KR102423368B1 - 유도 가열 모듈 및 이를 구비하는 정수기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 워킹 코일; 상기 워킹 코일로부터 이격된 위치에서 상기 워킹 코일을 마주보도록 배치되고, 내부 공간을 통과하는 액체를 가열하도록 상기 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 온수 탱크; 상기 워킹 코일을 사이에 두고 상기 온수 탱크와 결합되는 브라켓; 및 상기 워킹 코일과 상기 온수 탱크 사이의 일정한 간격을 유지하도록 상기 워킹 코일과 상기 온수 탱크 사이에 배치되며, 상기 온수 탱크와 상기 브라켓의 결합에 의해 압착되더라도 일정한 두께를 유지하도록 형성되는 스페이서를 포함하는 정수기를 제공한다.

Description

유도 가열 모듈 및 이를 구비하는 정수기{INDUCTION HEATING MODULE AND WATER PURIFIER HAVING THE SAME}
본 발명은 유도 가열 방식으로 온수를 생성하는 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 정수기는 본체 내부에 설치된 여러 단계의 필터에 의해 수돗물이나 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.
직수형 정수기가 온수 또는 냉수를 제공하기 위해서는 정수를 짧은 시간 안에 가열 또는 냉각할 수 있어야 한다. 가열 장치가 짧은 시간 안에 정수를 가열하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있다.
예를 들어 대한민국 등록특허공보 제10-0817832호(2008.03.31.)에는 면상 발열 히터를 이용하여 정수를 가열하는 구성이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0103723호(2005.11.01.)에는 유도 가열 방식으로 정수를 가열하는 구성이 개시되어 있다.
유도 가열이란 전자기 유도를 이용하여 피가열체를 가열하는 방식을 가리킨다. 코일에 전류가 공급되면, 피가열체에 와전류(eddy current)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 발생된 줄열(Joule heating)이 피가열체의 온도를 높이게 된다.
코일과 피가열체 사이의 간격에 의해 유도 가열의 출력값이 달라진다. 예를 들어 유도 가열의 출력값이 정상 범위를 초과하면(고출력) 물이 끓어 스팀이 발생하게 된다. 반대로 유도 가열 출력값이 정상 범위에 미치지 못하면(저출력) 정수를 충분히 가열하지 못하게 된다.
따라서 코일과 피가열체 사이의 간격을 일정하게 유지하는 것은 매우 중요하다. 그러나 종래에 개시된 기술에는 코일과 피가열체 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 수단에 대해 충분히 개시되어 있지 못하다.
본 발명의 제1 목적은 워킹 코일과 온수 탱크 사이의 일정한 간격을 유지하기 위해 워킹 코일과 온수 탱크 사이에 배치되는 스페이서를 포함하는 정수기를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제2 목적은 실런트(sealant) 없이 워킹 코일, 온수 탱크 및 스페이서를 조립하여도, 워킹 코일과 온수 탱크 사이의 일정한 간격이 유지될 수 있는 조립구조를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제3 목적은 유도 가열 모듈을 포함하는 정수기를 대량 생산하더라도, 개별 정수기마다 유도 가열 출력을 정확하게 제어할 수 있는 구조의 정수기를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 제4 목적은 워킹 코일과 온수 탱크에서 발생된 열이 인접한 부품으로 전달되는 것을 억제할 수 있는 구조의 정수기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제5 목적은 워킹 코일과 온수 탱크 사이의 일정한 간격을 유지하면서 워킹 코일을 냉각시킬 수 있는 구조의 정수기를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 유도 가열 모듈은 워킹 코일, 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 온수 탱크, 및 워킹 코일과 온수 탱크 사이의 일정한 간격을 유지하도록 워킹 코일과 온수 탱크 사이에 배치되는 스페이서를 포함한다.
스페이서는 (1) 워킹 코일과 온수 탱크 사이의 일정한 간격 유지, (2) 전기적 절연, (3) 열전달 억제, (4) 내열성을 갖는 난연재, (5), 워킹 코일의 양단을 통과시킬 수 있는 구조, (6) 워킹 코일의 냉각을 구현할 수 있는 구조의 조건을 갖춘다.
상기 조건을 만족하기 위해, 스페이서는 운모, 석영, 유리 또는 실리콘으로 형성될 수 있다.
또한 상기 조건을 만족하기 위해 스페이서는 환형으로 형성되며, 스페이서의 제1부분은 환형의 어느 일부를 형성하고, 스페이서의 제2부분은 환형의 나머지 일부를 형성하며 제1부분보다 좁은 폭을 갖는다.
또한 상기 조건을 만족하기 위해 스페이서는 온수 탱크와 워킹 코일을 서로 마주보게 하는 홀을 구비한다.
온수 탱크와 워킹 코일 사이의 간격이 스페이서의 두께에 의해 결정되도록 스페이서의 일면은 온수 탱크에 밀착되고 스페이서의 타면은 워킹 코일에 밀착된다. 스페이서는 복수로 구비될 수 있으며, 이 경우 복수의 스페이서는 서로 밀착되도록 배치된다. 온수 탱크와 브라켓은 워킹 코일과 스페이서를 사이에 두고 스크류에 의해 서로 결합된다.
구체적으로 브라켓은 서로 이격되게 배치되는 복수의 보스부를 구비하고, 온수 탱크와 브라켓은 보스부에 삽입되는 스크류에 의해 서로 결합된다. 온수 태크와 브라켓의 결합이 완료되면, 스크류의 헤드와 보스부 사이에 온수 탱크의 테두리가 배치된다.
브라켓은 베이스부, 보스부, 온수 탱크 지지부, 위치 고정부, 코어 수용부, 온도 센서 수용부 및 과열 방지 퓨즈 수용부를 구비하며, 유도 가열 모듈의 부품들을 정수기 본체의 내부에 고정하도록 이루어진다.
절연체는 (1) 전기적 절연, (2) 열전달 억제, (3) 내열성을 갖는 난연재, (4), 워킹 코일의 양단을 통과시킬 수 있는 구조, (5) 워킹 코일의 냉각을 구현할 수 있는 구조의 조건을 갖춘다.
상기 조건을 만족하기 위해, 절연체는 운모, 석영, 유리 또는 실리콘으로 형성될 수 있다.
또한 상기 조건을 만족하기 위해 절연체는 환형으로 형성되며, 절연체의 제1부분은 환형의 어느 일부를 형성하고, 절연체의 제2부분은 환형의 나머지 일부를 형성하며 제1부분보다 좁은 폭을 갖는다.
또한 상기 조건을 만족하기 위해 절연체는 홀을 구비한다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유도 가열 모듈을 포함하는 정수기를 개시한다. 정수기는 상기 유도 가열 모듈의 과제 해결 수단을 갖는다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 온수 탱크와 워킹 코일 사이에 배치되는 스페이서가 운모(mica), 석영 또는 유리로 형성됨에 따라 온수 탱크와 워킹 코일 사이의 일정한 간격 유지하도록 이루어질 수 있다.
특히 온수 탱크와 브라켓이 스크류에 의해 서로 결합됨에 따라 스페이서가 압착되더라도, 스페이서의 두께는 일정하게 유지될 수 있다. 스페이서는 온수 탱크 및 워킹 코일에 밀착된 상태를 유지하므로, 온수 탱크와 워킹 코일 사이의 간격은 스페이서에 의해 결정된다. 따라서 스페이서의 두께가 일정하게 유지될 수 있다는 것은 온수 탱크와 워킹 코일 사이의 간격도 일정하게 유지될 수 있음을 의미한다.
온수 탱크와 브라켓이 스크류에 의해 서로 결합되더라도 온수 탱크와 워킹 코일 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있으므로, 본 발명의 구조에 의하면 실런트(sealant) 없이 워킹 코일, 온수 탱크 및 스페이서의 위치가 고정될 수 있다.
나아가 실런트와 달리 스크류 체결 구조는 공정에 따라 다른 결과를 유발하지 않으므로 본 발명의 구조는 대량 생산에 유리하다.
스페이서와 절연체가 운모(mica), 석영, 유리 또는 실리콘으로 형성됨에 따라 본 발명에서는 열전달을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 특히 유도 가열 모듈에서 발생된 열이 인접한 부품으로 전달되면 열에 의한 손상이 유발될 수 있으나, 스페이서와 절연체에 의해 열전달이 억제되면 열에 의한 손상이 방지될 수 있다.
스페이서와 절연체는 홀을 구비하여 워킹 코일과 공기의 접촉 면적을 확보 가능하도록 이루어진다. 따라서 워킹 코일과 온수 탱크 사이의 일정한 간격을 유지하면서 워킹 코일의 공랭이 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 정수기의 외관을 보인 사시도다.
도 2는 본 발명의 관련된 정수기의 내부 구성을 보인 분해 사시도다.
도 3은 본 발명과 관련된 정수기의 유로 구성을 보인 개념도다.
도 4는 본 발명과 관련된 유도 가열 모듈과 제어 모듈의 분해 사시도다.
도 5는 본 발명과 관련된 유도 가열 모듈의 일부 구성품을 보인 분해 사시도다.
도 6은 유도 가열 모듈의 결합 구조를 보이기 위해 도 5의 라인 A-A에 대응되는 구성을 보인 측면도다.
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 정수기(1000) 본체의 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 제어 명령을 인가받도록 이루어진다. 입력부가 사용자의 제어 명령을 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 제어 명령에 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 제어 명령에 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 제어 명령에 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 유도 가열 모듈(1100)에 의해 가열되거나 냉수 탱크 조립체(1200)에 의해 냉각될 수 있다.
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 취출 코크부(1021)와 정수기(1000)의 내부에 배치되는 회전부(1022)로 구분될 수 있다. 회전부(1022)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전을 위해 원형으로 형성될 수 있다. 회전부(1022)는 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)에 거치된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)에 거치된 출수부(1020)는 필터 브라켓 조립체(1070)에 대하여 상대 회전되도록 이루어진다.
