KR200450213Y1 - 정수기의 급수 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정수기의 급수 제어장치에 관한 것으로 더 상세하게는 저수조의 밸브를 개폐하여 급수를 제어하는 플로터의 작동이 비교적 단순하면서도 저수조 수위에 따라 단계적이면서도 이중으로 작동하여 수위 제어에 대한 신뢰성이 확보되도록 하고, 밸브의 급수제어 작동은 플로터에 연동 되어 수위에 응답하여 단계적으로 작동되도록 함으로써 물 넘침에 의한 전기 누전, 감전사고 등의 정수기 사용 안전성 문제를 개선하기 위한 급수 제어장치에 관한 것이다.
본 고안은, 급수구(31)를 따라 설치되어 정화된 물을 저수조(33)로 급수하는 유로(34)가 개설되고 일단에 상하 방향으로 이동하는 스템(35)을 갖으며, 그 스템(35)의 헤드부(36) 위치에 따라 유로(34)를 개폐하기 위하여 스프링(37)에 의해 탄지된 다이아프램(38)을 포함하는 밸브체(40); 상기 밸브체(40)의 스템(35)을 움직여서 유로(34)를 개폐하기 위하여 스템(35)에 직접 기구적으로 접촉하는 아암(41)을 갖으며 회전 가능한 힌지(42)로 결합 되는 작동 로드(43); 상기 작동 로드(43)에 최소한 한 개 이상 장착되어 저수조(33) 내부 수위 변동에 따라 작동 로드(43)의 아암(41)을 상하 방향으로 움직여 주는 플로터(44); 상기 저주조(33) 내부를 포함한 밸브체(40) 주변부에 설치되어 저수조(33) 내 만수위를 경보 하기 위한 마이크로스위치(45)를 설치하고, 그 마이크로스위치(45)를 작동 로드(43)의 위치에 따라 개폐하기 위하여 작동 로드(43)의 작동 영역에서 움직이는 스위칭 로드(46)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정수기의 급수 제어장치{A CONTROL APPARATUS OF WATER SUPPLY FOR WATER PURIFIER}

본 고안은 정수기의 급수 제어장치에 관한 것으로 더 상세하게는 저수조의 밸브를 개폐하여 급수를 제어하는 플로터의 작동이 비교적 단순하면서도 저수조 수위에 따라 단계적이면서도 이중으로 작동하여 수위 제어에 대한 신뢰성이 확보되도록 하고, 밸브의 급수제어 작동은 플로터에 연동 되어 수위에 응답하여 단계적으로 작동되도록 함으로써 물 넘침에 의한 전기 누전, 감전사고 등의 정수기 사용 안전성 문제를 개선하기 위한 급수 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 냉수 전용 또는 냉수와 온수를 선택적으로 추출할 수 있는 냉,온수 겸용 정수기로 구성되어 진다.

냉,온수 정수기는, 도 1과 같이, 외부측 원수라인 및 그 급수구(10)와, 급수구(10)로부터 공급되는 물을 정수 처리하는 정수필터(11)와, 정수필터(11)를 통해 정수된 물을 저장하는 저수조(12)와, 저수조(12)에 설치되어 물의 급수를 조절하는 급수조절부(13)로 이루어지며, 냉수와 온수를 선택적으로 출수 시키기 위하여 저수조(12)를 냉,온수로 분리하고 저수조(12)의 하부 측을 냉수조로 분리하는 분리판, 냉수조의 물을 출수하기 위한 냉수콕크, 저수조(12)의 물을 가온시키기 위하여 저수조(12)로부터 물을 공급받아 저장하는 온수조 및 온수조 내부 물을 출수시키는 온수콕크를 포함한다.

정수기는 외부의 원수라인과 연결된 급수구(10)를 통해 입수되는 원수를 다수개의 필터로 만든 정수필터(11)로 통과시켜 여과 처리한 후 유입관(14)을 통해 저수조(12)로 유입시켜 저장한 뒤 냉수콕크 또는 온수콕크를 통해 냉수나 온수를 선택적으로 출수한다.

저수조(12) 내에는 정수 된 물의 공급 수위에 따라 급수를 제어하기 위한 급수조절부가 설치된다. 급수조절부(13)는, 유입된 정수 된 물의 수위를 조절하기 위하여 볼탑(14)이 설치되고, 그 볼탑(14)은 유입관(14)을 통과하는 정수 된 물에 의해 연동 되며 상기 저수조(12)의 커버(15) 일측에 관통되도록 설치된 밸브(16)와 그 밸브(16)의 하단에 연결 로드(17)에 의해 결합 되어 저수조(12) 내 수위 변동에 따른 부상력으로 밸브(16)를 개폐하는 플로터(18)를 포함한다.

여기서 연결 로드(17)는 밸브(16)의 하단에 힌지로 결합 되어 절곡된 상태로 구성되어 플로터(18)의 이동에 따라 밸브(16)를 직접 개폐하도록 되어 있다. 즉 플로터(18)는 정수된 물의 수면을 따라 이동하면서 연결 로드(17)를 힌지를 중심으로 가동시키고 연결 로드(17)는 밸브(16)를 작동시키는데, 저수조(12) 수면이 기준 수면 이하이면, 물에 떠 있는 플로터(18)는 연결 로드(17)를 하부 방향으로 회전시켜 밸브(16)를 개방하여 물이 공급되도록 하고, 이와 반대로 물이 저수조(12) 안으로 공급되어 저수조(12) 내부 물이 차 올라 수위가 만수위 근처에 이르면 플로터(18)는 저수조(12) 내부 수면을 따라 상승되어 연결 로드(17)를 힌지를 중심으로 상부측으로 회전시켜 밸브(16)를 닫게 된다.

