KR102511722B1 - 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 외부에서 공급된 원수가 유동하는 원수 배관과, 상기 원수 배관을 따라 공급된 물을 정수로 정화시키는 필터와, 상기 필터를 통과한 정수가 유동하는 출수유로와, 상기 출수유로를 따라 공급된 정수를 유도가열 방식으로 가열하는 온수모듈과, 상기 온수모듈을 통과한 물이 유동하는 온수유로를 포함하고, 싱크대의 내부에 설치되는 언더싱크부 및 상기 온수유로에서 공급된 온수를 사용자에게 공급하는 출수노즐과, 상기 온수유로에서 공급된 물의 온도를 측정하는 온도센서, 및 하나의 입구와 복수의 출구를 구비하여, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부에 따라 상기 온수유로에서 공급된 온수를 상기 출수노즐 측으로 공급하거나, 외측으로 드레인하는 유로전환밸브를 포함하고, 상기 출수노즐을 포함한 적어도 일부가 상기 싱크대의 외측에 설치되는 파우셋을 포함한다.

Description

워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법{water dispensing apparatus and control method thereof}

본 발명은 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 워터 디스펜싱 장치는 물을 공급하는 장치로, 사용자의 조작에 따라 원하는 만큼의 물을 취출할 수 있도록 하는 장치이다.

이와 같은 워터 디스펜싱 장치는 통상 사용자가 레버 또는 버튼을 조작하게 될 경우 노즐을 통해 저장된 물이 취출될 수 있다. 상세히, 상기 워터 디스펜싱 장치는 사용자가 레버 또는 버튼을 조작하는 동안 노즐의 밸브가 개방되어 물이 취출될 수 있도록 구성되며 사용자는 컵 또는 용기에 채워지는 물의 양을 확인하면서 상기 레버 또는 버튼의 조작을 종료하게 된다.

이와 같은 워터 디스펜싱 장치는 다양한 분야에 적용될 수 있으나, 대표적으로 냉장고와 정수기에 적용될 수 있다. 특히 냉장고와 정수기에 구비되는 워터 디스펜싱 장치는 사용자의 조작에 따라 자동으로 설정된 양의 물을 공급할 수 있도록 하는 기능을 가지도록 구성된다. 최근에는 이러한 워터 디스펜싱 장치에서 단순히 정수된 물의 공급뿐만 아니라, 냉수와 온수까지 공급할 수 있는 워터 디스펜싱 장치가 개발되고 있다.

일 예로, 한국공개 특허공보 '10-2017-0105466' (이하, 선행기술 1)에는 유량제어를 통하여 단시간에 온수 취수가 가능하도록 한 순간 온수공급장치 및 온수공급방법이 개시된다. 상세히, 유입되는 물을 히터가열용량으로 가열하는 히터와 상기 히터에 유입되는 물의 양을 조절하는 유입 밸브 및 유입되는 물의 온도, 목표수온 및 상기 히터가열용량을 이용하여 상기 히터로 유입할 물의 유량을 계산하고, 계산된 유량에 따라 상기 유입 밸브의 개폐 정도를 제어하는 밸브제어부를 포함하는 순간 온수공급장치 및 온수공급방법이 개시된다.

상기와 같은 선행기술1은 유입되는 물과 목표수온에 따라서 유입 밸브의 개폐 정도를 제어하면서, 온수의 온도를 조절한다.

다른 예로, 한국공개 특허공보 '10-2017-0096783'(이하, 선행기술 2)에는 기 설정된 시간 동안 히터를 작동시켜 저수조의 내부를 가열한 후 히터의 작동을 정지시키는 가열단계, 상기 가열단계 이후에 상기 저수조의 내부 온도가 상승한 값을 측정하는 측정단계, 상기 측정단계에서의 측정값과 기준값을 비교하는 비교단계 및 상기 측정값이 상기 기준값 이하이면, 상기 히터를 작동시키는 단계를 포함하는 제어방법이 개시된다.

상기와 같은 선행기술2는, 저장식 온수공급장치를 기반으로 저수조 내부에 충분한 양의 물이 저장되어 있는 경우, 기 설정된 시간 동안 히터를 작동시켜 저수조 내부를 가열한 후 히터 동작을 정지시키며, 가열단계 이후에 내부 온도의 상승 값을 측정하여 이를 기준 값과 비교하여 다시 히터를 작동시키는 방식이다.

하지만, 상기한 바와 같은 선행기술의 경우, 히터로 유입되는 물의 유량과 온도를 감지하여 유입 밸브의 개폐 정도를 제어하는 방식으로 온수의 온도를 조절할 뿐, 히터에서 출수되는 온도 감지 결과에 따른 히터 출력의 변경이 이뤄지지 않아, 유량이 급격히 늘어나거나 줄어들게 되는 경우가 발생하게 되면 요구되는 온수 출수온도 조건을 만족시키지 못하게 되는 문제가 있다.

또한, 언더싱크형 정수기의 경우, 온수탱크가 싱크대 내부에 설치되기 때문에, 일반 정수기에 비해 출수유로의 길이가 약 1m 이상 증가하게 되어, 첫 잔의 온도 80℃ 이하로 형성되면서, 출수 온도를 만족하지 못하는 문제가 있고, 연속 출수 시에도 다양한 이유로, 온도 저하가 발생하는 문제가 있다. 즉, 긴 출수유로에 의한 열 손실이 발생하고, 싱크대 내부에 제품을 설치함에 따라 제품 동작으로 인한 주위온도 변화 및 그에 따른 열 손실에 의해 요구되는 온수 출수온도 조건을 만족시키지 못하게 되는 문제가 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 출수되는 온수가 첫잔인지 반복잔 여부에 관계없이, 설정된 온도의 온수를 사용자에게 제공할 수 있는 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 온수가 유동하는 온수유로의 길이에 관계없이, 설정된 온도의 온수를 사용자에게 제공할 수 있는 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 냉수, 정수, 온수를 하나의 유로 및 노즐을 통해 출수하더라도, 열손실 없이, 설정된 온도의 온수 또는 냉수를 사용자에게 제공할 수 있는 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 온수탱크에 공급되는 유량 및 유속의 변화에 관계없이 설정된 온도의 온수를 사용자에게 제공할 수 있는 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 온수 탱크에서 물이 100℃ 이상으로 끓지 않도록 방지하고, 나아가, 스팀 발생 및 출수노즐에서 고온의 온수가 노즐 주변으로 비산하는 현상을 방지할 수 있는 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 언더싱크 정수기임에도 불구하고, 정수 뿐 아니라, 온수, 냉수를 제공하여, 사용자의 편의성을 높일 수 있는 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 워터 디스펜싱 장치는, 싱크대의 내부에 설치되는 언더싱크부 및 출수노즐을 포함한 적어도 일부가 상기 싱크대의 외측에 설치되는 파우셋을 포함한다.

