KR102495957B1

KR102495957B1 - 수처리장치

Info

Publication number: KR102495957B1
Application number: KR1020150111480A
Authority: KR
Inventors: 임진택; 노해원
Original assignee: 쿠쿠홈시스 주식회사
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2023-02-06
Also published as: KR20170017489A

Abstract

본 발명은 사용자가 원하는 높은 온도의 온수를 제공할 수 있고, 온수를 생성하기 위한 에너지가 적게 소요되는 수처리장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 수처리장치는, 내부의 물을 냉수 상태로 저장하는 제1저장탱크; 상기 제1저장탱크와 연결되어 상기 제1저장탱크로부터 공급된 물을 상온 상태로 저장하는 제2저장탱크; 상기 제2저장탱크와 연결되어 상기 제2저장탱크로부터 공급된 물을 온수 상태로 저장하는 제3저장탱크;를 포함하되, 상기 제3저장탱크의 온수를 출수하게 되면 상기 제2저장탱크의 물이 상기 제3저장탱크로 유입되는 것으로 이루어진다.

Description

수처리장치{WATER TREATMENT APPARATUS}

본 발명은 수처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 온도의 온수를 출수할 수 있는 수처리장치에 관한 것이다.

정수기와 같은 수처리장치는 수돗물과 같은 원수를 침전, 여과, 살균, 흡착 등의 과정을 거쳐 원수에 포함된 중금속 및 기타 유해물질을 제거할 수 있도록 이루어지며, 이러한 정수기는 일반가정용 및 업소용뿐만 아니라 최첨단 과학산업이나 초정밀전자부품의 세척용 또는 의료용으로도 널리 사용되고 있다.

종래의 정수기는, 정수탱크가 없이 필터부에서 여과된 정수를 직접 취수코크로 출수하는 방식, 냉수탱크와 정수탱크를 각각 별도로 구비하는 방식, 하나의 저장탱크 내부에 분리판에 의해 구획된 공간을 형성시켜 냉수와 정수를 각각 저장하는 방식으로 나눌 수 있다.

첫번째 방식의 경우 냉수탱크에 저장된 물을 온수탱크에 공급하여 온수탱크를 채우도록 되어 있는데, 온수탱크에서 출수가 이루어진 경우에는 냉수탱크의 냉수가 온수탱크에 공급되어 온수와 혼합되므로, 온수탱크에 유입된 냉수를 온수로 가열하기 위한 에너지가 많이 소요되어 에너지 효율이 떨어지게 되고, 사용자가 온수를 연속으로 출수하는 경우에는 온수탱크의 줄어든 수위만큼 냉수탱크의 냉수가 온수탱크로 유입되어 온수탱크의 물 온도가 떨어지게 되므로 사용자에게 낮은 온도의 온수를 제공하게 되는 문제점이 있었다.

두번째 방식의 경우 정수탱크의 물을 온수탱크로 공급하여 온수탱크를 채우도록 되어 있으므로, 첫번째 방식에 비해 에너지 효율이 상승되고 사용자에게 높은 온도의 온수를 제공할 수 있는 이점이 있으나, 냉수탱크와 정수탱크를 각각 별도로 구비하는 경우 수처리장치의 부피가 커지게 되고, 냉수탱크와 정수탱크의 수위를 조절하기 위한 수단을 각각 별도로 구비해야 하므로, 수처리장치의 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

세번째 방식의 경우 대한민국 공개특허 제10-2015-0005869호에 개시된 바와 같이, 제1저장탱크 내부의 공간을 분리판에 의해 상온의 정수가 저장되는 상부공간과 냉수가 저장되는 하부공간으로 분리하고, 상부공간의 정수를 제2저장탱크로 공급하여 온수로 만든 후 출수하도록 되어 있다.