저수조(12) 내 수위를 정밀하면서도 신뢰성 있는 상태로 제어하기 위하여 보다 복잡하면서도 정교한 제어장치를 사용하는 것도 가능하지만 저수조(12) 내부 수위 변동에 따라 연동적으로 작동되는 기구적 제어장치를 필요로 하고, 작동 기구들의 부피를 무한정 크게 할 수 없을뿐더러 제어장치의 부피 증가는 저수조의 전체 부피를 증가시키게 되므로 최소의 공간에서 작동 에러가 적은 급수 제어장치를 필요로 하였으며, 이를 고려한 플로터 방식의 급수 제어장치가 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 정수기의 저수조 내 급수 조절 및 제어장치는 '볼탑'으로 불리워지는 단동형 플로터 방식으로써, 수위 변동에 응답하여 연결 로드(17)를 통해 밸브를 직접 작동시키는 방식이므로 플로터(18)에 결함이 생기면 정상적인 작동이 불가능하여 물이 저수조(12)를 채워 흘러넘쳐서 전기장치를 비롯한 각종 전장부품을 손상시키고 전기 누전을 발생시켜 감전사고 등의 원인이 되는 등 사용 안정성을 확보하지 못했다.

플로터(18)는 통상 수면에서 부력으로 뜰 수 있도록 내부가 공기 주머니 형으로 비워진 통 형상으로 비교적 무게가 가벼운 합성수지재질로 제작되는데 설치 위치가 항상 물에 접촉하는 저수조(12) 내부 수면이고, 수면 위에서 항상 물의 온도 영향을 받아 수축 팽창을 반복하게 됨으로써 플로터(18)가 쭈그러들거나 균열이 발생 되어 내부에 물이 스며들면 부력이 없어져 정상적인 작동이 불가능하여 밸브(16)를 작동시키지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 일반적인 급수제어 장치의 문제점을 개선하기 위한 이중 플로트 밸브가 미국특허 등록번호 제6,089,258호에 개시되어 있다. 이 기술은 2개의 부구에 의해 밸브가 2단으로 작동되도록 한 것으로 밸브장치에 물이 유입되는 입수관과 제1,2밸브장치 및 출수관이 연직방향으로 일렬 구성으로 되어 있어 비교적 좁은 공간에 배치되어야 하는 소형 물탱크에 적용 시 물 담수 능력을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한 제1밸브가 고장을 일으키면 제2밸브가 제1밸브의 역할을 대신 수행하나 사용자가 고장을 인지할 수 없는 저수조 내부에서 발생 되는 고장이므로 제2밸브 마져 고장을 일으키면 단동형과 똑같은 물 넘침이 발생 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위한 또 다른 '이중 플로트 밸브'가 알려져 있다. 이 기술은, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제555987호에 개시되어 있다.

상기 기술 내용은, '연속적으로 공급되는 물탱크 내의 수위를 감지하여 적정수위를 유지시켜 주도록 하는 이중 플로트 밸브에 관한 것으로, 부구와 상기 부구의 부력에 의해 작동되어 유입관로를 개폐하는 밸브개폐작동부를 구비하는 플로트 밸브에 있어서, 상기 물탱크의 내부에 각각 설치되며, 수위 단계별로 차등 작동되도록 감지 수위의 높이가 각각 다르게 설정된 2개의 주,보조작동레버를 포함하는 부구A, B와, 상기 부구A, 부구B에 의해 각각 작동되어 물의 유입관로를 개폐하도록 이중 제어기능을 하는 주작동밸브와 보조작동밸브로 된 밸브개폐작동부와, 상기 주작동밸브와 보조작동밸브가 삽입 설치되어 작동되는 주작동밸브실과 보조작동밸브실을 형성하며, 상부와 하부로 각각 분리 결합되는 밸브몸체 상부커버 및 밸브몸체 하부커버와, 상기 밸브몸체 상부 및 하부커버의 사이에 끼워져 기밀성을 갖도록 하는 밀폐패킹을 포함하고, 상기 주작동밸브는, 1차 수위감지로서 상기 물탱크 내의 수위 상승시 상기 부구A의 부력에 의해 주작동레버가 밀어 올려짐으로써 유입관로를 폐쇄하는 주작동피스톤을 갖고, 상기 보조작동밸브는, 상기 주작동밸브의 작동 오류에 의해 상기 물탱크 내의 수위가 계속적으로 상승할 경우에, 2차 수위감지로서 부구B의 부력에 의해 보조작동레버가 잡아 당겨짐으로써 유출관로를 폐쇄하는 보조작동피스톤'을 갖는 것이다.

