KR20220114217A

KR20220114217A - 온수 생성 장치, 이를 포함하는 정수기 및 온수 생성 장치를 제어하는 방법

Info

Publication number: KR20220114217A
Application number: KR1020210017454A
Authority: KR
Inventors: 김재만; 김종민; 예병효; 이영재
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2021-02-08
Filing date: 2021-02-08
Publication date: 2022-08-17
Also published as: JP2024508627A; US20240053056A1; EP4273089A1; WO2022169303A1

Abstract

본 발명은 온수 생성 장치 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 케이스 부재 내부에 원수가 수용되는 수용공간의 상부에 배치되며 소정의 경사각을 가지며 기울어진 경사면을 구비하는 포집공간을 도입하고, 상기 포집공간의 상부에 온수출수구와 별도로 증기가 배출될 수 있는 증기배출구를 배치하여 온수를 외부로 배출시키기 전에 증기가 경사면을 따라 미리 증기배출구를 통해 제거되게 되므로 증기가 포함되지 않은 온수를 출수시키고 중력 방향을 따라 직선 형태의 규칙적인 온수 흐름을 형성함으로써, 사용자의 안전성을 제고하고 미감을 향상시켜 최고의 사용 경험을 제공할 수 있는 온수 생성 장치 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다.

Description

온수 생성 장치, 이를 포함하는 정수기 및 온수 생성 장치를 제어하는 방법{HOT WATER GENERATING APPARATUS, WATER PURIFIER INCLUDING SAME AND METHOD OF CONTROLLING HOT WATER GENERATING APPARATUS}

본 발명은 온수 생성 장치, 이를 포함하는 정수기 및 온수 생성 장치를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 케이스 부재 내부에 원수가 수용되는 수용공간의 상부에 배치되며 소정의 경사각을 가지며 기울어진 경사면을 구비하는 포집공간을 도입하고, 상기 포집공간의 상부에 온수출수구와 별도로 증기가 배출될 수 있는 증기배출구를 배치함으로써 증기가 경사면을 따라 미리 증기배출구를 통해 제거되어 증기가 포함되지 않은 온수가 출수되어 중력 방향을 따라 직선 형태의 규칙적인 온수 흐름을 형성함으로써, 사용자의 안전성을 확보하고 미감을 향상시켜 사용자의 만족도를 제고할 수 있는 온수 생성 장치, 이를 포함하는 정수기 및 온수 생성 장치를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 외부로부터 공급된 원수를 여과하여 정수를 제공하기 위한 장치로서, 보다 신선한 물에 대한 사용자의 요구 증가 및 제품의 소형화 추세에 따라 저장 탱크를 구비하지 않은 직수식 정수기가 널리 사용되고 있다. 또한, 정수를 제공하는 것에 더하여 정수를 이용하여 냉수 또는 온수를 생성하여 제공하는 직수식 정수기도 널리 사용되고 있다. 특히 최근의 직수형 정수기는 공급된 원수를 가열하기 위한 순간 온수 히터를 채용하고 있으며, 이러한 순간 온수 히터는 내부에 수용되는 정수 유량이 매우 적어 짧은 시간에 목표 온도에 해당하는 온수를 생성할 수 있게 된다.

코웨이 주식회사의 한국공개특허공보 제2017-0079100호에 개시된 직수식 수처리장치는 순간가열장치를 이용하여 여과부에서 여과된 상온의 정수를 가열한 후 별도의 처리 없이 온수를 출수부 측으로 배출시키고 있다. 일반적으로 면상발열히터 등을 포함하는 순간가열장치를 이용하여 온수를 가열할 경우, 온수의 온도 상승과 동시에 일정량의 증기가 함께 발생하게 되는데, 그 결과 상기 선행문헌에 개시된 바와 같이 온수가 저장된 순간가열장치로부터 별도의 처리 없이 곧바로 온수를 배출시킬 경우, 온수와 함께 증기도 배출되게 된다. 이러한 증기는 온수의 최종 출수시 영향을 미쳐 도 2에서 확인되는 것처럼 온수의 흐름이 직선 형태를 띄지 않고, 불규칙한 흐름을 형성하도록 한다. 이처럼 온수의 배출 흐름이 불규칙할 경우, 고온의 온수 중 일부가 예기치 않은 방향으로 튀어 안전상 위험이 있으며, 미감적으로도 우수하지 않으므로 사용자에게 훌륭한 사용 경험을 제공하지 못하는 문제가 있다.

은성산업의 한국등록특허공보 제10-1637210호에 개시된 히타를 사용한 슬림구조를 갖는 정수기의 온수공급을 위한 순간 가온기는 기포가 함유되지 않은 물만을 배출하기 위하여 본체의 상부에 에어벤트를 장착하고 이를 통해 기포를 배출하는 것에 대하여 일부 개시하고 있기는 하나, 본체와 관련된 유체의 흐름을 통제할 수 있는 밸브 구조 및 밸브의 제어 방법이 부재하다. 따라서, 기포를 배출하기 위한 에어벤트를 통해 온수가 손실될 수 있는 문제가 있으며, 자연적인 증기압에만 의존하여 기포를 배출하게 되므로 증기를 효과적으로 배출시키기 위한 압력 형성이 어려운 문제가 있다.

