이루어진다.
냉각수의 배수가 자동적으로 이루어지기 위해서는 드레인 밸브(280)는 기계식보다는 전기 신호 등에 의해 개폐되는 전자식으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어 솔레노이드 밸브는 전기 신호에 의해 개폐될 수 있다. 또한 냉각수의 배수가 자동적으로 이루어지기 위해서는 드레인 밸브(2280)에서 배수되는 냉각수가 하수구 등으로 버려질 수 있도록 유로가 드레인 밸브(2280)의 하류측에 별도의 유로가 구성되는 것이 바람직하다.
전기 신호에 의해 드레인 밸브(2280)가 개방되어 냉각수의 배수가 완료되면, 이어서 앞서 설명한 냉각수의 급수가 이루어진다. 급수 완료 후에는 교반기(2270)의 단위 시간 당 회전 속도로부터 기준 수위까지 정상적인 냉각수의 급수가 이루어졌는지를 판단한다.
도 11에서 도면부호 2016b는 출력부, 2061과 2062는 단위 필터들, 2064는 프리 필터, 2065는 원수 밸브, 2100은 가열 장치, 2110은 유도 가열 모듈, 2020은 출수부, 2024는 밸브, 2270은 교반기, 2271은 모터, 2050은 냉동 사이클 장치, 2051은 압축기, 2052는 응축기, 2053은 팽창장치, 2054는 증발기, 2280은 드레인 밸브를 가리킨다.
도 12는 제2-2실시예의 정수기(3000)를 보인 개념도다.
정수기(3000)의 냉수 및 온수 공급 작동은 도 10에서 설명한 것과 중복되므로 이하에서는 냉각수의 급수에 대하여만 설명한다.
도 12에 도시된 제2-2실시예의 구성은 제2-1실시예와 유사하다. 다만 냉각수 유로에서만 서로 차이가 있다.
냉각수 유로의 적어도 일부는 정수기(3000)의 내부에 설치되는 배관(3300)에 의해 형성된다. 배관(3300)은 원수 공급부(30)로부터 공급된 원수를 냉각수 수용부(3220)로 공급하도록, 일단이 원수 공급부(30)에 연결되고 타단이 냉수 탱크 조립체(3200)에 연결된다. 다만 배관(3300)의 일단은 원수 공급부(30)에 직접 연결되는 것은 아니고 제1 유량 센서(3063a)의 하류측에서 분기되며, 원수 공급부(30)에는 간접적으로 연결된다. 분기 위치에는 분기 밸브(미도시)가 설치될 수 있다.
도 12를 참조하면 냉각수 유로는 원수 공급부(30)로부터 배관(3300)까지 이어지는 유로에 의해 형성된다. 도 11과 달리 단위 필터들(3061, 3062)는 냉각수 유로에 포함되지 않는다. 따라서 제2-2실시예에서 냉각수는 상온의 원수로 이루어질 것임을 알 수 있다.
제2-2실시예가 제2-1실시예와 구분되는 것은 냉각수가 원수로 이루어진다는 점이다. 냉각수는 위생을 위해 정수로 이루어지는 것이 바람직하기는 하나 정수 또는 냉수와 혼합되는 것은 아니므로, 반드시 정수로 이루어져야 하는 것은 아니다. 도 12에서는 원수가 냉각수를 이루는 구성을 보이고 있다.
냉각수 급수를 위해서는 먼저 이미 냉각수 수용부(3220)에 채워져 있는 냉각수를 배수해야 한다. 냉각수의 배수는 사용자가 등이 직접 드레인 밸브(3280)를 조작하거나 입력부(3016a)에 드레인 밸브(3280)의 개방을 위한 제어명령을 인가하여 이루어질 수 있다.
사용자 등이 입력부(3016a)를 통해 냉각수 공급 제어명령을 인가하면, 원수 밸브(3065)가 개방되고, 원수는 냉각수 유로를 따라 흐르면서 냉각수 수용부(3220)로 공급된다. 따라서 제2-2실시예에서 냉각수는 상온의 원수로 이루어진다.
냉각수 수용부(3220)에 채워지는 냉각수(상온의 원수)의 유량은 제1 유량 센서(3063a)에 펄스 값으로 지정된다. 지정된 펄스 값에 대응되는 유량이 제1 유량 센서(3063a)를 통과하면 원수의 공급은 정지된다. 제어부(3080)는 제1 유량 센서(3063a)를 제어하며, 제1 유량 센서(3063a)에서 측정되는 급수량에 근거하여 원수의 공급을 정지시키도록 이루어진다. 이에 따라 냉각수 수용부(3220)에는 기설정된 유량의 냉각수가 공급될 수 있다.
도 11에서 설명한 바와 마찬가지로 냉각수의 배수 및 급수는 자동으로 이루어질 수도 있다.
도 12에서 도면부호 3016b는 출력부, 3061과 3062는 단위 필터들, 3064는 프리 필터, 3065는 원수 밸브, 3100은 가열 장치, 3110은 유도 가열 모듈, 3020은 출수부, 3024는 밸브, 3270은 교반기, 3271은 모터, 3050은 냉동 사이클 장치, 3051은 압축기, 3052는 응축기, 3053은 팽창장치, 3054는 증발기, 3280은 드레인 밸브를 가리킨다.