그러나, 상기 기술은 동일한 방식의 밸브를 이중으로 설치한 것으로 물탱크의 내부에 각각 설치되어 수위 단계별로 차등 작동되도록 감지 수위의 높이가 각각 다르게 설정된 2개의 주,보조작동레버를 포함하는 부구A, B, 상기 부구A, 부구B 에 의해 각각 작동되는 주작동밸브와 보조작동밸브, 주작동밸브실과 보조작동밸브실, 밸브몸체 상부커버 및 밸브몸체 하부커버, 주작동피스톤을 갖는 주작동밸브 및 보조작동피스톤을 갖는 보조작동밸브를 포함하여 복잡한 기구들에 의해 물탱크 내 수위 급수를 제어하는 기술로서, 급수구의 후단에서 부구의 힘으로만 급수를 차단하게 되므로 급수 제어를 위하여 지나치게 큰 부구와 많은 부품이 필요한 문제점이 있었다.

또한, 급수제어를 위하여 이중 밸브의 구성을 위한 공간이 확보되어야 하므로 전체 저수조(물탱크)의 공간을 증가시켜 전체 냉온수기의 부피를 크게 설계하여야 하므로 소형 냉,온수기에 적용하기는 부적합하였고 마찬가지로 두 개의 커다란 플로터(부구)를 사용하므로 저수조 내 물 담수 능력을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 주 작동밸브와 보조 작동밸브를 수평 방향으로 나란히 설치한다 하여도 저수조의 높이를 줄일 수 있는 장점은 있으나 동일하게 작동 에러를 일으킬 가능성이 있으므로 급수제어 불능 상태를 안정적으로 해결하지는 못했으며 보조작동 밸브까지 고장을 일으킬 경우 물 넘침 현상이 발생한다.

본 고안은 이러한 종래 정수기 급수 제어장치의 문제점을 개선하기 위하여 고안된 것으로, 정수기의 급수제어를 입수수압을 이용하여 급수를 차단하는 방식으로 구성하여 적은 부품으로 신뢰성 있게 구현하기 위한 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 정수기의 저수조 담수 능력 저하 없이 최소의 부피로 급수제어가 가능하도록 함으로써 소형화된 정수기의 제작이 가능하도록 하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은, 정수기의 급수제어를 플로터에 의한 밸브 연동 방식을 적용하되 물 넘침 상태의 확인과정을 거쳐 물 넘침을 직접 밸브를 작동시켜 제어하도록 함으로써 누수 제어 안정성과 신뢰성을 제공하기 위한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 정수기의 급수 제어장치는,

외부측 원수라인 및 그 급수구와, 급수구로부터 공급되는 물을 정수 처리하는 정수필터와, 정수필터를 통해 정수된 물을 저장하는 저수조와, 저수조에 설치되어 물의 급수를 조절하는 밸브 및 플로터를 포함하는 급수조절부로 구성되는 정수기의 급수 제어장치에 있어서,

상기 급수구를 따라 설치되어 정화된 물을 저수조로 급수하는 유로가 개설되고 일단에 상하 방향으로 이동하는 스템을 갖으며, 그 스템의 헤드부 위치에 따라 유로를 개폐하기 위하여 스프링에 의해 탄지된 다이아프램을 포함하는 밸브체;

상기 밸브체의 스템을 움직여서 유로를 개폐하기 위하여 스템에 직접 기구적으로 접촉하는 아암을 갖으며 회전 가능한 힌지로 결합 되는 작동 로드;

상기 작동 로드에 최소한 한 개 이상 장착되어 저수조 내부 수위 변동에 따라 작동 로드의 아암을 상하 방향으로 움직여 주는 플로터;

상기 저주조 내부를 포함한 밸브체 주변부에 설치되어 저수조 내 위험 수위를 경보 하기 위한 마이크로스위치를 설치하고, 그 마이크로스위치를 작동 로드의 위치에 따라 개폐하기 위하여 작동 로드의 작동 영역에서 움직이는 스위칭 로드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브체는,

상기 스템의 헤드가 안착 되어 이동할 수 있는 공간상의 유로가 형성된 스템 하우징과,

상기 스템 하우징의 선단에 형성되어 다이아프램의 위치에 따라 유로가 개폐되도록 유도하는 개구부와,

상기 스템을 이동시키는 작동 로드의 움직임에 따라 스템을 연동시키기 위하여 작동 로드의 아암이 결합 되도록 스템의 일단에 형성된 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 스템의 헤드에는 오링이 장착되어 밸브체의 스템 하우징에 형성된 유로를 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 작동 로드는,

상기 밸브체의 주변부에 힌지로 회전 가능하게 결합 되고, 그 힌지를 중심으로 선단이 아암으로 구성되어 그 아암이 스템의 일단에 형성된 홈에 끼워지고, 타단은 최소한 한 개 이상으로 분기된 분기 로드로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 플로터는,

제1 및 제2 플로터로 구분되는 이중 플로터로 구성되어 이루어지며,

상기 제1 및 제2 플로터들은 공간을 가지며, 그 공간 속에 부력을 크게 하기 위한 플로트 볼을 구비하는 동시에 저수조의 물이 차지 않도록 밀폐 처리되어 구성되고,

상기 제1 및 제2 플로터를 작동 로드로부터 분기된 분기 로드에 분기시켜 결합하기 위하여 각각 분기 로드가 끼워지는 결합홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2 플로터들은 내부 공간을 최소한 한 개 이상의 격벽으로 분할하여 구성되어 각 공간에서 독립된 부력공간으로 형성되고 그 각 부력공간에는 플로트 볼을 안착하여 부력공간을 분산시킨 것을 특징으로 한다.

