KR20210131883A

KR20210131883A - 냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템

Info

Publication number: KR20210131883A
Application number: KR1020210043970A
Authority: KR
Inventors: 정하익
Original assignee: 정하익
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-04-05
Publication date: 2021-11-03

Abstract

본 발명은 열전소자의 냉각성능이 저하되는 것을 방지하여 냉각성능을 향상시킴과 아울러 냉각수의 유속을 높여줌으로써 적은량의 냉각수로도 냉각효율을 높여줄 수 있는 냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템에 관한 것이다.
이를 위해 냉각장치는 냉각되어질 물이 저장됨과 아울러 일측에 출수구 및 타측에 입수구가 각각 구비되고, 외측에 단열재가 고정된 냉수탱크, 상기 냉수탱크의 중앙부에 배치되어 상기 냉수탱크를 제1 냉수탱크와 제2 냉수탱크로 구획하고, 상기 제1 냉수탱크와 제2 냉수탱크에 각각 접촉되어 상기 냉수탱크 내부의 물을 냉각시키는 콜드싱크, 상기 콜드싱크의 일면에 부착되어 상기 콜드싱크를 통해 상기 냉수탱크의 물을 냉각하는 열전소자, 상기 열전소자의 타면에 부착되어 상기 열전소자 타면의 열을 흡수하여 방열함과 아울러 냉각수가 통과하는 냉각수 출수구 및 냉각수 입수구가 각각 구비된 히트싱크, 및 상기 히트싱크의 일측에 설치되어 공기를 상기 히트싱크에 공급하는 팬을 포함한다.

Description

냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템{COOLING APPARATUS AND THIS USING FOR WATER PURIFIER OF COOLING SYSTEM}

본 발명은 냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템에 관한 것이다.

근래에는 산업화 및 공해물질로 인한 수질오염이 심각해짐에 따라 수돗물에 대한 불신이 높아지면서 수돗물을 정수기로 정화하여 식수로 사용하거나, 시중에서 판매되는 생수를 식수로 많이 사용하고 있다.

일반적으로 사용되는 정수기는 수돗물을 여러 개의 필터를 통과시켜 침전, 여과, 살균 등의 과정을 거쳐 수돗물에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거할 수 있도록 이루어지며, 정화된 물을 소정온도로 냉각하거나 가열하여 냉수 및 온수를 선택적으로 음용할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 종래 정수기용 냉각장치는 열전소자를 이용한 냉각수 공급시스템을 사용하는 바, 상기 냉각수 공급시스템은 대부분 물을 저장하는 탱크에 열전소자를 설치하여 열전소자의 흡열기능에 의하여 탱크에 담긴 물을 냉각시키는 구조이다.

이러한 열전소자를 이용한 냉각장치는 냉수탱크의 일측면에 콜드싱크(Coldsink)가 설치되고, 상기 콜드싱크의 상부에 열전소자가 설치되는 구조로서, 이 경우 상기 콜드싱크의 한방향으로만 냉각을 전달하기 때문에 반대쪽 열전달이 이루어지지 않는 곳은 단열을 시키지만 냉각손실을 완벽히 차단하기에는 어려움이 있다. 이에 따라 일부 냉각 능력이 외부로 소실되기 때문에 냉각 효율이 떨어지는 문제가 있다.

또한, 상기와 같은 열전소자 방열 방식은 공냉식 또는 수냉식으로 하게 되는 바, 공냉식의 경우에는 효율이 떨어져 냉각시간이 길어지는 문제가 있고, 수냉식의 경우에는 수도수를 직접 사용하고 냉각수 유량을 제어하지 않기 때문에 물 낭비가 많은 실정이다. 즉, 냉각수 유량을 많이 하면 냉각성능은 좋아지나 물의 낭비가 심해지는 단점이 있다.

또한, 상기 냉수탱크는 물 온도가 항상 저온으로 관리되고 있기 때문에 세균 증식이 많이 일어나지 않으나, 정수기의 지속 사용 시 냉수탱크 내부에서 일어나는 세균 증식은 막기 어려운 실정이다.