또한, 상기 언더싱크부는, 외부에서 공급된 원수가 유동하는 원수 배관과, 상기 원수 배관을 따라 공급된 물을 정수로 정화시키는 필터와, 상기 필터를 통과한 정수가 유동하는 출수유로와, 상기 출수유로를 따라 공급된 정수를 유도가열 방식으로 가열하는 온수모듈과, 상기 온수모듈을 통과한 물이 유동하는 온수유로를 포함한다.

또한, 상기 파우셋은 상기 온수유로에서 공급된 온수를 사용자에게 공급하는 출수노즐과, 상기 온수유로에서 공급된 물의 온도를 측정하는 온도센서, 및 하나의 입구와 복수의 출구를 구비하여, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부에 따라 상기 온수유로에서 공급된 온수를 상기 출수노즐 측으로 공급하거나, 외측으로 드레인하는 유로전환밸브를 포함한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 워터 디스펜싱 장치의 제어방법은, 사용자로부터 설정온도의 온수출수 명령이 입력되는 단계, 온도센서에서, 온수유로를 따라 유로전환밸브로 유입되는 온수의 온도를 감지하는 단계, 온수모듈의 예열이 진행되는 단계, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부를 판단하는 단계, 출수되는 온도가 첫잔이면, 밸브 제어부에서, 온수의 실시간 온도와 상기 설정온도를 비교하여, 드레인 시간을 결정하는 단계, 상기 결정된 시간만큼 유로전환밸브에서 드레인이 진행되는 단계 및 상기 드레인 완료 후, 유로전환밸브에서 출수노즐 측으로 온수가 공급되는 단계를 포함한다.

또한, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부는, 온수모듈 이전의 출수유로의 수온과, 상기 온수유로의 수온의 차이에 따라 결정되거나, 온수모듈의 가열동작 이후 경과된 시간에 따라 결정된다.

또한, 상기 드레인 완료 후, 상기 출수노즐 측으로 온수가 공급되면, 상기 출력 제어부에서, 상기 온수모듈의 출력을 제어한다.

또한, 상기 온수모듈의 출력 제어는, 상기 온수모듈의 출력을 기설정된 고정출력으로 제어하는 단계와, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 출수되는 온수가 첫잔이면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력 또는 제2기준출력으로 조절하고, 출수되는 온수가 첫잔이 아니면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력 및 제2기준출력보다 작은 제3기준출력으로 조절하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 온수모듈의 출력제어는, 상기 온수모듈의 출수온도가 기설정된 기준온도를 초과했는지 여부를 판단하는 단계와, 온수모듈의 출수온도가 기설정된 기준온도 이하면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력으로 조절하고, 상기 온수모듈의 출수온도가 기설정된 기준온도를 초과하면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력보다 작은 제2기준출력으로 조절하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 의한 워터 디스펜싱 장치 및 그 제어 방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 사용자의 요구의 의해 취출되는 온수가 첫잔인지 반복잔 여부에 관계없이, 설정된 온도의 온수를 사용자에게 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 반복잔의 경우, 드레인이 진행되지 않아, 온수 공급이 신속히 진행되는 효과도 있다.

또한, 온수가 유동하는 온수유로의 길이에 관계없이, 설정된 온도의 온수를 사용자에게 제공할 수 있는 효과도 있다.

또한, 냉수, 정수, 온수를 하나의 유로 및 노즐을 통해 출수하더라도, 열손실 없이, 설정된 온도의 온수 또는 냉수를 사용자에게 제공할 수 있는 효과도 있다.

또한, 온수탱크에 공급되는 유량 및 유속의 변화에 관계없이 설정된 온도의 온수를 사용자에게 제공할 수 있는 효과도 있다.

또한, 온수 탱크에서 물이 100℃ 이상으로 끓지 않도록 방지하고, 나아가, 스팀 발생 및 출수노즐에서 고온의 온수가 노즐 주변으로 비산하는 현상을 방지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 언더싱크 정수기임에도 불구하고, 정수 뿐 아니라, 온수, 냉수를 제공하여, 사용자의 편의성을 높일 수 있는 효과도 있다.

또한, 유량의 급감시 온수가 과열되어 사용자의 안전에 문제가 발생되거나, 증기로 인한 상기 워터 디스펜싱 장치의 내부 구성의 손상을 방지할 수 있는 효과도 있다.

또한, 사용 환경에 의한 물 동시 사용에 따른 유량의 변화에 관계없이 일정한 온도의 온수를 출수할 수 있게 되어 품질의 안정성을 확보할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터 디스펜싱 장치가 싱크대에 장착된 상태를 간략하게 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터 디스펜싱 장치에서의 온수 취출 과정을 설명하기 위한 수배관도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터 디스펜싱 장치의 블럭도이다.
도 4는 싱크대에 파우셋이 다른 형태로 장착된 상태를 보인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 정수기의 주요 구성인 온수 모듈의 일 예를 보인 사시도이다.
도 6은 상기 온수 모듈의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 디스펜싱 장치의 제어방법을 보인 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발의 사상이 제시되는 실시 예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터 디스펜싱 장치가 싱크대에 장착된 상태를 간략하게 보인 도면이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터 디스펜싱 장치에서의 온수 취출 과정을 설명하기 위한 수배관도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 워터 디스펜싱 장치의 블럭도이다. 그리고, 도 4는 싱크대에 파우셋이 다른 형태로 장착된 상태를 보인 도면이다.

본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치는, 정수기, 냉장고 등이 해당될 수 있다. 일 예로, 언더싱크형 정수기로 구비될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치는, 싱크대(10)의 내측에 설치되는 언더싱크부(100)와, 적어도 일부가 싱크대(10)의 외측으로 노출되게 설치되는 파우셋(200)을 포함한다.

먼저, 상기 언더싱크부(100)는, 외부에서 공급된 원수가 유동하는 원수 배관(11)과, 상기 원수 배관(11)을 따라 공급된 물을 정수로 정화시키는 필터(60)와, 상기 필터(60)를 통과한 정수가 유동하는 출수유로(30)와, 상기 출수유로(30)를 따라 공급된 정수를 유도가열 방식으로 가열하는 온수모듈(40) 및, 상기 온수모듈(40)을 통과한 물이 유동하는 온수유로(33)를 포함한다.

즉, 상기 언더싱크부(100)는 정수기 본체 및 복수의 배관을 포함한다.

