KR20200027277A - 과열 방지 메커니즘을 갖춘 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과열 방지 메커니즘을 갖춘 정수기에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는, 입력 전원부에서 출력된 교류 전력의 노이즈를 저감하고, 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐를 때 작동하는 전기 퓨즈가 구비된 노이즈 인쇄회로기판, 노이즈 인쇄회로기판으로부터 노이즈가 저감된 교류 전력을 공급받는 유도 가열 인쇄회로기판 및 유도 가열 인쇄회로기판에 의해 유도 가열 동작이 제어되는 워킹 코일을 포함하되, 유도 가열 인쇄회로기판은, 노이즈 인쇄회로기판으로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부와, 정류부로부터 직류 전력을 제공받아 스위칭 동작을 수행하는 유도 가열 구동부와, 유도 가열 구동부의 스위칭 동작을 제어하는 유도 가열 제어부와, 정류부 및 유도 가열 구동부의 방열 작업을 수행하는 수냉식 방열판과, 정류부 및 유도 가열 구동부 중 적어도 하나의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 관한 정보를 유도 가열 제어부로 제공하는 서미스터를 포함한다.

Description

과열 방지 메커니즘을 갖춘 정수기{WATER PURIFIER HAVING OVERHEATING PREVENTION MECHANISM}

본 발명은 과열 방지 메커니즘을 갖춘 정수기에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 본체 내부에 설치된 여러 단계의 필터에 의해 수돗물이나 지하수 등의 원수에 포함되어 있는 인체에 유해한 각종 유해성분을 여과시킴으로써 안전하고 위생적인 음료수로 전환시키는 장치이다.

정수기는 이를 위해서 상기 필터를 통과한 정수된 물을 사용자의 선택에 따라, 출수부로 공급 가능하도록, 냉수유로와 온수유로 그리고 정수유로 등을 형성하고, 기계식 또는 전자식 밸브로 물의 흐름을 제어하는 장치이다.

정수기는 저수조를 구비하는지 여부에 따라 저수조형과 직수형으로 구분될 수 있다. 저수조형 정수기는 정수를 저수조에 보관하고 있다가 사용자가 출수부를 조작하였을 때 저수조에 저장된 정수를 제공하도록 이루어진다.

이에 반해 직수형 정수기는 저수조를 구비하지 않고, 사용자가 출수부를 조작하였을 때 즉시 원수를 여과하여 사용자에게 정수를 제공하도록 이루어진다.

직수형 정수기는 저수조형 정수기에 비해 위생적이고 물을 절약할 수 있는 것으로 인식되어 있어, 최근에는 직수형 정수기에 대한 사용자의 선호도가 증가하고 있다.

이러한 직수형 정수기는 상온수 외에 온수와 냉수를 제공하기도 한다. 온수와 냉수를 제공하는 직수형 정수기는 그 내부에 가열 장치와 냉각 장치를 별도로 구비한다. 가열 장치는 정수를 가열하여 온수를 생성하도록 이루어지고, 냉각 장치는 정수를 냉각하여 냉수를 생성하도록 이루어진다.

직수형 정수기가 온수 또는 냉수를 제공하기 위해서는 정수를 짧은 시간 안에 가열 또는 냉각할 수 있어야 한다. 가열 장치가 짧은 시간 안에 정수를 가열하는 방식은 여러 가지가 있을 수 있다.

예를 들어 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0103723호(2005.11.01.)에는 유도 가열 방식으로 정수를 가열하는 구성이 개시되어 있다.

유도 가열이란 전자기 유도를 이용하여 피가열체를 가열하는 방식을 가리킨다. 코일에 전류가 공급되면, 피가열체에 와전류(eddy current)가 발생하고, 금속의 저항에 의해 발생된 줄열(Joule heating)이 피가열체의 온도를 높이게 된다.

즉, 유도 가열 방식으로 정수를 가열하는 직수형 정수기는, 사용자가 선택한 물의 온도에 따라 워킹 코일의 유도 가열 동작을 제어함으로써 온수 탱크를 가열할 수 있고, 이를 통해 온수를 출수할 수 있다.

다만, 유도 가열 방식의 직수형 정수기는 열을 이용하여 물을 가열하기 때문에 가열 장치(즉, 유도 가열 모듈)가 오작동하는 경우, 화재가 발생할 수 있다는 문제가 있다.

물론, 이러한 화재를 방지하기 위해 온도 퓨즈가 구비되지만, 온도 퓨즈는 약 450℃ 이상에서 동작(즉, 회로 차단)하기 때문에 온도 퓨즈가 동작할 때에는 이미 온수 탱크 및 온수 탱크를 지지하는 브라켓 등에 연기 및 화재가 발생할 위험이 크다는 문제가 있다.

특히, 물 공급이 차단된 상태에서 유도 가열 동작이 지속되는 경우, 온수 탱크의 온도가 급격히 상승하여 연기 및 화재가 발생할 위험성이 더욱 커진다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전력 반도체 소자의 방열 성능이 개선된 정수기를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 연기 및 화재 발생을 방지하는 메커니즘을 갖춘 정수기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 정수기는 정류부 및 유도 가열 구동부의 방열 작업을 수행하는 수냉식 방열판을 포함함으로써 전력 반도체 소자의 방열 성능을 개선할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 정수기는 정류부 및 유도 가열 구동부 중 적어도 하나의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 관한 정보를 유도 가열 제어부로 제공하는 서미스터(thermistor)와, 서미스터로부터 제공받은 온도 정보를 토대로 유도 가열 구동부의 스위칭 동작을 제어하는 유도 가열 제어부를 포함함으로써 연기 및 화재 발생을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 정수기는 수냉식 방열판을 통해 전력 반도체 소자의 방열 성능을 개선할 수 있다. 또한 수냉식 방열판이 종래에 사용되던 공랭식 방열판보다 크기가 작은바, 종래 대비 유도 가열 인쇄회로기판의 크기를 줄일 수 있다. 나아가 수냉식 방열판을 통해 물이 사전 가열되는바, 목표 온도를 달성하기 위해 필요한 유도 가열 구동부(즉, 워킹 코일)의 출력을 줄일 수 있고, 이를 통해 전력 절감이 가능하다.

또한 본 발명에 따른 정수기는 물 공급이 차단된 경우 온수 탱크가 과발열되기 전에 유도 가열 구동부의 스위칭 동작을 중단시킬 수 있는바, 온수 탱크의 연기 및 화재 발생 위험을 방지할 수 있다. 나아가, 물 공급이 차단된 상태에서 서미스터가 고장난 경우에는, 전력 반도체 소자를 과발열시켜 파괴시키거나 전기 퓨즈를 동작시켜 전력 공급을 차단함으로써 온수 탱크의 연기 및 화재 발생 위험을 방지할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 정수기의 내부 구성을 설명하는 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 정수기의 유도 가열 모듈과 제어 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 유도 가열 모듈의 일부 구성품을 설명하는 분해 사시도이다.
도 5는 도 1의 정수기의 유로 구성을 설명하는 개략도이다.
도 6은 도 1의 정수기의 연기 및 화재 발생 방지를 위한 구성을 설명하는 개략도이다.
도 7은 도 6의 수냉식 방열판에 전력 반도체 소자가 장착된 모습을 설명하는 사시도이다.
도 8은 도 1의 정수기의 연기 및 화재 발생 방지 메커니즘을 설명하는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 설명하는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)는 커버(1010), 출수부(1020), 베이스(1030) 및 트레이(1040)를 포함한다.

커버(1010)는 정수기(1000)의 외관을 형성한다. 커버(1010)에 의해 형성되는 정수기(1000)의 외관은 정수기(1000)의 본체로 명명될 수 있다. 원수를 여과하기 위한 부품들은 정수기(1000) 본체의 내부에 설치된다. 커버(1010)는 상기 부품들을 보호하도록 상기 부품들을 감싼다. 커버(1010)라는 명칭은 케이스 또는 하우징 등으로 바뀌어 호명될 수 있다. 어느 명칭이건 정수기(1000)의 외관을 형성하고 원수를 여과하는 부품들을 감싸도록 이루어진다면 본 발명에서 설명하는 커버(1010)에 해당한다.

커버(1010)는 단일 부품으로 형성될 수도 있으나, 여러 부품들의 결합에 의해 형성될 수 있다. 일 예로 도 1에 도시된 바와 같이 커버(1010)는 프론트 커버(1011), 리어 커버(1014), 사이드 패널(1013a), 어퍼 커버(1012) 및 탑 커버(1015)를 포함할 수 있다.

프론트 커버(1011)는 정수기(1000)의 전방에 배치된다. 리어 커버(1014)는 정수기(1000)의 후방에 배치된다. 여기서 정수기(1000)의 전방과 후방은 각각 사용자의 시선에서 출수부(1020)를 정면으로 바라보는 방향을 기준으로 설정한 것이다. 다만, 정수기(1000)의 전방과 후방이라는 개념이 절대적인 것은 아니므로, 정수기(1000)를 묘사하는 방식에 따라 달라질 수 있다.

