KR200438878Y1 - 정수기용 순간 온수 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정수기용 순간 온수 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 정수기를 컴팩트한 크기로 만들 수 있도록 하고 정수기에서 소모되는 에너지를 절약할 수 있으며 정수기의 제조 단가를 낮출 수 있는 정수기용 순간 온수 공급장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 고안의 정수기용 순간 온수 공급장치는, 정수를 저장하는 정수탱크; 정수탱크의 아래에 설치되어 정수탱크로부터 정수를 공급받는 'U'자 형상의 가열관; 가열관을 따라 가열관의 외부면에 접촉되도록 설치되어 가열관 내부의 정수를 가열하는 가열부재; 및 정수탱크와 가열관 사이에 설치되어 가열관으로 정수를 선택적으로 공급하는 체크밸브;를 구비하고, 체크밸브는 가열관과 정수탱크를 연결하는 연결관; 내부면에 형성된 돌출부와, 돌출부 아래에 수증기 기포가 빠져나갈 수 있도록 형성된 기포 배출구를 포함하고, 연결관의 내부에 설치되는 밸브 몸체; 및 상부와 하부의 압력에 따라 밸브 몸체 내부에서 상하로 이동되고, 하부쪽으로 이동된 경우에 돌출부에 걸릴 수 있는 걸림부와, 상부쪽으로 이동된 경우에 돌출부에 걸리면서 정수의 이동경로를 막는 본체부를 포함하는 플로트;를 구비하여, 가열관 내부의 정수가 가열되어 수증기 기포가 형성되면 수증기 기포에 의하여 플로트가 상부쪽으로 이동되어 상기 이동경로가 막힘과 동시에 기포 배출구를 통하여 수증기 기포가 상부쪽으로 배출되고, 수증기 기포가 배출된 후에는 플로트가 하부쪽으로 이동되어 정수의 이동경로가 개방된다.

정수기, 순간 온수

Description

정수기용 순간 온수 공급장치{Supplying apparatus of instant hot water for water purifier}

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기용 순간 온수 공급장치의 주요 구성을 보여주는 도면.

도 2와 도 3은 각각 도 1의 순간 온수 공급장치의 체크밸브가 작동되는 것을 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 정수탱크 20 : 가열관

30 : 가열부재 40 : 정수의 이동경로

50 : 체크밸브 60 : 온수 저장부

70 : 취수구

100 : 정수기용 순간 온수 공급장치

본 고안은 정수기용 순간 온수 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 정수기를 컴팩트한 크기로 만들 수 있도록 하고 정수기에서 소모되는 에너지를 절약할 수 있으며 정수기의 제조 단가를 낮출 수 있는 정수기용 순간 온수 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기는 수돗물과 같은 원수를 정수하여 사용자에게 정수와 냉/온수 등을 공급하는 장치이다. 정수기는 원수를 정수하는 필터부와, 정수를 저장하는 정수 탱크와, 정수를 가열하여 저장하는 온수 탱크와, 정수를 냉각시켜 저장하는 냉수 탱크 등을 구비한다. 온수 탱크에는 정수를 가열하기 위한 히터가 구비되고, 냉수 탱크에는 정수를 냉각시키기 위한 냉각부재가 구비된다.

정수기의 상기 구성 요소들 중에서 온수 탱크는 정수탱크로부터 정수를 공급받은 후, 내장된 히터를 이용하여 정수를 미리 정해진 온도로 가열하여 저장한다.

히터를 이용하여 온수 탱크 내부의 정수를 가열하여 온수를 얻기 위해서는 온수 탱크를 채우고 있는 정수의 전체를 설정온도, 예를 들어 87-93℃가 될 때까지 가열하여야 취수시 설정된 온도의 온수를 얻을 수 있다. 이러한 방법은 많은 에너지가 필요할 뿐만 아니라, 가열된 정수의 온도를 유지하는 데에도 많은 에너지가 소모된다는 문제점이 있다. 또한, 온수탱크 내부에 수용된 일정한 용량의 정수를 정해진 온도까지 가열하기 위해서는 시간이 많이 필요하고, 따라서 한꺼번에 많은 양의 온수가 필요한 경우에는 적정한 온도의 온수를 취수하기 어렵다는 문제점이 있다.

