KR101520379B1 - 냉수통 및 이를 포함하는 물공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물의 온도를 조절하여 제공하는 물공급장치와 그에 사용되는 저장 용기에 관련된다. 물공급장치에 구비되며 냉각수단에 의해 냉각된 냉수를 보관하였다가, 새로이 유입되는 원수에 밀려 보관하였던 냉수가 배출되는 것으로, 상기 냉수가 내부에 저장되는 탱크, 상기 원수가 상기 탱크로 유입되는 공급유로를 제공하는 유입배관부 및 상기 탱크의 저부로부터 냉수가 유출되도록 하는 배출배관부를 포함하고, 상기 유입배관부는 유입된 원수를 복수의 가지로 분산시키면서 상기 탱크 내부로 유입되게 하는 냉수통과 이를 포함하는 물공급장치를 제시한다.

Description

냉수통 및 이를 포함하는 물공급장치{Container for cool water and Apparatus for water supply purposes}

본 발명은 물의 온도를 조절하여 제공하는 물공급장치와 그에 사용되는 저장 용기에 관련된다.

산업 발전과 더불어 주변 환경 오염이 심각해짐에 따라 식생활에 직결되는 수자원의 오염이 가중되어 왔다. 근래에는 건강한 먹는 물에 대한 소비자의 관심이 커지고 있다. 이러한 물 시장의 추세에 따라 깨끗한 지하수로 생수를 제조하는 업체가 증가하고 있으며, 최근에는 심층수 영역까지 확대되고 있다. 이러한 자연수는 공급량이 한정되어 있으며 수돗물에 비하여 고가이므로, 수돗물 등을 정수하는 정수기 산업 또한 발전되고 있다.

물공급장치의 발전 양상 중 하나는 소비자의 기호에 따른 물 처리이다. 특히 계절의 변화에 따라 소비자는 차가운 물이나 따뜻한 물을 마시기를 원한다. 그에 따라 물의 온도를 조절하여 제공하는 냉온수기가 제공된다. 현재 냉온수기는 생수 공급 업체가 제공하는 디스펜서 장치에 부가적인 기능으로 내장되어 있으며, 수돗물을 정화하여 제공하는 정수기에도 부가적인 기능으로 내장되어 제공되는 것이 일반적인 추세이다.

냉온수기는 물의 온도를 적정한 수준으로 낮추거나 올리기 위하여 온도 조절 수단을 포함한다. 온도 조절 수단은 냉각 사이클을 이용하는 공조장치나 발열 열선을 이용하는 가열장치 등이 있다.

소비자의 기호를 위한 물공급장치의 발전 방향 중 하나는 탄산수의 생성 및 제공 기능이다. 탄산수의 생성은 이산화탄소를 물에 용해시키는 방식으로 생성되는데 이는 콜라나 사이다 등의 탄산 음료나 생맥주의 생성 방법과 거의 동일한 방식이다. 탄산수의 질은 물에 녹는 이산화탄소의 양 즉, 탄산 농도에 따른 톡 쏘는 느낌의 정도에 따라 달라진다고 볼 수 있다.

냉수기 또는 냉온수기에서, 상온으로 공급되는 원수가 냉수통에서 낮은 온도로 보관되며, 냉수 출수 시 디스펜서를 통해 보관하였던 냉수를 제공하게 된다. 단기간 내에 방출할 수 있는 냉수의 최대량은 1차적으로 냉수통의 용적에 따라 크게 좌우된다. 즉 대형 사이즈로 제작되는 냉수통을 보유한다면 단기간 내에 일정 분량의 냉수를 안정적으로 소비자에게 제공할 수 있는 것이다.

그러나 작은 사이즈의 냉수통을 운영하는 경우에는 낮은 온도의 냉수를 안정적으로 공급하는 것이 쉽지 않다. 즉 보관하는 냉수의 양이 적기 때문에 짧은 기간 내에 많은 양의 냉수를 방출시킨다면 냉수통에서 보관하던 냉수를 다 내보내게 되고, 결국 미처 냉각하지 못한 새로이 공급된 원수가 그대로 디스펜서로 제공될 수밖에 없다.