사이드 패널(1013a)은 정수기(1000)의 좌우에 각각 배치된다. 사이드 패널(1013a)은 프론트 커버(1011)와 리어 커버(1014) 사이에 배치된다. 사이드 패널(1013a)은 프론트 커버(1011) 및 리어 커버(1014)와 각각 결합될 수 있다. 사이드 패널(1013a)은 실질적으로 정수기(1000)의 옆면을 형성한다.

어퍼 커버(1012)는 정수기(1000)의 전방에 배치된다. 어퍼 커버(1012)는 프론트 커버(1011)보다 높은 위치에 설치된다. 어퍼 커버(1012)와 프론트 커버(1011) 사이의 공간으로 출수부(1020)가 노출된다. 어퍼 커버(1012)는 프론트 커버(1011)와 함께 정수기(1000) 전면의 외관을 형성한다.

탑 커버(1015)는 정수기(1000)의 윗면을 형성한다. 탑 커버(1015)의 전방에는 입출력부(1016)가 형성될 수 있다. 입출력부(1016)는 입력부와 출력부를 포함하는 개념이다. 입력부는 사용자의 제어 명령을 인가받도록 이루어진다. 입력부가 사용자의 제어 명령을 인가받는 방식은 터치 입력, 물리적인 가압 등을 모두 포함하거나 선택적으로 포함할 수 있다. 출력부는 사용자에게 정수기(1000)의 상태 정보를 시청각적으로 제공하도록 이루어진다.

출수부(취출부 또는 코크 어셈블리, 1020)는 사용자의 제어 명령에 따라 사용자에게 정수를 제공하는 기능을 한다. 출수부(1020)의 적어도 일부는 물을 공급하기 위해 정수기(1000) 본체의 외부로 노출된다. 특히 상온의 정수, 상온보다 차가운 냉수 및 상온보다 뜨거운 온수를 제공하도록 이루어지는 정수기(1000)에서는 사용자로부터 인가받은 제어 명령에 따라 상온의 정수, 냉수 및 온수 중 적어도 하나가 출수부(1020)를 통해 배출될 수 있다.

출수부(1020)는 사용자의 조작에 따라 회전 가능하도록 이루어질 수 있다. 프론트 커버(1011)와 어퍼 커버(1012)는 그 사이에 출수부(1020)의 회전 영역을 형성하고, 출수부(1020)는 상기 회전 영역에서 좌우로 회전될 수 있다. 출수부(1020)의 회전은 사용자가 출수부(1020)에 물리적으로 가하는 힘에 의해 이루어질 수 있다. 또한 출수부(1020)의 회전은 사용자가 입출력부(1016)에 인가하는 제어 명령에 근거하여 이루어질 수 있다. 출수부(1020)의 회전을 구현하는 구성은 정수기(1000)의 내부에 설치될 수 있으며, 구체적으로 어퍼 커버(1012)에 의해 가려지는 영역에 설치될 수 있다. 그리고, 입출력부(1016)도 출수부(1020)의 회전 시 출수부(1020)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다.

베이스(1030)는 정수기(1000)의 바닥을 형성한다. 정수기(1000)의 내부 부품들은 베이스(1030)에 의해 지지된다. 정수기(1000)가 바닥이나 선반 등에 놓여 있을 때, 베이스(1030)는 바닥이나 선반 등을 마주보게 된다. 따라서 정수기(1000)가 바닥이나 선반 등에 놓여 있을 때 베이스(1030)의 구조가 외부로 노출되지 않는다.

트레이(1040)는 출수부(1020)를 마주하도록 배치된다. 정수기(1000)가 도 1과 같이 설치되었을 경우를 기준으로, 트레이(1040)는 출수부(1020)를 상하 방향으로 마주한다. 트레이(1040)는 출수부(1020)를 통해 배출되는 정수 등을 담기 위한 용기 등을 지지하도록 형성된다. 또한 트레이(1040)는 출수부(1020)에서 떨어지는 잔수를 수용하도록 형성된다. 트레이(1040)가 출수부(1020)에서 떨어지는 잔수를 받아 수용하면, 정수기(1000) 주위에 잔수로 인한 오염의 발생을 방지할 수 있다.

트레이(1040)는 출수부(1020)에서 떨어지는 잔수를 받아내야 하므로, 트레이(1040)도 출수부(1020)와 함께 회전하도록 구현될 수 있다. 입출력부(1016)와 트레이(1040)는 출수부(1020)와 같은 방향으로 회전하도록 구현되는 것이 바람직하다.

이어서, 도 2를 참조하여, 도 1의 정수기(1000)의 내부 구성에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 도 1의 정수기의 내부 구성을 설명하는 분해사시도이다.

구체적으로, 필터부(1060)는 프론트 커버(1011)의 내측에 설치된다. 필터부(1060)는 원수 공급부로부터 공급되는 원수를 여과하여 정수를 생성하도록 이루어진다. 하나의 필터만으로 사용자가 음용하기에 적절한 정수를 생성하기 어려울 수 있으므로, 필터부(1060)는 복수의 단위 필터들(1061, 1062)을 포함할 수 있다. 단위 필터들(1061, 1062)은 예를 들어, 카본 블럭, 흡착 필터 등의 프리 필터(prefilter)와 헤파 필터(HEPA filter: High Efficiency Particulate Air filter), UF 필터(Ultra Filteration 또는 Ultra Filteration filter) 등의 고성능 필터등을 포함한다. 도 2에는 두 개의 단위 필터들(1061, 1062)이 설치되어 있으나, 단위 필터들(1061, 1062)의 수는 필요에 따라 확장되거나 축소될 수 있다.

복수의 단위 필터들(1061, 1062)은 기설정된 순서에 따라 연결된다. 기설정된 순서란 필터부(1060)가 물을 여과하기에 적절한 순서를 의미하는 것이다. 원수에는 다양한 이물질이 포함되어 있을 수 있다. 머리카락이나 먼지 등의 큰 입자들은 헤파 필터나 UF 필터와 같은 고성능 필터들의 여과 성능 저하를 유발하므로, 상기 고성능 필터들은 머리카락이나 먼지 등의 큰 입자들로부터 보호되어야 한다. 따라서 고성능 필터들의 보호를 위해서는 프리 필터가 고성능 필터들의 상류측에 설치되어야 한다.

프리 필터는 큰 입자들을 물로부터 제거하도록 이루어진다. 프리 필터가 고성능 필터들의 상류측에 배치되어 원수에 포함된 큰 입자들을 먼저 제거하면, 큰 입자들을 포함하지 않는 원수가 고성능 필터로 공급되므로 고성능 필터들이 보호될 수 있다. 프리 필터를 통과한 원수는 이어서 헤파 필터나 UF 필터 등에 의해 여과된다.

필터부(1060)에 의해 생성된 정수는 곧바로 출수부(1020)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이 경우 사용자에게 제공되는 정수의 온도는 상온에 해당한다. 이와 달리, 필터부(1060)에 의해 생성된 정수는 유도 가열 모듈(1100)에 의해 가열되거나 냉수 탱크 조립체(1200)에 의해 냉각될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)는 필터부(1060)의 단위 필터(1061, 1062)들을 고정시키고, 정수나 냉수 등의 출수 유로, 밸브, 센서 등의 부품들을 고정하는 구조물이다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)는 트레이(1040)와 결합된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)는 트레이(1040)의 돌출 결합부(1041)를 수용하도록 형성된다. 트레이(1040)의 돌출 결합부(1041)가 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)에 삽입됨에 따라 필터 브라켓 조립체(1070)와 트레이(1040)의 결합이 이루어진다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 트레이(1040)는 서로 대응되는 곡면을 갖는다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)는 필터 브라켓 조립체(1070)의 나머지 부분에 대해 독립적으로 회전될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)는 출수부(1020)를 지지하도록 이루어진다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)는 출수부(1020)의 회전 경로를 형성한다. 출수부(1020)는 정수기(1000)의 외부로 돌출되는 취출 코크부(1021)와 정수기(1000)의 내부에 배치되는 회전부(1022)로 구분될 수 있다. 회전부(1022)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전을 위해 원형으로 형성될 수 있다. 회전부(1022)는 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)에 거치된다. 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072)에 거치된 출수부(1020)는 필터 브라켓 조립체(1070)에 대하여 상대 회전되도록 이루어진다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 상부(1072)는 상하 연결부(1073)에 의해 서로 연결될 수 있다. 상하 연결부(1073)에 의해 서로 연결되는 필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 상부(1072)는 서로 동일한 방향으로 회전될 수 있다. 만일 사용자가 출수부(1020)를 회전시키면, 출수부(1020)와 연결되는 필터 브라켓 조립체(1070)의 상부(1072), 상하 연결부(1073), 하부(1071) 및 트레이(1040)가 출수부(1020)와 함께 회전될 수 있다.

필터 브라켓 조립체(1070)의 하부(1071)와 상부(1072) 사이에는 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)을 수용하도록 이루어지는 필터 설치 영역(1074)이 형성된다. 필터 설치 영역(1074)은 단위 필터들(1061, 1062)의 설치 공간을 제공한다.