그러나 상부공간과 하부공간은 분리판의 가장자리 외측을 통해 서로 연통하도록 되어 있어 제1저장탱크 내부의 정수와 냉수는 시간이 지남에 따라 열대류가 발생하여 정수의 온도는 하락하여 냉수의 온도와 유사해지게 되고, 이렇게 온도가 하락한 정수가 제2저장탱크로 공급되면 제2저장탱크의 물을 원하는 온수로 만들기 위해 많은 에너지가 소요되고, 사용자가 온수를 연속으로 출수하는 경우에는 사용자에게 낮은 온도의 온수를 제공하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사용자가 원하는 높은 온도의 온수를 제공할 수 있고, 온수를 생성하기 위한 에너지가 적게 소요되는 수처리장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수처리장치는, 내부의 물을 냉수 상태로 저장하는 제1저장탱크; 상기 제1저장탱크와 연결되어 상기 제1저장탱크로부터 공급된 물을 상온 상태로 저장하는 제2저장탱크; 상기 제2저장탱크와 연결되어 상기 제2저장탱크로부터 공급된 물을 온수 상태로 저장하는 제3저장탱크;를 포함하되, 상기 제3저장탱크의 온수를 출수하게 되면 상기 제2저장탱크의 물이 상기 제3저장탱크로 유입되는 것으로 이루어진다.

상기 제1저장탱크와 제2저장탱크는 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제2저장탱크의 저면은 상기 제1저장탱크의 저면과 같거나 그 보다 더 낮은 위치에 구비되는 것일 수 있다.

상기 제1저장탱크와 제2저장탱크의 상부에는 내부공간이 대기에 연통하는 에어벤트가 각각 형성된 것일 수 있다.

상기 제3저장탱크의 상부와 제2저장탱크의 상부는 에어벤트관에 의해 연결된 것일 수 있다.

상기 제1저장탱크와 제2저장탱크는 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제1저장탱크에는 제1저장탱크의 수위를 제한하기 위한 볼탑이 구비되며, 상기 제2저장탱크의 수위 제한은 상기 볼탑에 의해 이루어지는 것일 수 있다.

상기 제1저장탱크의 냉수를 출수하기 위한 제1출수구, 상기 제3저장탱크의 온수를 출수하기 위한 제2출수구, 필터부에서 여과된 정수를 상기 제1저장탱크로 공급하기 위한 정수공급관, 상기 정수공급관 상에서 분기되어 상기 제1출수구에 연결되는 정수출수관, 상기 제1저장탱크와 제1출수구 사이를 연결하는 냉수출수관, 상기 정수출수관과 냉수출수관이 교차하는 지점에 구비되어 상기 정수와 냉수 중 어느 하나를 출수하기 위해 유로를 전환하는 유로전환밸브를 포함하는 것일 수 있다.

상기 제3저장탱크는 상기 제1저장탱크와 제2저장탱크에 비하여 더 낮은 위치에 구비된 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 온수를 연속 출수하는 경우 높은 온도의 온수를 출수할 수 있어 사용자가 원하는 온도의 온수를 신속하게 제공할 수 있다.

또한, 온수를 저장하는 제3저장탱크에 유입되는 물의 온도가 높아 제3저장탱크 내부의 물을 가열하는데 에너지가 적게 소요되어 수처리장치의 에너지 효율을 상승시킬 수 있다.

또한, 하나의 수위조절수단으로 제1 내지 제3저장탱크의 수위를 조절할 수 있어 구성 부품을 간소화시켜 제조비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 수처리장치의 구성을 보여주는 도면

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 수처리장치의 구성을 보여주는 도면이다.

본 발명에 의한 수처리장치는, 내부의 물을 냉수 상태로 저장하는 제1저장탱크(50), 상기 제1저장탱크(50)와 연결되어 상기 제1저장탱크(50)로부터 공급된 물을 상온 상태로 저장하는 제2저장탱크(60), 상기 제2저장탱크(60)와 연결되어 상기 제2저장탱크(60)로부터 공급된 물을 온수 상태로 저장하는 제3저장탱크(70)를 포함하되, 상기 제3저장탱크(70)의 온수를 출수하게 되면 상기 제2저장탱크(60)의 물이 상기 제3저장탱크(70)로 유입되는 것으로 이루어진다.