한국공개특허공보 제2017-0079100호 한국등록특허공보 제10-1637210호

상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 온수 생성 장치는 케이스 부재 내부에 원수가 수용되는 수용공간의 상부에 배치되며 소정의 경사각을 가지며 기울어진 경사면을 구비하는 포집공간을 도입하고, 상기 포집공간의 상부에 온수출수구와 별도로 증기가 배출될 수 있는 증기배출구를 배치함으로써 증기가 경사면을 따라 미리 증기배출구를 통해 제거되어 증기가 포함되지 않은 온수가 출수되어 중력 방향을 따라 직선 형태의 규칙적인 온수 흐름을 형성함으로써, 사용자의 안전성을 확보하고 미감을 향상시켜 사용자의 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 포집공간의 경사면의 경사각을 최적의 각도 이내로 제한함으로써 장치의 소형화를 달성할 수 있으면서도 가열된 정수로부터 기화되는 증기를 충분히 수용할 수 있는 포집공간을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 포집공간의 도입을 통해 확보된 공간적 여유를 이용하여 출수구의 일부를 포집공간 상에 배치시킴으로써 온도 감지 부재를 출수구의 아래에 배치되도록 하여 온도 감지 부재의 센싱 정확도를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 온도 감지 부재를 출수구로부터 이격 배치시키되, 출수구로부터 소정 반경 내에 배치되도록 함으로써 온도 감지 부재가 출수 직전의 온도와 근접한 온도를 센싱하도록 하여 사용자에게 정확한 온도 정보를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 출수구의 적어도 일부가 수용공간과 포집공간의 경계선을 지나도록 설치함으로써 포집공간을 충분히 확보하면서도 동시에 가열 부재와 출수구 사이에 온도 감지 부재가 배치될 수 있는 충분한 공간을 제공하여 공간 활용도를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 온수 생성 장치의 유출입을 제어하는 원수 공급 밸브, 온수 추출 밸브 및 증기 배출 밸브를 특유의 제어 부재를 통해 통합적으로 제어함으로써 증기를 보다 효과적으로 배출시킬 수 있으면서도 증기배출구를 통한 온수의 손실을 최소화하여 증기배출구 도입으로 인한 효과를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 온수 출수 신호가 최초로 인가되면, 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브는 폐쇄되고, 상기 증기 배출 밸브는 개방되는 제 1 상태로 제어하며, 제 1 상태에서 가열된 원수가 소정 온도 이상일 경우, 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하고, 제 2 상태로부터 소정 시간 후에, 증기 배출 밸브가 폐쇄됨과 동시에 온수 추출 밸브가 개방되는 제 3 상태로 제어하여 최초 출수시 원수 공급 밸브를 온수 추출 밸브 보다 먼저 개방시킴으로써 증기의 배출을 극대화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 제 1 상태가 임계 시간 이상 유지되면, 가열된 원수가 소정 온도 미만인 경우에도 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어함으로써 온수 출수 지연으로 인한 사용자의 불편을 방지하여 예기치 않은 상황에서도 최적의 사용 경험을 사용자에게 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 연속 출수가 진행 중인 상태에서, 일정 압력에 도달하도록 증기를 충전한 후 일시적으로 증기를 배출시키는 것을 반복하기 위해 증기 배출 밸브를 일정 시간 동안 개방시킨 후 폐쇄시키는 제어를 소정 인터벌 마다 반복함으로써 온수의 유출 없이 증기 배출 효과를 제고하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 정수기는 상술한 효과를 제공할 수 있는 온수 생성부를 구비하여 증기가 제거된 상태의 온수를 추출부 측으로 전달함으로써 사용자로 하여금 온수 출수 시 불규칙한 온수 흐름으로 인한 안전사고를 미연에 방지하고, 미감상 우수한 온수 흐름을 사용자에게 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 온수 생성 장치는, 내부에 원수가 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간을 구비하는 케이스 부재; 상기 케이스 부재의 내부로 상기 원수가 유입되도록 상기 케이스 부재의 하부에 배치되는 입수구; 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 원수를 가열하도록 상기 케이스 부재의 측벽에 구비되는 판상형 가열 부재; 상기 판상형 가열 부재에 의해 가열된 원수가 외부로 유출되도록 상기 판상형 가열 부재의 상측에 배치되는 출수구; 상기 가열된 원수로부터 기화된 증기가 상기 포집공간을 거쳐 외부로 배출되도록 상기 포집공간의 상부에 배치되는 증기배출구 및 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 원수의 온도를 감지하는 온도 감지 부재를 포함하며, 상기 포집공간은 상기 증기를 상기 증기배출구 측으로 가이드하도록 소정의 경사각을 가지며 상기 증기배출구 측으로 기울어진 경사면을 구비하고, 상기 온도 감지 부재는 상기 케이스 부재의 높이 방향을 기준으로 상기 출수구와 상기 판상형 가열 부재 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 소정의 경사각은 상기 원수의 수면을 기준으로 25도 이내인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 온도 감지 부재는 상기 출수구 아래에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 온도 감지 부재는 상기 출수구를 중심으로 반경 20mm 이내에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 출수구는 적어도 일부가 상기 측벽 중에서 상기 수용공간과 상기 포집공간의 경계선을 지나도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 일단부가 상기 입수구에 연결되며 타단부가 원수공급부에 연결되는 관형 부재로서, 상기 원수가 상기 케이스 부재의 내부로 유입되는 것을 허용 또는 차단하는 원수 공급 밸브를 구비하는 원수 공급 부재; 일단부가 상기 입수구에 연결되며 타단부가 추출부에 연결되는 관형 부재로서, 상기 가열된 원수가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 온수 추출 밸브를 구비하는 온수 추출 부재; 일단부가 상기 증기배출구에 연결되며 타단부가 퇴수부에 연결되는 관형 부재로서, 상기 증기가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 증기 배출 밸브를 구비하는 증기 배출 부재; 및 상기 원수 공급 밸브, 상기 온수 추출 밸브 및 상기 증기 배출 밸브의 개폐를 통합적으로 제어하는 제어 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 제어 부재는, 온수 출수 신호가 최초로 인가되면, 상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브는 폐쇄되고, 상기 증기 배출 밸브는 개방되는 제 1 상태로 제어하며, 상기 제 1 상태에서 상기 가열된 원수가 소정 온도 이상일 경우, 상기 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하고, 상기 제 2 상태로부터 소정 시간 후에, 상기 증기 배출 밸브가 폐쇄됨과 동시에 상기 온수 추출 밸브가 개방되는 제 3 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 제어 부재는, 상기 제 1 상태가 임계 시간 이상 유지되면, 상기 가열된 원수가 상기 소정 온도 미만인 경우에도 상기 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치에 있어서, 상기 제어 부재는, 상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브가 개방되어 연속 출수가 진행 중인 상태에서, 상기 증기 배출 밸브를 일정 시간 동안 개방시킨 후 폐쇄시키는 제어를 소정 인터벌 마다 반복하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 정수기는 원수를 가압해서 공급하는 가압부; 상기 가압부로부터 공급되는 가압된 원수를 여과해서 정수를 생성하도록 필터 부재가 구비되는 여과부; 상기 여과부로부터 가압된 정수를 공급받아서 온수를 생성하는 온수 생성부; 상기 온수 생성부로부터 생성된 상기 온수를 외부로 배출시키는 추출부; 상기 여과부로부터 생성된 불필요한 원수를 외부로 배출하기 위한 퇴수부 및 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 온수 생성부에는 내부에 상기 정수가 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간을 구비하는 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내부로 상기 정수가 유입되도록 상기 케이스 부재의 하부에 배치되는 입수구와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 정수를 가열하도록 상기 케이스 부재의 측벽에 구비되는 판상형 가열 부재와, 상기 판상형 가열 부재에 의해 가열된 정수가 외부로 유출되도록 상기 판상형 가열 부재의 상측에 배치되는 출수구와, 상기 가열된 정수로부터 기화된 증기가 상기 포집공간을 거쳐 외부로 배출되도록 상기 포집공간의 상부에 배치되는 증기배출구와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 정수의 온도를 감지하는 온도 감지 부재가 구비되며, 상기 포집공간은 상기 증기를 상기 증기배출구 측으로 가이드하도록 소정의 경사각을 가지며 상기 증기배출구 측으로 기울어진 경사면을 구비하고, 상기 온도 감지 부재는 상기 케이스 부재의 높이 방향을 기준으로 상기 출수구와 상기 판상형 가열 부재 사이에 설치되고, 상기 온수 생성부와 상기 여과부는 상기 정수가 상기 케이스 부재의 내부로 유입되는 것을 허용 또는 차단하는 정수 공급 밸브를 구비하는 정수 공급 부재를 통해 연결되고, 상기 온수 생성부와 상기 추출부는 상기 온수가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 온수 추출 밸브를 구비하는 온수 추출 부재를 통해 연결되고, 상기 온수 생성부와 상기 퇴수부는 상기 증기가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 증기 배출 밸브를 구비하는 증기 배출 밸브를 구비하는 증기 배출 부재를 통해 연결되고, 상기 제어부는 상기 정수 공급 밸브, 상기 온수 추출 밸브 및 상기 증기 배출 밸브의 개폐를 통합적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치를 제어하는 방법은 내부에 원수가 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간을 구비하는 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내부로 상기 원수가 유입되도록 상기 케이스 부재의 하부에 배치되는 입수구와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 원수를 가열하도록 상기 케이스 부재의 측벽에 구비되는 판상형 가열 부재와, 상기 판상형 가열 부재에 의해 가열된 원수가 외부로 유출되도록 상기 판상형 가열 부재의 상측에 배치되는 출수구와, 상기 가열된 원수로부터 기화된 증기가 상기 포집공간을 거쳐 외부로 배출되도록 상기 포집공간의 상부에 배치되는 증기배출구와, 상기 원수가 상기 케이스 부재의 내부로 유입되는 것을 허용 또는 차단하는 원수 공급 밸브와, 상기 가열된 원수가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 온수 추출 밸브와, 상기 증기가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 증기 배출 밸브를 포함하는 온수 생성 장치를 제어하는 방법으로서, 온수 출수 신호가 최초로 인가되면, 상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브는 폐쇄되고, 상기 증기 배출 밸브는 개방되는 제 1 상태로 제어하는 단계; 상기 제 1 상태에서 상기 가열된 원수가 소정 온도 이상일 경우, 상기 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하는 단계; 및 상기 제 2 상태로부터 소정 시간 후에, 상기 증기 배출 밸브가 폐쇄됨과 동시에 상기 온수 추출 밸브가 개방되는 제 3 상태로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브가 개방되어 연속 출수가 진행 중인 상태에서, 상기 증기 배출 밸브를 일정 시간 동안 개방시킨 후 폐쇄시키는 제어를 소정 인터벌 마다 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 온수 생성 장치는, 본 발명에 따른 온수 생성 장치는 케이스 부재 내부에 원수가 수용되는 수용공간의 상부에 배치되며 소정의 경사각을 가지며 기울어진 경사면을 구비하는 포집공간을 도입하고, 상기 포집공간의 상부에 온수출수구와 별도로 증기가 배출될 수 있는 증기배출구를 배치함으로써 증기가 경사면을 따라 미리 증기배출구를 통해 제거되어 증기가 포함되지 않은 온수가 출수되어 중력 방향을 따라 직선 형태의 규칙적인 온수 흐름을 형성함으로써, 사용자의 안전성을 확보하고 미감을 향상시켜 사용자의 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 포집공간의 경사면의 경사각을 최적의 각도 이내로 제한함으로써 장치의 소형화를 달성할 수 있으면서도 가열된 정수로부터 기화되는 증기를 충분히 수용할 수 있는 포집공간을 제공하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 포집공간의 도입을 통해 확보된 공간적 여유를 이용하여 출수구의 일부를 포집공간 상에 배치시킴으로써 온도 감지 부재를 출수구의 아래에 배치되도록 하여 온도 감지 부재의 센싱 정확도를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 온도 감지 부재를 출수구로부터 이격 배치시키되, 출수구로부터 소정 반경 내에 배치되도록 함으로써 온도 감지 부재가 출수 직전의 온도와 근접한 온도를 센싱하도록 하여 사용자에게 정확한 온도 정보를 제공하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 출수구의 적어도 일부가 수용공간과 포집공간의 경계선을 지나도록 설치함으로써 포집공간을 충분히 확보하면서도 동시에 가열 부재와 출수구 사이에 온도 감지 부재가 배치될 수 있는 충분한 공간을 제공하여 공간 활용도를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 온수 생성 장치의 유출입을 제어하는 원수 공급 밸브, 온수 추출 밸브 및 증기 배출 밸브를 특유의 제어 부재를 통해 통합적으로 제어함으로써 증기를 보다 효과적으로 배출시킬 수 있으면서도 증기배출구를 통한 온수의 손실을 최소화하여 증기배출구 도입으로 인한 효과를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 제 1 상태가 임계 시간 이상 유지되면, 가열된 원수가 소정 온도 미만인 경우에도 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어함으로써 온수 출수 지연으로 인한 사용자의 불편을 방지하여 예기치 않은 상황에서도 최적의 사용 경험을 사용자에게 제공하는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 생성 장치는 연속 출수가 진행 중인 상태에서, 일정 압력에 도달하도록 증기를 충전한 후 일시적으로 증기를 배출시키는 것을 반복하기 위해 증기 배출 밸브를 일정 시간 동안 개방시킨 후 폐쇄시키는 제어를 소정 인터벌 마다 반복함으로써 온수의 유출 없이 증기 배출 효과를 제고하는 효과를 제공한다.

