KR101986305B1 - 정수기 - Google Patents

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KR101986305B1
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이희준
강계룡
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 정수기는, 원수가 유입되는 급수배관과, 상기 급수배관을 통과한 물을 정화시키는 필터부재와, 상기 필터부재를 통과한 물을 정수기 외측으로 공급하는 출수배관과, 상기 출수배관에서 분기되는 온수배관과, 상기 온수배관 상에 구비되어 상기 필터부재를 통과한 정수가 수용되는 온수탱크와, 상기 온수탱크에 수용된 물을 가열시키는 발열수단을 포함하는 온수모듈과, 상기 온수탱크 또는 발열수단과 이격 배치되어 상기 발열수단을 제어하는 컨트롤러 및 상기 출수배관 및 온수배관을 통과한 물을 정수기 외측으로 공급하는 출수노즐을 포함하되, 상기 온수배관 또는 상기 출수배관은 적어도 일부가 상기 컨트롤러를 경유하여, 상기 컨트롤러와 열교환이 이루어진다.

Description

정수기 {water purifier}
본 발명은 정수기에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기는 상수원에서 공급되는 상수를 물리적, 화학적인 방법으로 여과시켜 불순물을 제거한 후 공급하는 장치이다.
상기와 같은 정수기는 정수원리나 방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식, 증류식, 역삼투압식 등으로 분류될 수 있다.
또한, 정수기는 형태에 따라 필터를 통과하여 정화된 정수를 저수조에 저장하였다가 가열 또는 냉각하여 출수하는 저장형 정수기와, 저수조 없이 필터를 통과하여 정화된 정수(淨水)를 가열 또는 냉각하여 출수하는 직수형 정수기가 있다.
일 예로, 온수 출수기능을 갖는 정수기의 경우, 필터를 통과한 정수가 온수모듈을 경유하도록 유로를 형성하여 온수를 생성하고, 생성된 온수를 출수노즐을 통해서, 정수기 외부로 공급한다.
다만, 상기와 같이 온수 출수 기능을 갖는 정수기는, 온수 모듈에 포함된 발열수단(일 예로, 워킹코일)의 출력을 조절하는 컨트롤러의 발열을 해결하기 위해 방열수단을 필수적으로 구비해야만 한다.
하지만, 종래의 경우 정수기에 포함된 온수 모듈을 제어하는 컨트롤러의 발열을 해결하기 위한 방열수단이 마련되지 않아, 컨트롤러의 성능이 저하되고, 안전성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 방열수단을 마련하더라도, 자연냉각, 공냉(air cooling)에 의한 방열에 의존하는 실정이어서, 완벽한 방열이 이루어지지 않는 문제가 있었다.
또한, 소형화된 정수기 내부에 별도의 방열수단을 장착하기에도 어려움이 따르는 문제도 있었다.
한국등록특허공보 10-1308124호(2013.09.06 등록)
상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한, 본 발명은, 온수탱크로 유입되기 전 상태의 원수 또는 정수의 적어도 일부가 컨트롤러를 경유하도록 배치하는 간단한 유로 구성에 의해 컨트롤러의 발열문제를 해결할 수 있고, 온수탱크로 공급되는 원수를 예열시킬 수도 있는 정수기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 온수탱크로 유입되는 원수 또는 정수를 미리 예열할 수 있어 온수탱크를 기준으로 출수온도와 입수온도의 차이를 최소한으로 줄일 수 있어, 온수 생성에 유리한 정수기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 기존에 생산된 정수기의 유로를 변경하는 간단한 작업만으로도 컨트롤러의 발열문제를 해결할 수 있고, 온수탱크로 공급되는 원수를 예열시킬 수도 있는 정수기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 컨트롤러의 방열이 수냉식으로 이루어져, 보다 확실한 방열효과를 기대할 수 있는 정수기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 송풍팬과 같은 별도의 방열수단을 구비하지 않아도 되기 때문에 공간활용이 유리하고, 정수기의 소형화를 도모할 수 있는 정수기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 컨트롤러에서 발생된 열기가 정수기 내부에 잔존하거나 정수기 밖으로 배출되지 않아, 그에 따른 안전사고를 예방할 수 있는 정수기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 컨트롤러에서 발생하는 열에너지가 대기중으로 버려지지않고, 원수를 예열하는데 쓰일 수 있어 에너지 효율 측면에서 유리한 정수기를 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 정수기는, 원수가 유입되는 급수배관과, 상기 급수배관을 통과한 물을 정화시키는 필터부재와, 상기 필터부재를 통과한 물을 정수기 외측으로 공급하는 출수배관과, 상기 출수배관에서 분기되는 온수배관과, 상기 온수배관 상에 구비되어 상기 필터부재를 통과한 정수가 수용되는 온수탱크와, 상기 온수탱크에 수용된 물을 가열시키는 발열수단을 포함하는 온수모듈과, 상기 온수탱크 또는 발열수단과 이격 배치되어 상기 발열수단을 제어하는 컨트롤러 및 상기 출수배관 및 온수배관을 통과한 물을 정수기 외측으로 공급하는 출수노즐을 포함하되, 상기 온수배관 또는 상기 출수배관은 적어도 일부가 상기 컨트롤러를 경유하여, 상기 컨트롤러와 열교환이 이루어진다.
또한, 상기 온수배관은, 상기 출수배관에 분기된 정수가 유입되는 유입부와, 상기 유입부와 연결되고, 상기 컨트롤러를 경유하도록 마련되는 열교환부와, 상기 열교환부와 상기 온수탱크를 연결하는 연결부 및 상기 온수탱크에서 배출된 온수를 상기 출수노즐로 전달하는 출수부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유입부와 상기 연결부는 상호 나란하게 이격 배치될 수 있다.
또한, 상기 열교환부는, 아치형으로 절곡된 형상의 굽힘구간을 포함하고, 상기 열교환부를 경유하는 정수는 일측에서 타측으로 유동하면서 상기 컨트롤러와 1차 열교환이 진행되고, 상기 굽힘구간을 통과한 후, 타측에서 일측으로 유동하면서 상기 컨트롤러와 2차 열교환이 진행될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러 및 상기 열교환부와 면접촉하면서, 상기 컨트롤러의 열을 상기 열교환부로 전달하는 열전달부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전달부재는, 일측면이 상기 컨트롤러와 면접촉하고, 타측면에 상기 열교환부의 일부가 수용되는 수용홈을 형성하는 제1열전달부재와, 일측면에 상기 열교환부의 나머지 일부가 수용되는 수용홈을 형성하고, 상기 제1열전달부재와 결합되는 제2열전달부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전달부재와 상기 컨트롤러 사이에는 접착층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는, 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 다이오드 브리지(diode bridge) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 온수탱크로 유입되기 전 상태의 원수 또는 정수의 적어도 일부가 컨트롤러를 경유하도록 배치하는 간단한 유로 구성에 의해 컨트롤러의 발열문제를 해결할 수 있고, 온수탱크로 공급되는 원수를 예열시킬 수도 있는 효과가 있다.
