KR102223286B1 - Water purifier - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입수구와 출수구를 구비하고, 온수 생성을 위한 유로를 형성하는 직수형 온수탱크; 상기 입수구와 연결되어 상기 직수형 온수탱크로 정수를 공급하는 입수관; 상기 출수구와 연결되어 상기 직수형 온수탱크에서 가열된 온수를 배출시키는 출수관; 전력소자를 구비하고, 상기 직수형 온수탱크를 유도전류를 이용하여 가열하는 유도 가열 장치; 상기 입수관에 설치되어, 상기 입수관으로부터 공급되는 정수에 의해 상기 전력소자를 냉각하는 수냉식 냉각탱크를 포함하는 정수기를 제공한다. 이에 의하면, 기존 유도 가열 장치의 전력소자에 대한 냉각 성능의 한계를 극복할 수 있다.The present invention includes a direct water tank having an inlet and an outlet, and forming a flow path for generating hot water; An inlet pipe connected to the inlet to supply purified water to the direct water tank; A water outlet pipe connected to the outlet to discharge hot water heated in the direct water tank; An induction heating device having a power element and heating the direct-water tank using an induction current; It is installed in the inlet pipe, it provides a water purifier including a water-cooled cooling tank for cooling the power device by the purified water supplied from the inlet pipe. Accordingly, it is possible to overcome the limitation of cooling performance for the power device of the existing induction heating device.

Description

정수기{WATER PURIFIER}Water purifier {WATER PURIFIER}

본 발명은 유도 가열을 이용하여 온수를 생성하는 정수기에 관한 것이다.The present invention relates to a water purifier that generates hot water using induction heating.

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 있어, 최근에는 직수형 정수기에 대한 사용자의 선호도가 증가하고 있다.The water purifier can be classified into a storage tank type and a direct water type depending on whether or not a storage tank is provided. The water tank type water purifier is configured to store purified water in the water storage tank and provide the purified water stored in the water storage tank when the user manipulates the water outlet. On the other hand, the direct water purifier does not have a water tank, and when the user manipulates the water outlet, the raw water is immediately filtered to provide purified water to the user. The direct water purifier is hygienic and can save water compared to the water tank type water purifier, and in recent years, users' preference for the direct water purifier is increasing.

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.In addition to room temperature water, water purifiers also provide hot and cold water. A water purifier that provides hot and cold water has separate heating devices and cooling devices therein. The heating device is configured to heat purified water to generate hot water, and the cooling device is configured to cool the purified water to generate cold water.

한편, 유도 가열 장치는 에너지 효율이 높고 가열대상물에 대한 신속하고 균일한 제어가 가능한 장점이 있으므로, 직수형 정수기에 순간 온수 가열 장치로 유도 가열 장치를 적용하기 위한 개발이 활발히 이루어지고 있다.On the other hand, since the induction heating device has the advantage of high energy efficiency and the ability to quickly and uniformly control the object to be heated, development for applying the induction heating device as an instantaneous hot water heating device to a direct water purifier has been actively made.

그러나, 종래의 유도 가열 장치는 공급 전력을 제어하기 위해 사용되는 인버터의 전력소자로부터 열이 발생하여, 이 열을 효율적으로 방출하고자 하는 노력이 필요하였다.However, in the conventional induction heating apparatus, heat is generated from a power element of an inverter used to control the supply power, and an effort to efficiently dissipate this heat is required.

이를 위해, 종래에는 자연 공냉 방식을 적용하려는 시도가 있었으나, 공냉식의 경우 전력소자에 대한 냉각 성능의 한계로 인하여 연속해서 온수를 출수하거나 순간 가열을 하는데 제한을 받게 되는 문제가 있었다.To this end, there have been attempts to apply the natural air cooling method in the prior art, but in the case of the air cooling type, there is a problem in that it is limited to continuously discharge hot water or instantaneous heating due to the limitation of cooling performance for the power device.

또한, 일본이나 미국 등과 같이 입력전원이 낮은 조건에서는 개발에 대한 제한을 받게 되는 문제가 발생하였다.In addition, under conditions of low input power, such as in Japan or the United States, there has been a problem of being limited in development.

따라서, 본 발명의 목적은, 기존 유도 가열 장치의 전력소자에 대한 냉각 성능의 한계를 극복할 수 있는 정수기를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a water purifier capable of overcoming the limitation of cooling performance for a power device of an existing induction heating device.

