KR20210006259A - 개선된 온수 탱크 형상을 갖춘 유도 가열 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 온수 탱크 형상을 갖춘 유도 가열 모듈에 관한 것이다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 모듈은, 정수기 내에 구비되어 온수를 생성하되, 환형으로 감긴 도선으로 이루어진 워킹 코일 및 워킹 코일로부터 이격된 위치에서 워킹 코일을 마주보도록 배치되고, 내부 공간을 통과하는 액체를 가열하도록 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 온수 탱크를 포함하되, 온수 탱크는, 평판의 형상을 가지고, 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 제1 커버와, 제1 커버와의 결합을 통해 내부 공간을 형성하는 제2 커버를 포함하되, 내부 공간의 형상은 워킹 코일의 환형에 대응된다.

Description

개선된 온수 탱크 형상을 갖춘 유도 가열 모듈{INDUCTION HEATING MODULE HAVING IMPROVED WATER HEATER TANK SHAPE}

본 발명은 정수기 내에 구비되어 온수를 생성하는 유도 가열 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개선된 온수 탱크 형상을 갖춘 유도 가열 모듈에 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.

정수기는 상온수 외에 온수와 냉수를 제공하기도 한다. 온수와 냉수를 제공하는 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 등록특허공보 제10-0817832호(2008.03.31.)에는 면상 발열 히터를 이용하여 정수를 가열하는 구성이 개시되어 있다. 또한, 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.

여기에서, 도 1을 참조하면, 유도 가열 방식으로 정수를 가열하는 종래의 정수기 내에 구비된 온수 탱크 조립체가 도시되어 있는바, 이를 참조하여, 종래의 온수 탱크 조립체를 살펴보도록 한다.

도 1은 종래의 정수기에 구비된 온수 탱크 조립체 및 워킹 코일 조립체의 분해사시도이다. 참고로, 도 1은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0022776호에 도시된 도면이고, 도 1에서 사용된 도면 부호는 도 1에만 한정하여 적용하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 온수 탱크 조립체(7130)는 제1 커버(7131)와 제2 커버(7132) 간 결합을 통해 형성되고, 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다.

구체적으로, 제1 커버(7131)는 평판의 형상을 갖고 워킹 코일(7144)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다. 한편, 제2 커버(7132)는 제1 커버(7131)로부터 이격된 위치에서 제1 커버(7131)를 마주보는 베이스 면(7132c)와, 베이스 면(7132c)으로부터 제1 커버(7131)를 향해 돌출된 돌출면(7132d)에 형성되며, 제1 커버(7131)와의 용접에 의해 형성되는 용접부(7132e)와, 베이스 면(7132c)으로부터 제1 커버(7131)를 향해 돌출되고, 온수 탱크 조립체(7130)의 입수관(7132a)과 출수관(7132b)을 향해 연장되는 돌기부(7132f)를 포함한다. 여기에서, 돌기부(7132f)는 프레스 가공에 의해 제2 커버(7132)에 형성된다.

다만, 종래의 온수 탱크 조립체(7130)의 내부 공간에는 입수관(7132a)에서 출수관(7132b)으로 이동하는 액체를 위한 유로가 명확하게 형성되어 있지 않고, 온수 탱크 조립체(7130)의 팽창을 막기 위해 프레스 가공된 돌기부(7132f)는 액체의 이동을 방해한다는 문제가 있다.

나아가, 돌기부(7132f)로 인해 와류가 발생하게 되는바, 유도 가열 방식에 의해 액체가 가열될 때 스팀(steam)이 발생할 가능성이 높아진다는 문제도 있다.

또한 온수 탱크 조립체(7130)의 내부 공간의 형상이 워킹 코일(7144)의 형상에 대응되지 않는바, 내부 공간에는 워킹 코일(7144)에 의해 가열되지 않는 부분(즉, 비가열부)이 생기게 되고, 이로 인해, 온수의 예열 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 온수 첫 잔 출수시 비가열부의 저온 정수가 출수되는 온수에 섞이게 되면서 첫 잔 온도가 낮아진다는 문제도 있다.

이에 따라, 전술한 문제를 해결하기 위해, 온수 탱크를 개선할 필요성이 높아지고 있다.

본 발명의 목적은 개선된 온수 탱크 형상을 갖춘 유도 가열 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 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 환형으로 감긴 도선으로 이루어진 워킹 코일 및 워킹 코일로부터 이격된 위치에서 워킹 코일을 마주보도록 배치되고, 내부 공간을 통과하는 액체를 가열하도록 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 온수 탱크를 포함하되, 온수 탱크는, 평판의 형상을 가지고, 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 제1 커버와, 제1 커버와의 결합을 통해 내부 공간을 형성하는 제2 커버를 포함하되, 내부 공간의 형상은 워킹 코일의 환형에 대응되도록 형성된다.

또한 제2 커버는, 제1 커버로부터 이격된 위치에서 제1 커버를 마주보도록 구비된 베이스 면과, 베이스 면의 테두리를 따라 구비되고, 제1 커버와 베이스 면을 연결하기 위해 제1 커버를 향해 연장되도록 형성된 테두리부를 포함한다.

또한 베이스 면의 내측 중심은 워킹 코일의 환형에 대응되도록 개구된다.

또한 테두리부는 베이스 면의 개구된 내측 중심의 테두리를 따라 구비된 제1 테두리부와, 베이스 면의 외측 테두리를 따라 구비된 제2 테두리부를 포함한다.

또한 베이스 면의 중심점을 기준으로 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면의 가로 폭은 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일의 가로 폭보다 크고, 베이스 면의 중심점을 기준으로 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면의 세로 폭은 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일의 세로 폭보다 크다.

또한 베이스 면의 중심점을 기준으로 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면의 제1 및 제2 가로 폭 중 적어도 하나는 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일의 제1 및 제2 가로 폭 중 어느 하나의 1.2배이고, 베이스 면의 중심점을 기준으로 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면의 제1 및 제2 세로 폭 중 적어도 하나는 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일의 제1 및 제2 세로 폭 중 어느 하나의 1.5배이다.

또한 베이스 면의 내측 중심을 기준으로 베이스 면의 일단에는 내부 공간으로 액체를 유입시키기 위한 입수관이 설치되고, 베이스 면의 타단에는 내부 공간에서 가열된 액체를 배출하기 위한 출수관이 설치되며, 베이스 면의 내측 중심의 테두리 중 입수관 또는 출수관에 근접한 구간에는 가이드 베인이 형성된다.

또한 가이드 베인은, 입수관에 근접한 구간에 형성된 제1 가이드 베인과, 출수관에 근접한 구간에 형성된 제2 가이드 베인을 포함한다.

또한 온수 탱크에서 가열되는 액체의 온도를 측정하기 위해 제1 커버를 기준으로 제2 커버의 반대쪽에 배치되는 온도 센서를 더 포함하되, 온도 센서의 일부분은 내부 공간과 전후 방향으로 오버랩된다.

