KR20240097154A

KR20240097154A - 메인회로기판장치

Info

Publication number: KR20240097154A
Application number: KR1020220178958A
Authority: KR
Inventors: 박종우; 허진석; 윤식; 신성구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-12-20
Filing date: 2022-12-20
Publication date: 2024-06-27

Abstract

일 실시예의 메인회로기판장치는 정수기에 구비될 수 있다. 메인회로기판장치는, 회로기판, 회로기판을 수용하고, 전기절연성 재질로 형성되는 외함, 외함의 외측에 배치되고, 외부로 노출되는 금속판, 회로기판에 장착되는 제1히트싱크, 및 외함에 수용되고, 일측은 제1히트싱크와 접촉하고 타측은 금속판과 접촉하고, 열전도성 재질로 형성되는 패드를 포함할 수 있다.

Description

메인회로기판장치{MAIN CIRCUIT BOARD DEVICE}

본 발명은 메인회로기판장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수기에 구비되는 메인회로기판장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

정수기는 수돗물인 원수를 여과하여 불순물을 제거하는 장치이다. 정수기는 수돗물에 함유된 부유물이나 유해성분 등을 필터를 이용하여 제거하며, 사용자의 조작에 따라 원하는 만큼의 물을 정수하여 출수한다. 최근의 정수기는 정수는 물론 온수와 냉수의 출수가 가능하며, 크기가 작고 다양한 환경에 설치될 수 있다.

필터에 의한 정수, 가열장치에 의해 가열된 온수 및 냉각된 냉수를 모두 만들 수 있도록 설계된 정수기에는 상온의 물을 냉각하기 위해 냉각장치가 구비될 수 있다. 이러한 냉각장치는 액체에서 기체 그리고 기체에서 액체로 상(phase)변화 하면서 물을 냉각할 수 있는 냉매에 의해 작동하는 냉동사이클을 수행할 수 있다.

냉각장치가 냉동사이클을 수행하기 위해서는 냉매를 압축하는 압축기, 압축기에서 배출되는 고온의 기체상태인 냉매가 가진 열을 외부로 방출하여 냉매를 액화시키는 응축기를 구비할 수 있다.

정수기에는 정수기의 동작을 제어하는 제어부가 구비되는 메인회로기판장치가 배치될 수 있다. 메인회로기판장치에 관한 선행기술은 한국등록특허 10-1841836에 개시된다.

전기에 의해 구동하는 정수기에서는 전기와 전자기파가 발생할 수 있다. 정수기와 같은 전자제품은 정전기방전(Electro Static Discharge, ESD), 전자기간섭(Electro-Magnetic Interference, EMI)이 발생할 수 있다. 이로 인해 회로기판에 정전기, 전자기파가 유입되어 회로기판이 오작동하는 전자기 노이즈가 발생할 수 있다.

각종의 소자가 구비되는 메인회로기판장치가 정확하게 동작하기 위해서는 소자의 동작을 방해하여 전자기 노이즈를 발생시킬 수 있는 정전기, 전자기파가 메인회로기판장치 내부로 유입되는 것을 차단할 필요가 있다.

또한, 메인회로기판장치는 동작시 발열이 발생할 수 있다. 메인회로기판장치에 구비되는 각종 소자들 중에는 열에 민감하게 반응하여 과열될 경우 오작동이 발생하는 것들이 있다.

따라서, 메인회로기판장치가 정확하게 동작하기 위해서는 메인회로기판장치에 구비되는 각종의 소자를 포함하는 회로기판을 효과적으로 냉각할 수 있는 구조가 필요하다.

본 발명의 목적은 정전기 및 전자기파가 외부로부터 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 구조를 가진 메인회로기판장치와 이를 포함하는 정수기를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 회로기판을 용이하게 냉각할 수 있는 구조를 가진 메인회로기판장치와 이를 포함하는 정수기를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은 정전기 및 전자기파의 유입을 차단함과 동시에 회로기판을 냉각할 수 있는 금속판을 포함하는 구조를 가진 메인회로기판장치와 이를 포함하는 정수기를 제공하는 것이다.

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

메인회로기판장치의 일 실시예는, 외함의 외측에 배치되고, 외부로 노출되는 금속판, 회로기판에 장착되는 제1히트싱크, 및 외함에 수용되고, 일측은 제1히트싱크와 접촉하고 타측은 금속판과 접촉하고, 열전도성 재질로 형성되는 패드를 포함할 수 있다.

금속판은 제1하우징의 외측에 장착되는 제1플레이트, 및 제2하우징의 외측에 장착되고, 패드와 접촉하는 제2플레이트를 포함할 수 있다. 제1플레이트와 제2플레이트는 외함을 통해 정전기, 전자기파가 회로기판으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

메인회로기판장치의 일 실시예에서, 제2플레이트는 패드와 접촉하도록 구비될 수 있다. 따라서, 제2플레이트는 방열장치로 기능하여 회로기판에 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

제2플레이트는 회로기판에서 발생하는 열을 주위공기로 발산시킬 수 있다. 동시에 제2플레이트는 외함의 일측 외부에 배치되어 외함 내부로 정전기 및 전자기파가 유입되는 것을 차단할 수 있다.

따라서 제2플레이트는 하나의 구성으로 2가지 역할을 동시에 할 수 있어, 메인회로기판장치의 부피를 줄이면서 성능을 향상시킬 수 있다.

패드는 다공성 금속재질로 형성될 수 있다.