또한, 온수탱크로 유입되는 원수 또는 정수를 미리 예열할 수 있어 온수탱크를 기준으로 출수온도와 입수온도의 차이를 최소한으로 줄일 수 있어, 온수 생성에 유리한 효과도 있다.
또한, 기존에 생산된 정수기의 유로를 변경하는 간단한 작업만으로도 컨트롤러의 발열문제를 해결할 수 있고, 온수탱크로 공급되는 원수를 예열시킬 수도 있는 효과도 있다.
또한, 컨트롤러의 방열이 수냉식으로 이루어져, 보다 확실한 방열효과를 기대할 수 있는 효과도 있다.
또한, 온수탱크로 유입되는 정수의 온도를 높일 수 있어, 소비전력을 낮출 수 있고, 출수 가능한 온수의 양을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
또한, 송풍팬과 같은 별도의 방열수단을 구비하지 않아도 되기 때문에 공간활용이 유리하고, 그에 따른 공간 축소가 가능하여 정수기의 소형화를 도모할 수 있는 효과도 있다.
또한, 컨트롤러에서 발생된 열기가 정수기 내부에 잔존하거나 정수기 밖으로 배출되지 않아, 그에 따른 안전사고를 예방할 수 있는 효과도 있다.
또한, 컨트롤러에서 발생하는 열에너지가 대기중으로 버려지지않고, 원수를 예열하는데 쓰일 수 있어 에너지 효율 측면에서 유리한 효과도 있다.
또한, 컨트롤러를 상부에 배치된 조작부를 근접하게 배치하여 배선을 최소화하고, 누수 등의 안전사고의 대응에도 용이한 효과도 있다.
또한, 컨트롤러의 온도상승을 막을 수 있어, 컨트롤러의 손상을 방지할 수 있는 것은, 물론 컨트롤러의 구동시간이 일시적으로 한정되지 않고 항시 가능할 수 있어 컨트롤러의 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정수기의 수배관도이다.
도 2는 본 발명에 따른 정수기의 주요 구성인 온수 모듈의 일 예를 보인 사시도이다.
도 3은 상기 온수 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 컨트롤러와 온수배관의 결합구조를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 열전달부재의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 컨트롤러의 내부를 보인 도면이다.
도 7은 종래 컨트롤러의 내부를 보인 도면이다.
도 8 내지 도 9는 도 7에 도시된 종래의 자연 냉각방식과 도 6에 도시된 본 발명에 따른 수냉 방식의 컨트롤러 온도변화를 측정하여 비교한 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 구현할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
이하의 실시예에 첨부되는 도면은, 같은 발명 사상의 실시예이지만, 발명 사상이 훼손되지 않는 범위 내에서, 용이하게 이해될 수 있도록 하기 위하여, 미세한 부분의 표현에 있어서는 도면별로 서로 다르게 표현될 수 있고, 도면에 따라서 특정 부분이 표시되지 않거나, 도면에 따라서 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 발명은 외부에서 공급된 원수를 필터를 통과시켜 정화시킨 뒤, 필요에 따라 냉각 또는 가열시켜 배출하는 정수기에 관한 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정수기에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정수기의 수배관도이다.
도 1을 참조하면, 정수기(10)의 급수배관(11)은 수도 등과 연결되어 원수를 입력받게 된다. 상기 급수배관(11)은 감압 밸브(12)와 연결되며, 상기 감압 밸브(12)를 통과하는 원수는 상기 정수기(10)의 동작을 위해 설정된 압력으로 감압된다.
그리고, 감압된 원수는 감압 밸브(12)와 상기 필터부재(110)를 연결하는 배관을 따라서 상기 필터부재(110) 측으로 유동하게 된다. 상기 필터부재(110)를 통과하는 원수는 이물질이 제거되어 정수 상태가 된다. 그리고, 급수 밸브(13)의 개방에 의해 상기 정수는 출수배관(30)을 따라서 상기 급수 밸브(13)를 지나 유량 센서(14)를 차례로 통과하게 된다.
이때, 상기 급수 밸브(13)와 유량 센서(14)는 컨트롤러(50)에 포함된 메인 피시비(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 메인 피시비(미도시)에서 전달되는 신호에 따라 상기 급수 밸브(13)의 개방 정도를 조절할 수 있게 된다. 그리고, 상기 유량 센서(14)에서 감지된 유량이 상기 메인 피시비(미도시)로 전달되어 상기 정수기의 제어에 필요한 데이터로 이용될 수 있다.
상기 유량 센서(14)를 통과한 정수는 분지관(15)을 통해서 냉정수측(15a)과 온수측(15b)으로 분지될 수 있다.
또한, 냉정수측(15a)으로 분지된 정수는 T커넥터(16)에 의해 재차 냉수측(16a)과 정수측(16b)으로 분지되어 각각 정수배관(31)과 냉수배관(32)으로 유동한다. 상기 정수배관(31)과 냉수배관(32)에는 각각 냉수 출수밸브(17)와 정수 출수밸브(18)가 설치된다. 상기 정수 출수밸브(18)와 냉수 출수밸브(17)는 상기 메인 피시비(미도시)와 연결되어 개폐가 결정될 수 있다. 사용자의 설정에 의해 상기 정수 출수밸브(18)와 냉수 출수밸브(17)가 선택될 수 있으며, 정수기 외측에 마련된 출수버튼의 조작을 통해 선택된 밸브가 개방되어 물이 취출될 수 있다.
이때, T커넥터(16)의 냉수측(16a)과 연결된 냉수배관(32) 및 냉수 출수밸브(17)를 통과한 물은 쿨링 탱크(130) 내부의 쿨링 코일을 통과하게 된다. 상기 쿨링 코일을 따라 유동되는 물은 상기 쿨링 탱크(130) 내부의 냉각수와 열교환되어 냉수로 냉각된다. 이를 위해 상기 냉각수는 설정온도를 유지할 수 있도록 냉각된다.
상기 냉각수의 냉각을 위해 상기 메인 피시비(미도시)와 연결된 압축기가 구동될 수 있다. 상기 압축기의 구동은 상기 쿨링 탱크(130)의 내부에 구비된 냉수 온도센서에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 상기 냉각수는 항상 설정된 온도를 유지할 수 있으며, 이를 위해 상기 압축기의 구동이 조절될 수 있다. 상기 압축기는 인버터 압축기로 필요한 부하에 대응하여 주파수가 조절되며, 냉각 능력이 조절될 수 있다. 즉, 상기 압축기는 인버터 제어에 의해 구동될 수 있으며 상기 냉각수를 최적의 효율로 냉각할 수 있게 된다.