필터 설치 영역(1074)의 반대쪽에는 정수기(1000)의 후방을 향해 돌출되는 지지대(1075)가 형성된다. 지지대(1075)는 제어 모듈(1080)과 유도 가열 모듈(1100)을 지지하도록 이루어진다. 제어 모듈(1080)과 유도 가열 모듈(1100)은 지지대(1075)에 거치된다. 지지대(1075)는 유도 가열 모듈(1100)에서 형성된 열이 압축기(1051) 등으로 전도되는 것을 차단하도록 유도 가열 모듈(1100)과 압축기(1051) 사이에 배치된다.

제어 모듈(1080)은 정수기(1000)의 전반적인 제어를 구현하도록 이루어진다. 제어 모듈(1080)에는 정수기(1000)의 동작을 제어하는 다양한 인쇄회로기판들이 내장될 수 있다.

유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060)에서 생성된 정수를 가열하여 온수를 생성한다. 유도 가열 모듈(1100)은 유도 가열 방식으로 정수를 가열할 수 있는 부품들을 구비한다. 유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060)로부터 정수를 공급받으며, 유도 가열 모듈(1100)에서 생성된 온수는 출수부(1020)를 통해 배출된다.

유도 가열 모듈(1100)은 온수 생성을 제어하는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 유도 가열 모듈(1100)의 일측에는 상기 인쇄회로기판으로 물이 침투하는 것을 방지하고 화재 발생 시 인쇄회로기판을 보호하기 위한 보호 커버(1161)가 결합될 수 있다.

냉동 사이클 장치(1050)는 냉수를 생성한다. 냉동 사이클 장치(1050)란 냉매의 압축-응축-팽창-증발 과정이 연속적으로 일어나는 장치들의 집합을 가리킨다. 냉수 탱크 조립체(1200)에서 냉수를 생성하기 위해서는 우선 냉동 사이클 장치(1050)가 작동하여 냉수 탱크 조립체(1200)의 내부에 채워져 있는 냉각수를 저온으로 만들어야 한다.

냉동 사이클 장치(1050)는 압축기(1051), 응축기(1052), 모세관(1053), 증발기(미도시, 냉수 탱크 조립체의 내측에 배치), 드라이어(1055) 및 이들을 서로 연결하는 냉매 유로를 포함한다. 냉매 유로는 배관 등에 의해 형성될 수 있으며, 냉매 유로는 압축기(1051), 응축기(1052), 모세관(1053) 및 증발기를 서로 연결하여 냉매의 순환 유로를 형성한다.

압축기(1051)는 냉매를 압축한다. 압축기(1051)는 냉매 유로에 의해 응축기(1052)와 연결되며, 압축기(1051)에서 압축된 냉매는 냉매 유로를 통해 응축기(1052)로 흘러가게 된다. 압축기(1051)는 지지대(1075)의 아래에 배치될 수 있으며, 베이스(1030)에 의해 지지되도록 설치된다.

응축기(1052)는 냉매를 응축한다. 압축기(1051)에서 압축된 냉매는 냉매 유로를 통해 응축기(1052)로 흘러 들어오고, 응축기(1052)에 의해 응축된다. 응축기(1052)에서 응축된 냉매는 냉매 유로를 통해 드라이어(1055)로 흘러 가게 된다.

드라이어(1055)는 냉매에서 수분을 제거한다. 냉동 사이클 장치(1050)의 효율을 향상시키기 위해서는 모세관(1053)과 증발기로 유입될 냉매에서 수분이 미리 제거되어야 한다. 드라이어(1055)는 응축기(1052)와 모세관(1053)의 사이에 설치되며, 냉매로부터 수분을 제거하여 냉동 사이클 장치(1050)의 효율을 향상시킨다.

냉매의 팽창은 모세관(1053)에 의해 구현된다. 모세관(1053)는 냉매를 팽창시키도록 이루어지며, 설계에 따라 교축밸브 등이 모세관(1053) 대신 팽창장치를 구성할 수도 있다. 모세관(1053)은 좁은 공간 내에서 충분한 길이 확보를 위해 코일 형태로 말려 있을 수 있다.

증발기는 냉매를 증발시키며, 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 설치된다. 냉수 탱크 조립체(1200)의 내측에 채워진 냉각수와 냉동 사이클 장치(1050)의 냉매는 증발기에 의해 서로 열교환되며, 열교환에 의해 냉각수는 저온으로 유지될 수 있다. 그리고 저온으로 유지되는 냉각수에 의해 정수가 냉각될 수 있다.

증발기에서 냉각수와 열교환하여 가열된 냉매는 냉매 유로를 따라 다시 압축기(1051)로 복귀되고, 냉동 사이클 장치(1050)를 지속적으로 순환하게 된다.

베이스(1030)는 압축기(1051), 프론트 커버(1011), 리어 커버(1014), 양측 사이드 패널(1013a, 1013b), 필터 브라켓 조립체(1070), 응축기(1052) 및 팬(1033) 등을 지지하도록 형성된다. 이들 구성 요소들을 지지하기 위해 베이스(1030)는 높은 강성을 갖는 것이 바람직하다.

응축기(1052)와 팬(1033)은 정수기(1000)의 후방측에 설치될 수 있는데, 응축기(1052)의 방열을 위해서는 지속적인 공기의 순환이 필요하다. 공기의 순환을 위해 베이스(1030)의 바닥에 흡기구(1034)가 형성될 수 있다. 흡기구(1034)를 통해 흡입된 공기는 팬(1033)에 의해 유동하게 된다. 공기는 응축기(1052)를 향해 유동하면서 공랭식의 냉각을 구현하게 된다. 베이스(1030)에는 응축기(1052)의 방열 효율을 높이기 위해 팬(1033)과 응축기(1052)를 감싸는 덕트 구조물(1032)이 고정될 수 있다.

덕트 구조물(1032)의 뒤쪽으로는 드레인(1035)이 설치된다. 드레인(1035)은 정수기(1000)의 외측으로 노출되어 배수 유로를 형성한다. 정수기(1000)의 내부 유로는 모두 통하도록 이루어지기 때문에, 드레인(1035)이 어느 하나의 내부 유로와만 연결되어도 상기 내부 유로에 존재하는 유체는 모두 드레인(1035)을 통해 배출될 수 있다.

응축기(1052)의 상부에는 냉수 탱크 조립체(1200)를 지지하는 받침대(1031)가 설치될 수 있다. 받침대(1031)는 후방측에 제1홀(1031a)을 구비하고, 리어 커버(1014)는 제2홀(1014a)을 구비한다. 제1홀(1031a)과 제2홀(1014a)은 서로 대응되는 위치에 형성된다. 제1홀(1031a)과 제2홀(1014a)은 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워진 냉각수의 배수를 위한 드레인 밸브를 배치하기 위한 것이다.

냉수 탱크 조립체(1200)는 내부에 냉각수를 수용하도록 형성된다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 필터부(1060)에서 생성된 정수를 공급받는다. 특히 별도의 저수조를 구비하지 않는 직수형 정수기(1000)의 경우, 냉수 탱크 조립체(1200)는 필터부(1060)로부터 직접 정수를 공급받을 수 있다.

냉수 탱크 조립체(1200)에 채워진 냉각수의 온도는 냉동 사이클 장치(1050)의 작동에 의해 낮아진다. 냉수 탱크 조립체(1200)는 냉각수로 정수를 냉각하여 냉수를 형성하도록 이루어진다.

냉각수는 냉수 탱크 조립체(1200)에 저장되어 있고 순환하지 않기 때문에 오랜 시간이 지나면 냉각수의 오염도가 증가하게 된다. 위생을 위해서는 주기적으로 냉수 탱크 조립체에 저장된 냉각수는 외부로 배출시키고, 새로운 냉각수가 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워져야 한다.

여기에서, 도 3을 참조하여, 도 2의 정수기(1000)의 유도 가열 모듈(1100)과 제어 모듈(1080)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 정수기의 유도 가열 모듈과 제어 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.

구체적으로, 유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060, 도 2 참조)에서 생성된 정수를 공급받아 온수를 생성하는 부품들의 집합을 가리킨다. 특히 별도의 저수조를 구비하지 않는 직수형 정수기(1000, 도 1 참조)의 경우, 정수는 저수조를 거치지 않고 필터부(1060, 도 2 참조)로부터 직접 유도 가열 모듈(1100)로 공급될 수 있다.

유도 가열 모듈(1100)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110), 유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122), 온수 탱크(1130), 워킹 코일(1140), 브라켓(1160) 및 쉴드 플레이트(1190)를 포함한다.

유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 워킹 코일(1140)의 유도 가열 동작을 제어한다. 워킹 코일(1140)의 양단은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 연결되며, 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 의해 제어된다. 예를 들어 사용자가 온수를 취출하기 위해 정수기(1000, 도 1 및 도 2 참조)의 입출력부(1016)를 통해 제어 명령을 입력하면, 필터부(1060, 도 2 참조)에서 생성된 정수는 온수 탱크(1130)로 공급된다. 유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 워킹 코일(1140)에 전류가 흐르도록 제어한다. 워킹 코일(1140)에 공급되는 전류에 의해 온수 탱크(1130)는 유도 가열된다. 정수는 온수 탱크(1130)를 통과하는 동안 순간적으로 가열되어 온수가 된다.