외함은, 제1하우징, 및 제1하우징과 결합하여 회로기판이 수용되는 공간을 형성하고, 패드가 금속판과 접촉하도록 패드가 삽입되는 관통홀이 구비되는 제2하우징을 포함할 수 있다.

금속판은, 제1하우징의 외측에 장착되는 제1플레이트, 및 제2하우징의 외측에 장착되고, 패드와 접촉하는 제2플레이트를 포함할 수 있다.

제2하우징은, 관통홀을 둘러싸도록 배치되고, 회로기판을 향하여 돌출되도록 구비되고, 패드가 안착하는 안착돌기를 포함할 수 있다.

제1히트싱크는 패드를 향하여 돌출되는 복수의 방열핀을 포함하고, 패드는 방열핀의 끝단과 접촉하도록 구비될 수 있다.

메인회로기판장치는, 회로기판에 장착되고 제1히트싱크와 이격되도록 배치되는 제2히트싱크를 더 포함할 수 있다.

회로기판은, 제1히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제1통공, 및 제2히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제2통공을 포함할 수 있다.

외함은 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

일 실시예의 정수기는 하부에 구비되는 기계실, 기계실의 상측에 배치되고, 물을 냉각하는 냉각부, 기계실 및 냉각부의 외부에 배치되는 출수부, 및 냉각부에 배치되고 제어부가 구비되는 메인회로기판장치를 포함할 수 있다.

메인회로기판장치는, 회로기판, 회로기판을 수용하고, 전기절연성 재질로 형성되는 외함, 외함의 외측에 배치되고, 외부로 노출되는 금속판, 회로기판에 장착되는 제1히트싱크, 및 외함에 수용되고, 일측은 제1히트싱크와 접촉하고 타측은 금속판과 접촉하고, 다공성 금속재질로 형성되는 패드를 포함할 수 있다.

외함은, 제1하우징, 및 회로기판이 수용되는 공간을 형성하고, 패드가 삽입되도록 구비되는 제2하우징을 포함할 수 있다.

제2하우징은, 패드가 금속판과 접촉하도록 패드가 삽입되는 관통홀이 구비될 수 있다.

금속판은, 제1하우징의 외측에 장착되는 제1플레이트, 및 제2하우징의 외측에 장착되고, 패드와 접촉하는 제2플레이트를 포함하고, 제2하우징은, 관통홀을 둘러싸도록 배치되고, 회로기판을 향하여 돌출되도록 구비되고, 패드가 안착하는 안착돌기를 포함할 수 있다.

제1히트싱크는 패드를 향하여 돌출되는 복수의 방열핀을 포함하고, 회로기판은 제1히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제1통공을 포함할 수 있다.

메인회로기판장치는, 회로기판에 장착되고 제1히트싱크와 이격되도록 배치되는 제2히트싱크를 더 포함하고, 회로기판은 제2히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제2통공을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 메인회로기판장치와 이를 포함하는 정수기에서, 회로기판을 수용하는 외함의 제1하우징의 외측에는 제1플레이트가 배치되고, 제2하우징의 외측에는 제2플레이트가 배치될 수 있다. 제1플레이트와 제2플레이트는 외함의 대부분의 면적을 차지하도록 배치되어 외함을 통해 정전기, 전자기파가 회로기판으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

이에 따라, 정전기, 전자기파로 인해 회로기판에 전자기 노이즈가 발생하는 것을 억제하여, 제어부의 동작의 정확성을 높이고 정수기의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 메인회로기판장치와 이를 포함하는 정수기에서, 제2플레이트는 패드와 접촉하도록 구비될 수 있다. 따라서, 회로기판에서 발생한 열은 제1히트싱크, 패드를 순차적으로 거쳐 제2플레이트로 전달될 수 있다.

제2플레이트의 일면은 주위공기에 노출되고, 제2플레이트의 노출면적은 크게 구비될 수 있다. 따라서, 제2플레이트는 방열장치로 기능하여 회로기판에 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

따라서, 메인회로기판장치에 패드와 제2플레이트가 서로 접촉하도록 구비됨으로써, 외함 내부에 배치된 회로기판에서 발생하는 열을 외함 외부로 용이하게 배출할 수 있어 화로기판의 냉각효율을 현저히 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 메인회로기판장치와 이를 포함하는 정수기에서, 제2플레이트는 정전기와 전자기파를 차단하는 동시에 회로기판에 발생하는 열을 효과적으로 냉각함으로써, 하나의 구성으로 2가지 역할을 동시에 할 수 있어, 메인회로기판장치의 부피를 줄이면서 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

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

도 1은 일 실시예에 따른 정수기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 정수기를 다른 각도에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1에서 하우징을 생략하고 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 배면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 메인회로기판장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 분해도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 메인회로기판장치의 단면도이다.
도 8는 일 실시예에 따른 제2하우징을 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 9부분을 확대한 도면이다.
도 10은 회로기판과 히트싱크를 나타낸 분해사시도이다.
도 11은 회로기판과 히트싱크를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11에서 히트싱크를 생략한 도면이다.

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.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.

명세서 전체에서 "상하방향"은 메인회로기판장치 및 정수기가 일상적으로 사용되도록 설치된 상태에서 메인회로기판장치 및 정수기의 상하방향을 의미한다. "좌우방향"은 상하방향과 직교하는 방향을 의미하고, 전후방향은 상하방향 및 좌우방향 모두에 대하여 직교하는 방향을 의미한다. "양측방향" 또는 "측방향"은 좌우방향 및 전후방향을 포함하는 의미를 가진다.

