KR20240003641A - 냉수 생성 장치 및 이를 포함하는 정수기 - Google Patents

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이권재
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코웨이 주식회사
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Abstract

본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉수 생성을 위한 열전 모듈이 구비된 냉수 생성 장치 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따른 냉수 생성 장치는, 저장수가 수용되는 수용 공간이 구비된 케이스 부재, 및 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 상기 저장수가 냉각되도록 상기 케이스 부재에 배치되는 냉각 부재를 포함하며, 상기 냉각 부재는, 냉기를 생성하는 열전 모듈과, 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되어 상기 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프와, 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프를 포함할 수 있다.

Description

냉수 생성 장치 및 이를 포함하는 정수기{APPARATUS FOR MAKING COLD WATER AND WATER PURIFIER INCLUDING THE SAME}
본 발명은 수처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉수 생성을 위한 열전 모듈이 구비된 냉수 생성 장치 및 이를 포함하는 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 냉수 생성 장치는 수도전이나 생수통으로부터 공급된 물을 냉각시켜 사용자에게 제공하는 장치이다. 이러한 냉수 생성 장치는 정수기, 탄산수기, 냉온수기 등 저온의 음용수 생성을 위해 주로 설치되지만, 냉수의 생성이 필요한 다양한 분야에 이용될 수 있다.
Coway Co., Ltd.의 유럽공개특허공보 제2659203호에는 종래의 냉수 탱크와 이를 가지는 수처리 장치가 개시된다. 이러한 냉수 탱크는 탱크 본체 및 열전 모듈을 구비하는 냉각부를 포함하며, 열전 모듈은 탱크 본체의 일면에 배치되어 물을 냉각하도록 구성된다. 그러나 이와 같이 열전 모듈이 탱크 본체에 직접 배치되면 열전 모듈 동작 시에는 물이 정상적으로 냉각될 수 있으나, 물의 냉각이 완료됨에 따라 전원이 차단되면서 열전 모듈의 동작이 중단되는 경우에는 외부로 방출되어야 하는 열이 열전 모듈과 탱크 본체를 통해 물로 다시 전달되는 열의 역류 현상이 발생하면서 냉각된 물의 온도가 다시 상승하게 되고, 이에 따라 탱크 본체의 물을 다시 냉각시키는 과정에서 소비 전력이 상승하게 되는 문제가 있다.
웅진코웨이주식회사의 한국공개특허공보 제2009-0019615호에는 종래의 정수기 및 정수기의 열역류 방지 방법이 개시된다. 이러한 정수기는 냉수 탱크의 일면에 열전 소자가 배치되어 물을 냉각하도록 구성되되, 열전 소자와 방열판 사이에는 열역류 방지 유닛이 설치되어 열전 소자 작동 시에는 열전 소자에서 발생하는 열을 방열판으로 전달하고, 열전 소자가 작동하지 않을 시에는 열전 소자와 방열판 사이를 단열시키도록 동작하게 된다. 구체적으로 열역류 방지 유닛은 리퀴드 자켓, 제1 연결관, 제2 연결관 및 콘트롤러를 포함하며, 콘트롤러는 열전 소자의 동작을 감지하여 열전 소자 동작 시 리퀴드 자켓 내부에 액체가 담겨지도록 제1 연결관과 제2 연결관에 각각 구비된 제1 밸브와 제2 밸브를 제어하고, 열전 소자가 작동하지 않는 경우 리퀴드 자켓 내부의 액체가 배출되면서 공기가 채워지도록 제1 밸브와 제2 밸브를 제어하도록 구성된다. 그러나 이와 같이 열의 역류를 방지하도록 구성되면 리퀴드 자켓, 제1 밸브가 구비된 제1 연결관, 제2 밸브가 구비된 제2 연결관, 및 이들 밸브를 제어하는 콘트롤러가 필요하므로 구성이 복잡해짐에 따라 부피가 증가하고, 제조 원가가 상승하게 되며, 열의 역류 방지를 위한 별도의 제어 로직이 필요하게 되는 문제가 있다.
