KR20110128635A - 압력제어수단이 구비된 역류방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력제어수단이 구비된 역류방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저수탱크와 냉수탱크가 일체로 형성되어 누수가 발생하지 않고, 온수탱크로 유입되어 가열된 물이 저수탱크로 역류하지 않게 하며, 온수탱크의 과압(過壓)시 저수탱크로의 압력 배출이 가능한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력제어수단이 구비된 역류방지장치는, 저수된 물이 배출될 수 있도록 배출구가 형성된 저수탱크와, 배출구를 통해 배출되는 물이 유입될 수 있도록 연결관에 의해 배출구와 연결되며 유입된 물을 가열시킨 후 배출시키는 온수탱크를 포함하여 이루어지는 냉온 정수기에 사용되고, 온수탱크에서 가열된 물이 저수탱크 내부로 역류하지 않도록 배출구와 연결관의 사이에 형성되는 역류방지수단; 및 역류방지수단에 의해 온수탱크와 저수탱크 사이가 폐쇄된 상태에서, 온수탱크 내부의 압력을 저수탱크 내부로 배출함으로써 온수탱크가 과압(過壓)되는 것을 방지하는 압력제어수단;으로 이루어지되, 압력제어수단은, 저수탱크 및 연결관과 연통하는 중공부가 내부에 형성되고, 중공부 상측에 상측 걸림부가 형성되면서 상측 걸림홀이 마련되고, 중공부 하측에 하측 걸림부가 형성되면서 하측 걸림홀이 마련되는 볼수용체; 및 중공부 내에서 하측 걸림부에 걸려지도록 구비되어 하측 걸림홀을 폐쇄하며, 온수탱크가 과압될 때 압력에 의해 부상하여 상측 걸림부에 걸려지되 상측 걸림홀을 폐쇄하지는 않는 압력제어볼;을 포함하여 이루어진다.

Description

압력제어수단이 구비된 역류방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING LIQUID COUNTERFLOW HAVING PRESSURE CONTROL DEVICE}

본 발명은 정수기에 사용되는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저수탱크와 냉수탱크가 일체로 형성되어 누수가 발생하지 않고, 온수탱크로 유입되어 가열된 물이 저수탱크로 역류하지 않게 하며, 온수탱크의 과압(過壓)시 저수탱크로의 압력 배출이 가능한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉온 정수기는 물을 정수하는 필터와, 필터에 의해 정수된 물을 저수하는 저수탱크와, 저수탱크와 연결되어 유입되는 물을 냉각 및 가열시킨 후 배출시키는 냉수탱크 및 온수탱크로 이루어진다.

그런데, 종래에는 저수탱크를 냉수탱크의 상부에 체결없이 올려놓거나 또는 저수탱크를 냉수탱크의 상부에서 억지 끼워지도록 가압하여 결합시켰는데, 단순히 체결없이 올려놓는 경우 저수탱크에 저수된 물이 냉수탱크로 유입되는 과정이나 저수탱크에 물이 저수된 상태에서 물이 새어나온다는 문제점이 있었으며, 사용자가 외력을 가하여 저수탱크와 냉수탱크를 억지 끼워지도록 하는 경우에도 그 결합력이 견고하지 못하였기 때문에 누수의 문제점이 해결되지 못하였다.

그리고, 누수를 방지하기 위하여 냉수탱크와 저수탱크 사이에 패킹을 개재한 것이 이용되고 있지만, 전술한 바와 같이 단순히 저수탱크를 냉수탱크의 상부에 올려놓거나 억지 끼워지도록 하는 방식으로는 누수를 방지하는데 한계가 있었으며, 억지 끼워지도록 하는 결합방식은 잦은 분리 및 조립이 있는 경우 결합력이 크게 저하된다는 한계가 있었다.

한편, 저수탱크에 저수된 물은 저수탱크로부터 온수탱크로 배출되어 온수탱크를 채운 다음 온수탱크와 저수탱크를 연결하는 연결관을 채우게 된다. 이 상태에서 가열수단(예컨대 온수탱크 내부로 연결되도록 온수탱크에 관통 결합되는 파이프 히터)으로 온수탱크를 가열시키게 되면 온수탱크 내부의 압력이 증가하게 되고, 내부 압력의 증가에 따라 온수탱크의 가열된 물이 저수탱크 내부로 역류하게 된다.

이 경우 저수탱크에 저수된 물의 온도가 상승하게 된다. 그리고 이 물은 냉수탱크로도 배출되기 때문에 냉수탱크는 온도가 상승한 물을 냉각시키게 되어 결국 냉온 정수기의 전력 소비가 증가하는 문제를 발생시킨다.