또한 워킹 코일을 사이에 두고 온수 탱크와 결합되는 브라켓, 환형 내측으로 돌출되도록 브라켓에 구비된 퓨즈 수용부, 퓨즈 수용부에 삽입되어 온수 탱크 내의 액체가 과열되었을 때 작동하는 퓨즈, 환형 내측을 통해 돌출되도록 브라켓에 구비된 온도 센서 수용부, 온도 센서 수용부에 삽입되어 온수 탱크에서 가열되는 액체의 온도를 측정하는 온도 센서, 워킹 코일의 위치를 고정하기 위해 환형의 내측 둘레를 따라 브라켓으로부터 돌출되도록 형성된 위치 고정부 및 온도 센서 및 퓨즈를 덮도록 브라켓에 결합되는 실리콘 커버를 더 포함한다.

또한 워킹 코일의 출력은 온도 센서에서 측정된 온도를 토대로 결정되고, 실리콘 커버는 위치 고정부의 외주면을 감싸도록 배치되고, 온도 센서의 온도 측정을 위해 온도 센서와 오버랩되는 부분에 홀이 형성된다.

또한 브라켓은 서로 이격되게 배치된 복수의 보스부를 구비하고, 온수 탱크와 브라켓은 보스부에 삽입되는 스크류에 의해 서로 결합되며, 스크류의 헤드와 보스부 사이에 온수 탱크의 테두리가 배치된다.

또한 브라켓은, 워킹 코일과 마주보는 베이스부 및 서로 이격되게 배치되며, 온수 탱크를 지지하도록 베이스부에서 돌출되도록 형성된 복수의 온수 탱크 지지부를 포함한다.

본 발명에 따른 유도 가열 모듈은 개선된 온수 탱크 형상을 갖춤으로써, 입수관에서 출수관까지의 액체의 효율적인 이동을 가능하게 할 뿐만 아니라 와류 발생 방지를 통해 스팀 발생 가능성도 최소화할 수 있다. 나아가, 비가열부를 제거함으로써 온수의 예열 시간을 종래보다 단축할 수 있을 뿐만 아니라 온수 첫 잔의 온도가 낮아지는 문제도 해결할 수 있다.

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

도 1은 종래의 정수기에 구비된 온수 탱크 조립체 및 워킹 코일 조립체의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 설명하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 정수기의 내부 구성을 설명하는 분해사시도이다.
도 4는 도 2의 정수기의 유로 구성을 설명하는 개략도이다.
도 5는 도 2의 정수기의 유도 가열 모듈과 제어 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 유도 가열 모듈의 일부 구성품을 설명하는 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 온수 탱크를 설명하는 정면도이다.
도 8은 도 7의 온수 탱크의 내부 공간에 흐르는 액체의 유로를 설명하는 도면이다.
도 9는 도 7의 온수 탱크의 내부 공간의 온도 분포를 설명하는 도면이다.
도 10은 도 5의 유도 가열 모듈의 전체 구성품을 구체적으로 설명하는 분해사시도이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기를 설명하는 사시도이다.

도 2를 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 2에 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 3과 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 3을 참조하여, 도 2의 정수기(1000)의 내부 구성에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 도 2의 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 4에는 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 3에 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.

이하에서는, 도 4를 참조하여, 도 2의 정수기(1000)의 유로 구성에 대해 설명하도록 한다.

도 4는 도 2의 정수기의 유로 구성을 설명하는 개략도이다. 참고로, 도 4의 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 2 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 6 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 6 참조)로 유입되는 정수의 유량을 조절하도록 형성된다.

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

여기에서, 도 5를 참조하여, 도 2의 정수기(1000)의 유도 가열 모듈(1100)과 제어 모듈(1080)에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 5는 도 2의 정수기의 유도 가열 모듈과 제어 모듈을 설명하는 분해 사시도이다.

구체적으로, 유도 가열 모듈(1100)은 필터부(1060, 도 3 참조)에서 생성된 정수를 공급받아 온수를 생성하는 부품들의 집합을 가리킨다. 특히 별도의 저수조를 구비하지 않는 직수형 정수기(1000, 도 2 내지 도 4 참조)의 경우, 정수는 저수조를 거치지 않고 필터부(1060, 도 3 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 2 및 도 3 참조)의 입출력부(1016)를 통해 제어 명령을 입력하면, 필터부(1060, 도 3 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 2 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. 유도 가열을 위한 출력 전압은 매우 높기 때문에 충분한 전원이 공급되어야 한다. 노이즈 인쇄회로기판(1083)도 정수기(1000, 도 2 참조)와 같은 물 공급 장치를 구동하기 위한 필수적인 구성은 아니다. 그러나 정수기(1000, 도 2 참조)와 같은 물 공급 장치는 유도 가열에 필요한 전원이 충분히 공급되지 않을 경우를 대비하여 노이즈 인쇄회로기판(1083)을 가질 수 있다. 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)에 별도의 전원을 공급하여 유도 가열을 위한 출력 전압을 만족시킬 수 있다. 노이즈 인쇄회로기판(1083)은 유도 가열 인쇄회로기판(1110)뿐만 아니라 다른 구성에도 보조 전원을 제공하는 역할을 할 수 있다.

버저(1085)는 정수기(1000, 도 2 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 2 참조)와 같은 물 공급 장치의 전반적인 작동을 제어한다. 도 2에서 설명한 입출력부(1016, 도 2 참조)나 도 3에서 설명한 압축기(1051, 도 3 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 6을 참조하여, 온수 탱크(1130)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 6은 도 5의 유도 가열 모듈의 일부 구성품을 설명하는 분해 사시도이다. 도 7은 도 6의 온수 탱크를 설명하는 정면도이다. 도 8은 도 7의 온수 탱크의 내부 공간에 흐르는 액체의 유로를 설명하는 도면이다. 도 9는 도 7의 온수 탱크의 내부 공간의 온도 분포를 설명하는 도면이다.

참고로, 도 6 내지 도 9에서는, 유도 가열 모듈(1100)의 각 부품들에 대해 간략하게 설명하고, 온수 탱크(1130)의 형상을 중심으로 설명하도록 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 유도 가열 모듈(1100)에는 전술한 바와 같이, 온수 탱크(1130), 워킹 코일(1140), 브라켓(1160)이 포함될 수 있고, 온도 센서(1181), 실리콘 커버(1183)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 퓨즈(1182, 도 10 참조)는 퓨즈 수용부(1166)에 삽입되어 온수 탱크(1130) 내의 액체가 과열되었을 때 작동할 수 있다. 또한 온도 센서(1181)는 온도 센서 수용부(1165, 도 10 참조)에 삽입되어 온수 탱크(1130)에서 가열되는 액체의 온도를 측정할 수 있다. 그리고 실리콘 커버(1183)는 퓨즈(1182, 도 10 참조) 및 온도 센서(1181)를 덮도록 브라켓(1160)에 결합될 수 있다.

여기에서, 온수 탱크(1130)는 평판의 형상을 가지고, 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열되는 제1 커버(1131)와, 제1 커버(1131)와의 결합(즉, 제2 커버(1132)의 테두리가 제1 커버(1131)에 결합)을 통해 내부 공간을 형성하는 제2 커버(1132)를 포함하되, 내부 공간의 형상은 워킹 코일(1140)의 환형에 대응되도록 형성될 수 있다.