상기 정수기 본체에는 필터(60), 온수모듈(40), 출수유로(30) 등이 포함된다. 상기 정수기 본체는 박스 형상으로 구비될 수 있으며, 싱크대(10) 내부의 수납 공간에 배치될 수 있다. 또한, 원수배관(11)은 외부의 급수원, 예를 들어 수도 배관과 정수기 본체 내부의 필터(60)를 연결한다. 그리고, 온수유로(33)는 온수모듈(40)과 후술되는 파우셋(200)을 연결한다.

이에 따르면, 급수원에서 제공된 원수는, 원수 배관(11)을 통해서, 정수기 본체로 유입되고, 필터(60)로 공급된다. 필터(60)를 통과한 원수는 정수로 정화되고, 출수유로(30)를 따라 온수모듈(40)로 공급된다. 온수모듈(40)에 공급된 정수는 온수로 가열되고, 온수유로(33)를 통해서, 후술되는 파우셋(200)으로 제공된다.

한편, 상기 원수 배관(11) 또는 출수유로(30)에는, 상기 온수모듈(40) 측으로 공급되는 물의 유량을 감지하는 유량 감지부(14), 또는 상기 온수모듈(40) 측으로 공급되는 물의 유량을 조절하는 유량 조절부(20), 또는 상기 온수모듈(40) 측으로 공급되는 물의 유속을 조절하는 유속밸브(미도시), 또는 상기 온수모듈(40) 측으로 공급되는 물의 유동을 단속하는 개폐밸브(13,19) 중 적어도 어느 하나가 설치될 수 있다.

상기 유량 감지부(14)가 구비되면, 온수모듈(40)로 공급되는 물의 양이 감지될 수 있고, 그 유량 정보를 활용해서, 온수모듈(40)의 출력을 조절할 수 있다. 또한, 유량 조절부(20) 또는 유속밸브(미도시)가 구비되면, 온수모듈(40)로 공급되는 물의 양을 조절할 수 있어, 사용자가 원하는 온도의 온수를 생성할 수 있다. 또한, 사용자가 원하는 양만큼의 온수를 생성할 수 있다. 또한, 개폐밸브(13,19)가 구비되면, 온수모듈(40)로 공급되는 물의 흐름을 단속할 수 있다. 상기 개폐밸브(19)는 온수 생성이 필요한 경우에만 개방되어 온수모듈(40)로 물을 공급할 수 있다.

변형 예로, 상기 유량 감지부(14), 유량 조절부(20), 유속밸브(미도시), 개폐밸브(19) 중 적어도 어느 하나는 온수유로(33) 상에 설치될 수도 있다.

또한, 상기 언더싱크부(100)에는, 상기 온수모듈(40)의 출력을 제어하는 출력 제어부(520)를 포함할 수 있다. 상기 출력 제어부(520)는 상기 온수모듈(40)의 온도를 감지하는 제2온도센서(420)와 연결되어, 온수의 온도에 따라 온수모듈(40)의 출력을 실시간으로 조절하는 피드백 제어가 가능하다.

또한, 상기 언더싱크부(100)에는, 상기 유량 조절부(20), 유속밸브(미도시), 개폐밸브(13, 19) 및 후술되는 유로전환밸브(300)의 개방여부 또는 개방정도 또는 개방위치를 제어하는 밸브 제어부(510)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 출력 제어부(520) 및 밸브 제어부(510)는 통신부(600)를 통해 메인제어장치(PCB, 700)와 통신하면서, 각종 데이터를 주고받을 수 있다. 상기 통신부(600)는 유선방식 또는 무선방식(wifi, bluetooth)으로 출력 제어부(520), 밸브 제어부(510)와 메인제어장치(PCB, 700)를 연결할 수 있다.

또한, 상기 파우셋(200)은, 상기 온수유로(33)에서 공급된 온수를 사용자에게 공급하는 출수노즐(210)과, 상기 온수유로(33)에서 공급된 물의 온도를 측정하는 제1온도센서(410) 및 하나의 입구와 복수의 출구를 구비하여, 상기 온수유로(33)에서 공급된 온수가 첫잔인지, 반복잔 인지 여부에 따라 상기 온수유로(33)에서 공급된 온수를 상기 출수노즐(210) 측으로 공급하거나, 외측으로 드레인하는 유로전환밸브(300)를 포함한다.

이때, 상기 제1 온도센서(410)는 상기 유로전환밸브(300)의 내측에 설치될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 유로전환밸브(300)는 밸브 제어부(510)에 의해 개폐가 결정된다.

상기 밸브 제어부(510)는 상기 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 '첫잔'일 경우, 외측으로 드레인하도록 유로전환밸브(300)를 제어한다.

참고로, 온수의 출수가 진행되지 않은 대기모드에서, 상기 유로전환밸브(300)는 드레인 측으로 개방된 상태일 수 있다.

일 예로, 상기 밸브 제어부(510)는 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 첫잔일 경우 기설정된 시간만큼 드레인이 진행되게 유로전환밸브(300)를 제어한다. 이후, 드레인이 완료되면, 출수노즐(210) 측으로 온수가 공급되게 유로전환밸브(300)를 제어한다.

다른 예로, 상기 밸브 제어부(510)는 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 첫잔일 경우, 상기 제1온도센서(410)에서 감지된 수온이 기준온도에 도달할 때까지 드레인하도록, 유로전환밸브(300)를 제어한다. 이후, 드레인이 완료되면, 출수노즐(210) 측으로 온수가 공급되게 유로전환밸브(300)를 제어한다.

반면, 상기 밸브 제어부(510)는 상기 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 '반복잔'일 경우, 드레인 없이, 출수노즐(210) 측으로 온수가 공급되게 유로전환밸브(300)를 제어한다.

상기한 설명에서, '첫잔'의 의미는, 다양한 기준에 의해 정의될 수 있다.

일 예로, 온수가 출수노즐(210)로 출수되고 난 후, 지난 시간에 따라 첫잔과 반복잔으로 구분될 수 있다. 상세히, 기준시간(t1)을 설정한 상태에서, N번째 온수출수가 진행될 때, 이전(N-1번째)의 온수출수가 진행된 후 기준시간(t1)이 지난 경우, 첫잔으로 판단한다. 반면, 이전(N-1번째)의 온수출수가 진행된 후 기준시간(t1)이 지나지 않은 경우에는 반복잔으로 판단한다.