전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 온수탱크의 가열된 물이 저수탱크로 역류하지 않는 냉온 정수기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 온수탱크의 과압(過壓)시 저수탱크로의 압력 배출이 가능한 냉온 정수기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 압력제어수단이 구비된 역류방지장치는, 저수된 물이 배출될 수 있도록 배출구가 형성된 저수탱크와, 상기 배출구를 통해 배출되는 물이 유입될 수 있도록 연결관에 의해 상기 배출구와 연결되며 유입된 물을 가열시킨 후 배출시키는 온수탱크를 포함하여 이루어지는 정수기에 사용되고, 상기 온수탱크에서 가열된 물이 상기 저수탱크 내부로 역류하지 않도록 상기 배출구와 상기 연결관의 사이에 형성되는 역류방지수단; 및 상기 역류방지수단에 의해 상기 온수탱크와 상기 저수탱크 사이가 폐쇄된 상태에서, 상기 온수탱크 내부의 압력을 상기 저수탱크 내부로 배출함으로써 상기 온수탱크가 과압(過壓)되는 것을 방지하는 압력제어수단;으로 이루어지되, 상기 압력제어수단은, 상기 저수탱크 및 연결관과 연통하는 중공부가 내부에 형성되고, 상기 중공부 상측에 상측 걸림부가 형성되면서 상측 걸림홀이 마련되고, 상기 중공부 하측에 하측 걸림부가 형성되면서 하측 걸림홀이 마련되는 볼수용체; 및 상기 중공부 내에서 상기 하측 걸림부에 걸려지도록 구비되어 상기 하측 걸림홀을 폐쇄하며, 상기 온수탱크가 과압될 때 압력에 의해 부상하여 상기 상측 걸림부에 걸려지되 상기 상측 걸림홀을 폐쇄하지는 않는 압력제어볼;을 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 역류방지수단은, 상측 개구부가 상기 배출구에 결합되고, 하측 개구부가 상기 연결관에 결합되는 몸체; 상기 몸체의 내부 상측에서 형성되며, 상단 중앙에 상기 상측 개구부와 연통하는 원형의 개폐공이 형성되고, 하부에 상기 개폐공으로 이어지는 나팔 형상의 오목부가 형성된 걸림체; 및 상기 오목부 밑으로 형성된 상기 몸체의 내부 공간에 구비되고, 물의 부력으로 상기 오목부를 따라 부상(浮上)하여 상기 걸림체에 걸려지면서 상기 개폐공을 폐쇄하는 개폐볼;로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 역류방지수단은, 상기 하측 개구부로부터 상방으로 이격된 상기 몸체의 내부 공간상에 형성되어 상기 개폐볼의 저면을 받쳐 지지하게 되며, 상기 개폐볼이 상기 하측 개구부로부터 이격되어 머물게 함으로써 상기 몸체의 개방된 하측이 폐쇄되지 않게 하는 이격판을 더 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 압력제어수단이 구비된 역류방지장치에서, 상기 역류방지수단은, 상기 배출구의 하방에 위치하되 상기 저수탱크와 일체로 형성되고, 하측 개구부가 상기 연결관에 연결되는 몸체; 상기 몸체의 내부 상측에서 형성되며, 상단 중앙에 상기 배출구와 연통하는 원형의 개폐공이 형성되고, 하부에 상기 개폐공으로 이어지는 나팔 형상의 오목부가 형성된 걸림체; 및 상기 오목부 밑으로 형성된 상기 몸체의 내부 공간에 구비되고, 물의 부력으로 상기 오목부를 따라 부상(浮上)하여 상기 걸림체에 걸려지면서 상기 개폐공을 폐쇄하는 개폐볼;로 이루어진다.

여기서 상기 역류방지수단은, 상기 하측 개구부로부터 상방으로 이격된 상기 몸체의 내부 공간상에 형성되어 상기 개폐볼의 저면을 받쳐 지지하게 되며, 상기 개폐볼이 상기 하측 개구부로부터 이격되어 머물게 함으로써 상기 몸체의 개방된 하측이 폐쇄되지 않게 하는 이격판을 더 포함한다.

그리고 상기 압력제어수단은, 상기 몸체의 일측에는 상기 몸체와 일체로 형성되고, 상기 배출구에서 연장 형성된 보조홀의 하방에 위치하되 상기 저수탱크와 일체로 형성되며, 내부 하측의 공간이 상기 몸체의 내부 공간과 연통하는 보조몸체;를 포함하여 이루어지고, 상기 볼수용체는 상기 보조몸체의 내부 상측에 형성되고, 상기 상측 걸림홀은 상기 보조홀과 상기 중공부 사이가 연통하도록 형성되며, 상기 하측 걸림홀은 상기 중공부와 상기 보조몸체 내부 하측의 공간 사이가 연통하도록 형성된다.

또한, 상기 압력제어볼이 접하여 걸려지게 되는 상기 상측 걸림부 저면의 일측과 타측이 서로 높이가 다르게 형성되면서 상기 상측 걸림홀의 저부가 타원으로 형성된다.

본 발명에 의하면, 역류방지수단이 포함됨으로써 온수탱크에서 저수탱크로의 물의 역류가 방지되어 온수탱크의 가열이 있더라도 저수탱크에 저수된 물이 가열되지 아니하며, 이로써 냉수탱크에서의 전력소비 증가의 문제가 발생하지 않는다.

또한, 역류방지수단은 개폐볼이 물의 부력으로 부상(浮上)하여 물의 역류를 차단하기 때문에 무동력 작동 구조로 이루어지고, 따라서 별도의 전력이 소비되지 않으면서 물의 역류를 차단할 수 있다.

뿐만 아니라, 압력제어수단이 더 포함됨으로써 온수탱크가 소정의 압력 이상으로 과압(過壓)되지 않게 되고, 이로써 온수탱크의 과압에 의한 부품 손상 등의 문제가 발생하지 않는다. 그리고 이 압력제어수단 역시 온수탱크의 압력에 의해 부상하는 압력제어볼을 포함하기 때문에 무동력으로 작동하는 이점을 갖는다.

도 1은 역류방지수단이 구비된 정수기를 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 정수기의 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 역류방지수단의 다른 예를 보인 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 정수기에 압력제어수단이 더 포함된 상태를 도시한 단면도,
도 5와 도 6은 압력제어수단이 구비된 역류방지장치가 사용되는 다른 형태의 정수기를 도시한 단면도,
도 7은 압력제어수단이 구비된 역류방지장치가 사용되는 다른 형태의 정수기를 도시한 단면도이다.
도 8(a) 내지 도 8(d)는 연결관의 형태가 다른 경우를 도시한 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 동일한 참조부호는 동일 기능을 하는 동일 부재 또는 동일한 형상적 특징을 나타내는 것으로 한다.