한편, 상기 압축기는 사용자가 정수기의 조작부를 조작하여 동작을 강제 오프(off)상태로 설정할 수도 있을 것이다. 냉수의 소비가 적은 동계나 절전이 필요한 시기, 또는 냉수의 사용을 원하지 않을 때에는 강제로 상기 압축기가 오프 상태로 유지되도록 할 수 있다.
상기 쿨링 탱크(130)를 지난 냉수는 T커넥터(19)를 통해 정수 공급호스(34)로 유입되며, 상기 정수 공급호스(34)를 지나 출수 노즐(120)을 통해 외부로 취출될 수 있다.
한편, 상기 정수 출수밸브(18)가 개방된 경우에는 T커넥터(16)의 정수측(16b)과 연결된 정수배관(31) 및 정수 출수밸브(18)를 통과한 정수는 상기 T커넥터(19)를 통해 상기 정수 공급호스(34)로 유입되며, 상기 정수 공급호스(34)를 지나 상기 출수 노즐(120)을 통해 외부로 취출될 수 있게 된다.
상기 출수배관(30)은 정수배관(31)과 하나의 배관으로 형성될 수도 있다.
즉, 출수배관(30)은 정수배관(31)과 하나의 배관으로 형성되고, 냉수배관(32)과 온수배관(33)은 출수배관(30)에서 분지된 형태를 취할 수 있다. 또한, 상기 출수배관(30)은 상기 정수배관(31), 냉수배관(32), 온수배관(33)을 모두 포함할 수 있다.
한편, 사용자가 온수의 취출을 선택한 경우 정수는 분지관(15)의 온수측(15b)으로 유동한 뒤, 온수배관(33)으로 유동한다.
이때, 메인 피시비(미도시)의 제어에 의해 유량 조절 밸브(20)가 개방되며, 상기 유량 조절 밸브(20)를 통해서 온수배관(33)을 유동하는 물은 온수의 가열에 적절한 유량으로 조절될 수 있다. 즉, 상기 온수모듈에 의해 설정된 온도로 물이 가열될 수 있도록 상기 온수모듈의 온수 탱크 측으로 공급되는 정수의 양을 조절하게 된다.
상기와 같이 유량 조절 밸브(20)를 지난 정수는 상기 온수 탱크(41)를 통과하게 된다. 그리고, 상기 온수 탱크(41)를 지나는 과정에서 설정된 온도로 가열될 수 있게 된다. 상기 온수 탱크(41)는 유도 가열 방식으로 가열될 수 있으며, 이를 위해서 컨트롤러(50)의 제어에 의해 워킹 코일의 자기력의 출력을 조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 온수모듈의 구동을 위해서는 메인 피시비에 비해 고전압이 필요하게 되며, 이러한 고전압의 공급을 위해 전원선과 연결된 컨트롤러(50)로부터 전원을 공급받게 된다. 상기 컨트롤러(50)는 상기 온수모듈의 구동 여부에 따라 적합한 전력을 공급하게 되며, 상기 메인 피시비에도 적합한 전력을 공급하게 된다.
상기 온수모듈의 구동에 의해 상기 온수 탱크(41) 내부의 물은 설정된 온도로 가열될 수 있다.
상기 온수 탱크(41)를 통과하면서 가열된 온수는, 상기 온수 공급호스(33d)를 통해 상기 출수 노즐(120)로 유동되어 외부로 취출될 수 있다.
그리고, 상기 온수 탱크(41)의 출구측은 분지되어 증기 배관(23)과 더 연결될 수 있다. 상기 증기 배관(23)은 상기 온수 탱크 내부의 물이 끓게 되는 경우 발생되는 증기를 외부로 배출할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 증기 배관(23)에는 세이프티 밸브(231)가 구비되어 설정된 압력 이상의 압력이 발생될 경우 상기 세이프티 밸브(231)가 개방되어 증기를 외부로 배출한다.
상세히, 상기 세이프티 밸브(231)는 상기 온수 탱크 내에서 온수의 가열시 발생하는 증기를 배출하기 위한 것으로, 상기 온수 탱크의 내부가 증기에 의해 압력이 과도하게 증가되는 것을 방지하게 된다. 상기 세이프티 밸브(231)는 설정된 압력에서 개방되도록 구성되며, 상기 온수 탱크 내부의 증기 배출이 원활하게 이루어질 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 그리고, 상기 세이프티 밸브(231)의 출구는 상기 정수기(10)의 외측으로 연장되는 드레인 배관과 연결될 수 있다.
이하, 본 발명의 일부 구성요소인 '온수모듈' 및 '컨트롤러'에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 정수기의 주요 구성인 온수 모듈의 일 예를 보인 사시도이다. 그리고, 도 3은 상기 온수 모듈의 분해 사시도이다.
도면에 도시된 것과 같이, 상기 온수 모듈(40)과 컨트롤러(50)는 하나의 모듈 상태로 서로 결합될 수 있으며, 결합된 상태로 상기 정수기(10) 내부에 장착될 수 있다.
상기 온수 모듈(40)은 정수된 물을 공급받아 온수로 가열하기 위한 것으로, 유도 가열(IH:Induction Heating) 방식으로 가열할 수 있도록 구성된다.
상세히, 상기 온수 모듈(40)은 정수된 물이 통과되는 온수 탱크(41)와, 상기 온수 탱크(41)를 지나는 물을 가열하기 위한 워킹 코일(42) 그리고 상기 워킹 코일(42)과 온수 탱크(41)가 장착되는 마운팅 브라켓(43)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 마운팅 브라켓(43)은 상기 온수 탱크(41)와 상기 워킹 코일(42) 및 페라이트 코어(44)의 장착 공간을 제공하게 된다. 그리고, 상기 마운팅 브라켓(43)은 고온에도 변형 또는 손상되지 않는 수지재로 형성될 수 있다.
상기 마운팅 브라켓(43)의 모서리에는 상기 컨트롤러(50)와의 결합을 위한 브라켓 결합부(431)가 형성된다. 상기 브라켓 결합부(431)는 복수개가 구비될 수 있으며, 상기 브라켓 결합부(431)의 연장된 단부는 그 형상이 다르게 형성될 되며, 방향성을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 온수 모듈(40)은 상기 컨트롤러(50)와 각각 형합되는 구조를 가질 수 있으며, 상기 온수 모듈(40)은 정확한 위치에 장착될 수 있게 된다.
그리고, 상기 온수 탱크(41)가 장착되는 상기 마운팅 브라켓(43)의 일면 중앙에는 센서 브라켓(45)이 장착되기 위한 브라켓 장착부(432)가 더 형성될 수 있다. 상기 브라켓 장착부(432)의 중앙에는 탱크 온도센서(451)와 퓨즈(452)가 구비될 수 있다.
