KR101094799B1 - 정수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온수를 제공할 수 있는 정수기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 정수기는, 급수된 물이 저장되는 온수탱크; 상기 온수탱크의 외부에 배치되고, 그 양단부가 온수탱크에 연결되는 순환튜브; 및 상기 순환튜브에 배치되어 상기 온수탱크에서 유입된 물을 가열하는 가열유닛;을 포함하며, 상기 순환튜브의 일단부를 통하여 유입된 물은 상기 가열유닛에 의해 가열되어 온도가 상승하여 상기 순환튜브의 타단부를 통하여 상기 온수탱크로 재유입되며, 이에 따라 상기 온수탱크로부터 상기 순환튜브에 물이 유입되는 순환과정이 수행됨으로써 상기 온수탱크에 수용된 물의 온도를 상승시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명에 의하면, 가열유닛의 표면에 스케일이 발생되는 것을 최소화하고, 가열유닛의 수명을 연장시킬 수 있다.

정수기, 온수탱크, 가열유닛

Description

정수기{WATER PURIFIER}

본 발명은 정수기에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 물속에 함유된 중금속이나 이물질 등을 여과하여 깨끗한 물을 마실 수 있도록 한다. 상기 정수기에는 여과된 물이 저장되는 냉수탱크와 온수탱크가 포함될 수 있다. 상기 냉수탱크에는 여과된 물을 냉각시키는 냉각장치가 배치된다. 상기 온수탱크의 내부에는 여과된 물을 가열시키는 가열장치가 배치된다.

상기 가열장치로는 시쓰 히터(sheath heater)가 적용된다. 상기 시쓰 히터는 파이프의 내부에 열선이 배치되고, 상기 열선은 절연재질에 의해 파이프와 절연되는 구조를 갖는다. 상기 시쓰 히터의 파이프는 스테인리스 또는 구리 재질로 이루어진다.

그러나, 상기 시쓰 히터는 온수탱크 내부에 배치되므로, 상기 파이프의 외면에는 물에 함유된 중금속이나 이물질이 고착되어 스케일을 형성한다. 상기 스케일은 물속에 함유된 여러 물질들이 스테인리스나 구리재질과 열접촉에 의해 물리적 또는 화학적으로 변화되어 고착된 물질이다. 이러한 스케일은 물에 녹게 되거나 섞 이게 되어 사용자가 섭취게 되어 위생이나 건강에 좋지 않았다. 또한, 사용자가 온수탱크가 분해되었을 때에 스케일을 눈으로 볼 경우 제품에 대한 신뢰도가 현저히 저하되었다.

또한, 상기 온수탱크 내부에 물이 시쓰 히터의 상단 이상 채워지지 않을 경우, 상기 시쓰 히터가 장시간 동안 과열됨에 따라 히터의 수명이 단축될 수 있다.

상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가열장치의 외면에 스케일이 고착되는 것을 방지할 수 있는 정수기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 가열장치의 수명을 연장시킬 수 있는 정수기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 정수기는, 급수된 물이 저장되는 온수탱크; 상기 온수탱크의 외부에 배치되고, 그 양단부가 온수탱크에 연결되는 순환튜브; 및 상기 순환튜브에 배치되어 상기 온수탱크에서 유입된 물을 가열하는 가열유닛;을 포함하며, 상기 순환튜브의 일단부를 통하여 유입된 물은 상기 가열유닛에 의해 가열되어 온도가 상승하여 상기 순환튜브의 타단부를 통하여 상기 온수탱크로 재유입되며, 이에 따라 상기 온수탱크로부터 상기 순환튜브에 물이 유입되는 순환과정이 수행됨으로써 상기 온수탱크에 수용된 물의 온도를 상승시킬 수 있도록 구성된다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의한 정수기는, 급수된 물이 저장되는 온수탱크; 상기 온수탱크의 외부에 배치되고, 그 양단부가 온수탱크에 연결되는 순환튜브; 및 상기 순환튜브에 배치되어 상기 온수탱크에서 유입된 물을 가열함에 의해 상기 온수탱크의 물이 온도차에 의해 순환되도록 하는 가열유닛;을 포함하며, 상기 순환튜브에는 2 이상의 유로가 분지되게 형성된 커넥터부가 연결되고, 상기 커넥터부에는 가열유닛들이 병렬로 결합되어 분지된 유로를 형성하도록 구성될 수 있다.