다른 예로, 온수모듈(40)의 작동이 종료된 후, 지난 시간에 따라 첫잔과 반복잔으로 구분될 수 있다. 상세히, 기준시간(t2)을 설정한 상태에서, 온수출수가 진행될 때, 온수모듈(40)의 작동이 종료된 후 기준시간(t2)이 지난 경우에는 첫잔으로 판단한다. 반면, 온수모듈(40)의 작동이 종료된 후 기준시간(t2)이 지나지 않은 경우에는 반복잔으로 판단한다.

또 다른 예로, 온수유로(33)에 채워진 물의 온도에 따라서 첫잔과 반복잔으로 구분될 수 있다. 상세히, 기준온도를 설정한 상태에서, 온수출수가 진행될 때, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도가 기준온도 보다 낮으면, 첫잔으로 판단한다. 반면, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도가 기준온도 보다 높거나 같으면, 반복잔으로 판단한다.

또 다른 예로, 온수유로(33)에 채워진 물의 온도와, 출수유로(30)에 채워진 물의 온도 차에 따라서 첫잔과 반복잔으로 구분될 수 있다. 상세히, 기준값을 설정한 상태에서, 온수출수가 진행될 때, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도와 출수유로(30)에 채워진 물의 온도의 차이가 기준값 보다 낮으면, 첫잔으로 판단한다. 반면, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도와 출수유로(30)에 채워진 물의 온도의 차이가 기준값 보다 높거나 같으면, 반복잔으로 판단한다.

이 밖에도, 첫잔과 반복잔을 구분하는 기준은 다양한 실시예가 발생할 수 있다.

또한, 상기한 다양한 예의 첫잔 정의 기준 중 어느 하나라도 만족하는 경우, 첫잔으로 판단할 수 있고, 복수의 기준을 만족하는 경우에만 첫잔으로 판단할 수 있다. 또한, 모든 기준이 만족하는 경우에만 첫잔으로 판단할 수도 있다.

한편, 상기 파우셋(200)은 도 1에 도시한 바와 같이 전체가 싱크대(10)의 상부로 노출되게 장착될 수 있다. 이에 따라서, 유로전환밸브(300)가 내장된 몸체(220) 및 몸체(220)의 상부로 연장된 출수노즐(210)은 싱크대(10)의 상부에 위치될 수 있다.

다른 예로, 상기 파우셋(200)은 도 4에 도시한 바와 같이 하부가 싱크대(10)의 내측에 장착될 수 있다. 이에 따라서, 유로전환밸브(300)가 내장된 몸체(220)는 싱크대(10)의 내측에 배치되고, 몸체(220)의 상부로 연장된 출수노즐(210)은 싱크대(10)의 상측으로 노출되게 장착될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 유로전환밸브(300)는, 2방 밸브(2-way valve)로 구비될 수 있다. 상기 유로전환밸브(300)는 상기 온수유로(33)와 연결된 유입구, 상기 유입구와 연통하고, 상기 출수노즐(210) 측과 연결된 출수구, 상기 유입구와 연통하고, 드레인 배관(23) 또는 배수구(미도시) 측으로 연결된 배수구가 형성된 몸체 및 상기 몸체의 내측에 구비되어, 상기 출수구와 배수구를 선택적으로 개폐하는 개폐수단을 포함할 수 있다.

상기 개폐수단은 후술되는 밸브 제어부(510)에 의해 작동하면서, 출수구와 배수구를 선택적으로 개폐한다.

또한, 상기 제1온도센서(410)는 상기 유로전환밸브(300)의 내측에 구비되어, 상기 유로전환밸브(300)로 유입된 온수의 온도를 감지할 수 있다.

또한, 상기 파우셋(200)에는 표시 및 입력수단(240)이 구비될 수 있다.

상기 표시 및 입력수단(240)는 터치 스크린 방식으로 구비될 수 있다.

일 예로, 상기 표시 및 입력수단(240)은 출수노즐(210) 상면에 구비될 수 있다. 상기 표시 및 입력수단(240)은 온수, 정수, 냉수 선택기능, 출수 명령 기능, 냉수 및 온수 온도 설정기능, 드레인 선택 기능, 필터 교체주기 알림기능 등을 구비할 수 있다.

또한, 상기 파우셋(200)에는 살균수 코크(230)가 구비될 수 있다. 그리고, 언더싱크부(100)에는 살균수 생성유닛(미도시)이 구비된다. 따라서, 상기 살균수 생성유닛에서 생성된 살균수는 상기 살균수 코크(230)를 통해서 싱크대(10) 외측으로 공급될 수 있다.

또한, 상기 출수노즐(210) 및 살균수 코크(230)는 상기 몸체(220)를 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치에서의 정수,냉수,온수의 취출 과정에 대해 설명한다.

상기 언더싱크부(100)는 원수배관(11)은 수도 등과 연결되어 원수를 입력받게 된다. 상기 원수배관(11) 상에는 감압 밸브(12)가 설치되며, 상기 감압 밸브(12)를 통과하는 원수는 설정된 압력으로 감압된다.

그리고, 감압된 원수는 감압 밸브(12)와 상기 필터(60)를 연결하는 배관을 따라서 상기 필터(60) 측으로 유동하게 된다. 상기 필터(60)를 통과하는 원수는 이물질이 제거되어 정수 상태가 된다. 그리고, 유입밸브(13)의 개방에 의해 상기 정수는 출수배관(30)을 따라서 상기 유입밸브(13)를 지나 유량 감지부(14)를 차례로 통과하게 된다.

이때, 상기 유량 감지부(14)는 밸브 제어부(510)와 연결될 수 있으며, 상기 밸브 제어부(510)에서 전달되는 신호에 따라 유량조절부(20)의 개방 정도가 조절될 수 있다. 그리고, 상기 유량 감지부(14)에서 감지된 유량은 후술되는 출력 제어부(520)로 전달되어 온수모듈(40)의 출력제어에 필요한 데이터로 이용될 수 있다.

한편, 상기 유량 조절부(20)를 통과한 정수는 분지관(15)을 통해서 냉정수측과 온수측으로 분지될 수 있다.

또한, 냉정수측으로 분지된 정수는 T커넥터(16)에 의해 재차 냉수측과 정수측으로 분지되어 각각 정수배관(31)과 냉수배관(32)으로 유동한다. 상기 정수배관(31)과 냉수배관(32)에는 각각 정수 출수밸브(18)와 냉수 출수밸브(17)가 설치된다. 상기 정수 출수밸브(18)와 냉수 출수밸브(17)는 상기 밸브 제어부(510)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 정수 또는 냉수가 취출될 수 있다.