본 고안은 정수기의 급수를 제어하는 밸브 및 플로터의 구조를 비교적 단순한 구조로 구성할 수 있으며 이를 통해 정수기의 저수조 수위를 신뢰성 있게 제어할 수 있으므로 저수조 물 넘침에 의한 전기 누전 및 감전 등의 안전 사고와 화재 등 정수기 운전에 따라 발생 될 수 있는 각종 사고를 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 급수제어를 위한 플로터의 작동 공간을 확대시키지 않음으로써 소형 정수기에 적용 가능하고 동시에 저비용으로 제작 가능한 효과가 있으며, 저수조의 물 넘침 직전에 시각 및 청각으로 확인과정을 거치며 물 넘침 전에 안전 밸브를 작동시켜 제어함으로써 제어 안정성과 제품 신뢰성을 항상 시키는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 정수기의 급수 제어방식 설명도.
도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 급수 계통도.
도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 급수 제어장치의 요부 설명을 위한 분해 사시도.
도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 저수위 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도.
도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 상용수위 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도.
도 6은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 경고수위 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도.
도 7은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 2차 수위차단에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도.
도 8은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 2차 수위차단에서의 급수 제어장치의 또 다른 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 급수 계통도 이다. 도 3은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 급수 제어장치의 요부 설명을 위한 분해 사시도 이다. 도 4는 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 저수위 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도 이다. 도 5는 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 상용수위 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도 이다. 도 6은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 물넘침 경고수위 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도 이다. 도 7은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 2차 수위차단에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도 이다. 도 8은 본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 2차 수위차단에서 급수 제어장치의 제1 플로터에 크랙 발생시 침수로 인한 기능 상실 상태를 나타낸 또 다른 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시도, (b)는 밸브체 작동 상태도 이다.

본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 급수 제어장치는, 도 2 및 도 3과 같이, 외부측 원수라인(30) 및 그 급수구(31)와, 급수구(31)로부터 공급되는 물을 정수 처리하는 정수필터(32)와, 정수필터(32)를 통해 정수된 물을 저장하는 저수조(33)와, 저수조(33)에 설치되어 물의 급수를 조절하는 밸브 및 플로터를 포함하는 급수조절부로 구성된다.

주요 부분은, 급수구(31)를 따라 설치되어 정화된 물을 저수조(33)로 급수하는 유로(34)가 개설되고 유로와 연결되어 개폐작동을 하는 밸브체의 일단 내부에 상하 방향으로 이동하는 스템(35)을 갖으며, 그 스템(35)의 헤드부(36) 위치에 따라 유로(34)를 개폐하기 위하여 스프링(37)에 의해 탄지된 다이아프램(38)을 포함하는 밸브체(40)로 구성된다.

그리고 밸브체(40)의 스템(35)을 움직여서 유로(34)를 개폐하기 위하여 스템(35)에 직접 기구적으로 접촉하는 아암(41)을 갖으며 회전 가능한 힌지(42)로 결합 되는 작동 로드(43)가 구성된다.

또한 작동 로드(43)에 최소한 한 개 이상 장착되어 저수조(33) 내부 수위 변동에 따라 작동 로드(43)의 아암(41)을 상하 방향으로 움직여 주는 플로터(44)가 구성된다.

그리고 저주조(33) 내부를 포함한 밸브체(40) 주변부에 설치되어 저수조(33) 내 물 넘침 위험수위를 경보 하기 위한 마이크로스위치(45)를 설치하고, 그 마이크로스위치(45)를 작동 로드(43)의 위치에 따라 개폐하기 위하여 작동 로드(43)의 작동 영역에서 움직이는 스위칭 로드(46)를 포함한다.

본 고안의 실시 예에 따른 정수기의 급수 제어장치는 더 구체적으로 다음과 같이 구성될 수 있다.

밸브체(40)는, 스템(35)의 헤드(36)가 안착 되어 이동할 수 있는 공간상의 유로(34)가 형성된 스템 하우징(47)과, 스템 하우징(47)의 선단에 형성되어 다이아프램(38)의 위치에 따라 유로(34)가 개폐되도록 유도하는 개구부(48)와, 스템(35)을 이동시키는 작동 로드(43)의 움직임에 따라 스템(35)을 연동시키기 위하여 작동 로드(43)의 아암(41)이 결합 되도록 스템(35)의 일단에 형성된 홈(49)으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 스템(35)의 헤드(36)에는 오링(36a)이 장착되어 밸브체(40)의 스템 하우징(47)에 형성된 유로(34)를 차단하도록 구성할 수 있다.

상기 작동 로드(43)는, 밸브체(40)의 주변부에 힌지(42)로 회전 가능하게 결합 되고, 그 힌지(42)를 중심으로 선단이 아암(41)으로 구성되어 그 아암(41)이 스템(35)의 일단에 형성된 홈(49)에 끼워지고, 타단은 최소한 한 개 이상으로 분기된 분기 로드(43a)(43b)로 형성되며, 그 분기 로드(43a)(43b)에는 각각 제1 및 2 플로터(44a(44b)를 결합하여 구성할 수 있다. 통상적으로 플로터는 물의 수면에서 부력으로 뜨는 일종의 뜨개 이며, 내부가 비워진 통형 이고, 부력을 좋게 하기 위해 물에 잘 뜨는 플로트 볼을 내장하는 것으로 알려져 있다.