도 1은 일 실시예에 따른 정수기를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 정수기를 다른 각도에서 바라본 도면이다.

실시예에 따른 정수기는 상수도관으로부터 유입되는 상수(city water)를 필터링하는 기능, 물을 냉각하여 냉수로 만드는 기능, 물을 가열하여 온수로 만드는 기능을 가질 수 있다. 정수기는 기계실(100), 냉각부(200), 케이싱(400), 바닥판(500), 및 출수부(300)를 포함할 수 있다.

기계실(100)은 정수기의 하부 즉, 케이싱(400)의 하부에 배치되고, 상기 정수기의 동작에 필요한 부품들이 구비될 수 있다. 기계실(100)은 정수기의 하부에 구비되고, 정수기를 동작시키는 각종의 부품이 배치될 수 있다. 기계실(100)은 케이싱(400)이 형성하는 정수기의 내부공간의 하부일 수 있다. 기계실(100)은 압축기(110), 송풍팬(130), 응축기(140)를 포함할 수 있다.

압축기(110)는 기계실(100)의 하부에 배치되고, 냉매를 압축하여 고온 및 고압의 냉매를 배출할 수 있다. 압축기(110)는 바닥판(500)의 상면에 결합하도록 배치될 수 있다. 이러한 구조로 인해 압축기(110)는 정수기 내부에서 최하부에 배치될 수 있다.

압축기(110)는 정수기를 구성하는 부품 중 상대적으로 하중이 큰 부품이다. 한편, 실시예에 따른 정수기는 평면으로 보아 단면적이 상대적으로 작고, 상하방향 길이가 상대적으로 긴 타워형으로 구비될 수 있다.

이러한 타워형 정수기의 경우, 그 형상으로 인해 설치위치의 바닥면에 놓인 상태에서 전복될 우려가 있다. 실시예에서는 다른 부품보다 상대적으로 하중이 큰 압축기(110)를 정수기의 최하부에 배치하여, 정수기 전체의 무게중심의 높이를 낮출 수 있다.

이러한 구조로 인해 정수기의 무게중심이 정수기에서 낮은 곳에 위치하게 됨으로써, 정수기가 설치된 상태에서 외부충격 등에 의해 전복되는 것이 효과적으로 억제될 수 있다.

응축기(140)는 압축기(110)의 상측에 배치될 수 있다. 응축기(140)의 일측에는 송풍팬(130)이 배치될 수 있다. 송풍팬(130)은 공기를 강제유동시켜 압축기(110)와 응축기(140)를 냉각시킬 수 있다.

바닥판(500)의 통기영역(510)을 통해 공기가 원활하게 기계실(100)로 유입되고 통기영역(510)을 통해 공기가 원활하게 기계실(100) 외부로 배출되기 위해서는 냉각을 위한 공기는 기계실(100) 내부에서 순환유동을 하도록 설계되는 것이 적절하다.

기계실(100)은 가열부(160), 팽창기(170), 구동모터(180)를 더 포함할 수 있다.

가열부(160)는 압축기(110)의 일측에 배치되고, 물을 가열 수 있다. 가열부(160)는 물배관(810)과 연결되고 가열부(160)를 통과한 물은 가열되어 온수가 되어 출수구(340)를 통해 출수될 수 있다.

정수기 전체의 체적을 줄이기 위해, 가열부(160)는 압축기(110)의 일측에 배치되고, 평면으로 보아 단면이 사각형인 케이스 내부에 수용되기에 적절한 형상으로 제작되는 것이 적절하다.

따라서, 가열부(160)는 두께가 비교적 얇은 납작한 판형으로 제작되고 외형은 대략적으로 육면체로 형성될 수 있다. 이러한 가열부(160)의 형상으로 인해 기계실(100)과 정수기 전체의 체적을 줄일 수 있다. 예를 들어, 가열부(160)는 전기를 이용하여 가열하는 전열식 장치로 구비될 수 있다.

팽창기(170)는 압축기(110)로부터 유입되는 액체상태의 냉매를 단열팽창시켜 냉매의 온도를 떨어트릴 수 있다. 팽창기(170)는 예를 들어 모세관 형태 또는 팽창밸브의 형태로 구비될 수 있다. 실시예에 따른 도면에서는 모세관 형태의 팽창기(170)가 도시되었다. 전술한 바와 같이, 팽창기(170)는 냉매배관(820)을 통해 응축기(140) 및 증발기와 연결될 수 있다.

구동모터(180)는 케이싱(400)에 결합하여 기계실(100)에 구비될 수 있다. 구동모터(180)는 출수부(300)를 정수기의 상하방향으로 이동시킬 수 있다.

또한, 기계실(100)에는 정수기의 작동에 필요한 전기를 외부전원으로부터 공급받기 위한 전원단자부(830)가 구비될 수 있다. 전원단자부(830)는 외부전원과 전기적으로 연결될 수 있다.

냉각부(200)는 케이싱(400)의 상부에 배치되고, 기계실(100)의 상측에 배치되고, 물을 냉각할 수 있다. 냉각부(200)는 케이싱(400)이 형성하는 정수기의 내부공간의 상부일 수 있다.