상기 제1저장탱크(50)에는, 감압밸브(10)를 통해 유입된 원수를 여과하기 위한 필터부(20)와, 상기 필터부(20)를 통과한 정수를 제1저장탱크(50)로 공급하기 위한 정수공급관(81)이 연결된다.

상기 감압밸브(10)는 원수의 수압을 낮춰 필터부(20)를 포함하여 다른 부품의 손상을 방지하는 기능을 한다.

상기 필터부(20)는 전처리 침전 필터(21), 프리 카본 필터(22), 역삼투압 멤브레인 필터(23), 포스트 카본 필터(24)로 구성될 수 있고, 상기 역삼투압 멤브레인 필터(23) 대신 중공사막 필터가 구비될 수 있으며, 상기 필터들의 전후 순서는 변경될 수 있다.

상기 제1저장탱크(50)의 외측 둘레에는 저장된 정수의 냉각을 위한 냉각코일(51)이 구비되고, 제1저장탱크(50) 내부로 유입되는 물의 수위를 제한하기 위한 볼탑(52)이 구비된다. 이 경우 냉각코일(51)은 제1저장탱크(50)의 내부에 구비되는 것으로 구성할 수 있다.

상기 볼탑(52)은 부력을 이용하여 제1저장탱크(50)로 유입되는 물이 일정 수위가 되면 물의 유입을 기계적으로 차단함으로써 제1저장탱크(50)의 수위를 제한하게 된다.

상기 제1저장탱크(50)의 냉수를 출수하거나 필터부(20)를 통과한 정수를 직접 출수하기 위하여 유로를 전환하는 유로전환밸브(40)가 구비된다. 상기 유로전환밸브(40)에는, 정수공급관(81)에서 분기된 정수출수관(82)과, 제1저장탱크(50)의 냉수를 출수하기 위한 냉수출수관(86)과, 상기 냉수 또는 정수를 사용자에게 출수하기 위한 제1출수구(91)가 연결되어 있다.

상기 정수출수관(82) 상에는 정수 출수시 비산되는 현상을 방지하기 위하여 감압밸브(30)가 구비되어 있다.

상기 제2저장탱크(60)는 제1연결관(83)에 의해 제1저장탱크(50)와 연결되어, 제1저장탱크(50)의 정수가 제1연결관(83)을 통해 제2저장탱크(60)에 유입된다.

상기 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)는 서로 인접하게 위치되되, 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)의 저면은 동일한 높이에 구비되거나, 제2저장탱크(60)의 저면이 제1저장탱크(50)의 저면보다 더 낮은 위치에 구비될 수 있다. 이로인해, 제2저장탱크(60)의 정수는 제3저장탱크(70)로 원활히 유입될 수 있다.

상기 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)의 상부에는 내부공간이 대기와 연통하는 에어벤트(미도시)가 각각 형성되어 있다.

상기 에어벤트로 인해 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)의 상부공간에 대기압이 동일하게 작용하므로, 제1저장탱크(50)의 정수는 제1연결관(83)을 통해 제2저장탱크(60)에 유입되어 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)의 수위는 동일하게 유지되며, 제1저장탱크(50)에 구비된 볼탑(52)으로 제2저장탱크(60)의 수위를 제한할 수 있어 제2저장탱크(50)의 수위를 제한하기 위한 별도의 구성이 불필요하게 된다.

상기 제2저장탱크(60)는 상온의 대기에 노출되고 냉각 또는 가열이 이루어지지 않으므로 제2저장탱크(60)의 정수는 상온 상태로 유지되고, 제1저장탱크(50)로부터 냉수가 유입되더라도 일정 시간 경과 후에는 열평형이 이루어져 상온 상태가 된다.

상기 제2저장탱크(60)는 제2연결관(84)에 의해 제3저장탱크(70)와 연결되어, 제2저장탱크(60)의 정수가 제2연결관(84)을 통해 제3저장탱크(70)에 유입된다.

상기 제3저장탱크(70)는 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)보다 낮은 위치에 구비되고, 내부에는 저장된 정수의 가열을 위한 히터(71)가 구비된다. 물론, 히터(71)는 제3저장탱크(70)의 외측 둘레에 구비될 수도 있다.