도 1은 역류방지수단이 구비된 정수기를 도시한 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 정수기의 단면도, 도 3은 도 2에 도시된 역류방지수단의 다른 예를 보인 단면도, 도 4는 도 3에 도시된 정수기에 압력제어수단이 더 포함된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 압력제어수단이 구비된 역류방지장치는 저수탱크 및 온수탱크를 포함하는 정수기에 사용되는 것이며, 냉수탱크가 포함되지 않는 정수기에도 사용될 수 있는 것이나, 설명의 편의상 통상 사용되는 일반적인 냉온정수기를 대상으로 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉온 정수기는 필터(10), 저수탱크(20), 냉수탱크(40), 온수탱크(50), 냉동 컴프레셔(Compressor)(60), 방열판(70), 콘덴서(80), 이들 모두를 수용하는 정수기몸체(90)를 포함한다.

여기서, 필터(10), 냉동 컴프레셔(60), 방열판(70), 콘덴서(80)는 일반적으로 냉온 정수기에 적용되는 것들로서 특별히 제한되지 않는바, 여기에서 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 저수탱크(20), 냉수탱크(40), 온수탱크(50)에 대하여만 설명하기로 한다.

저수탱크(20)는 필터(10)에 의해 정수된 물을 저수한 후 냉수탱크(40)와 온수탱크(50)로 공급하는 역할을 한다. 저수탱크(20)는 다양한 재질로 이루어질 수 있으나, 합성수지 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 그 형상은 직사각형, 정사각형, 타원형, 원형 등 여러가지 다양한 형상이 가능하다. 특히 사각형으로 이루어진 경우 원형이나 타원형에 비해 많은 저수공간을 확보할 수 있다는 이점이 있다.

이 저수탱크(20)는 물이 분리된 상태에서 냉수탱크(40)와 온수탱크(50)로 각각 공급될 수 있도록, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 냉수탱크(40)가 연결되는 제1저수부(도면부호 표시되지 않음)와 온수탱크(50)가 연결되는 제2저수부(도면부호 표시되지 않음)로 나누어지는 것이 바람직하다.

이 경우, 저수탱크(20)의 하면 일측, 즉 제1저수부의 하측에는 개구부(21)가 형성되고, 저수탱크(20)의 하면 타측, 즉 제2저수부의 하측에는 배출구(22)가 형성된다. 그리고, 제1저수부의 하측에 형성되는 개구부(21)에 냉수탱크(40)가 연결되며, 제2저수부의 하측에 형성된 배출구(22)에는 온수탱크(50)와 결합된 연결관(30)이 연결된다.

냉수탱크(40)는 저수탱크(20)로부터 유입되는 물을 저수하여 냉각시킨 후 배출하는 역할을 하며, 개구부(21)의 하방에 위치하되 저수탱크(20)와 일체로 형성되어 연결된다. 일체로 형성되도록 저수탱크(20)와 냉수탱크(40)는 합성수지 재질로 사출 성형되어 제작될 수 있다.

저수탱크(20)와 냉수탱크(40)가 이처럼 일체로 형성됨으로써 저수탱크(20)에 저수된 물이 개구부(21)를 통해 냉수탱크(40)로 배출되는 과정에서 누수가 발생하지 않는다.

냉수탱크(40)에는 냉각수단인 냉매관(41)과 단열수단인 단열재(42)가 결합될 수 있다. 그리고 내부에서 냉각된 물이 배출될 수 있는 냉수배출구(43)가 바닥면에 형성된다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 냉수탱크(40)에 결합되는 냉매관(41)은 냉수탱크(40)의 내부에 저수된 물을 냉각시키는 역할을 하며, 냉수탱크(40)의 외측 테두리에 복수회 감겨져 고정된다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 간접냉각방식을 적용되는 것이다. 이러한 간접냉각방식은 직접냉각방식에 비해 결빙의 염려가 적고 냉수탱크의 내부를 세척하는데 용이하다는 이점이 있다.

단열재(42)는 냉매관(41) 및 냉수탱크(40)의 외면을 감싸도록 설치되어, 열이 외부로부터 침투되는 것을 막아 냉수탱크(40)의 냉각상태가 유지되도록 하는 역할을 한다. 단열재(42)는 원통 형상으로 이루어질 수 있되 냉수탱크(40)와 냉매관(41)이 삽입될 수 있는 공간을 가져 냉매관(41)이 외측에 감겨진 냉수탱크(40)가 끼워져 결합될 수 있다.

이러한 단열재(42)는 냉수탱크(40)를 감쌀 때 냉수탱크(40)와의 사이에 공간이 생기지 않도록 하는 것이 결로방지에 효율적이다. 이를 위해, 냉매관(41)이 감겨지는 냉수탱크(40)의 하부는 냉매관(41)이 감기지 않는 나머지 부분보다 그 직경이 축소되게 하여, 냉매관(41)이 냉수탱크(40)에 감긴 상태에서 냉수탱크(40)가 돌출되거나 함몰된 부분없이 전체적으로 동일한 직경의 외면을 갖는 것이 바람직하다. 즉 냉매관(41)이 감겨진 냉수탱크(40)는 전체적으로 원통 형상을 이루는 것이 바람직하다. 이럴 경우 원통형 단열재(42)를 냉수탱크(40)의 하방에서 상방으로 가압하여 냉수탱크(40)를 단열재(42)의 내부에 끼우더라도 냉수탱크(40)와 단열재(42) 사이에 공간이 발생하지 않게 된다. 이로써, 공간이 발생하는 종래의 냉수탱크에 비해 효율적인 결로방지가 가능해진다. 아울러, 단열재(42)도 일체로 된 원통형상으로 제작되어 사용할 수 있는 이점이 있다.