즉, 온수 탱크(1130)의 내부 공간의 형상은 워킹 코일(1140)의 환형에 대응되도록 링 모양에 가까운 형상을 갖출 수 있다.

또한, 제2 커버(1132)는 제1 커버(1131)로부터 이격된 위치(즉, 전후 방향(FBD)으로 이격된 위치)에서 제1 커버(1131)를 마주보도록 구비된 베이스 면(1132c)과, 베이스 면(1132c)의 테두리를 따라 구비되고, 제1 커버(1131)와 베이스 면(1132c)을 연결하기 위해 제1 커버(1131)를 향해 연장(즉, 제1 커버(1131)를 향해 연장되되, 제1 커버(1131)와 결합되는 말단 부분은 'ㄱ'자 형에 가까운 모양으로 절곡됨)되도록 형성된 테두리부(1132d, 1132e)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 베이스 면(1132c)의 내측 중심은 워킹 코일(1140)의 환형에 대응되도록 개구될 수 있다. 또한 테두리부(1132d, 1132e)는 베이스 면(1132c)의 개구된 내측 중심의 테두리를 따라 구비된 제1 테두리부(1132d)와, 베이스 면(1132c)의 외측 테두리를 따라 구비된 제2 테두리부(1132e)를 포함할 수 있다.

여기에서, 베이스 면(1132c)의 중심점(CP)을 기준으로, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 가로 폭은 워킹 코일(1140)의 중심점(CP)을 기준으로 중심 공간(즉, 워킹 코일(1140)에서 도선에 의해 둘러싸인 개구된 중심 공간을 의미)을 제외한 워킹 코일(1140)의 가로 폭보다 클 수 있다.

보다 구체적으로, 베이스 면(1132c)의 중심점(CP)을 기준으로 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 제1 및 제2 가로 폭 중 적어도 하나(예를 들어, PW2)는 워킹 코일(1140)의 중심점(CP)을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일(1140)의 제1 및 제2 가로 폭 중 어느 하나(예를 들어, PW1)의 1.2배일 수 있다.

물론, 1.2배는 일 예로, PW2는 PW1의 1~1.2배 사이 구간에 존재할 수 있다. 또한, 1.2배는 온수 탱크(1130)의 내부 공간에 와류가 형성되지 않으면서 효율적인 유로를 구성할 수 있는 범위의 상한값일 수 있다.

참고로, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 제1 가로 폭은 중심점(CP)의 좌측에 위치하는 베이스 면(1132c)의 가로 폭을 의미하고, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 제2 가로 폭은 중심점(CP)의 우측에 위치하는 베이스 면(1132c)의 가로 폭을 의미할 수 있다.

또한 베이스 면(1132c)의 중심점(CP)을 기준으로, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 세로 폭은 워킹 코일(1140)의 중심점(CP)을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일(1140)의 세로 폭보다 클 수 있다.

보다 구체적으로, 베이스 면(1132c)의 중심점(CP)을 기준으로 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 제1 및 제2 세로 폭 중 적어도 하나(예를 들어, VW2)는 워킹 코일(1140)의 중심점(CP)을 기준으로 중심 공간을 제외한 워킹 코일(1140)의 제1 및 제2 세로 폭 중 어느 하나(예를 들어, VW1)의 1.5배일 수 있다.

물론, 1.5배는 일 예로, VW2는 VW1의 1~1.5배 사이 구간에 존재할 수 있다. 또한, 1.5배는 온수 탱크(1130)의 내부 공간에 와류가 형성되지 않으면서 효율적인 유로를 구성할 수 있는 범위의 상한값일 수 있다.

참고로, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 제1 세로 폭은 중심점(CP)의 상측에 위치하는 베이스 면(1132c)의 세로 폭을 의미하고, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 제2 세로 폭은 중심점(CP)의 하측에 위치하는 베이스 면(1132c)의 세로 폭을 의미할 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 베이스 면(1132c)의 내측 중심이 워킹 코일(1140)의 환형에 대응되도록 개구되는바, 종래의 온수 탱크의 용량(즉, 내부 공간에 수용되는 액체의 양)보다 본 발명의 실시예에 따른 온수 탱크(1130)의 용량이 작을 수 있다.

다만, 온수 탱크(1130)의 내부 공간의 형상이 워킹 코일(1140)의 환형에 대응되도록 형성되는바, 종래와 달리, 내부 공간에서 비가열부가 제거될 수 있다. 또한 베이스 면(1132c)의 중심점(CP)을 기준으로, 개구된 내측 중심을 제외한 베이스 면(1132c)의 가로 폭 및 세로 폭이 각각 워킹 코일(1140)의 중심점(CP)을 기준으로, 중심 공간을 제외한 워킹 코일(1140)의 가로 폭 및 세로 폭보다 미리 설정된 레벨까지(예를 들어, 가로 폭은 1.2배까지, 세로 폭은 1.5배까지) 크게 형성될 수 있는바, 본 발명의 실시예에 따른 온수 탱크(1130)의 용량과 종래의 온수 탱크의 용량 간 차이가 저감될 수 있다.

또한 종래의 온수 탱크와 달리, 본 발명의 실시예에 따른 온수 탱크(1130)에는 프레스 가공이 적용된 돌기부가 존재하지 않는바, 효율적인 유로 구성 및 와류 발생 방지가 가능하다.

한편, 베이스 면(1132c)의 내측 중심을 기준으로 베이스 면(1132c)의 일단에는 내부 공간으로 액체를 유입시키기 위한 입수관(1132a)이 설치되고, 베이스 면(1132c)의 타단에는 내부 공간에서 가열된 액체를 배출하기 위한 출수관(1132b)이 설치될 수 있다. 또한 테두리부(즉, 제1 테두리부(1132d))에서 입수관(1132a) 또는 출수관(1132b)에 근접한 구간에는 가이드 베인(GV)이 형성될 수 있다.

구체적으로, 가이드 베인(GV)은 입수관(1132a)에 근접한 구간에 형성된 제1 가이드 베인(GV1)과, 출수관(1132b)에 근접한 구간에 형성된 제2 가이드 베인(GV2)을 포함할 수 있다.

참고로, 가이드 베인(GV)의 경우, 액체가 입수관(1132a)에서 출수관(1132b)으로 효율적으로 이동할 수 있도록 가이드하는 역할을 담당한다.

한편, 온도 센서(1181)는 온수 탱크(1130)에서 가열되는 액체의 온도를 측정하기 위해 제1 커버(1131)를 기준으로 제2 커버(1132)의 반대쪽에 배치되고, 온도 센서(1181)의 일부분은 온수 탱크(1130)의 내부 공간과 전후 방향(FBD)으로 오버랩될 수 있다.