아울러, 히터를 이용하여 온수 탱크 내부의 정수를 가열하여 온수를 얻는 것은 정수기 내에서 온수 탱크와 히터 등과 같은 온수를 제조하기 위한 장치가 공간을 많이 차지하기 때문에 정수기를 컴팩트하게 만들 수 없도록 한다는 문제점을 가 지고 있다.

본 고안은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 정수기를 컴팩트한 크기로 만들 수 있도록 하고, 정수기에서 소모되는 에너지를 절약할 수 있으며, 정수기의 제조 단가를 낮출 수 있는 정수기용 순간 온수 공급장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안에 따른 정수기용 순간 온수 공급장치는, 정수를 저장하는 정수탱크; 정수탱크의 아래에 설치되어 정수탱크로부터 정수를 공급받는 'U'자 형상의 가열관; 가열관을 따라 가열관의 외부면에 접촉되도록 설치되어 가열관 내부의 정수를 가열하는 가열부재; 및 정수탱크와 가열관 사이에 설치되어 가열관으로 정수를 선택적으로 공급하는 체크밸브;를 구비하고, 체크밸브는, 가열관과 정수탱크를 연결하는 연결관; 내부면에 형성된 돌출부와, 돌출부 아래에 수증기 기포가 빠져나갈 수 있도록 형성된 기포 배출구를 포함하고, 연결관의 내부에 설치되는 밸브 몸체; 및 상부와 하부의 압력에 따라 밸브 몸체 내부에서 상하로 이동되고, 하부쪽으로 이동된 경우에 돌출부에 걸릴 수 있는 걸림부와, 상부쪽으로 이동된 경우에 돌출부에 걸리면서 정수의 이동경로를 막는 본체부를 포함하는 플로트;를 구비하여, 가열관 내부의 정수가 가열되어 수증기 기포가 형성되면 수증기 기포에 의하여 플로트가 상부쪽으로 이동되어 상기 이동경로가 막힘과 동시에 기포 배출구를 통하여 수증기 기포가 상부쪽으로 배출되고, 수증기 기포가 배출된 후에 는 플로트가 하부쪽으로 이동되어 정수의 이동경로가 개방된다.

바람직하게, 가열관의 끝단과 취수구 사이의 배관 중 적어도 어느 한 부분은 정수탱크의 만수위보다 위에 배치된다.

바람직하게, 정수기용 순간 온수 공급장치는 가열관과 취수구 사이에 설치되어 가열관으로부터 이동된 온수를 저장하고 배기구가 형성된 온수 저장부를 더 구비한다.

더욱 바람직하게, 가열관으로부터 이동된 온수가 온수 저장부로 유입되는 유입구는 정수탱크의 만수위보다 위에 형성된다.

여기에서, 정수기용 순간 온수 공급장치는, 온수 공급의 필요성 유/무에 따라 가열부재에 전원을 선택적으로 공급하고 정수를 가열 중이거나 정수의 가열이 완료되면 표시부를 통하여 사용자에게 알리는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.

여기에서, 가열부재는 가열관을 따라 가열관에 접촉되도록 설치되고 내부에는 전열선이 설치된 선형히터인 것이 바람직하다.

이하, 본 고안에 따른 정수기용 순간 온수 공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대 변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기용 순간 온수 공급장치의 주요 구성을 보여주는 도면이고, 도 2와 도 3은 각각 순간 온수 공급장치의 체크밸브가 작동되는 것을 보여주는 단면도이다.