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 제어 모듈(1080)과 유도 가열 모듈(1100)을 지지하도록 이루어진다. 제어 모듈(1080)은 유도 가열 모듈(1100)은 지지대(1075)에 거치된다. 지지대(1075)는 유도 가열 모듈(1100)에서 형성된 열이 압축기(1051) 등으로 전도되는 것을 차단하도록 유도 가열 모듈(1100)과 압축기(1051) 사이에 배치된다.
제어 모듈(1080)은 정수기(1000)의 전반적인 제어를 구현하도록 이루어진다. 제어 모듈(1080)에는 정수기(1000)의 동작을 제어하는 다양한 인쇄회로기판들이 내장될 수 있다.
유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060)에서 생성된 정수를 가열하여 온수를 생성하도록 형성된다. 유도 가열 모듈(1100)은 유도 가열 방식으로 정수를 가열할 수 있는 부품들을 구비한다. 유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060)로부터 정수를 공급받으며, 유도 가열 모듈(1100)에서 생성된 온수는 출수부(1020)를 통해 배출된다.
유도 가열 모듈은 온수 생성을 제어하는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 유도 가열 모듈의 일측에는 상기 인쇄회로기판으로 물이 침투하는 것을 방지하고 화재 발생 시 인쇄회로기판을 보호하기 위한 보호 커버(1161)가 결합될 수 있다.
냉동 사이클 장치(1050)는 냉수를 생성하도록 형성된다. 냉동 사이클 장치(1050)란 냉매의 압축-응축-팽창-증발 과정이 연속적으로 일어나는 장치들의 집합을 가리킨다. 냉수 탱크 조립체(1200)에서 냉수를 생성하기 위해서는 우선 냉동 사이클 장치(1050)가 작동하여 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 채워져 있는 냉각수를 저온으로 만들어야 한다.
냉동 사이클 장치(1050)는 압축기(1051), 응축기(1052), 모세관(1053), 증발기(미도시, 냉수 탱크 조립체의 내측에 배치), 드라이어(1055) 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 드라이어(1055)로 흘러 가게 된다.
드라이어(1055)는 냉매에서 수분을 제거하도록 이루어진다. 냉동 사이클 장치(1050)의 효율을 향상시키기 위해서는 모세관(1053)과 증발기로 유입될 냉매에서 수분이 미리 제거되어야 한다. 드라이어(1055)는 응축기(1052)와 모세관(1053)의 사이에 설치되며, 냉매로부터 수분을 제거하여 냉동 사이클 장치(1050)의 효율을 향상시킨다.
냉매의 팽창은 모세관(1053)에 의해 구현된다. 모세관(1053)은 냉매를 팽창시키도록 이루어지며, 설계에 따라 교축밸브 등이 모세관(1053) 대신 팽창장치를 구성할 수도 있다. 모세관(1053)은 좁은 공간 내에서 충분한 길이 확보를 위해 코일 형태로 말려 있을 수 있다.
증발기는 냉매를 증발시키도록 이루어지며, 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 설치된다. 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 채워진 냉각수와 냉동 사이클 장치(1050)의 냉매는 증발기에 의해 서로 열교환되며, 열교환에 의해 냉각수는 저온으로 유지될 수 있다. 그리고 저온으로 유지되는 냉각수에 의해 정수가 냉각될 수 있다.
증발기에서 냉각수와 열교환하여 가열된 냉매는 냉매 유로를 따라 다시 압축기(1051)로 복귀되고, 냉동 사이클 장치(1050)를 지속적으로 순환하게 된다.
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 구조물(1032)이 고정될 수 있다.
덕트 구조물(1032)의 뒤쪽으로는 드레인(1035)이 설치된다. 드레인(1035)은 정수기(1000)의 외측으로 노출되어 배수 유로를 형성한다. 정수기(1000)의 내부 유로는 모두 통하도록 이루어지기 때문에, 드레인(1035)이 어느 하나의 내부 유로와만 연결되어도 상기 내부 유로에 존재하는 유체는 모두 드레인(1035)을 통해 배출될 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.
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 장치(1050)의 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 본 발명과 관련된 정수기(1000)의 유로 구성을 보인 개념도다. 도 3의 실선은 물의 유로를 나타낸다. 물의 유로는 필터부(1060)를 기준으로 필터부(1060)의 상류측은 원수 라인(1400), 필터부(1060)의 하류측은 정수 라인(1500)으로 구분될 수 있다. 여기서 상류측 또는 하류측은 물의 흐름을 기준으로 한 구분이다.
급수 밸브(1312)는 입력부(1016, 도 1 참조)를 통해 입력되는 제어 명령에 근거하여 개폐된다. 입력부(1016)를 통해 정수, 온수 또는 냉수를 출수시키는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(1312)가 개방되며, 원수 공급부(10)로부터 필터부(1060)로 원수의 공급이 이루어진다.
원수는 필터부(1060)로 공급되는 과정에서 감압 밸브(1311)를 통과한다. 감압 밸브(1311)는 원수 공급부(10)와 필터부(1060) 사이에 설치된다. 감압 밸브(1311)는 원수 공급부(10)로부터 공급되는 원수의 압력을 감압하도록 이루어진다.
직수형 정수기(1000)는 저수조를 구비하지 않으므로, 출수부(1020)를 통해 출수되는 정수의 압력은 원수 공급부(10)에서 공급되는 원수의 압력에 의해 결정된다. 일반적으로 원수 공급부(10)에서 공급되는 원수의 압력은 고압이기 때문에, 감압 밸브(1311)가 없다면 출수부(1020)에서는 과도하게 높은 압력으로 출수가 이루어진다. 또한 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)은 원수의 압력에 의해 물리적으로 손상될 위험도 존재한다. 따라서 원수의 감압이 요구된다.
감압 밸브(1311)는 원수 공급부(10)에서 필터부(1060)로 공급되는 원수를 감압한다. 이에 따라 필터부(1060)가 보호될 수 있으며, 출수부(1020)에서는 적정 압력으로 출수가 이루어질 수 있다.
원수는 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)을 순차적으로 통과하면서 여과된다. 필터부(1060)를 기준으로 그 상류측의 물은 원수로 명명되고, 하류측의 물은 정수로 명명될 수 있다.
필터부(1060)에서 생성된 정수는 급수 밸브(1312)와 유량 센서(1313)를 순차적으로 통과한다. 유량 센서(1313)는 필터부(1060)로부터 공급되는 유량을 측정하도록 이루어진다. 유량 센서(1313)에서 측정되는 유량은 정수기의 제어에 이용된다.
예를 들어 정수기(1000)의 입력부(1060)를 통해 일정량의 정수를 출수하는 제어 명령이 입력되면, 일정량에 대응되는 펄스값이 제어 모듈(1080)에 의해 유량 센서(1313)에 입력되고, 제어 모듈(1080)의 제어에 의해 급수 밸브(1312)가 열리게 된다. 상기 펄스값에 대응되는 유량의 정수가 유량 센서(1313)를 지나가게 되면, 제어 모듈(1080)은 유량 센서(1313)로부터 피드백을 받아 급수 밸브(1312)를 제어하게 되며, 급수 밸브(1312)는 제어 모듈(1080)의 제어에 의해 닫히게 된다. 이러한 과정 등을 통해 유량 센서(1313)에서 측정되는 유량은 정수기(1000)의 제어에 이용될 수 있다.
유량 센서(1313)에 연결된 정수 라인(1500)은 두 갈래(1600, 1700)로 분기되어 한 갈래는 유량 조절 밸브(1351)와 유도 가열 모듈(1100)에 순차적으로 연결된다. 유량 조절 밸브(1351)와 유도 가열 모듈(1100)에 순차적으로 연결되는 이 갈래는 온수 라인(1700)으로 명명될 수 있다. 나머지 한 갈래(1600)에는 체크 밸브(1321)가 설치되며, 이 갈래는 체크 밸브(1321)의 하류측에서 다시 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602)으로 분기된다. 정수 라인(1601)에는 정수 출수 밸브(1330)가 설치되고, 냉수 라인(1602)에는 냉수 출수 밸브(1340)가 설치된다. 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602)은 다시 하나로 합류되어 출수부(1020)에 연결되며, 합류된 유로(1603)에는 체크 밸브(1322)가 설치된다.
정수 출수 밸브(1330)와 냉수 출수 밸브(1340)의 상류측과 하류측에 설치되는 두 체크 밸브(1321, 1322)는 서로 구분되기 위해 제1 체크 밸브(1321)와 제2 체크 밸브(1322)로 명명될 수 있다. 제1 체크 밸브(1321)와 제2 체크 밸브(1322)는 잔수 발생을 방지하기 위한 것이다.
온수 공급을 위한 제어 명령이 정수기에 입력되면 급수 밸브(1312), 유량 조절 밸브(1351) 및 온수 출수 밸브(1353)가 개방되며, 온수 라인(1700)을 통해 온수가 출수된다. 이 과정에서 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602) 내부의 압력이 낮아지게 되어 정수 출수 밸브(1330) 또는 냉수 출수 밸브(1340)가 순간적으로 열렸다가 닫히는 현상일 발생할 수 있다. 출수부(1020)가 하나의 취출 코크만을 구비하고 이 취출 코크를 통해 냉수와 온수가 모두 출수되는 구조에서는 잔수의 문제가 없다. 하지만 서로 다른 두 취출 코크를 통해 냉수와 온수가 모두 출수되는 구조에서는 어느 하나의 취출 코크에서 온수가 출수되는 동안 다른 하나의 취출 코크에서 미량의 잔수가 배출될 수 있다.