이러한 온도 센서(1181)의 오버랩되는 위치로 인해, 온도 센서(1181)는 온수 탱크(1130) 내 액체의 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있고, 이를 통해, 온수 탱크(1130) 내 액체가 과열될 가능성을 저감할 수 있다. 나아가, 온수 탱크(1130) 내 액체의 과열로 인해 정수기(1000)의 연속 출수가 제한되는 문제점도 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 온수 탱크(1130)의 형상이 워킹 코일(1140)의 형상에 대응되도록 형성된바, 도 8에 도시된 바와 같이, 온수 탱크(1130)의 내부 공간에 와류 발생을 방지하면서 효율적인 유로를 구성할 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이, 비가열부가 제거된바, 온수의 예열 시간을 저감할 수 있을 뿐만 아니라 온수 첫 잔 출수시 비가열부의 저온 정수가 출수되는 온수에 섞이게 되어 첫 잔 온도가 낮아지는 문제도 해결할 수 있다.

이하에서는, 도 10을 참조하여, 도 5의 유도 가열 모듈(1100)의 전체 구성품을 보다 구체적으로 설명하도록 한다.

도 10은 도 5의 유도 가열 모듈의 전체 구성품을 구체적으로 설명하는 분해사시도이다.

참고로, 도 10에 도시된 구성품 중 일부(예를 들어, 스페이서(1151, 1152) 또는 절연체(1153) 등)는 유도 가열 모듈(1100)에서 생략될 수도 있으나, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 유도 가열 모듈(1100)에 도 10의 구성품이 모두 포함되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 10을 참조하면, 온수 탱크(1130)는 제1 커버(1131)와 제2 커버(1132)가 서로 결합되어 형성된다. 제2 커버(1132)의 테두리는 제1 커버(1131)에 기밀을 유지하도록 용접 등에 의해 결합될 수 있다. 온수 탱크(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다. 상기 내부 공간은 제1 커버(1131)와 제2 커버(1132)의 결합에 의해 형성된다.

온수 탱크(1130)는 입수관(1132a)과 출수관(1132b)을 포함한다. 입수관(1132a)과 출수관(1132b)은 제2 커버(1132)에 형성될 수 있다. 입수관(1132a)은 가열될 액체가 유입되는 유로에 해당한다. 출수관(1132b)은 가열된 액체가 배출되는 유로에 해당한다. 입수관(1132a)과 출수관(1132b)은 서로 반대쪽에 형성될 수 있다.

제1 커버(1131)는 워킹 코일(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시키도록 이루어진다. 제1 커버(1131)는 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열되므로, 제1 커버(1131)의 출력이 정확하게 제어되기 위해서는 제1 커버(1131)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 일정하게 유지되어야 한다. 유도 가열의 정확한 제어란 유도 가열 모듈(1100)의 출력을 제어하는 것을 의미한다.

만일 워킹 코일(1140)이 기준 위치에서 벗어나게 되면 제1 커버(1131)의 유도 가열이 정확하게 제어되기 어렵다. 여기서 기준 위치란 워킹 코일(1140)에 의한 제1 커버(1131)의 유도 가열이 정확하게 제어될 수 있는 워킹 코일(1140)의 위치를 가리킨다. 제1 커버(1131)와 워킹 코일(1140)의 간격은 후술하는 스페이서(1151, 1152)에 의해 유지된다.

마찬가지로 제1 커버(1131)의 일 부분이 다른 부분에 비해 워킹 코일(1140)로부터 너무 멀리 이격되어 있거나 워킹 코일(1140)에 너무 가까이 배치되면, 상기 일 부분의 유도 가열은 정확하게 제어되기 어렵다. 따라서 제1 커버(1131)의 모든 부분이 워킹 코일(1140)로부터 균일하게 적정 거리에 위치하도록, 제1 커버(1131)는 평판의 형상을 갖는 것이 바람직하다.

제1 커버(1131)는 발열을 위한 적절한 소재로 이루어질 수 있다. 제1 커버(1131)는 스테인리스 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 4계열의 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 제1 커버(1131)가 STS(STainless Steel, 한국공업규격) 439 소재로 이루어질 수 있다. STS 439는 STS430에 비해 강화된 내식성을 갖는다. 내식성이란 물과의 접촉에 의해 부식되는 것을 억제할 수 있는 성질을 가리킨다. 제1 커버(1131)는 약 0.8mm 내외의 두께를 가질 수 있다.

제2 커버(1132)는 제1 커버(1131)를 기준으로 워킹 코일(1140)의 반대쪽에 배치되고 자기력선의 영향이 적기 때문에, 제1 커버(1131)에 비해 발열과의 관련성이 적다. 따라서 제2 커버(1132)는 발열 특성보다 내식성을 갖는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 제2 커버(1132)는 스테인리스 소재로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 3계열의 스테인리스 소재로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게는 제2 커버(1132)가 STS 304 소재로 이루어질 수 있다. STS 304는 STS 430이나 STS 439에 비해 더욱 강화된 내식성을 갖는다. 제2 커버(1132)는 약 1.0mm 내외의 두께를 가질 수 있다.

제2 커버(1132)는 유도 가열과 관련성이 적으므로, 반드시 워킹 코일(1140)로부터 일정한 간격을 유지해야 하는 것은 아니다. 따라서 제2 커버(1132)의 일 부분이 다른 부분에 비해 워킹 코일(1140)로부터 멀리 떨어져 있거나 워킹 코일(1140)에 가까이 배치될 수도 있다.

제2 커버(1132)는 베이스 면(1132c)과 테두리부(1132d, 1132e)를 포함한다. 여기에서, 베이스 면(1132c)은 제1 커버(1131)로부터 이격된 위치에서 제1 커버(1131)를 마주본다. 앞서 온수 탱크(1130)는 액체를 가열하기 위한 내부 공간을 구비한다고 설명한 바 있다. 베이스 면(1132c)은 상기 내부 공간을 형성하도록 제1 커버(1131)로부터 이격되어 있다.

워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)의 일측에 배치된다. 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)는 이격된 위치에서 서로 마주보도록 배치된다. 도 10을 참조하면 워킹 코일(1140)는 제1 커버(1131)의 외면(外面)을 마주보는 위치에 배치되는 것으로 설명될 수 있다. 설명의 편의를 위해 제1 커버(1131)의 두 면 중 제2 커버(1132)를 바라보는 면을 내면(內面)으로 구분하고, 워킹 코일(1140)을 바라보는 면을 외면으로 구분하였다. 따라서 온수 탱크(1130)의 일측이란 제1 커버(1131)의 외면을 마주보는 위치에 해당한다.

워킹 코일(1140)은 환형으로 감긴 도선에 의해 형성된다. 워킹 코일(1140)은 단일 가닥 또는 여러 가닥의 구리 또는 기타 도선으로 이루어진다. 워킹 코일(1140)이 여러 가닥의 도선으로 이루어지는 경우 각각의 가닥들은 절연되어 있다.

워킹 코일(1140)은 상기 워킹 코일(1140)에 인가되는 전류에 의해 자기장 또는 자기력선을 형성한다. 제1 커버(1131)는 워킹 코일(1140)에 의해 형성되는 자기력선에 영향을 받아 열을 발생시킨다.

온수 탱크(1130)는 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열되기 때문에, 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 일정한 간격 유지는 유도 가열의 제어를 위해 매우 중요하다. 스페이서(1151, 1152)는 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 일정한 간격을 유지하도록 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이에 배치된다.