상기 센서 브라켓(45)에는 상기 온수 탱크(41)의 온도를 측정하는 탱크 온도센서(451)가 장착될 수 있다. 상기 탱크 온도센서(451)는 온수 탱크(41) 중앙의 온도를 측정함으로써 상기 온수 탱크(41) 내부의 온수 온도를 직접 측정하지 않고도 온수의 온도 판단이 가능하게 된다. 따라서, 상기 탱크 온도센서(451)에 의해서 취출되는 온수의 온도가 적정 범위를 유지할 수 있도록 한다. 즉, 상기 탱크 온도센서(451)에서 감지되는 온도에 의해 추가 가열 또는 가열 정지 여부를 결정하여 제어할 수 있다.
그리고, 센서 브라켓(45)에는 퓨즈(452)가 장착될 수 있다. 상기 퓨즈(452)는 온수 탱크(41) 내의 물이 지나치게 많이 과열되었을 때 온수 모듈(40)의 전원을 차단하게 된다.
상기 센서 브라켓(45)의 둘레에는 다수의 코일 고정부(453)가 형성될 수 있다. 상기 코일 고정부(453)는 상기 센서 브라켓(45)의 외측면에서 외측으로 연장될 수 있으며, 상기 마운팅 브라켓(43)에 장착된 워킹 코일(42)을 고정할 수 있도록 연장 형성될 수 있다. 상기 코일 고정부(453)는 상기 센서 브라켓(45)의 상부와 하부에 각각 2개씩 구비될 수 있으며, 양측 모서리에서 대각선 방향으로 연장되어 상기 워킹 코일(42)을 눌러서 고정할 수 있다.
상기 마운팅 브라켓(43)의 전면에는 워킹 코일(42)이 구비된다. 상기 워킹 코일(42)는 온수 탱크(41)의 발열을 유발하는 자기력선을 형성한다. 상기 워킹 코일(42)에 전류가 공급되면, 워킹 코일(42)에서 자기력선이 형성되며, 이 자기력선은 상기 온수 탱크(41)에 영향을 주게 되고, 상기 온수 탱크(41)는 자기력선에 영향을 받아 발열된다.
상기 워킹 코일(42)은 상기 마운팅 브라켓(43)의 전면에 배치되며, 상기 온수 탱크(41)의 양면 중 평면 형상으로 된 일측면과 마주보도록 배치된다. 그리고, 상기 워킹 코일(42)은 여러 가닥의 구리 또는 기타 도체 와이어로 이루어지고 가닥들은 절연되어 있다. 워킹 코일(42)은 상기 워킹 코일(42)에 인가되는 전류에 의해 자기장 또는 자기력선을 형성한다.
따라서, 상기 워킹 코일(42)과 마주보고 있는 상기 온수 탱크(41)의 전면은 워킹 코일(42)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시킨다. 도면에는 워킹 코일(42)의 가닥들을 상세히 도시하지는 않고, 각 가닥들이 상기 브라켓 장착부(432)의 외측으로 권선되어 형성된 워킹 코일(42)의 전체적인 윤곽만을 도시하였다.
상기 워킹 코일(42)의 전면에는 페라이트 코어(44)가 구비된다. 상기 페라이트 코어(44)는 전류의 손실을 억제하기 위한 것으로, 자기력선의 차폐막 역할을 한다. 상기 워킹 코일(42)는 복수의 페라이트 코어(44)를 포함할 수 있으며, 복수의 페라이트 코어(44)는 상기 워킹 코일(42)의 중심부분을 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다.
상기 페라이트 코어(44)는 상기 마운팅 브라켓(43)의 코어 고정부(433)에 고정될 수 있다. 상기 코어 고정부(433)에는 상기 페라이트 코어(44)가 접착될 수도 있고 압입 또는 형합 되는 구조가 제공될 수 있다. 상기 코어 고정부(433)는 상기 페라이트 코어(44)의 배치와 같이 방사상으로 다수개가 형성될 수 있다.
그리고, 상기 마운팅 브라켓(43)의 둘레에는 상기 온수 탱크(41)가 장착된 상태에서 상기 온수 탱크(41)의 단부가 걸림 고정될 수 있는 결합부(434)가 더 형성될 수 있다. 따라서, 상기 마운팅 브라켓(43)에 상기 워킹 코일(42)과 페라이트 코어(44), 센서 브라켓(45) 및 온수 탱크(41)가 장착된 상태에서 하나의 모듈 형태로 결합될 수 있게 된다.
상기 온수 탱크(41)는 상기 마운팅 브라켓(43)의 전면에 장착된다. 상기 온수 탱크(41)는 워킹 코일(42)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다. 따라서, 정수는 온수 탱크(41)의 내부 공간을 통과하는 동안 가열되어 온수가 된다.
그리고, 상기 온수 탱크(41)의 전체적인 형상은 납작하고 컴팩트한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 온수 탱크(41)는 상기 온수 모듈(40)의 전체적인 형상과 대응하도록 형성되어 상기 온수 모듈(40)의 구동시 상기 온수 탱크(41)를 효과적으로 가열할 수 있도록 할 수 있다.
상세히, 상기 온수 탱크(41)는 평면 형상의 판상의 제 1 탱크부(411)와 유로를 형성할 수 있도록 적어도 일부가 함몰되는 판상의 제 2 탱크부(412)의 둘레가 서로 접합되어 구성될 수 있다. 그리고, 상기 온수 탱크(41)의 상단에는 가열된 물이 배출되는 출력관(414)이 형성되고, 상기 온수 탱크(41)의 하단에는 가열을 위한 물이 공급되는 입력관(413)이 형성된다. 따라서, 상기 입력관(413)으로 물이 유입되어 상기 출력관(414)으로 토출될 수 있도록 유동하는 과정에서 상기 워킹 코일(42)에 형성되는 유도기전력에 의해 상기 온수 탱크(41)는 순간 가열될 수 있으며, 온수의 토출이 가능하게 된다.
한편, 상기 제 1 탱크부(411)는 상기 워킹 코일과 마주보는 면이 평면 형상으로 형성되며 상기 워킹 코일(42)과 인접하도록 하여 상기 워킹 코일(42)에서 발생되는 유도 기전력에 의해 전체면이 고르게 발열될 수 있게 된다.
그리고, 상기 제 2 탱크부(412)에는 다수의 포밍부(412a)가 형성될 수 있다. 상기 포밍부(412a)는 상기 제 1 탱크부(411)를 향하도록 함몰 형성되며, 상기 제 1 탱크부(411)와 제 2 탱크부(412)의 결합시 상기 제 1 탱크부(411)의 내측면과 접하여 상기 제 1 탱크부(411)와 제 2 탱크부(412)가 서로 이격된 공간을 유지할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 포밍부(412a)에 의해 상기 제 1 탱크부(411)와 제 2 탱크부(412)는 물이 유동될 수 있는 공간을 형성하게 된다.