상기 커넥터부에는 가열유닛들의 양단부가 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

상기 각 가열유닛은, 상기 커넥터부에 연결되고, 그 양단부가 개방된 석영관; 및 상기 석영관의 외면에 형성되고, 전원이 인가됨에 따라 발열하는 발열층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열유닛은, 상기 순환튜브에 연결되어 상기 순환튜브를 흐르는 물이 유출입되도록 그 양단부가 개방된 석영관; 및 상기 석영관의 외면에 형성되고, 전원이 인가됨에 따라 발열하는 발열층을 포함할 수 있다.

상기 순환튜브의 양단부는 온수탱크의 하측에 연결될 수 있다.

상기 가열유닛은 온수탱크의 저면보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.

상기 가열유닛은 상기 순환튜브의 타단부에 배치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 가열장치의 외면에 스케일이 고착되는 것을 방지하고 소음을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 가열장치의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정수기의 구체적인 실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 정수기의 온수탱크와 가열유닛을 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 정수기는 물이 유입되는 온수탱크(10)와 냉수탱크(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 온수탱크(10)와 냉수탱크(미도시)에는 생수통에서 토출된 물이 직접 제공되거나 수도물이 필터(미도시)에 의해 여과된 후 제공될 수 있다.

상기 온수탱크(10)는 내부 공간이 밀폐된 원통형 또는 다각 통형으로 형성될 수 있다. 상기 온수탱크(10)의 외측에는 상기 온수탱크(10)를 둘러싸도록 단열부재(20)가 배치될 수 있다. 상기 단열부재(20)는 상기 온수탱크(10)와 외부 공기 사이의 열교환을 차단하여 상기 온수탱크(10)를 보온시킬 수 있다.

상기 온수탱크(10)에는 물이 공급될 수 있도록 급수관(11)이 형성되고, 상기 온수탱크(10)의 저면에는 온수가 온수콕(미도시)에 배출될 수 있도록 배수관(12)이 형성된다. 이때, 상기 배수관(12)의 상단부는 상기 온수탱크(10)의 저면에서 상측 으로 소정 높이를 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 온수탱크(10)의 저면에는 상기 온수탱크(10)에서 남은 물을 배수시킬 수 있도록 잔수 배수부(13)가 형성된다. 따라서, 상기 온수탱크(10)의 내부를 청소할 때에 상기 잔수 배수부(13)를 통해 물을 완전히 외부로 배수시킬 수 있다.

상기 배수관(12)과 잔수 배수부(13)에는 유로를 개폐시킬 수 있도록 밸브(미도시)가 배치될 수 있다.

상기 온수탱크(10)의 외부에는 순환튜브(110)가 배치된다. 상기 순환튜브(110)의 양단부는 온수탱크(10)의 하측에 연결될 수 있다. 이때, 상기 순환튜브(110)의 양단부는 온수탱크(10)의 저면에 연결되어 상기 온수탱크(10)의 수위에 상관없이 상기 순환튜브(110)에 항상 물이 고여 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 온수탱크(10)의 저면에는 상기 순환튜브(110)의 양단부가 끼워질 수 있도록 결합관(14)이 형성될 수 있다.

상기 순환튜브(110)에는 가열유닛(120)이 배치된다. 이때, 상기 가열유닛(120)은 온수탱크(10)의 저면보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 따라서 상기 순환튜브(110)에는 온수탱크(10) 내부에 물이 있는 한 항상 물이 채워지므로, 상기 가열유닛(120)이 과열되는 것을 방지할 수 있게 된다. 나아가, 상기 가열유닛(120)이 과열되는 것을 방지할 수 있으므로, 상기 가열유닛(120)의 파손을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 가열유닛(120)은 순환튜브(110)에 하나 또는 다수 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 상기 순환튜브(110)에 가열유닛(120)이 2개 배치된 경우를 도시하 였다. 아래에서는 상기 순환튜브(110)에 가열유닛(120)이 2개 배치된 경우를 기준으로 설명하기로 한다.

상기 가열유닛(120)들이 순환튜브(110)의 길이방향을 따라 직렬로 배치되는 경우, 상기 각 가열유닛(120) 내부에서 물은 거의 동일한 온도로 가열되므로 상기 순환튜브(110)에서 온도차에 의한 물의 유동성이 상대적으로 저하될 것이다.