냉각부(200)에는 물을 냉각하기 위한 증발기와 사용자가 음용하는 물이 유동하는 냉각코일이 배치될 수 있다. 냉각부(200)에는 냉각수가 저장되는 저장탱크(210)를 포함하고, 증발기와 냉각코일은 냉각수에 담긴 상태로 저장탱크(210)에 수용될 수 있다. 냉각수는 증발기와 냉각코일 사이의 열전달 매체의 역할을 할 수 있다.

실시예에 따른 정수기는 상변화하는 냉매가 순환하는 냉동사이클을 이용하여 물을 냉각시킬 수 있다. 이하에서, 정수기에 구비되는 냉동사이클을 먼저 설명한다.

냉동사이클은 압축기(110), 응축기(140), 팽창기(170) 및 증발기를 포함하고, 각 장치를 연결하여 냉매가 이들 각 장치를 순환하도록 하는 배관이 구비될 수 있다. 냉동사이클에서 작동유체(working fluid)의 역할을 하는 냉매는 예를 들어, HCFC화합물, HFC화합물, HFO화합물 등 다양한 물질로 구비될 수 있다.

증발기에서 배출되는 기체상태의 냉매는 압축기(110)로 유입되고, 냉매는 압축기(110)에서 압축되어 고온 및 고압의 기체상태로 압축기(110)로부터 배출되어 응축기(140)로 유입될 수 있다.

냉매는 응축기(140)를 통과하면서 주위로 열을 빼앗기고 기체상태에서 액체상태로 응축되고, 응축기(140)로부터 배출되어 팽창기(170)로 유입될 수 있다.

냉매는 팽창기(170)를 통과하면서 단열팽창하고 일부가 기화되어 기체와 액체가 혼합된 포화상태가 될 수 있다. 냉매는 단열팽창을 통해 기화열을 잃게 되고 이에 따라 온도가 급격히 낮아질 수 있다. 팽창기(170)로부터 배출되는 포화상태의 냉매는 증발기로 유입될 수 있다.

냉매는 증발기를 통과하면서 주위의 열을 흡수하여 기화하게 되고, 거의 대부분이 기화된 상태로 증발기로부터 배출되어 압축기(110)로 유입될 수 있다.

냉매는 전술한 사이클을 반복하면서, 응축기(140)에서 주위로 열을 배출하고, 증발기에서 주위로부터 열을 흡수할 수 있다. 이에 따라 냉동사이클에서 증발기 주위에서 물의 열을 빼앗아 물을 냉각시킬 수 있다.

즉, 정수기의 냉각부(200)에서는 증발기와 물이 유동하는 냉각코일 사이에서 열교환이 일어나, 증발기를 유동하는 냉매는 열을 흡수하여 액체에서 기체로 상변화하고 냉각코일을 유동하는 물은 열을 빼앗겨 냉각될 수 있다.

케이싱(400)은 정수기의 외형을 형성하고, 또한 기계실(100) 및 냉각부(200)의 외형을 형성할 수 있다. 케이싱(400)은 대체로 속이 빈 육각형 형태를 가지고, 상단은 폐쇄되고 하단은 개방된 형태로 수비될 수 있다. 케이싱(400)의 개방된 하단은 바닥판(500)과 결합하여 폐쇄될 수 있다.

케이싱(400)의 내부공간의 상부는 냉각부(200)를 형성하고, 내부공간의 하부는 기계실(100)을 형성할 수 있다. 케이싱(400)은 예를 들어, 가볍고 성형성이 양호한 플라스틱을 사출성형하여 제작될 수 있다.

정수기가 차지하는 면적을 줄이고, 정수기에 구비되는 부품들을 내장하는 충분한 공간을 마련하기 위해, 케이싱(400)은 평면으로 보아 단면적이 상대적으로 작고, 상하방향 길이가 상대적으로 긴 타워형으로 형성될 수 있다. 이에 따라 정수기의 외형도 전체적으로 타워형으로 형성될 수 있다.

또한, 케이싱(400)의 내부에는 냉매가 유동하는 냉매배관(820)이 배치될 수 있다. 이러한 냉매배관(820)은 기계실(100)과 냉각부(200) 전체에 걸쳐서 배치될 수 있다. 냉매배관(820)은 압축기(110), 응축기(140), 팽창기(170) 및 증발기를 연결하여 냉매가 이들 장치를 순환하면서 냉동사이클을 구성하도록 할 수 있다.

냉매배관(820)은 팽창기(170)를 통과한 이후에서 온도가 낮아지므로, 낮은 냉매온도를 유지하기 위해 팽창기(170) 이후부터 증발기까지의 부위에서 단열부재가 감싸도록 구비될 수 있다.

바닥판(500)은 압축기(110)가 배치되고, 기계실(100)의 바닥을 형성할 수 있다. 바닥판(500)은 케이싱(400)의 다단에 결합하여 케이싱(400)의 하단을 폐쇄할 수 있다.

바닥판(500)의 상면에는 압축기(110)가 놓일 수 있다. 이에 따라 압축기(110)는 정수기 내부에서 최하부에 배치될 수 있다. 바닥판(500)에는 정수기의 내부로 공기 유입되고, 정수기의 외부로 공기가 배출될 수 있도록 통기영역(510)이 형성될 수 있다.

출수부(300)는 기계실(100) 및 냉각부(200)의 외부에 배치되고, 케이싱(400)의 외부에 배치되고 사용자가 음용하는 물이 배출될 수 있다. 출수부(300)는 물이 배출되는 출수구(340)를 포함하고, 기계실(100) 및 냉각부(200) 사이를 왕복이동하도록 구비될 수 있다. 출수부(300)는 기계실(100)과 냉각부(200)의 외형을 형성하는 케이싱(400)의 외부에 배치되고, 케이싱(400)을 따라 정수기의 상하방향으로 왕복이동하도록 구비될 수 있다.