유럽공개특허공보 제2659203호 한국공개특허공보 제2009-0019615호
상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 냉수 생성 장치는 열전 모듈과 열적으로 연결된 제1 히트파이프를 이용해서 케이스 부재 내부의 저장수를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화 가능하게 되어 사용자 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프의 상부가 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되므로 전원이 인가됨에 따라 열전 모듈의 일측이 냉각되는 경우 제1 히트파이프 상부에 위치한 저온의 열전달 물질이 하향 이동하면서 저장수를 냉각시킬 수 있고, 반대로 열전 모듈의 전원이 차단됨에 따라 방출되는 열이 제1 히트파이프의 상부로 전달되더라도 열전달 물질이 고온으로 변하게 되면서 하향 이동하지 않게 되므로 방출되는 열의 전달을 감소시킬 수 있게 되어 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지함으로써 소비 전력 감소를 통해 사용자 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프가 저장수와 직접 열적으로 접촉하도록 배치됨으로써 냉각 성능을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프가 모든 격판을 관통하도록 배치됨으로써 모든 구역에 수용된 저장수를 고르게 냉각시킬 수 있게 되어 사용자 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프가 케이스 부재의 외면에 열적으로 접촉 배치되므로 저장수의 청정도를 유지하면서도 저장수를 냉각시킬 수 있도록 하여 사용자 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 블록을 이용해서 제1 히트파이프를 고정함으로써 구조적 안정성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 블록의 폭 방향 길이가 케이스 부재의 폭 방향 길이에 대응되므로 제1 히트파이프가 케이스 부재의 폭 방향을 따라 이격 배치되더라도 제1 블록을 통해 충분한 열이 열전 모듈로 전달되면서 냉각 성능을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프의 상부에 제1 단열 커버가 구비되므로 외부의 열이 제1 히트파이프에 전달되는 것을 방지함으로써 냉각 성능을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제2 블록을 이용해서 제2 히트파이프를 고정함으로써 구조적 안정성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제2 히트파이프의 상부에 방열핀이 구비되어 방열 성능 향상을 통해 냉각 성능을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기는 여과부 및 냉수 생성부를 포함하되, 냉수 생성부는 열전 모듈과 열적으로 연결된 제1 히트파이프를 이용해서 케이스 부재 내부의 저장수를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화 가능하게 되어 사용자 만족도를 제고하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 냉수 생성 장치는 저장수가 수용되는 수용 공간이 구비된 케이스 부재, 및 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 상기 저장수가 냉각되도록 상기 케이스 부재에 배치되는 냉각 부재를 포함하며, 상기 냉각 부재는, 냉기를 생성하는 열전 모듈과, 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되어 상기 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프와, 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 히트파이프의 상부는 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되고, 하부는 상기 저장수와 열적으로 연결되며, 상기 제2 히트파이프의 하부는 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되고, 상부는 공기 중에 노출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 히트파이프의 하부는 상기 케이스 부재를 관통하면서 상기 저장수와 직접 열적으로 접촉 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 케이스 부재는 상기 수용 공간이 높이 방향을 따라 복수 구역으로 구획되도록 폭 방향을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 격판을 포함하고, 상기 제1 히트파이프의 하부는 높이 방향을 따라 배치되는 모든 상기 격판을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 히트파이프의 하부는 상기 케이스 부재의 외면에 열적으로 접촉 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 열전 모듈의 일면에는 