그리고, 상기 포밍부(412a)는 각각 상기 입력관(413) 및 출력관(414)과 인접한 위치에 다수개가 형성될 수 있으며, 상기 온수 탱크(41)의 폭 방향으로 다수개가 서로 이격 배치될 수 있다. 따라서, 상기 온수 탱크(41) 내부를 유동하는 물이 상기 온수 탱크(41) 내부 전체 영역으로 분산되어 유동될 수 있도록 함으로써 상기 워킹 코일(42)에 의한 효과적인 가열이 가능하게 된다. 즉, 두께가 얇고 면적이 넓은 온수 탱크(41) 내부를 유동하는 물이 상기 워킹 코일(42)에 의해 빠르고 신속하게 가열되어 출수에 필요한 온도로 가열될 수 있다.
상기 온수 모듈(40)의 후방에는 컨트롤러(50)가 구비될 수 있다. 상기 컨트롤러(50)는 상기 온수 모듈(40) 및 유량센서(14),탱크 온도센서(451), 다수의 밸브(12,13,17,18,20,240) 및 전장품들과 연결될 수 있다. 물론 상기 컨트롤러(50)는 복수개로 구성되어 상기 온수 모듈(40)을 제어하는 부분과 그 외 다른 구성들을 제어하는 부분으로 나뉘어질 수도 있을 것이다.
일 예로, 상기 컨트롤러(50)는 컨트롤 피시비(51)와 컨트롤 케이스(52) 및 컨트롤 커버(53)를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤 피시비(51)는 상기 온수 모듈(40)의 구동을 제어하기 위한 것으로, 상기 컨트롤 케이스(52)에 장착될 수 있다. 그리고, 상기 컨트롤 피시비(51)는 온수 모듈(40)과 연결된 밸브들의 구동을 제어할 수도 있다.
상기 컨트롤 케이스(52)는 상기 컨트롤 피시비(51)를 내부에 수용하며, 개구된 일면이 상기 컨트롤 커버(53)에 의해 차폐될 수 있다. 따라서, 상기 컨트롤 피시비(51)는 상기 컨트롤 케이스(52)와 상기 컨트롤 커버(53)의 결합에 의해 수용된 상태를 유지할 수 있다.
상기 컨트롤 커버(53)의 전면에는 쉴드 플레이트(54)가 구비될 수 있다. 상기 쉴드 플레이트(54)는 상기 온수 모듈(40)의 구동시 자기력선이 상기 컨트롤 피시비(51)로 전달되는 것을 차단하는 것으로, 상기 컨트롤 커버(53)의 전면 전체에 형성될 수 있다. 쉴드 플레이트(54)는 별도의 시트 형상으로 성형될 수 있으며 상기 컨트롤 커버(53) 전면에 장착될 수 있다.
한편, 상기와 같은 구성을 갖는 정수기에서, 온수 생성 시, 워킹 코일(42)을 제어하는 컨트롤러(50)의 컨트롤 피시비(51) 등에서는 발열이 나타날 수밖에 없고, 이러한 발열 현상을 해결하기 위해서는 방열대책이 필수적으로 마련되어야 한다.
종래의 경우, 컨트롤러(50)에 다수의 방열핀이 형성된 히트싱크를 설치하거나, 컨트롤러(50) 주변에 송풍팬(fan)을 장착하여 자연냉각, 공냉(air cooling)에 의한 방열을 진행해 왔다. 하지만, 상기와 같은 방열방식으로는 완벽한 방열을 기대하기 어려울 뿐 아니라, 소형화된 정수기 내부에 별도의 방열수단을 장착하기에도 어려움이 따를 수밖에 없었다. 또한, 뜨거운 공기가 정수기 내부에 잔존하거나 정수기 밖으로 배출되는 등의 문제도 있었다. 또한, 컨트롤러(50)에서 발생하는 열에너지가 대기중으로 버려지는 문제도 있었다.
특히, 기존 유도가열방식(IH) 정수기의 경우, 보통 2.5kW의 출력을 이용하여 첫 잔의 온도가 82℃와 85℃ 사이를 유지하도록 온수를 출수한다. 이때, 온수탱크로 유입되는 정수의 입수 온도와 온수탱크를 빠져나가는 온수의 출수 온도를 이용하여 컨트롤러의 전력변환장치가 2.5kW를 기준으로 출력량을 조절한다. 이때, 입수 온도가 낮을수록 전력변환장치의 2.5kW 출력을 유지하는 시간이 길어진다. 상기와 같이 2.5kW 출력의 유지시간이 길어지면 전력변환장치의 각종 소자(IGBT, Diode Bridge)의 온도가 상승하고 소자들의 온도보호를 위해 출수량이 줄어드는 단점이 있다.
즉, 온수 탱크로 유입되는 정수의 입수 온도가 낮으면 낮을수록, 온수탱크로 유입되는 정수의 유량을 작게 조절하여 82℃ ~ 85℃의 온수가 출수 될 수 있도록 온수 탱크의 출력을 조절한다. 따라서, 입수되는 물의 온도 낮으면 낮을수록 온수 전력변환장치는 2.5kW 유지하는 시간이 길어진다. 이때 온수 전력변환장치의 핵심 부품(Diode ridge,IGBT)의 온도가 상승하여 출수량을 제한하게 된다.
따라서, 전력변환장치의 핵심 부품(Diode ridge,IGBT)의 온도를 낮추기 위하여 냉각 시스템이 필요하나, 컨트롤러의 좁은 공간으로 인하여 강제 냉각 시스템을 갖추기 어렵다. 따라서 자연 냉각으로 온도를 낮추기 때문에 온수 출수량과 사용시간에 제한이 걸린다. 또한, 추후 출수 물의 온도를 상승 시 출력을 3.0kW 상승하게 되면 마찬가지로 핵심 부품(Diode ridge,IGBT)의 온도 제한으로 출수량이 줄어드는 단점이 있다.
본 발명의 경우, 이를 해결하기 위해서, 상기 온수배관(33) 또는 상기 출수배관(30)의 적어도 일부가 상기 컨트롤러(50)를 경유하도록 배관의 구조를 변경하여, 온수로 가열되기 이전의 원수 또는 정수가 상기 컨트롤러(50)와 열교환을 진행하도록 하였다.
상세히, 상기 급수밸브(13)와 온수탱크(41) 사이의 배관 중 일부가 상기 컨트롤러(50)를 경유하도록 배관의 구조가 변경될 수 있다.