본 발명에서 플로터(44)는, 주 작동 부분인 제1플로터와 제1 플로터의 침수 및 기타 기능 결함에 대비한 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)로 구분되는 이중 플로터로 구성된다. 이들 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)들은 공간(51)을 가지며, 그 공간(51) 속에 부력을 크게 하기 위한 플로트 볼(50)을 구비하고, 저수조(33)의 물이 차지 않도록 밀폐 처리되어 구성되고, 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)를 작동 로드(43)로부터 분기된 분기 로드(43a)(43b)에 분기시켜 결합하기 위하여 분기 로드(43a)(43b)가 끼워지도록 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)의 일단에 형성된 결합홈(52a)(52b)으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 플로터(44)를 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)로 구성하고, 작동 로드(43)는 분기 로드(43a)(43b)로 구성하여 각각 개별적으로 장착하여 구성될 수 있다.

구체적으로는, 저수조(33) 내의 수위를 기준으로 물의 급수가 필요한 저 수위, 저수조(33) 내 물의 급수와 차단을 간헐적이고 반복적으로 체크 하여 밸브체(40)를 개폐하는 상용 수위 그리고 저수조 물 넘침 경고 수위를 전달하기 위해 저수조(33) 수면에 접촉하여 움직이면서 저수조(33) 내 수면 상태를 밸브체(40)에 전달하기 위하여 작동 로드(43)의 하부측 분기 로드(43a)에 장착된 제1 플로터(44a)와, 제1 플로터(44a)와 구분되는 상부에 위치하며, 제1 플로터(44a)의 부력 범위 이외의 저수조(33) 내 물의 넘침 상태에 대하여 이차적으로 응답하여 작동 로드(43)를 가동시켜 밸브체(40)의 유로(34)를 차단하기 위하여 상부측 분기 로드(43b)에 설치된 제2 플로터(44b)를 포함하는 구성으로 될 수 있다.

또한, 제1 및 제2 플로터(43a)(43b)들은 내부 공간(51)을 최소한 한 개 이상의 격벽(53a)(53b)으로 분할되어 공간(51)에서 독립된 부력공간으로 형성할 수 있으며, 각 부력공간에는 플로트 볼(50)을 안착하여 부력공간을 분산시킨 구조로 구성될 수 있다. 이 경우 일측 부력공간에 물이 스며들어 부력이 약해지거나 상실되어도 격벽(53a)(53b)을 사이에 두고 타측이 부력공간으로 존치될 가능성이 크므로 부력이 없어지는 가능성을 줄인다.

그리고 저수조(33) 내 위험 수위를 경보 하기 위한 마이크로스위치(45)는 통상적으로 사용되는 마이크로스위치(45)로서, 작동 로드(43)의 위치에 따라 움직이는 스위칭 로드(46)에 의해 접속되거나 떨어지도록 구성되어 있으며, 마이크로스위치(45)가 접속되면, 저수조 외부 적소에 설치된 경보기(미도시)를 통해 청각 또는 시각적으로 알려주도록 구성된다.

미설명 부호 39는 밸브체(40)의 유로(34)를 구성하고, 스템(35)과 다이아프램(38) 그리고 스프링(37)들이 설치되는 '외부 케이싱'이다. 또 다른 미설명 부호 34a는 정수된 외부측 물을 밸브체(40) 안으로 유도하기 위한 '유로' 이다.

또한 미설명 부호 60은 '냉수콕크', 61은 '온수콕크', 62는 '온수조', 63은 '뚜껑' 이다.

본 고안에 따른 정수기의 급수 제어와 관련된 작동 및 그 특징을 도 4 내지 도 8을 참고로 설명하면 다음과 같다.

통상 정수기는 물의 취수를 통해 저수조(33) 내 물의 수위가 낮아지면 밸브를 열어 물을 저수조(33) 내로 급수하고 그수가 이루어져 정해진 만수위가 되면 밸브를 닫아 더 이상의 물공급을 중지시키게 된다. 수위 변동을 체크 하고 그 변동 상태를 밸브에 기구적으로 전달하여 직접 밸브를 여닫기 위하여 저수조(33)에 설치된 플로터(44)는 수면에서 부력에 의해 떠 있는 조건에 있으며, 수위 변동에 응답하여 수면을 따라 가라앉거나 부상하는 조건에 있다.

도 4는 저수위(h1) 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시이고, (b)는 밸브체(40) 작동 상태이다.

저수조(33) 내부 수위는 수위가 낮은 저수위 'h1' 이다. 통상 저수위는 물의 취수를 통해 저수조(33) 내 물의 수위가 낮아지는 것으로 밸브를 열어 물을 저수조(33) 내로 급수하게 된다.