그러나 제1 체크 밸브(1321)가 정수 라인(1500)과 냉수 라인(1602)의 분기점의 상류측에 설치되어 있으면, 온수 라인(1700)을 통한 온수의 출수 과정에서 형성되는 압력 변화가 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602)으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 정수 출수 밸브(1330) 또는 냉수 출수 밸브(1340)가 순간적으로 열렸다가 닫히는 현상의 발생을 방지할 수 있다.
냉수 출수 밸브(1340)가 냉수 탱크 조립체(1200)의 상류측에 설치되는 구성과 냉수 출수 밸브(1340)가 냉수 탱크 조립체(1200)의 하류측에 설치되는 구성을 서로 비교하면, 전자가 후자에 비해 냉수를 조금이라도 더 얻을 수 있다. 냉수 탱크 조립체(1200)와 냉수 출수 밸브(1340) 사이의 유로 길이에 해당하는 양의 냉수가 더 공급될 수 있기 때문이다. 따라서 냉수 출수 밸브(1340)는 도시한 바와 같이 냉수 탱크 조립체(1200)의 상류측에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나 냉수 탱크 조립체(1200)의 상류측에 냉수 출수 밸브(1340)가 설치되는 구조에서는 냉수 라인(1602) 내부의 압력 변화에 의해 냉수 라인(1602)에 잔수가 발생할 수 있으며, 출수가 정지되었음에도 미량의 잔수가 출수부(1020)를 통해 배출될 수 있다.
그러나 제2 체크 밸브(1322)가 정수 라인(1601) 냉수 라인(1602)의 합류 유로(1603)에 설치되면, 냉수 라인(1602)의 압력 변화가 출수부(1020)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 출수가 정지되었을 때 미량의 잔수가 출수부(1020)를 통해 배출되는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
유량 센서(1313)를 통과한 정수는 상온의 상태로 사용자에게 곧바로 공급될 수도 있고, 온수 또는 냉수가 된 후에 사용자에 공급될 수도 있다.
정수 출수 밸브(1330)와 냉수 출수 밸브(1340)는 각각 입력부(1016)를 통해 입력되는 제어 명령에 근거하여 개폐되도록 이루어진다. 입력부(1016)를 통해 정수를 출수하는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(1312)와 정수 출수 밸브(1330)가 개방된다. 필터부(1060)에서 생성된 정수는 정수 라인(1601)을 통해 출수부(1020)로 출수된다. 마찬가지로 입력부(1016)를 통해 냉수를 출수하는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(1312)와 냉수 출수 밸브(1340)가 개방된다. 필터부(1060)에서 생성된 정수는 냉수 라인(1602)을 따라 냉수 탱크 조립체(1200)로 유입되며 냉수 탱크 조립체(1200)를 통과하면서 냉각된다. 냉수 탱크 조립체(1200)에서 생성된 냉수는 출수부(1020)를 통해 출수된다.
냉수 탱크 조립체(1200)에는 드레인 밸브(1280)가 설치되며, 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워져 있는 냉각수는 드레인 밸브(1280)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
온수 라인(1700)에는 유량 조절 밸브(1351)가 설치된다. 온수 탱크(1130, 도 4 참조)에 적정량 이상의 유량이 유입되면, 충분한 가열이 이루어지지 않을 수 있기 때문에 항상 적정량의 유량만 유입되도록 조절되어야 한다. 유량 조절 밸브(1351)는 유도 가열 모듈(1100)의 상류측에 설치되어 온수 탱크(1130)로 유입되는 정수의 유량을 조절하도록 형성된다.
유량 조절 밸브(1351)에는 서미스터(1352)가 함께 설치될 수 있다. 서미스터(1352)에 의해 측정된 정수의 온도는 유도 가열 모듈(1100)의 제어에 활용된다. 예를 들어 서미스터(1352)에 의해 측정된 정수의 온도가 상대적으로 저온이면, 유도 가열 모듈(1100)이 고출력으로 작동될 수 있다. 반대로 서미스터(1352)에 의해 측정된 정수의 온도가 상대적으로 고온이면, 유도 가열 모듈(1100)이 저출력으로 작동될 수 있다.
온수 출수 밸브(1353)는 온수 탱크(1130)의 하류측에 설치된다. 온수를 출수하는 제어 명령이 입력부(1016)를 통해 입력되면, 급수 밸브(1312)와 온수 출수 밸브(1353)가 개방되고 온수 라인(1700)을 따라 온수가 출수된다.
온수 라인(1700)으로부터 분기된 유로에는 안전 밸브(safety valve)(1360)가 설치될 수 있다. 안전 밸브(1360)는 압력에 물의 유로에 형성되는 압력 변화에 의해 작동하도록 형성된다. 유도 가열 모듈(1100)이 비정상적으로 작동하는 등 정수기(1000)의 유로가 과압되면 안전 밸브(1360)가 개방되며, 드레인(1035)을 통해 정수가 배수된다.
도 4는 본 발명과 관련된 유도 가열 모듈(1100)과 제어 모듈(1080)의 분해 사시도다.
유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060, 도 2 참조)에서 생성된 정수를 공급받아 온수를 생성하는 부품들의 집합을 가리킨다. 특히 별도의 저수조를 구비하지 않는 직수형 정수기(1000, 도 1 내지 도 3 참조)의 경우, 정수는 저수조를 거치지 않고 필터부(1060, 도 2 참조)로부터 직접 유도 가열 모듈(1100)로 공급될 수 있다.
유도 가열 모듈(1100)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110), 유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122), 온수 탱크(1130), 워킹 코일(1140), 브라켓(1060) 및 쉴드 플레이트(1190)를 포함한다.
유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 워킹 코일(1140)의 유도 가열 동작을 제어한다. 워킹 코일(1140)의 양단은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 연결되며, 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 의해 제어된다. 예를 들어 사용자가 온수를 취출하기 위해 정수기(1000, 도 1 및 도 2 참조)의 입력부(1016)를 통해 제어 명령을 입력하면, 필터부(1060, 도 2 참조)에서 생성된 정수는 온수 탱크(1130)로 공급된다. 유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 워킹 코일(1140)에 전류가 흐르도록 제어한다. 워킹 코일(1140)에 공급되는 전류에 의해 온수 탱크(1130)는 유도 가열된다. 정수는 온수 탱크(1130)를 통과하는 동안 순간적으로 가열되어 온수가 된다.
유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122)는 유도 가열 인쇄회로기판(1110)을 감싸도록 이루어진다. 유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122)는 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)를 포함한다.
제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)에 의해 형성되는 내부 공간에 유도 가열 인쇄회로기판(1110)이 설치된다. 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 물의 침투를 방지하도록 테두리끼리 서로 결합된다. 또한 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)의 테두리에는 물의 침투를 방지하도록 실링 부재(미도시)가 결합될 수 있다. 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 화재에 의해 유도 가열 인쇄회로기판(1110)이 손상되는 것을 방지하도록 난연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
온수 탱크(1130)는 정수를 가열하여 온수를 생성한다. 온수 탱크(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다. 온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 유도 가열된다. 액체는 온수 탱크(1130)의 내부 공간을 통과하는 동안 가열되어 온수가 된다. 온수 탱크(1130)는 기밀을 유지할 수 있도록 이루어진다.
정수기(1000, 도 1 참조) 또는 냉장고 등과 같은 물 공급 장치의 소형화를 위해서는 온수 탱크(1130)를 소형화하는 것이 필요하다. 온수 탱크(1130)의 길이나 폭뿐만 아니라 두께도 종래보다 축소시켜야 물 공급 장치의 소형화가 구현될 수 있다. 따라서 온수 탱크(1130)는 납작하게 형성될수록 물 공급 장치의 소형화를 구현하기 용이하다. 그러나 도 4에 도시된 바와 같이 전체적으로 납작한 형태의 온수 탱크(1130)는 몇 가지의 문제점을 유발한다.
첫째 문제는 온수 탱크(1130)의 변형이다. 온수 탱크(1130)의 내부 공간에서 액체가 가열되면, 액체는 팽창된다. 액체의 팽창에 따라 상기 내부 공간의 압력은 급격히 증가하게 된다. 압력의 급격한 증가는 온수 탱크(1130)의 변형을 유발하게 된다.
둘째 문제는 불충분한 가열이다. 매우 큰 온수 탱크(1130)를 이용하여 액체를 가열한다면 액체를 가열할 수 있는 시간이 충분하므로, 액체는 충분히 가열될 수 있다. 그러나 소형화된 온수 탱크(1130)는 액체를 가열할 수 있는 시간을 충분히 갖지 못하므로, 액체가 충분히 가열되지 못할 수 있다.
상기 두 가지 문제는 반드시 온수 탱크(1130)의 소형화에 의해서만 유발되는 것은 아니다. 하지만 온수 탱크(1130)를 소형화하면 할수록 그 문제가 갖는 심각성은 더욱 커지게 된다. 본 발명의 온수 탱크(1130)는 이러한 문제점을 개선할 수 있는 구조를 갖는다. 온수 탱크(1130)의 세부 구조는 도 5를 참조하여 후술한다.
워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)의 유도 가열을 위한 자기력선을 형성한다. 워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)를 마주보도록 온수 탱크(1130)의 일측에 배치된다. 워킹 코일(1140)에 전류가 공급되면, 워킹 코일(1140)에서 자기력선이 형성된다. 이 자기력선은 온수 탱크(1130)에 영향을 주게 되며, 온수 탱크(1130)는 자기력선에 영향을 받아 유도 가열된다.
쉴드 플레이트(1190)는 워킹 코일(1140)의 일측에 배치된다. 쉴드 플레이트(1190)는 워킹 코일(1140)을 기준으로 온수 탱크(1130)의 반대측에 배치된다. 쉴드 플레이트(1190)는 워킹 코일(1140)에서 발생되는 자기력선이 온수 탱크(1130)를 제외한 나머지 영역으로 방사되는 것을 방지하기 위한 것이다. 쉴드 플레이트(1190)는 자기력선의 흐름을 변경시켜 주는 알루미늄 또는 기타 소재로 이루어질 수 있다.
