KR20110072609A - 정수기 - Google Patents

Abstract

압축기, 응축기, 냉수통 및 필터부를 포함하는 정수기에서, 응축기에는 상기 압축기와 제1 연결배관으로 연결되며 복수의 열로 배열되고 알루미늄(Al) 재질을 포함하는 응축배관이 고정되고, 상기 냉수통에는 상기 응축기와 제2 연결배관으로 연결되고 상기 압축기와 제3 연결배관으로 연결되며 복수의 열로 배열되고 알루미늄 재질을 포함하는 증발배관이 고정된다. 한편, 상기 필터부는 상기 냉수통에 인접하며, 필터링된 정수를 냉수통으로 전달한다.

정수기, 냉각 시스템, 냉수통

Description

정수기{WATER PURIFIER}

본 발명은 정수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각 효율이 향상된 정수기에 관한 것이다.

가정용 등으로 흔히 사용되는 정수기의 냉각 시스템은 일반적으로 냉장고 등에 사용되는 냉각 시스템과 전체적인 구성은 동일하다. 즉, 정수기용 냉각 시스템에서도 압축기, 응축기 및 증발기를 포함하며, 냉매의 상태가 액체에서 기체로, 기체에서 액체로 바뀌는 경우의 잠열을 이용하여 냉각상태를 유지하게 된다.

일반적으로, 상기 냉각 시스템의 증발기에서는 냉각이 필요한 저장고 주변에 구리(Cu) 재질의 파이프를 아르곤(Ar) 용접을 통해 고정시켜 사용한다. 또한, 상기 응축기에서는 철(Fe) 재질의 파이프를 상기 응축기 고정용 프레임에 아르곤 용접을 통해 고정시켜 사용한다.

그러나, 상기 아르곤 용접은, 열전도가 매우 크므로 단시간에 용융이 어렵고, 1000℃ 이상으로 가열된 경우 가열온도에 따른 용접색상을 구별하기 어려워 과용융할 가능성이 높고, 용접을 위한 전용설비가 필요하며, 용접 후 냉매가 누설할 수 있는 등의 문제점이 있다. 특히, 용접 작업시 용접부피가 크므로, 정수기의 냉 각 시스템과 같이 상대적으로 작은 크기의 냉각 시스템용 증발기나 응축기의 용접에서는 비효율적이게 된다.

또한, 파이프의 재질로 사용되는 구리나 철 등의 재료는 장기간동안 대기 중에 방치되는 경우 부식의 가능성이 증가하며, 특히, 정수기와 같이 냉수와 온수가 동시에 보관되는 경우, 습기로 인한 부식의 가능성은 더욱 증가하게 된다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 냉정수통을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 정수기는 압축기, 응축기, 냉수통 및 필터부를 포함한다. 상기 응축기에는 상기 압축기와 제1 연결배관으로 연결되며 복수의 열로 배열되고 알루미늄(Al) 재질을 포함하는 응축배관이 고정된다. 상기 냉수통에는 상기 응축기와 제2 연결배관으로 연결되고 상기 압축기와 제3 연결배관으로 연결되며 복수의 열로 배열되고 알루미늄 재질을 포함하는 증발배관이 고정된다. 상기 필터부는 상기 냉수통에 인접하며, 필터링된 정수를 냉수통으로 전달한다.

상기 응축배관과 상기 증발배관의 단면은 타원형으로 형성될 수 있다.

상기 응축기는 알루미늄 재질을 포함하며 플레이트 형상으로 형성된 고정판, 및 홈을 형성하는 한 쌍이 일정한 간격으로 상기 고정판에 고정된 고정부를 더 포함할 수 있으며, 상기 응축배관은 상기 고정부의 홈에 고정될 수 있고, 지그재그 형상으로 상기 고정판에 고정될 수 있다. 이 경우, 상기 응축배관은 상기 고정판과 산소용접 공정을 통해 고정될 수 있으며, 상기 응축배관의 내부에는 질소(N₂)가 봉입될 수 있다.

상기 냉수통은 상부 및 상기 증발배관이 고정된 하부를 포함할 수 있고, 알루미늄 재질을 포함하는 원통 형상일 수 있으며, 상기 상부의 외경은 상기 하부의 외경보다 클 수 있고, 상기 하부에 증발배관이 고정된 경우의 하부의 외경과 동일할 수 있다. 이 경우, 상기 증발배관은 상기 냉수통의 하부에 복수의 열로 감기면서 고정될 수 있고, 상기 증발배관과 상기 냉수통은 산소용접 공정을 통해 고정될 수 있다. 한편, 상기 증발배관의 내부에는 질소(N₂)가 봉입될 수 있다.