본 발명에 따른 정수기는 상술한 효과를 제공할 수 있는 온수 생성부를 구비하여 증기가 제거된 상태의 온수를 추출부 측으로 전달함으로써 사용자로 하여금 온수 출수 시 불규칙한 온수 흐름으로 인한 안전사고를 미연에 방지하고, 미감상 우수한 온수 흐름을 사용자에게 제공하는 효과를 제공한다.

도 1은 종래 기술에 따른 정수기의 각 구성 및 유체의 흐름을 도시한 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 정수기로부터 추출된 온수의 흐름을 도시한 이미지.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 각 구성 및 유체의 흐름을 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부를 포함하는 정수기로부터 추출된 온수의 흐름을 도시한 이미지.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부의 일부를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부의 일부를 도시한 측면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부에 포함된 온도 감지 부재의 센싱 정확도를 종래 기술과 비교하여 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부를 포함하는 정수기의 제어부(또는 온수 생성 장치의 제어 부재)가 각 구성을 순차적으로 제어하는 것을 도시한 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부의 유체 유출입 상태에 따라 온수 생성부에 포함된 각각의 밸브들의 개폐 상태를 도시한 표.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기에 대하여 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 정수기의 각 구성 및 유체의 흐름을 도시한 구성도이며, 도 2는 종래 기술에 따른 정수기로부터 추출된 온수의 흐름을 도시한 이미지이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 각 구성 및 유체의 흐름을 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부를 포함하는 정수기로부터 추출된 온수의 흐름을 도시한 이미지이다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였음을 밝혀 둔다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 원수(W1)를 가압해서 공급하는 가압부(100)와, 가압부(100)로부터 공급되는 가압된 원수(W1)를 여과해서 정수(W2)를 생성하도록 역삼투압 필터 부재(210)가 구비되는 여과부(200)와, 여과부(200)로부터 가압된 정수(W2)를 공급받아서 온수(W4)를 생성하는 온수 생성부(300)와, 온수 생성부(300)로부터 생성된 온수를 외부로 배출시키는 추출부(600)와, 전술한 여과부(200)로부터 생성된 불필요한 원수를 외부로 배출하기 위한 퇴수부(700) 및 이러한 각 부의 동작을 제어하는 제어부(400)를 포함한다.