유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122)는 유도 가열 인쇄회로기판(1110)을 감싸도록 이루어진다. 유도 가열 인쇄회로기판 커버(1121, 1122)는 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)를 포함한다.

제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)에 의해 형성되는 내부 공간에 유도 가열 인쇄회로기판(1110)이 설치된다. 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 물의 침투를 방지하도록 테두리끼리 서로 결합된다. 또한 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)의 테두리에는 물의 침투를 방지하도록 실링 부재(미도시)가 결합될 수 있다. 제1 유도 가열 커버(1121)와 제2 유도 가열 커버(1122)는 화재에 의해 유도 가열 인쇄회로기판(1110)이 손상되는 것을 방지하도록 난연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

온수 탱크(1130)는 정수를 가열하여 온수를 생성한다. 온수 탱크(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다. 온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 유도 가열된다. 액체는 온수 탱크(1130)의 내부 공간을 통과하는 동안 가열되어 온수가 된다. 온수 탱크(1130)는 기밀을 유지할 수 있도록 이루어진다.

워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)의 유도 가열을 위한 자기력선을 형성한다. 워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)를 마주보도록 온수 탱크(1130)의 일측에 배치된다. 워킹 코일(1140)에 전류가 공급되면, 워킹 코일(1140)에서 자기력선이 형성된다. 이 자기력선은 온수 탱크(1130)에 영향을 주게 되며, 온수 탱크(1130)는 자기력선에 영향을 받아 유도 가열된다.

쉴드 플레이트(1190)는 워킹 코일(1140)의 일측에 배치된다. 쉴드 플레이트(1190)는 워킹 코일(1140)을 기준으로 온수 탱크(1130)의 반대측에 배치된다. 쉴드 플레이트(1190)는 워킹 코일(1140)에서 발생되는 자기력선이 온수 탱크(1130)를 제외한 나머지 영역으로 방사되는 것을 방지하기 위한 것이다. 쉴드 플레이트(1190)는 자기력선의 흐름을 변경시켜 주는 알루미늄 또는 기타 소재로 이루어질 수 있다.

한편, 제어 모듈(1080)은 컨트롤 인쇄회로기판(1082), 노이즈 인쇄회로기판(1083), NFC(Near Field Communication) 인쇄회로기판(1084), 버저(Buzzer)(1085), 메인 인쇄회로기판(1086) 및 메인 인쇄회로기판 커버(1087, 1088)를 포함한다.

컨트롤 인쇄회로기판(1082)은 디스플레이 인쇄회로기판(미도시)의 서브 구성이다. 컨트롤 인쇄회로기판(1082)은 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치를 구동하기 위한 필수적인 구성은 아니지만, 디스플레이 인쇄회로기판(미도시)의 보조 역할을 한다.

노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 전원을 공급하기 위한 것이다. 즉, 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 입력 전원부(100, 도 6 참조)에서 출력된 교류 전력(즉, 교류 전원)의 노이즈를 저감하여 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 노이즈가 저감된 교류 전력을 제공한다. 또한 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)뿐만 아니라 다른 구성(예를 들어, 메인 인쇄회로기판(1086))에도 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다.

그리고 도면에 도시되어 있지는 않지만, 노이즈 인쇄회로기판(1083)에는 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐를 때 작동하는 전기 퓨즈(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 노이즈 인쇄회로기판(1083)에 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐르는 경우, 전기 퓨즈가 작동하여 회로를 차단함으로써 노이즈 인쇄회로기판(1083) 뿐만 아니라 유도 가열 인쇄회로기판(1110)도 구동이 중단될 수 있다. 이에 대한 보다 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

참고로, 유도 가열을 위한 출력 전압은 매우 높기 때문에 충분한 전원이 공급되어야 한다. 이에 따라, 유도 가열에 필요한 전원이 충분히 공급되지 않을 경우를 대비하여 입력 전원부(100, 도 6 참조)가 구비될 수 있다. 입력 전원부(100, 도 6 참조)는 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 별도의 전원을 공급하여 유도 가열을 위한 출력 전압을 만족시킬 수 있다. 또한 입력 전원부(100, 도 6 참조)는 유도 가열 인쇄회로기판(1110)뿐만 아니라 다른 구성(예를 들어, 메인 인쇄회로기판(1086))에도 보조 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다.

한편, 버저(1085)는 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치에서 불량이 발생하였을 때, 사용자에게 정확한 불량 정보를 제공할 수 있도록 음향을 출력한다. 버저(1085)는 불량에 따라 기 입력된 코드의 특정 음향을 출력할 수 있다.

NFC 인쇄회로기판(1084)은 통신 기기와 데이터를 주고받기 위한 것이다. 현재는 스마트폰 등 개인용 통신 기기가 보편적으로 보급되어 있다. 따라서 소비자가 개인용 통신 기기를 이용하여 정수기의 상태를 확인하거나 제어 명령을 입력할 수 있다면 소비자의 편의성을 향상시킬 수 있다. NFC 인쇄회로기판(1084)은 페어링 된 개인용 통신 기기에 물 공급 장치의 상태 정보를 제공하고, 개인용 통신 기기로부터 사용자의 제어 명령을 전송받을 수 있다.

메인 인쇄회로기판(1086)은 정수기(1000, 도 1 참조)와 같은 물 공급 장치의 전반적인 작동을 제어한다. 도 1에서 설명한 입출력부(1016, 도 1 참조)나 도 2에서 설명한 압축기(1051, 도 2 참조)의 구동도 메인 인쇄회로기판(1086)에 의해 제어될 수 있다. 메인 인쇄회로기판(1086)은 전원이 부족할 경우 노이즈 인쇄회로기판(1083)을 통해 부족한 전원을 공급받을 수 있다.

메인 인쇄회로기판 커버(1087, 1088)는 메인 인쇄회로기판(1086)을 감싸도록 이루어진다. 메인 인쇄회로기판 커버(1087, 1088)는 제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)를 포함한다.

제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)에 의해 형성되는 내부 공간에 메인 인쇄회로기판(1086)이 설치된다.

제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)는 물의 침투를 방지하도록 테두리끼리 서로 결합된다. 제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)에는 물의 침투를 방지하도록 실링 부재(미도시)가 설치될 수 있다. 또한 제1 메인 커버(1087)와 제2 메인 커버(1088)는 화재에 의해 메인 인쇄회로기판(1086)이 손상되는 것을 방지하도록 난연 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 정수기(1000)는 유도 가열 모듈(1100) 및 제어 모듈(1080)을 이용하여 온수를 공급할 수 있는바, 이하에서는 도 4를 참조하여, 정수기(1000)의 온도가 비정상적으로 상승할 때 작동하여 전원을 차단하는 온도 퓨즈에 대하여 설명한다.

도 4는 도 3의 유도 가열 모듈의 일부 구성품을 설명하는 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 유도 가열 모듈(1100)에는 전술한 바와 같이, 온수 탱크(1130), 워킹 코일(1140), 브라켓(1160)이 포함될 수 있고, 실리콘 커버(1183), 온도 퓨즈(1182)도 포함될 수 있다.

구체적으로, 워킹 코일(1140)은 환형으로 감긴 도선으로 이루어지고, 온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)로부터 이격된 위치에서 워킹 코일(1140)을 마주보도록 배치되고, 내부 공간을 통과하는 액체를 가열하도록 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열될 수 있다.

또한 브라켓(1160)은 워킹 코일(1140)을 사이에 두고 온수 탱크(1130)와 결합될 수 있고, 브라켓(1160)에는 워킹 코일(1140)의 환형 내측으로 돌출되도록 형성된 퓨즈 수용부(1166)가 구비될 수 있다.

그리고 온도 퓨즈(1182)는 퓨즈 수용부(1166)에 삽입되어 온수 탱크(1130) 내의 액체가 과열되었을 때 작동할 수 있고, 실리콘 커버(1183)는 온도 퓨즈(1182)를 덮도록 브라켓(1160)에 결합될 수 있다.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 도 1의 정수기(1000)의 유로 구성에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 도 1의 정수기의 유로 구성을 설명하는 개략도이다. 참고로, 도 5의 실선은 물의 유로를 나타낸다.

구체적으로, 물의 유로는 필터부(1060)를 기준으로 필터부(1060)의 상류측은 원수 라인(1400), 필터부(1060)의 하류측은 정수 라인(1500)으로 구분될 수 있다. 여기서 상류측 또는 하류측은 물의 흐름을 기준으로 한 구분이다.

급수 밸브(1312)는 입출력부(1016, 도 1 참조)를 통해 입력되는 제어 명령에 근거하여 개폐된다. 입출력부(1016)를 통해 정수, 온수 또는 냉수를 출수시키는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(1312)가 개방되며, 원수 공급부(10)로부터 필터부(1060)로 원수의 공급이 이루어진다.