제어 모듈(1080)은 컨트롤 인쇄회로기판(1082), 노이즈 인쇄회로기판(1083), NFC(Near Field Communication) 인쇄회로기판(1084), 버저(Buzzer)(1085), 메인 인쇄회로기판(1086) 및 메인 인쇄회로기판 커버(1087, 1088)를 포함한다.
컨트롤 인쇄회로기판(1082)은 디스플레이 인쇄회로기판(미도시)의 서브 구성이다. 컨트롤 인쇄회로기판(1082)은 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치를 구동하기 위한 필수적인 구성은 아니지만, 디스플레이 인쇄회로기판(미도시)의 보조 역할을 한다.
노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 전원을 공급하기 위한 것이다. 유도 가열을 위한 출력 전압은 매우 높기 때문에 충분한 전원이 공급되어야 한다. 노이즈 인쇄회로기판(1083)도 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치를 구동하기 위한 필수적인 구성은 아니다. 그러나 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치는 유도 가열에 필요한 전원이 충분히 공급되지 않을 경우를 대비하여 노이즈 인쇄회로기판(1083)을 가질 수 있다. 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 별도의 전원을 공급하여 유도 가열을 위한 출력 전압을 만족시킬 수 있다. 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)뿐만 아니라 다른 구성에도 보조 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다.
버저(1085)는 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치에서 불량이 발생하였을 때, 사용자에게 정확한 불량 정보를 제공할 수 있도록 음향을 출력한다. 버저(1085)는 불량에 따라 기 입력된 코드의 특정 음향을 출력할 수 있다.
NFC 인쇄회로기판(1084)은 통신 기기와 데이터를 주고받기 위한 것이다. 현재는 스마트폰 등 개인용 통신 기기가 보편적으로 보급되어 있다. 따라서 소비자가 개인용 통신 기기를 이용하여 정수기의 상태를 확인하거나 제어 명령을 입력할 수 있다면 소비자의 편의성을 향상시킬 수 있다. NFC 인쇄회로기판(1084)은 페어링 된 개인용 통신 기기에 물 공급 장치의 상태 정보를 제공하고, 개인용 통신 기기로부터 사용자의 제어 명령을 전송받을 수 있다.
메인 인쇄회로기판(1086)은 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치의 전반적인 작동을 제어한다. 도 1에서 설명한 입출력부(1016, 도 1 참조)나 도 2에서 설명한 압축기(1051, 도 2 참조)의 구동도 메인 인쇄회로기판(1086)에 의해 제어될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(1086)은 전원이 부족할 경우 노이즈 인쇄회로기판(1083)을 통해 부족한 전원을 공급받을 수 있다.
메인 인쇄회로기판 커버(1087, 1088)는 메인 인쇄회로기판(1086)을 감싸도록 이루어진다. 메인 인쇄회로기판 커버(1087, 1088)는 제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)를 포함한다.
제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)에 의해 형성되는 내부 공간에 메인 인쇄회로기판(1086)이 설치된다.
제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)는 물의 침투를 방지하도록 테두리끼리 서로 결합된다. 제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)에는 물의 침투를 방지하도록 실링 부재(미도시)가 설치될 수 있다. 또한 제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)는 화재에 의해 메인 인쇄회로기판(1086)이 손상되는 것을 방지하도록 난연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하에서는 변형 방지 및 유량 분배(또는 유속 제어)를 구현하는 온수 탱크(1130)의 구조에 대하여 설명한다. 또한 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 일정한 간격을 유지할 수 있는 구조에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명과 관련된 유도 가열 모듈(1100, 도 4 참조)의 일부 구성품을 보인 분해 사시도다.
온수 탱크(1130)는 제1커버(1131)와 제2커버(1132)의 테두리끼리 서로 결합되어 형성된다. 제1커버(1131)의 테두리와 제2커버(1132)의 테두리는 기밀을 유지하도록 서로 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 온수 탱크(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다. 상기 내부 공간은 제1커버(1131)와 제2커버(1132)의 결합에 의해 형성된다.
온수 탱크(1130)는 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 포함한다. 입수관(1132a)과 출수관(1132b)은 제2커버(1132)에 형성될 수 있다. 입수관(1132a)을 가열될 액체가 유입되는 유로에 해당한다. 출수관(1132b)은 가열된 액체가 배출되는 유로에 해당한다. 입수관(1132a)과 출수관(1132b)은 서로 반대쪽에 형성될 수 있다.
제1커버(1131)는 워킹 코일(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다. 제1커버(1131)는 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열되므로, 제1커버(1131)의 출력이 정확하게 제어되기 위해서는 제1커버(1131)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 일정하게 유지되어야 한다. 유도 가열의 정확한 제어란 유도 가열 모듈(1110)의 출력을 제어하는 것을 의미한다.
만일 워킹 코일(1140)이 기준 위치에서 벗어나게 되면 제1커버(1131)의 유도 가열이 정확하게 제어되기 어렵다. 여기서 기준 위치란 워킹 코일(1140)에 의한 제1커버(1131)의 유도 가열이 정확하게 제어될 수 있는 워킹 코일(1140)의 위치를 가리킨다. 제1커버(1131)와 워킹 코일(1140)의 간격은 후술하는 스페이서(1151, 1152)에 의해 유지된다.
마찬가지로 제1커버(1131)의 일 부분이 다른 부분에 비해 워킹 코일(1140)로부터 너무 멀리 이격되어 있거나 워킹 코일(1140)에 너무 가까이 배치되면, 상기 일 부분의 유도 가열은 정확하게 제어되기 어렵다. 따라서 제1커버(1131)의 모든 부분이 워킹 코일(1140)로부터 균일하게 적정 거리에 위치하도록, 제1커버(1131)는 평판의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
제1커버(1131)는 발열을 위한 적절한 소재로 이루어질 수 있다. 제1커버(1131)는 스테인리스 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 4계열의 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1커버(1131)가 STS(STainless Steel, 한국공업규격) 439 소재로 이루어질 수 있다. STS 439는 STS430에 비해 강화된 내식성을 갖는다. 내식성이란 물과의 접촉에 의해 부식되는 것을 억제할 수 있는 성질을 가리킨다. 제1커버(1131)는 약 0.8mm 내외의 두께를 가질 수 있다.
제2커버(1132)는 제1커버(1131)를 기준으로 워킹 코일(1140)의 반대쪽에 배치되고 자기력선의 영향이 적기 때문에, 제1커버(1131)에 비해 발열과의 관련성이 적다. 따라서 제2커버(1132)는 발열 특성보다 내식성을 갖는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 제2커버(1132)는 스테인리스 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 3계열의 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 제2커버(1132)가 STS 304 소재로 이루어질 수 있다. STS 304는 STS 430이나 STS 439에 비해 더욱 강화된 내식성을 갖는다. 제2커버(1132)는 약 1.0mm 내외의 두께를 가질 수 있다.
제2커버(1132)는 유도 가열과 관련성이 적으므로, 반드시 워킹 코일(1140)로부터 일정한 간격을 유지해야 하는 것은 아니다. 따라서 제2커버(1132)의 일 부분이 다른 부분에 비해 워킹 코일(1140)로부터 멀리 떨어져 있거나 워킹 코일에 가까이 배치될 수도 있다.
제2커버(1132)는 베이스 면(1132c), 돌출면(1132d), 용접부(1132e), 돌기부(1132f)를 포함한다. 상기 베이스 면(1132c), 돌출면(1132d), 돌기부(1132f)는 프레스 가공에 의해 일체로 형성될 수 있다. 베이스 면(1132c)을 갖는 제2커버(1132)를 부분적으로 프레스 가공하면, 제2커버(1132)에 돌출면(1132d)과 돌기부(1132f)가 형성될 수 있다. 일체로 형성된다는 것은 별개의 구성요소로 이루어지는 것이 아니라 하나의 구성요소로 이루어지는 것을 의미하는 것으로, 상기 베이스 면(1132c), 돌출면(1132d) 및 돌기부(1132f)는 제2커버(1132)의 어느 부분을 다른 부분과 구분하기 위해 명명된 것으로 이해되어야 한다. 베이스 면(1132c), 돌출면(1132d) 및 돌기부(1132f)는 제2커버(1132)의 각 부분들을 가리키는 명칭이다.
베이스 면(1132c)은 제1커버(1131)로부터 이격된 위치에서 제1커버(1131)를 마주본다. 앞서 온수 탱크(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다고 설명한 바 있다. 베이스 면(1132c)은 상기 내부 공간을 형성하도록 제1커버(1131)로부터 이격되어 있다.
돌출면(1132d)은 베이스 면(1132c)으로부터 제1커버(1131)를 향해 돌출된다. 돌출면(1132d)은 제1커버(1131)에 밀착될 수 있다. 돌출면(1132d)의 둘레는 베이스 면(1132c)과 돌출면(1132d)을 서로 연결한다. 돌출면(1132d)을 형성하기 위해 제2커버(1132)를 프레스 가공하면 자연스럽게 베이스 면(1132c)과 돌출면(1132d)을 서로 연결하는 둘레가 형성된다. 돌출면(1132d)의 둘레는 경사지게 형성될 수 있다.
용접부(1131e)는 제1커버(1131)와 제2커버(1132)의 용접에 의해 형성된다. 보다 구체적으로 용접부(1131e)는 제1커버(1131)와 돌출면(1132d)의 용접에 의해 형성된다. 따라서 용접부(1131e)는 돌출면(1132d)에 형성될 뿐만 아니라 제1커버(1131)에도 형성된다.