또한, 본 발명의 목적은 전력소자의 냉각성능을 향상시켜 입력전원이 낮은 조건에서도 개발에 대한 제한을 해소할 수 있는 정수기를 제공하기 위한 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a water purifier capable of improving the cooling performance of a power device, thereby solving the limitation on development even under a low input power condition.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 정수기는, 입수구와 출수구를 구비하고, 온수 생성을 위한 유로를 형성하는 직수형 온수탱크; 상기 입수구와 연결되어 상기 직수형 온수탱크로 정수를 공급하는 입수관; 상기 출수구와 연결되어 상기 직수형 온수탱크에서 가열된 온수를 배출시키는 출수관; 전력소자를 구비하고, 상기 직수형 온수탱크를 유도전류를 이용하여 가열하는 유도 가열 장치; 상기 입수관에 설치되어, 상기 입수관으로부터 공급되는 정수에 의해 상기 전력소자를 냉각하는 수냉식 냉각탱크를 포함한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the water purifier according to the present invention includes: a direct-water tank having an inlet and an outlet, and forming a flow path for generating hot water; An inlet pipe connected to the inlet to supply purified water to the direct water tank; A water outlet pipe connected to the outlet to discharge hot water heated in the direct water tank; An induction heating device having a power element and heating the direct-water tank using an induction current; It is installed in the inlet pipe, and includes a water-cooled cooling tank for cooling the power device by the purified water supplied from the inlet pipe.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전력소자는 상기 수냉식 냉각탱크의 내부 또는 외부에 장착될 수 있다.According to an example related to the present invention, the power device may be mounted inside or outside the water-cooled cooling tank.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수냉식 냉각탱크와 접촉 가능하게 연결되는 히트싱크를 더 포함하고, 상기 전력소자는 상기 히트싱크와 접촉 가능하게 연결되어, 상기 히트싱크를 통해 상기 수냉식 냉각탱크로 열을 방출할 수 있다.According to an example related to the present invention, further comprising a heat sink connected to be contactable with the water-cooled cooling tank, the power device is connected to be contactable with the heat sink, and heat to the water-cooled cooling tank through the heat sink. Can emit

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수냉식 냉각탱크는 상기 직수형 온수탱크와 직렬로 연결될 수 있다.According to an example related to the present invention, the water cooling type cooling tank may be connected in series with the direct water type hot water tank.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 수냉식 냉각탱크에서 가열된 정수가 상기 직수형 온수탱크로 공급될 수 있다.According to an example related to the present invention, purified water heated in the water cooling type cooling tank may be supplied to the direct water type hot water tank.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 유도 가열 장치는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판과 연결되고, 자기장을 형성하여 상기 직수형 온수탱크에 전류를 유도하는 유도 코일; 상기 인쇄회로기판에 장착되어, 상기 유도 코일을 제어하는 인버터를 포함할 수 있다.According to an example related to the present invention, the induction heating device includes: a printed circuit board; An induction coil connected to the printed circuit board and generating a magnetic field to induce a current in the direct hot water tank; It may include an inverter mounted on the printed circuit board to control the induction coil.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전력소자는 상기 인버터와 이격되게 배치되고, 상기 인버터와 전기적으로 연결될 수 있다.According to an example related to the present invention, the power device may be disposed to be spaced apart from the inverter, and may be electrically connected to the inverter.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전력소자는 상기 인버터에 장착되고, 상기 수냉식 냉각탱크와 이격되게 배치될 수 있다.According to an example related to the present invention, the power device may be mounted on the inverter and disposed to be spaced apart from the water-cooled cooling tank.

본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 전력소자는 브릿지 다이오드 및 IGBT 일 수 있다.According to an example related to the present invention, the power device may be a bridge diode and an IGBT.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, there are the following effects.

첫째, 수냉식 냉각탱크는 입수관으로부터 유입되는 물을 냉각수로 활용하여 수냉식 히트싱크 역할을 함으로써, 전력소자로부터 발생하는 열을 효율적을 냉각할 수 있다.First, the water-cooled cooling tank serves as a water-cooled heat sink by using water flowing from the inlet pipe as cooling water, so that heat generated from the power device can be efficiently cooled.

둘째, 수냉식 냉각탱크는 상수원으로부터 새로운 냉각수를 계속해서 공급받으므로, 장시간동안 전력소자를 냉각하는 경우에도 냉각성능을 지속적으로 유지할 수 있다.Second, since the water-cooled cooling tank is continuously supplied with new cooling water from a water source, cooling performance can be continuously maintained even when the power device is cooled for a long time.

셋째, 전력소자와의 열교환을 통해 데워진 정수가 직수형 온수탱크에 공급되므로, 온수탱크로 유입되기 전에 정수의 예열이 가능하여 온수 생성을 위한 가열시간을 단축할 뿐만 아니라 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.Third, since the purified water heated through heat exchange with the power element is supplied to the direct-water tank, it is possible to preheat the purified water before it flows into the hot water tank, thus shortening the heating time for hot water generation as well as energy saving. have.

넷째, 전력소자의 냉각 성능 극대화 및 가열시간의 단축을 통해 순간적으로 온수를 생성하기 위한 유도 가열 장치의 출력이 향상될 뿐만 아니라, 연속적인 온수 출수를 지속하는 것이 가능하다.Fourth, through maximizing the cooling performance of the power device and shortening the heating time, the output of the induction heating device for instantaneously generating hot water is improved, and it is possible to continuously discharge hot water.