작은 사이즈의 냉수통이 가지는 또 다른 문제는 냉수통의 용적이 작음으로써 배출한 냉수만큼 보충되는 원수에 의해 냉수통 내부에 저장하는 물의 온도가 쉽게 상승하는 것이다. 특히 디스펜서로 빠져나가는 과정 중에 냉수통 내로 공급된 원수에 의해 낮은 온도로 유지되던 냉수통 내의 냉수가, 원수와 섞이면서 온도가 바로 승하여 온도가 상승한 물이 방출되기 시작하는 것이다. 이로써 소비자는 원하는 수준만큼 차가워진 냉수를 제공받지 못하게 된다.

대한민국 공개특허 제10-2005-0017917호 (2005.02.23) 대한민국 특허등록 제10-0735911호 (2007.06.28) 대한민국 특허등록 제10-0735913호 (2007.06.28) 대한민국 특허등록 제10-0735914호 (2007.06.28) 대한민국 특허등록 제10-0871616호 (2008.11.26) 대한민국 공개특허 제10-2010-0055991호 (2010.05.27) 대한민국 공개특허 제10-2012-0016682호 (2012.02.27) 대한민국 공개특허 제10-2012-0015952호 (2012.02.22) 대한민국 공개특허 제10-2012-0015951호 (2012.02.22) 대한민국 특허등록 제101-177499호 (2012.08.21) 대한민국 공개특허 제10-2013-0044988호 (2013.05.03) 대한민국 실용신안등록 제20-0314754호 (2003.05.15)

본 발명은 소비자의 다양한 기호에 따라 공급된 물을 처리한 후 제공하는 물공급장치와 그에 따른 부속품을 제공하려는 의도로 발명된 것이다. 최종적으로 소비자에게 제공되기 위해 필요한 물 처리 과정에서의 효율성을 증대시키고, 물공급장치의 보다 원활한 운영이 가능하도록 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 물공급장치에 구비되며 냉각수단에 의해 냉각된 냉수를 보관하였다가, 새로이 유입되는 원수에 밀려 보관하였던 냉수가 배출되는 것으로, 상기 냉수가 내부에 저장되는 탱크, 상기 원수가 상기 탱크로 유입되는 공급유로를 제공하는 유입배관부 및 상기 탱크의 저부로부터 냉수가 유출되도록 하는 배출배관부를 포함하고, 상기 유입배관부는 유입된 원수를 복수의 가지로 분산시키면서 상기 탱크 내부로 유입되게 하는 냉수통을 제시한다.

이러한 유입배관부는 상기 탱크의 내부로 연장되는 메인배관과, 상기 탱크의 내부에서 상기 메인배관에 연통되는 복수의 가지배관을 포함할 수 있다.

효과를 증대시키기 위한 추가적인 구성으로, 상기 가지배관의 토출구는 상기 탱크의 내부 구조물에 인접되게 위치하여 상기 토출구에서 유출되는 원수가 상기 구조물을 타고 흐르며 상기 탱크의 내부로 유입되게 할 수 있다.

유입배관부는 다양한 형태를 가질 수 있는데, 예시적으로 가지배관은 상기 메인배관에서 멀어질수록 높이가 낮아지도록 경사지게 형성되거나, 이에 더하여 가지배관의 끝단부는 상부로 경사지게 형성될 수 있다.

또한 상기 유입배관부의 토출구는 상기 탱크 내부의 상부에 위치하고, 상기 탱크는 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상일 수 있다.

나아가 본 발명은 전술한 냉수통과, 상기 냉수통 내의 냉수를 외부로 배출시키는 디스펜서를 포함하는 물공급장치를 제시한다. 또 이 물공급장치는 이산화탄소를 물에 용해시켜 탄산수를 생성하는 탄산믹서통을 포함하고, 상기 냉수통에 담긴 냉수를 상기 탄산믹서통에 공급하도록 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 물공급장치에서 소비자에게 제공하는 냉수의 온도가 냉수의 방출 중에 점차 상승하게 되는 종래의 기술의 단점이 크게 줄어든다. 특히 사이즈가 작은 냉수통을 운영함에 있어 종래의 기술이 가지는 기술적 제약 조건을 완화할 수 있게 함으로써 소비자의 만족도를 상승시키는 것이다. 또한 탄산수를 공급하는 물공급장치에서 단시간 내에 탄산 농도를 의도한 수준으로 올릴 수 있도록 하여 물공급장치의 효율적 운영을 가능케 한다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물공급장치의 주요 구성과 계통을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉수통의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 실시예의 주요구성을 분해한 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 실시예의 사용상태를 나타낸 단면도.
도 5는 도 2에 도시된 실시예를 단순화하여 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉수통의 단면도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 냉수통들을 나타낸 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 냉수통과 냉각수단을 나타낸 단면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 냉수통 및 이를 포함하는 물공급장치의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