특히, 냉수탱크와 연결된 냉수 추출 배관 및 코크 부분이 외부 공기와 접촉되어 세균 증식이 쉽게 발생하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1450618호(발명의 명칭: 물냉각장치 및 이를 이용한 냉온정수기, 2014. 10. 15. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1501071호(발명의 명칭: 정수기용 냉각장치, 2015. 01. 08. 공개)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 열전소자의 냉각성능이 저하되는 것을 방지하여 냉각성능을 향상시킴과 아울러 냉각수의 유속을 높여줌으로써 적은량의 냉각수로도 냉각효율을 높여줄 수 있는 냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 정수기의 냉수탱크에 살균부를 추가하여 냉수탱크의 고온수를 이용하고 이를 통해 냉수 추출 배관과 코크를 살균함으로써 보다 청결한 정수기의 물을 공급하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 냉각장치는 냉각되어질 물이 저장됨과 아울러 일측에 출수구 및 타측에 입수구가 각각 구비되고, 외측에 단열재가 고정된 냉수탱크, 상기 냉수탱크의 중앙부에 배치되어 상기 냉수탱크를 제1 냉수탱크와 제2 냉수탱크로 구획하고, 상기 제1 냉수탱크와 제2 냉수탱크에 각각 접촉되어 상기 냉수탱크 내부의 물을 냉각시키는 콜드싱크, 상기 콜드싱크의 일면에 부착되어 상기 콜드싱크를 통해 상기 냉수탱크의 물을 냉각하는 열전소자, 상기 열전소자의 타면에 부착되어 상기 열전소자 타면의 열을 흡수하여 방열함과 아울러 냉각수가 통과하는 냉각수 출수구 및 냉각수 입수구가 각각 구비된 히트싱크, 및 상기 히트싱크의 일측에 설치되어 공기를 상기 히트싱크에 공급하는 팬을 포함할 수 있다.

상기 히트싱크는 냉각수가 통과하는 복수개의 유로 가이드가 구비되고, 상기 유로 가이드 사이에 설치되어 격벽을 이루는 적어도 하나 이상의 유로 가이드 제어판을 포함할 수 있다.

상기 유로 가이드와 상기 유로 가이드 제어판이 이루는 복수개의 상기 격벽을 통해 냉각수가 통과하는 유로를 직렬식으로 배열하여 냉각수의 유속을 높여줄 수 있다.

또한, 상기 냉각장치를 이용한 정수기용 냉각시스템은 상기 냉수탱크의 내부에 설치되어 냉수의 온도를 감지하는 냉수 온도센서를 포함하는 제어부가 구비되고, 상기 히트싱크의 냉각수 입수구에 연결되어 냉각수의 유량을 제어하는 저유량제어기와 고유량제어기, 및 상기 저유량제어기에 연결되는 냉각수밸브와 상기 고유량제어기에 연결되는 고유량 냉각수밸브를 포함할 수 있다.

정수기 물의 급속 냉각 시 상기 냉각수밸브를 오프(Off)시키고, 상기 고유량 냉각수밸브를 오픈(Open)하여 상기 히트싱크의 내부를 흐르는 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있다.

상기 히트싱크의 냉각수 입수구에 연결된 냉각수 배관과 직접 연결되어 높은 수압의 냉각수를 상기 히트싱크 내부로 통과시켜 냉각수의 기포를 외부로 방출하는 기포제거밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 냉각장치를 이용한 정수기용 냉각시스템은 상기 냉수탱크 내부의 물을 냉각시키는 콜드싱크의 일면에 부착되어 상기 콜드싱크를 통해 상기 냉수탱크의 물을 냉각하는 열전소자, 상기 열전소자에 공급되는 전원을 제어하고, 전원공급장치로부터 전원을 공급받는 열전소자 전원공급 제어장치, 상기 열전소자 전원공급 제어장치에 신호를 보내어 제어하는 TEM 전원공급장치 제어부, 및 상기 냉수탱크의 내부에 설치되어 냉수의 온도를 감지하는 냉수 온도센서가 구비된 제어부를 포함할 수 있다.

상기 열전소자에 인가되는 전압의 극성을 변경하여 냉각이 이루어지는 측면을 가열되게 함으로써 상기 냉수 탱크의 물을 가열할 수 있다.