다섯째, 전력소자로부터 방출되는 열을 활용하여 온수탱크로 공급된 정수의 예열이 가능함에 따라 온수탱크를 가열하기 위한 유도 전류의 전압이 낮은 경우에도 원하는 온도의 온수를 생성할 수 있으므로, 110V, 120V 등 저전압 국가로 수출하기 위한 제품화가 가능하다.Fifth, since it is possible to preheat the purified water supplied to the hot water tank by using the heat emitted from the power device, even when the voltage of the induced current for heating the hot water tank is low, hot water of the desired temperature can be generated. It can be commercialized for export to low-voltage countries, such as.

도 1은 본 발명에 따른 정수기에 적용되는 유도 가열 인버터의 전력소자 냉각 장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에서 유도 가열 인버터의 제어구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 정수기에 적용되는 유도 가열 인버터의 전력소자 냉각 장치를 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a power device cooling apparatus of an induction heating inverter applied to a water purifier according to the present invention.
2 is a circuit diagram showing a control configuration of the induction heating inverter in FIG. 1.
3 is a conceptual diagram showing a power device cooling apparatus of an induction heating inverter applied to a water purifier according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 정수기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a water purifier according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명은 정수기에 적용할 수 있는 유도 가열 장치(30)의 전력소자(34) 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device for a power device 34 of an induction heating device 30 applicable to a water purifier.

본 발명의 유도 가열 장치(30)는 직수형 정수기에 적용될 수 있다.The induction heating device 30 of the present invention can be applied to a direct water purifier.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 정수기에 적용되는 유도 가열 인버터(33)의 전력소자(34) 냉각 장치를 보여주는 개념도이고, 도 2는 도 1에서 유도 가열 인버터(33)의 제어구성을 나타내는 회로도이다.1 is a conceptual diagram showing a power device 34 cooling device of an induction heating inverter 33 applied to a water purifier according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control configuration of the induction heating inverter 33 in FIG. It is a circuit diagram showing.

직수형 정수기는 필터부(10), 직수형 온수탱크(20), 유도 가열 장치(30)를 포함한다.The direct water purifier includes a filter unit 10, a direct water tank 20, and an induction heating device 30.

필터부(10)는 상수원으로부터 공급되는 물을 정화시키며, 필터부(10)에 의해 정화된 정수를 사용자가 음용할 수 있다.The filter unit 10 purifies water supplied from a water source, and the user can drink the purified water purified by the filter unit 10.

직수형 온수탱크(20)는 내부에 가열유로부를 형성할 수 있다. 가열유로부는 물이 정체됨이 없이 흐르면서 가열되도록 구성된다. 가열유로부는 유로 길이가 길고 유로폭이 좁게 형성될 수 있다. The direct water type hot water tank 20 may form a heating flow path therein. The heating passage part is configured to be heated while water flows without stagnation. The heating passage portion may have a long passage length and a narrow passage width.

직수형 온수탱크(20)는 금속과 같은 도전성 재질로 형성된다. 직수형 온수탱크(20)는 가로/세로의 면적이 넓고 높이가 낮은 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. The direct hot water tank 20 is formed of a conductive material such as metal. The direct hot water tank 20 may be formed in a rectangular parallelepiped shape having a wide horizontal/vertical area and a low height.

직수형 온수탱크(20)의 양측면에 각각 입수구와 출수구가 형성되어, 필터부(10)로부터 정수가 입수구를 통해 온수탱크(20)의 내부로 유입되고, 가열된 온수는 출수구를 통해 온수탱크(20)의 외부로 유출될 수 있다. 입수구와 출수구는 양측면에 서로 마주보게 배치되거나 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 도 1은 입수구와 출수구가 서로 마주보게 배치된 모습을 보여준다. 또한, 입수구는 온수탱크(20)의 저면에 형성되고 출수구는 온수탱크(20)의 상면에 형성될 수도 있다.Inlet and outlet ports are formed on both sides of the direct hot water tank 20, so that purified water from the filter unit 10 flows into the inside of the hot water tank 20 through the inlet, and the heated hot water is discharged through the outlet. 20) can be leaked to the outside. The inlet port and the outlet port may be disposed facing each other on both sides or may be disposed alternately. 1 shows a state in which the inlet and outlet are arranged to face each other. In addition, the inlet may be formed on the bottom surface of the hot water tank 20 and the outlet may be formed on the upper surface of the hot water tank 20.

유도 가열 장치(30)는 인쇄회로기판(36), 유도 코일(31), 인버터(33), 전력소자(34) 및 교류전원(32)을 포함한다. 직수형 온수탱크(20)를 순간적으로 가열하도록 이루어진다.The induction heating device 30 includes a printed circuit board 36, an induction coil 31, an inverter 33, a power device 34, and an AC power source 32. It is made to instantaneously heat the direct hot water tank 20.