상기 제1 히트파이프가 삽입되는 제1 삽입홈이 구비된 제1 블록이 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 블록의 폭 방향 길이는 상기 케이스 부재의 폭 방향 길이에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 제1 히트파이프의 상부에는 제1 히트파이프가 공기 중에 노출되는 것을 방지하는 제1 단열 커버가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 열전 모듈의 타면에는 상기 제2 히트파이프가 삽입되는 제2 삽입홈이 구비된 제2 블록이 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 상기 제2 히트파이프의 상부에는 방열핀이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기는 원수를 여과해서 정수를 생성하는 여과부, 및 상기 여과부로부터 정수를 공급받아서 냉수를 생성하는 냉수 생성부를 포함하며, 상기 냉수 생성부는, 상기 정수가 수용되는 수용 공간이 구비된 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 상기 정수가 냉각되도록 상기 케이스 부재에 배치되는 냉각 부재를 포함하고, 상기 냉각 부재는, 냉기를 생성하는 열전 모듈과, 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되어 상기 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프와, 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 냉수 생성 장치는 열전 모듈과 열적으로 연결된 제1 히트파이프를 이용해서 케이스 부재 내부의 저장수를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화 가능하게 되어 사용자 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프의 상부가 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되므로 전원이 인가됨에 따라 열전 모듈의 일측이 냉각되는 경우 제1 히트파이프 상부에 위치한 저온의 열전달 물질이 하향 이동하면서 저장수를 냉각시킬 수 있고, 반대로 열전 모듈의 전원이 차단됨에 따라 방출되는 열이 제1 히트파이프의 상부로 전달되더라도 열전달 물질이 고온으로 변하게 되면서 하향 이동하지 않게 되므로 방출되는 열의 전달을 감소시킬 수 있게 되어 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지함으로써 소비 전력 감소를 통해 사용자 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프가 저장수와 직접 열적으로 접촉하도록 배치됨으로써 냉각 성능을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프가 모든 격판을 관통하도록 배치됨으로써 모든 구역에 수용된 저장수를 고르게 냉각시킬 수 있게 되어 사용자 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프가 케이스 부재의 외면에 열적으로 접촉 배치되므로 저장수의 청정도를 유지하면서도 저장수를 냉각시킬 수 있도록 하여 사용자 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 블록을 이용해서 제1 히트파이프를 고정함으로써 구조적 안정성을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 블록의 폭 방향 길이가 케이스 부재의 폭 방향 길이에 대응되므로 제1 히트파이프가 케이스 부재의 폭 방향을 따라 이격 배치되더라도 제1 블록을 통해 충분한 열이 열전 모듈로 전달되면서 냉각 성능을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제1 히트파이프의 상부에 제1 단열 커버가 구비되므로 외부의 열이 제1 히트파이프에 전달되는 것을 방지함으로써 냉각 성능을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제2 블록을 이용해서 제2 히트파이프를 고정함으로써 구조적 안정성을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 제2 히트파이프의 상부에 방열핀이 구비되어 방열 성능 향상을 통해 냉각 성능을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기는 여과부 및 냉수 생성부를 포함하되, 냉수 생성부는 열전 모듈과 열적으로 연결된 제1 히트파이프를 이용해서 케이스 부재 내부의 저장수를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화 가능하게 되어 사용자 만족도를 제고하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 부재를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 부재를 확대 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ 부분의 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 부재를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기의 구성도.