상기 열전소자에 인가되는 전압의 극성을 변경하기 위해 기계적인 릴레이 또는 반도체 소자 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

상기 열전소자의 살균동작은 사전에 설정된 온도까지 물을 계속 가열하고, 물의 온도가 목표 온도에 도달하면 상기 냉수탱크의 냉수밸브를 일정 시간 개방하여 상기 냉수 탱크의 물을 정수기의 냉수 추출 배관 및 코크로 공급함으로써 상기 냉수 추출 배관 및 상기 코크를 살균할 수 있다.

본 발명에 따른 냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템에 따르면, 콜드싱크의 양측에 냉수탱크가 배치되어 열전소자의 냉각성능이 손실되는 것을 최소화함으로써 냉각효율을 높여줄 수 있다.

또한, 히트싱크 내부에 여러 개의 통로를 구비하여 격벽을 통해 유로가 직렬식으로 배열되게 함으로써 냉각수의 유속을 빠르게 하고, 이에 따라 방열효과를 높여줌으로써 적은 양의 냉각수로 많은 양의 냉각수와 동일한 효과를 내게 하여 물 낭비를 억제하고 냉각성능을 높여줄 수 있다.

또한, 히트싱크를 통과하는 냉각수의 기포를 외부로 방출시켜 방열효과를 높여줌으로써 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 정수기의 냉수탱크에 살균장치를 추가하여 냉수 추출 배관과 코크를 살균함으로써 냉수 추출 배관과 코크에서 발생하는 세균 증식을 사전에 차단하고, 이를 통해 정수기 사용자에게 보다 청결한 물을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 히트싱크를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트싱크 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 이용한 정수기용 냉각시스템을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각시스템이 적용된 정수기를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 블럭 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉수의 기포제거 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉수의 냉각 온도를 설정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균시스템이 적용된 정수기를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 블럭 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 냉각 동작 시 전원 연결상태를 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 살균 동작 시 전원 연결상태를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉수의 살균 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 냉각장치 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 구조를 도시한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 냉각장치(1)는 냉수탱크(10), 콜드싱크(20), 열전소자(30), 히트싱크(40), 및 팬(50)을 포함하고, 상기 콜드싱크(20)를 통해 상기 냉수탱크(10)의 물을 냉각시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 냉각장치(1)의 냉수탱크(10)는 냉각되어질 물이 저장됨과 아울러 일측에 출수구(10a) 및 타측에 입수구(10b)가 각각 구비되고, 상기 냉수탱크(10)의 외측에 단열재(11)가 고정되는 것으로, 상기 냉수탱크(10)에 담겨진 물을 냉각시켜 사용자에게 공급할 수 있다.

또한, 상기 콜드싱크(20)는 냉수탱크(10)의 중앙부에 배치되어 냉수탱크(10)를 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)로 구획하고, 상기 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)에 각각 접촉되어 상기 냉수탱크(10) 내부의 물을 냉각시키는 것으로, 상기 냉수탱크(10)가 콜드싱크(20)를 중심으로 양측에 각각 배치되기 때문에 상기 열전소자(30)의 냉각성능이 손실되는 것을 최소화할 수 있다. 상기 열전소자(30)는 콜드싱크(20)의 일면에 부착되어 콜드싱크(20)를 통해 상기 냉수탱크(10)의 물을 냉각시킬 수 있다.

상기 히트싱크(40)는 열전소자(30)의 타면에 부착되어 열전소자(30) 타면의 열을 흡수하여 방열함과 아울러 냉각수가 통과하는 냉각수 출수구(41) 및 냉각수 입수구(42)가 각각 구비된다. 상기 팬(50)은 히트싱크(40)의 일측에 설치되어 공기를 히트싱크(40)에 공급할 수 있다.

상기 콜드싱크(20)에 의해 구획된 상기 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)는 각각 출수구(10a)와 입수구(10b)가 구비되고, 상기 입수구(10b)를 통해 상기 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)에 공급된 물은 냉각된 상태로 상기 출수구(10a)를 통해 배출될 수 있다. 상기 콜드싱크(20)의 양 쪽으로 냉각성능이 전달되기 때문에 상기 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)의 냉각성능이 향상될 수 있다.