유도 코일(31)은 구리 등과 같은 도전성 재질의 코일로 구성되고, 전류가 인가되면 코일의 내부와 주위에 자기장이 형성될 수 있다. 특히 교류 전류가 인가되면 교류의 주파수만큼 자기장의 방향이 변하게 된다. 유도 코일(31)은 인쇄회로기판(36)과 전기적으로 연결될 수 있다.The induction coil 31 is composed of a coil made of a conductive material such as copper, and when a current is applied, a magnetic field may be formed inside and around the coil. In particular, when an alternating current is applied, the direction of the magnetic field changes as much as the frequency of the alternating current. The induction coil 31 may be electrically connected to the printed circuit board 36.

직수형 온수탱크(20)는 유도코일의 교류 자기장 내에 위치하도록 구성되고, 페러데이의 법칙에 의해 전압이 직수형 온수탱크(20)로 유도된다. 이 유도된 전압에 의해 온수탱크(20)에서 전자의 흐름이 발생하고, 온수탱크(20)에 유도된 전류는 코일에 흐르는 전류의 반대방향으로 흐른다. 이에 따라, 유도 코일(31)에 흐르는 전류의 주파수를 제어함으로써 온수탱크(20)에 흐르는 전류의 주파수도 함께 제어할 수 있다.The direct hot water tank 20 is configured to be located in the AC magnetic field of the induction coil, and the voltage is guided to the direct hot water tank 20 by Faraday's law. Electrons flow in the hot water tank 20 by this induced voltage, and the current induced in the hot water tank 20 flows in the opposite direction of the current flowing through the coil. Accordingly, by controlling the frequency of the current flowing through the induction coil 31, the frequency of the current flowing through the hot water tank 20 can also be controlled.

온수탱크(20)에 전류가 흐르면 전자의 흐름을 방해하려는 저항이 발생하고, 이 저항에 의해 열이 발생하는 것이다.When an electric current flows through the hot water tank 20, a resistance to interfere with the flow of electrons is generated, and heat is generated by this resistance.

인버터(33)는 유도 코일(31)에 인가될 전류를 제어할 수 있다. 인버터(33)는 유도 코일(31)로 인가되는 전류의 주파수 등을 가변시킴으로써, 유도 가열량을 조절할 수 있다. 이에 의해, 유도 가열량을 조절함으로써 사용자가 원하는 온도로 물이 가열될 수 있고, 사용자가 원하는 온도의 온수를 생성하여 음용할 수 있다.The inverter 33 may control the current to be applied to the induction coil 31. The inverter 33 may adjust the amount of induction heating by varying the frequency of the current applied to the induction coil 31. Accordingly, water can be heated to a temperature desired by the user by adjusting the amount of induction heating, and hot water at a temperature desired by the user can be generated and consumed.

인버터(33)는 전력소자(34), 인덕터(331), 커패시터(332) 및 공진 커패시터(333) 등을 포함하여 상기 유도 코일(31)에 공급되는 전력을 제어하도록 구성할 수 있다.The inverter 33 may include a power device 34, an inductor 331, a capacitor 332, and a resonance capacitor 333 to control power supplied to the induction coil 31.

교류전원(32)은 브릿지 다이오드(341)와 연결된다. 브릿지 다이오드(341)는 4개의 다이오드를 연결하여, AC 전류를 DC 전류로 정류하는 역할을 한다.The AC power supply 32 is connected to the bridge diode 341. The bridge diode 341 serves to rectify AC current into DC current by connecting four diodes.

전력소자(34)는 브릿지 다이오드(341;bridge diode) 및 IGBT(342;Insulated gate bipolar transistor) 등을 포함한다.The power device 34 includes a bridge diode 341 and an insulated gate bipolar transistor 342.

브릿지 다이오드(341)와 유도 코일(31) 사이의 회로에 인덕터(331)와 커패시터(332)가 배치되고, 인덕터(331)와 커패시터(332)는 정류된 DC 전류를 평활하는 역할을 한다.An inductor 331 and a capacitor 332 are disposed in a circuit between the bridge diode 341 and the induction coil 31, and the inductor 331 and the capacitor 332 serve to smooth the rectified DC current.

IGBT(342)는 제어회로부(35)와 연결되고, 상기 제어회로부(35)의 제어에 의해 온/오프되어, 상기 유도 코일(31)에 인가되는 전력을 단속하는 스위칭 소자이다.The IGBT 342 is a switching element that is connected to the control circuit unit 35 and is turned on/off under the control of the control circuit unit 35 to regulate power applied to the induction coil 31.

공진 커패시터(333)는 인덕터(331)와 제어회로부(35) 사이에 배치되고, 유도 코일(31)과 병렬로 연결되어 유도 코일(31)의 공진 주파수를 맞추어주는 역할을 한다.The resonance capacitor 333 is disposed between the inductor 331 and the control circuit unit 35 and is connected in parallel with the induction coil 31 to match the resonance frequency of the induction coil 31.