온수탱크(50)는, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(51), 뚜껑(52), 가열수단(55)을 포함하여 이루어지며, 전술한 바와 같이 저수탱크(20)의 제2저수부의 하측에 연결관(30)으로 연결되어 물을 공급받는다.

본체(51)는 상측 개구부와 내부 저수공간을 갖는 원통형의 금속재로 이루어지며, 내부에는 파이프 히터 등의 가열수단(55)이 마련된다. 이 가열수단(55)은 뚜껑(52)에 장착되어 뚜껑(52)이 본체(51)를 폐쇄하는 경우 본체(51) 내부에 위치하여 물을 가열시키게 된다.

뚜껑(52)은 본체(51)의 상측 개구부를 덮도록 본체(51)에 결합되는 것으로, 컬링(curling) 가공이나 용접 등에 의해 밀봉 결합될 수도 있고, 본체(51) 내부의 세척을 고려하여 분리가능한 구조로 결합될 수도 있다. 분리 가능한 구조의 일 예로 도 2에서는 결합부재(53)가 뚜껑(52)과 본체(51)에 형성되어 상호 나사 결합되는 구조를 갖는 예가 제시되고 있다. 이 경우 결합부재(53)는 뚜껑(52)이 본체(51)에 탈착 가능하게 결합되는 역할을 하는 것으로서, 제1돌출부재(53a), 제2돌출부재(53b)를 포함한다.

여기서, 제1돌출부재(53a)는 본체(51)의 외측 테두리 상부를 감싸도록 고정되어 일체를 이루며 외측 테두리에는 나사산(도면부호 표시되지 않음)이 형성된다. 그리고, 제2돌출부재(53b)는 뚜껑(52)의 외측 테두리를 감싸도록 고정되어 일체를 이루며, 내면에는 제1돌출부재(53a)의 나사산에 대응되는 나사홈(도면부호 표시되지 않음)이 형성된다. 따라서, 제1돌출부재(53a)가 제2돌출부재(53b)에 나사결합되며, 이에 따라 본체(51) 및 뚜껑(52)의 탈착 결합이 가능해 진다.

한편, 결합부재(53)는 제1돌출부재(53a)와 제2돌출부재(53b)의 사이에 개재되는 고리형의 패킹(56)을 더 포함하는 것이 바람직한데, 패킹(56)에 의해 제1돌출부재(53a)와 제2돌출부재(53b)의 결합력이 견고해질 수 있을 뿐만 아니라 결합부분 사이로 물이 새어나오는 것이 방지될 수 있는 이점이 있다.

뚜껑(52)에는 상방으로 돌출되는 유입구(도면부호 표시 생략)를 갖는데, 이 유입구에 연결관(30)이 연결되어 저수탱크(20)로부터 공급되는 물이 유입구를 통해 본체(51)의 내부로 유입되는 것이다.

배출관(54)은 온수탱크(50)의 본체(51) 내부에 저수되어 고온으로 된 물을 외부로 배출시키는 관으로서, 뚜껑(52)에 관통결합되며 본체(51)의 내부와 외부를 연결한다. 그리고 본체(51) 내부에서 가열수단(55)에 의해 가열된 물을 상방으로 배출시킨다.

저수탱크(20)와 온수탱크(50)를 연결하는 연결관(30)은 일단이 온수탱크(50)의 유입구에 결합되며, 타단은 후술할 역류방지수단(100)과 연결된다. 그리고 역류방지수단(100)은 저수탱크(20)의 제2저수부 하측에 형성되는 배출구(22)와 연결되어 물의 유입을 허용함으로써 결국 연결관(30)에 의해 저수탱크(20)와 온수탱크(50)가 상호 연결된다.

한편, 온수탱크(50) 내부에서 물이 가열되면 고온의 물이 저수탱크(20) 쪽으로 역류하는 현상이 발생할 수 있고, 이처럼 온수가 역류하게 되면 저수탱크(20) 내부의 물의 온도가 상승하게 된다.

물론, 저수탱크(20)의 내부가 제1저수부 및 제2저수부로 나뉘어져 있기는 하나, 저수탱크(20)의 물이 제1저수부와 제2저수부의 수위한계를 넘어 저수된 경우에는 물이 분리되지 않고 혼합된 상태를 유지하게 된다.

이에 따라, 온수탱크(50)로부터 온수가 역류하게 되면 저수탱크(20) 내부의 물이 전체적으로 온도가 상승하게 되어, 물이 어느 정도 온도가 상승한 상태에서 냉수탱크(40)로 공급되기 때문에, 냉수탱크(40)에서 물을 냉각시키는데 시간이 많이 걸림은 물론이고, 냉각을 위한 전력 소비가 증가하는 문제가 있다.

따라서, 온수탱크(50)로부터 저수탱크(20)로 온수가 역류하는 현상이 발생하지 않도록 연결관(30)과 배출구(22)의 사이에 역류방지수단(100)이 형성되는 것이 바람직하다.

역류방지수단(100)의 일 예로, 도 2에서는 몸체(110), 몸체(110)의 내부에 형성되는 걸림체(120), 그리고 몸체(110)의 내부에 구비되는 개폐볼(130)로 이루어진 일 예가 제시되고 있다.