상기 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)에는 각각 냉수 온도센서(110)가 설치되어 냉수탱크(10) 내부의 온도를 감지할 수 있다.

또한, 상기 콜드싱크(20)는 일측에 상기 열전소자(30)를 고정하는 열전소자 고정부(21)를 포함할 수 있다. 상기 열전소자 고정부(21)에 상기 열전소자(30)가 부착됨으로써 고정된 상태를 유지할 수 있다.

상기 콜드싱크(20)의 양측면에는 콜드싱크(20)의 저온 열을 상기 냉수탱크(10)에 전달하는 플레이트(22)가 각각 설치되고, 상기 플레이트(22)는 열 전달이 용이한 스테인레스 스틸로 제작될 수 있다. 상기 플레이트(22)는 콜드싱크(20)와 상기 제1 냉수탱크(12) 사이, 및 콜드싱크(20)와 상기 제2 냉수탱크(13) 사이에 각각 설치되어 냉수를 오염시키지 않으면서 냉수의 저온 열을 냉수탱크(10)에 전달하는 역할을 하게 된다.

상기 플레이트(22)는 가스켓(Gasket, 23)을 매개로 기밀을 유지하면서 상기 제1 냉수탱크(12)와 제2 냉수탱크(13)에 각각 연결된다.

본 실시예에서, 상기 히트싱크(40)는 냉각수 입수구(42)에서 유입된 냉각수가 냉각수 출수구(41)를 통해 배출되는 구조로서, 상기 히트싱크(40)를 지나는 냉각수에 상기 팬(50)의 동작을 통해 바람을 공급함으로써 냉각수의 온도를 낮춰 줄 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치의 히트싱크를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트싱크 모듈을 도시한 도면이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 상기 히트싱크(40)는 냉각수가 통과하는 복수개의 유로 가이드(43)가 구비되고, 상기 유로 가이드(43) 사이에 설치되어 격벽을 이루는 적어도 하나 이상의 유로 가이드 제어판(44)을 포함할 수 있다. 상기 히트싱크(40)의 일측에는 복수개의 냉각수 유로(40a)가 형성된다.

상기 유로 가이드(43)와 상기 유로 가이드 제어판(44)이 이루는 복수개의 상기 격벽을 통해 냉각수가 통과하는 상기 냉각수 유로(40a)를 직렬식으로 배열하여 냉각수의 유속을 높여줄 수 있다.

또한, 상기 히트싱크(40)의 양 측에는 각각 냉각수 가이드 캡(45)이 설치되고, 상기 냉각수 입수구(42)를 통해 유입된 냉각수는 상기 냉각수 유로(40a)를 지나 상기 냉각수 출수구(41)를 통해 배출됨으로써 히트싱크(40)의 내부를 순환하게 된다.

상기 냉각수 가이드 캡(45)의 내측에 복수개의 격판(45a)이 구비되어 상기 히트싱크(40)를 지나는 냉각수의 흐름을 제어할 수 있다.

즉, 상기 히트싱크(40)의 경우 냉각수 양이 많을수록, 입수되는 냉각수의 온도가 낮을수록, 냉각수가 히트싱크(40)를 통과할때의 유속에 비례하여 냉각성능이 높아지게 된다. 냉각수의 유량을 많이 하면 냉각성능은 좋아지나 물의 낭비가 심해진다.

이에 따라, 상기 냉각장치(1)는 히트싱크(40) 내부에 여러 개의 통로를 만들고, 상기 유로 가이드(43)와 유로 가이드 제어판(44)을 통해 복수개의 격벽을 설치하여 상기 냉각수 유로(40a)가 직렬식으로 배열되게 함으로써 유속을 빠르게 할 수 있다. 이를 통해 상기 히트싱크(40)의 방열효과를 높여줄 수 있다.