전력소자(34)를 제외한 교류전원(32) 및 인버터(33) 등은 인쇄회로기판(36)에 장착될 수 있다.Except for the power device 34, the AC power source 32 and the inverter 33 may be mounted on the printed circuit board 36.

여기서, 본 발명은 전력소자(34)를 냉각하기 위한 수냉식 냉각탱크(40)를 제공한다.Here, the present invention provides a water-cooled cooling tank 40 for cooling the power device 34.

수냉식 냉각탱크(40)는 입수관(11)을 따라 이동하는 정수를 임시로 저장하기 위한 저장공간을 구비하고, 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 수냉식 냉각탱크(40)의 일측면에 유입구가 형성되고, 냉각탱크의 타측면에 유출구가 형성될 수 있다. 냉각탱크의 유입구는 입수관(11)과 연통되게 연결되고, 냉각탱크의 유출구는 연결배관(12)에 의해 직수형 온수탱크(20)의 입수구와 연결될 수 있다. 입수관(11)으로부터 공급되는 저온(상온)의 정수는 유입구를 통해 수냉식 냉각탱크(40)의 내부로 유입되고, 유출구를 통해 수냉식 냉각탱크(40)의 외부로 유출될 수 있다. 수냉식 냉각탱크(40)는 열전도도가 높은 금속 재질일 수 있다. 입수관(11)에 유량제어밸브가 설치되어 필터부를 통해 정화된 정수의 유량을 제어할 수 있다.The water-cooled cooling tank 40 has a storage space for temporarily storing purified water moving along the inlet pipe 11, and may be formed in a rectangular parallelepiped shape. An inlet may be formed on one side of the water-cooled cooling tank 40 and an outlet may be formed on the other side of the cooling tank. The inlet of the cooling tank is connected to be in communication with the inlet pipe 11, and the outlet of the cooling tank may be connected to the inlet port of the direct hot water tank 20 by a connection pipe 12. The low-temperature (room temperature) purified water supplied from the inlet pipe 11 may be introduced into the water-cooled cooling tank 40 through an inlet, and may be discharged to the outside of the water-cooled cooling tank 40 through the outlet. The water-cooled cooling tank 40 may be made of a metal material having high thermal conductivity. A flow control valve is installed in the inlet pipe 11 to control the flow rate of purified water through the filter unit.

전력소자(34)는 수냉식 냉각탱크(40)의 내부 또는 외부에 장착될 수 있다. 도 1은 전력소자(34)가 수냉식 냉각탱크(40)의 외부 일측에 장착된 모습을 보여준다. 브릿지 다이오드(341)와 IGBT(342)가 각각 나란하게 이격 배치되고, 수냉식 냉각탱크(40)와 접촉 가능하게 설치될 수 있다. 전력소자(34)가 수냉식 냉각탱크(40)의 내부에 장착될 경우에 전력소자(34)는 밀봉 부재에 의해 방수 처리되어야 한다. 브릿지 다이오드(341) 및 IGBT(342)는 각각 인버터(33)와 전기적으로 연결될 수 있다.The power device 34 may be mounted inside or outside the water-cooled cooling tank 40. 1 shows a state in which the power device 34 is mounted on an outer side of a water-cooled cooling tank 40. The bridge diode 341 and the IGBT 342 may be disposed side by side and spaced apart, respectively, and may be installed to be in contact with the water-cooled cooling tank 40. When the power device 34 is mounted inside the water-cooled cooling tank 40, the power device 34 must be waterproofed by a sealing member. The bridge diode 341 and the IGBT 342 may be electrically connected to the inverter 33, respectively.

이러한 구성에 의하면, 입수관(11)을 따라 흐르는 정수는 저온수이고, 저온의 정수는 수냉식 냉각탱크(40)를 경유하여 연결배관(12)을 따라 직수형 온수탱크(20)로 공급된다. 정수는 직수형 온수탱크(20)의 가열유로부를 따라 흐르면서 유도 가열 장치(30)에 의해 가열된 후 출수관(21)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 온수탱크(20)에서 배출되는 온수는 출수구를 통해 출수되어 사용자가 온수를 음용할 수 있다.According to this configuration, the purified water flowing along the intake pipe 11 is low temperature water, and the low temperature purified water is supplied to the direct water type hot water tank 20 along the connection pipe 12 via the water cooling type cooling tank 40. The purified water may be heated by the induction heating device 30 while flowing along the heating flow path of the direct water type hot water tank 20 and then discharged to the outside through the water outlet pipe 21. The hot water discharged from the hot water tank 20 is discharged through a water outlet so that the user can drink the hot water.

여기서, 브릿지 다이오드(341) 및 IGBT(342) 등의 전력소자(34)는 유도 코일(31)에 인가되는 전류를 제어하기 위해 사용될 때 열이 발생한다.Here, when the power device 34 such as the bridge diode 341 and the IGBT 342 is used to control the current applied to the induction coil 31, heat is generated.