상기와 같이, 출수배관(30) 또는 온수배관(33)의 일부가 컨트롤러(50)를 경유하면, 컨트롤러(50)의 발열문제를 확실하게 해결하면서도, 컨트롤러(50)에서 발생된 열에너지를 회수하여 온수탱크(41)로 유입되는 원수를 예열(pre heat)시킬 수 있는 이점이 있다.
일 예로, 상기 온수배관(33)은 적어도 일부가 상기 컨트롤러(50)를 경유하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 온수배관(33)을 통과하는 원수는 상기 컨트롤러(50)와 열교환이 이루어지면서 예열될 수 있으며, 예열된 원수는 온수탱크(41)로 유입된 후, 온수로 가열될 수 있다. 따라서, 온수모듈(40)의 에너지 효율을 높일 수 있다. 또한, 상기와 같이 열교환이 이루어지면서, 상기 컨트롤러(50)는 수냉식으로 방열이 이루어져, 컨트롤러(50)의 발열문제도 확실히 해결될 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 온수배관(33)은 적어도 일부가 상기 컨트롤러(50)와 직접적으로 접촉될 수 있고, 별도의 매개체에 의해 상기 컨트롤러(50)와 간접적으로 접촉될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 유도가열방식(IH)의 정수기에서, 출수되는 온수 물의 온도와 출수 유량을 높이기 위해서는 인버터(Inverter)의 출력이 매우 중요하다. 물이 출수 되는 짧은 시간내에 물의 온도를 올리기 위해서는 인버터의 출력을 높혀 사용 가능하지만, 인버터의 출력을 3kW 이상 증가할 경우 차단기가 떨어지거나, 산통부의 기준에 따라 에너지 효율 등급 기준을 획득할 수 없다. 온수탱크로 입수되는 물의 온도와 출수되는 물의 온도에 따라 유량조절밸브에서 유량을 조절하게 되고 입수되는 물과 출수되는 물의 온도에 따라 인버터의 출력이 결정된다. 출수 되는 온수의 온도의 경우 사용자의 취향에 따라 결정되게 되지만, 입수되는 물의 온도는 계절에 따라 온도가 달라지게 된다. 결국 입수되는 물의 온도에 따라 인버터의 출력이 변화하게 된다. 즉, 입수되는 물의 온도에 따라 인버터의 출력이 결정되는데 본 발명과 같이 수냉식 방열 구조를 이용하면, 입수되는 물을 1차적으로 온도를 올려 인버터의 출력을 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 출수 가능한 온수의 양도 증가 시킬 수 있다. 또한, 온수탱크에서 출수되는 물과 입수되는 물의 온도차를 줄여 인버터에서 가열되는 열량(inverter 출력)을 줄일 수 있어, 전력변환장치의 핵심 부품(Diode ridge,IGBT)의 발열문제로 인하여 출수 가능한 온수량 제한의 단점을 극복할 수 있다.
이하, 상기 '온수배관'에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 실시예에서, 상기 온수배관(33)은 상기 출수배관(30)에 분기된 정수가 유입되는 유입부(33a)와, 상기 유입부(33a)와 연결되고, 상기 컨트롤러(50)를 경유하도록 마련되는 열교환부(33b)와, 상기 열교환부(33b)와 상기 온수탱크(41)를 연결하는 연결부(33c) 및 상기 온수탱크(41)에서 배출된 온수를 상기 출수노즐(120)로 전달하는 출수부(33d)를 포함한다.
따라서, 상기 온수배관(33)으로 유입된 정수는 유입부(33a)를 거쳐 열교환부(33b)로 유동하고, 열교환부(33b)를 통과하면서, 열교환부(33b)와 직접 또는 간접적으로 연결된 컨트롤러(50)에서 발생하는 열에너지를 흡열하여 예열된 후, 연결부(33c)를 통해 온수탱크(41)로 공급될 수 있다.
한편, 정수기(10)의 상부에는 조작부(미도시)가 마련될 수 있다. 또한, 상기 조작부(미도시)는 복수의 버튼을 구비하고, 상기 조작부(미도시)를 통해서는 사용자로부터 온수생성 등과 같은 각종 명령이 입력된다.
또한, 상기 컨트롤러(50)는 상기 조작부(미도시)와 연결되어, 조작부를 통해 입력된 사용자의 명령에 따라 작동한다. 일 예로, 상기 컨트롤러(50)는 조작부에서 온수생성명령이 입력되면, 워킹코일(42)에 전류를 공급하되, 조작부로 입력된 온수온도에 맞춰 상기 워킹코일(42)로 공급되는 전류값 및 워킹 코일(42)의 자기력의 출력을 조절할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(50)는 유량조절밸브(20)를 조작하여 온수탱크(41)로 유동하는 정수의 양을 조절할 수 있다.
따라서, 상기 컨트롤러(50)는 상기 조작부와 인접한 정수기(10)의 상부에 배치될 필요가 있다. 또한, 누수 등과 같은 각종 안전사고가 발생하더라도, 컨트롤러(50)가 물에 닿지 않도록 컨트롤러(50)는 정수기(10)의 상부에 배치될 필요가 있다.
본 실시예에서, 상기 컨트롤러(50)는 상기 온수탱크(41)와 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(50)는 상기 온수탱크(41)보다 상부에 배치될 수 있다.
도 4는 컨트롤러와 온수배관의 결합구조를 보인 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 유입부(33a)와 상기 연결부(33c)는 상호 나란하게 이격 배치될 수 있다.
상기와 같이 유입부(33a)와 연결부(33c)가 나란히 배치되면, 공간활용에 유리한 이점이 있다. 또한, 유입부(33a)에서 연결부(33c)로 정수가 유동하는 동안, 컨트롤러(50)와 2회 이상의 열교환이 진행될 수 있는 이점도 있다.
이를 위해서, 상기 열교환부(33b)는, 상기 유입부(33a)를 통해 유입된 물을 상기 연결부(33c)로 배출하도록 적어도 일부가 절곡된 형상을 갖는다.
상세히, 열교환부(33b)는, 아치형으로 절곡된 형상의 굽힘구간(33b')을 포함하고, 상기 열교환부(33b)를 경유하는 정수는 일측에서 타측으로 유동하면서 상기 컨트롤러(50)와 1차 열교환이 진행되고, 상기 굽힘구간(33b')을 통과한 후, 타측에서 일측으로 유동하면서 상기 컨트롤러(50)와 2차 열교환이 진행될 수 있다.
일 예로, 상기 굽힘구간(33b')은, 'U'자형, 'ㄷ'자형, 'V'자형 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 열교환부(33b)는 다수회 절곡된 형상을 구비할 수도 있다.
상기와 같이 열교환부(33b)가 절곡된 형상을 구비하면, 상기 열교환부(33b)를 통과하는 정수의 유동경로가 길어지고, 이에 따라 정수가 열교환부(33b)를 통과하는 시간이 늘어나면서, 정수가 보다 많은 양의 열에너지를 컨트롤러(50)에서 빼앗을 수 있다.