상기 냉각장치(1)는 적은 양의 냉각수로 많은 양의 냉각수와 동일한 효과를 낼 수 있기 때문에 물 낭비를 억제하고 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각장치를 이용한 정수기용 냉각시스템을 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각시스템이 적용된 정수기를 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 블럭 다이어그램을 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 냉각장치(1)를 이용한 정수기용 냉각시스템(100)은 상기 냉수탱크(10)의 내부에 설치되어 냉수의 온도를 감지하는 냉수 온도센서(110)를 포함하는 제어부가 구비되고, 상기 히트싱크(40)의 냉각수 입수구(42)에 연결되어 냉각수의 유량을 제어하는 저유량제어기(130)와 고유량제어기(140), 및 상기 저유량제어기(130)에 연결되는 냉각수밸브(130a)와 상기 고유량제어기(140)에 연결되는 고유량 냉각수밸브(140a)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 정수기(200) 물의 급속 냉각 시 상기 냉각수밸브(130a)를 오프(Off)시키고, 상기 고유량 냉각수밸브(140a)를 오픈(Open)하여 상기 히트싱크(40)의 내부를 흐르는 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있다.

즉, 상기 정수기용 냉각시스템(100)은 정상적 조건에서는 냉각기능 수행 시 상기 냉각수밸브(130a)가 열려 냉각수가 저유량제어기(130)를 통과하여 상기 히트싱크(40) 내부로 저유량의 냉각수를 흘리기 때문에 냉각시간은 좀 길어지더라도 물 낭비를 최소화시킬수 있다.

또한, 소비자가 정수기(200)의 급속 냉각을 선택할 경우, 냉각성능을 높이기 위해 상기 히트싱크(40) 내부의 냉각수 유량을 높혀 단시간에 냉수 온도를 낮추게 하여야 한다. 이를 구현하기 위해서는 상기 냉각수밸브(130a)를 오프(Off)시키고, 상기 고유량 냉각수밸브(140a)를 열어 상기 히트싱크(40) 내부에 흐르는 냉각수 유량을 증가시켜서 냉각효율을 높혀 냉수의 냉각 시간을 단축할수 있다. 급속 냉각 동작 시 목표온도에 도달하면 보냉모드로 전환하게 된다.

본 실시예에서, 상기 히트싱크(40)의 냉각수 입수구(42)에 연결된 냉각수 배관(150)과 직접 연결되어 높은 수압의 냉각수를 상기 히트싱크(40) 내부로 통과시켜 냉각수의 기포를 외부로 방출하는 기포제거밸브(150a)를 포함할 수 있다.

상기 히트싱크(40)는 온도가 높기 때문에 입수된 물에 포함된 공기가 기포가 되어 히트싱크(40)의 내부 통로에 위치하여 냉각수와 히트싱크(40)와의 접촉을 방해하여 열 방출 능력을 낮추어 냉각성능을 저하시킨다. 따라서 본 발명에 따른 냉각시스템(100)은 일정시간 유량제어기를 거처 냉각수가 흐르고 나면 상기 기포제거밸브(150a)를 오픈(Open)하여 유량제어기를 거치지 않은 높은 수압을 일정시간 동안 상기 히트싱크(40) 통로 내부를 통과시켜 기포를 외부로 방출시킴으로써 방열효과를 높여 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 정수기용 냉각시스템(100)의 제어부는 상기 냉수 온도센서(110)에서 신호를 받아 냉수 온도 감지부를 통해 냉수의 온도가 감지되고, 이를 통해 TEM 전원공급장치 제어부에서 열전소자 전원공급장치를 동작시켜 상기 열전소자(30)를 구동하게 된다.

상기 제어부는 기억부와 상호 신호를 전달하고, 냉각수밸브 제어부를 통해 냉각수밸브(130a)를 제어한다. 상기 제어부는 정수기의 디스플레이 구동부를 통해 정수기의 상태를 디스플레이할 수 있다. 상기 제어부는 기포제거밸브 제어부를 통해 기포제거밸브(150a)를 제어할 수 있다.

상기 정수기의 키(Key)를 통해 키 입력부에 신호를 보내면, 고유량 냉각수밸브 제어부를 통해 고유량 냉각수밸브(140a)를 제어할 수 있다. 상기 제어부는 급수 밸브 구동부를 통해 급수밸브(160a)를 제어할 수 있다. 상기 제어부는 냉각 팬 구동부를 구동시켜 상기 팬(50)을 제어할 수 있다.