전력소자(34)는 수냉식 냉각탱크(40)의 외부에 장착되는 경우에 수냉식 냉각탱크(40)와 접촉되어, 전력소자(34)에서 발생하는 열이 수냉식 냉각탱크(40) 내부에 흐르는 저온의 정수로 열전달됨에 따라 전력소자(34)가 냉각될 수 있다. 또한, 수냉식 냉각탱크(40)와 접촉되지 않는 전력소자(34)의 일부는 대기와 접촉되는 면을 통해 대기중으로 열을 발산할 수 있다.When the power device 34 is mounted outside the water-cooled cooling tank 40, it is in contact with the water-cooled cooling tank 40, so that the heat generated from the power device 34 flows inside the water-cooled cooling tank 40. As heat is transferred to purified water, the power device 34 may be cooled. In addition, a part of the power device 34 that is not in contact with the water-cooled cooling tank 40 may radiate heat into the atmosphere through a surface in contact with the atmosphere.

전력소자(34)는 히트싱크(미도시)에 의해 밀봉된 채로 수냉식 냉각탱크(40)의 내부에 장착되는 경우에 히트싱크를 통해 사방으로 열을 방출할 수 있어서 열전달 효율이 향상되는 장점이 있다.When the power device 34 is sealed by a heat sink (not shown) and mounted inside the water-cooled cooling tank 40, heat can be radiated in all directions through the heat sink, thereby improving heat transfer efficiency. .

따라서, 본 발명에 의하면 수냉식 냉각탱크(40)는 입수관(11)으로부터 유입되는 물을 냉각수로 활용하여 수냉식 히트싱크 역할을 함으로써, 전력소자(34)로부터 발생하는 열을 효율적을 냉각할 수 있다.Accordingly, according to the present invention, the water-cooled cooling tank 40 serves as a water-cooled heat sink by using water flowing from the inlet pipe 11 as cooling water, so that heat generated from the power device 34 can be efficiently cooled. .

또한, 수냉식 냉각탱크(40)는 상수원으로부터 새로운 냉각수를 계속해서 공급받으므로, 장시간동안 전력소자(34)를 냉각하는 경우에도 냉각성능을 지속적으로 유지할 수 있다.In addition, since the water-cooled cooling tank 40 is continuously supplied with new cooling water from a water source, the cooling performance can be continuously maintained even when the power device 34 is cooled for a long time.

아울러, 전력소자(34)와의 열교환을 통해 데워진 정수가 직수형 온수탱크(20)에 공급되므로, 온수탱크(20)로 유입되기 전에 정수의 예열이 가능하여 온수 생성을 위한 가열시간을 단축할 뿐만 아니라 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.In addition, since the purified water heated through heat exchange with the power element 34 is supplied to the direct water tank 20, it is possible to preheat the purified water before flowing into the hot water tank 20, thus shortening the heating time for hot water generation. In addition, energy savings can be achieved.

또한, 전력소자(34)의 냉각 성능 극대화 및 가열시간의 단축을 통해 순간적으로 온수를 생성하기 위한 유도 가열 장치(30)의 출력이 향상될 뿐만 아니라, 연속적인 온수 출수를 지속하는 것이 가능하다.In addition, the output of the induction heating device 30 for instantaneously generating hot water is improved by maximizing the cooling performance of the power device 34 and shortening the heating time, and it is possible to continuously discharge hot water.

또한, 전력소자(34)로부터 방출되는 열을 활용하여 온수탱크(20)로 공급된 정수의 예열이 가능함에 따라 온수탱크(20)를 가열하기 위한 유도 전류의 전압이 낮은 경우에도 원하는 온도의 온수를 생성할 수 있으므로, 110V, 120V 등 저전압 국가로 수출하기 위한 제품화가 가능하다.In addition, since it is possible to preheat the purified water supplied to the hot water tank 20 by using the heat emitted from the power device 34, even when the voltage of the induced current for heating the hot water tank 20 is low, hot water at a desired temperature Can be produced, so it can be commercialized for export to low-voltage countries such as 110V and 120V.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 정수기에 적용되는 유도 가열 인버터의 전력소자 냉각 장치를 보여주는 개념도이다.3 is a conceptual diagram showing a power device cooling apparatus of an induction heating inverter applied to a water purifier according to a second embodiment of the present invention.