스페이서(1151, 1152)는 다음의 여섯 가지 조건을 만족할 수 있어야 한다.

첫 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이의 일정한 간격을 유지할 수 있어야 한다는 것이다. 유도 가열을 정확하게 제어하기 위해서는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 일정하게 유지되어야 함을 앞서 설명한 바 있다. 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치된 상태에서, 스페이서(1151, 1152)의 일면이 온수 탱크(1130)에 밀착되고 스페이서(1151, 1152)의 타면이 워킹 코일(1140)에 밀착되면, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격은 스페이서(1151, 1152)의 두께에 의해 결정된다.

만일 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되어 탄성 변형된다면, 스페이서(1151, 1152)의 두께는 압착되기 전보다 얇아질 것이며, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격은 일정하게 유지될 수 없다. 따라서 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 변형을 일으키지 않고 원래의 두께를 유지할 수 있어야 한다.

스페이서(1151, 1152)가 적절한 강도를 가지면, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 탄성 변형을 일으키기 않고, 원래의 두께를 유지할 수 있다. 따라서 스페이서(1151, 1152)의 첫 번째 조건은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의한 압착에도 변형을 일으키지 않는 강도를 가져야 한다는 것과 같은 의미다.

두 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 전기적 절연을 유지할 수 있어야 한다는 것이다. 유도 가열을 위해 워킹 코일(1140)에는 전류가 인가된다. 그런데 워킹 코일(1140)에 인가된 전류가 온수 탱크(1130)로 전도되면, 온수 탱크(1130)의 유도 가열에 영향을 일으키게 된다. 유도 가열은 금속의 전기적 저항에 의해 발생된 줄열(joule heating)을 이용한 가열이기 때문이다.

온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 전기적 절연이 유지되지 않으면, 온수 탱크(1130)의 유도 가열이 정확하게 제어되기 어렵다. 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치되기 때문에 스페이서(1151, 1152)가 전기적 절연체로 이루어져야 한다.

세 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 열전달을 억제할 수 있어야 한다는 것이다. 워킹 코일(1140)에 전류가 흐르면 워킹 코일(1140)은 발열하고, 워킹 코일(1140)에 의해 유도 가열된 온수 탱크(1130)도 발열하기 때문에 두 발열체에 의한 과발열로 인해 화재의 위험이 있을 수 있다.

또한 유도 가열 모듈(1100, 도 5 참조)은 온도 센서(1181)에서 측정되는 온도에 근거하여 제어된다. 온도 센서(1181)가 너무 많은 요소에 영향을 받게 되면 유도 가열 모듈(1100)의 정확한 제어가 점점 어려워지므로, 유도 가열 모듈(1100)이 정확하게 제어되기 위해서는 온도 센서(1181)에 영향을 미치는 요소가 가급적 적은 것이 바람직하다.

그런데 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 열전달이 억제되지 않으면 온도 센서(1181)에서 측정되는 온도에 영향을 미치는 요소가 많아지기 때문에 유도 가열 모듈(1100)의 정확한 제어를 점점 어렵게 만든다. 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치되기 때문에 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)의 열전도를 억제할 수 있어야 한다.

네 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 한다는 것이다. 스페이서(1151, 1152)는 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130) 사이에 배치되며, 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)의 온도는 150℃ 내외까지 상승하기 때문에 스페이서(1151, 1152)가 내열성을 갖지 못한다면 열에 의해 손상될 수 있다.

따라서 스페이서(1151, 1152)는 가열된 워킹 코일(1140)과 유도 가열된 온수 탱크(1130)의 온도보다 높은 온도에서도 손상되지 않도록 적어도 200~300℃까지 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 한다.

첫 번째 내지 네 번째 조건을 만족하도록 스페이서(1151, 1152)는 운모(mica), 석영(quartz) 또는 유리(glass) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 운모, 석영 및 유리는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착되더라도 스스로의 두께를 유지할 수 있으며, 전기적 절연성을 갖고, 열전도를 억제할 수 있으며, 충분한 내열성을 갖는 난연재다.

또한 두 번째 내지 네 번째 조건을 만족하도록 스페이서(1151, 1152)는 실리콘(Si)으로 형성될 수 있다. 실리콘은 전기적 절연성을 갖고, 열전도를 억제할 수 있으며, 충분한 내열성을 갖는 난연재다. 그러나 실리콘은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 과도하게 압착되었을 때 탄성 변형을 일으킬 수 있다. 따라서 실리콘은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 과도하게 압착되지 않는 경우에만 스페이서(1151, 1152)의 소재로 이용될 수 있다.

스페이서(1151, 1152)의 다섯 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 한다는 것이다. 워킹 코일(1140)은 환형으로 도선에 의해 형성되며, 워킹 코일(1140)은 일단은 환형의 내측에서 연장되어 유도 가열 인쇄회로기판(1110, 도 5 참조)에 연결되고, 워킹 코일(1140)의 타단은 환형의 외측에서 연장되어 유도 가열 인쇄회로기판에 연결된다.

스페이서(1151, 1152)는 워킹 코일(1140)에 대응되도록 환형으로 형성되고, 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있도록 제1 부분(1151a, 1152a)과 제2 부분(온수 탱크에 의해 가려짐, 1152b)을 포함한다. 제1 부분(1151a, 1152a)은 환형의 어느 일부를 형성한다. 제2 부분(1152b)은 환형의 나머지 일부를 형성하며, 제1 부분(1151a, 1152a)보다 좁은 폭을 갖는다. 특히 제2 부분(1152b)은 환형의 내측과 외측에서 각각 리세스 되어 제1 부분(1151a, 1152a)보다 좁은 폭을 갖는다. 이에 따라 환형의 내측과 외측에 각각 워킹 코일(1140)의 양단이 통과할 수 있는 틈이 형성된다. 환형의 내측으로 워킹 코일(1140)의 일단이 통과하게 되고, 환형의 외측으로 워킹 코일(1140)의 타단이 통과하게 된다.

스페이서(1151, 1152)의 여섯 번째 조건은, 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 한다. 유도 가열에 의해 온수 탱크(1130)에서 발생된 열은 온수 탱크(1130)를 통과하는 액체에 전달되기 때문에, 온수 탱크(1130)는 액체에 의한 냉각이 이루어진다. 이에 반해 워킹 코일(1140)은 스페이서(1151, 1152)와 후술할 절연체(1153)에 밀착되며, 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)는 열전달을 억제하도록 이루어지기 때문에, 워킹 코일(1140)은 공기를 제외하고는 열을 전달할 대상이 없다.

따라서 워킹 코일(1140)의 냉각을 위해서는 워킹 코일(1140)과 공기가 충분히 접촉할 수 있는 면적이 제공되어야 한다. 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)과 워킹 코일(1140)을 서로 마주보게 하는 홀(1151c, 1152c)을 구비한다. 홀(1151c, 1152c)은 제1 부분(1151a, 1152a)에 형성될 수 있으며, 복수로 구비되어 환형의 스페이서(1151, 1152)를 따라 서로 이격되게 형성될 수 있다.