또한, 열교환부(33b)가 절곡된 형상을 구비하면 컨트롤러(50)와 접촉 면적이 증가되어 정수가 보다 빠르게 컨트롤러(50)의 열에너지를 빼앗을 수 있다.
결국, 열교환부(33b)가 절곡된 형상을 구비하면 열교환부(33b)를 통과하는 정수는 컨트롤러(50)에서 보다 많은 양의 열에너지를 신속하게 빼앗아 예열될 수 있고, 컨트롤러(50)는 보다 많은 양의 열에너지를 신속하게 빼앗기면서 확실하게 방열이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 연결부(33c)의 단부는 상기 온수탱크(41)의 하측과 연결되고, 상기 출수부(33d)는 상기 온수탱크(41)의 상측과 연결될 수 있다.
상기 온수탱크(41) 내부에서 원수가 가열되면서, 대류현상에 의해 비교적 고온의 온수는 온수탱크(41)의 상측에 모이고, 비교적 낮은 온도의 원수는 온수탱크(41)의 하측에 모이게 된다.
이러한 상태에서, 연결부(33c)가 온수탱크(41)의 하측과 연결되고, 출수부(33d)가 온수탱크(41)의 상측과 연결되면, 온수탱크(41)에서 가열된 고온의 온수만 온수탱크(41)의 밖으로 배출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일부 구성요소인 열전달부재의 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 컨트롤러(50)에는, 상기 열교환부(33b)와 면접촉하면서, 상기 컨트롤 피시비(51)에 실장된 각종 부품(56,57)에서 발생하는 열을 상기 열교환부(33b)로 전달하는 열전달부재(55)를 더 포함할 수 있다.
참고로, 상기 컨트롤 피시비(51)에 실장된 각종 부품(56,57)은, 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 다이오드 브리지(diode bridge) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 각각의 부품은 필요에 따라 컨트롤 피시비(51)에 복수개 실장될 수도 있다.
상기 열전달부재(55)는 열전도율이 높을 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 열전달부재(55)는 알루미늄(Al) 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 온수배관(33)은 적어도 일부가 스테인레스(SUS304) 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 열전달부재(55)는 단일체로 형성될 수 있고, 분리 가능하게 결합된 조립체로 형성될 수 있다.
후자의 경우, 상기 열전달부재(55)는, 일측면이 상기 컨트롤러(50)의 부품(56,57)와 면접촉하고, 타측면에 상기 열교환부(33b)의 일부가 수용되는 수용홈(55a')을 형성하는 제1열전달부재(55a)와, 일측면에 상기 열교환부(33b)의 나머지 일부가 수용되는 수용홈(55b')을 형성하고, 상기 제1열전달부재(55a)와 결합되는 제2열전달부재(55b)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1열전달부재(55a)와 제2열전달부재(55b)는 상호 대칭되게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 열교환부(33b)의 적어도 일부는, 상기 제1,2열전달부재(55a,55b)의 내부를 경유할 수 있다.
또한, 상기 제1열전달부재(55a)와 제2열전달부재(55b)는 볼트 등과 같은 별도의 체결수단을 통해 체결될 수도 있다.
상기와 같이 열전달부재(55)가 조립체로 형성되면, 상기 열교환부(33b)와 손쉽게 결합될 수 있다.
또한, 상기 열전달부재(55)와 상기 컨트롤러(50)에 실장된 각종 부품(56,57) 사이에는 그들 사이의 열교환을 돕는 접착층(미도시)이 형성될 수 있다.
상기 접착층은 상기 컨트롤러(50)에 실장된 각종 부품(56,57)에 상기 열전달부재(55)를 접착시킬 수 있는 범위에서 다양한 실시예가 발생할 수 있다. 일 예로, 상기 접착층은 PET재질의 얇은 시트형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 열전달부재(55)와 열교환부(33b) 사이에는, 열전달부재(55)와 열교환부(33b)의 접착력을 높이면서, 열전달부재(55)와 열교환부(33b)의 열교환을 돕는 별도의 접착층이 형성될 수도 있다.
일 예로, 상기 열전달부재(55)의 수용홈(55a',55b')과 열교환부(33) 사이에는 접착제 등을 도포하여, 접착층이 형성될 수 있다.
이에 따르면, 열전달부재(55)와 열교환부(33b)는 항시 접촉된 상태을 유지할 수 있고, 상호 열교환이 보다 활발하게 이루어질 수 있다.
상기와 같은 본 실시예 따르면, 출수배관(30) 또는 온수배관(33)의 일부가 컨트롤러(50)를 경유하도록 배치하는 간단한 방식에 의해 컨트롤러(50)의 발열문제를 해결할 수 있고, 온수탱크(41)로 공급되는 정수를 예열시킬 수도 있는 효과가 있다.
이때, 온수탱크(41)로 공급되는 정수의 온도를 상승시켜, 온수 생성을 위한 전력변환장치의 출력을 낮출 수 있으며, 온수의 출수량은 높일 수 있다.
또한, 상기와 같은 효과는 기존에 생산된 정수기의 입수유로를 변경하는 간단한 작업만으로도 얻을 수 있다.
상세히, 기존의 정수기(10)에 설치된 온수배관(33)의 일부를 제거하고, 온수배관(33)의 일부가 상기 컨트롤러(50)를 경유하도록 온수배관(33)의 일부를 교체하면, 본 발명에 따른 효과를 얻을 수 있다.
또한, 온수배관(33)을 조립하는 과정에서, 열전달부재(55)를 온수배관(33)의 열교환부(33b)에 조립 방식으로 고정하고, 열전달부재(55)를 컨트롤러(50)에 접착방식으로 붙이기만 하면, 온수배관(33)을 컨트롤러(50)에 간편하게 고정할 수 있다.
한편, 상기 온수배관(33) 또는 온수모듈(50)에는 온수탱크(41)로 유입되는 물의 온도를 측정하는 제1온도센서 또는 상기 온수탱크(41) 내부에 수용된 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서 또는 상기 온수탱크(41)에서 토출된 온수의 온도를 측정하는 제3온도센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도센서 컨트롤러(50)와 연결될 수 있다.
따라서, 컨트롤러(50)는 상기 온도센서에서 감지된 온수의 온도정보를 입력받고, 입력된 온도값에 따라 상기 워킹코일(42)로 공급되는 전류값을 조절하거나, 상기 유량조절밸브(20)의 개방정도를 조절할 수 있다.
일 예로, 상기 컨트롤러(50)는 온도센서에서 감지된 온수의 온도가 기설정된 목표온도보다 낮으면, 상기 워킹코일(42)로 공급되는 전류값을 높이거나 유량조절밸브(20)의 개방정도를 줄일 수 있다. 즉, 온수탱크(41)로 유입되는 정수의 유량을 줄일 수 있다.