본 발명에 의하면, 응축배관, 증발배관이 모두 알루미늄 재질로 형성되어 습기나 대기 중에 장시간 노출되더라도 부식의 가능성이 감소하며, 무게가 가벼우므로 이동이 편리하여, 정수기에 사용되면 수명과 편리성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 응축배관과 상기 증발배관의 단면이 타원형으로 형성되며 각각 응축기와 냉수통에 고정되므로, 서로 접촉하는 면적이 증가되어 열교환 효율을 증가시킬 수 있다. 특히, 응축배관은 고정부와 고정되면서 응축기와 고정되므로, 고정부와의 접촉부분을 통해서도 열교환이 가능하여 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 응축배관의 고정 및 상기 증발배관의 고정에서 산소 용접 공정을 사용하므로, 제조 원가를 줄일 수 있고, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 응축배관 및 상기 증발배관의 내부에 질소봉입을 함으로써, 냉매의 누설을 방지하고 대기 중에서 노출되는 경우 발생할 수 있는 녹청현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정수기를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 정수기(100)는 본체(10), 냉수통(20), 응축기(30), 압축기(40), 필터부(50) 및 커버(60)를 포함한다.

상기 본체(10)는 상기 정수기의 모든 구성요소를 내부(13)에 수납하며, 상기 커버(60)와 결합된다. 상기 본체(10)의 외부에는 사용자가 정수를 유출할 수 있는 유출부(12)가 형성된다.

상기 압축기(40)는 상기 본체(10)의 내부(13)로 수납되며, 냉매가스를 압축하여 상기 응축기(30)로 전달한다.

상기 응축기(30)는 응축배관(32)을 포함한다. 상기 응축배관(32)은 상기 압축기(40)와 제1 연결배관(35)으로 연결되어, 상기 압축기(40)로부터 압축된 냉매가스를 전달받는다. 또한, 상기 응축배관(32)은 열을 방출하여 상기 냉매가스를 액화시키며, 액화된 냉매가스를 제2 연결배관(24)을 통해 전달한다. 이 경우, 상기 제2 연결배관(24)은 모세관일 수 있으며, 상기 제2 연결배관(24)은 액화된 냉매가스를 저온, 저압의 액화가스로 변환한다.

상기 냉수통(20)은 증발배관(23)을 포함한다. 상기 증발배관(23)은 상기 제2 연결배관(24)을 통해 저온, 저압의 액화가스를 기체로 변환하면서 주변과 열교환되어 상기 냉수통(20)을 냉각시킨다. 또한, 상기 기체로 변환된 액화가스를 제3 연결배관(25)을 통해 상기 압축기(40)로 전달한다.

한편, 상기 응축기(30) 및 상기 냉수통(20)에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

상기 필터부(50)는 상기 냉수통(20)에 인접하게 배치되며, 외부에서 유입되는 물을 필터링하여 정수로 형성하고, 상기 정수를 상기 냉수통(20)으로 전달한다.

도 1에서는 정수기(100) 내부에 수납되는 구성요소들을 도시하였으나, 비록 도시되지 않았더라도 당업자의 수준에서 정수기의 동작을 위해 자명한 구성요소들이 더 수납될 수 있으며, 상기 압축기, 응축기 및 냉수통 등의 냉각 시스템도 도시된 연결관계 외에 다양한 조합이 가능하다.

도 2a는 도 1의 냉수통을 도시한 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 'A' 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 2a 및 2b를 참조하면, 상기 냉수통(20)은 상부(21), 하부(22), 상기 증발배관(23) 및 단열재(26)를 포함하며, 상기 증발 배관(23)은 상기 제2 연결배관(24)을 통해 상기 응축기(30)와 연결되며, 상기 제3 연결배관(25)을 통해 상기 압축기(40)와 연결된다.

상기 냉수통(20)은 전체적으로 원통 형상으로 형성되며, 상기 상부(21)의 외경이 상기 하부(22)의 외경보다 크다. 이는 상기 하부(22)에 상기 증발 배관(23) 이 감기면서 고정되기 위한 여유를 위한 것이며, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 증발 배관(23)이 고정된 상기 하부(22)의 전체 외경은 상기 상부(21)의 외경과 동일한 것이 바람직하다. 한편, 상기 상부(21) 및 상기 하부(22)의 구분은 상기 증발 배관(23)이 고정되었는지의 여부에 따른 것이며, 상기 증발 배관(23)은 상기 냉수통(20)에 냉수가 가득 차있지 않을 수 있으므로 전체 냉수통(20)을 감으면서 고정될 필요는 없으며 적당한 높이까지만 고정되는 것이 바람직하다.