먼저, 가압부(100)는 역삼투압 필터 부재(210)에 일정 여과 압력 이상으로 원수(W1)를 공급하기 위한 펌프를 포함하고, 이를 위해 펌프는 역삼투압 필터 부재(210) 앞에 배치될 수 있다. 역삼투압 필터 부재(210)에는 역삼투막이 구비되어 역삼투압 필터 부재(210)를 여과측 및 비여과측으로 구획할 수 있다. 역삼투압 필터 부재(210)의 여과측에 연결된 여과 유로 부재(220)에는 감압밸브와 체크밸브가 구비될 수 있으며, 이에 따라, 역삼투압 필터 부재(210)에서 여과된 물은 감압밸브에 의해서 미리 설정된 압력으로 감압될 수 있다. 역삼투압 필터 부재(210)의 비여과측에 유입된 원수(W1) 중 일부는 역삼투막을 통과하면서 여과되고, 나머지 물은 역삼투막을 통과하지 못할 수 있다. 역삼투막을 통과하면서 여과된 정수(W2)는 여과측으로 이동한 후 여과측에 연결된 여과 유로 부재(220)를 통해 이동하게 된다. 역삼투막을 통과하지 못한 원수(W1)는 비여과측에 연결된 퇴수부(700)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

여과부(200)에는 전처리 필터 부재(240)와 후처리 필터 부재(250)가 더 구비될 수 있다. 전처리 필터 부재(240)는 가압부(100)의 전단에 배치되며, 원수(W1)는 이러한 전처리 필터 부재(240)에서 먼저 여과된 후 역삼투압 필터 부재(210)에서 추가로 여과될 수 있다. 후처리 필터 부재(250)는 역삼투압 필터 부재(210)의 여과측에 연결된 여과 유로 부재(220)에 배치되어 역삼투압 필터 부재(210)를 통해 여과된 정수(W2)를 추가로 여과하게 된다. 여과부(200) 중 역삼투압 필터 부재(210) 이외에 포함되는 정수 필터의 개수는 특별히 한정되지 않고, 원수(W1)를 여과할 수 있는 정수 필터라면 어떠한 정수 필터라도 가능하다. 또는 여과부(200)에는 역삼투압 필터 부재(210)만 구비되는 것도 가능하다.

이러한 여과부(200)를 통해 여과된 정수(W2)는 정수 공급부(260)로 이동하게 되며, 정수 공급부(260)는 사용자의 선택에 따라 여과된 정수(W2)를 추출부(600) 측으로 이동시키거나, 온수 생성부(300)나 냉수 생성부(500)로 이동시키게 된다. 이때, 여과된 정수(W2)를 추출부(600) 측으로 이동시키는 경우, 정수 밸브(270)의 개폐 동작에 따라 정수(W2)의 배출이 제어될 수 있다. 또한 냉수 생성부(500)에는 여과된 정수(W2)를 냉각시키기 위한 냉각 코일 부재가 구비될 수 있으며, 냉각 코일 부재의 내부에는 액화된 저온 저압의 냉매가 흐르면서 정수(W2)를 냉각시키고, 정수(W2)를 냉각시키면서 기화된 냉매는 압축 부재로 공급되면서 냉매 유로를 순환하게 된다. 냉수 생성부(500)를 통해 냉각된 냉수(W3)는 냉수 밸브(510)의 개폐 동작에 따라 추출부(600)를 통한 배출이 제어될 수 있다.

한편, 앞서 배경기술을 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 종래 기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로 도 1을 참조하면, 종래 기술의 경우 온수 생성부(300)로부터 생성된 온수(W4)가 온수 추출 부재(380)를 통해 추출부(600) 측으로 먼저 유출되고, 온수 추출 부재(380)의 일부에 마련된 분기점(388)과 연결된 별도의 배기 라인(390)을 통해서 온수(W4)에 포함된 증기(W5)가 제거되었다. 즉, 종래 기술은 온수 생성부(300)로부터 증기(W5)가 포함된 상태의 온수(W4)를 배출시킨 후에, 2차적으로 증기를 제거하고, 그 제거 방법 또한 계속적으로 유동하는 온수(W4)의 흐름 일부에 대하여 증기(W5)를 포집하는 방식을 이용하여 증기(W5) 제거의 효과가 미약하여 출수된 온수에는 다량의 증기가 포함되는 문제가 있었다. 그 결과 도 2에 도시된 것과 같이, 중력 방향으로 이동하는 물줄기 중 소정량이 측방향으로 산발되어 사용자의 안전을 위협함과 동시에 미감을 저해하는 문제가 있었다. 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기는 특유의 온수 생성부(300)를 도입하고 온수 생성부(300)와 관련된 유체의 흐름을 효과적으로 제어함으로써 증기가 제거된 상태의 온수를 출수시켜 상술한 문제점을 해결할 수 있으며, 그 결과 도 4에 도시된 것과 같이 중력 방향을 따라 직선 형태의 규칙적인 온수 흐름을 형성할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부의 일부를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부의 일부를 도시한 측면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부에 포함된 온도 감지 부재의 센싱 정확도를 종래 기술과 비교하여 도시한 그래프이다. 여기서 X 방향은 케이스 부재의 폭 방향이고, Y 방향은 케이스 부재의 두께 방향이며, Z 방향은 케이스 부재의 높이 방향을 말한다. 이하 본 명세서에서, 온수 생성부는 필요에 따라 온수 생성 장치로 표기할 수도 있음을 밝혀 둔다. 즉, 온수 생성부는 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 일 구성요로로서 이용될 경우 온수 생성부라 표기할 수 있으며, 단독의 발명으로서 칭할 때는 온수 생성 장치라 표기할 수도 있다. 이와 관련하여 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치는 상술한 정수기에 제한되어 적용되는 것은 아니며, 냉온수기, 순간온수기 등 사용자에게 온수를 공급하는 다양한 기기에 적용될 수 있다. 그리고 이하의 설명에서는 정수기를 기준으로 설명하므로 온수 생성부에 정수(W2)가 유입되는 것으로 기술하나, 온수 생성부에 유입되는 유체의 종류는 이에 한정되지 않는다. 즉, 온수를 공급하는 기기의 종류에 따라 온수 생성부에는 정수(W2) 대신 원수(W1)가 바로 유입될 수도 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 온수 생성부(300)에는 정수(W2)가 수용되는 케이스 부재(310)와, 케이스 부재(310)의 내부로 정수(W2)가 유입되도록 케이스 부재(310)의 하부에 배치되는 입수구(320)와, 케이스 부재(310)의 내부에 수용된 정수(W1)를 가열하도록 케이스 부재(310)의 측벽(312)에 구비되는 가열 부재(360)와, 가열 부재(360)에 의해 가열된 정수가 외부로 유출되도록 가열 부재(360)의 상측에 배치되는 출수구(330)와, 가열된 정수로부터 기화된 증기(W5)가 외부로 배출되도록 케이스 부재(310)의 상부에 배치되는 증기배출구(340) 및 케이스 부재(310)에 수용된 정수의 온도를 감지하는 온도 감지 부재(350)를 포함한다.

먼저, 케이스 부재(310)의 내부 공간(S1, S2)은 입수구(320)를 통해 유입된 정수(W2)가 수용되는 수용공간(S1)과 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간(S2)으로 구획될 수 있다. 수용공간(S1)은 도 6에 도시된 바와 같이 케이스 부재(310)의 양 측벽(312) 사이에 형성된 공간으로서, 내부에 상술한 가열 부재(360)가 설치될 수 있다. 이를 통해 케이스 부재(310)의 내부에 정수(W2)를 저장한 후 가열 부재(360)와 면접시킴으로써 정수(W2)를 가열할 수 있다.