제2실시예는 제1실시예와 대비할 때 전력소자(34)가 히트싱크(50)를 통해 수냉식 냉각탱크(40)로 열을 전달한다 점에서 차이가 있다. 즉, 제1실시예에서 전력소자(34)는 수냉식 냉각탱크(40)와 직접 접촉되어 수냉식 냉각탱크(36)로 직접 열을 방출하지만, 제2실시예의 전력소자(34)는 수냉식 냉각탱크(40)로 간접적으로 열을 방출할 수 있다. 제2실시예에서 전력소자(34)는 인버터(33)에 장착될 수 있다.The second embodiment differs from the first embodiment in that the power device 34 transfers heat to the water-cooled cooling tank 40 through the heat sink 50. That is, in the first embodiment, the power device 34 is in direct contact with the water-cooled cooling tank 40 to directly emit heat to the water-cooled cooling tank 36, but the power device 34 in the second embodiment is a water-cooled cooling tank ( 40) can indirectly dissipate heat. In the second embodiment, the power device 34 may be mounted on the inverter 33.

히트싱크(50)는 일측이 수냉식 냉각탱크(40)와 접촉 가능하게 연결되고, 타측이 전력소자(34)와 접촉 가능하게 연결될 수 있다. 히트싱크(50)는 브릿지 다이오드(341) 및 IGBT(342)를 수냉식 냉각탱크(40)에 각각 연결하는 제1 및 제2히트싱크(51,52)로 구성될 수 있다. 제1 및 제2히트싱크(51,52)는 서로 이격되거나 일부가 통합되게 형성될 수 있다.One side of the heat sink 50 may be connected to be in contact with the water-cooled cooling tank 40 and the other side may be connected to be in contact with the power device 34. The heat sink 50 may include first and second heat sinks 51 and 52 respectively connecting the bridge diode 341 and the IGBT 342 to the water cooling tank 40. The first and second heat sinks 51 and 52 may be formed to be spaced apart from each other or to be partially integrated.

도 3은 제1 및 제2히트싱크(51,52)가 서로 이격되게 배치된 모습을 보여준다. 제1히트싱크(51)는 브릿지 다이오드(341)와 수냉식 냉각탱크(40)를 연결하여, 브릿지 다이오드(341)에서 발생하는 열이 제1히트싱크(51)를 따라 수냉식 냉각탱크(40)로 전달될 수 있다. 제2히트싱크(52)는 IGBT(342)와 수냉식 냉각탱크(40)를 연결하여, IGBT(342)에서 발생하는 열이 제2히트싱크(52)를 따라 수냉식 냉각탱크(40)로 전달될 수 있다. 제1 및 제2히트싱크(51,52)는 대기중으로 노출되어 열을 방출할 수도 있다.3 shows a state in which the first and second heat sinks 51 and 52 are disposed to be spaced apart from each other. The first heat sink 51 connects the bridge diode 341 and the water-cooled cooling tank 40, so that heat generated from the bridge diode 341 is transferred to the water-cooled cooling tank 40 along the first heat sink 51. Can be delivered. The second heat sink 52 connects the IGBT 342 and the water-cooled cooling tank 40 so that the heat generated from the IGBT 342 is transferred to the water-cooled cooling tank 40 along the second heat sink 52. I can. The first and second heat sinks 51 and 52 may be exposed to the atmosphere to emit heat.

제1 및 제2히트싱크(51,52)가 일부 통합되는 경우에, 제1 및 제2히트싱크(51,52)는 각각의 일부가 서로 통합되어 수냉식 냉각탱크(40)와 연결되고, 각각의 다른 일부는 서로 분리되어 브릿지 다이오드(341) 및 IGBT(342)로 각각 연결될 수 있다.When the first and second heat sinks 51 and 52 are partially integrated, the first and second heat sinks 51 and 52 are partially integrated with each other and connected to the water-cooled cooling tank 40, respectively. Other parts of the are separated from each other and may be connected to the bridge diode 341 and the IGBT 342, respectively.

히트싱크(50)는 한 개로 수냉식 냉각탱크(40)와 전력소자(34) 사이에 연결되어, 전력소자(34)로부터 수냉식 냉각탱크(40)로 열이 방출될 수 있다.One heat sink 50 is connected between the water-cooled cooling tank 40 and the power device 34, so that heat may be discharged from the power device 34 to the water-cooled cooling tank 40.

여기서, 히트싱크(50)는 열을 수냉식 냉각탱크(40)로 전달할 수 있으면 어떠한 형태 및 재질에도 한정되지 않는다. 기타 구성요소는 제1실시예와 동일 내지 유사하므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.Here, the heat sink 50 is not limited to any shape and material as long as it can transfer heat to the water-cooled cooling tank 40. Other components are the same or similar to those of the first embodiment, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, a detailed description thereof will be omitted.

이상의 설명은 본원발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be.