상기 냉수통(20)과 상기 증발배관(23)은 모두 알루미늄(Al) 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 기존에는 구리(Cu) 재질이나 철(Fe) 재질로 형성되었으나, 정수기의 경우 습기나 대기 중에 장시간 노출될 가능성이 높으며 운반 등을 위해 무게가 가벼운 것이 바람직하므로 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

다만, 상기와 같이 냉수통(20)과 상기 증발배관(23)이 모두 알루미늄 재질로 형성되는 경우, 상기 증발배관(23)을 상기 냉수통(20)에 고정시키기 위한 용접 공정도 기존의 아르곤(Ar) 용접 대신 산소(O₂) 용접을 사용하는 것이 바람직하다.

구체적으로, 알루미늄으로 제작된 상기 냉수통(20)과 상기 증발배관(23)을 산소 용접을 통해 용접하는 경우, 약 600-650℃ 의 비교적 저온에서 용접이 이루어지며, 다른 용접 방법에 비해 용접 포인트 당 단가가 200원 정도에 불과하여 비용이 저렴하고, 용접 포인트 당 시간이 30초 정도에 불과하므로 용접시간도 줄어드는 장점이 있다. 즉, 본 발명에서와 같이 냉수통(20)과 증발배관(23)을 알루미늄으로 제작한다면, 산소 용접을 통한 고정이 가능하므로, 원가절감의 효과를 도모할 수 있게 된다.

상기 증발배관(23)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 단면이 타원형으로 형성된다. 즉, 상기 냉수통의 하부(22)와의 접촉면적을 증가시키기 위해 접촉부가 면접촉을 할 수 있는 타원형 또는 이와 비슷한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 상기 냉수통의 하부(22)와 상기 증발배관(23) 사이의 접촉 면적이 증가되면, 상기 증발배관(23)을 통과하는 저온, 저압의 액화가스가 상기 냉수통의 하부(22)와열교환 하는 경우 열교환 효율이 증가하게 된다. 그리하여, 동일한 온도 및 압력의 액화가스를 사용하더라도 상기 냉수통에 대한 냉각 효과가 향상된다.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 증발배관(23)은 상기 냉수통의 하부(22)에 복수의 열로 감기면서 고정된다. 이 경우, 서로 인접하는 열의 증발배관(23) 들은 서로 접촉하도록 고정되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 냉수통 하부(22)의 대부분의 면적을 상기 증발배관(23)이 감싸도록 고정함으로써, 상기 냉수통(20) 내부의 냉기가 외부로 전달되는 것을 최대한 차단한다. 이 경우, 도시하지는 않았으나, 상기 증발배관(23)이 감싼 냉수통(20) 전체를 별도의 단열부재를 이용하여 커버하는 것도 가능하다.

한편, 상기 증발배관(23)으로부터 연장된 상기 제3 연결배관(25)은 상기 냉수통(20)의 하부로 연장될 수 있으며, 이 경우, 별도의 단열재(26)가 상기 제3 연결배관(25)까지를 커버하여 외부와의 열교환을 차단시킨다.

또한, 상기 증발배관(23)의 내부에는 질소(N₂)가 봉입되어, 냉매의 누설을 방지하고 대기 중에서 노출되는 경우 발생할 수 있는 녹청현상을 방지할 수 있게 된다.

도 3a는 도 1의 응축기를 도시한 평면도이다. 도 3b는 도 1의 I-I'을 절단한 단면도이다.

도 3a 및 3b를 참조하면, 상기 응축기(30)는 고정판(31), 상기 응축배관(32) 및 상기 고정부(33)를 포함한다.

상기 고정판(31)은 알루미늄 재질을 포함하며, 얇은 플레이트 형상으로 형성된다. 이와 같이 고정판(31)을 얇은 플레이트 형상으로 제작함으로써, 공기와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있어, 열전도율과 방열효과를 높일 수 있고, 에너지 절감에도 효과가 있다.

상기 고정부(33)는 상기 고정판(31)에 한 쌍이 홈을 형성하도록 고정된다. 그리고, 한 쌍의 고정부(33)는 일정한 간격으로 상기 고정판(31)의 전 영역에 걸쳐 고정된다.

상기 응축배관(32)은 상기 한 쌍의 고정판(31)이 형성하는 홈에 고정되며, 동시에 일정한 간격으로 상기 고정판(31)의 전 영역에 걸쳐 고정된 고정판(31)들에 의해 가이드 되며 고정된다. 즉, 도 3a에 도시된 바와 같이 상기 응축배관(32)을 상기 고정판(31)에 지그재그 형상으로 고정시키기 위해, 상기 고정부(33)가 상기 응축배관(32)이 고정될 지그재그 배열을 따라 일정하게 고정된다.