출수부(300)는 케이싱(400)의 외부에서 케이싱(400)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 출수부(300)는 케이싱(400)을 둘러싸도록 전체적으로 링형상으로 구비될 수 있다.

출수부(300)가 정수기의 상하방향으로 왕복이동함으로써, 출수부(300)의 높이가 조절될 수 있다. 사용자가 컵의 상단의 높이에 상관없이 출수부(300) 아래에 컵을 가져다 놓으면, 정수기의 제어부는 출수구(340) 끝에서 컵 상단까지의 거리를 측정할 수 있다.

제어부는 측정된 결과에 기초하여, 물이 컵 밖으로 튀어오르지 않고 컵에 담기기에 적당한 거리가 되도록 출수부(300)를 정수기의 상하방향으로 이동시켜 출수부(300)의 높이를 조절할 수 있다.

도 3은 도 1에서 케이싱(400)을 생략하고 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3의 배면도이다. 이하의 도면에서 명확한 설명을 위해 배관의 일부의 도시를 생략하였고, 또한 냉매배관(820)에 장착되는 단열부재의 일부도 도시를 생략하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 출수부(300)는 기계실(100) 및 냉각부(200) 둘러싸도록 배치되고, 정수기의 상하방향으로 이동하도록 구비될 수 있다. 출수부(300)의 최고높이가 케이싱(400)의 상단보다 낮은 높이까지이고, 최저높이가 돌출된 출수구(340)가 정수기가 배치된 부위의 지면에 닿지 않을 높이가 되는 범위에서, 출수부(300)의 정수기의 상하방향 이동범위가 적절히 정해질 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 기계실(100)에는 상수도관으로부터 유입되는 상수를 여과하기 위한 필터가 구비될 수 있다. 필터는 예를 들어, 카본블럭필터, UF필터 등으로 구비될 수 있고, 복수의 필터가 정수기에 구비될 수도 있다.

필터를 통과한 물은 그대로 출수구(340)로 배출되거나, 또는 냉각부(200)를 거쳐 냉각되어 출수구(340)로 배출되거나, 또는 가열부(160)를 거쳐 가열되어 출수구(340)로 배출될 수 있다.

냉각부(200)는 저장탱크(210), 탁도센서(240), 메인회로기판장치(600)를 더 포함할 수 있다. 저장탱크(210)는 냉매에 의해 냉각되는 냉각수를 저장할 수 있다. 이때 냉각수는 증발기의 냉매에 의해 냉각되고 냉각된 상태에서 냉각코일을 유동하는 물을 냉각시킬 수 있다.

탁도센서(240)는 냉각부(200)에서 저장탱크(210)의 외부에 배치되고, 물배관(810)과 연결될 수 있다. 탁도센서(240)는 물배관(810)을 유동하는 물의 혼탁정도를 센싱하고, 이에 관한 정보를 제어부로 전송할 수 있다.

제어부는 탁도센서(240)로부터 전송받은 물의 혼탁정도에 기초하여, 사용자에게 필터교체 또는 물배관(810) 청소의 시기가 되었음을 알릴 수 있다.

메인회로기판장치(600)는 냉각부(200)에 배치되고, 저장탱크(210)의 일측에 배치되고 제어부가 구비될 수 있다. 메인회로기판장치(600)에 구비되는 제어부에 의해 정수기의 동작이 제어될 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 메인회로기판장치(600)를 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 5의 분해도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 메인회로기판장치(600)의 단면도이다.

정수기에 구비되는 메인회로기판장치(600)는 배치되는 공간의 부피를 줄이기 위해 대략적으로 단면적이 크고 폭이 작은 판형으로 구비될 수 있다.

메인회로기판장치(600)는, 회로기판(610), 외함(620), 금속판(630), 제1히트싱크(640), 패드(650)를 포함할 수 있다. 회로기판(610)은 정수기의 동작을 제어하는 제어부가 구비될 수 있다. 회로기한은 제어부를 구성하기 위한 각종의 능동소자, 수동소자, 회로를 이루는 배선 등이 구비될 수 있다.

회로기판(610)에 구비되는 소자들 중에는 전기가 인가되어 동작하는 경우에 발열이 발생하는 발열소자가 있다. 따라서, 발열소자의 발열로 인하여 회로기판(610)은 전체적으로 발열될 수 있고, 회로기판(610)의 발열을 냉각하기 위한 적어도 하나의 히트싱크가 회로기판(610)에 장착될 수 있다.

외함(620)은 회로기판(610)을 수용하고, 전기절연성 재질로 형성될 수 있다. 외함(620)은 회로기판(610)이 수용되는 공간을 형성할 수 있고, 외부로부터 불필요한 전기가 회로기판(610)에 인가되거나, 회로기판(610)으로부터 외부로 누전이 발생하는 것을 차단하기 위해 전기절연성 재질로 형성될 수 있다.

예를 들어, 외함(620)은 전기절연성이 우수한 플라스틱 재질을 이용하여 사출성형으로 제작될 수 있다.

금속판(630)은 외함(620)의 외측에 배치되고, 외부로 노출될 수 있다. 금속판(630)은 금속재질의 박막으로 형성되고, 한 쌍의 외함(620) 각각의 외측에 배치되는 한 쌍으로 구비될 수 있다.