상기 냉수탱크(10)의 입수구(10b)에는 필터(160)가 연결되고, 상기 필터(160)를 지난 정수기 물은 상기 급수밸브(160a)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

상기 히트싱크(40)의 냉각수 입수구(42)로 공급되는 냉각수는 냉각수 배관(150)을 지나게 되고, 상기 냉각수 배관(150)에는 냉각수밸브(130a), 고유량 냉각수밸브(140a), 및 기포제거밸브(150a)가 설치된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉수의 기포제거 과정을 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉수의 냉각 온도를 설정하는 과정을 도시한 도면이다.

도 8과 도 9를 참조하면, 상기 냉각시스템(100)이 적용된 정수기(200)가 냉각동작을 시작하는 경우, 냉수 온도를 감지하여 목표온도(T)보다 높으면 열전소자(30)에 정상전압(V1)을 인가하여 열전소자(30)의 냉각능력을 최대화시킨다. 이때에는 냉각수밸브(130a)를 열어주어 냉각수를 상기 히트싱크(40)로 공급을 하는데 저유량제어기(130)를 경유시켜 히트싱크(40)로 들어감으로써 냉각수 유량을 최소화할 수 있다.

상기의 냉각하는 과정에서 동작시간을 계속 카운팅(Counting)하여 기포제거 싯점시간(K2)이 되면 즉시 상기 냉각수밸브(130a)를 닫고 기포제거밸브(150a)를 열어 외부에서 입수되는 높은 압력의 수도수가 그대로 히트싱크(40)로 유입되어 히트싱크(40) 내부에 발생된 기포를 기포제거 시간(K1) 동안 배출시킨다. 기포제거시간(K1)이 완료되면 기포제거밸브(150a)를 닫고 냉각수밸브(130a)를 열어 저유량의 냉각수가 히트싱크(40)로 흘러 들어가게 한다.

상기와 같은 동작의 반복 후에 냉수온도가 목표온도(T)에 도달하면 냉각수밸브(130a)를 오프(Off)시켜 냉각수 공급을 중단시키고 열전소자(30)에 보냉전압(V2)를 공급하고 팬(50)을 동작시킴으로써 보냉모드로 들어간다.

상기 보냉모드로 있다가 냉수 온도가 다시 목표온도(T1) 보다 높아지면 팬(50)을 오프(Off)시키고 냉각수밸브(130a)를 온(On)시켜 냉각수를 히트싱크(40)로 보내고 열전소자(30)에 공급전압을 정상전압(V1)으로 공급하여 정상적인 냉각작업을 하게된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균시스템이 적용된 정수기를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 상기 정수기를 살균 동작 모드로 진입하는 경우, 상기 정수기(200)의 디스플레이에 설치된 살균 키(210)를 눌러 살균 동작 모드로 진입하거나 또는 일정 시간 상기 정수기(200)를 사용하면 자동으로 살균 동작 모드로 진입할 수 있다.

즉, 상기 정수기(200)가 살균 동작 모드로 진입하면 살균 동작 LED를 온시켜 현재 살균 동작 중임을 사용자에게 알려줄 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 블럭 다이어그램을 도시한 도면이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 냉각 동작 시 전원 연결상태를 도시한 도면이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉각시스템의 살균 동작 시 전원 연결상태를 도시한 도면이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 정수기용 냉각시스템(100)의 살균장치는 상기 냉수탱크(10) 내부의 물을 냉각시키는 콜드싱크(20)의 일면에 부착되어 상기 콜드싱크(20)를 통해 상기 냉수탱크(10)의 물을 냉각하는 열전소자(30), 상기 열전소자(30)에 공급되는 전원을 제어하고, 전원공급장치로부터 전원을 공급받는 열전소자 전원공급 제어장치, 상기 열전소자 전원공급 제어장치에 신호를 보내어 제어하는 TEM 전원공급장치 제어부, 및 상기 냉수탱크(10)의 내부에 설치되어 냉수의 온도를 감지하는 냉수 온도센서(110)가 구비된 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 열전소자(30)에 인가되는 전압의 극성을 변경하여 냉각이 이루어지는 측면을 가열되게 함으로써 상기 냉수탱크(10)의 물을 가열하고, 상기 열전소자(30)에 인가되는 전압의 극성을 변경하기 위해 기계적인 릴레이 또는 반도체 소자 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

즉, 상기 냉각시스템(100)의 열전소자(30)는 전압을 인가하면 일측면은 냉각되고, 타측면은 가열되는 열 교환이 일어나는 것으로, 물을 냉각시키는 것은 냉각 측면이 물과 접촉되어 냉각이 일어나게 된다.