그리고, 통상의 온수 생성부(300)가 수용공간(S1) 만을 구비하고 있는 것과 비교하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정수기의 온수 생성부(300)는 수용공간(S1)의 상부에, 정수(W2)로부터 기화된 증기가 포집될 수 있는 포집공간(S2)이 구비된다. 포집공간(S2)은 기체 상태의 증기를 수용하기 위한 공간인 점에서 액체 상태의 정수(W2)를 수용하기 위한 수용공간(S1)과 구별된다. 이때, 포집공간(S2)은 도 5에 도시된 바와 같이 소정 경사각을 가지며 증기배출구(340) 측으로 기울어진 경사면(316)을 구비할 수 있다. 이러한 경사면(316)은 증기(W5)가 증기배출구(340)를 통해 용이하게 배출되도록 하기 위한 것으로서, 기화된 상태의 증기(W5)가 일정한 방향성을 가지며 증기배출구(340) 측으로 신속히 이동하도록 증기(W5)를 가이드 할 수 있다. 만약 포집공간(S2)에 경사면(316)이 존재하지 않을 경우, 기체 분자의 자유운동을 고려하였을 때 케이스 부재(310)의 내외부 압력 차이에 의해서만 증기가 배출되게 되므로, 증기(W5)의 배출이 어려울 수 있기 때문이다. 이때, 경사면(316)은 케이스 부재(310)의 내부에 저장된 정수(W2)의 수면을 기준으로 할 때, 25도 이내의 경사각(α)을 가지는 것이 바람직하다. 이는 경사각(α)이 지나치게 클 경우, 온수 생성부(300) 자체의 높이가 비대해지므로 장치의 소형화를 저해할 수 있음을 고려한 것인데, 본 발명의 발명자는 실험을 통해 정수(W2)로부터 기화되는 증기(W5)의 양과 장치의 소형화를 종합적으로 고려하였을 때, 최대 25도 이내의 경사각이 최적의 경사각임을 도출할 수 있었다.

본 발명의 일 실시예에서, 수용공간(S1)과 포집공간(S2)의 구획은 도 5에 도시된 바와 같이, Z 방향을 따라 연장되는 케이스 부재(310)가 증기배출구(340) 측으로 방향을 전환하기 시작하는 케이스 부재(310)의 숄더(314)를 기준으로 나뉠 수 있다. 즉, 케이스 부재(310)의 양측에 배치된 숄더(314)의 시작점을 연결한 경계선(L)에 의해 수용공간(S1)과 포집공간(S2)으로 구획될 수 있다.

케이스 부재(310)의 하측에는 외부로부터 정수(W1)가 유입되는 입수구(320)가 형성될 수 있다. 입수구(320)는 도 6에 도시된 바와 같이 케이스 부재(310)의 측벽(312)으로부터 외측으로 돌출된 개구 형태로 형성될 수 있으며, 입수구(320)의 외측 단부는 후술될 정수 공급 부재(370)에 연결될 수 있다. 이때, 입수구(320)를 통해 유입되는 정수(W2)의 유입 및 유입되는 유량의 정도는 정수 공급 부재(370)의 개폐 동작에 의해 조절될 수 있는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.

수용공간(S1)과 포집공간(S2)을 구획하는 경계선(L) 상에는 가열된 온수(W4)가 외부로 배출되는 출수구(330)가 배치된다. 즉, 출수구(330)의 일부는 포집공간(S2) 상에 배치될 수 있는데, 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)는 특유의 포집공간(S2)을 구비함으로써, 종래 기술 대비 출수구(330)를 높이 방향으로 보다 상측에 배치시킬 수 있도록 공간적 여유를 확보할 수 있다. 한편, 출수구(330) 역시 입수구(320)와 마찬가지로 케이스 부재(310)의 측벽(312)으로부터 외측으로 돌출된 개구 형태로 형성될 수 있으며, 출수구(330)의 외측 단부는 온수 추출 부재(380)와 연결될 수 있다. 또한 출수구(330)를 통해 배출되는 온수의 유출 및 유출되는 유량의 정도는, 온수 추출 부재(380)에 구비된 온수 추출 밸브(386)의 개폐 동작에 의해 조절될 수 있는데 이에 대해서도 후술하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 가열 부재(360)는 전력을 공급받아 열을 방출하는 저항체로서, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 케이스 부재(310)의 측벽(312)을 따라 연장되는 판상형(plate type) 구조로 형성되어 패키징 효율을 향상시킬 수 있으며, 가열 부재(360)에 공급하는 전력을 조절하여 가열 용량을 변경할 수 있다. 이때, 가열 부재(360)는 케이스 부재(310)의 수용공간(S1)을 형성하는 양측벽(312)에 각각 배치되어 서로 마주보도록 한 쌍이 배치될 수 있다. 또한 가열 부재(360)는 도 5에 도시된 바와 같이, 수용공간(S1)과 포집공간(S2)을 구획하는 경계선(L)과 Z 방향을 기준으로 소정 간격을 형성하도록 배치될 수 있다.

다시 도 5 및 도 6을 참조하면, 케이스 부재(310) 중 출수구(330)와 인접한 위치에는 가열된 정수(W2)의 온도를 감지하는 온도 감지 부재(350)가 설치될 수 있으며, 상기 온도 감지 부재(350)는 유체의 온도에 따라 변화되는 출력값을 출력할 수 있는 공지의 온도 센서가 적용될 수 있다. 이때, 온도 감지 부재(350)는 출수구(330)와 인접한 거리에 배치되되, 출수구(330)의 중심으로부터 반경 20mm 이내에 배치되는 것이 바람직하다. 이것은 온도 감지 부재(350)가 출수구(330)로부터 20mm 이상 이격되어 배치될 경우, 출수구(330)로부터 지나치게 멀어지게 되어 출수 직전의 온수(W4) 온도를 정확하게 감지할 수 없기 때문이다. 그리고 온도 감지 부재(350)는 출수구(330)와 인접하되, 출수구(330)의 아래에 배치될 수 있다. 여기서 온도 감지 부재(350)가 출수구(330)의 아래에 배치된다는 것은 Z축 방향을 기준으로 출수구(330)의 중심 보다 온도 감지 부재(350)의 최상부가 아래에 배치되는 것을 의미한다. 따라서 온도 감지 부재(350)의 최상부는 출수구(330)의 중심 보다 아래에 위치되되, 도 5에 도시된 바와 같이 출수구(330)의 최하부보다는 위에 위치될 수도 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 출수구(330)의 최하부 보다 아래의 위치에 설치될 수도 있다. 또한 온도 감지 부재(350)는 가열 부재(360)에 의해 손상을 입지 않도록 가열 부재(360)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 온도 감지 부재(350)는 가열 부재(360)와 경계선(L) 사이에 형성된 소정 간격에 배치될 수 있다. 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)에서 온도 감지 부재(350)를 출수구(330)의 하측으로 배치시킬 수 있는 것은 전술한 바와 같이 출수구(330)의 일부를 포집공간(S2) 상에 배치시킴으로써 공간적 여유를 확보할 수 있기 때문이다. 만약 이러한 공간적 여유가 없을 경우, 종래 기술과 같이 온도 감지 부재(350)를 출수구(330)와 나란하게 동일한 높이에 배치시킬 수밖에 없는 문제가 있는데, 이 경우 온도 감지 부재(350)의 정확도를 저해하는 문제가 있다.