워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)는 이격된 위치에서 서로 마주보도록 배치되므로, 홀(1151c, 1152c)을 통해 워킹 코일(1140)과 온수 탱크(1130)는 서로 마주보게 될 수 있다. 워킹 코일(1140)은 온수 탱크(1130)로부터 이격되어 있으므로, 워킹 코일(1140)은 홀(1151c, 1152c)을 통해 공기와 접촉될 수 있다. 따라서 홀(1151c, 1152c)은 워킹 코일(1140)과 공기의 접촉 면적을 형성하는 구성이다.

또한 도 3에서 전술한 바와 같이, 정수기(1000)는 팬(1033)을 구비하며, 팬(1033)에서 생성된 바람은 정수기(1000) 내부의 공기 유동을 촉진하는바, 팬(1033)에 의해 생성된 바람이 홀(1151c, 1152c)을 통해 워킹 코일(1140)에 전달되면, 공기의 자연 대류에 비해 워킹 코일(1140)의 냉각이 더욱 촉진될 수 있다.

스페이서(1151, 1152)는 복수로 구비될 수 있다. 예를 들어 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 3.5mm로 일정하게 유지되어야 한다면, 1mm의 두께를 갖는 스페이서(1151) 3장과, 0.5mm의 두께를 갖는 스페이서(1152) 1장이 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이에 배치될 수 있다. 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 스페이서(1151, 1152)의 두께에 의해 결정되도록 복수의 스페이서(1151, 1152)는 서로 밀착되도록 배치되어야 한다.

절연체(1153)는 워킹 코일(1140)을 기준으로 스페이서(1151, 1152)의 반대쪽에 배치된다. 절연체(1153)는 워킹 코일(1140)과 후술하는 브라켓(1160) 사이에 배치되는 것으로 이해될 수도 있다. 절연체(1153)도 스페이서(1151, 1152)와 마찬가지로 다음의 다섯 가지 조건을 만족하여야 한다. 다만, 스페이서(1151, 1152)처럼 간격을 유지할 수 있어야 하는 조건은 절연체(1153)에는 해당되지 않는다.

첫 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)과 코어(1170) 사이의 전기적 절연을 유지할 수 있어야 한다는 것이다. 코어(1170)는 전류의 손실을 억제하기 위한 것이며, 코어(1170)의 소재로는 일반적으로 페라이트(ferrite)가 사용된다. 따라서 워킹 코일(1140)에 인가된 전류가 전도성 소재인 페라이트에 전달되면 코어(1170)의 정상적인 작동을 방해할 수 있다. 따라서 절연체(1153)는 전기적 절연을 유지할 수 있는 소재로 이루어져야 한다.

두 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)과 브라켓(1160) 사이의 열전달을 억제할 수 있어야 한다는 것이다. 브라켓(1160)은 사출에 의해 형성될 수 있으며, 사출물은 일반적으로 열에 약하다. 따라서 워킹 코일(1140)에서 발생하는 열이 브라켓(1160)으로 전달되면 브라켓(1160)이 열에 의해 손상될 수 있다. 브라켓(1160)이 열에 의해 손상되는 것을 방지하도록 절연체(1153)는 열전달을 억제할 수 있는 소재로 이루어져야 한다.

세 번째 조건은, 절연체(1153)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 한다는 것이다. 절연체(1153)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 하는 이유는 스페이서(1151, 1152)가 내열성을 갖는 난연재로 이루어져야 하는 이유와 동일하다.

첫 번째 내지 세 번째 조건을 만족하도록 절연체(1153)는 운모(mica), 석영(quartz), 유리(glass) 또는 실리콘(Si) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 운모, 석영, 유리 및 실리콘은 전기적 절연성을 갖고, 열전도를 억제할 수 있으며, 충분한 내열성을 갖는 난연재다. 특히 절연체(1153)는 간격 유지와 관련된 조건을 필요로 하지 않으므로, 실리콘이 제약없이 절연체(1153)의 소재로 이용될 수 있다.

절연체(1153)의 네 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 한다는 것이다. 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 하는 것은 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있는 구조를 가져야 하는 것과 동일하다. 이에 따라 절연체(1153)는 실질적으로 스페이서(1151, 1152)와 동일한 구조를 가질 수 있다.

절연체(1153)는 워킹 코일(1140)에 대응되도록 환형으로 형성되고, 워킹 코일(1140)의 양단을 통과시킬 수 있도록 제1 부분(1153a)과 제2 부분(1153b)을 포함한다. 제1 부분(1153a)은 환형의 어느 일부를 형성한다. 제2 부분(1153b)은 환형의 나머지 일부를 형성하며, 제1 부분(1153a)보다 좁은 폭을 갖는다. 특히 제2 부분(1153b)은 환형의 내측과 외측에서 각각 리세스 되어 제1 부분(1153a)보다 좁은 폭을 갖는다. 이에 따라 환형의 내측과 외측에 각각 워킹 코일(1140)의 양단이 통과할 수 있는 틈이 형성된다. 환형의 내측으로 워킹 코일(1140)의 일단이 통과하게 되고, 환형의 외측으로 워킹 코일(1140)의 타단이 통과하게 된다.

절연체(1153)의 다섯 번째 조건은, 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 한다. 절연체(1153)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 하는 이유는 스페이서(1151, 1152)가 워킹 코일(1140)의 냉각을 구현할 수 있는 구조로 이루어져야 하는 이유와 동일하다. 절연체(1153)에도 스페이서(1151, 1152)와 마찬가지로 워킹 코일(1140)과 공기의 접촉을 위한 홀(1153c)이 형성된다.

이상에서 설명한 바에 의하면 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)는 간격 유지 조건을 제외하고 실질적으로 동일한 조건을 만족해야 한다. 따라서 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)는 동일한 소재로 이루어지고 동일한 구조를 가질 수 있다. 스페이서(1151, 1152)와 절연체(1153)라는 명칭도 서로 구분하기 위한 것일 뿐, 그 명칭에 의해 서로 전혀 다른 구성으로 구분되어야 하는 것은 아니다.

브라켓(1160)은 온수 탱크(1130)를 정수기(1000, 도 2 참조) 본체의 내부에 고정하도록 형성된다. 다시 도 5를 참조하면, 메인 인쇄회로기판 커버(1087)의 전면과 브라켓(1160)에는 서로 대응되는 보스부(1087a, 1087b)(1162a, 1162b)가 형성된다. 서로 대응되기만 한다면 두 보스부(1087a, 1087b)(1162a, 1162b)의 위치는 설계에 따라 변경될 수 있으며, 도 5와 도 6을 비교하면 보스부의 위치가 변경되었음을 알 수 있다. 스크류(미도시)가 브라켓(1160)의 보스부(1162a, 1162b)를 통과해 메인 인쇄회로기판 커버(1087)의 보스부(1087a, 1087b)에 삽입되면, 브라켓(1160)이 정수기(1000) 본체의 내부에 고정된다. 브라켓(1160)은 온수 탱크(1130)과 결합되므로, 브라켓(1160)은 온수 탱크(1130)를 정수기(1000) 본체의 내부에 고정할 수 있다.