10 : 필터부 11 : 입수관
12 : 연결배관 13 : 유량제어밸브
20 : 직수형 온수탱크 21 : 출수관
30 : 유도 가열 장치 31 : 유도 코일
32 : 교류전원 33 : 인버터
331 : 인덕터 332 : 커패시터
333 : 공진 커패시터 34 : 전력소자
341 : 브릿지 다이오드 342 : IGBT
35 : 제어회로부 36 : 인쇄회로기판
40 : 수냉식 냉각탱크 50 : 히트싱크
51 : 제1히트싱크 52 : 제2히트싱크10: filter unit 11: inlet pipe
12: connection pipe 13: flow control valve
20: direct hot water tank 21: water outlet pipe
30: induction heating device 31: induction coil
32: AC power 33: inverter
331: inductor 332: capacitor
333: resonance capacitor 34: power device
341: bridge diode 342: IGBT
35: control circuit unit 36: printed circuit board
40: water cooling cooling tank 50: heat sink
51: first heat sink 52: second heat sink

Claims (9)

입수구와 출수구를 구비하고, 온수 생성을 위한 유로를 형성하는 직수형 온수탱크;
상기 입수구와 연결되어 상기 직수형 온수탱크로 정수를 공급하는 입수관;
상기 출수구와 연결되어 상기 직수형 온수탱크에서 가열된 온수를 배출시키는 출수관;
전력소자를 구비하고, 상기 직수형 온수탱크를 유도전류를 이용하여 가열하는 유도 가열 장치;
상기 입수관에서 상기 정수가 유동하는 방향과 교차하는 방향으로 확정 형성되고, 상기 입수관으로부터 공급되는 정수에 의해 상기 전력소자를 냉각하며, 상기 전력소자에서 소정 거리만큼 이격되어 일측 면이 상기 전력소자의 일측 면과 마주하는 수냉식 냉각탱크; 및
상기 냉각탱크와 상기 전력소자의 사이를 연결하는 방향으로 연장 형성되고, 상기 전력소자를 향하는 일측 면이 상기 전력소자의 상기 일측 면과 접촉되며, 상기 냉각탱크를 향하는 타측 면이 상기 수냉식 냉각탱크의 상기 일측 면과 접촉 되는 히트싱크를 더 포함하고,
상기 수냉식 냉각탱크는 상기 직수형 온수탱크와 직렬로 연결되고,
상기 수냉식 냉각탱크에서 가열된 정수가 상기 직수형 온수탱크로 공급되며,
상기 전력소자에서 발생된 열은 상기 히트싱크를 통해 상기 수냉식 냉각탱크로 이동되는 것을 특징으로 하는 정수기. A direct water tank having an inlet and an outlet, and forming a flow path for generating hot water;
An inlet pipe connected to the inlet to supply purified water to the direct water tank;
A water outlet pipe connected to the outlet to discharge hot water heated in the direct water tank;
An induction heating device having a power element and heating the direct-water tank using an induction current;
It is determined in a direction crossing the flow direction of the water in the water intake pipe, cools the power device by the purified water supplied from the water intake pipe, and is spaced apart from the power device by a predetermined distance so that one side of the power device A water cooling type cooling tank facing one side of the tank; And
It is formed extending in a direction connecting the cooling tank and the power device, one side facing the power device is in contact with the side surface of the power device, and the other side facing the cooling tank is the water-cooled cooling tank. Further comprising a heat sink in contact with the one side,
The water cooling type cooling tank is connected in series with the direct water type hot water tank,
The purified water heated in the water cooling type cooling tank is supplied to the direct water type hot water tank,
The water purifier, characterized in that the heat generated from the power device is transferred to the water-cooled cooling tank through the heat sink. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 히트싱크는 브릿지 다이오드와 상기 수냉식 냉각탱크를 연결하는 제1 히트싱크 및 IGBT와 상기 수냉식 냉각탱크를 연결하는 제2히트싱크를 포함하는 정수기.The method of claim 1,
The heat sink includes a first heat sink connecting the bridge diode and the water-cooled cooling tank, and a second heat sink connecting the IGBT and the water-cooled cooling tank. 삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 유도 가열 장치는,
인쇄회로기판;
상기 인쇄회로기판과 연결되고, 자기장을 형성하여 상기 직수형 온수탱크에 전류를 유도하는 유도 코일;
상기 인쇄회로기판에 장착되어, 상기 유도 코일을 제어하는 인버터;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.The method of claim 3,
The induction heating device,
Printed circuit board;
An induction coil connected to the printed circuit board and generating a magnetic field to induce a current in the direct hot water tank;
An inverter mounted on the printed circuit board to control the induction coil;
A water purifier comprising a. 제6항에 있어서,
상기 전력소자는 상기 인버터와 이격되게 배치되고, 상기 인버터와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 정수기.The method of claim 6,
The power device is disposed to be spaced apart from the inverter, characterized in that the water purifier and electrically connected to the inverter. 제6항에 있어서,
상기 전력소자는 상기 인버터에 장착되고, 상기 수냉식 냉각탱크와 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.The method of claim 6,
The power device is mounted on the inverter, characterized in that the water purifier is disposed to be spaced apart from the water-cooled cooling tank. 제1항에 있어서,
상기 전력소자는 브릿지 다이오드 및 IGBT 인 것을 특징으로 하는 정수기.















The method of claim 1,
The power device is a water purifier, characterized in that the bridge diode and IGBT.
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