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 발명에 따른 정수기를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이스 부재를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치를 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 부재를 확대 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ 부분의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉각 부재를 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기의 구성도이다. 여기서 X 방향은 케이스 부재의 폭 방향을 의미하고, Y 방향은 케이스 부재의 깊이 방향을 의미하며, Z 방향은 케이스 부재의 높이 방향을 의미한다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치는 저장수가 수용되는 수용 공간(100a)이 구비된 케이스 부재(100), 및 케이스 부재(100)의 내부에 수용된 저장수가 냉각되도록 케이스 부재(100)에 배치되는 냉각 부재(200)를 포함한다. 이러한 케이스 부재(100)는 저장수를 수용하기 위한 수용 공간(100a)을 제공하며, 육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 저장수를 수용할 수 있는 공간이 형성된다면 반드시 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 케이스 부재(100)의 각 변은 직각으로 절곡된 형상 뿐만 아니라 일정 곡률이 형성되도록 만곡된 형상으로도 형성될 수 있다. 일 예로, 케이스 부재(100)의 하부에는 물이 유입되는 입수 포트(101)가 구비되고, 상부에는 냉각된 저장수가 유출되는 출수 포트(102)가 구비될 수 있다. 즉, 입수 포트(101)를 통해 유입되는 물이 저장수를 밀어서 이동시키게 되고, 밀려난 저장수가 출수 포트(102)를 통해 유출되도록 함으로써 물의 선입선출 구조를 실현할 수 있다. 이때, 입수 포트(101)가 케이스 부재(100)의 상부에 구비되고, 출수 포트(102)가 케이스 부재(100)의 하부에 구비되도록 구성하는 것도 가능하다. 즉, 케이스 부재(100)의 내부로 물이 유입된 후 냉각된 저장수가 배출될 수 있는 위치라면 입수 포트(101)와 출수 포트(102)의 위치는 다양하게 변경 가능하다. 이러한 입수 포트(101)와 출수 포트(102)에는 별도의 입수 유로 부재와 출수 유로 부재가 각각 구비될 수 있다. 입수 유로 부재는 정수 뿐만 아니라 다양한 형태의 물이 케이스 부재(100) 내부로 유입되도록 유로를 제공하게 되며, 일정 직경을 갖는 파이프가 사용될 수 있다. 출수 유로 부재는 케이스 부재(100) 내부에서 유출되는 냉각된 저장수의 유로를 제공하게 되며, 입수 유로 부재와 동일하게 일정 직경을 갖는 파이프가 사용될 수 있다. 이러한 입수 유로 부재와 출수 유로 부재는 별도의 파이프를 케이스 부재(100)에 연결해서 사용할 수 있으나, 또는, 케이스 부재(100) 제조 시 입수 유로 부재와 출수 유로 부재가 일체로 형성되도록 구성하는 것도 가능하다.
이때, 냉각 부재(200)는, 냉기를 생성하는 열전 모듈(210)과, 열전 모듈(210)의 일측에 열적으로 연결되어 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프(220)와, 열전 모듈(210)의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프(230)를 포함한다. 열전 모듈(210)은 닫힌 회로에 전위치가 형성되면 서로 다른 재질의 도선의 연결점에서 발열 또는 흡열이 일어나는 펠티어 효과(Peltier Effect)를 이용하여 냉각 또는 발열을 수행하는 장치이다. 일 예로, 박막 형태로 제작된 열전 모듈(210)이 적용될 수 있으며, 전기 신호의 입력 시 일측에서는 흡열이 일어나고 타측에서는 발열이 일어나도록 이루어진다. 도 1를 기준으로, 제1 히트파이프(220)가 배치되는 일측이 흡열 반응으로 인해 온도가 떨어지는 측이고, 제2 히트파이프(230)가 배치되는 타측이 발열 반응으로 인해 온도가 올라가는 측이 될 수 있다. 즉, 열전 모듈(210)과 열적으로 연결된 제1 히트파이프(220)를 이용해서 케이스 부재(100) 내부의 저장수를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈(210)의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈(210)을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프(220)가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 저장수를 다시 냉각시킬 필요가 없게 되어 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화도 가능하게 되므로 사용자 만족도가 향상된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 제1 히트파이프(220)의 상부는 열전 