원수는 필터부(1060)로 공급되는 과정에서 감압 밸브(1311)를 통과한다. 감압 밸브(1311)는 원수 공급부(10)와 필터부(1060) 사이에 설치된다. 감압 밸브(1311)는 원수 공급부(10)로부터 공급되는 원수의 압력을 감압한다.

직수형 정수기(1000)는 저수조를 구비하지 않으므로, 출수부(1020)를 통해 출수되는 정수의 압력은 원수 공급부(10)에서 공급되는 원수의 압력에 의해 결정된다. 일반적으로 원수 공급부(10)에서 공급되는 원수의 압력은 고압이기 때문에, 감압 밸브(1311)가 없다면 출수부(1020)에서는 과도하게 높은 압력으로 출수가 이루어진다. 또한 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)은 원수의 압력에 의해 물리적으로 손상될 위험도 존재한다. 따라서 원수의 감압이 요구된다.

감압 밸브(1311)는 원수 공급부(10)에서 필터부(1060)로 공급되는 원수를 감압한다. 이에 따라 필터부(1060)가 보호될 수 있으며, 출수부(1020)에서는 적정 압력으로 출수가 이루어질 수 있다.

원수는 필터부(1060)의 단위 필터들(1061, 1062)을 순차적으로 통과하면서 여과된다. 필터부(1060)를 기준으로 그 상류측의 물은 원수로 명명되고, 하류측의 물은 정수로 명명될 수 있다.

필터부(1060)에서 생성된 정수는 급수 밸브(1312)와 유량 센서(1313)를 순차적으로 통과한다. 유량 센서(1313)는 필터부(1060)로부터 공급되는 유량을 측정한다. 유량 센서(1313)에서 측정되는 유량은 정수기의 제어에 이용된다.

예를 들어 정수기(1000)의 입출력부(1016)를 통해 일정량의 정수를 출수하는 제어 명령이 입력되면, 일정량에 대응되는 펄스값이 제어 모듈(1080)에 의해 유량 센서(1313)에 입력되고, 제어 모듈(1080)의 제어에 의해 급수 밸브(1312)가 열리게 된다. 상기 펄스값에 대응되는 유량의 정수가 유량 센서(1313)를 지나가게 되면, 제어 모듈(1080)은 유량 센서(1313)로부터 피드백을 받아 급수 밸브(1312)를 제어하게 되며, 급수 밸브(1312)는 제어 모듈(1080)의 제어에 의해 닫히게 된다. 이러한 과정 등을 통해 유량 센서(1313)에서 측정되는 유량은 정수기(1000)의 제어에 이용될 수 있다.

유량 센서(1313)에 연결된 정수 라인(1500)은 두 갈래(1600, 1700)로 분기되어 한 갈래는 유량 조절 밸브(1351)와 유도 가열 모듈(1100)에 순차적으로 연결된다. 유량 조절 밸브(1351)와 유도 가열 모듈(1100)에 순차적으로 연결되는 이 갈래는 온수 라인(1700)으로 명명될 수 있다. 나머지 한 갈래(1600)에는 체크 밸브(1321)가 설치되며, 이 갈래는 체크 밸브(1321)의 하류측에서 다시 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602)으로 분기된다. 정수 라인(1601)에는 정수 출수 밸브(1330)가 설치되고, 냉수 라인(1602)에는 냉수 출수 밸브(1340)가 설치된다. 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602)은 다시 하나로 합류되어 출수부(1020)에 연결되며, 합류된 유로(1603)에는 체크 밸브(1322)가 설치된다.

정수 출수 밸브(1330)와 냉수 출수 밸브(1340)의 상류측과 하류측에 설치되는 두 체크 밸브(1321, 1322)는 서로 구분되기 위해 제1 체크 밸브(1321)와 제2 체크 밸브(1322)로 명명될 수 있다. 제1 체크 밸브(1321)와 제2 체크 밸브(1322)는 잔수 발생을 방지하기 위한 것이다.

온수 공급을 위한 제어 명령이 정수기에 입력되면 급수 밸브(1312), 유량 조절 밸브(1351) 및 온수 출수 밸브(1353)가 개방되며, 온수 라인(1700)을 통해 온수가 출수된다. 이 과정에서 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602) 내부의 압력이 낮아지게 되어 정수 출수 밸브(1330) 또는 냉수 출수 밸브(1340)가 순간적으로 열렸다가 닫히는 현상이 발생할 수 있다. 출수부(1020)가 하나의 취출 코크만을 구비하고 이 취출 코크를 통해 냉수와 온수가 모두 출수되는 구조에서는 잔수의 문제가 없다. 하지만 서로 다른 두 취출 코크를 통해 냉수와 온수가 모두 출수되는 구조에서는 어느 하나의 취출 코크에서 온수가 출수되는 동안 다른 하나의 취출 코크에서 미량의 잔수가 배출될 수 있다.

그러나 제1 체크 밸브(1321)가 정수 라인(1500)과 냉수 라인(1602)의 분기점의 상류측에 설치되어 있으면, 온수 라인(1700)을 통한 온수의 출수 과정에서 형성되는 압력 변화가 정수 라인(1601)과 냉수 라인(1602)으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 정수 출수 밸브(1330) 또는 냉수 출수 밸브(1340)가 순간적으로 열렸다가 닫히는 현상의 발생을 방지할 수 있다.

냉수 출수 밸브(1340)가 냉수 탱크 조립체(1200)의 상류측에 설치되는 구성과 냉수 출수 밸브(1340)가 냉수 탱크 조립체(1200)의 하류측에 설치되는 구성을 서로 비교하면, 전자가 후자에 비해 냉수를 조금이라도 더 얻을 수 있다. 냉수 탱크 조립체(1200)와 냉수 출수 밸브(1340) 사이의 유로 길이에 해당하는 양의 냉수가 더 공급될 수 있기 때문이다. 따라서 냉수 출수 밸브(1340)는 도시한 바와 같이 냉수 탱크 조립체(1200)의 상류측에 설치되는 것이 바람직하다. 그러나 냉수 탱크 조립체(1200)의 상류측에 냉수 출수 밸브(1340)가 설치되는 구조에서는 냉수 라인(1602) 내부의 압력 변화에 의해 냉수 라인(1602)에 잔수가 발생할 수 있으며, 출수가 정지되었음에도 미량의 잔수가 출수부(1020)를 통해 배출될 수 있다.

그러나 제2 체크 밸브(1322)가 정수 라인(1601) 냉수 라인(1602)의 합류 유로(1603)에 설치되면, 냉수 라인(1602)의 압력 변화가 출수부(1020)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 출수가 정지되었을 때 미량의 잔수가 출수부(1020)를 통해 배출되는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

유량 센서(1313)를 통과한 정수는 상온의 상태로 사용자에게 곧바로 공급될 수도 있고, 온수 또는 냉수가 된 후에 사용자에게 공급될 수도 있다.

정수 출수 밸브(1330)와 냉수 출수 밸브(1340)는 각각 입출력부(1016)를 통해 입력되는 제어 명령에 근거하여 개폐된다. 입출력부(1016)를 통해 정수를 출수하는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(1312)와 정수 출수 밸브(1330)가 개방된다. 필터부(1060)에서 생성된 정수는 정수 라인(1601)을 통해 출수부(1020)로 출수된다. 마찬가지로 입출력부(1016)를 통해 냉수를 출수하는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(1312)와 냉수 출수 밸브(1340)가 개방된다. 필터부(1060)에서 생성된 정수는 냉수 라인(1602)을 따라 냉수 탱크 조립체(1200)로 유입되며 냉수 탱크 조립체(1200)를 통과하면서 냉각된다. 냉수 탱크 조립체(1200)에서 생성된 냉수는 출수부(1020)를 통해 출수된다.

냉수 탱크 조립체(1200)에는 드레인 밸브(1280)가 설치되며, 냉수 탱크 조립체(1200)에 채워져 있는 냉각수는 드레인 밸브(1280)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

온수 라인(1700)에는 유량 조절 밸브(1351)가 설치된다. 온수 탱크(1130, 도 3 참조)에 적정량 이상의 유량이 유입되면, 충분한 가열이 이루어지지 않을 수 있기 때문에 항상 적정량의 유량만 유입되도록 조절되어야 한다. 유량 조절 밸브(1351)는 유도 가열 모듈(1100)의 상류측에 설치되어 온수 탱크(1130, 도 3 참조)로 유입되는 정수의 유량을 조절하도록 형성된다.

참고로, 온수 탱크(1130, 도 3 참조)로 정수가 유입되기 전에 유도 가열 인쇄회로기판(1110, 도 3 참조)에 구비된 수냉식 방열판(1118, 도 6 참조)으로 정수가 유입될 수 있다.

즉, 수냉식 방열판(1118, 도 6 참조)의 방열 작업에 의해 수냉식 방열판(1118, 도 6 참조)으로 유입된 정수가 미리 가열되는바, 수냉식 방열판(1118, 도 6 참조)을 거쳐 온수 탱크(1130, 도 3 참조)로 유입되는 정수의 온도는 공랭식 방열판이 사용될 때보다 높을 수 있다. 이에 따라, 목표 온도를 달성하기 위해 필요한 유도 가열 모듈(1100)의 출력을 줄일 수 있다.