플로터(44)는 수면을 따라 아래로 기울어진다. 이에 따라 작동 로드(43)는 플로터(44)가 가라앉은 만큼 같은 각으로 힌지(42)를 중심으로 회전하면서 선단부측의 아암(41)은 반대각인 상향 방향으로 상승하며 어느 정도 위치에 이르는 지점, 즉 수면이 낮아져서 플로터(44)의 무게가 작동 로드(43)에 충분히 실리는 지점에서 플로터(44)의 무게는 작동 로드(43)의 힌지(42)를 중심으로 지렛대 역할을 하여 배가된 힘으로 작용한다.

이때 스템(35)의 아래쪽에 길게 관통되어 있는 홈(49)에 아암(41)을 통해 끼워져 결합 되어 있는 작동 로드(43)는 반대각 만큼의 거리가 직선거리로 환산되어 스템(35)을 상부 방향으로 밀어올리고 직선으로 힘을 전달한다.

이에 따라 스템(35)과 연동하여 동일하게 움직이는 상부측 다이아프램(38)을 상부 방향으로 들어올리고 전달된 힘이 다이아프램(38)에 가해져서 유로(34)의 폐쇄 압력으로 작용하던 급수 압력과 스프링(37) 압력을 극복하여 다이아프램(38)과 노즐 사이 개구부(48)를 열게 되고, 그 개구부(48)로 급수 압력이 작용하여 물이 저수조(33) 내부로 급수된다. 이때 마이크로스위치(45)는 스위칭 로드(46)로부터 누름 압력을 받지 못한 상태이므로 오프(OFF) 상태이고 이에 따라 경보음이나 기타 신호음은 발생되지 않는다.

도 5는 상용수위(h2) 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시이고, (b)는 밸브체(40) 작동 상태이다.

위의 도 4와 같은 조건에서 급수가 진행되어 저수조(33)에 물이 채워지면 수위가 올라가고 플로터(44)는 부력에 의해 수면을 따라 상승 되어 상용수위 'h2'에 도달하면 여기에 결합된 작동 로드(43)와 나란한 거의 수평각을 이루게 된다.

플로터(44)의 부력으로 수평각 근처까지 힌지(42)를 축으로 이동하는 작동 로드(43)는 힌지(42)를 중심으로 반대각으로 부력을 전달하여 홈(49)에 결합된 스템(35)을 하부방향으로 이동시킨다.

연속적으로 하부방향 이동하는 스템(35)은 이와 연동하는 다이아프램(38)을 같은 하부 방향으로 이동시켜서 스프링(37)의 팽창력으로 유로(34)인 개구부(48)를 좁혀주고, 이렇게 좁아지는 개구부(48)를 미처 통과하지 못한 물의 압력은 다이아프램(38) 상부에 작용하여 스프링(37)과 함께 유로(34)를 폐쇄하는 힘이 된다.

따라서 상용수위 'h2'에 근접하면 급수 압력과 스프링(37) 압력으로 유로(34)가 완전히 폐쇄되고 급수가 중단되어 더 이상의 수위 상승은 진행되지 않으며, 여기서 경보신호용 마이크로스위치(45)에는 누름 압력이 작용하지 않으므로 스위치 오프 상태로서, 경보등이나 경보음은 작동되지 않는다.

도 6은 물 넘침 경고수위(h3) 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시이고, (b)는 밸브체(40) 작동 상태이다.

플로터(44)는 경고수위 'h3' 수면을 따라 상부로 이동하고 작동 로드(43)의 일단은 상부 방향으로 상승하면서 마이크로스위치(45)를 접속시키고, 타단측 아암(41)은 스템(35)을 하부로 끌어내려 유로(34)를 폐쇄하며 연속적으로 다이아프램(38)은 급수 압력과 스프링(37) 압력으로 개구부(48)를 폐쇄하여 물의 급수를 차단한다.

한편 위의 도 5와 같이 상용수위 'h2'에 이르러 급수압력과 스프링(37)의 팽창력으로 유로(34)가 폐쇄되어 급수가 중단된 상태에서 다이아프램(38)을 비롯한 개구부(48) 주변에 흠집이나 크랙이 발생 되거나 다이아프램(38)과 유로(34) 또는 개구부(48)의 노즐 사이에 미세한 이물질이 끼어 급수 및 스프링(37) 압력으로 다이아프램(38)의 기공을 막지 못할 경우 틈새 구멍이 형성되어 누수가 발생 되고 이 누수가 물 넘침의 1차 원인을 제공하게 되는데, 이러한 누수 원인이 발생 되면 경고수위 'h3'로 나타나며, 이는 작동 로드(43)가 마이크로스위치(45)를 접속시켜 먼저 경고등과 경고음으로 관리자에게 누수가 발생 되고 있음을 인식하도록 한다.

이를 통해 시각 및 청각장애인, 거동이 불편한 사람 등과 같은 장애인도 경고음이나 경고신호 등으로 물 넘침 사고를 인식할 수 있도록 하여 물 넘침 사고로 확대되기 전에 미리 조치를 취할 수 있게 된다. 여기서, 경고음이나 경고등을 통한 누수 감지와 관련된 기술적인 방법이나 구체적인 수단 들은 이미 공지되어 있거나 또는 마이크로스위치(45)에 연결하여 적용할 수 있는 일반적인 기술 범주에 속하여 이에 대한 구체적인 예는 생략한다.