구체적으로, 케이스 부재(310)의 내부에서 가열된 정수(W2) 중 상대적으로 고온의 정수는 물의 대류현상에 의하여 상측으로 이동하게 된다. 이러한 경향에 따라, 가열 부재(360)에 의한 열 공급이 중단된 이후에도 케이스 부재(310)의 상측, 즉, 출수구(330)와 인접한 영역에는 여전히 고온의 정수(W2)가 고여 있게 되며, 따라서 만약 포집공간(S2)이 부재하여 출수구(330)와 온도 감지 부재(350)를 서로 나란하게 배치하여야 경우, 가열 부재(360)가 작동하지 않아 케이스 부재(310) 내 전체 정수(W2)의 온도는 낮아졌음에도 불구하고 온도 감지 부재(350)는 여전히 상측에 고여 있는 고온의 정수(W2)의 온도만을 감지할 수밖에 없다. 그 결과, 온도 감지 부재(350)가 감지한 온도는 전체 정수(W2)의 온도를 반영하지 못하게 되며, 만약 전체적인 정수(W2) 온도는 낮아져 가열 부재(360)에 의한 발열이 필요한 경우에도 고온의 정수(W2)가 다량 존재하는 것으로 인식하여 가열 부재(360)의 재가열을 늦추는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)와 같이 온도 감지 부재(350)를 출수구(330)의 중심을 기준으로 하측에 배치할 경우, 가열 부재(360)에 의한 열 공급에 따라 시시각각 변화되는 정수(W2)의 온도를 보다 민감하게 감지할 수 있다.

예를 들어, 도 7을 참조하면, 출수구(330)와 온도 감지 부재(350)가 서로 나란하게 배치되는 경우(A), 가열 부재(360)에 의한 열 공급이 중단된 후(도면에서, 12초와 13초 사이)에도 여전히 출수 전 정수(W2)의 온도를 90도 이상의 고온으로 인식하게 된다. 이와 비교하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)와 같이 출수구(330)의 하측에 온도 감지 부재(350)가 배치될 경우(B), 가열 부재(360)에 의한 열 공급이 중단되면 즉각적으로 온도의 하강을 감지할 수 있으며, 이에 따라 가열 부재(360)가 신속하게 재가열에 돌입하게 되므로 보다 빠르게 고온의 정수(W2)를 사용자에게 공급할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 케이스 부재(310)의 최상측부, 즉, 포집공간(S2)의 최상측부에는 증기가 케이스 부재(310)의 외부로 배출될 수 있는 증기배출구(340)가 배치된다. 증기배출구(340)는 후술될 증기 배출 부재(390)와 연결될 수 있는데 이에 대해서는 해당되는 부분을 통해 자세히 기술한다. 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)는 케이스 부재(310)의 일측에 출수구(330)와 별도로 증기배출구(340)를 구비함으로써, 증기(W5)가 제거된 상태의 온수(W4)만을 출수구(330)를 통해 배출시킬 수 있으며 특히 경사면(316)을 구비하는 포집공간(S2)을 통해 보다 용이하게 증기를 배출시킬 수 있는데, 이는 도 1을 통해 살펴본 바와 같이 증기(W5)가 포함된 상태의 온수(W4)를 출수구(330)를 통해 배출시키는 종래 기술과 구별된다.

다시 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 케이스 부재(310)와 관련된 유체(W1, W2, W4 및 W5)가 유출입되는 입수구(320), 출수구(330) 및 증기배출구(340)는 각각 정수 공급 부재(370, 정수 대신 원수를 공급하는 경우, 정수 공급 부재는 원수 공급 부재라 칭할 수도 있음), 온수 추출 부재(380) 및 증기 배출 부재(390)와 연결된다. 이때, 정수 공급 부재(370), 온수 추출 부재(380) 및 증기 배출 부재(390)는 모두 내부에 유체가 이동될 수 있는 중공을 포함하는 관형 부재로서, 일례로 가요성 관으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 정수 공급 부재(370)는 일단부가 입수구(320)에 연결되며 타단부가 정수공급부(260, 정수 대신 원수를 공급하는 경우, 정수 공급부는 원수 공급부라 칭할 수도 있음)에 연결되어 입수구(320)와 정수 공급부(260) 사이를 유체 연통시킨다. 이와 유사하게, 온수 추출 부재(380)는 일단부가 출수구(330)에 연결되며 타단부가 추출부(600)에 연결되어 온수(W4)를 사용자에게 공급하는 경로로서 기능하며, 증기 배출 부재(390)는 일단부가 증기배출구(340)에 연결되며 타단부가 퇴수부(700)에 연결되어 케이스 부재(310)로부터 배출된 증기(W5)가 퇴수부(700) 측으로 이동되어 외부로 배출되는 경로로서 기능한다. 그리고, 정수 공급 부재(370), 온수 추출 부재(380) 및 증기 배출 부재(390)는 일부에 각각 유체의 이동을 허용하거나 차단할 수 있는 밸브(376, 386 및 396)를 구비한다. 정수 공급 부재(370)에 구비된 정수 공급 밸브(376, 정수 대신 원수를 공급하는 경우, 정수 공급 밸브는 원수 공급 밸브라 칭할 수도 있음)는 케이스 부재(310) 측으로 유입되는 정수의 이동을 제어하며, 온수 추출 부재(380)에 구비된 온수 추출 밸브(386)는 케이스 부재(310)로부터 유출되는 온수(W4)의 이동을 제어할 수 있으며, 증기 배출 부재(390)에 구비된 증기 배출 밸브(396)는 케이스 부재(310)로부터 유출되는 증기(W5)의 이동을 제어할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부를 포함하는 정수기의 제어부(또는 온수 생성 장치의 제어 부재)가 각 구성을 순차적으로 제어하는 것을 도시한 순서도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부의 유체 유출입 상태에 따라 온수 생성부에 포함된 각각의 밸브들의 개폐 상태를 도시한 표이다. 참고로, 본 명세서에서, 제어부는 후술될 제어 부재를 포함하는 구성으로서, 도면에서는 간략화를 위해 제어부와 제어 부재를 동일한 도면부호를 이용하여 표기하였으며, 제어부는 제어 부재와 동일한 기능을 수행할 수 있음을 밝혀 둔다.