도면을 참조하면, 정수기용 순간 온수 공급장치(100)는 정수탱크(10)와, 정수탱크(10)로부터 공급된 정수가 이동되는 통로인 가열관(20)과, 가열관(20)의 정수를 가열하는 가열부재(30)와, 정수탱크(10)와 가열관(20) 사이에 설치된 체크밸브(50)를 구비한다.

정수탱크(10)는 필터부(미도시)에서 정수된 정수를 저장한다. 정수탱크(10)는 하부에 마련된 유출구(12)를 통하여 정수를 가열관(20)으로 공급한다. 바람직하게, 정수탱크(10)의 상부에는 배기관(14)이 연결된다. 배기관(14)에 관해서는 아래에서 설명된다.

가열관(20)은 정수탱크(10)의 아래에 설치되는 'U'자 형상의 관으로서, 정수탱크(10)로부터 공급된 정수가 이동되는 통로이다. 가열관(20)의 한쪽 끝단은 체크밸브(50)에 연결되고, 다른쪽 끝단은 온수 저장부(60) 또는 취수구(70)에 연결된다. 도면은 가열관(20)의 다른쪽 끝단이 온수 저장부(60)에 연결된 것을 보여주고 있으나, 가열관(20)의 다른쪽 끝단이 취수구(70)에 연결될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

가열관(20)은 열전도율이 높은 소재 예를 들면, 알루미늄으로 만들어지는 것 이 바람직하다. 가열관(20)은 브라켓(22)에 의하여 정수기에 고정된다. 바람직하게, 가열관(20)에는 수온을 측정하기 위한 수온 검출센서(미도시)가 설치된다.

가열부재(30)는 가열관(20)을 따라 가열관(20)의 외부면에 접촉되도록 설치되어 가열관(20) 내부의 정수를 가열한다. 가열부재(30)는 내부에 전열선이 설치된 선형히터인 것이 바람직한데, 이것은 가열부재(30)가 가열관(20)의 길이방향을 따라 가열관(20)의 외부면에 접촉되도록 설치됨으로써 정수기 내에서 차지하는 공간을 최소화하기 위해서이다. 전열선으로는 코일형 전열선 또는 봉형 전열선 등이 사용될 수 있다.

바람직하게, 가열부재(30)는 일정한 온도 이상이 되면 전원을 차단하는 퓨즈(32) 또는 바이메탈(33)을 구비한다.

이와 같이, 순간 온수 공급장치(100)는 'U'자 형상의 가열관(20)과 선형히터(30)를 이용하여 온수를 만들기 때문에 정수기의 크기를 대폭 줄일 수 있도록 한다. 즉, 정수기를 컴팩트한 크기로 만들 수 있도록 한다. 종래의 정수기는 온수탱크와, 온수탱크 내부의 정수를 가열하기 위한 대용량의 히터가 필요하였는데, 순간 온수 공급장치(100)는 온수탱크와 상기 히터가 필요하지 않도록 한다. 또한, 온수탱크가 필요하지 않게 함으로써 정수기의 제조 단가를 낮출 수 있도록 한다.

아울러, 종래의 정수기는 온수탱크에 저장된 정수를 가열하여 온수를 만들고, 만들어진 온수의 온도를 유지하기 위하여 히터를 주기적으로 작동시켜야 했는데, 본 고안인 순간 온수 공급장치(100)는 필요한 경우에 필요한 양만큼의 정수를 가열하여 온수를 만들기 때문에 에너지를 절약할 수 있다.

체크밸브(50)는 정수 탱크(10)와 가열관(20) 사이에 설치되어 가열관(20)으로 정수가 선택적으로 공급되도록 한다.

체크밸브(50)는 밸브 몸체(54)와, 밸브 몸체(54) 내부에서 상하로 이동되면서 정수를 공급하거나 차단하는 플로트(57)를 구비한다.