다른 예로, 상기 컨트롤러(50)는 온도센서에서 감지된 온수의 온도가 기설정된 목표온도보다 높으면, 상기 워킹코일(42)로 공급되는 전류값을 낮추거나 유량조절밸브(20)의 개방정도를 키울 수 있다. 즉, 온수탱크(41)로 유입되는 원수의 유량을 늘릴 수 있다.
또 다른 예로, 상기 컨트롤러(50)는 온도센서에서 감지된 온수의 온도가 기설정된 목표온도와 동일하면, 상기 워킹코일(42)로 공급되는 전류값 및 유량조절밸브(20)의 개방정도를 일정하게 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 컨트롤러의 내부를 보인 도면이다. 그리고, 도 7은 종래 컨트롤러의 내부를 보인 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 경우, 컨트롤 피시비(51)에 실장된 발열 부품(56,57)에 열전달부재(55)를 부착하고, 온수배관(33)의 적어도 일부를 열전달부재(55)의 내부에 배치하여, 수냉 방식으로 발열 부품(56,57)의 냉각이 진행됨을 확인할 수 있다.
반면, 도 7을 참조하면, 종래의 경우, 컨트롤 피시비(51)에 실장된 발열 부품(56,57)에 복수의 방열핀이 형성된 히트싱크(58)를 부착하여, 자연 냉각 방식으로 발열 부품(56,57)의 냉각이 진행됨을 확인할 수 있다.
도 8 내지 도 9는 도 7에 도시된 종래의 자연 냉각방식과 도 6에 도시된 본 발명에 따른 수냉 방식의 컨트롤러 온도변화를 측정하여 비교한 그래프이다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 도 7에 도시된 바와 같이 히트싱크를 이용하여 발열 부품(56,57)을 자연 냉각시킨 종래구조 대비, 도 6에 도시된 바와 같이 수냉 방식으로 발열 부품(56,57)을 냉각시킨 본 발명의 경우, 컨트롤 피시비(51)에 실장된 발열 부품(56,57)들의 온도가 낮게 유지됨을 확인할 수 있다. 즉, 수냉방식의 경우, 방열성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
상세히, 도 8을 참조하면, 컨트롤러(50)의 컨트롤 피시비(51)에 실장된 다이오드 브리지(56, diode bridge)의 경우, 히트싱크를 이용하여 자연 냉각시킨 경우보다, 수냉 방식으로 냉각시켰을 때 온도가 낮게 유지되고, 결과적으로 방열성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 컨트롤러(50)의 컨트롤 피시비(51)에 실장된 절연 게이트 양극성 트랜지스터(57, IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)의 경우에도, 히트싱크를 이용하여 자연 냉각시킨 경우 보다, 온도가 낮게 유지되고, 결과적으로 방열성능이 향상됨을 확인할 수 있다.

Claims (16)

  1. 원수가 유입되는 급수배관;
    상기 급수배관을 통과한 물을 정화시키는 필터부재;
    상기 필터부재를 통과한 물을 정수기 외측으로 공급하는 출수배관;
    상기 출수배관에서 분기되는 온수배관;
    상기 온수배관 상에 구비되어 상기 필터부재를 통과한 정수가 수용되는 온수탱크와, 상기 온수탱크에 수용된 물을 가열시키는 발열수단을 포함하는 온수모듈;
    상기 온수탱크 또는 발열수단과 이격 배치되어 상기 발열수단을 제어하는 컨트롤러; 및
    상기 출수배관 및 온수배관을 통과한 물을 정수기 외측으로 공급하는 출수노즐을 포함하고,
    상기 온수배관 또는 상기 출수배관은 적어도 일부가 상기 컨트롤러를 경유하여, 상기 컨트롤러와 열교환이 이루어지되,
    상기 온수배관은 상기 출수배관에 분기된 정수가 유입되는 유입부와, 상기 유입부와 연결되고, 상기 컨트롤러를 경유하도록 마련되는 열교환부와, 상기 열교환부와 상기 온수탱크를 연결하는 연결부, 및 상기 온수탱크에서 배출된 온수를 상기 출수노즐로 전달하는 출수부를 포함하고,
    상기 컨트롤러 및 상기 열교환부와 면접촉하면서, 상기 컨트롤러의 열을 상기 열교환부로 전달하는 열전달부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유입부와 상기 연결부는 상호 나란하게 이격 배치된 것을 특징으로 하는 정수기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열교환부는, 아치형으로 절곡된 형상의 굽힘구간을 포함하고, 상기 열교환부를 경유하는 정수는 일측에서 타측으로 유동하면서 상기 컨트롤러와 1차 열교환이 진행되고, 상기 굽힘구간을 통과한 후, 타측에서 일측으로 유동하면서 상기 컨트롤러와 2차 열교환이 진행되는 것을 특징으로 하는 정수기.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 열전달부재는:
    일측면이 상기 컨트롤러와 면접촉하고, 타측면에 상기 열교환부의 일부가 수용되는 수용홈을 형성하는 제1열전달부재;
    일측면에 상기 열교환부의 나머지 일부가 수용되는 수용홈을 형성하고, 상기 제1열전달부재와 결합되는 제2열전달부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 열전달부재와 상기 컨트롤러 사이에는 접착층이 형성된 것을 특징으로 하는 정수기.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 온수탱크의 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 정수기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 유입부에는, 상기 온수탱크로 공급되는 정수의 유량을 감지하는 유량센서 또는 상기 온수탱크로 공급되는 정수의 유량을 조절하는 유량조절밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 정수기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 출수부에는, 상기 온수탱크에서 토출된 온수의 흐름을 단속하는 온수출수밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 정수기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부의 단부는 상기 온수탱크의 하측과 연결되고, 상기 출수부의 단부는 상기 온수탱크의 상측과 연결된 것을 특징으로 하는 정수기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 온수탱크 또는 상기 출수부에는, 온수탱크에서 발생되는 증기가 배출되는 증기유로가 열결되고, 상기 증기유로에는 기설정된 허용압력 이상에서 개방되는 세이프티밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 정수기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 출수배관에서 분기되는 냉수배관;
    상기 냉수배관 상에 설치되는 냉수탱크;
    상기 냉수탱크에 수용된 정수를 냉각시키는 냉각수단을 더 포함하는 정수기.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 냉수배관은 상기 출수배관과 합류되어, 상기 출수노즐과 연결된 것을 특징으로 하는 정수기.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 온수탱크로 유입되는 물의 온도를 측정하는 제1온도센서 또는 상기 온수탱크 내부에 수용된 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서 또는 상기 온수탱크에서 토출된 온수의 온도를 측정하는 제3온도센서 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor) 또는 다이오드 브리지(diode bridge) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
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