베이스 면(1132c)은 온수 탱크(1130)의 내부 공간을 형성하기 위해 제1커버(1131)로부터 이격되어 있으므로 제1커버(1131)에 용접될 수 없다. 돌출면(1132d)의 둘레도 베이스 면(1132c)에 가까워질수록 제1커버(1131)로부터 멀어지므로, 제1커버(1131)에 용접되기 어렵다. 이에 반해 돌출면(1132d)은 제1커버(1131)에 밀착되도록 돌출되어 있으므로 제1커버(1131)에 용이하게 용접될 수 있다. 돌출면(1132d)은 그 자체로 기술적 의미를 갖기보다 용접부(1131e)를 형성하기 위해 전제되는 구성이라 할 수 있다.
용접부(1131e)는 제1커버(1131)의 변형을 방지하기 위한 것이다. 유도 가열 모듈(1100, 도 3 참조)의 작동에 의해 온수 탱크(1130)의 내부에서 액체의 온도가 상승하게 되면, 액체는 점점 팽창하고 온수 탱크(1130) 내부의 압력은 점차 상승하게 된다. 물이 증발하여 증기가 되면 부피가 약 1700배 가까이 커지는 것으로 알려져 있기 때문에, 온수 탱크(1130) 내부의 압력은 온수 생성 과정에서 매우 높게 상승할 수 있다. 그리고 급격히 증가하는 온수 탱크(1130)의 내부 압력은 제1커버(1131)의 변형을 유발할 수 있다.
제1커버(1131)는 유도 가열의 정확한 제어를 위해 평판의 형상을 가져야 한다는 조건이 있으며, 평판은 압력 상승에 의한 변형 방지 구조를 갖는 것에 제한을 받는다. 이러한 제한 내에서 제1커버(1131)의 변형을 방지할 수 있도록 용접부(1131e)를 도입하였다.
용접이란 접합을 희망하는 위치에 국부적으로 열을 가해 금속재료의 일부를 용융시키고 원자 결합을 재배열하여 두 금속재료를 서로 접합하는 작업을 가리킨다. 용접에 의한 접합은 원자 결합의 재배열에 의해 매우 강한 결합력을 갖는다. 용접부(1131e)는 돌출면(1132d)과 제1커버(1131)의 용접에 의해 형성되는 것이므로, 제1커버(1131)가 용접부(1131e)를 갖는다고 설명될 수 있고, 제2커버(1132)가 용접부(1132e)를 갖는다고 설명될 수도 있으며, 제1커버(1131)와 제2커버(1132)가 용접부(1131e)를 갖는다고 설명될 수도 있다. 나아가 용접부(1131e)는 제1커버(1131)와 제2커버(1132) 사이에 형성되는 것으로 설명될 수도 있다. 도 5에서 제2커버(1132)의 용접부(미도시)는 도시되지 않았지만, 제1커버(1131)의 용접부(1131e)로부터 그 형상과 위치를 유추할 수 있다.
용접부(1131e)가 제1커버(1131)와 제2커버(1132)를 강하게 결합시키므로, 온수 탱크(1130)의 내부 압력이 상승하더라도 제1커버(1131)의 변형이 방지될 수 있다. 나아가 용접부(1131e)는 제1커버(1131)와 제2커버(1132)를 상호 결합시킨다는 점에서 제1커버(1131)뿐만 아니라 제2커버(1132)의 변형까지도 방지할 수 있는 것으로 이해될 수 있다.
용접부(1132e)의 위치가 특정 위치로 제한되는 것은 아니다. 용접부(1132e)는 온도 센서(1181)와 중첩되지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직하나 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 중첩되는 위치란 제2커버(1132)에서 워킹 코일 조립체(1140)를 정면으로 바라보았을 때 용접부(1132e)와 온도 센서(1181)가 동일한 영역에 투영되는 것을 의미한다.
온도 센서(1181)는 제1커버(1131)를 기준으로 제2커버(1132)의 반대쪽에 배치된다. 온도 센서(1181)는 온수 탱크(1130)의 내부 공간을 통과하는 액체의 온도를 측정하도록 이루어진다. 온도 센서(1181)가 액체의 온도를 측정하려면 온도 센서(1181)와 중첩되는 위치에 액체가 존재해야 한다. 그러나 만약 용접부(1131e)가 온도 센서(1181)와 중첩되는 위치에 형성된다면 온도 센서(1181)와 중첩되는 위치에 액체가 존재하지 않고, 용접부(1131e)만 존재하게 된다. 따라서 이 구조에서는 온도 센서(1181)에 의한 온수 온도 측정이 부정확할 수도 있다.
용접부(1131e)는 폐곡선의 형상을 가진다. 만일 용접부(1131e)가 직선이나 곡선과 같이 끝점을 갖는 형상으로 형성되면, 온수 탱크(1130) 내에 형성되는 고압력의 영향이 상기 끝점에 집중된다. 이에 따라 상기 끝점에서부터 제1커버(1131)와 제2커버(1132)의 분리가 발생할 수 있다. 이에 반해 용접부(1132e)가 폐곡선의 형상을 가지면 고압력의 영향이 어느 한 부분에 집중되지 않고 폐곡선에 고르게 분배될 수 있다. 따라서 폐곡선의 용접부(1131e)는 온수 탱크(1130)의 내압 성능을 향상시킬 수 있다.
이 명세서에서 말하는 폐곡선이란 직선이나 곡선 위의 한 점을 찍었을 때 시작점과 끝점이 같은 도형을 의미한다. 예를 들어 원, 타원뿐만 아니라 다각형도 상기 폐곡선에 해당하므로, 상기 폐곡선이 반드시 곡선으로만 형성되어야 하는 것은 아니고 직선의 집합에 의해 형성될 수도 있다. 따라서, 폐곡선이란 명칭 대신 닫힌 도형 또는 단일 폐곡선이라는 명칭이 사용될 수도 있다.
돌기부(1132f)는 베이스 면(1132c)으로부터 제1커버(1131)를 향해 돌출된다. 돌출면(1132d)이 제1커버(1131)에 밀착되는 것과 달리, 돌기부(1132f)는 제1커버(1131)에 밀착되는 것은 아니고 제1커버(1131)로부터 이격 상태를 유지한다. 다만, 돌기부(1132f)는 베이스 면(1132c)보다는 제1커버(1131)에 가깝게 형성된다.
돌기부(1132f)는 온수 탱크(1130)의 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 향해 연장된다. 예를 들어 입수관(1132a)과 출수관(1132b)이 온수 탱크(1130)의 상하 방향을 기준으로 서로 반대쪽에 배치된 경우에는, 돌기부(1132f)도 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 향해 상하 방향으로 연장될 수 있다. 돌기부(1132f)는 제1커버(1131)를 향해 돌출 및 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 향해 연장되는 구조를 통해 제2커버(1132)의 강성(또는 강도)을 보강할 수 있다.
돌기부(1132f)는 제2커버(1132)의 변형 방지 및 액체의 유량 분배(또는 액체의 유속 제어)를 위한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이 온수 탱크(1130)의 내부 압력이 상승하게 되면, 제1커버(1131)뿐만 아니라 제2커버(1132)의 변형이 유발될 수 있다. 돌기부(1132f)는 돌출된 상태로 연장되는 구조를 통해 제2커버(1132)의 강성을 보강하므로, 온수 탱크(1130)의 내부 압력이 상승하게 되더라도 돌기부(1132f)에 의해 제2커버(1132)의 변형이 방지될 수 있다. 나아가 제2커버(1132)는 용접부(1132e)에 의해 제1커버(1131)에 강하게 결합되어 있으므로, 용접부(1132e)와 돌기부(1132f)에 의한 상호 작용에 의해 제2커버(1132)의 변형이 방지될 수 있다.
돌기부(1132f)는 연장 방향에 교차하는 방향으로 일정한 폭을 갖는다. 예를 들어 돌기부(1132f)의 연장 방향은 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 향하는 상하 방향이다. 상기 연장 방향에 교차하는 방향은 좌우 방향이다. 돌기부(1132f)가 좌우 방향으로 일정한 폭을 가지므로, 입수관(1132a)을 통해 유입된 액체의 입자는 돌기부(1132f)에 충돌하게 된다. 그리고 충돌된 액체의 입자는 사방으로 퍼져나가게 된다. 이러한 매커니즘을 통해 돌기부(1132f)는 유량을 온수 탱크(1130) 내부의 곳곳으로 분배할 수 있다.
나아가 돌기부(1132f)는 유속을 제어한다. 이를테면 돌기부(1132f)는 유동 저항을 형성하여 액체의 유속을 저하시킨다. 입수관(1132a)을 통해 온수 탱크(1130)로 유입된 액체의 입자는 돌기부(1132f)에 충돌함에 따라 유동에 저항을 받는다. 따라서 액체의 입자가 돌기부(1132f)에 충돌하면 액체의 유속은 저하된다. 이것은 액체가 온수 탱크(1130) 내에서 충분히 가열되지 못하고 과도하게 빨리 배출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 돌기부(1132f)는 액체를 온수 탱크(1130)에 충분히 머무를 수 있도록 유속을 제어한다. 이에 따라 액체는 온수 탱크(1130) 내에서 충분히 가열될 수 있다.
돌기부(1132f)는 제1돌기부(1132f1)와 제2돌기부(1132f2)를 포함한다.
제1돌기부(1132f1)는 온수 탱크 조립체(1130)의 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 향해 연장된다. 제1돌기부(1132f1)는 제2커버(1132)의 변형을 방지하기 위한 것이다. 제1돌기부(1132f1)는 제2돌기부(1132f2)보다 작은 폭을 가질 수 있다.
제2돌기부(1132f2)는 제1돌기부(1132f1)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 예를 들어 제1돌기부(1132f1)는 상하 방향으로 연장되며, 제2돌기부(1132f2)는 상기 상하 방향에 교차되는 좌우 방향으로 연장된다.