이상에서 설명된 정수기는 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 (15)

  1. 원수 공급부로부터 공급되는 원수를 여과하여 정수를 생성하도록 형성되는 필터부;
    상기 원수 또는 상기 정수로 이루어지는 냉각수를 수용하도록 형성되는 냉각수 수용부를 구비하고, 상기 냉각수에 침지되는 냉수 생성 유로를 구비하며, 상기 냉수 생성 유로를 통과하는 정수를 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수로 냉각하여 냉수를 생성하도록 형성되는 냉수 탱크 조립체;
    압축기, 응축기, 팽창장치 및 상기 냉수 탱크 조립체의 내측에 설치되어 나선 방향으로 연장되는 증발기를 구비하며, 상기 증발기에서 일어나는 열교환을 통해 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수를 저온으로 유지시키도록 이루어지는 냉동 사이클 장치;
    상기 냉수 탱크 조립체로부터 공급되는 정수 또는 냉수를 외부로 배출하도록 정수기 본체의 외부로 노출되는 출수부;
    상기 냉수 탱크 조립체의 내측 상벽으로부터 돌출되도록 설치되며, 상기 냉각수 수용부에 차오르는 냉각수에 침지되도록 상기 증발기에 의해 감싸이는 영역을 향해 아래로 연장되고, 상기 냉각수 수용부에 채워진 냉각수를 교반시키도록 회전 가능하게 형성되는 교반기;
    정수기의 상태 정보를 표시하도록 형성되며, 상기 교반기의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 속도 초과 시 상기 냉각수 수용부로 원수 또는 정수의 급수가 개시되어야 함을 표시하는 출력부;
    상기 원수 또는 정수를 상기 냉각수 수용부로 공급하도록 상기 냉수 탱크 조립체와 연결되는 냉각수 유로;
    상기 냉각수 수용부에 채워지는 냉각수의 출입 유로를 형성하도록 상기 냉수 탱크 조립체의 하부에 설치되고, 상기 정수기 본체의 외부로 노출되는 드레인 밸브;
    상기 냉각수 유로 중 상기 정수기 본체의 외부로 노출되는 부분을 형성하며, 상기 출수부를 통해 출수되는 정수를 상기 드레인 밸브를 통해 상기 냉각수 수용부에 공급되도록 상기 정수기 본체의 외부에서 양 단이 상기 출수부와 상기 드레인 밸브에 착탈 가능하게 연결되는 호스; 및
    사용자의 제어명령을 인가받도록 형성되는 입력부를 포함하고,
    상기 호스가 상기 출수부와 상기 드레인 밸브에 결합된 후 상기 입력부를 통해 제어명령이 인가되면, 상기 출수부와 상기 호스를 통해 상기 냉각수 수용부로 정수의 공급이 개시되고,
    상기 정수기는,
    상기 냉각수 유로를 통해 상기 냉각수 수용부로 공급되는 원수 또는 정수의 유량을 측정하도록 상기 냉각수 유로에 설치되는 유량 센서; 및
    상기 유량 센서에서 측정되는 급수량에 근거하여 상기 냉각수 수용부로 원수 또는 정수의 공급을 정지시키고, 상기 교반기의 단위 시간 당 회전 속도에 근거하여 기준 수위까지 냉각수가 정상적으로 채워졌는지를 판단하도록 형성되는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부에서 기준 수위까지 냉각수가 정상적으로 채워진 것으로 판단되면 상기 출력부는 정상 급수가 완료된 것으로 표시하고, 기준 수위까지 냉각수가 채워지지 않은 것으로 판단되면 상기 출력부는 냉각수가 추가 급수되어야 하는 것으로 표시하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 밸브는 상기 정수기의 외부에서 인가되는 누름 조작에 의해 개폐되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 드레인 밸브는,
    중공부를 구비하고, 상기 중공부에 형성되는 제1걸림턱과 상기 제1걸림턱의 상류측에 형성되는 제2걸림턱을 구비하는 하우징;
    상기 하우징의 중공부에 배치되고, 상기 제1걸림턱에 걸리도록 형성되는 제1부분과 외부에 노출되어 상기 드레인 밸브의 개폐를 위한 누름 조작을 인가받는 제2부분을 구비하는 누름 조작부; 및
    상기 제2걸림턱에 의해 지지되는 위치에 설치되고, 상기 누름 조작부의 제1부분을 상기 제1걸림턱에 밀착시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 호스는,
    상기 호스의 중공부에 형성되며, 상기 호스가 상기 드레인 밸브에 결합되었을 때 상기 누름 조작부를 누르도록 이루어지는 누름부; 및
    상기 누름부를 중심으로 방사형으로 형성되어 상기 누름부를 상기 호스의 내주면에 연결시키는 연결부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 교반기의 하단부는 상기 냉각수 수용부의 바닥면으로부터 상하 방향으로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 냉수 생성 유로는 상기 증발기의 하측에 배치되며, 나선 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉수 탱크 조립체는,
    상기 냉각수 수용부의 내주면을 따라 형성되는 단턱; 및
    상기 단턱에 안착되어 상기 증발기와 상기 냉수 생성 유로의 위치를 상하로 구획하는 환형의 플레이트를 포함하고,
    상기 플레이트의 상부와 하부에는 각각 상기 증발기와 상기 냉수 생성 유로를 지지하도록 그루브를 갖는 위치 고정부가 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 증발기와 상기 냉수 생성 유로는 상기 냉각수 수용부의 내측벽으로부터 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 정수기는
    상기 냉각수 수용부의 바닥면에 설치되는 냉수 생성 유로 지지부를 더 포함하고,
    상기 냉수 생성 유로 지지부는 상기 냉각수 수용부의 바닥면으로부터 돌출되어 상기 냉수 생성 유로를 상기 냉각수 수용부의 바닥면으로부터 이격시키는 것을 특징으로 하는 정수기.
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