이에 따라, 상기 열전소자(30)에 인가되는 전압의 극성을 변경하면, 냉각되던 측면은 가열되고, 가열되던 측면이 냉각됨으로써 상기 냉수탱크(10)의 물을 가열할 수 있고, 상기 냉수탱크(10)의 가열된 물을 이용하여 냉수탱크(10)의 내부와 냉수 출수 배관(60) 및 코크(61)(도 5 참조)를 살균할 수 있다.

상기 열전소자(30)의 극성을 변경하는 방법은 기계적인 릴레이(Relay)를 사용하거나 반도체 소자를 이용하여 열전소자(30)에 인가되는 전압의 극성을 변경할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기용 냉수의 살균 과정을 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 상기 열전소자(30)의 살균동작은 사전에 설정된 온도까지 물을 계속 가열하고, 물의 온도가 목표 온도에 도달하면 상기 냉수탱크(10)의 냉수밸브를 일정 시간 개방하여 상기 냉수탱크(10)의 물을 정수기(200)의 냉수 추출 배관(60) 및 코크(61)로 공급함으로써 상기 냉수 추출 배관(60) 및 상기 코크(61)를 살균할 수 있다.

즉, 상기 정수기(200)의 살균 키(210)에 의한 살균 동작 모드가 진행되면, 살균 동작 LED가 온되고, 상기 열전소자(30)에 역전압 인가용 릴레이가 동작되며, 상기 냉수탱크(10)의 물이 살균 목표 온도에 도달하면 냉수밸브가 개방되어 살균이 시작될 수 있다.

살균 동작 실행시간이 종료되면 상기 열전소자(30)에 순전압 인가용 릴레이가 동작하여 살균 동작이 멈추게 되고, 이와 동시에 살균 동작 LED는 오프된다.

따라서, 상기 냉각장치(1) 및 이를 이용한 정수기용 냉각시스템(100)을 통해 상기 콜드싱크(20)의 양측에 냉수탱크(10)가 배치되어 열전소자(30)의 냉각성능이 손실되는 것을 최소화함으로써 냉각효율을 높여줄 수 있다.

또한, 상기 히트싱크(40) 내부에 여러 개의 통로를 구비하여 격벽을 통해 유로가 직렬식으로 배열되게 함으로써 냉각수의 유속을 빠르게 하고, 이에 따라 방열효과를 높여줌으로써 적은 양의 냉각수로 많은 양의 냉각수와 동일한 효과를 내게 하여 물 낭비를 억제하고 냉각성능을 높여줄 수 있다.

또한, 상기 히트싱크(40)를 통과하는 냉각수의 기포를 외부로 방출시켜 방열효과를 높여줌으로써 냉각성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 정수기(200)의 냉수탱크(10)에 살균장치를 추가하여 냉수 추출 배관(60)과 코크(61)를 살균함으로써 냉수 추출 배관(60)과 코크(61)에서 발생하는 세균 증식을 사전에 차단하고, 이를 통해 정수기(200) 사용자에게 보다 청결한 물을 제공할 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

1: 냉각장치 10: 냉수탱크
10a: 출수구 10b: 입수구
11: 단열재 12: 제1 냉수탱크
13: 제2 냉수탱크 20: 콜드싱크
21: 열전소자 고정부 22: 플레이트
23: 가스킷 30: 열전소자
40: 히트싱크 40a: 냉각수 유로
41: 냉각수 출수구 42: 냉각수 입수구
43: 유로 가이드 44: 유로 가이드 제어판
45: 냉각수 가이드 캡 45a: 격판
46: 냉각수 가이드 씰 50: 팬
60: 냉수 추출 배관 61: 코크
100: 냉각시스템 110: 냉수 온도센서
130: 저유량제어기 130a: 냉각수밸브
140: 고유량제어기 140a: 고유량 냉각수밸브
150: 냉각수 배관 150a: 기포제거밸브
160: 필터 160a: 급수밸브
200: 정수기 210: 살균 키