금속판(630)의 일면은 외부로 노출되어 주위공기와 접촉할 수 있다. 따라서, 금속판(630)은 넓은 면적을 가지고 주위공기와 접촉하여 회로기판(610)에서 발생하는 열을 외부로 방열하여 회로기판(610)을 냉각하는 방열장치의 역할을 할 수 있다.

금속판(630)은 외함(620)의 외측에 배치되어 외함(620)의 내부에 수용되는 회로기판(610)에 정전기 또는 전자기파가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 금속판(630)이 정전기 또는 전자기파를 차단함으로써, 외함(620)의 내부에 배치되는 회로기판(610)에 정전기 또는 전자기파로 인한 전자기 노이즈의 발생이 효과적으로 차단될 수 있다.

금속판(630)은 예를 들어, 접착제 등에 의해 외함(620)의 외부표면에 결합될 수 있다. 금속판(630)은 외함(620)의 넓은 면에 부착되어 외함(620)의 되도록 많은 부분을 가질 수 있다. 이러한 구조로 인해 금속판(630)은 외함(620)의 대부분을 가려 외함(620)을 통해 회로기판(610)으로 정전기 또는 전자기파가 유입되는 것이 효과적으로 차단될 수 있다.

제1히트싱크(640)는 회로기판(610)에 장착되고, 회로기판(610)에서 발생하는 열을 흡수하여 회로기판(610)이 동작중에 과열되는 것을 방지할 수 있다. 제1히트싱크(640)는 패드(650)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 따라서, 제1히트싱크(640)에서 흡수된 열은 패드(650)로 전달될 수 있다.

패드(650)는 외함(620)에 수용되고, 일측은 제1히트싱크(640)와 접촉하고 타측은 금속판(630)과 접촉할 수 있다. 패드(650)는 금속판(630)과 접촉하여 제1히트싱크(640)로부터 전달받은 열을 다시 금속판(630)으로 전달할 수 있다. 금속판(630)은 전달받은 열을 노출된 부위에서 주위공기를 방열시킬 수 있다.

패드(650)는 대략 소정의 두께를 가진 육면체로 구비될 수 있다. 패드(650)는 열전도도가 높은 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 패드(650)는 열전도도가 양호한 금속재질로 형성될 수 있다.

또한, 열전달을 원활하게 하기 위해, 패드(650)는 양면이 각각 제1히트싱크(640)와 금속판(630)에 항상 접촉되도록 배치될 필요가 있다. 이를 위해 메인회로기판장치(600)에 장착되는 않은 상태에서 패드(650)의 두께는 서로 마주보는 제1히트싱크(640)와 금속판(630) 사이의 거리보다 크게 구비될 수 있다.

또한, 메인회로기판장치(600)에 패드(650)가 장착된 상태에서 패드(650)의 두께는 줄어들어, 패드(650)가 제1히트싱크(640) 및 금속판(630)과 안정적인 접촉을 유지하도록 구비될 수 있다.

이를 위해, 패드(650)는 금속재질로 구비되고, 스펀지처럼 신축성 있는 구조로 구비될 필요가 있다.

패드(650)는 신축성을 높이기 위해 수많은 공극이 구비되는 다공성 재질로 구비될 수 있다. 따라서, 패드(650)는 다공성 금속재질로 형성될 수 있다.

외함(620)은 제1하우징(621)과 제2하우징(622)을 포함할 수 있다. 제1하우징(621)은 제2하우징(622)과 결합하여 회로기판(610)을 수용할 수 있다. 제1하우징(621)의 외측에는 한 쌍의 금속판(630) 중 제1플레이트(631)가 장착될 수 있다.

제2하우징(622)은 제1하우징(621)과 결합하여 회로기판(610)이 수용되는 공간을 형성할 수 있다. 제2하우징(622)은 회로기판(610)의 수용공간을 형성하기 위해 전면패널(6221)과 절곡부(6222)를 포함할 수 있다.

전면패널(6221)은 회로기판(610)의 면적보다 넓은 면적을 가지도록 형성되고, 외측표면에 제2플레이트(632)가 장착될 수 있다. 절곡부(6222)는 전면패널(6221)의 단부에서 절곡되어 전면패널(6221)과 함께 회로기판(610)의 수용공간을 형성할 수 있다.

절곡부(6222)와 제1하우징(621)은 형상끼워맞춤결합 및 나사못 등의 체결수단이 조합되어 서로 결합하고, 이에 따라 제1하우징(621)과 제2하우징(622)은 서로 결합할 수 있다.

제2하우징(622)은 패드(650)가 삽입되도록 구비될 수 있다. 제2하우징(622)에는 패드(650)가 금속판(630)과 접촉하도록 패드(650)가 삽입되는 관통홀(622a)이 구비될 수 있다.

관통홀(622a)은 제2하우징(622)의 전면패널(6221)에 형성될 수 있다. 패드(650)는 관통홀(622a)을 통해 제2하우징(622)을 통과하여 일면은 제1히트싱크(640)와 접촉하고, 타면은 제2플레이트(632)와 접촉할 수 있다.