이와 같이 누수로 인하여 저수조(33)의 수위가 경고수위 'h3'에 도달하면 플로터(44)의 부력으로 수위에 해당하는 만큼 상위각으로 이동하고 이와 결합 되어 있는 작동 로드(43)가 상위각으로 이동한다. 상위각으로 이동된 작동 로드(43)는 스위치로드(46)를 직선 이동시켜서 마이크로스위치(45)를 온(ON)으로 작동시켜 경고음과 경고등이 작동되도록 하여 누수 발생 상황을 알린다.

도 7은 물 넘침 경고수위(h3)를 초과한 2차차단수위(h4) 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시이고, (b)는 밸브체(40) 작동 상태이다.

2차차단수위 'h4'는 저수조(33) 수위가 경고수위 'h3'까지 도달하여 경고음이 울리고 경고등이 점등된 상태에서도 관리자 부재 등으로 관리가 불가능할 경우, 또는 이물질에 의해 다이아프램(38)에 의한 유로(34) 및 개구부(48) 폐쇄 불능 상태 등과 같이 물이 넘치기 시작하여 넘침 직전까지 수위가 상승하였지만 즉각 조치가 불가능한 경우로서, 다이아프램(38)과 개구부(48) 사이에 필터의 잔재, 활성탄 분진 등과 같은 이물질이 끼어 누수가 진행되고 조치가 지연되거나 누수량이 많아서 저수조(33) 수위가 급격히 올라갈 경우 플로터(44)는 부력에 의해 2차 차단수위 'h4'까지 이동하고 플로터(44)와 결합 되어 연동하는 작동 로드(43)도 상위각으로 이동한다.

상위각으로 이동된 작동 로드(43)는 힌지(42)를 중심으로 회전하여 아암(41)을 통해 스템(35)을 하부방향으로 직선 이동시켜 헤드(36) 부분에 장착되어 있는 오링(36a)이 유로(34)가 점진적으로 좁아지는 스템 하우징(47)을 따라 하부로 내려가다가 더 이상 하부로 내려갈 수 없는 위치에 랜딩 되면 플로터(44)의 부력과 입수압력과 스프링(37) 탄력이 합쳐져서 유로(34)를 차단하여 저수조(33)의 수위가 지속적으로 올라가는 것을 막아 물 넘침 사고를 예방하게 된다.

이때, 경고음 및 경고등에 의한 경보신호가 없고 계속 경고가 없으면, 오링(36a)이 다이아프램(38)의 역할을 대신하여 다음 다른 원인의 누수 현상이 나타날 때까지 다이아프램(38)의 역할을 수행하게 되어 관리자가 고장임을 감지할 수 없다.

한편, 위에서 살펴본 바와 같이 정수기의 물 넘침 현상은 밸브체(40)의 유로(34)를 여닫는 다이아프램(38)과 개구부(38) 사이에 이물질이 끼어 틈을 형성함으로써 밸브의 오작동으로 정상적인 기능이 상실된 경우, 또는, 합성수지로 제작된 플로터(44) 자체 노후로 인한 크랙 발생이나 융착부분의 변형 요인들, 예를 들면 온수통에서 상부로 올라가는 열로 인한 변형 등과 플로터(44)의 부품을 사출할 때 금형의 온도변화에 의한 웰드 라인, 사상불량 등으로 인하여 미세 기공이 발생하고 그 기공으로 공기가 빠져나가 내부 압력이 낮아지고 낮아진 내부압력이 물을 끌어 들여 부력이 약화 되는 등의 요인이 있다.

이러한 플로터(44)의 자체 결함에 의한 이상 현상이 반복되면 플로터(44) 내부로 침투된 물이 공간을 차지하게 되어 플로터(44)는 부력을 잃게 되고 이에 따라 저수조(33)내 수위에 따라 움직이도록 되어 있는 플로터(44)의 응답성이 현저히 저하되고 정상적인 기능을 상실하고 심하면 수위 변동에 반응하지 못하여 밸브가 상시 개방되는 현상이 나타난다.

본 발명은 플로터(44)를 작동 로드(43)의 하부측 분기 로드(43a)에 장착된 제1 플로터(44a)와, 제1 플로터(44a)와 구분되는 상부에 위치하며, 제1 플로터(44a)의 부력 범위 이외의 공간에 위치하여 물과 접촉이 없다가 저수조(33) 내 물의 넘침 상태에 대하여 이차적으로 응답하여 작동 로드(43)를 가동시켜 밸브체(40)의 유로(34)를 차단하기 위하여 상부측 분기 로드(43b)에 설치된 제2 플로터(44b)로 구성함으로써 플로터(44) 자체 결함에 의한 물 넘침을 예방할 수 있도록 되어 있다.

도 8은 물 넘침 경고수위(h3)를 초과한 2차차단수위(h5) 상태에서의 급수 제어장치의 작동 설명도로서, (a)는 수위 표시이고, (b)는 밸브체(40) 작동 상태이다.

제1 플로터(44a)가 사용 중 물이 침투되어 부력을 잃고 기능을 상실하여 저수조(33) 수위가 2차차단수위인 'h5' 부근에 도달하면, 상시적으로 저수조(33)의 수위 보다 높은 위치에 대기하고 있는 제2 플로터(44b)가 제1 플로터(44a)의 기능을 대신한다.