유량 조절 밸브(1351)에는 정수 온도 측정용 서미스터(1352)가 함께 설치될 수 있다. 정수 온도 측정용 서미스터(1352)에 의해 측정된 정수의 온도는 유도 가열 모듈(1100)의 제어에 활용된다. 예를 들어 정수 온도 측정용 서미스터(1352)에 의해 측정된 정수의 온도가 상대적으로 저온이면, 유도 가열 모듈(1100)이 고출력으로 작동될 수 있다. 반대로 정수 온도 측정용 서미스터(1352)에 의해 측정된 정수의 온도가 상대적으로 고온이면, 유도 가열 모듈(1100)이 저출력으로 작동될 수 있다.

온수 출수 밸브(1353)는 온수 탱크(1130)의 하류측에 설치된다. 온수를 출수하는 제어 명령이 입출력부(1016)를 통해 입력되면, 급수 밸브(1312)와 온수 출수 밸브(1353)가 개방되고 온수 라인(1700)을 따라 온수가 출수된다.

온수 라인(1700)으로부터 분기된 유로에는 안전 밸브(safety valve)(1360)가 설치될 수 있다. 안전 밸브(1360)는 물의 유로에 형성되는 압력 변화에 의해 작동하도록 형성된다. 유도 가열 모듈(1100)이 비정상적으로 작동하는 등 정수기(1000)의 유로가 과압되면 안전 밸브(1360)가 개방되며, 드레인(1035)을 통해 정수가 배수된다.

참고로, 온수 라인(1700)으로 물이 유입되지 않는데도 불구하고 유도 가열 모듈(1100)이 비정상적으로 작동하여 유도 가열 작업이 지속되는 경우, 온수 탱크(1130, 도 3 참조)가 과열되어 연기 및 화재가 발생할 수 있다. 이에 따라, 온수 탱크(1130, 도 3 참조)의 과열을 방지할 수 있는 구성이 필요한바, 이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 도 1의 정수기의 연기 및 화재 발생 방지를 위한 구성을 살펴보도록 한다.

도 6은 도 1의 정수기의 연기 및 화재 발생 방지를 위한 구성을 설명하는 개략도이다. 도 7은 도 6의 수냉식 방열판에 전력 반도체 소자가 장착된 모습을 설명하는 사시도이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 입력 전원부(100), 노이즈 인쇄회로기판(1083), 유도 가열 인쇄회로기판(1110), 온수 탱크(1130), 온도 퓨즈(1182), 워킹 코일(1140)이 도시되어 있고, 각 구성은 다음과 같다.

구체적으로, 입력 전원부(100)는 유도 가열을 위한 높은 출력 전압을 만족시키기 위해 교류 전력을 출력하는 전원부이다. 이러한 입력 전원부(100)에서 출력된 교류 전력은 노이즈 인쇄회로기판(1083)으로 제공될 수 있다. 또한 입력 전원부(100)의 일단은 노이즈 인쇄회로기판(1083)에 연결되고, 입력 전원부(100)의 타단은 온도 퓨즈(1182)의 일단에 연결되며, 온도 퓨즈(1182)의 타단은 노이즈 인쇄회로기판(1083)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 온도 퓨즈(1182)가 작동하여 회로가 차단되는 경우, 입력 전원부(100)에서 출력된 교류 전력이 노이즈 인쇄회로기판(1083)으로 제공되지 못하는바, 유도 가열 인쇄회로기판(1110) 역시 구동이 중단된다.

노이즈 인쇄회로기판(1083)은 입력 전원부(100)에서 출력된 교류 전력의 노이즈를 저감하고, 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 노이즈가 저감된 전원을 공급하기 위한 기판이다. 또한 노이즈 인쇄회로기판(1083)의 일단에는 입력 전원부(100)의 일단과 온도 퓨즈(1182)의 타단이 연결되고, 노이즈 인쇄회로기판(1083)의 타단은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)의 입력단(INPT; 즉, SINPT1, SINPT2)에 연결될 수 있다. 즉, 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 입력단(INPT)을 통해 유도 가열 인쇄회로기판(1110)으로 노이즈가 저감된 교류 전력을 제공할 수 있는 것이다.

참고로, 노이즈 인쇄회로기판(1083)에는 전술한 바와 같이, 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐를 때 작동하는 전기 퓨즈(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 소자가 단락되어 유도 가열 인쇄회로기판(1110) 및 노이즈 인쇄회로기판(1083)에 과전류가 흐르게 되는 경우, 전기 퓨즈가 작동하여 회로를 차단함으로써 유도 가열 인쇄회로기판(1110) 및 노이즈 인쇄회로기판(1083)의 구동이 중단될 수 있다.

워킹 코일(1140)의 양단은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)의 출력단(OUPT; 즉, SOUPT1, SOUPT2)에 연결되고, 유도 가열 인쇄회로기판(1110; 특히, 유도 가열 구동부(1113))에 의해 유도 가열 동작이 제어될 수 있다.

온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열됨으로써 그 내부 공간을 통과하는 액체(즉, 정수)가 가열될 수 있다. 또한 온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)을 사이에 두고 브라켓(1160, 도 4 참조)과 결합되고, 브라켓(1160, 도 4 참조)에는 온수 탱크(1130)가 미리 설정된 온도(예를 들어, 450℃) 이상으로 과열될 때 작동하는 온도 퓨즈(1182)가 구비될 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 온도 퓨즈(1182)의 일단은 입력 전원부(100)의 타단에 연결되고, 온도 퓨즈(1182)의 타단은 노이즈 인쇄회로기판(1083)의 일단에 연결될 수 있다.

참고로, 온도 퓨즈(1182)는 본 발명의 일 실시예에서 필수적인 구성이 아닌바, 생략될 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 온도 퓨즈(1182)가 작동하기 전에 연기 및 화재 발생 방지를 위한 메커니즘이 작동하는바, 이에 대한 구체적인 내용은 후술하도록 한다.

유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 노이즈 인쇄회로기판(1083)으로부터 노이즈가 저감된 교류 전력을 공급받아 워킹 코일(1140)의 유도 가열 동작을 제어할 수 있다.

구체적으로, 유도 가열 인쇄회로기판(1110)은 정류부(1111), 직류 링크 커패시터(1112), 유도 가열 구동부(1113), 유도 가열 제어부(1114), 게이트 드라이버(1115), 공진 커패시터(1116), 절연부재(1117a, 1117b), 수냉식 방열판(1118)을 포함할 수 있다.

정류부(1111)는 입력단(INPT)으로부터 제공받은 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 유도 가열 구동부(1113)로 공급할 수 있다.

구체적으로, 정류부(1111)는 입력단(INPT)으로부터 공급받은 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환할 수 있고, 직류 전력을 유도 가열 구동부(1113)로 공급할 수 있다. 또한 정류부(1111)의 후면에는 수냉식 방열판(1118)이 장착되는바, 정류부(1111)의 구동시 발생된 열이 수냉식 방열판(1118)을 통해 방열될 수 있다. 그리고 정류부(1111)는 예를 들어, 브릿지 다이오드(Bridge diode)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

참고로, 정류부(1111)에 의해 정류된 직류 전력은 직류 링크 커패시터(1112)로 제공될 수 있고, 직류 링크 커패시터(1112)는 해당 직류 전력의 리플(Ripple)을 저감할 수 있다.

이와 같이, 정류부(150)에 의해 정류되고, 직류 링크 커패시터(1112)에 의해 리플이 저감된 직류 전력은 유도 가열 구동부(1113)에 공급될 수 있다.

유도 가열 구동부(1113)는 정류부(1111)로부터 직류 전력을 제공받아 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 즉, 유도 가열 구동부(1113)는 정류부(1111)에 의해 정류되고, 직류 링크 커패시터(1112)에 의해 리플이 저감된 직류 전력을 제공받을 수 있다. 또한 유도 가열 구동부(1113)는 유도 가열 제어부(1114)에 의해 스위칭 동작이 제어될 수 있고, 스위칭 동작을 통해 워킹 코일(1140)에 공진 전류를 인가할 수 있다. 즉, 유도 가열 구동부(1113)는 공진 전류를 워킹 코일(1140)에 제공함으로써 워킹 코일(1140)을 구동시킬 수 있고, 이에 따라, 워킹 코일(1140)은 유도 가열 동작을 수행할 수 있다. 또한 유도 가열 구동부(1113)의 후면에는 수냉식 방열판(1118)이 장착되는바, 유도 가열 구동부(1113)의 구동시 발생된 열이 수냉식 방열판(1118)을 통해 방열될 수 있다. 그리고 유도 가열 구동부(1113)는 스위칭 동작을 수행하는 복수개의 스위칭 소자(예를 들어, 짝수개의 스위칭 소자)를 포함하고, 복수개의 스위칭 소자는 각각 예를 들어, IGBT(insulated gate bipolar mode transistor)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

참고로, 복수개의 스위칭 소자는 게이트 드라이버(1115)로부터 제공받은 스위칭 신호에 의해 교대로 턴온(turn-on) 및 턴오프(turn-off)될 수 있다. 또한 이러한 복수개의 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 고주파의 교류 전류(즉, 공진 전류)가 생성될 수 있고, 생성된 고주파의 교류 전류는 워킹 코일(1140)로 인가될 수 있다.