모듈(210)의 일측에 열적으로 연결되고, 하부는 저장수와 열적으로 연결되며, 제2 히트파이프(230)의 하부는 열전 모듈(210)의 타측에 열적으로 연결되고, 상부는 공기 중에 노출되도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 히트파이프(220)의 상부가 열전 모듈(210)의 일측에 열적으로 연결되므로 전원이 인가됨에 따라 열전 모듈(210)의 일측이 냉각되는 경우 제1 히트파이프(220) 상부에 위치한 저온의 열전달 물질이 밀도차에 의해 하향 이동하면서 저장수를 냉각시킬 수 있고, 반대로 열전 모듈(210)의 전원이 차단됨에 따라 방출되는 열이 제1 히트파이프(220)의 상부로 전달되더라도 열전달 물질이 고온으로 변하게 되면서 밀도차에 의해 하향 이동하지 않게 되므로 방출되는 열의 전달을 감소시킬 수 있게 되어 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지함으로써 소비 전력 감소를 통해 사용자 만족도가 향상된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 제1 히트파이프(220)의 하부는 케이스 부재(100)를 관통하면서 저장수와 직접 열적으로 접촉 배치될 수 있다. 이때, 제1 히트파이프(220)는 케이스 부재(100)의 상면, 측면, 하면 중 적어도 어느 일면을 관통하면서 저장수와 직접 접촉하므로 청정도를 유지하기 위해서는 스테인리스 재질로 형성하는 것이 바람직하나, 저장수의 청정도를 저하시키지 않는다면 다른 재질로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 케이스 부재(100)에는 제1 히트파이프(220)가 관통 배치되는 관통홀(100b)이 형성될 수 있으며, 이러한 관통홀(100b)의 내면에는 저장수의 누수를 방지하기 위한 별도의 밀봉 부재(100c)가 구비될 수 있다. 이와 같이 제1 히트파이프(220)가 저장수와 직접 열적으로 접촉하도록 배치되면 제1 히트파이프(220)와 저장수 상호 간에 전도 방식으로 열이 전달되면서 냉각 성능이 향상된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 케이스 부재(100)는 수용 공간(100a)이 높이 방향(Z)을 따라 복수 구역으로 구획되도록 폭 방향(X)을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 격판(110)을 포함하고, 제1 히트파이프(220)의 하부는 높이 방향(Z)을 따라 배치되는 모든 격판(110)을 관통하도록 배치될 수 있다. 이때, 각각의 격판에는 제1 히트파이프(220)가 관통 배치되는 관통홀이 형성될 수 있다. 즉, 제1 히트파이프(220)가 모든 격판(110)을 관통하도록 배치됨으로써 모든 구역에 수용된 저장수를 고르게 냉각시킬 수 있게 되어 충분한 양의 냉수를 사용자에게 제공할 수 있으므로 사용자 만족도가 향상된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 제1 히트파이프(220)의 하부는 케이스 부재(100)의 외면에 열적으로 접촉 배치될 수 있다. 즉, 제1 히트파이프(220)와 케이스 부재(100)와 저장수 상호 간에 전도 방식으로 열이 전달되도록 구성되는 것이며, 제1 히트파이프(220)가 케이스 부재(100)의 외면에 열적으로 접촉 배치되므로 저장수의 청정도를 유지하면서도 저장수를 냉각시킬 수 있으므로 사용자 만족도가 향상된다. 이때, 제1 히트파이프(220)와 케이스 부재(100) 사이에는 별도의 냉각 블록이 구비될 수 있다. 즉, 제1 히트파이프(220)가 냉각 블록을 냉각시키고, 냉각 블록과 케이스 부재와 저장수 상호 간에 전도 방식으로 열이 전달되도록 구성하는 것이다. 일 예로, 냉각 블록은 다단 형태의 블록으로 형성될 수 있다. 1단 블록은 케이스 부재(100)의 일측을 덮을 수 있도록 형성되고, 2단 블록은 제1 히트파이프(220)와 충분한 접촉 면적을 확보할 수 있도록 형성됨으로써 케이스 부재(100)와 제1 히트파이프(220)를 열적 및 물리적으로 연결할 수 있다. 1단 블록과 2단 블록의 크기는 각각 접촉하게 되는 케이스 부재(100)와 제1 히트파이프(220)의 크기와 일치하도록 이루어질 수 있고, 이러한 구조에 의해 케이스 부재(100)로부터 균일하게 열을 흡수할 수 있게 된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 열전 모듈(210)의 일면에는 제1 히트파이프(220)가 삽입되는 제1 삽입홈(241)이 구비된 제1 블록(240)이 배치될 수 있다. 이와 같이 제1 블록(240)을 이용해서 제1 히트파이프(220)를 고정하면 구조적 안정성이 향상될 뿐만 아니라 제1 히트파이프(220)와 제1 블록(240)의 열적 접촉 면적이 증가함에 따라 냉각 성능이 향상된다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 제1 블록(240)의 폭 방향(X) 길이(D2)는 케이스 부재(100)의 폭 방향(X) 길이(D1)에 대응되도록 형성될 수 있다. 일 예로, 이러한 제1 블록(240)의 폭 방향(X) 길이(D2)는 케이스 부재(100)의 폭 방향(X) 길이(D1)와 동일하거나, 상대적으로 더 크게 형성되는 것도 가능하다. 