상기 응축배관(32)도 상기 증발배관(23)과 마찬가지로 알루미늄 재질로 형성된다. 그리하여, 상기 응축배관(32) 및 상기 고정판(31)이 모두 알루미늄 재질로 형성되므로, 상기 냉각통 하부(22)와 상기 증발배관(23)의 고정에 사용되는 산소 용접 공정을 그대로 적용할 수 있게 된다. 산소 용접의 특징 및 장점은 이미 언급하였으므로 중복되는 설명은 생략한다.

한편, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 응축배관(32)의 단면 형상도 상기 증발배관(23)의 단면 형상과 동일하게 타원형 형상으로 형성된다. 그리하여, 상기 응축배관(32)과 상기 고정판(31) 사이의 접촉 면적을 증가시켜, 열교환 효율을 증가시킬 수 있게 된다. 기타, 응축배관(32)의 형상은 상기 증발배관(23)의 형상과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다. 본 발명의 응축배관(32)은 상기 고정판(31) 외에 상기 고정부(33)와도 접촉하게 되므로, 상기 열교환 효율을 더욱 증가시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 응축배관(32)의 내부에도 질소(N₂)가 봉입되어, 냉매의 누설을 방지하고 대기 중에서 노출되는 경우 발생할 수 있는 녹청현상을 방지할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 응축배관, 증발배관이 모두 알루미늄 재질로 형성되어 습기나 대기 중에 장시간 노출되더라도 부식의 가능성이 감소하며, 무게가 가벼우므로 이동이 편리하여, 정수기에 사용되면 수명과 편리성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 응축배관과 상기 증발배관의 단면이 타원형으로 형성되며 각각 응축기와 냉수통에 고정되므로, 서로 접촉하는 면적이 증가되어 열교환 효율을 증 가시킬 수 있다. 특히, 응축배관은 고정부와 고정되면서 응축기와 고정되므로, 고정부와의 접촉부분을 통해서도 열교환이 가능하여 열교환 효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 응축배관의 고정 및 상기 증발배관의 고정에서 산소 용접 공정을 사용하므로, 제조 원가를 줄일 수 있고, 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 응축배관 및 상기 증발배관의 내부에 질소봉입을 함으로써, 냉매의 누설을 방지하고 대기 중에서 노출되는 경우 발생할 수 있는 녹청현상을 방지할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 정수기는, 가정용 및 업소용으로 사용되는 냉정수 겸용 정수기로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정수기를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 2a는 도 1의 냉수통을 도시한 평면도이다.

도 2b는 도 2a의 'A' 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 3a는 도 1의 응축기를 도시한 평면도이다.

도 3b는 도 1의 I-I'을 절단한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 정수기 10 : 본체

20 : 냉수통 30 : 응축기

40 : 압축기 50 : 필터부

60 : 상부커버

Claims (8)

1. 압축기;

   상기 압축기와 제1 연결배관으로 연결되며 복수의 열로 배열되고 알루미늄(Al) 재질을 포함하는 응축배관이 고정된 응축기;

   상기 응축기와 제2 연결배관으로 연결되고 상기 압축기와 제3 연결배관으로 연결되며 복수의 열로 배열되고 알루미늄 재질을 포함하는 증발배관이 고정된 냉수통; 및

   상기 냉수통에 인접하며, 필터링된 정수를 냉수통으로 전달하는 필터부를 포함하는 정수기.
2. 제1항에 있어서, 상기 응축배관과 상기 증발배관의 단면은 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 정수기.
3. 제2항에 있어서, 상기 응축기는 알루미늄 재질을 포함하며 플레이트 형상으로 형성된 고정판, 및 홈을 형성하는 한 쌍이 일정한 간격으로 상기 고정판에 고정된 고정부를 더 포함하며,

   상기 응축배관은 상기 고정부의 홈에 고정되며, 지그재그 형상으로 상기 고정판에 고정되는 것을 특징으로 하는 정수기.
4. 제3항에 있어서, 상기 응축배관은 상기 고정판과 산소용접 공정을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 정수기.
5. 제4항에 있어서, 상기 응축배관의 내부에는 질소(N₂)가 봉입된 것을 특징으로 하는 정수기.
6. 제2항에 있어서, 상기 냉수통은 상부 및 상기 증발배관이 고정된 하부를 포함하고, 알루미늄 재질을 포함하는 원통 형상이며,

   상기 상부의 외경은 상기 하부의 외경보다 크고, 상기 하부에 증발배관이 고정된 경우의 하부의 외경과 동일한 것을 특징으로 하는 정수기.
7. 제6항에 있어서, 상기 증발배관은 상기 냉수통의 하부에 복수의 열로 감기면서 고정되고, 상기 증발배관과 상기 냉수통은 산소용접 공정을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 정수기.
8. 제7항에 있어서, 상기 증발배관의 내부에는 질소(N₂)가 봉입된 것을 특징으로 하는 정수기.

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