제2돌기부(1132f2)의 좌우 연장 길이는 제1돌기부(1132f1)의 폭보다 길다. 이것은 제2돌기부(1132f2)가 제2커버(1132)의 유량의 분배와 유속의 제어를 위한 구성이기 때문이다. 온수 탱크(1130)에서 가열될 액체를 분산하기 위해서는 제2돌기부(1132f2)가 액체의 입자와 충돌할 수 있어야 한다. 제2돌기부(1132f2)의 연장 길이는 액체 입자와의 충돌 면적을 제공하도록 제1돌기부(1132f1)의 폭보다 길게 형성된다. 그리고 제2돌기부(1132f2)는 충돌 면적 제공을 위해 제1돌기부(1132f1)에 비해 상대적으로 제1커버(2131)에 더 가깝게 돌출될 수 있다.
제2돌기부(1132f2)는 제1돌기부(1132f1)의 양 단부에 각각 형성될 수 있다. 도 5에서 제1돌기부(1132f1)의 양 단부를 각각 제1단부와 제2단부라고 하면, 제1단부는 입수관(1132a)에 가깝게 배치되고, 제2단부는 출수관(1132b)에 가깝게 배치된다. 제2돌기부(1132f2)는 제1돌기부(1132f1)의 제1단부와 제2단부에 각각 형성될 수 있으며, 상기 제1단부와 제2단부 사이에 형성될 수도 있다.
온수 탱크(1130)는 제1돌기부(1132f1)와 제2돌기부(1132f2)를 복수로 구비할 수 있다. 복수의 제2돌기부(1132f2) 중 적어도 일부는 입수관(1132a)을 통해 유입된 액체 또는 출수관(1132b)을 통해 배출될 액체와 접촉하도록 배치된다. 액체와의 접촉은 액체 입자와의 충돌을 의미한다. 이러한 제2돌기부(1132f2)의 구조를 통해 유량 분배 및 유속 제어가 이루어질 수 있다.
복수의 제2돌기부(1132f2) 중 제1돌기부(1132f1)의 제1단부(입수관(1132a) 쪽 단부)에 형성되는 것들은 유량의 분배와 유속의 제어를 위한 것이다. 입수관(1132a)을 통해 온수 탱크(1130) 내부로 유입된 액체 입자는 제2돌기부(1132f2)와 충돌하여 액체의 유량은 사방으로 퍼지게 된다. 이에 따라 액체가 온수 탱크(1130) 내에서 충분히 가열될 수 있다.
복수의 제2돌기부(1132f2) 중 제1돌기부(1132f1)의 제2단부(출수관(1132b) 쪽 단부)에 형성되는 것들은 유속의 제어를 위한 것이다. 유속의 제어에 의해 액체가 온수 탱크(1130)로부터 배출되기 전에 서로 혼합되면, 균일한 온도 범위의 온수가 제공될 수 있다.
제1돌기부(1132f1)와 제2돌기부(1132f2)는 프레스 가공에 의해 일체로 형성될 수 있다. 베이스 면(1132c)을 갖는 제2커버(1132)에 제1돌기부(1132f1)의 연장 방향과 제2돌기부(1132f2)의 연장 방향을 고려하여 프레스 가공을 하면 제1돌기부(1132f1)와 제2돌기부(1132f2)는 베이스 면(1132c)과 함께 일체로 형성된다. 돌출면(1132d)도 프레스 가공에 의해 형성될 수 있기 때문에 돌기부(1132f)와 돌출면(1132d)은 1회의 프레스 가공에 의해 동시에 형성될 수 있다.
제1돌기부(1132f1), 제2돌기부(1132f2) 및 용접부(1132e)의 위치와 수는 선택적으로 변경될 수 있다. 돌기부(1132f)의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 돌기부(1132f)는 온도 센서(1181)와 중첩되는 위치에 형성되더라도 무방하다.
워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)의 일측에 배치된다. 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)는 이격된 위치에서 서로 마주보도록 배치된다. 도 5를 참조하면 워킹 코일(1140)은 제1커버(1131)의 외면(外面)을 마주보는 위치에 배치되는 것으로 설명될 수 있다. 설명의 편의를 위해 제1커버(1131)의 두 면 중 제2커버(1132)를 바라보는 면을 내면(內面)으로 구분하고, 워킹 코일(1140)을 바라보는 면을 외면으로 구분하였다. 따라서 온수 탱크(1130)의 일측이란 제1커버(1131)의 외면을 마주보는 위치에 해당한다.
워킹 코일(1140)은 환형으로 감긴 도선에 의해 형성된다. 워킹 코일(1140)은 단일 가닥 또는 여러 가닥의 구리 또는 기타 도선으로 이루어진다. 워킹 코일(1140)이 여러 가닥의 도선으로 이루어지는 경우 각각의 가닥들은 절연되어 있다.
워킹 코일(1140)은 상기 워킹 코일(1140)에 인가되는 전류에 의해 자기장 또는 자기력선을 형성한다. 제1커버(1131)는 워킹 코일(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시킨다.
온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열되기 때문에, 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(!130) 사이의 일정한 간격 유지는 유도 가열의 제어를 위해 매우 중요하다. 스페이서(1151, 1152)는 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 일정한 간격을 유지하도록 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이에 배치된다.
스페이서(1151, 1152)는 다음의 여섯 가지 조건을 만족할 수 있어야 한다.
첫 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 일정한 간격을 유지할 수 있어야 한다는 것이다. 유도 가열을 정확하게 제어하기 위해서는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 일정하게 유지되어야 함을 앞서 설명한 바 있다. 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치된 상태에서, 스페이서(1151, 1152)의 일면이 온수 탱크(1130)에 밀착되고 스페이서(1151, 1152)의 타면이 워킹 코일(1140)에 밀착되면, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격은 스페이서(1151, 1152)의 두께에 의해 결정된다.
만일 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되어 탄성 변형된다면, 스페이서(1151, 1152)의 두께는 압착되기 전보다 얇아질 것이며, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 없다. 따라서 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 변형을 일으키지 않고 원래의 두께를 유지할 수 있어야 한다.
스페이서(1151, 1152)가 적절한 강도를 가지면, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 탄성 변형을 일으키기 않고, 원래의 두께를 유지할 수 있다. 따라서 스페이서(1151, 1152)의 첫 번째 조건은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의한 압착에도 변형을 일으키지 않는 강도를 가져야 한다는 것과 같은 의미다.
두 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 전기적 절연을 유지할 수 있어야 한다는 것이다. 유도 가열을 위해 워킹 코일(1140)에는 전류가 인가된다. 그런데 워킹 코일(1140)에 인가된 전류가 온수 탱크(1130)로 전도되면, 온수 탱크(1130)의 유도 가열에 영향을 일으키게 된다. 유도 가열은 금속의 전기적 저항에 의해 발생된 줄열(joule heating)을 이용한 가열이기 때문이다.
온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 전기적 절연이 유지되지 않으면, 온수 탱크(1130)의 유도 가열이 정확하게 제어되기 어렵다. 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치되기 때문에 스페이서(1151, 1152)가 전기적 절연체로 이루어져야 한다.
세 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 열전달을 억제할 수 있어야 한다는 것이다. 워킹 코일(1140)에 전류가 흐르면 워킹 코일(1140)은 발열하고, 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열된 온수 탱크(1130)도 발열하기 때문에 두 발열체에 의한 과발열로 인해 화재의 위험이 있을 수 있다.
또한 유도 가열 모듈(1100, 도 4 참조)은 온도 센서(1181)에서 측정되는 온도에 근거하여 제어된다. 온도 센서(1181)가 너무 많은 요소에 영향을 받게 되면 유도 가열 모듈의 정확한 제어가 점점 어려워지므로, 유도 가열 모듈(1100)이 정확하게 제어되기 위해서는 온도 센서(1181)에 영향을 미치는 요소가 가급적 적은 것이 바람직하다.
그런데 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 열전달이 억제되지 않으면 온도 센서(1181)에서 측정되는 온도에 영향을 미치는 요소가 많아지기 때문에 유도 가열 모듈(1100)의 정확한 제어를 점점 어렵게 만든다. 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치되기 때문에 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)의 열전도를 억제할 수 있어야 한다.
네 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 한다는 것이다. 스페이서(1151, 1152)는 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이에 배치되며, 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)의 온도는 150℃ 내외까지 상승하기 때문에 스페이서(1151, 1152)가 내열성을 갖지 못한다면 열에 의해 손상될 수 있다.
따라서 스페이서(1151, 1152)는 가열된 워킹 코일(1140)과 유도 가열된 온수 탱크(1130)의 온도보다 높은 온도에서도 손상되지 않도록 적어도 200~300℃까지 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 한다.
첫 번째 내지 네 번째 조건을 만족하도록 스페이서(1151, 1152)는 운모(mica), 석영(quartz) 또는 유리(glass) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 운모, 석영 및 유리는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 스스로의 두께를 유지할 수 있으며, 전기적 절연성을 갖고, 열전도를 억제할 수 있으며, 충분한 내열성을 갖는 난연재다.
또한 두 번째 내지 네 번째 조건을 만족하도록 스페이서(1151, 1152)는 실리콘(Si)으로 형성될 수 있다. 실리콘은 전기적 절연성을 갖고, 열전도를 억제할 수 있으며, 충분한 내열성을 갖는 난연재다. 그러나 실리콘은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 과도하게 압착되었을 때 탄성 변형을 일으킬 수 있다. 따라서 실리콘은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 과도하게 압착되지 않는 경우에만 스페이서(1151, 1152)의 소재로 이용될 수 있다.