이때, T커넥터(16)의 냉수측과 연결된 냉수배관(32) 및 냉수 출수밸브(17)를 통과한 물은 쿨링 탱크(70) 내부의 쿨링 코일을 통과하게 된다. 상기 쿨링 코일을 따라 유동되는 물은 상기 쿨링 탱크(70) 내부의 냉각수와 열교환되어 냉수로 냉각된다. 이를 위해 상기 냉각수는 설정온도를 유지할 수 있도록 냉각된다.

상기 냉각수의 냉각을 위해 출력 제어부(520)와 연결된 압축기가 구동될 수 있다. 상기 압축기의 구동은 상기 쿨링 탱크(70)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(70)를 지난 냉수는 출수 배관(34) 및 출수 노즐(210)을 통해 외부로 취출될 수 있다.

한편, 상기 정수 출수밸브(18)가 개방된 경우에는 T커넥터(16)의 정수측과 연결된 정수배관(31) 및 정수 출수밸브(18)를 통과한 정수는 출수 배관(34) 및 출수 노즐(210)을 통해 외부로 취출될 수 있게 된다.

한편, 사용자가 온수의 취출을 선택한 경우 정수는 분지관(15)의 온수측으로 유동한 뒤, 온수배관(33)으로 유동한다.

이때, 밸브 제어부(510)의 제어에 의해 온수 출수밸브(19) 및 유량 조절부(20)가 개방되며, 상기 유량 조절부(20)를 통해서 온수배관(33)을 유동하는 물은 온수의 가열에 적절한 유량으로 조절될 수 있다. 상세히, 밸브 제어부(510)는 상기 온수모듈(40)에서 설정된 온도로 물이 가열될 수 있도록 상기 온수모듈(40)의 온수 탱크 측으로 공급되는 정수의 양을 조절한다.

상기와 같이 유량 조절부(20)를 지난 정수는 온수모듈(40)을 통과하게 된다. 그리고, 상기 온수모듈(40)을 지나는 과정에서 설정된 온도로 가열될 수 있게 된다. 상기 온수모듈(40)은 유도 가열 방식으로 가열될 수 있으며, 이를 위해서 출력 제어부(520)에서 온수모듈(40)에 포함된 워킹 코일의 출력을 조절한다.

상기 온수모듈(40)을 통과한 정수는 설정된 온도로 가열될 수 있다.

상기 온수모듈(40)을 통과하면서 가열된 온수는, 온수유로(33)를 따라 출수노즐(210) 측으로 유동하고, 출수 배관(34) 및 출수 노즐(210)을 통해 외부로 취출될 수 있게 된다.

그리고, 상기 온수모듈(40)은 드레인 배관(23)과 더 연결될 수 있다. 상기 드레인 배관(23)은 상기 온수모듈(40) 내부의 물이 끓게 되는 경우 발생되는 증기를 외부로 배출할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 드레인 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.

한편, 본 발명에 따른 워터 디스펜싱 장치의 경우, 냉수, 정수, 온수가 하나의 출수 배관(34) 및 출수 노즐(210)을 통해 외부로 취출될 수 있다.

상기와 같이, 냉수, 정수, 온수가 하나의 출수배관(34)을 통해서 출수되면, 열영향이 생길 수 밖에 없다.

상세히, 온수 출수 후, 냉수를 출수하는 경우, 온수의 영향으로 냉수의 온도가 올라가면서, 비교적 덜 차가운 물이 출수노즐(210)로 출수되는 문제가 있다.

또한, 냉수 출수 후, 온수를 출수하는 경우에는, 냉수의 영향으로 온수의 온도가 내려가면서, 비교적 덜 뜨거운(미지근한)물이 출수노즐(210)로 출수되는 문제도 있다.

따라서, 하나의 출수 배관(34) 및 출수 노즐(210)을 사용하더라도, 온수와 냉수가 서로 간의 열영향 없이, 만족스러운 온도로 출수노즐(210)에 출수될 수 있도록 대책을 강구할 필요가 있다.

또한, 언더싱크 정수기의 경우, 온수가 출수되는 출수노즐(210)은 싱크대(10)의 외측에 설치되고, 온수가 생성되는 온수모듈(40)은 싱크대의 내측에 설치된다. 따라서, 온수모듈(40)과 출수노즐(210)을 연결하는 온수유로(33)의 길이가 길어질 수 밖에 없다. 그리고, 대기 모드에서, 온수유로(33)에는 온수가 채워진 상태이다.

이러한 상태에서, 시간이 지나게 되면, 온수유로(33)에 채워진 온수는 외부 영향으로 온도가 낮아지면서 식을 수 밖에 없다. 그리고, 온수출수 시, 온수유로(33)의 채워진 식은 온수가 출수노즐(210)로 출수되고, 사용자는 뜨겁지 않은 온도의 온수를 제공받게 되는 문제가 있었다.

본 발명에 따르면, 조건에 따라 길이가 긴 온수유로(33)에 채워진 물의 적어도 일부를 드레인하고, 새롭게 생성된 온수를 출수노즐(210)로 공급하여, 사용자가 만족할만한 온도의 온수를 제공할 수 있다. 즉, 첫잔의 온수 온도를 향상시킬 수 있고, 나아가 원하는 온도의 온수를 제공할 수 있다.

이를 위해, 상기 밸브 제어부(510)는 상기 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 '첫잔'일 경우, 온수유로(33)에 채워진 물이 식었다고 판단하고, 외측으로 드레인하도록 유로전환밸브(300)를 제어한다.

일 예로, 상기 밸브 제어부(510)는 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 첫잔일 경우 기설정된 시간만큼 드레인이 진행되게 유로전환밸브(300)를 제어한다. 이후, 드레인이 완료되면, 출수노즐(210) 측으로 온수가 공급되게 유로전환밸브(300)를 제어한다. 여기서, 드레인 시간은 온수유로에 채워져 있던 물이 모두 드레인될 때까지 진행될 수 있다.

다른 예로, 상기 밸브 제어부(510)는 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 첫잔일 경우, 상기 제1온도센서(410)에서 감지된 수온이 기준온도에 도달할 때까지 드레인하도록, 유로전환밸브(300)를 제어한다. 이후, 온수의 온도 조건이 만족하면서, 드레인이 완료되면, 출수노즐(210) 측으로 온수가 공급되게 유로전환밸브(300)를 제어한다.

반면, 상기 밸브 제어부(510)는 상기 유로전환밸브(300)로 유입된 온수가 '반복잔'일 경우, 별도의 드레인 없이, 출수노즐(210) 측으로 온수가 공급되게 유로전환밸브(300)를 제어한다.

이에 따라서, 사용자는 희망하는 온도의 온수를 제공받게 되는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 일부 구성요소인 '온수모듈'에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 정수기의 주요 구성인 온수 모듈의 일 예를 보인 사시도이다. 그리고, 도 6은 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. 여기서, 상기 컨트롤러(50)는 출력 제어부(520)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(50)는 밸브 제어부(510)를 포함할 수도 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.