밸브몸체(54)는 내부면에 형성된 돌출부(54a)와, 돌출부(54a) 아래에 수증기 기포가 빠져나갈 수 있도록 형성된 기포 배출구(54b)를 포함한다. 밸브몸체(54)는 정수탱크(10)와 가열관(20)을 연결하는 연결관(52) 내부에 설치된다. 연결관(52)은 양 끝단에 유출구(12)와 가열관(20)의 연결이 용이하도록 연질 재질, 바람직하게는 배관상에 플로트(57)의 설치가 용이한 실리콘으로 만들어진다.

돌출부(54a)는 밸브몸체(54)의 내부에 돌출된 부분으로서, 플로트(57)의 상하 이동을 가이드한다. 기포 배출구(54b)는 정수가 가열되어 생긴 수증기 기포가 배출될 수 있도록 돌출부(54a) 아래에 형성된 관통구멍이다. 기포 배출구(54b)에는 실리콘 재질인 연결관(52)과 밸브몸체(54) 사이의 표면 장력이 작용하기 때문에 기포 배출구(54b)를 통하여서는 정수가 거의 유입되지 않는다.

플로트(57)는 상부와 하부의 압력에 따라 밸브 몸체(54) 내부에서 상하로 이동된다. 플로트(57)는 걸림부(57a)와 본체부(57b)를 구비한다.

걸림부(57a)는 플로트(57)가 하부쪽으로 이동된 경우에 돌출부(54a)에 걸림으로써 플로트(57)의 이동을 정지시킨다. 바람직하게, 걸림부(57a)는 네 개의 가지가 '+' 형상으로 형성된 구조를 가진다.

본체부(57b)는 플로트(57)가 상부쪽으로 이동된 경우에 돌출부(54a)에 걸리 면서 정수의 이동경로(40)를 막음으로써 정수의 유입을 차단한다. 바람직하게, 본체부(57b)는 구(球) 형상을 가진다.

가열관(20) 내부의 정수가 가열되어 수증기 기포가 형성되고 수증기 기포가 플로트(57) 하부쪽에 모이게 되면, 하부쪽의 압력이 상부쪽의 압력보다 크게 되어 도 3에 나타난 바와 같이 본체부(57b)가 돌출부(54a)에 의하여 정지될 때까지 상부쪽으로 이동하게 된다. 본체부(57b)가 돌출부(54a)에 의하여 정지될 때까지 상부쪽으로 이동하게 되면 본체부(57b)에 의하여 정수의 이동경로(40)가 막힘과 동시에 기포 배출구(54b)를 통하여 수증기 기포가 상부쪽으로 배출된다.

수증기 기포가 기포 배출구(54b)를 통하여 배출되면 플로트(57) 상부쪽의 압력이 하부쪽의 압력보다 커지게 되므로, 도 2에 나타난 바와 같이 플로트(57)는 걸림부(57a)가 돌출부(54a)에 걸릴 때까지 하부쪽으로 이동된다. 플로트(57)가 하부쪽으로 이동되면 정수의 이동경로(40)가 개방되기 때문에 정수탱크(10)의 정수가 가열관(20)으로 유입된다.

정수가 가열관(20)으로 유입되면 가열관(20) 내부에 있던 가열된 정수 즉, 온수는 새로 유입된 정수의 압력과, 위쪽으로 향하는 수증기 기포, 정수탱크(10)의 수압 등에 의하여 온수 저장부(60)로 이동된다. 이와 같이, 온수는 가열관(20)로부터 연속적으로 배출되는 것이 아니라 간헐적으로 배출된다.

한편, 도면에서 온수 저장부(60)의 유입구(62)가 정수탱크(10)의 만수위보다 높은 위치에 있지만, 온수는 새로 유입된 정수의 압력과 위쪽으로 이동되는 수증기 기포 등에 의하여 온수 저장부(60)로 이동될 수 있다. 가열관(20)이 직접 취수 구(70)와 연결된 경우에도, 동일한 원리에 의하여, 취수구(70)가 정수탱크(10)의 만수위보다 높게 형성될 수 있다.