금속판(630)은 제1플레이트(631), 제2플레이트(632)를 포함하는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 제1플레이트(631)는 제1하우징(621)의 외측에 장착되어 정전기 및 전자기파가 제1하우징(621)을 통해 회로기판(610)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

제2플레이트(632)는 제2하우징(622)의 외측에 장착되어 정전기 및 전자기파가 제2하우징(622)을 통해 회로기판(610)으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

실시예에서, 회로기판(610)을 수용하는 외함(620)의 제1하우징(621)의 외측에는 제1플레이트(631)가 배치되고, 제2하우징(622)의 외측에는 제2플레이트(632)가 배치될 수 있다. 제1플레이트(631)와 제2플레이트(632)는 외함(620)의 대부분의 면적을 차지하도록 배치되어 외함(620)을 통해 정전기, 전자기파가 회로기판(610)으로 유입되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

이에 따라, 정전기, 전자기파로 인해 회로기판(610)에 전자기 노이즈가 발생하는 것을 억제하여, 제어부의 동작의 정확성을 높이고 정수기의 성능을 향상시킬 수 있다.

제2플레이트(632)는 패드(650)와 접촉하도록 구비될 수 있다. 따라서, 회로기판(610)에서 발생한 열은 제1히트싱크(640), 패드(650)를 순차적으로 거쳐 제2플레이트(632)로 전달될 수 있다.

제2플레이트(632)의 일면은 주위공기에 노출되고, 제2플레이트(632)의 노출면적은 크게 구비될 수 있다. 따라서, 제2플레이트(632)는 방열장치로 기능하여 회로기판(610)에 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

따라서, 메인회로기판장치(600)에 패드(650)와 제2플레이트(632)가 서로 접촉하도록 구비됨으로써, 외함(620) 내부에 배치된 회로기판(610)에서 발생하는 열을 외함(620) 외부로 용이하게 배출할 수 있어 화로기판의 냉각효율을 현저히 향상시킬 수 있다.

또한 실시예에서, 제2플레이트(632)는 정전기와 전자기파를 차단하는 동시에 회로기판(610)에 발생하는 열을 효과적으로 냉각함으로써, 하나의 구성으로 2가지 역할을 동시에 할 수 있어, 메인회로기판장치(600)의 부피를 줄이면서 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 8는 일 실시예에 따른 제2하우징(622)을 나타낸 사시도이다. 도 9는 도 8의 9부분을 확대한 도면이다. 제2하우징(622)은 안착돌기(622b)를 포함할 수 있다. 안착돌기(622b)는 관통홀(622a)을 둘러싸도록 배치되고, 회로기판(610)을 향하여 돌출되도록 구비되고, 패드(650)가 안착할 수 있다.

패드(650)는 안착돌기(622b)에 안착함으로써, 제2하우징(622)에 용이하게 끼워지고, 설계된 위치를 유지할 수 있다. 안착돌기(622b)는 패드(650)를 안정적으로 지지하고, 이에 따라 메인회로기판장치(600)를 조립하는 과정에서 패드(650)가 원래의 위치를 이탈하지 않을 수 있으므로, 메인회로기판장치(600)의 조립성이 향상될 수 있다.

제1히트싱크(640)는 베이스(642)와 방열핀(641)을 포함할 수 있다. 베이스(642)는 회로기판(610)에 장착되어 회로기판(610)으로부터 열을 흡수할 수 있다. 방열핀(641)은 패드(650)를 향하여 돌출되고 복수로 구비될 수 있다.

방열핀(641)은 방열면적을 증가시키기 위해, 베이스(642)로부터 돌출되고 복수로 구비될 수 있다. 패드(650)는 방열핀(641)의 끝단과 접촉하도록 구비될 수 있다. 따라서, 패드(650)는 방열핀(641)으로부터 열을 흡수할 수 있다. 한편, 방열핀(641) 중 일부분은 외함(620) 내부의 공기와 접촉하여 이러한 공기에 의해 냉각될 수 있다.

도 10은 회로기판(610)과 히트싱크를 나타낸 분해사시도이다. 도 11은 회로기판(610)과 히트싱크를 나타낸 평면도이다. 도 12는 도 11에서 히트싱크를 생략한 도면이다.

메인회로기판장치(600)는 회로기판(610)에 장착되고 제1히트싱크(640)와 이격되도록 배치되는 제2히트싱크(660)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예의 제2히트싱크(660)는 패드(650)와 접촉하지 않도록 구비될 수 있다.

다른 실시예로 메인회로기판장치(600)에는 제2히트싱크(660)와 접촉하는 제2패드가 추가될 수 있다. 제2패드는 제2플레이트(632)와 접촉하여 회로기판(610)의 열을 제2플레이트(632)에 전달하도록 구비될 수 있다. 이하에서 제2패드가 구비되지 않는 구조에 대해 설명한다.

제2히트싱크(660)는 방열핀(661), 베이스(662)를 포함할 수 있다. 베이스(662)는 회로기판(610)에 장착되어 회로기판(610)으로부터 열을 흡수할 수 있다. 방열핀(661)은 패드(650)를 향하여 돌출되고 복수로 구비될 수 있다. 방열핀(661)은 외함(620) 내부의 공기와 접촉하여 이러한 공기에 의해 냉각될 수 있다.

회로기판(610)은 제1통공(611)과 제2통공(612)을 포함할 수 있다. 제1통공(611)은 제1히트싱크(640)가 장착되는 위치에 형성될 수 있다. 제2통공(612)은 제2히트싱크(660)가 장착되는 위치에 형성될 수 있다.