본 예에서는 몸체(110)는 별개의 구성으로 제작되어 연결관(30)과 저수탱크(20)의 배출구(22)에 결합된다. 구체적으로 몸체(110)는 상측 및 하측에 개구부(113, 114)가 각각 형성되고 상측 개구부(113)가 배출구(22)에 결합되며, 하측 개구부(114)가 연결관(30)에 결합된다.

걸림체(120)는 몸체(110)의 내부 상측에서 형성되는 것으로 상단 중앙에 배출구(22)와 연통하는 원형의 개폐공(121)이 형성되며, 하부에는 개폐공(121)으로 이어지는 나팔 형상의 오목부(122)가 형성된다. 그리고, 걸림체(120)가 형성됨으로써 오목부(122) 하부에 몸체(110)의 내부 공간(111)이 마련되며, 이 내부 공간(111)은 개폐공(121)을 통해 배출구(22)와 연통하게 된다. 또한 몸체(110)의 내부 공간(111)은 하방으로 하측 개구부(114)를 통하면서 연결관(30)의 내부와 연통하게 된다.

몸체(110)의 내부 공간(111)에는 개폐볼(130)이 구비된다. 개폐볼(130)은 물의 부력으로 부상(浮上)하게 되는 구성이다. 저수탱크(20)의 저수된 물은 배출구(22)를 통해 배출되면서 온수탱크(50) 내부로 유입된다. 온수탱크(50)가 물로 채워진 후 연결관(30) 내부가 채워지게 되며, 이어서 몸체(110)의 내부로도 물이 채워지게 된다. 이때 채워지는 물의 부력으로 개폐볼(130)이 부상하게 되며, 부상하면서 오목부(122)로 진입하게 된다. 그리고 오목부(122)를 따라 계속 부상하면서 결국에는 걸림체(120)의 상단 저부에 걸려지게되고, 이로써 개폐공(121)을 폐쇄하게 된다. 개폐공이 차단됨으로써 저수탱크(20)로부터 몸체(110)로의 물의 유입이 차단됨은 물론이고, 온수탱크(50)가 가열되어 내부 압력이 증가하더라도 가열된 물이 저수탱크(20)로 역류하지 않게 된다.

한편, 온수탱크(50)의 물이 외부로 배출됨으로써 몸체(110) 내부에 채워진 물의 수위가 낮아지게 되면 개폐볼(130)이 하강하여 개폐공(121)을 개방하게 된다. 개폐공(121)이 개방됨으로써 저수탱크(20)의 물이 다시 온수탱크(50) 내부로 공급되는데, 이때 개폐볼(130)이 하측 개구부(114)를 폐쇄하거나 혹은 일부라도 막게 되면 저수탱크(20)로부터 온수탱크(50) 내부로의 물의 유입이 원활하지 않을 수 있다. 따라서, 몸체(110)의 내부 공간(111)에는 이격판(140)이 더 포함될 수 있다.

이격판(140)은 몸체(110)의 내부 공간(111) 상(上)에서 몸체(110)의 하측 개구부(114)로부터 상방으로 이격된 위치에 형성되며, 개폐볼(130)의 저면을 받쳐 지지하게 된다. 즉, 개폐볼(130)이 더이상 하강하지 않도록 하여 하측 개구부(114)로부터 이격된 위치에 머물게 하는 것이다. 따라서, 개폐볼(130)은 이격판(140)에 의해 지지되면서 하측 개구부(114)를 막거나 폐쇄하는 일이 없게 된다. 그리고 이격판(140)은 몸체(110)의 내부 공간(111) 상에 형성되기 때문에 그 테두리 쪽에서 몸체(110) 내벽과의 사이에 공간을 형성하게 되고, 이 공간을 통해 물의 유입, 유출이 원활하게 이루어질 수 있다.

도 3에서는 역류방지수단(100)의 다른 예가 도시되어 있다.

본 예에서는 전술한 예와 마찬가지로 역류방지수단(100)이 몸체(110)와, 걸림체(120)와, 개폐볼(130)로 이루어진다. 그리고, 이격판(140)이 더 포함될 수 있다.

다만, 몸체(110)는 배출구(22) 하방에 위치하되 저수탱크(20)와 일체로 형성되는 점에서 전술한 예와 차이가 있다. 본 예에서의 몸체(110)와 저수탱크(20)는 합성수지 재질로 일체로 사출 성형될 수 있는 것이다. 이 차이를 제외하고는 전술한 예와 다르지 않으므로 전술한 예의 설명으로 대신한다.

한편, 걸림체(120)는 몸체(110)의 내부에서 몸체(110)와 일체로 형성될 수도 있고, 걸림체(120)가 별개로 제작되어 몸체(110) 내부에 결합될 수도 있다. 후자의 경우로서 구체적인 결합 구조의 일 예로 도시된 바에서는 몸체(110)의 상단부 테두리에 단턱(112)을 형성하고 걸림체(120)가 이 단턱(112)에 걸려지면서 몸체(110)의 내부에 결합되는 구조의 예가 제시된다. 즉 배출구(22)를 통해 몸체(110) 내부로 삽입 결합될 수 있는 것이다. 이때, 몸체(110)의 내부 공간(111)은 개폐공(121)을 통해서만 배출구(22)와 연통될 수 있도록 걸림체(120)의 테두리 부위에서 몸체(110)와 밀봉 결합되는 것이 바람직하다.