스페이서(1151, 1152)의 다섯 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 한다는 것이다. 워킹 코일(1140)은 환형으로 도선에 의해 형성되며, 워킹 코일(1140)은 일단은 환형의 내측에서 연장되어 유도 가열 인쇄회로기판(1110, 도 4 참조)에 연결되고, 워킹 코일(1140)의 타단은 환형의 외측에서 연장되어 유도 가열 인쇄회로기판에 연결된다.
스페이서(1151, 1152)는 워킹 코일(1140)에 대응되도록 환형으로 형성되고, 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있도록 제1부분(1151a, 1152a)과 제2부분(온수 탱크에 의해 가려짐, 1152b)을 포함한다. 제1부분(1151a, 1152a)은 환형의 어느 일부를 형성한다. 제2부분(1152b)은 환형의 나머지 일부를 형성하며, 제1부분(1151a, 1152a)보다 좁은 폭을 갖는다. 특히 제2부분(1152)은 환형의 내측과 외측에서 각각 리세스 되어 제1부분(1151a, 1152a)보다 좁은 폭을 갖는다. 이에 따라 환형의 내측과 외측에 각각 워킹 코일(1140)의 양단이 통과할 수 있는 틈이 형성된다. 환형의 내측으로 워킹 코일(1140)의 일단이 통과하게 되고, 환형의 외측으로 워킹 코일(1140)의 타단이 통과하게 된다.
스페이서(1151, 1152)의 여섯 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 한다. 유도 가열에 의해 온수 탱크(1130)에서 발생된 열은 온수 탱크(1130)를 통과하는 액체에 전달되기 때문에, 온수 탱크(1130)는 액체에 의한 냉각이 이루어진다. 이에 반해 워킹 코일(1140)은 스페이서(1151, 1152)와 후술할 절연체(1153)에 밀착되며, 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)는 열전달을 억제하도록 이루어지기 때문에, 워킹 코일(1140)은 공기를 제외하고는 열을 전달할 대상이 없다.
따라서 워킹 코일(1140)의 냉각을 위해서는 워킹 코일(1140)과 공기가 충분히 접촉할 수 있는 면적이 제공되어야 한다. 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)을 서로 마주보게 하는 홀(1151c, 1152c)을 구비한다. 홀(1151c, 1152c)은 제1부분(1151a, 1152a)에 형성될 수 있으며, 복수로 구비되어 환형의 스페이서(1151, 1152)를 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다.
워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)는 이격된 위치에서 서로 마주보도록 배치되므로, 홀(1151c, 1152c)을 통해 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)는 서로 마주보게 될 수 있다. 워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)로부터 이격되어 있으므로, 워킹 코일(1140)은 홀(1151c, 1152c)을 통해 공기와 접촉될 수 있다. 따라서 홀(1151c, 1152c)은 워킹 코일(1140)과 공기의 접촉 면적을 형성하는 구성이다.
다시 도 2를 참조하면, 정수기(1000)는 팬(1033)을 구비하며, 팬(1033)에서 생성된 바람은 정수기(1000) 내부의 공기 유동을 촉진한다. 따라서 팬(1033)에 의해 생성된 바람이 홀(1151c, 1152c)을 통해 워킹 코일(1140)에 전달되면, 공기의 자연 대류에 비해 워킹 코일(1140)의 냉각이 더욱 촉진될 수 있다.
스페이서(1151, 1152)는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 3.5mm로 일정하게 유지되어야 한다면, 1mm의 두께를 갖는 스페이서(1151) 3장과, 0.5mm의 두께를 갖는 스페이서(1152) 1장이 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치될 수 있다. 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 스페이서(1151, 1152)의 두께에 의해 결정되도록 복수의 스페이서(1151, 1152)는 서로 밀착되도록 배치되어야 한다.
절연체(1153)는 워킹 코일(1140)을 기준으로 스페이서(1151, 1152)의 반대쪽에 배치된다. 절연체(1153)는 워킹 코일(1140)과 후술하는 브라켓(1160) 사이에 배치되는 것으로 이해될 수도 있다. 절연체(1153)도 스페이서(1151, 1152)와 마찬가지로 다음의 다섯 가지 조건을 만족하여야 한다. 다만, 스페이서(1151, 1152)처럼 간격을 유지할 수 있어야 하는 조건은 절연체(1153)에는 해당되지 않는다.
첫 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)과 코어(1170) 사이의 전기적 절연을 유지할 수 있어야 한다는 것이다. 코어(1170)는 전류의 손실을 억제하기 위한 것이며, 코어(1170)의 소재로는 일반적으로 페라이트(ferrite)가 사용된다. 따라서 워킹 코일(1140)에 인가된 전류가 전도성 소재인 페라이트에 전달되면 코어(1170)의 정상적인 작동을 방해할 수 있다. 따라서 절연체(1153)는 전기적 절연을 유지할 수 있는 소재로 이루어져야 한다.
두 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)과 브라켓(1160) 사이의 열전달을 억제할 수 있어야 한다는 것이다. 브라켓(1160)은 사출에 의해 형성될 수 있으며, 사출물은 일반적으로 열에 약하다. 따라서 워킹 코일(1140)에서 발생하는 열이 브라켓(1160)으로 전달되면 브라켓(1160)이 열에 의해 손상될 수 있다. 브라켓(1160)이 열에 의해 손상되는 것을 방지하도록 절연체(1153)는 열전달을 억제할 수 있는 소재로 이루어져야 한다.
세 번째 조건은, 절연체(1153)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 한다는 것이다. 절연체(1153)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 하는 이유는 스페이서(1151, 1152)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 하는 이유와 동일하다.
첫 번째 내지 세 번째 조건을 만족하도록 절연체(1153)는 운모(mica), 석영(quartz), 유리(glass) 또는 실리콘(Si) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 운모, 석영, 유리 및 실리콘은 전기적 절연성을 갖고, 열전도를 억제할 수 있으며, 충분한 내열성을 갖는 난연재다. 특히 절연체(1153)는 간격 유지와 관련된 조건을 필요로 하지 않으므로, 실리콘이 제약없이 절연체(1153)의 소재로 이용될 수 있다.
절연체(1153)의 네 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 한다는 것이다. 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 하는 것은 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 하는 것과 동일하다. 이에 따라 절연체(1153)는 실질적으로 스페이서(1151, 1152)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
절연체(1153)는 워킹 코일(1140)에 대응되도록 환형으로 형성되고, 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있도록 제1부분(1153a)과 제2부분(1153b)을 포함한다. 제1부분(1153a)은 환형의 어느 일부를 형성한다. 제2부분(1153b)은 환형의 나머지 일부를 형성하며, 제1부분(1153a)보다 좁은 폭을 갖는다. 특히 제2부분(1153b)은 환형의 내측과 외측에서 각각 리세스 되어 제1부분(1153a)보다 좁은 폭을 갖는다. 이에 따라 환형의 내측과 외측에 각각 워킹 코일(1140)의 양단이 통과할 수 있는 틈이 형성된다. 환형의 내측으로 워킹 코일(1140)의 일단이 통과하게 되고, 환형의 외측으로 워킹 코일(1140)의 타단이 통과하게 된다.
절연체(1153)의 다섯 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 한다. 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 하는 이유는 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 하는 이유와 동일하다. 절연체(1153)에도 스페이서(1151, 1152)와 마찬가지로 워킹 코일(1140)과 공기의 접촉을 위한 홀(1153c)이 형성된다.
이상에서 설명한 바에 의하면 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)는 간격 유지 조건을 제외하고 실질적으로 동일한 조건을 만족해야 한다. 따라서 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)는 동일한 소재로 이루어지고 동일한 구조를 가질 수 있다. 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)라는 명칭도 서로 구분하기 위한 것일 뿐, 그 명칭에 의해 서로 전혀 다른 구성으로 구분되어야 하는 것은 아니다.
브라켓(1160)은 온수 탱크(1130)를 정수기(1000, 도 1 참조) 본체의 내부에 고정하도록 형성된다. 다시 도 4를 참조하면, 메인 인쇄회로기판 커버(1087)의 전면과 브라켓(1160)에는 서로 대응되는 보스부(1087a, 1087b)(1162a, 1162b)가 형성된다. 서로 대응되기만 한다면 두 보스부(1087a, 1087b)(1162a, 1162b)의 위치는 설계에 따라 변경될 수 있으며, 도 4와 도 5를 비교하면 보스부의 위치가 변경되었음을 알 수 있다. 스크류(미도시)가 브라켓(1160)의 보스부(1162a, 1162b)를 통과해 메인 인쇄회로기판 커버(1087)의 보스부(1087a, 1087b)에 삽입되면, 브라켓(1160)이 정수기(1000) 본체의 내부에 고정된다. 브라켓(1160)은 온수 탱크(1130)와 결합되므로, 브라켓(1160)은 온수 탱크(1130)를 정수기(1000) 본체의 내부에 고정할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)는 스페이서(1151, 1152), 워킹 코일(1140) 및 절연체(1153)를 사이에 두고 서로 결합된다. 브라켓(1160)에는 온수 탱크(1130)의 테두리와 대응되는 위치에 복수의 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)가 형성된다. 복수의 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)는 온수 탱크(1130)의 테두리와 대응되는 라인을 따라 서로 이격되게 배치된다. 온수 탱크(1130)와 브라켓(1160)은 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)에 삽입되는 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 서로 결합된다.
스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 온수 탱크(1130)와 브라켓(1160)이 서로 결합된 상태에서 각 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)의 헤드와 각 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d) 사이에 온수 탱크(1130)의 테두리가 배치되게 된다. 이 구조에 의해 온수 탱크(1130)는 스크류 체결을 위한 별도의 홀을 구비하지 않고도 브라켓(1160)에 결합될 수 있다.
브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합되면 스페이서(1151, 1152)의 양면은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착된다. 그럼에도 불구하고 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합될 수 있는 이유는 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있기 때문이다.