Claims

냉각되어질 물이 저장됨과 아울러 일측에 출수구 및 타측에 입수구가 각각 구비되고, 외측에 단열재가 고정된 냉수탱크;
상기 냉수탱크의 중앙부에 배치되어 상기 냉수탱크를 제1 냉수탱크와 제2 냉수탱크로 구획하고, 상기 제1 냉수탱크와 제2 냉수탱크에 각각 접촉되어 상기 냉수탱크 내부의 물을 냉각시키는 콜드싱크;
상기 콜드싱크의 일면에 부착되어 상기 콜드싱크를 통해 상기 냉수탱크의 물을 냉각하는 열전소자;
상기 열전소자의 타면에 부착되어 상기 열전소자 타면의 열을 흡수하여 방열함과 아울러 냉각수가 통과하는 냉각수 출수구 및 냉각수 입수구가 각각 구비된 히트싱크; 및
상기 히트싱크의 일측에 설치되어 공기를 상기 히트싱크에 공급하는 팬; 을 포함하는 냉각장치.
제 1 항에 있어서,
상기 히트싱크는 냉각수가 통과하는 복수개의 유로 가이드가 구비되고, 상기 유로 가이드 사이에 설치되어 격벽을 이루는 적어도 하나 이상의 유로 가이드 제어판을 포함하는 냉각장치.
제 2 항에 있어서,
상기 유로 가이드와 상기 유로 가이드 제어판이 이루는 복수개의 상기 격벽을 통해 냉각수가 통과하는 유로를 직렬식으로 배열하여 냉각수의 유속을 높여줄 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각장치.
제 1 항의 냉각장치를 포함하고,
상기 냉수탱크의 내부에 설치되어 냉수의 온도를 감지하는 냉수 온도센서를 포함하는 제어부가 구비되고,
상기 히트싱크의 냉각수 입수구에 연결되어 냉각수의 유량을 제어하는 저유량제어기와 고유량제어기, 및 상기 저유량제어기에 연결되는 냉각수밸브와 상기 고유량제어기에 연결되는 고유량 냉각수밸브를 포함하는 정수기용 냉각시스템.
제 4 항에 있어서,
정수기 물의 급속 냉각 시 상기 냉각수밸브를 오프시키고, 상기 고유량 냉각수밸브를 오픈하여 상기 히트싱크의 내부를 흐르는 냉각수의 유량을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 히트싱크의 냉각수 입수구에 연결된 냉각수 배관과 직접 연결되어 높은 수압의 냉각수를 상기 히트싱크 내부로 통과시켜 냉각수의 기포를 외부로 방출하는 기포제거밸브를 더 포함하는 정수기용 냉각시스템.
제 1 항의 냉각장치를 포함하고,
상기 냉수탱크 내부의 물을 냉각시키는 콜드싱크의 일면에 부착되어 상기 콜드싱크를 통해 상기 냉수탱크의 물을 냉각하는 열전소자;
상기 열전소자에 공급되는 전원을 제어하고, 전원공급장치로부터 전원을 공급받는 열전소자 전원공급 제어장치;
상기 열전소자 전원공급 제어장치에 신호를 보내어 제어하는 TEM 전원공급장치 제어부; 및
상기 냉수탱크의 내부에 설치되어 냉수의 온도를 감지하는 냉수 온도센서가 구비된 제어부를 포함하는 정수기용 냉각시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 열전소자에 인가되는 전압의 극성을 변경하여 냉각이 이루어지는 측면을 가열되게 함으로써 상기 냉수 탱크의 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 열전소자에 인가되는 전압의 극성을 변경하기 위해 기계적인 릴레이 또는 반도체 소자 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 열전소자의 살균동작은 사전에 설정된 온도까지 물을 계속 가열하고, 물의 온도가 목표 온도에 도달하면 상기 냉수탱크의 냉수밸브를 일정 시간 개방하여 상기 냉수 탱크의 물을 정수기의 냉수 추출 배관 및 코크로 공급함으로써 상기 냉수 추출 배관 및 상기 코크를 살균하는 것을 특징으로 하는 정수기용 냉각시스템.