본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)는 전술한 정수 공급 밸브(376), 온수 추출 밸브(386) 및 증기 배출 밸브(396)의 개폐를 통합적으로 제어할 수 있는 제어 부재(400)를 포함한다. 여기서, 복수의 밸브(376, 386 및 396)를 통합적으로 제어한다는 것은 온수 생성부(300)와 관련된 유체의 유출입을 조절하기 위하여, 단순히 어느 하나의 밸브 개폐만을 고려하는 것이 아니라, 복수의 밸브(376, 386 및 396) 간 상호 영향 관계를 모두 고려함으로써 복수의 밸브(376, 386 및 396)를 제어하는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여, 제어부(또는 제어 부재)가 각 구성을 제어하는 과정을 보다 구체적으로 살펴본다. 먼저 도 8 및 도 9를 참조하면, 사용자가 최초로 온수 추출 버튼을 누르면(S101) 온수 출수 신호가 인가되고, 이에 따라 제어부(400)는 온수 생성부(300)의 정수 공급 밸브(376)와 온수 추출 밸브(386)를 폐쇄시키고, 증기 배출 밸브(396)만 개방시키는 제 1 상태(P1)로 제어하고, 가열 부재(360)에 전력을 공급하여 케이스 부재(310) 내부에 저장되어 있던 정수를 가열한다.(S102) 이를 통해 가열 초기에 생성되는 증기가 포집공간(S2)을 경유하여 증기배출구(340)를 통해 퇴수부(700) 측으로 배출될 있다. 그 후, 제어부(400)는 온수 생성부(300)의 온도 감지 부재(350)로부터 수신된 온도 정보를 기초로 판단하여(S103) 정수(W2)의 온도가 소정 온도(T, 예를 들면 83도) 이상일 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 제 1 상태(P1)에서 정수 공급 밸브(376)가 개방되는 제 2 상태(P2)가 되도록 온수 생성부(300)를 제어한다.(S105) 이때, 제어부(400)가 정수 공급 밸브(376)를 열어 수용공간(S1) 측으로 정수(W1)가 공급되도록 하는 것은, 이를 통해 포집공간(S2)에 순간적으로 압력을 가하여 증기(W5)가 보다 효과적으로 유출되도록 하기 위한 것이다. 그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)는 본격적인 온수(W4) 출수에 앞서 보다 효과적으로 증기(W5)를 제거할 수 있다. 그러나, 제어부(400)는 만약 정수(W2)의 온도가 소정 온도(T) 미만일 경우, 가열 부재(360)에 의한 가열 시간이 임계 시간(t) 이상인지 여부를 판단하여(S104) 만약 가열 시간이 임계 시간(t) 이상일 경우, 정수(W1)의 온도가 소정 온도(T)에 도달하지 않았음에도 불구하고 온수 생성부(300)가 상술한 제 2 상태(P2)가 되도록 정수 공급 밸브(376)를 개방시킨다.(S105) 이것은 온수 출수에 소요되는 시간이 과도하게 지연될 경우, 사용자로 하여금 불편을 야기할 수 있기 때문이다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)는 예기치 않은 상황에 대하여 융통성 있게 대처함으로써 사용자에게 보다 만족스러운 사용 경험을 제공할 수 있다. 다음으로 제어부(400)는 제 2 상태(P2)를 소정 시간, 예를 들면 0.5초간 유지시킨 후에 제 2 상태(P2)로부터 열려 있던 증기 배출 밸브(396)를 폐쇄시키고(S106), 동시에 온수 추출 밸브(386)를 개방시키는 제 3 상태(P3)가 되도록 제어한다.(S107) 이와 같이 온수(W4) 출수시 증기 배출 밸브(396)를 폐쇄시키는 것은 온수가 배출되도록 케이스 부재(310) 내부에 압력이 형성됨에 따라 동시에 증기 배출 밸브(396)를 통해 온수(W4)의 일부가 유출되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성부(300)는 증기배출구(340)의 도입으로 인해 발생할 수 있는 온수(W4)의 손실을 최소화할 수 있다.

그러나 상술한 최초 출수 후에 온수 추출 밸브(386)가 개방된 상태로 온수(W4)가 연속적으로 출수되는 동안 증기 배출 밸브(396)는 계속적으로 폐쇄된 상태를 유지하는 것은 아니며, 소정 인터벌 마다 짧은 시간 순간적으로 개방되었다가 다시 폐쇄되는 작동을 반복할 수 있다.(S108) 일례로, 연속 출수 시 증기 배출 밸브(396)는 4초 간격으로 0.2초 동안 개방되었다가 폐쇄되는 작동을 반복할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시에에 따른 온수 생성부(300)는 일정 압력에 도달하도록 증기(W5)를 포집한 후, 일시적으로 증기(W5)를 배출시킴으로써 효과적으로 증기(W5)를 배출시킬 수 있다. 그 후, 사용자에 의해 온수 출수 정지 신호가 인가되면, 제어부(400)는 가열 부재(360)의 가동을 정지시킴으로써 케이스 부재(310) 내부의 정수(W1)에 대한 가열을 정지시킨다.(S109) 그리고, 제어부(400)는 온수 추출 밸브(386)를 폐쇄 상태로 전환시키되, 케이스 부재(310) 내부의 잔존 증기를 최종적으로 배출시키기 위해 증기 배출 밸브(396)는 개방시킨다.(S110) 증기 배출 밸브(396)를 개방시키고 정해진 시간이 지난 후에는 정수 공급 밸브(376)도 폐쇄시킴으로써 더 이상의 정수 공급을 차단시킨다.(S111) 이와 같이 정수 공급 밸브(386)를 온수 추출 밸브(386) 보다 늦게 폐쇄시키는 것은 순간적으로 정수(W2)의 공급을 지속시킴으로써 수용공간(S1) 및 포집공간(S2)에 압력을 형성하여 증기(W5)를 보다 효과적으로 배출시키기 위한 것이다.

살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 온수 생성 장치(300)는 케이스 부재 내부에 정수가 수용되는 수용공간의 상부에 배치되며 소정의 경사각을 가지며 기울어진 경사면을 구비하는 포집공간(S2)을 도입함과 동시에, 상기 포집공간(S2)의 상부에 온수출수구와 별도로 증기가 배출될 수 있는 증기배출구를 배치하여 온수를 외부로 배출시키기 전에 증기가 경사면을 따라 증기배출구를 통해 제거되게 되므로 증기가 포함되지 않은 온수를 출수시킬 수 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 온수 생성 장치(300)는 중력 방향을 따라 직선 형태의 규칙적인 온수 흐름을 형성함으로써, 사용자의 안전성을 확보하고 미감을 향상시켜 사용자의 만족도를 제고할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치(300)는 포집공간(S2)의 도입을 통해 확보된 공간적 여유를 이용하여 출수구(330)의 일부를 포집공간(S2) 상에 배치시킴으로써 온도 감지 부재(350)를 출수구(330)의 하측에 배치할 수 있으며, 이를 통해 온도 감지 부재(350)의 센싱 정확도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 생성 장치(300)는 상기 온수 생성 장치(300)와 관련된 유체의 유출입을 통제하는 복수의 밸브(376, 386 및 396)를 순서에 따라 통합적으로 제어함으로써 증기(W5)를 보다 효과적으로 배출시킬 수 있으면서도 증기배출구(340)를 통한 온수(W4)의 손실을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100 가압부 200 여과부
210 역삼투압 필터 부재 300 온수 생성부, 온수 생성 장치
310 케이스 부재 312 측벽
314 숄더 316 경사면
320 입수구 330 출수구
340 증기배출구 350 온도 감지 부재
360 가열 부재 370 원수(정수) 공급 부재
376 원수(정수) 공급 밸브 380 온수 추출 부재
386 온수 추출 밸브 390 증기 배출 부재
396 증기 배출 밸브 400 제어 부재, 제어부
500 냉수 생성부 00 추출부
700 퇴수부 α 경사각
L 경계선 R 반경
S1 수용공간 S2 포집공간
W1 원수 W2 정수
W3 냉수 W4 온수
W5 증기 P1 제 1 상태
P2 제 2 상태 P3 제 3 상태