제1통공(611)과 제2통공(612)에는 제1히트싱크(640)와 제2히트싱크(660)의 베이스(642, 662)의 바닥면이 배치될 수 있다. 외함(620) 내부의 공기는 제1통공(611)과 제2통공(612)을 통해 베이스(642, 662)의 바닥면에 접촉하여 베이스(642, 662)를 냉각할 수 있다.

이러한 구조로 인해, 제1통공(611)과 제2통공(612)은 베이스(642, 662)의 바닥면으로 공기가 원활하게 유동하도록 하여 제1히트싱크(640)와 제2히트싱크(660)의 냉각을 증진시킬 수 있다.

즉, 제1통공(611)과 제2통공(612)은 제1히트싱크(640)와 제2히트싱크(660)가 외함(620) 내부의 공기와 원활하게 접촉하도록 하여, 제1히트싱크(640)와 제2히트싱크(660)의 냉각을 증진시킬 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.

100: 기계실
200: 냉각부
300: 출수부
600: 메인회로기판장치
610: 회로기판
620: 외함
630: 금속판
640: 제1히트싱크
650: 패드

Claims

정수기에 구비되는 메인회로기판장치에 있어서,
상기 메인회로기판장치는,
회로기판;
상기 회로기판을 수용하고, 전기절연성 재질로 형성되는 외함;
상기 외함의 외측에 배치되고, 외부로 노출되는 금속판;
상기 회로기판에 장착되는 제1히트싱크; 및
상기 외함에 수용되고, 일측은 상기 제1히트싱크와 접촉하고 타측은 상기 금속판과 접촉하고, 열전도성 재질로 형성되는 패드
를 포함하는,
메인회로기판장치.
제1항에 있어서,
상기 패드는 다공성 금속재질로 형성되는,
메인회로기판장치.
제1항에 있어서,
상기 외함은,
제1하우징; 및
상기 제1하우징과 결합하여 상기 회로기판이 수용되는 공간을 형성하고, 상기 패드가 상기 금속판과 접촉하도록 상기 패드가 삽입되는 관통홀이 구비되는 제2하우징
을 포함하는,
메인회로기판장치.
제3항에 있어서,
상기 금속판은,
상기 제1하우징의 외측에 장착되는 제1플레이트; 및
상기 제2하우징의 외측에 장착되고, 상기 패드와 접촉하는 제2플레이트
를 포함하는,
메인회로기판장치.
제3항에 있어서,
상기 제2하우징은,
상기 관통홀을 둘러싸도록 배치되고, 상기 회로기판을 향하여 돌출되도록 구비되고, 상기 패드가 안착하는 안착돌기를 포함하는,
메인회로기판장치.
제1항에 있어서,
상기 제1히트싱크는 상기 패드를 향하여 돌출되는 복수의 방열핀을 포함하고,
상기 패드는 상기 방열핀의 끝단과 접촉하도록 구비되는,
메인회로기판장치.
제6항에 있어서,
상기 회로기판에 장착되고 상기 제1히트싱크와 이격되도록 배치되는 제2히트싱크를 더 포함하는,
메인회로기판장치.
제7항에 있어서,
상기 회로기판은,
상기 제1히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제1통공; 및
상기 제2히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제2통공
을 포함하는,
메인회로기판장치.
제1항에 있어서,
상기 외함은 플라스틱 재질로 형성되는,
메인회로기판장치.
정수기에 있어서,
상기 정수기의 하부에 구비되는 기계실;
상기 기계실의 상측에 배치되고, 물을 냉각하는 냉각부;
상기 기계실 및 상기 냉각부의 외부에 배치되는 출수부; 및
상기 냉각부에 배치되고 제어부가 구비되는 메인회로기판장치
를 포함하고,
상기 메인회로기판장치는,
회로기판;
상기 회로기판을 수용하고, 전기절연성 재질로 형성되는 외함;
상기 외함의 외측에 배치되고, 외부로 노출되는 금속판;
상기 회로기판에 장착되는 제1히트싱크; 및
상기 외함에 수용되고, 일측은 상기 제1히트싱크와 접촉하고 타측은 상기 금속판과 접촉하고, 다공성 금속재질로 형성되는 패드
를 포함하는,
정수기.
제10항에 있어서,
상기 외함은,
제1하우징; 및
상기 회로기판이 수용되는 공간을 형성하고, 상기 패드가 삽입되도록 구비되는 제2하우징
을 포함하는,
정수기.
제11항에 있어서,
상기 제2하우징은,
상기 패드가 상기 금속판과 접촉하도록 상기 패드가 삽입되는 관통홀이 구비되는,
정수기.
제12항에 있어서,
상기 금속판은,
상기 제1하우징의 외측에 장착되는 제1플레이트; 및
상기 제2하우징의 외측에 장착되고, 상기 패드와 접촉하는 제2플레이트
를 포함하고,
상기 제2하우징은,
상기 관통홀을 둘러싸도록 배치되고, 상기 회로기판을 향하여 돌출되도록 구비되고, 상기 패드가 안착하는 안착돌기를 포함하는,
정수기.
제10항에 있어서,
상기 제1히트싱크는 상기 패드를 향하여 돌출되는 복수의 방열핀을 포함하고,
상기 회로기판은 상기 제1히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제1통공을 포함하는,
정수기.
제10항에 있어서,
상기 메인회로기판장치는,
상기 회로기판에 장착되고 상기 제1히트싱크와 이격되도록 배치되는 제2히트싱크를 더 포함하고,
상기 회로기판은 상기 제2히트싱크가 장착되는 위치에 형성되는 제2통공을 포함하는,
정수기.