다시 도 10을 참조하면, 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)는 스페이서(1151, 1152), 워킹 코일(1140) 및 절연체(1153)를 사이에 두고 서로 결합된다. 브라켓(1160)에는 온수 탱크(1130)의 테두리와 대응되는 위치에 복수의 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)가 형성된다. 복수의 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)는 온수 탱크(1130)의 테두리와 대응되는 라인을 따라 서로 이격되게 배치된다. 온수 탱크(1130)와 브라켓(1160)은 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)에 삽입되는 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 서로 결합된다.

스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 온수 탱크(1130)와 브라켓(1160)이 서로 결합된 상태에서 각 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)의 헤드와 각 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d) 사이에 온수 탱크(1130)의 테두리가 배치되게 된다. 이 구조에 의해 온수 탱크(1130)는 스크류 체결을 위한 별도의 홀을 구비하지 않고도 브라켓(1160)에 결합될 수 있다.

브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합되면 스페이서(1151, 1152)의 양면은 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140)에 의해 압착된다. 그럼에도 불구하고 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합될 수 있는 이유는 스페이서(1151, 1152)가 온수 탱크(1130)과 워킹 코일(1140) 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있기 때문이다.

만일 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합되는 과정에서 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 좁아진다면, 유도 가열이 정확하게 제어될 수 없다. 그러나 스페이서(1151, 1152)는 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있으므로, 브라켓(1160)과 온수 탱크(1130)가 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 결합될 수 있으며, 유도 가열의 제어에 문제가 발생하지 않는다.

브라켓(1160)은 워킹 코일(1140)과 마주보는 베이스부(1168)를 구비하며, 앞서 설명한 브라켓의 두 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)(1162a, 1162b)는 베이스부(1168)의 테두리를 따라 형성된다. 복수의 온수 탱크 지지부(1163)는 온수 탱크(1130)를 지지하도록 베이스부(1168)에서 돌출된다. 온수 탱크 지지부(1163)는 온수 탱크(1130)의 테두리와 대응되는 라인을 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 온수 탱크(1130)의 중심으로부터의 거리를 기준으로 온수 탱크(1130)의 테두리를 외측과 내측으로 구분하면, 외측은 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의해 보스부(1161a, 1161b, 1161c, 1161d)에 고정되고, 내측은 온수 탱크 지지부(1163)에 의해 지지된다.

브라켓(1160)은 방사형으로 배치되는 복수의 코어 수용부(1164)를 구비한다. 코어 수용부(1164)는 절연체(1153)로부터 멀어지는 방향으로 리세스되어 형성된다. 복수의 코어(1170)는 각각의 코어 수용부(1164)에 삽입된다.

코어(1170)는 전류의 손실을 억제하기 위한 것으로, 자기력선의 차폐막 역할을 한다. 코어(1170)의 소재로는 페라이트(ferrite)가 사용될 수 있음을 앞서 설명한 바 있다.

온도 센서(1181)는 온수 탱크(1130)에서 가열되는 액체의 온도를 측정하도록 이루어진다. 브라켓(1160)에는 온도 센서(1181)를 수용하도록 워킹 코일(1140)의 환형 내측을 통해 돌출되도록 온도 센서 수용부(1165)가 구비되며, 온도 센서(1181)는 상기 온도 센서 수용부(1165)에 삽입된다. 즉, 환형을 갖는 워킹 코일(1140)의 중심은 비어 있으므로, 온도 센서(1181)는 상기 워킹 코일(1140)의 중심(또는 환형의 내측)에 배치될 수 있다.

온도 센서(1181)에 의해 측정된 온도는 도 5에서 설명한 유도 가열 인쇄회로기판(1110)과 제어 모듈(1080)에 제공된다. 유도 가열 인쇄회로기판(1110)과 제어 모듈(1080)은 온도 센서(1181)에서 측정된 액체의 온도를 기초로 추가 가열 또는 가열 정지 여부를 결정한다. 바꾸어 말하면, 유도 가열 모듈(1100)의 출력(또는 워킹 코일(1140)의 출력)은 온도 센서(1181)에서 측정된 온도를 기초하여 결정될 수 있다. 온도 센서(1181)로는 서미스터(thermistor)가 사용될 수 있다.

퓨즈(1182)는 온수 탱크(1130) 내의 액체가 지나치게 많이 과열되었을 때 유도 가열 모듈(1100)의 전원을 차단하는 안전 장치다. 온도 센서(1181)가 복귀형 센서로 분류되는 것과 달리 퓨즈(1182)는 한 번 작동하면 교체되어야 하기 때문에 비복귀형 센서로 분류될 수 있다.

브라켓(1160)에는 퓨즈(1182)를 수용하도록 워킹 코일(1140)의 환형 내측으로 돌출된 퓨즈 수용부(1166)가 구비되며, 퓨즈(1182)는 상기 퓨즈 수용부(1166)에 삽입된다. 즉, 퓨즈(1182)도 온도 센서(1181)와 마찬가지로 워킹 코일(1140)의 중심(또는 환형의 내측)에 배치될 수 있다.

브라켓(1160)은 위치 고정부(1167)를 구비한다. 위치 고정부(1167)는 워킹 코일(1140)의 내측 둘레를 지지하도록(즉, 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)의 위치를 고정하도록) 워킹 코일(1140)의 환형의 내측 둘레에 대응되는 라인을 따라 브라켓(1160; 즉, 베이스부(1168))으로부터 돌출 형성된다. 위치 고정부(1167)는 복수로 구비될 수 있으며, 서로 이격되게 배치될 수 있다.

브라켓(1160)의 위치 고정부(1167)에 의해 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)의 위치가 고정되며, 상기 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)는 브라켓(1160)에 결합된 온수 탱크(1130)에 의해 서로 밀착된다. 따라서 추가 고정 구조나 실런트가 없더라도 상기 워킹 코일(1140), 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)의 위치는 고정될 수 있으며, 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격이 일정하게 유지될 수 있다.

나아가 실런트에 의한 결합 구조는 공정에 따라 작업 결과가 다르게 나타날 수 있으며, 작업 결과에 따라 유도 가열의 제어에 어려움이 있을 수 있다. 따라서 실런트에 의한 결합 구조는 대량 생산이 불리한 구조다. 그러나 본 발명과 같이 스크류(1800a, 1800b, 1800c, 1800d)에 의한 결합 구조는 공정에 따라 작업 결과가 다르게 나타나지 않으므로, 대량 생산에 유리한 구조다.

실리콘 커버(1183)는 온도 센서(1181)와 퓨즈(1182)를 덮도록 브라켓(1160)에 결합된다. 실리콘 커버(1183)는 위치 고정부(1167)의 외주면을 감싸도록 이루어질 수 있다. 또한 실리콘 커버(1183)에는, 온도 센서(1181)의 원활한 온도 측정을 위해 온도 센서(1181)와 오버랩되는 부분에 홀이 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)는 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)를 통해 온수 탱크(1130)와 워킹 코일(1140) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있고, 유도 가열 모듈(1100)에서 발생된 열이 인접한 부품으로 전달되어 열 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 스페이서(1151, 1152) 및 절연체(1153)에 구비된 홀(1151c, 1152c, 1153c)을 통해 워킹 코일(1140)과 공기 간 접촉 면적을 확보함으로써 워킹 코일(1140)의 공랭도 구현 가능하다. 나아가 스크류 체결 구조를 통해 공정에 따라 다른 결과가 발생하는 것을 방지함으로써 대량 생산을 가능하게 한다.