따라서, 상기 순환튜브(110)에는 가열유닛(120)들이 병렬로 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 순환튜브(110)에는 2개 이상의 유로(115: 도 2 참조)가 분지되게 형성된 커넥터부(111)가 형성되고, 상기 커넥터부(111)들에는 가열유닛(120)들이 병렬로 결합되어 분지된 유로(115)를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 온수탱크(10)에서 상기 순환튜브(110)의 일단부(도 1에서 순환튜브의 좌측부분)를 통하여 유입된 물은 상기 커넥터부(111)에 의해 가열유닛(120)의 내부로 유입되어 가열된다. 상기 각 가열유닛(120) 내부의 물은 가열되어 온도가 상승하며 상기 온수탱크(10) 내부의 물과 온도차가 발생되므로, 상기 순환튜브(110)의 타단부(도 1에서 순환튜브의 우측부분)를 통하여 온수탱크(10)로 재유입된다. 이에 따라, 온수탱크(10)로부터 순환튜브(110)에 물이 유입되는 순환과정이 수행됨으로써 온수탱크(10)에 수용된 물은 순환튜브(110)를 통해 순환하면서 전체적으로 가열된다.

상기 커넥터부(111)는 순환튜브(110)의 양단부에 결합된다. 상기 커넥터부(111)는 순환튜브(110)에 일체로 형성되거나 또는 별도로 제작된 후 순환튜브(110)에 결합될 수 있다.

상기 가열유닛(120)들은 상기 순환튜브(110)의 타단부(도 1에서 순환튜브의 우측부분)에 배치될 수 있다. 이때, 상기 가열유닛(120) 내부에서 물이 가열되면, 상기 순환튜브(110)의 가열된 물과 온수탱크(10) 측의 가열되지 않은 물 사이에 온도차에 의한 밀도차와 수압차가 발생된다. 이때, 상기 순환튜브(110)와 온수탱크(10)의 저면에는 수압이 거의 동일하게 작용하지만 상기 순환튜브(110)에는 물의 유동저항이 상대적으로 크게 된다. 따라서, 상기 가열유닛(120)에서 가열된 물은 상기 온수탱크(10)로 유입되므로, 상기 가열유닛(120)에서 가열된 물이 상기 순환튜브(110)의 물 유입측으로 역류하는 것을 방지하여 상기 순환튜브(110)에서 물의 유동성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 상기 커넥터부(111)에는 가열유닛(120)들의 양단부가 착탈 가능하게 결합된다. 이때, 상기 각 가열유닛(120)들은 상기 커넥터부(111)의 분지된 각 유로(115)에 대응된다. 따라서, 상기 가열유닛(120)의 조립 및 교체시 상기 가열유닛(120)을 보다 용이하게 교체할 수 있다. 또한, 상기 온수탱크(10)를 분해하지 않고도 가열유닛(120)을 교체할 수 있다.

상기 순환튜브(110)에 병렬로 배치되는 가열유닛(120)들의 개수는 상기 가열유닛의 출력(watt)과 접촉면적에 따라 가변될 것이다. 예를 들면, 상기 가열유닛(120)의 출력이 크거나 접촉면적이 작은 경우 상대적으로 많은 수의 가열유닛(120)들이 설치되어야 할 것이다.

도 2는 정수기의 가열유닛을 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 가열유닛(120)은 상기 순환튜브(110)와 상기 커텍터부(111)를 통해 연결되는 석영관(121)과, 상기 석영관(121)의 외면에 형성되는 발열층(125)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 발열층(125)이 석영관(121)의 외면에 형성되므로 상기 석영관(121)에 물이 유동되더라도 물에 의해 발열층(125)이 절연될 수 있다.

상기 석영관(121)의 분지된 유로(115)의 크기는 상기 온수탱크(10)의 저수용량과 물의 유동성을 감안하여 적절하게 설계될 수 있다. 또한, 상기 석영관(121)은 원형 또는 다각형 단면을 가질 수 있다.