유도 가열 제어부(1114)는 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 즉, 유도 가열 제어부(1114)는 유도 가열 구동부(1113)에 구비된 스위칭 소자를 턴온 또는 턴오프하는 게이트 드라이버(1115)를 제어함으로써 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작을 제어할 수 있는 것이다.

참고로, 유도 가열 제어부(1114)는 서미스터(TH)로부터 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113) 중 적어도 하나의 온도에 관한 정보를 제공받고, 제공받은 온도가 미리 설정된 과발열 기준 온도 이상인 경우, 게이트 드라이버(1115)를 제어하여 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작을 중단할 수 있다.

여기에서, 과발열 기준 온도는 정션 온도(Junction Temperature) 미만일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

게이트 드라이버(1115)는 유도 가열 제어부(1114)에 의해 제어되고, 유도 가열 구동부(1113)에 구비된 스위칭 소자를 턴온 또는 턴오프할 수 있다. 즉, 게이트 드라이버(1115)의 스위칭 신호에 따라서 유도 가열 구동부(1113)에 구비된 스위칭 소자의 스위칭 동작이 제어될 수 있다.

참고로, 게이트 드라이버(1115)는 PWM(Pulse Width Modulation) 기능을 통해 다양한 스위칭 신호를 생성할 수 있다.

공진 커패시터(1116)는 출력단(OUPT)을 통해 워킹 코일(1140)과 연결될 수 있다. 또한 공진 커패시터(1116)의 경우, 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작이 시작되면(즉, 스위칭 동작에 의해 전압이 인가되면), 공진을 시작하게 된다. 또한 공진 커패시터(1116)가 공진하게 되면, 공진 커패시터(1116)와 연결된 워킹 코일(1140)에 흐르는 전류가 상승하게 된다.

이와 같은 과정을 거쳐, 공진 커패시터(1116)에 연결된 워킹 코일(1140) 근처에 배치된 온수 탱크(1130)로 와전류가 유도되는 것이다.

제1 절연 부재(1117a)는 정류부(1111)와 수냉식 방열판(1118) 사이에 부착될 수 있다. 즉, 제1 절연 부재(1117a)는 정류부(1111)의 후면과 수냉식 방열판(1118) 사이에 부착됨으로써 정류부(1111)와 수냉식 방열판(1118) 사이를 절연시킬 수 있다. 이를 통해, 정류부(1111)가 이상 동작하거나 파괴되어 정류부(1111)의 전기와 수냉식 방열판(1118)의 물이 도통되는 것을 방지할 수 있다.

참고로, 제1 절연 부재(1117a)는 예를 들어, 절연지를 포함할 수 있다.

제2 절연 부재(1117b)는 유도 가열 구동부(1113)와 수냉식 방열판(1118) 사이에 부착될 수 있다. 즉, 제2 절연 부재(1117b)는 유도 가열 구동부(1113)의 후면과 수냉식 방열판(1118) 사이에 부착됨으로써 유도 가열 구동부(1113)와 수냉식 방열판(1118) 사이를 절연시킬 수 있다. 이를 통해, 유도 가열 구동부(1113)가 이상 동작하거나 파괴되어 유도 가열 구동부(1113)의 전기와 수냉식 방열판(1118)의 물이 도통되는 것을 방지할 수 있다.

참고로, 제2 절연 부재(1117b)는 예를 들어, 절연지를 포함할 수 있다.

수냉식 방열판(1118)은 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113)의 방열 작업을 수행할 수 있다. 또한 도 7에 도시된 바와 같이, 수냉식 방열판(1118)은 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113)의 후면에 장착되고, 수냉식 방열판(1118)과 정류부(1111) 사이에는 제1 절연 부재(1117a)가 부착되며, 수냉식 방열판(1118)과 유도 가열 구동부(1113) 사이에는 제2 절연 부재(1117b)가 부착될 수 있다.

참고로, 수냉식 방열판(1118)은 물을 이용하여 방열 작업을 하는바, 수냉식 방열판(1118)으로 전술한 정수기의 유로를 통해 정수가 유입될 수 있다. 또한, 수냉식 방열판(1118)으로 유입된 정수는 수냉식 방열판(1118)의 방열 작업에 의해 미리 가열될 수 있다. 이에 따라, 수냉식 방열판(1118)을 거쳐 온수 탱크(1130)로 유입되는 정수의 온도는 공랭식 방열판이 사용될 때보다 높을 수 있다. 이에 따라, 목표 온도를 달성하기 위해 필요한 워킹 코일(1140)의 출력(즉, 유도 가열 구동부(1113)의 출력)을 줄일 수 있다.

서미스터(TH)는 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113) 중 적어도 하나의 온도를 측정하고, 측정된 온도에 관한 정보를 유도 가열 제어부(1114)로 제공할 수 있다. 또한 서미스터(TH)는 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113) 중 적어도 하나의 전방 근처에 설치될 수 있다. 그리고 서미스터(TH)는 복수개일 수 있고, 복수개의 서미스터는 각각 정류부(1111)와 유도 가열 구동부(1113)의 전방 근처에 설치될 수 있다.

즉, 도 6에는 서미스터(TH) 1개가 정류부(1111)의 전방 근처에 설치된 모습이 도시되어 있으나, 이는 일 예에 불과할 뿐 서미스터(TH)의 개수 및 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 연기 및 화재 발생 방지를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 전술한 구성들을 포함하는바, 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 연기 및 화재 발생 방지 메커니즘을 살펴보도록 한다.

도 8은 도 1의 정수기의 연기 및 화재 발생 방지 메커니즘을 설명하는 순서도이다.

도 6 및 도 8을 참조하면, 먼저, 입출력부(도 1의 1016)를 통해 온수를 출수하라는 제어 명령이 입력되면, 급수 밸브(도 5의 1312), 유량 조절 밸브(도 5의 1351), 온수 출수 밸브(도 5의 1353)가 개방되고, 유량 조절 밸브(도 5의 1351)에 의해 온수 탱크(1130)로 적정량의 정수가 유입된다.

또한 온수 탱크(1130)로 유입된 정수를 가열하기 위해 입력 전원부(100)는 유도 가열 인쇄회로기판(1110)으로 전원(즉, 교류 전력)을 인가하게 된다(S100). 유도 가열 인쇄회로기판(1110)으로 전원이 인가되면, 유도 가열 구동부(1113)는 스위칭 동작을 시작하게 된다.

또한 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작에 의해 워킹 코일(1140)의 유도 가열 동작이 시작되고(S150), 워킹 코일(1140)이 유도 가열 동작을 수행하게 되면, 온수 탱크(1130)에 와전류가 유도되면서 온수 탱크(1130)가 가열된다. 이에 따라, 온수 탱크(1130)로 유입된 정수가 가열되어 온수 출수 밸브(도 5의 1353)를 통해 출수되는 것이다.

그러나 이 때, 메인 인쇄회로기판(도 3의 1086) 등의 고장 또는 오작동으로 인해 물 공급이 차단(S200)되었는데도 불구하고 온수 탱크(1130)가 지속적으로 유도 가열되는 경우, 온수 탱크(1130)의 온도가 급상승하게 된다.

참고로, 물 공급이 차단되는 경우, 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 구비된 수냉식 방열판(1118)에도 물 공급이 차단되는바, 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113)의 방열 작업이 중단된다. 이러한 상황에서, 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작이 지속되는 경우, 유도 가열 구동부(1113; 특히, 스위칭 소자) 및 정류부(1111) 등의 온도가 급격히 상승(S250)하게 된다.

이 때, 서미스터(TH)가 정상적으로 온도를 측정할 수 있는 경우(S300; 즉, 서미스터(TH)가 정상 작동하는 경우), 유도 가열 제어부(1114)는 서미스터(TH)로부터 제공받은 온도(즉, 정류부(1111) 및 유도 가열 구동부(1113) 중 적어도 하나의 온도)가 미리 설정된 과발열 기준 온도 이상인지 여부를 판단한다(S350).

만약, 서미스터(TH)로부터 제공받은 온도가 미리 설정된 과발열 기준 온도 이상인 경우, 유도 가열 제어부(1114)는 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작을 중단시킴으로써(S400), 온수 탱크(1130)가 과발열되는 것을 방지할 수 있다.

반면에, 서미스터(TH)로부터 제공받은 온도가 미리 설정된 과발열 기준 온도 미만인 경우, 유도 가열 제어부(1114)는 서미스터(TH)로부터 제공받은 온도가 미리 설정된 과발열 기준 온도 이상인지 여부를 판단하는 작업을 지속할 수 있다(S370).