이하, 상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시 예에 의한 디스펜싱 장치의 제어방법에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 워터 디스펜싱 장치의 제어방법을 보인 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 대기상태에서, 사용자로부터 선택온도(희망온도)의 온수출수 명령이 입력된다.[S1]

이후, 유로전환밸브(300)에 내장된 제1온도센서(410)에서, 온수유로(33)를 따라 유로전환밸브(300)로 유입되는 온수의 온도를 감지한다. 또한, 유량 조절부(20)에서는 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량을 감지한다.[S2]

상기 S2 단계에서, 감지된 유로전환밸브(300) 내 온수의 온도는 추후 드레인 여부를 결정하는 정보로 활용된다. 또한, 유량 조절부(20)에서 감지된 정수의 유량은 추후, 온수모듈(40)의 출력을 결정하는 정보로 활용된다.

상기 S2단계 이후, 온수모듈(40)의 예열이 진행된다. 이때, 예열은 설정된 출력으로 진행된다. [S3]

상기 S3단계에서의 예열은, 온수모듈(40)의 유동을 제한한 상태에서 진행될 수 있다. 즉, 온수모듈(40) 전후에 배치된 밸브를 닫은 상태에서 진행될 수 있다.

상기 S3 단계 이후, 메인제어장치(700)는 출수가 진행되는 온수가 '첫잔'인지 '반복잔'인지 판단한다.[S4]

상기한 설명에서, '첫잔', '반복잔'은, 다양한 기준에 의해 판단될 수 있다.

일 예로, 메인제어장치(700)는 온수가 출수노즐(210)로 출수되고 난 후, 경과된 시간에 따라 첫잔과 반복잔으로 구분할 수 있다. 상세히, 기준시간(t1)을 설정한 상태에서, N번째 온수출수가 진행될 때, 이전(N-1번째)의 온수출수가 진행된 후 기준시간(t1)이 지난 경우, 첫잔으로 판단한다. 반면, 이전(N-1번째)의 온수출수가 진행된 후 기준시간(t1)이 지나지 않은 경우에는 반복잔으로 판단한다.

다른 예로, 메인제어장치(700)는 온수모듈(40)의 가열동작이 종료된 후, 지난 시간에 따라 첫잔과 반복잔으로 구분할 수 있다. 상세히, 기준시간(t2)을 설정한 상태에서, 온수출수가 진행될 때, 온수모듈(40)의 가열동작이 종료된 후 기준시간(t2)이 지난 경우에는 첫잔으로 판단한다. 반면, 온수모듈(40)의 가열동작이 종료된 후 기준시간(t2)이 지나지 않은 경우에는 반복잔으로 판단한다. 여기서, 상기 기준시간(t2)는 약 20초일 수 있다.

또 다른 예로, 메인제어장치(700)는 온수유로(33)에 채워진 물의 온도에 따라서 첫잔과 반복잔으로 구분할 수 있다. 상세히, 기준온도를 설정한 상태에서, 온수출수가 진행될 때, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도가 기준온도 보다 낮으면, 첫잔으로 판단한다. 반면, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도가 기준온도 보다 높거나 같으면, 반복잔으로 판단한다.

또 다른 예로, 메인제어장치(700)는 온수유로(33)에 채워진 물의 온도와, 출수유로(30)에 채워진 물의 온도 차에 따라서 첫잔과 반복잔으로 구분할 수 있다. 즉, 물의 흐름경로를 기준으로, 온수모듈(40) 이전의 유로에 저장된 정수와 온수모듈(40) 이후의 유로에 저장된 물의 온도 차에 따라서 첫잔과 반복잔으로 구분할 수 있다. 여기서, 상기 온수유로(33)의 수온은 직접 측정도 가능하나, 온수탱그의 수온을 기준으로 예측하는 것도 가능하다.

상세히, 기준값을 설정한 상태에서, 온수출수가 진행될 때, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도와 출수유로(30)에 채워진 물의 온도의 차이가 기준값 보다 낮으면, 첫잔으로 판단한다. 반면, 온수유로(33) 또는 유로전환밸브(300)로 유입된 물의 온도와 출수유로(30)에 채워진 물의 온도의 차이가 기준값 보다 높거나 같으면, 반복잔으로 판단한다.

이 밖에도, 메인제어장치(700)는 보다 다양한 방식으로 첫잔과 반복잔을 구분할 수 있다.

또한, 메인제어장치(700)는 상기한 다양한 예의 첫잔 정의 기준 중 어느 하나라도 만족하는 경우, 첫잔으로 판단할 수 있고, 복수의 기준을 만족하는 경우에만 첫잔으로 판단할 수 있다. 또한, 모든 기준이 만족하는 경우에만 첫잔으로 판단할 수도 있다.

한편, 상기 판단단계에서, 출수되는 온수가 첫잔이라고 판단되면, 온수유로(33)에 채워진 온수의 실시간 온도와 상기 선택온도(희망온도)를 비교하여, 드레인 시간을 결정한다.[S5]

그리고, 상기 결정된 시간만큼 유로전환밸브(300)에서 드레인이 진행된다. 즉, 드레인 측의 배수구가 개방되어, 온수의 드레인이 진행된다. 이때, 유로전환밸브(300)의 출수노즐 측의 출수구는 닫힌 상태이다.[S6,S7]

일 예로, 상기 온도 비교 단계에서, 상기 온수유로(33)에 채워진 온수의 실시간 온도와 선택온도(희망온도)의 차이가 기설정된 기준값(약 15℃) 이하인 경우, 상기 유로전환밸브(300)에서, 기설정된 제1시간 동안 드레인이 진행된다. 일 예로, 약 2초 정도 드레인이 진행될 수 있다. [S6]

다른 예로, 상기 온도 비교 단계에서, 상기 온수의 실시간 온도와 설정온도의 차이가 기설정된 기준값(약 15℃)을 초과한 경우, 상기 유로전환밸브(300)에서, 기설정된 제1시간 보다 큰 제2시간동안 드레인이 진행된다. 즉, 제1시간 동안 드레인이 진행된 후, 추가로 드레인이 진행된다.[S7]

즉, S7 단계는, 온수유로(33)에 채워진 온수의 온도가 기준값(약 15℃)보다 더 많이 낮아졌다고 판단된 경우, 진행되며, 온수 온도 조건 만족을 위해서, S6 단계 대비, 보다 긴드레인 시간을 갖는다.