제2 플로터(44a)의 체적은 저수조(33) 내부 수면에 위치하고 또한 저수조(33) 전체 공간상에 최소의 공간 부피를 차지할 수 있도록 제1 플로터(44b)의 약 2/3 정도로 제작할 수 있다. 체적이 작아도 경고등이나 경고음을 작동하는 데에는 충분하고 또한 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)는 재질이 플라스틱 등과 같이 물과 질량이 비슷하여 제2 플로터(44a)가 작동하는데 부담을 주지 않으며, 밸브체(40)의 다이아프램(38)이나 오링(36a)은, 제2 플로터(44b)의 부력과 급수압력 그리고 스프링(37) 압력이 합쳐진 힘으로 유로(34)를 안정적으로 폐쇄할 수 있다.

한편, 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)의 공간(51)을 격벽(53a)(53b)으로 분할해 놓으면 한쪽 부력공간에 물이 침투되어 부력이 상실되어도 타측은 부력공간을 그대로 유지할 가능성이 크므로 격벽(53a)(53b)을 두어 보다 안정적으로 저수조(33) 수위를 검출해 낼 수 있는 장점이 있다.

본 고안은 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 본 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능하고, 단순한 수정 및 변형은 모두 본 고안의 실용신안등록청구범위에 기재된 범위에 속한다.

30 : 원수라인 31 : 급수구
32 : 정수필터 33 : 저수조
34 : 유로 35 : 스템
36 : 헤드 36a : 오링
37 : 스프링 38 : 다이아프램
40 : 밸브체 41 : 아암
43 : 힌지 44 : 작동로드
44a : 제1 플로터 44b : 제2 플로터
45 : 마이크로스위치 46 : 스위칭로드
47 : 스템하우징 48 : 개구부
49 : 홈 50 : 플로트볼
51 : 공간 52a.52b : 결합부
53a.53b : 격벽

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 외부측 원수라인(30) 및 그 급수구(31)와, 급수구(31)로부터 공급되는 물을 정수 처리하는 정수필터(32)와, 정수필터(32)를 통해 정수된 물을 저장하는 저수조(33)와, 저수조(33)에 설치되어 물의 급수를 조절하는 밸브 및 플로터를 포함하는 급수조절부로 구성되는 정수기의 급수 제어장치에 있어서,
   상기 급수구(31)를 따라 설치되어 정화된 물을 저수조(33)로 급수하는 유로(34)가 개설되고 일단에 상하 방향으로 이동하는 스템(35)을 갖으며, 그 스템(35)의 헤드부(36) 위치에 따라 유로(34)를 개폐하기 위하여 스프링(37)에 의해 탄지된 다이아프램(38)을 포함하는 밸브체(40),
   상기 밸브체(40)의 스템(35)을 움직여서 유로(34)를 개폐하기 위하여 스템(35)에 직접 기구적으로 접촉하는 아암(41)을 갖으며 회전 가능한 힌지(42)로 결합 되는 작동 로드(43),
   상기 작동 로드(43)에 최소한 한 개 이상 장착되어 저수조(33) 내부 수위 변동에 따라 작동 로드(43)의 아암(41)을 상하 방향으로 움직여 주는 플로터(44),
   상기 저수조(33) 내부를 포함한 밸브체(40) 주변부에 설치되어 저수조(33) 내 위험수위를 경보 하기 위한 마이크로스위치(45)를 설치하고, 그 마이크로스위치(45)를 작동 로드(43)의 위치에 따라 개폐하기 위하여 작동 로드(43)의 작동 영역에서 움직이는 스위칭 로드(46)를 포함하며,
   상기 작동 로드(43)는,
   상기 밸브체(40)의 주변부에 힌지(42)로 회전 가능하게 결합 되고, 그 힌지(42)를 중심으로 선단이 아암(41)으로 구성되어 그 아암(41)이 스템(35)의 일단에 형성된 홈(49)에 끼워지고, 타단은 최소한 한 개 이상으로 분기된 분기 로드(43a)(43b)로 구성된 것을 특징으로 하는 정수기의 급수 제어장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 플로터(44)는, 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)로 구분되는 이중 플로터로 구성되어 이루어지며,
   상기 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)들은 공간(51)을 가지며, 그 공간(51) 속에 부력을 크게 하기 위한 플로트 볼(50)을 구비하는 동시에 저수조(33)의 물이 차지 않도록 밀폐 처리되어 구성되고,
   상기 제1 및 제2 플로터(44a)(44b)를 작동 로드(43)로부터 분기된 분기 로드(43a)(43b)에 분기시켜 결합하기 위하여 각각 분기 로드(43a)(43b)가 끼워지는 결합홈(52a)(52b)을 구비하는 것을 특징으로 하는 정수기의 급수 제어장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 플로터(43a)(43b)들은 내부 공간(51)을 최소한 한 개 이상의 격벽(53a)(53b)으로 분할하여 구성되어 각 공간(51)에서 독립된 부력공간으로 형성되고 그 각 부력공간에는 플로트 볼(50)을 안착하여 부력공간을 분산시킨 것을 특징으로 하는 정수기의 급수 제어장치.
7. 삭제

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