만일 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합되는 과정에서 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 좁아진다면, 유도 가열이 정확하게 제어될 수 없다. 그러나 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있으므로, 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합될 수 있으며, 유도 가열의 제어에 문제가 발생하지 않는다.
브라켓(1160)은 베이스부(1168)를 구비하며, 앞서 설명한 브라켓의 두 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)(1162a, 1162b)는 베이스부(1168)의 테두리를 따라 형성된다. 복수의 온수 탱크 지지부(1163)는 온수 탱크(1130)를 지지하도록 베이스부(1168)에서 돌출된다. 온수 탱크 지지부(1163)는 온수 탱크(1130)의 테두리와 대응되는 라인을 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다. 온수 탱크(1130)의 중심으로부터의 거리를 기준으로 온수 탱크(1130)의 테두리를 외측과 내측으로 구분하면, 외측은 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)에 고정되고, 내측은 온수 탱크 지지부(1130)에 의해 지지된다.
브라켓(1160)은 방사형으로 배치되는 복수의 코어 수용부(1164)를 구비한다. 코어 수용부(1164)는 절연체(1153)로부터 멀어지는 방향으로 리세스되어 형성된다. 복수의 코어(1170)는 각각의 코어 수용부(1164)에 삽입된다.
코어(1170)는 전류의 손실을 억제하기 위한 것으로, 자기력선의 차폐막 역할을 한다. 코어(1170)의 소재로는 페라이트(ferrite)가 사용될 수 있음을 앞서 설명한 바 있다.
온도 센서(1181)는 온수 탱크(1130)에서 가열되는 액체의 온도를 측정하도록 이루어진다. 브라켓(1160)에는 온도 센서(1181)를 수용하도록 형성되는 온도 센서 수용부(1165)가 형성되며, 온도 센서(1181)는 상기 온도 센서 수용부(1165)에 삽입된다. 환형을 갖는 워킹 코일(1140)의 중심은 비어 있으므로, 온도 센서(1181)는 상기 워킹 코일(1140)의 중심(또는 환형의 내측)에 배치될 수 있다.
온도 센서(1181)에 의해 측정된 온도는 도 4에서 설명한 유도 가열 인쇄회로기판(1110)과 제어 모듈(1080)에 제공된다. 유도 가열 인쇄회로기판(1110)과 제어 모듈(1080)은 온도 센서(1181)에서 측정된 액체의 온도를 기초로 추가 가열 또는 가열 정지 여부를 결정한다. 바꾸어 말하면, 유도 가열 모듈(1100)의 출력은 온도 센서(1181)에서 측정된 온도를 기초하여 결정될 수 있다. 온도 센서(1181)로는 서미스터(thermistor)가 사용될 수 있다.
과열 방지 퓨즈(1182)는 온수 탱크(1130) 내의 액체가 지나치게 많이 과열되었을 때 유도 가열 모듈(1100)의 전원을 차단하는 안전 장치다. 온도 센서(1181)가 복귀형 센서로 분류되는 것과 달리 과열 방지 퓨즈(1182)는 한 번 작동하면 교체되어야 하기 때문에 비복귀형 센서로 분류될 수 있다.
브라켓(1160)에는 과열 방지 퓨즈(1182)를 수용하도록 형성되는 과열 방지 퓨즈 수용부(1166)가 형성되며, 과열 방지 퓨즈(1182)는 상기 과열 방지 퓨즈 수용부(1166)에 삽입된다. 과열 방지 퓨즈(1182)도 온도 센서(1181)와 마찬가지로 워킹 코일(1140)의 중심(또는 환형의 내측)에 배치될 수 있다.
브라켓(1160)은 위치 고정부(1167)를 구비한다. 위치 고정부(1167)는 워킹 코일(1140)의 내측 둘레를 지지하도록 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체의 위치를 고정하도록 환형의 내측 둘레에 대응되는 라인을 따라 베이스부(1168)로부터 돌출되어 형성된다. 위치 고정부(1167)는 복수로 구비될 수 있으며, 서로 이격되게 배치될 수 있다.
브라켓(1160)의 위치 고정부(1167)에 의해 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)의 위치가 고정되며, 상기 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)는 브라켓(1160)에 결합된 온수 탱크(1130)에 의해 서로 밀착된다. 따라서 추가 고정 구조나 실런트가 없더라도 상기 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)의 위치는 고정될 수 있으며, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있다.
나아가 실런트에 의한 결합 구조는 공정에 따라 작업 결과가 다르게 나타날 수 있으며, 작업 결과에 따라 유도 가열의 제어에 어려움이 있을 수 있다. 따라서 실런트에 의한 결합 구조는 대량 생산이 불리한 구조다. 그러나 본 발명과 같이 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의한 결합 구조는 공정에 따라 작업 결과가 다르게 나타나지 않으므로, 대량 생산에 유리한 구조다.
실리콘 커버(1183)는 온도 센서(1181)와 과열 방지 퓨즈(1182)를 덮도록 브라켓(1160)에 결합된다. 실리콘 커버(1183)는 위치 고정부(1167)의 외주면을 감싸도록 이루어질 수 있다. 온도 센서(1181)의 원활한 온도 측정을 위해 실리콘 커버(1183)는 홀을 구비할 수 있다.
도 6은 유도 가열 모듈(1100, 도 4 참조)의 결합 구조를 보이기 위해 도 5의 라인 A-A에 대응되는 구성을 보인 측면도다.
도 6에는 온수 탱크(1130)의 테두리가 스크류(1800a)에 의해 브라켓(1160)의 보스부(1161a)에 결합된 구조가 도시되어 있다. 온수 탱크(1130)의 테두리는 브라켓(1160)의 보스부(1161a)와 대응되는 위치에 형성된다. 스크류(1800a)가 보스부(1161a)에 체결되면, 스크류(1800a)의 헤드와 보스부(1161a) 사이에 온수 탱크(1130)의 테두리가 배치된다.
도 6을 참조하면, 온수 탱크(1130)의 제1커버(1131)와 브라켓(1160)의 베이스부(1168) 사이에는 절연체(1153), 워킹 코일(1140) 및 스페이서(1151, 1152)가 순차적으로 적층된다. 브라켓(1160)의 베이스부(1168), 절연체(1153), 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 제1커버(1131)는 서로 밀착되도록 배치된다. 스페이서(에 의해 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 간격(G)이 일정하게 유지되는 구성을 도 6에서 확인할 수 있다.
도 6에서 설명되지 않은 출수관(1132b), 제2커버(1132), 온수 탱크 지지부(1163), 위치 고정부(1167), 코어 수용부(1164), 코어(1170)는 도 5의 설명으로 갈음한다.
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 (18)

  1. 필터가 수용되는 필터 설치 영역이 형성된 필터 브라켓 조립체;
    상기 필터 브라켓 조립체에 탈착 가능하게 결합되어 상기 필터 설치 영역을 덮고, 상기 필터 브라켓 조립체에서 멀어지는 방향으로 만곡되는 프론트 커버를 포함하며,
    상기 필터 브라켓 조립체의 일 단에는, 상기 프론트 커버를 향해 만곡되는 부분을 포함하는 필터 브라켓 조립체 하부가 위치되고,
    상기 필터 브라켓 조립체의 타 단에는, 상기 프론트 커버를 향해 만곡되는 부분을 포함하는 필터 브라켓 조립체 상부가 위치되고,
    상기 필터 브라켓 조립체 하부의 상기 만곡되는 부분에는, 상기 프론트 커버에서 멀어지는 방향으로 오목부가 함몰 형성되고,
    상기 필터 브라켓 조립체 하부와 탈착 가능하게 결합되어 상기 프론트 커버의 일 측에 배치되는 트레이; 및
    상기 필터 브라켓 조립체 상부와 결합되어 상기 프론트 커버의 타 측에 배치되는 출수부를 더 포함하며,
    상기 필터 브라켓 조립체 상부 및 상기 필터 브라켓 조립체 하부는 상하 연결부에 의해 서로 연결되고,
    상기 출수부가 일 방향으로 회전됨에 따라,
    상기 필터 브라켓 조립체 상부, 상기 상하 연결부 및 상기 필터 브라켓 하부를 통해 상기 출수부와 연결되는 상기 트레이가 함께 회전되는,
    정수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 필터 브라켓 조립체 하부의 상기 만곡되는 부분의 중앙부에 형성되는,
    정수기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는 원호형으로 함몰 형성되는,
    정수기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터 브라켓 조립체 하부의 상기 만곡되는 부분은,
    상기 프론트 커버에 인접되는 상기 필터 브라켓 조립체 하부의 외주면인,
    정수기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 필터 브라켓 조립체 하부의 상기 만곡되는 부분과 상기 프론트 커버의 상기 필터 설치 영역을 향하는 내주면은 서로 대응되는,
    정수기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 필터 브라켓 조립체 하부와 탈착 가능하게 결합되어 상기 프론트 커버의 일 측에 배치되는 트레이를 더 포함하는,
    정수기.
  10. 제9항에 있어서
    상기 트레이에는 상기 필터 브라켓 조립체 하부에 삽입되는 돌출 결합부가 형성되는,
    정수기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트레이의 부분 중 상기 돌출 결합부가 돌출되는 일측 면은,
    상기 필터 브라켓 조립체에서 멀어지는 방향으로 만곡되어 상기 필터 브라켓 조립체 하부의 상기 만곡되는 부분과 대응되는.
    정수기.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서,
    상기 트레이의 일부는 상기 프론트 커버보다 상기 필터 브라켓 조립체에서 멀리 이격되고,
    상기 출수부는 상기 프론트 커버보다 상기 필터 브라켓 조립체에서 멀리 이격된 취출 코크부를 포함하며,
    상기 트레이의 상기 일부와 상기 취출 코크부는 서로 마주하는,
    정수기.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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