상술한 실시예의 냉온 정수기(1)에는 압력제어수단이 더 포함되어 이루어진다.

압력제어수단은 역류방지수단(100)에 의해 온수탱크(50)와 저수탱크(20) 사이가 폐쇄된 상태, 다시 말해 상술한 역류방지수단(100)의 예에서는 개폐볼(130)이 개폐공(121)을 폐쇄한 상태에서 온수탱크(50)가 과압(過壓)되는 것을 방지하는 수단이 된다.

온수탱크(50)는 상술한 가열수단(55)이 장착되며 또한 이 가열수단(55)의 작동을 제어하도록 온수탱크(50)의 일측에 온도센서(도시 생략)가 구비될 수 있다. 이로써 온수탱크(50) 내부의 물은 가열수단(55)에 의해 가열되고, 일정 온도 이상으로 가열된 경우 온도센서에 의해 가열수단(55)의 작동이 멈추게 된다.

이때, 온수탱크(50)의 내부가 가열되는 과정에서 온수탱크(50) 내부 및 연결관(30)의 내부 압력이 증가하게 되는데, 내부 압력이 일정 압력 이상이 되면, 즉 과압되면 온수탱크(50)와 연결관(30)의 연결 부위, 연결관(30)과 몸체(110)의 연결부위에서 과압에 따른 누수가 발생하거나, 내부 구성이 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 온도센서에 의해 가열수단(55)의 작동이 멈춰지기 이전에도 온수탱크(50) 내부 압력이 허용될 수 있는 일정 압력을 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 3에서 참조되는 실시예에서는 이러한 압력제어수단으로 온수탱크(50)의 일측, 예컨대 뚜껑(52)에 일단이 연결되는 압력배출호스(도시 생략)를 포함할 수 있다. 그리고 압력배출호스의 타단을 온수탱크(50)의 위치로부터 소정 높이 이상의 위치에 두어 온수탱크(50)의 외부 공간으로 노출되게 하면 온수탱크(50) 내부의 압력이 압력배출호스를 통해 빠져나갈 수 있다. 이때, 압력배출호스의 내경이나 압력배출호스의 온수탱크(50)로부터의 높이는 온수탱크(50) 내부의 바람직한 유지 압력을 고려하여 정해질 수 있다.

도 4에서는 압력제어수단의 다른 예가 도시되어 있으며, 본 예의 압력제어수단(200)은 온수탱크(50)의 내부가 일정 압력을 넘게 될 때 그 압력이 저수탱크(20) 내부로 배출되게 한다.

본 예의 압력제어수단(200)은 보조몸체(210)와, 볼수용체(220)와, 압력제어볼(230)이 포함된다.

보조몸체(210)는 몸체(110)의 일측에서 몸체(110)와 일체로 형성된다. 그리고, 저수탱크(20)의 하면에는 배출구(22)로부터 연장되는 보조홀(23)이 형성되며, 보조몸체(210)는 이 보조홀(23)의 하방에 위치하면서 저수탱크(20)와도 일체로 형성된다. 즉, 저수탱크(20)와, 몸체(110)와, 보조몸체(210)는 일체로 형성되며, 모두가 합성수지 재질로 사출 성형되어 제작될 수 있다.

보조몸체(210)는 내부 상측에 후술할 볼수용체(220)가 형성되며, 볼수용체(220)의 하부가 되는 보조몸체(210) 내부 하측에는 공간(211)이 형성된다. 그리고, 내부 하측 공간(211)은 상술한 몸체(110)의 내부 공간(111)과 연통하며, 온수탱크(50)의 압력은 몸체(110)의 내부 공간(111)을 통하면서 보조몸체(210)의 내부 하측 공간(211)으로 전달된다.

보조몸체(210)의 내부 상측에는 볼수용체(220)가 형성된다. 볼수용체(220)는 내부에 중공부(221)가 형성되며, 중공부(221)의 상측에는 상측 걸림부(222)가 형성되면서 상측 걸림부(222)의 중앙에 상측 걸림홀(223)이 형성된다. 그리고 상측 걸림홀(223)은 보조홀(23)과 연통한다. 중공부(221)의 하측에는 하측 걸림부(224)가 형성되면서 하측 걸림부(224)의 중앙에 하측 걸림홀(225)이 형성된다.

볼수용체(220)가 형성됨으로써 보조몸체(210)의 내부 하측 공간(211)이 하측 걸림홀(225)을 통해 중공부(221)와 연통하게 되고, 중공부(221)는 상측 걸림홀(223)을 통해 보조홀(23)과 연통하게 된다.

압력제어볼(230)은 중공부(221) 내에 구비된다. 구체적으로 압력제어볼(230)은 중공부(221) 내에서 하측 걸림부(224)에 걸려지도록 구비되어 하측 걸림홀(225)을 폐쇄한다. 압력제어볼(230)은 물의 비중보다 큰 비중을 가짐으로써 물이 하측 걸림홀(225)을 통해 차 오르더라도 부상하지 않고 하측 걸림홀(225)의 폐쇄 상태를 유지한다.

이 상태에서 온수탱크(50)의 내부 압력이 일정 압력을 넘어 과압되면 그 압력에 의해 부상하게 된다. 따라서 압력제어볼(230)은 온수탱크(50) 내부가 과압된 상태에서 그 압력에 의해 부상하는 무게로 이루어진다.

압력제어볼(230)이 부상하여 상측 걸림볼에 걸려지기 직전까지는 이미 하측 걸림홀(225)과 상측 걸림홀(223) 사이가 폐쇄되지 않은 상태가 되며 압력이 상측 걸림홀(223)을 통해 저수탱크(20) 내부로 배출될 수 있다. 이 과정에서 압력이 다시 일정 압력 밑으로 떨어지게 되면 압력제어볼(230)은 하강하여 하측 걸림부(224)에 걸려지게 된다.