한편, 상기 S6 단계 또는 S7 단계에서, 드레인이 진행되는 동안, 상기 제1온도센서(410)에서 감지된 온수의 실시간 미리 설정된 기준온도에 도달하면, 상기 유로전환밸브(300)에서 드레인을 중지할 수 있다. 즉, 유로전환밸브(300)로 유입되는 온수의 실시간 온도 감지에 따른 유로전환밸브(300)의 피드백 제어가 이뤄질 수 있다.

이후, 드레인이 완료되면, 유로전환밸브(300)에서 출수노즐(210) 측으로 유로를 전환하여, 출수노즐(210)로 온수가 제공된다.

상기와 같이, 드레인이 진행되는 동안, 또는 드레인이 진행되고 난 후, 온수모듈(40)의 고정출력제어가 진행된다. 즉, 미리 설정된 값으로 온수모듈(40)의 출력이 조절된다.[S8]

만약, S4 단계에서, 출수되는 온수가 첫잔이 아닌, 반복잔이라고 판단되면, 드레인 단계를 거치지 않고, 곧 바로, 고정출력제어 단계(S8)가 진행된다.

이후, 온수모듈(40)의 온도 조건, 유량 및 유속 조건 등에 따라, 상기 온수모듈(40)의 출력은 실시간으로 피드백 제어가 이루어지게 된다.

만약, 피드백 제어가 이뤄지지 않으면, 온수모듈(40)의 온수탱크 내부의 온수가 100℃ 가까이 가열되면서, 끓음(boiling) 현상이 발생하고, 그 결과 스팀이 발생한다. 그리고, 온수가 출수되는 출수노즐(210)에서 온수의 물 튐 등의 발생하여, 사용자의 안전이 위협받는 문제가 발생한다.

한편, 전술한 바와 같은 온수모듈 출력의 피드백 제어를 위해서, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부를 재차 판단한다.[S9]

상기 S9 단계에서, 출수되는 온수가 첫잔이라고 판단되면, 온수모듈(40)의 출력을 제1기준출력 또는 제2기준출력으로 조절한다. 이때, 반복잔 대비 첫잔의 경우, 온수 생성 시 요구되는 열량이 크기때문에, 온수모듈(40)에 인가되는 출력이 커질 수 밖에 없다.

또한, 상기 온수모듈(40)의 출수온도가 기설정된 기준온도를 초과했는지 여부를 판단한다.[S10]

여기서, 기준온도는 선택온도에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 선택온도(희망온도)가 90℃인 경우, 기준온도는 약 85-90℃ 범위에서, 선택될 수 있다.

상기 S10 단계에서, 온수모듈(40)의 출수온도가 기설정된 기준온도 이하면, 온수모듈(40)의 출력을 제1기준출력으로 조절한다.[S12]

반면, 상기 S10 단계에서, 상기 온수모듈(40)의 출수온도가 기설정된 기준온도를 초과하면, 온수모듈(40)의 출력을 제1기준출력보다 작은 제2기준출력으로 조절한다.[S13]

이때, 온수모듈(40)의 출수온도가 기설정된 기준온도 이상인 경우, 온수 생성 시 요구되는 열량도 줄어들기 때문에, 온수모듈(40)에 인가되는 출력도 줄어들 수 있다.

만약, S9 단계에서, 출수되는 온수가 첫잔이 아니라고 판단되면, 반복잔이라고 판단하고, 온수모듈(40)의 출력을 제1기준출력 및 제2기준출력보다 작은 제3기준출력으로 조절한다.[S11]

즉, 반복잔의 경우, 첫잔 대비, 온수 생성 시 요구되는 열량이 작아지기 때문에, 온수모듈(40)에 인가되는 출력도 줄어들 수 있다.

이후, 상기 온수모듈(40)의 출력은 피드백 방식으로 제어될 수 있다. 일 예로, 상기 온수모듈(40)은 PI제어 방식으로 제어된다.[S14]

한편, 출력 제어부(520)는 사용자에 의해 선택된 온수의 온도에 따라 온수모듈(40)의 출력을 조절할 수 있다.

상세히, 출력 제어부(520)는 사용자가 희망하는 출수온도가 높아지면, 온수모듈(40)에 공급되는 출력을 키우고, 사용자기 희망하는 출수온도가 낮아지면, 온수모듈(40)의 출력을 낮춘다.

또한, 출력 제어부(520)는 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 온도(입수온도)에 따라 온수모듈(40)의 출력을 조절할 수 있다.

상세히, 출력 제어부(520)는, 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 온도가 낮으면, 온수모듈(40)에 공급되는 출력을 키운다. 반면, 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 온도가 높으면, 온수모듈(40)에 공급되는 출력을 낮춘다.

변형 예로, 상기 밸브 제어부(520)는 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 온도가 낮으면, 온수 온도 확보를 위해 온수모듈(40)에 공급되는 정수의 양을 줄이고, 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 온도가 높으면, 과열 방지를 위해 온수모듈(40)에 공급되는 정수의 양을 키울 수도 있다.

또한, 상기 출력 제어부(520)는 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량 또는 유속에 따라 온수모듈(40)의 출력을 조절할 수 있다.

상세히, 출력 제어부(520)는, 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량 또는 유속이 낮으면, 온수모듈(40)에 공급되는 출력을 낮춘다. 반면, 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량 또는 유속이 높으면, 온수모듈(40)에 공급되는 출력을 키운다.

변형 예로, 온수모듈(40)의 출력이 고정된 상태에서, 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량 또는 유속을 키우거나, 낮추는 방식으로, 온수의 온도제어가 이루어질 수도 있다.

상세히, 상기 밸브 제어부(520)는 온수의 온도가 지나치게 높아져, 끓음(boiling) 발생 가능성이 있는 경우, 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량 또는 유속을 키우고, 온도가 지나치게 낮아져, 온수의 온도조건이 불만족스러울 가능성이 경우에는, 상기 온수모듈(40)로 유입되는 정수의 유량 또는 유속을 줄인다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 취출되는 온수가 첫잔인지, 반복잔인지 여부에 관계 없이, 사용자가 희망하는 온도의 온수를 제공할 수 있다. 또한, 온수가 유동하는 온수유로의 길이에 관계없이, 사용자가 희망하는 온도의 온수를 제공할 수 있다. 또한, 냉수, 정수, 온수를 하나의 유로 및 노즐을 통해 출수하더라도, 열손실 없이, 사용자가 희망하는 온도의 온수 및 냉수를 제공할 수 있다. 또한, 온수 탱크에서 물이 100℃ 이상으로 끓지 않도록 방지하고, 나아가, 출수노즐에서 고온의 온수가 노즐 주변으로 비산 하는 등의 문제를 방지할 수 있다.