상기 제2연결관(84)은 제3저장탱크(70)의 하부에 연결되고, 제3저장탱크(70)의 상부에는 온수의 출수를 위한 제2출수구(92)가 연결되어 있다. 따라서 제2저장탱크(60)의 정수는 제3저장탱크(70)의 하부를 통해 유입되고, 제3저장탱크(70)에서 히터(71)에 의해 가열된 온수가 상부를 통해 제2출수구(92)로 출수된다.

상기 제1출수구(91)와 제2출수구(92)를 통한 출수는 기계식 또는 전자식으로 구성할 수 있다. 기계식인 경우에는 제1출수구(91)와 제2출수구(92)의 출수코크(미도시)를 사용자가 밀게 되면 정수, 냉수, 온수가 별도의 밸브 동작없이 출수되고, 전자식인 경우에는 사용자에 의한 출수코크의 동작신호를 감지하여 관로 상에 구비된 솔레노이드밸브가 동작하여 물이 출수된다.

상기 제3저장탱크(70)의 하부에는 제1 내지 제3저장탱크(50,60,70)의 물을 배수하기 위한 배수관(87)이 연결되어 있다.

상기 제3저장탱크(70)의 상부와 제2저장탱크(60)의 상부는 에어벤트관(85)에 의해 연결되어, 제3저장탱크(70)의 압력이 에어벤트관(85)을 통해 제2저장탱크(60)로 배출된다. 따라서, 제3저장탱크(70)의 물을 가열하는 동안에는 보일링 현상에 의해 에어벤트관(85)을 통해 제3저장탱크(70)의 증기와 함께 가열된 온수가 제2저장탱크(60)로 유입될 수 있고, 상기 증기와 온수의 유입에 의해 제2저장탱크(60)의 정수 온도가 상온보다 더 높은 온도가 되므로, 제3저장탱크(70)의 온수 출수에 따라 제2저장탱크(60)로부터 높은 온도의 물이 제3저장탱크(70)로 유입되어 높은 온도의 온수를 출수할 수 있다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 수처리장치의 작용을 설명한다.

원수가 필터부(20)를 거쳐 정수공급관(81)을 통해 제1저장탱크(50)로 유입되고, 제1저장탱크(50)의 정수는 제1연결관(83)을 통해 제2저장탱크(60)로 유입되며, 제2저장탱크(60)의 정수는 제2연결관(84)을 통해 제3저장탱크(70)로 유입된다.

상기 제3저장탱크(70)에 정수가 만수위까지 차면 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)의 수위도 함께 올라가게 되고, 에어벤트관(85) 내부는 제2저장탱크(60)의 상부공간을 통해 대기와 연통하므로 제2저장탱크(60)와 동일한 수위까지 정수가 차게 된다. 제1저장탱크(50)와 제2저장탱크(60)의 만수위까지 정수가 차게 되면 볼탑(52)에 의해 정수의 유입이 차단된다.

이와 같이 하나의 볼탑(52)에 의해 제1 내지 제3저장탱크(50,60,70)의 수위를 제한할 수 있어 구성 부품의 개수를 줄일 수 있다.

상기 제1저장탱크(50)의 정수는 냉각코일(51)에 의해 설정된 온도까지 냉각되어 냉수가 되고, 제3저장탱크(70)의 정수는 히터(71)에 의해 설정된 온도까지 가열되어 온수가 되며, 제2저장탱크(60)의 정수는 상온 상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 사용자가 정수 출수를 요청하면, 필터부(20)를 통과한 정수가 정수공급관(81), 정수출수관(82), 유로전환밸브(40)를 거쳐 제1출수구(91)를 통해 출수된다.

또한, 사용자가 냉수 출수를 요청하면, 제1저장탱크(50)의 냉수가 냉수출수관(86), 유로전환밸브(40)를 거쳐 제1출수구(91)를 통해 출수된다.