이와 같이, 순간 온수 공급장치(100)는 간단하고 단순한 구조의 체크밸브(50)를 이용하여 정수를 공급/차단함으로써 정수기의 제조 단가를 낮출 수 있도록 한다.

온수가 온수 저장부(60)로 이동되면 새로 유입된 정수가 가열관(20) 내부에서 가열부재(30)에 의하여 가열된다.

온수 저장부(60)는 가열관(20)으로부터 이동된 온수를 일정량 저장한 후 취수구(70)로 배출함으로써 온수가 연속적으로 공급되도록 한다.

온수 저장부(60)는 온수가 유입되는 유입구(62)와, 온수가 배출되는 배출구(64) 및, 온수가 원활히 배출되도록 하기 위한 배기구(66)를 구비한다.

전술한 바와 같이, 유입구(62)는 정수탱크(10)의 만수위보다 높게 형성될 수 있다. 다시 말해, 가열관(20)의 끝단과 취수구(70) 사이의 배관 중 적어도 어느 한 부분이 정수탱크(10)의 만수위보다 위에 배치되면 순간온수 공급장치(100)가 작동하지 않는 경우에 정수탱크(10)의 정수가 임의로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

배기구(66)는 외부와 연통됨으로써 온수가 배출구(64)를 통하여 원활히 배출되도록 한다. 바람직하게, 배기구(66)는 배기관(14)에 의하여 정수 탱크(10)와 연통된다.

한편, 정수기용 순간 온수 공급장치(100)는 작동상태를 표시하는 표시부(미도시)를 구비할 수 있다. 바람직하게, 표시부는 가열관(20)에서 정수가 가열되는 중임을 알리는 온수 동작램프(미도시)와, 정수 가열이 완료되었음을 알리는 온수 완료램프(미도시)이다. 또한, 동일한 기능을 비프(beep, 효과음)를 통해 사용자에게 알릴 수도 있다.

온수 동작램프와 온수 완료램프는 제어부에 의하여 작동된다. 수온검출센서에 의하여 측정된 수온이 미리 정해진 온도보다 낮은 경우 즉, 정수가 가열되는 중에는 제어부에 의하여 온수 동작램프가 점멸되고, 수온이 미리 정해진 온도에 도달하거나 그 이상인 경우 즉, 정수 가열이 완료되면 제어부에 의하여 온수 완료램프가 점멸된다.

그러면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기용 순간 온수 공급장치(100)의 작동 과정을 설명하기로 한다.

먼저, 온수가동 스위치(미도시)가 온(on)되면 가열부재(30)가 작동되어 가열관(20) 내부의 정수가 가열된다. 정수가 가열되는 동안에는 온수 동작램프가 점멸된다. 가열부재(30)는 온수가동 스위치에 의하여 작동 개시될 수 있을 뿐만 아니라, 취수구(70)에 배치된 컵(미도시)을 감지하는 센서(미도시) 등에 의하여 작동 개시될 수도 있다.

가열부재(30)에 의하여 정수가 가열되면 수증기 기포가 발생하여 플로트(57)의 하부쪽에 모이게 되고, 정수가 약 80-90℃로 가열되면 플로트(57)의 하부쪽에 모인 수증기 기포에 의하여 플로트(57) 하부쪽의 압력이 상부쪽의 압력보다 크게 되기 때문에 플로트(57)가 상부쪽으로 이동하게 되어 정수의 이동경로(40)를 막게 된다. 이와 동시에 기포 배출구(54b)를 통하여 수증기 기포가 배출된다. 한편, 정 수가 약 80-90℃로 가열되면 온수 완료램프가 점멸됨으로써 온수 공급 준비가 완료되었음을 사용자에게 알린다.