Claims (20)

1. 외부에서 공급된 원수가 유동하는 원수 배관과, 상기 원수 배관을 따라 공급된 물을 정수로 정화시키는 필터와, 상기 필터를 통과한 정수가 유동하는 출수유로와, 상기 출수유로를 따라 공급된 정수를 유도가열 방식으로 가열하는 온수모듈과, 상기 온수모듈을 통과한 물이 유동하는 온수유로를 포함하고, 싱크대의 내부에 설치되는 언더싱크부; 및
   상기 온수유로에서 공급된 온수를 사용자에게 공급하는 출수노즐과, 상기 온수유로에서 공급된 물의 온도를 측정하는 온도센서, 및 하나의 입구와 복수의 출구를 구비하여, 출수되는 온수가 첫잔인지 여부에 따라 상기 온수유로에서 공급된 온수를 상기 출수노즐 측으로 공급하거나, 외측으로 드레인하는 유로전환밸브를 포함하고, 상기 출수노즐을 포함한 적어도 일부가 상기 싱크대의 외측에 설치되는 파우셋; 및
   상기 유로전환밸브의 개방 위치를 제어하는 밸브 제어부를 포함하고,
   상기 밸브 제어부는,
   출수되는 온수가 첫잔이면, 드레인이 선행된 후 출수노즐 측으로 온수가 공급되게 상기 유로전환밸브를 제어하고,
   출수되는 온수가 반복잔이면, 드레인 없이 출수노즐 측으로 온수가 공급되게 상기 유로전환밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 온수모듈은:
   정수가 통과되는 온수 탱크;
   상기 온수 탱크와 마주보는 위치에서 배치되고, 상기 온수 탱크를 유도 가열하기 위한 전자기력을 방출하는 워킹 코일;
   상기 워킹 코일의 중심을 기준으로 방사상으로 다수개가 배치되며, 상기 워킹 코일에서 발생되는 전자기력의 손실을 방지하는 페라이트 코어; 및
   상기 온수 탱크와 워킹 코일 및 페라이트 코어가 모듈 형태로 장착되는 마운팅 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 원수 배관 또는 출수 유로에는,
   상기 온수모듈 측으로 공급되는 물의 유량을 감지하는 유량센서, 또는 상기 온수모듈 측으로 공급되는 물의 유량을 조절하는 유량밸브, 또는 상기 온수모듈 측으로 공급되는 물의 유속을 조절하는 유속밸브, 또는 상기 온수모듈 측으로 공급되는 물의 유동을 단속하는 개폐밸브 중 적어도 어느 하나가 설치된 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 유로전환밸브는 상기 싱크대의 외측에 설치된 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 유로전환밸브는 상기 싱크대의 내측에 설치된 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 온도센서는 상기 유로전환밸브의 내측에 설치된 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 온수모듈의 출력을 제어하는 출력 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치.
   
9. 사용자로부터 설정온도의 온수출수 명령이 입력되는 단계;
   온도센서에서, 온수유로를 따라 유로전환밸브로 유입되는 온수의 온도를 감지하는 단계;
   온수모듈의 예열이 진행되는 단계;
   출수되는 온수가 첫잔인지 여부를 판단하는 단계;
   출수되는 온도가 첫잔이면, 밸브 제어부에서, 온수의 실시간 온도와 상기 설정온도를 비교하여, 드레인 시간을 결정하는 단계;
   상기 결정된 시간만큼 유로전환밸브에서 드레인이 진행되는 단계; 및
   상기 드레인 완료 후, 유로전환밸브에서 출수노즐 측으로 온수가 공급되는 단계를 포함하고,
   출수되는 온수가 첫잔인지 여부는,
   상기 온수모듈 이전의 출수유로의 수온과, 상기 온수유로의 수온의 차이에 따라 결정되거나, 상기 온수모듈의 가열동작 이후 경과된 시간에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
   
10. 제 9항에 있어서,
    상기 온도 비교 단계에서, 상기 온수의 실시간 온도와 설정온도의 차이가 기설정된 기준값 이하인 경우,
    상기 유로전환밸브에서, 기설정된 제1시간 동안 드레인이 진행되는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
11. 제 9항에 있어서,
    상기 온도 비교 단계에서, 상기 온수의 실시간 온도와 설정온도의 차이가 기설정된 기준값을 초과한 경우,
    상기 유로전환밸브에서, 기설정된 제1시간 동안 드레인이 진행된 후, 추가로 드레인이 진행되는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,
    상기 드레인이 진행되는 동안, 상기 온도센서에서 감지된 온수의 실시간 온도가 설정온도에 도달하면, 상기 유로전환밸브에서 드레인을 중지하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
13. 제 9항에 있어서,
    상기 드레인 완료 후, 상기 출수노즐 측으로 온수가 공급되면,
    상기 온수모듈의 출력을 제어하는 출력 제어부에서, 상기 온수모듈의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 온수모듈의 출력 제어는,
    상기 온수모듈의 출력을 기설정된 고정출력으로 제어하는 단계와,
    출수되는 온수가 첫잔인지 여부를 판단하는 단계, 및
    상기 출수되는 온수가 첫잔이면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력 또는 제2기준출력으로 조절하고, 출수되는 온수가 첫잔이 아니면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력 및 제2기준출력보다 작은 제3기준출력으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
15. 제 13항에서,
    상기 온수모듈의 출력제어는,
    상기 온수모듈의 출수온도가 기설정된 기준온도를 초과했는지 여부를 판단하는 단계와,
    온수모듈의 출수온도가 기설정된 기준온도 이하면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력으로 조절하고, 상기 온수모듈의 출수온도가 기설정된 기준온도를 초과하면, 온수모듈의 출력을 제1기준출력보다 작은 제2기준출력으로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
16. 제 13항에 있어서,
    상기 온수모듈의 출력제어는,
    상기 온수모듈로 유입되는 정수의 온도와 반비례하여 제어되는 것을 특징으로하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
17. 제 13항에 있어서,
    상기 온수모듈의 출력제어는,
    상기 온수모듈로 유입되는 정수의 유량 또는 유속과 비례하여 제어되는 것을 특징으로하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
18. 제 13항에 있어서,
    상기 온수모듈의 출력제어는,
    상기 온수모듈에서 출수된 온수의 온도에 따라서 피드백 제어되는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
19. 제 9항에 있어서,
    상기 드레인이 진행되거나, 상기 출수노즐 측으로 온수가 공급되면,
    상기 온수모듈로 유입되는 정수의 유량 또는 유속을 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 디스펜싱 장치의 제어방법.
    
20. 삭제

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