Claims

내부에 원수가 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간을 구비하는 케이스 부재;
상기 케이스 부재의 내부로 상기 원수가 유입되도록 상기 케이스 부재의 하부에 배치되는 입수구;
상기 케이스 부재의 내부에 수용된 원수를 가열하도록 상기 케이스 부재의 측벽에 구비되는 판상형 가열 부재;
상기 판상형 가열 부재에 의해 가열된 원수가 외부로 유출되도록 상기 판상형 가열 부재의 상측에 배치되는 출수구;
상기 가열된 원수로부터 기화된 증기가 상기 포집공간을 거쳐 외부로 배출되도록 상기 포집공간의 상부에 배치되는 증기배출구 및
상기 케이스 부재의 내부에 수용된 원수의 온도를 감지하는 온도 감지 부재를 포함하며,
상기 포집공간은 상기 증기를 상기 증기배출구 측으로 가이드하도록 소정의 경사각을 가지며 상기 증기배출구 측으로 기울어진 경사면을 구비하고,
상기 온도 감지 부재는 상기 케이스 부재의 높이 방향을 기준으로 상기 출수구와 상기 판상형 가열 부재 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소정의 경사각은 상기 원수의 수면을 기준으로 25도 이내인 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 온도 감지 부재는 상기 출수구 아래에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 온도 감지 부재는 상기 출수구를 중심으로 반경 20mm 이내에 설치되는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 출수구는 적어도 일부가 상기 측벽 중에서 상기 수용공간과 상기 포집공간의 경계선을 지나도록 설치되는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
일단부가 상기 입수구에 연결되며 타단부가 원수공급부에 연결되는 관형 부재로서, 상기 원수가 상기 케이스 부재의 내부로 유입되는 것을 허용 또는 차단하는 원수 공급 밸브를 구비하는 원수 공급 부재;
일단부가 상기 입수구에 연결되며 타단부가 추출부에 연결되는 관형 부재로서, 상기 가열된 원수가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 온수 추출 밸브를 구비하는 온수 추출 부재;
일단부가 상기 증기배출구에 연결되며 타단부가 퇴수부에 연결되는 관형 부재로서, 상기 증기가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 증기 배출 밸브를 구비하는 증기 배출 부재; 및
상기 원수 공급 밸브, 상기 온수 추출 밸브 및 상기 증기 배출 밸브의 개폐를 통합적으로 제어하는 제어 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제어 부재는,
온수 출수 신호가 최초로 인가되면, 상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브는 폐쇄되고, 상기 증기 배출 밸브는 개방되는 제 1 상태로 제어하며,
상기 제 1 상태에서 상기 가열된 원수가 소정 온도 이상일 경우, 상기 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하고,
상기 제 2 상태로부터 소정 시간 후에, 상기 증기 배출 밸브가 폐쇄됨과 동시에 상기 온수 추출 밸브가 개방되는 제 3 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제어 부재는,
상기 제 1 상태가 임계 시간 이상 유지되면, 상기 가열된 원수가 상기 소정 온도 미만인 경우에도 상기 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제어 부재는,
상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브가 개방되어 연속 출수가 진행 중인 상태에서, 상기 증기 배출 밸브를 일정 시간 동안 개방시킨 후 폐쇄시키는 제어를 소정 인터벌 마다 반복하는 것을 특징으로 하는, 온수 생성 장치.
원수를 가압해서 공급하는 가압부;
상기 가압부로부터 공급되는 가압된 원수를 여과해서 정수를 생성하도록 필터 부재가 구비되는 여과부;
상기 여과부로부터 가압된 정수를 공급받아서 온수를 생성하는 온수 생성부;
상기 온수 생성부로부터 생성된 상기 온수를 외부로 배출시키는 추출부;
상기 여과부로부터 생성된 불필요한 원수를 외부로 배출하기 위한 퇴수부 및
상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 온수 생성부에는 내부에 상기 정수가 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간을 구비하는 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내부로 상기 정수가 유입되도록 상기 케이스 부재의 하부에 배치되는 입수구와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 정수를 가열하도록 상기 케이스 부재의 측벽에 구비되는 판상형 가열 부재와, 상기 판상형 가열 부재에 의해 가열된 정수가 외부로 유출되도록 상기 판상형 가열 부재의 상측에 배치되는 출수구와, 상기 가열된 정수로부터 기화된 증기가 상기 포집공간을 거쳐 외부로 배출되도록 상기 포집공간의 상부에 배치되는 증기배출구와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 정수의 온도를 감지하는 온도 감지 부재가 구비되며,
상기 포집공간은 상기 증기를 상기 증기배출구 측으로 가이드하도록 소정의 경사각을 가지며 상기 증기배출구 측으로 기울어진 경사면을 구비하고,
상기 온도 감지 부재는 상기 케이스 부재의 높이 방향을 기준으로 상기 출수구와 상기 판상형 가열 부재 사이에 설치되고,
상기 온수 생성부와 상기 여과부는 상기 정수가 상기 케이스 부재의 내부로 유입되는 것을 허용 또는 차단하는 정수 공급 밸브를 구비하는 정수 공급 부재를 통해 연결되고,
상기 온수 생성부와 상기 추출부는 상기 온수가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 온수 추출 밸브를 구비하는 온수 추출 부재를 통해 연결되고,
상기 온수 생성부와 상기 퇴수부는 상기 증기가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 증기 배출 밸브를 구비하는 증기 배출 밸브를 구비하는 증기 배출 부재를 통해 연결되고,
상기 제어부는 상기 정수 공급 밸브, 상기 온수 추출 밸브 및 상기 증기 배출 밸브의 개폐를 통합적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 정수기.
내부에 원수가 수용되는 수용공간 및 상기 수용공간의 상부에 배치되는 포집공간을 구비하는 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내부로 상기 원수가 유입되도록 상기 케이스 부재의 하부에 배치되는 입수구와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 원수를 가열하도록 상기 케이스 부재의 측벽에 구비되는 판상형 가열 부재와, 상기 판상형 가열 부재에 의해 가열된 원수가 외부로 유출되도록 상기 판상형 가열 부재의 상측에 배치되는 출수구와, 상기 가열된 원수로부터 기화된 증기가 상기 포집공간을 거쳐 외부로 배출되도록 상기 포집공간의 상부에 배치되는 증기배출구와, 상기 원수가 상기 케이스 부재의 내부로 유입되는 것을 허용 또는 차단하는 원수 공급 밸브와, 상기 가열된 원수가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 온수 추출 밸브와, 상기 증기가 상기 케이스 부재로부터 유출되는 것을 허용 또는 차단하는 증기 배출 밸브를 포함하는 온수 생성 장치를 제어하는 방법으로서,
온수 출수 신호가 최초로 인가되면, 상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브는 폐쇄되고, 상기 증기 배출 밸브는 개방되는 제 1 상태로 제어하는 단계;
상기 제 1 상태에서 상기 가열된 원수가 소정 온도 이상일 경우, 상기 원수 공급 밸브가 개방되는 제 2 상태로 제어하는 단계; 및
상기 제 2 상태로부터 소정 시간 후에, 상기 증기 배출 밸브가 폐쇄됨과 동시에 상기 온수 추출 밸브가 개방되는 제 3 상태로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치를 제어하는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 원수 공급 밸브와 상기 온수 추출 밸브가 개방되어 연속 출수가 진행 중인 상태에서, 상기 증기 배출 밸브를 일정 시간 동안 개방시킨 후 폐쇄시키는 제어를 소정 인터벌 마다 반복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 생성 장치를 제어하는 방법.