수증기 기포가 배출되고 나면 플로트(57)가 하부쪽으로 이동하게 되고, 플로트(57)가 하부쪽으로 이동하게 되면 정수의 이동경로(40)가 개방되기 때문에 가열관(20)으로 새로운 정수가 유입된다. 가열관(20) 내부에서 80-90℃로 가열된 정수 즉, 온수는 새로 유입된 정수와, 위쪽으로 이동되는 수증기 기포 및, 정수탱크(10)의 수압에 의하여 온수 저장부(60)로 이동된다. 한편, 가열관(20)으로 새로 유입된 정수는 가열부재(30)에 의하여 가열된다.

온수 저장부(60)로 이동된 온수는 온수의 수위가 배출구(64) 높이에 도달하면 배출구(64)를 통하여 취수구(70)로 배출된다. 사용자가 온수가동 스위치를 온(on) 시킨 후 취수구를 통하여 80-90℃도 정도의 온수를 취수하기까지는 대략 10초 정도의 시간이 소요될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 정수기용 순간 온수 공급장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 온수 제공기능을 가진 정수기를 컴팩트한 크기로 만들 수 있도록 한다.

둘째, 온수 제공기능을 가진 정수기에서 소모되는 에너지를 절약할 수 있도록 한다.

셋째, 온수 제공기능을 가진 정수기의 제조 단가를 낮출 수 있도록 한다.

Claims (6)

1. 정수를 저장하는 정수탱크;

   정수탱크의 아래에 설치되어 정수탱크로부터 정수를 공급받는 'U'자 형상의 가열관;

   가열관을 따라 가열관의 외부면에 접촉되도록 설치되어 가열관 내부의 정수를 가열하는 가열부재; 및

   정수탱크와 가열관 사이에 설치되어 가열관으로 정수를 선택적으로 공급하는 체크밸브;를 구비하고,

   체크밸브는,

   가열관과 정수탱크를 연결하는 연결관;

   내부면에 형성된 돌출부와, 돌출부 아래에 수증기 기포가 빠져나갈 수 있도록 형성된 기포 배출구를 포함하고, 연결관의 내부에 설치되는 밸브 몸체; 및

   상부와 하부의 압력에 따라 밸브 몸체 내부에서 상하로 이동되고, 하부쪽으로 이동된 경우에 돌출부에 걸릴 수 있는 걸림부와, 상부쪽으로 이동된 경우에 돌출부에 걸리면서 정수의 이동경로를 막는 본체부를 포함하는 플로트;를 구비하여, 가열관 내부의 정수가 가열되어 수증기 기포가 형성되면 수증기 기포에 의하여 플로트가 상부쪽으로 이동되어 상기 이동경로가 막힘과 동시에 기포 배출구를 통하여 수증기 기포가 상부쪽으로 배출되고, 수증기 기포가 배출된 후에는 플로트가 하부쪽으로 이동되어 정수의 이동경로가 개방되는 것을 특징으로 하는 정수기용 순간 온수 공급장치.
2. 제1항에 있어서,

   가열관의 끝단과 취수구 사이의 배관 중 적어도 어느 한 부분은 정수탱크의 만수위보다 위에 배치된 것을 특징으로 하는 정수기용 순간 온수 공급장치.
3. 제1항에 있어서,

   가열관과 취수구 사이에 설치되어 가열관으로부터 이동된 온수를 저장하고 배기구가 형성된 온수 저장부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 정수기용 순간 온수 공급장치.
4. 제3항에 있어서,

   가열관으로부터 이동된 온수가 온수 저장부로 유입되는 유입구는 정수탱크의 만수위보다 위에 형성된 것을 특징으로 하는 정수기용 순간 온수 공급장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   온수 공급의 필요성 유/무에 따라 가열부재에 전원을 선택적으로 공급하고, 정수를 가열 중이거나 정수의 가열이 완료되면 표시부를 통하여 사용자에게 알리는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 정수기용 순간 온수 공급장치.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   가열부재는 가열관을 따라 가열관에 접촉되도록 설치되고 내부에는 전열선이 설치된 선형히터인 것을 특징으로 하는 정수기용 순간 온수 공급장치.

Images