한편, 서미스터(TH)가 정상적으로 온도를 측정할 수 없는 경우(S300; 즉, 서미스터(TH)가 고장난 경우), 서미스터(TH)는 실제 온도보다 정류부(1111) 또는 유도 가열 구동부(1113)의 온도를 낮게 측정할 수 있다. 이 경우, 유도 가열 제어부(1114)는 유도 가열 구동부(1113)에 구비된 스위칭 소자가 과발열되었는지 여부를 알 수 없다. 따라서, 스위칭 소자는 과발열 여부와 상관없이 스위칭 동작을 지속하게 되고, 이로 인해 스위칭 소자의 온도는 급격히 상승하게 된다.

이러한 상황에서 스위칭 소자의 온도가 정션 온도(예를 들어, 약 175℃) 이상이 되는 경우(S450), 스위칭 소자가 개방(즉, open) 또는 단락(즉, short)된다.

즉, 스위칭 소자의 온도가 정션 온도 이상으로 상승하게 되면, 스위칭 소자는 반도체의 성질을 잃어버리게 되어 제어 불능 상태가 되고, 제어 불능 상태가 된 스위칭 소자는 개방 또는 단락 상태를 유지하게 된다.

만약 스위칭 소자가 개방되는 경우(S500), 유도 가열 구동부(1113)는 스위칭 동작을 수행할 수 없는바, 워킹 코일(1140)의 유도 가열 동작도 중단된다. 이에 따라, 온수 탱크(1130)의 과발열이 방지될 수 있다.

반면에, 스위칭 소자가 단락되는 경우(S550), 유도 가열 인쇄회로기판(1110) 및 노이즈 인쇄회로기판(1083)에 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐르게 되어 전기 퓨즈가 작동된다(S600).

전기 퓨즈가 작동하는 경우, 회로가 차단되는바, 노이즈 인쇄회로기판(1083) 뿐만 아니라 유도 가열 인쇄회로기판(1110)도 구동이 중단될 수 있다. 이에 따라, 워킹 코일(1140)의 유도 가열 동작도 중단되는바, 온수 탱크(1130)의 과발열이 방지될 수 있다.

전술한 바와 같이, 메인 인쇄회로기판(도 3의 1086) 등의 고장 또는 오작동으로 인해, 물 공급이 차단되었는데도 불구하고 온수 탱크(1130)가 지속적으로 유도 가열되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)는 연기가 발생하기 전에 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작을 중단하고, 온수 탱크(1130)의 과발열을 방지하는바, 연기 및 화재 발생 위험을 방지할 수 있다.

즉, 물 공급이 차단되었는데도 불구하고 온수 탱크가 지속적으로 유도 가열되는 경우, 종래의 정수기에서는, 30초~1분 이내에 연기가 발생한다. 또한 온도 퓨즈는 온수 탱크의 온도가 400~450℃ 이상이 되어야지 끊어지는바, 온도 퓨즈가 끊어지면서 유도 가열 구동부의 스위칭 동작이 중단될 때에는 이미 온수 탱크 및 브라켓 등에 연기 및 화재가 발생한다는 문제가 있었다.

그러나 본 발명의 일 실시예에서는, 동일한 상황(즉, 메인 인쇄회로기판 등의 고장 또는 오작동으로 인해 물 공급이 차단되었는데도 불구하고 온수 탱크가 지속적으로 유도 가열되는 경우)에서, 20초 이내에 유도 가열 구동부의 스위칭 동작이 중단되는바, 연기 및 화재 발생 가능성을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)는 수냉식 방열판(1118)을 통해 전력 반도체 소자(예를 들어, 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 소자)의 방열 성능을 개선할 수 있다. 또한 수냉식 방열판(1118)이 종래에 사용되던 공랭식 방열판보다 크기가 작은바, 종래 대비 유도 가열 인쇄회로기판(1110)의 크기를 줄일 수 있다. 나아가 수냉식 방열판(1118)을 통해 물이 사전 가열되는바, 목표 온도를 달성하기 위해 필요한 유도 가열 구동부(1113)의 출력(즉, 워킹 코일(1140)의 출력)을 줄일 수 있고, 이를 통해 전력 절감이 가능하다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)는 물 공급이 차단된 경우 온수 탱크(1130)가 과발열되기 전에 유도 가열 구동부(1113)의 스위칭 동작을 중단시킬 수 있는바, 온수 탱크(1130)의 연기 및 화재 발생 위험을 방지할 수 있다. 나아가, 물 공급이 차단된 상태에서 서미스터(TH)가 고장난 경우에는, 전력 반도체 소자를 과발열시켜 파괴시키거나 전기 퓨즈를 동작시켜 전력 공급을 차단함으로써 온수 탱크(1130)의 연기 및 화재 발생 위험을 방지할 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

1083: 노이즈 인쇄회로기판 1110: 유도 가열 인쇄회로기판
1111: 정류부 1113: 유도 가열 구동부
1114: 유도 가열 제어부 1118: 수냉식 방열판
1130: 온수 탱크 1140: 워킹 코일
1160: 브라켓 1182: 온도 퓨즈

Claims (10)

1. 입력 전원부에서 출력된 교류 전력의 노이즈를 저감하고, 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐를 때 작동하는 전기 퓨즈가 구비된 노이즈 인쇄회로기판;
   상기 노이즈 인쇄회로기판으로부터 노이즈가 저감된 교류 전력을 공급받는 유도 가열 인쇄회로기판; 및
   상기 유도 가열 인쇄회로기판에 의해 유도 가열 동작이 제어되는 워킹 코일을 포함하되,
   상기 유도 가열 인쇄회로기판은,
   상기 노이즈 인쇄회로기판으로부터 공급받은 교류 전력을 직류 전력으로 정류하는 정류부와, 상기 정류부로부터 직류 전력을 제공받아 스위칭 동작을 수행하는 유도 가열 구동부와, 상기 유도 가열 구동부의 상기 스위칭 동작을 제어하는 유도 가열 제어부와, 상기 정류부 및 상기 유도 가열 구동부의 방열 작업을 수행하는 수냉식 방열판과, 상기 정류부 및 상기 유도 가열 구동부 중 적어도 하나의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도에 관한 정보를 상기 유도 가열 제어부로 제공하는 서미스터를 포함하는
   정수기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수냉식 방열판은 상기 정류부 및 상기 유도 가열 구동부의 후면에 장착되고,
   상기 서미스터는 상기 정류부 및 상기 유도 가열 구동부 중 적어도 하나의 전방 근처에 설치되는
   정수기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 서미스터에서 측정된 온도가 미리 설정된 과발열 기준 온도 이상인 경우,
   상기 유도 가열 제어부는 상기 유도 가열 구동부의 상기 스위칭 동작을 중단하는
   정수기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 서미스터가 고장나고, 상기 유도 가열 구동부에 구비된 스위칭 소자의 온도가 정션 온도 이상이 되는 경우,
   상기 스위칭 소자가 개방되거나 단락되는
   정수기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 스위칭 소자가 단락되는 경우,
   상기 유도 가열 인쇄회로기판 및 상기 노이즈 인쇄회로기판에 상기 미리 설정된 크기 이상의 과전류가 흐르게 되어 상기 전기 퓨즈가 작동되는
   정수기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 정류부는 브릿지 다이오드(Bridge diode)를 포함하고,
   상기 유도 가열 구동부는 상기 스위칭 동작을 수행하는 복수개의 스위칭 소자를 포함하는
   정수기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수개의 스위칭 소자는 각각 IGBT(insulated gate bipolar mode transistor)를 포함하는
   정수기.
   
8. 제1항에 있어서,
   내부 공간을 통과하는 액체를 가열하도록 상기 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 온수 탱크; 및
   상기 워킹 코일을 사이에 두고 상기 온수 탱크와 결합되고, 상기 온수 탱크가 미리 설정된 온도 이상으로 과열될 때 작동하는 온도 퓨즈가 구비된 브라켓을 더 포함하는
   정수기.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 입력 전원부의 일단은 상기 노이즈 인쇄회로기판에 연결되고,
   상기 입력 전원부의 타단은 상기 온도 퓨즈의 일단에 연결되며,
   상기 온도 퓨즈의 타단은 상기 노이즈 인쇄회로기판에 연결되는
   정수기.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 유도 가열 인쇄회로기판은,
    상기 정류부에 의해 정류된 직류 전력의 리플을 저감하고, 상기 리플이 저감된 직류 전력을 상기 유도 가열 구동부로 제공하는 직류 링크 커패시터와,
    상기 유도 가열 제어부에 의해 제어되고, 상기 유도 가열 구동부에 구비된 스위칭 소자를 턴온 또는 턴오프하는 게이트 드라이버와,
    상기 유도 가열 구동부의 상기 스위칭 동작이 시작되면 공진을 시작하는 공진 커패시터와,
    상기 정류부와 상기 수냉식 방열판 사이에 부착된 제1 절연 부재와,
    상기 유도 가열 구동부와 상기 수냉식 방열판 사이에 부착된 제2 절연 부재를 더 포함하는
    정수기.

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