그러나 과압 상태가 다소 지속되는 상태에서는 압력제어볼(230)이 계속 부상하게 되고, 결국 상측 걸림부(222)에 걸려지게 된다. 이때 상측 걸림홀(223)이 압력제어볼(230)에 의해 폐쇄되지는 않기 때문에 상측 걸림홀(223)과 압력제어볼(230) 사이의 틈을 통해 온수탱크(50) 내부 및 연결관(30) 내부의 압력이 저수탱크(20) 내부로 배출될 수 있다. 그리고 압력 배출에 따라 압력이 떨어지게 되면 압력제어볼(230)은 다시 하강하게 된다.

한편, 상측 걸림부(222)는 압력제어볼(230)이 상측 걸림부(222)에 걸려진 상태에서 상측 걸림홀(223)이 폐쇄되지 않도록 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.

그 일 예로 도시된 바에서는 압력제어볼(230)이 접하여 걸려지는 상측 걸림부(222) 저면의 일측(222a)과 타측(222b)이 서로 높이가 다르게 형성되면서 상측 걸림홀(223)의 저부가 타원으로 이루어지는 예가 제시된다.

이렇게 형성되면, 압력제어볼(230)이 부상하여 상측 걸림부(222)에 걸려질 때 상측 걸림부(222)와 접하게 되는 일측(222a)와 타측(222b) 지점의 높이가 다르게 되어 압력제어볼(230)은 다소 편향되게 위치하면서 상측 걸림홀(223) 내부로 일부가 삽입되어 걸려지게 된다. 이때 상측 걸림홀(223)의 저부는 일측(222a)과 타측(222b)을 장반경의 양 끝점으로 하는 경사진 타원을 이루기 때문에 결국 압력제어볼(230)과 상측 걸림홀(223)의 저부 테두리 사이에는 틈이 형성되어 압력제어볼(230)이 상측 걸림부(222)에 걸려진 상태이더라도 상측 걸림홀(223)은 폐쇄되지 않는다.

한편, 걸림체(120)와 볼수용체(220)는 몸체(110)와 보조몸체(210)의 내부에서 별개로 각각 형성될 수도 있으며, 도시된 바와 같이 걸림체(120)와 볼수용체(220)가 일체로 연장형성될 수도 있다. 그리고 일체로 형성된 상태에서 몸체(110)의 상단 테두리와 보조몸체(210)의 상단 테두리에 연장되는 단턱(112, 212)을 형성하여 이 단턱(112, 212)에 걸려지면서 몸체(110) 및 보조몸체(210) 내부로 결합되게 할 수도 있다. 즉, 배출구(22)와 보조홀(23)을 통해 몸체(110) 및 보조몸체(210) 내부로 삽입 결합될 수 있는 것이다.

도 5와 도 6은 압력제어수단(200)이 구비된 역류방지장치(100)가 사용되는 다른 형태의 정수기를 도시한 단면도이다.

여기서, 냉수탱크(40)는 저수탱크(20)로부터 유입되는 물을 저수하여 냉각시킨 후 배출하는 역할을 하며, 저수탱크(21)의 하방에 위치하면서 저수탱크(20)와 일체로 형성되어 연결된 형태로 이루어진다. 이에 따라, 연결관(30)은 냉수탱크(40) 내부를 가로질러 위치하도록 형성된다.

그리고 저수탱크(20)와 냉수탱크(40)는 분리막(300)에 의하여 구분되며, 연결관(30)은 분리막(300)의 중앙 하단에서 일체로 형성되게 된다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 분리막(300)의 테두리는 저수탱크(20) 및 냉수탱크(40)와 이격되어 있으며, 이러한 틈을 통하여 물의 이동이 이루어진다. 여기서, 상기 분리막(300)은 상기 저수탱크(20) 및 냉수탱크(40)의 내주면 전체에서 이격되는 것은 아니고, 일부는 밀착되고 일부는 이격된 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 분리막(300)이 상기 저수탱크(20) 및 냉수탱크(40)의 내주면에 의해 지지되면서 이격된 일부 공간(틈)을 통하여 물의 이동이 이루어지게 된다.

도 7은 압력제어수단(200)이 구비된 역류방지장치(100)가 사용되는 다른 형태의 정수기를 도시한 단면도이고, 도 8(a) 내지 도 8(d)는 연결관의 형태가 다른 경우를 도시한 도면이다.

여기서, 상기 분리막(300)은 단면의 형상이 단층의 형태로 이루어진다. 상기 연결관(30)은 단순히 수직 형태로 이루어질 수 있으나, 도 8(a) 내지 도 8(d)에 도시된 바와 같이 다양한 형태의 굴곡진 모양으로 이루어져 상기 연결관(30)에서도 역류를 방지할 수 있도록 이루어질 수 있다. 즉, 상기 연결관(30)을 통하여 역류하는 물이 1차적으로 상기 연결관(30)에서 흐름이 감소되고 상기 역류방지장치(100)를 거치면서 2차적인 역류방지가 이루어지게 되며, 효과적인 역류방지기능을 발휘할 수 있게 된다.