또한, 사용자가 온수 출수를 요청하면, 제3저장탱크(70)의 온수가 제2출수구(92)를 통해 출수되고, 출수된 온수의 양만큼 제2저장탱크(60)의 정수가 제3저장탱크(70)로 유입되면 제3저장탱크(70)에 있던 온수와 열대류가 발생하여 열평형을 이루게 된다. 이 경우 제3저장탱크(70)에는 제2저장탱크(60)의 비교적 높은 온도인 상온의 정수가 유입되어 온수와 혼합되므로, 냉수와 혼합되어 온도가 낮은 정수가 유입되는 경우에 비하여 비교적 높은 온도로 온수 온도를 유지할 수 있다.

이와 같이 제3저장탱크(70)에 비교적 높은 온도의 정수가 유입되므로 히터(71)의 가열에 의해 제3저장탱크(70)의 물을 설정된 온도까지 빠른 시간내에 올릴 수 있어, 설정된 온도의 온수로 만들기 위한 히터(71)의 가동시간이 줄어들게 되므로 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 사용자가 온수를 연속하여 출수하는 경우에도 제2저장탱크(60)로부터 비교적 높은 온도인 상온의 정수가 유입되어 제3저장탱크(70)의 온수와 혼합되므로, 제3저장탱크(70)의 온도가 덜 떨어지게 되므로, 사용자에게 비교적 높은 온도의 온수를 출수할 수 있어, 사용자가 원하는 온도의 온수를 신속하게 제공할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

10, 30 : 감압밸브 20 : 필터부
21,22,23,24 : 필터 40 : 유로전환밸브
50 : 제1저장탱크 51 : 냉각코일
52 : 볼탑 60 : 제2저장탱크
70 : 제3저장탱크 71 : 히터
81 : 정수공급관 82 : 정수출수관
83 : 제1연결관 84 : 제2연결관
85 : 에어벤트관 86 : 냉수출수관
87 : 배수관 91 : 제1출수구
92 : 제2출수구

Claims

필터부에서 여과된 물을 냉수 상태로 저장하는 제1저장탱크;
상기 제1저장탱크와 연결되어 상기 제1저장탱크로부터 공급된 물을 상온 상태로 저장하는 제2저장탱크;
상기 제2저장탱크와 연결되어 상기 제2저장탱크로부터 공급된 물을 온수 상태로 저장하는 제3저장탱크;를 포함하되,
상기 제3저장탱크의 온수를 출수하게 되면 상기 제2저장탱크의 물이 상기 제3저장탱크로 유입되는 것으로 이루어지고,
상기 제3저장탱크의 상부와 제2저장탱크의 상부는 에어벤트관에 의해 연결되고,
정수 출수 요청이 있는 경우 상기 필터부를 통과한 정수는 정수출수관을 통해 출수구로 출수되고,
상기 출수구는, 상기 제1저장탱크의 냉수를 출수하기 위한 제1출수구와 상기 제3저장탱크의 온수를 출수하기 위한 제2출수구로 이루어지고,
상기 필터부에서 여과된 정수를 상기 제1저장탱크로 공급하기 위한 정수공급관, 상기 정수공급관 상에서 분기되어 상기 제1출수구에 연결되는 상기 정수출수관, 상기 제1저장탱크와 제1출수구 사이를 연결하는 냉수출수관, 상기 정수출수관과 냉수출수관이 교차하는 지점에 구비되어 상기 정수와 냉수 중 어느 하나를 출수하기 위해 유로를 전환하는 유로전환밸브를 포함하는 수처리장치
제1항에 있어서,
상기 제1저장탱크와 제2저장탱크는 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제2저장탱크의 저면은 상기 제1저장탱크의 저면과 같거나 그 보다 더 낮은 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 수처리장치
제1항에 있어서,
상기 제1저장탱크와 제2저장탱크의 상부에는 내부공간이 대기에 연통하는 에어벤트가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 수처리장치
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1저장탱크와 제2저장탱크는 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제1저장탱크에는 제1저장탱크의 수위를 제한하기 위한 볼탑이 구비되며, 상기 제2저장탱크의 수위 제한은 상기 볼탑에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 수처리장치
삭제
제1항 내지 제3항, 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제3저장탱크는 상기 제1저장탱크와 제2저장탱크에 비하여 더 낮은 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 수처리장치