다만, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)는 도 10에 도시된 구성품 중 스페이서(1151, 1152) 또는 절연체(1153)을 포함하지 않을 수도 있고, 이 경우에는, 해당 구성품 생략으로 인한 제조 비용 절감이 가능하다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기(1000)에 구비된 유도 가열 모듈(1100)은 개선된 온수 탱크 형상을 갖춤으로써, 입수관에서 출수관까지의 액체의 효율적인 이동을 가능하게 할 뿐만 아니라 와류 발생 방지를 통해 스팀 발생 가능성도 최소화할 수 있다. 나아가, 비가열부를 제거함으로써 온수의 예열 시간을 종래보다 단축할 수 있을 뿐만 아니라 온수 첫 잔의 온도가 낮아지는 문제도 해결할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1100: 유도 가열 모듈 1130: 온수 탱크
1140: 워킹 코일 1160: 브라켓
1181: 온도 센서

Claims (14)

1. 정수기 내에 구비되어 온수를 생성하는 유도 가열 모듈에 있어서,
   환형으로 감긴 도선으로 이루어진 워킹 코일; 및
   상기 워킹 코일로부터 이격된 위치에서 상기 워킹 코일을 마주보도록 배치되고, 내부 공간을 통과하는 액체를 가열하도록 상기 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 온수 탱크를 포함하되,
   상기 온수 탱크는,
   평판의 형상을 가지고, 상기 워킹 코일에 의해 유도 가열되는 제1 커버와,
   상기 제1 커버와의 결합을 통해 상기 내부 공간을 형성하는 제2 커버를 포함하되,
   상기 내부 공간의 형상은 상기 워킹 코일의 환형에 대응되도록 형성된
   유도 가열 모듈.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 커버는,
   상기 제1 커버로부터 이격된 위치에서 상기 제1 커버를 마주보도록 구비된 베이스 면과,
   상기 베이스 면의 테두리를 따라 구비되고, 상기 제1 커버와 상기 베이스 면을 연결하기 위해 상기 제1 커버를 향해 연장되도록 형성된 테두리부를 포함하는
   유도 가열 모듈.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 베이스 면의 내측 중심은 상기 워킹 코일의 환형에 대응되도록 개구된
   유도 가열 모듈.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 테두리부는 상기 베이스 면의 상기 개구된 내측 중심의 테두리를 따라 구비된 제1 테두리부와, 상기 베이스 면의 외측 테두리를 따라 구비된 제2 테두리부를 포함하는
   유도 가열 모듈.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 베이스 면의 중심점을 기준으로 상기 개구된 내측 중심을 제외한 상기 베이스 면의 가로 폭은 상기 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 상기 워킹 코일의 가로 폭보다 크고,
   상기 베이스 면의 중심점을 기준으로 상기 개구된 내측 중심을 제외한 상기 베이스 면의 세로 폭은 상기 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 상기 워킹 코일의 세로 폭보다 큰
   유도 가열 모듈.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 베이스 면의 중심점을 기준으로 상기 개구된 내측 중심을 제외한 상기 베이스 면의 제1 및 제2 가로 폭 중 적어도 하나는 상기 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 상기 워킹 코일의 제1 및 제2 가로 폭 중 어느 하나의 1.2배인
   유도 가열 모듈.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 베이스 면의 중심점을 기준으로 상기 개구된 내측 중심을 제외한 상기 베이스 면의 제1 및 제2 세로 폭 중 적어도 하나는 상기 워킹 코일의 중심점을 기준으로 중심 공간을 제외한 상기 워킹 코일의 제1 및 제2 세로 폭 중 어느 하나의 1.5배인
   유도 가열 모듈.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 베이스 면의 상기 내측 중심을 기준으로 상기 베이스 면의 일단에는 상기 내부 공간으로 액체를 유입시키기 위한 입수관이 설치되고, 상기 베이스 면의 타단에는 상기 내부 공간에서 가열된 액체를 배출하기 위한 출수관이 설치되며,
   상기 테두리부에서 상기 입수관 또는 상기 출수관에 근접한 구간에는 가이드 베인이 형성된
   유도 가열 모듈.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 가이드 베인은,
   상기 입수관에 근접한 구간에 형성된 제1 가이드 베인과,
   상기 출수관에 근접한 구간에 형성된 제2 가이드 베인을 포함하는
   유도 가열 모듈.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 온수 탱크에서 가열되는 액체의 온도를 측정하기 위해 상기 제1 커버를 기준으로 상기 제2 커버의 반대쪽에 배치되는 온도 센서를 더 포함하되,
    상기 온도 센서의 일부분은 상기 내부 공간과 전후 방향으로 오버랩되는
    유도 가열 모듈.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 워킹 코일을 사이에 두고 상기 온수 탱크와 결합되는 브라켓;
    상기 환형 내측으로 돌출되도록 상기 브라켓에 구비된 퓨즈 수용부;
    상기 퓨즈 수용부에 삽입되어 상기 온수 탱크 내의 액체가 과열되었을 때 작동하는 퓨즈;
    상기 환형 내측을 통해 돌출되도록 상기 브라켓에 구비된 온도 센서 수용부;
    상기 온도 센서 수용부에 삽입되어 상기 온수 탱크에서 가열되는 액체의 온도를 측정하는 온도 센서;
    상기 워킹 코일의 위치를 고정하기 위해 상기 환형의 내측 둘레를 따라 상기 브라켓으로부터 돌출되도록 형성된 위치 고정부; 및
    상기 온도 센서 및 상기 퓨즈를 덮도록 상기 브라켓에 결합되는 실리콘 커버를 더 포함하는
    정수기.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 워킹 코일의 출력은 상기 온도 센서에서 측정된 온도를 토대로 결정되고,
    상기 실리콘 커버는 상기 위치 고정부의 외주면을 감싸도록 배치되고, 상기 온도 센서의 온도 측정을 위해 상기 온도 센서와 오버랩되는 부분에 홀이 형성되는
    정수기.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 브라켓은 서로 이격되게 배치된 복수의 보스부를 구비하고,
    상기 온수 탱크와 상기 브라켓은 상기 보스부에 삽입되는 스크류에 의해 서로 결합되며,
    상기 스크류의 헤드와 상기 보스부 사이에 상기 온수 탱크의 테두리가 배치되는
    정수기.
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 브라켓은,
    상기 워킹 코일과 마주보는 베이스부와,
    서로 이격되게 배치되며, 상기 온수 탱크를 지지하도록 상기 베이스부에서 돌출되도록 형성된 복수의 온수 탱크 지지부를 포함하는
    정수기.
    

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