1 : 냉온 정수기 10 : 필터
20 : 저수탱크 21 : 개구부
22 : 배출구 23 : 보조홀
30 : 연결관 40 : 냉수탱크
41 : 냉매관 42 : 단열재
43 : 냉수배출구 50 : 온수탱크
51 : 본체 52 : 뚜껑
52a : 유입구 53 : 결합부재
53a, 53b : 돌출부재 54 : 배출관
55 : 가열수단 56 : 패킹
60 : 냉동 컴프레셔 70 : 방열판
80 : 콘덴서 90 : 정수기몸체
100 : 역류방지수단 110 : 몸체
113 : 상측 개구부 114 : 하측 개구부
120 : 걸림체 121 : 개폐공
122 : 오목부 130 : 개폐볼
140 : 이격판 200 : 압력제어수단
210 : 보조몸체 220 : 볼수용체
221 : 중공부 222 : 상측 걸림부
223 : 상측 걸림홀 224 : 하측 걸림부
225 : 하측 걸림홀 230 : 압력제어볼
300 : 분리판

Claims (7)

1. 저수된 물이 배출될 수 있도록 배출구가 형성된 저수탱크와, 상기 배출구를 통해 배출되는 물이 유입될 수 있도록 연결관에 의해 상기 배출구와 연결되며 유입된 물을 가열시킨 후 배출시키는 온수탱크를 포함하여 이루어지는 정수기에 사용되고,
   상기 온수탱크에서 가열된 물이 상기 저수탱크 내부로 역류하지 않도록 상기 배출구와 상기 연결관의 사이에 형성되는 역류방지수단; 및
   상기 역류방지수단에 의해 상기 온수탱크와 상기 저수탱크 사이가 폐쇄된 상태에서, 상기 온수탱크 내부의 압력을 상기 저수탱크 내부로 배출함으로써 상기 온수탱크가 과압(過壓)되는 것을 방지하는 압력제어수단;으로 이루어지되,
   상기 압력제어수단은,
   상기 저수탱크 및 연결관과 연통하는 중공부가 내부에 형성되고, 상기 중공부 상측에 상측 걸림부가 형성되면서 상측 걸림홀이 마련되고, 상기 중공부 하측에 하측 걸림부가 형성되면서 하측 걸림홀이 마련되는 볼수용체; 및
   상기 중공부 내에서 상기 하측 걸림부에 걸려지도록 구비되어 상기 하측 걸림홀을 폐쇄하며, 상기 온수탱크가 과압될 때 압력에 의해 부상하여 상기 상측 걸림부에 걸려지되 상기 상측 걸림홀을 폐쇄하지는 않는 압력제어볼;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 역류방지수단은,
   상측 개구부가 상기 배출구에 결합되고, 하측 개구부가 상기 연결관에 결합되는 몸체;
   상기 몸체의 내부 상측에서 형성되며, 상단 중앙에 상기 상측 개구부와 연통하는 원형의 개폐공이 형성되고, 하부에 상기 개폐공으로 이어지는 나팔 형상의 오목부가 형성된 걸림체; 및
   상기 오목부 밑으로 형성된 상기 몸체의 내부 공간에 구비되고, 물의 부력으로 상기 오목부를 따라 부상(浮上)하여 상기 걸림체에 걸려지면서 상기 개폐공을 폐쇄하는 개폐볼;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 역류방지수단은,
   상기 하측 개구부로부터 상방으로 이격된 상기 몸체의 내부 공간상에 형성되어 상기 개폐볼의 저면을 받쳐 지지하게 되며, 상기 개폐볼이 상기 하측 개구부로부터 이격되어 머물게 함으로써 상기 몸체의 개방된 하측이 폐쇄되지 않게 하는 이격판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 역류방지수단은,
   상기 배출구의 하방에 위치하되 상기 저수탱크와 일체로 형성되고, 하측 개구부가 상기 연결관에 연결되는 몸체;
   상기 몸체의 내부 상측에서 형성되며, 상단 중앙에 상기 배출구와 연통하는 원형의 개폐공이 형성되고, 하부에 상기 개폐공으로 이어지는 나팔 형상의 오목부가 형성된 걸림체; 및
   상기 오목부 밑으로 형성된 상기 몸체의 내부 공간에 구비되고, 물의 부력으로 상기 오목부를 따라 부상(浮上)하여 상기 걸림체에 걸려지면서 상기 개폐공을 폐쇄하는 개폐볼;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 역류방지수단은,
   상기 하측 개구부로부터 상방으로 이격된 상기 몸체의 내부 공간상에 형성되어 상기 개폐볼의 저면을 받쳐 지지하게 되며, 상기 개폐볼이 상기 하측 개구부로부터 이격되어 머물게 함으로써 상기 몸체의 개방된 하측이 폐쇄되지 않게 하는 이격판을 더 포함되는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.
   
6. 청구항 4에 있어서, 상기 압력제어수단은,
   상기 몸체의 일측에는 상기 몸체와 일체로 형성되고, 상기 배출구에서 연장 형성된 보조홀의 하방에 위치하되 상기 저수탱크와 일체로 형성되며, 내부 하측의 공간이 상기 몸체의 내부 공간과 연통하는 보조몸체;를 포함하여 이루어지고,
   상기 볼수용체는 상기 보조몸체의 내부 상측에 형성되고,
   상기 상측 걸림홀은 상기 보조홀과 상기 중공부 사이가 연통하도록 형성되며,
   상기 하측 걸림홀은 상기 중공부와 상기 보조몸체 내부 하측의 공간 사이가 연통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 압력제어볼이 접하여 걸려지게 되는 상기 상측 걸림부 저면의 일측과 타측이 서로 높이가 다르게 형성되면서 상기 상측 걸림홀의 저부가 타원으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력제어수단이 구비된 역류방지장치.

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