즉, 제1 블록(240)의 폭 방향(X) 길이(D2)가 케이스 부재(100)의 폭 방향(X) 길이(D1)에 대응되므로 제1 히트파이프(220)가 케이스 부재(100)의 폭 방향(X)을 따라 이격 배치되더라도 제1 블록(240)을 통해 충분한 열이 열전 모듈(210)로 전달되면서 냉각 성능이 향상된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 제1 히트파이프(220)의 상부에는 제1 히트파이프(220)가 공기 중에 노출되는 것을 방지하는 제1 단열 커버(250)가 구비될 수 있다. 이러한 제1 단열 커버(250)는 제1 히트파이프(220)가 공기 중에 노출되면서 외부의 열이 제1 히트파이프(220)에 전달되는 것을 감소시킴으로써 충분한 냉각 성능을 확보할 수 있게 된다. 일 예로, 제1 단열 커버(250)는 제1 히트파이프(220)가 삽입되는 별도의 보조 삽입홈이 구비된 프레임 형태일 수 있으며, 제1 히트파이프(220)가 보조 삽입홈에 삽입되도록 제1 단열 커버(250)를 배치한 상태에서 제1 단열 커버(250)를 고정하면 구조적 안정성이 향상된다. 다른 예로, 제1 단열 커버(250)는 제1 히트파이프(220)의 하부를 감싸도록 배치되는 단열 테이프일 수도 있으며, 단열 테이프를 이용해서 제1 히트파이프(220)의 하부를 감싸도록 구성하면 간단하게 설치가 가능하다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 열전 모듈(210)의 타면에는 제2 히트파이프(230)가 삽입되는 제2 삽입홈(261)이 구비된 제2 블록(260)이 배치될 수 있다. 제2 블록(260)은 열전 모듈(210)의 타면에 대응되는 크기를 갖도록 구성될 수 있으며, 이와 같이 제2 블록(260)을 이용해서 제2 히트파이프(230)를 고정하면 구조적 안정성이 향상될 뿐만 아니라 제2 히트파이프(230)와 제2 블록(260)의 열적 접촉 면적이 증가함에 따라 방열 성능이 향상된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉수 생성 장치에 있어서, 제2 히트파이프(230)의 상부에는 방열핀(270)이 구비될 수 있으며, 제2 히트파이프(230) 내부의 열전달 물질이 상향 이동하면서 전달되는 열이 방열핀(270)을 통해 외부로 방출되고, 이러한 과정에서 냉각된 열전달 물질은 다시 하향 이동하게 됨으로써 방열 성능 향상이 가능하게 된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기는 원수(W1)를 여과해서 정수(W2)를 생성하는 여과부(10), 및 여과부(10)로부터 정수(W2)를 공급받아서 냉수(W3)를 생성하는 냉수 생성부(20)를 포함한다. 여과부(10)는 적어도 하나 이상의 여과 부재를 포함할 수 있으며, 일 예로, 전처리 여과 부재, 역삼투압 필터 부재, 후처리 여과 부재 등을 포함할 수 있다. 여과부(10)를 거치면서 여과된 정수(W2)는 냉수 생성을 위해 냉수 생성부(20)로 이동하게 되나, 별도의 파우셋 등을 통해 출수된 후 사용자에게 제공될 수도 있다. 또는, 온수 생성을 위해 온수 생성부로 이동하거나, 얼음 생성을 위해 얼음 생성부로 이동할 수도 있다.
냉수 생성부(20)는, 정수(W2)가 수용되는 수용 공간(100a)이 구비된 케이스 부재(100)와, 케이스 부재(100)의 내부에 수용된 정수(W2)가 냉각되도록 케이스 부재(100)에 배치되는 냉각 부재(200)를 포함하고, 냉각 부재(200)는, 냉기를 생성하는 열전 모듈(210)과, 열전 모듈(210)의 일측에 열적으로 연결되어 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프(220)와, 열전 모듈(210)의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프(230)를 포함한다. 즉, 열전 모듈(210)과 열적으로 연결된 제1 히트파이프(220)를 이용해서 케이스 부재(100) 내부의 정수(W2)를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈(210)의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈(210)을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프(220)가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 정수(W2)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 정수(W2)를 다시 냉각시킬 필요가 없게 되어 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화도 가능하게 되므로 사용자 만족도가 향상된다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 냉수 생성 장치는 열전 모듈(210)과 열적으로 연결된 제1 히트파이프(220)를 이용해서 케이스 부재(100) 내부의 저장수를 냉각시키도록 구성되므로 열전 모듈(210)의 전원이 차단됨에 따라 방출되어야 하는 열이 열전 모듈(210)을 통해 전달되더라도 제1 히트파이프(220)가 이러한 열의 전달을 감소시키고, 이를 통해 저장수의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으므로 저장수를 다시 냉각시킬 필요가 없게 되어 소비 전력이 감소할 뿐만 아니라 구성의 단순화를 통해 소형화도 가능하게 되므로 사용자 만족도가 향상된다.