상기 발열층(125)은 석영관(121)의 외면에 도포되거나 부착되는 고저항체인 발열코팅(126)과, 상기 발열코팅(126)의 양단에 배치되는 전극 접속부(127)를 포함한다. 이때, 상기 각 전극 접속부(127)에는 전원이 공급될 수 있도록 전선(129)이 연결된다. 또한, 상기 발열코팅(126)의 두께가 얇을수록 저항이 커지므로, 상기 발열코팅(126)의 발열량은 증가된다. 따라서, 상기 발열코팅(126)의 두께는 온수탱크의 용량 등을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 정수기의 작용에 관해 설명하기로 한다.

상기 온수탱크(10)에 물이 공급되면, 상기 순환튜브(110)에는 온수탱크(10)의 물이 유입된다. 그리고, 상기 가열유닛(120)의 전극 접속부(127)에 전원이 공급되면, 상기 가열유닛(120)의 발열코팅(126)이 전기 저항에 의해 발열된다. 상기 발열코팅(126)이 발열됨에 따라 상기 석영관(121) 내부의 물이 가열된다.

상기 석영관(121) 내부의 가열된 물은 상기 순환튜브(110)와 온수탱크(10)에 있는 물과 온도차에 의해 밀도차 및 수압차가 발생된다. 이어, 상기 석영관(121) 내부의 물은 온수탱크(10)로 유입되고, 상기 석영관(121) 내부에는 상기 순환튜브(110)를 통해 유입된 물이 채워진다. 따라서, 상기 온수탱크(10)에 저장된 물은 상기 순환튜브(110)를 따라 순환되면서 목표 온도까지 가열된다. 그리고, 상기 온수탱크(10)의 물은 단열부재(20)에 의해 보온된다.

이때, 상기 석영관(121)은 규소재질로 이루어지므로, 물에 포함된 여러 물질들을 가열할 때에 상기 물질들과 화학적 반응을 거의 하지 않는다. 따라서, 상기 석영관(121)의 내면에는 스케일이 거의 발생되지 않으므로, 사용자가 위생적으로 깨끗한 물을 마실수 있다.

본 발명은 가열장치의 외면에 스케일이 고착되는 것을 방지하고 상기 가열장치의 수명을 연장시킬 수 있으므로, 산업상으로 현저한 이용 가능성이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정수기의 온수탱크와 가열유닛을 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1의 가열유닛을 도시한 단면도이다.

Claims (8)

1. 급수된 물이 저장되는 온수탱크;

   상기 온수탱크의 외부에 배치되고, 그 양단부가 온수탱크에 연결되는 순환튜브; 및

   상기 순환튜브에 배치되어 상기 온수탱크에서 유입된 물을 가열하는 가열유닛;을 포함하며,

   상기 순환튜브의 일단부를 통하여 유입된 물은 상기 가열유닛에 의해 가열되어 온도가 상승하여 상기 순환튜브의 타단부를 통하여 상기 온수탱크로 재유입되며, 이에 따라 상기 온수탱크로부터 상기 순환튜브에 물이 유입되는 순환과정이 수행됨으로써 상기 온수탱크에 수용된 물의 온도를 상승시킬 수 있도록 구성된 정수기.
2. 급수된 물이 저장되는 온수탱크;

   상기 온수탱크의 외부에 배치되고, 그 양단부가 온수탱크에 연결되는 순환튜브; 및

   상기 순환튜브에 배치되어 상기 온수탱크에서 유입된 물을 가열함에 의해 상기 온수탱크의 물이 온도차에 의해 순환되도록 하는 가열유닛;을 포함하며,

   상기 순환튜브에는 2 이상의 유로가 분지되게 형성된 커넥터부가 연결되고,

   상기 커넥터부에는 가열유닛들이 병렬로 결합되어 분지된 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 정수기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 커넥터부에는 가열유닛들의 양단부가 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 정수기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 가열유닛은:

   상기 커넥터부에 연결되고, 그 양단부가 개방된 석영관; 및

   상기 석영관의 외면에 형성되고, 전원이 인가됨에 따라 발열하는 발열층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 순환튜브의 양단부는 온수탱크의 하측에 연결되는 것을 특징으로 하는 정수기.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가열유닛은 온수탱크의 저면보다 낮은 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가열유닛은 상기 순환튜브의 타단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 가열유닛은:

   상기 순환튜브에 연결되어 상기 순환튜브를 흐르는 물이 유출입되도록 그 양단부가 개방된 석영관; 및

   상기 석영관의 외면에 형성되고, 전원이 인가됨에 따라 발열하는 발열층을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수기.

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