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.
10 : 여과부 20 : 냉수 생성부
100 : 케이스 부재 101 : 입수 포트
102 : 출수 포트 110 : 격판
200 : 냉각 부재 210 : 열전 모듈
220 : 제1 히트파이프 230 : 제2 히트파이프
240 : 제1 블록 241 : 제1 삽입홈
250 : 제1 단열 커버 260 : 제2 블록
261 : 제2 삽입홈 270 : 방열핀
100a : 수용 공간 100b : 관통홀
100c : 밀봉 부재 D1 : 케이스 부재 폭 길이
D2 : 제1 블록 폭 길이 W1 : 원수
W2 : 정수 W3 : 냉수
X : 폭 방향 Y : 깊이 방향
Z : 높이 방향

Claims (11)

  1. 저장수가 수용되는 수용 공간이 구비된 케이스 부재; 및
    상기 케이스 부재의 내부에 수용된 상기 저장수가 냉각되도록 상기 케이스 부재에 배치되는 냉각 부재;
    를 포함하며,
    상기 냉각 부재는, 냉기를 생성하는 열전 모듈과, 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되어 상기 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프와, 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 히트파이프의 상부는 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되고, 하부는 상기 저장수와 열적으로 연결되며,
    상기 제2 히트파이프의 하부는 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되고, 상부는 공기 중에 노출되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 히트파이프의 하부는 상기 케이스 부재를 관통하면서 상기 저장수와 직접 열적으로 접촉 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 케이스 부재는 상기 수용 공간이 높이 방향을 따라 복수 구역으로 구획되도록 폭 방향을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 격판을 포함하고,
    상기 제1 히트파이프의 하부는 높이 방향을 따라 배치되는 모든 상기 격판을 관통하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 히트파이프의 하부는 상기 케이스 부재의 외면에 열적으로 접촉 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전 모듈의 일면에는 상기 제1 히트파이프가 삽입되는 제1 삽입홈이 구비된 제1 블록이 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 블록의 폭 방향 길이는 상기 케이스 부재의 폭 방향 길이에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 히트파이프의 상부에는 제1 히트파이프가 공기 중에 노출되는 것을 방지하는 제1 단열 커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전 모듈의 타면에는 상기 제2 히트파이프가 삽입되는 제2 삽입홈이 구비된 제2 블록이 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 히트파이프의 상부에는 방열핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치.
  11. 원수를 여과해서 정수를 생성하는 여과부; 및
    상기 여과부로부터 정수를 공급받아서 냉수를 생성하는 냉수 생성부;
    를 포함하며,
    상기 냉수 생성부는, 상기 정수가 수용되는 수용 공간이 구비된 케이스 부재와, 상기 케이스 부재의 내부에 수용된 상기 정수가 냉각되도록 상기 케이스 부재에 배치되는 냉각 부재;
    를 포함하고,
    상기 냉각 부재는, 냉기를 생성하는 열전 모듈과, 상기 열전 모듈의 일측에 열적으로 연결되어 상기 저장수를 냉각시키는 제1 히트파이프와, 상기 열전 모듈의 타측에 열적으로 연결되어 방열을 수행하는 제2 히트파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 생성 장치를 포함하는 정수기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090019615A (ko) 2007-08-21 2009-02-25 웅진코웨이주식회사 정수기 및 정수기의 열역류 방지 방법
EP2659203A2 (en) 2010-12-29 2013-11-06 Coway Co., Ltd. Cold water tank and water treatment apparatus having the same

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