본 명세서의 설명에 있어서, '액체', '냉수', '온수', '원수' 및 '탄산수'는 모두 물을 의미한다. 따라서 '냉수', '온수', '원수' 및 '탄산수'는 '물'이나 '액체'로 호칭될 수 있다. '냉수'와 '온수'는 온도에 따라 구분하기 위해 사용되며, '원수'는 온도의 증감 처리 또는 이산화탄소의 용해도를 증대시키기 위한 처리 등 각종 처리 전의 물을 의미하거나, 어떤 용기에 주입되는 대상으로서의 물을 의미하거나, 어떠한 처리 단계를 거치기 전의 물을 의미한다.

또 첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물공급장치와 관련된다.

물공급장치(100)는 냉수통(10)과 냉수통(10)에 담긴 물을 적정 온도로 냉각시키는 냉각수단(20)을 포함한다. 또한 물공급장치(100)는 탄산수를 생성하거나 생성된 탄산수를 보관하기 위한 탄산공급 부재를 구비하고 있으며, 이는 이산화탄소를 제공하는 이산화탄소 저장탱크(30), 탄산수를 임시 저장하는 탄산믹서통(40)을 포함한다. 또한 온수를 제공하는 온수통(60), 공급된 물을 임시 저장하는 저수통(70), 소비자의 선택에 따라 냉수, 온수 또는 탄산수를 선택적으로 외부로 배출하는 디스펜서(50) 그리고 냉각수단(20), 디스펜서(50), 탄산공급 부재 등을 적절히 운영하기 위한 제어모듈(도시 생략)을 포함한다. 그 외에도 물공급장치는 자가 살균 수단, 안전성을 높이기 위한 각종 감시수단 등을 더 포함할 수 있다.

도시된 물공급장치(100)는 냉수, 온수 및 탄산수를 제공할 수 있도록 전술한 모든 구성을 포함한다. 그러나 다른 실시예의 물공급장치는 온수통, 저수통, 탄산믹서통 등 일부의 구성을 구비하지 않을 수 있다. 그에 따라 소비자에게 제공하는 서비스 범위가 축소되지만, 그 대가로 물공급장치를 소형 사이즈로 제작하기가 용이해지며 제어모듈의 설계가 용이해진다.

본 발명의 설명에 있어서 물공급장치(100)는 적어도 냉수통(10), 냉각수단(20) 및 디스펜서(50)를 포함하는 것으로 한다. 추가로 상기 물공급장치(100)는 탄산믹서통(40), 이산화탄소 저장탱크(30)를 포함한 탄산공급 부재를 더 구비할 수 있는 것으로 한다. 물론 물공급장치는 전술한 모든 구성을 구비할 수도 있다.

도 1에 도시된 물공급장치(100)에서 저수통(70)은 냉수통(10)이나 온수통(60)에 공급할 물을 임시로 저장하는 부재이다. 특히 저수통(70)은 별도로 제공되는 생수통(도시 생략) 등에서 원수를 공급받을 때 유용한 것이다. 저수통(70)은 주로 거꾸로 장착되는 생수통으로부터 원수를 공급받아 일정 분량의 물을 보유할 수 있다.

별도의 생수통을 사용하지 않고 필터를 거친 수돗물을 직접 공급받는 경우에는 저수통(70)은 생략되거나, 여전히 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 적용되는 온수통(60), 냉수통(10) 그리고 탄산믹서통(40)은 기본적으로 밀폐된 용기로 제공된다. 처리된 냉수, 온수 또는 탄산수를 배출하기 위한 구조는, 각 통에서 배출관이 통의 저부까지 연장되어서 통의 내부로 원수가 주입되면 압력에 의해 저장된 물이 배출관으로 토출되는 방식으로 작용한다.

예를 들어, 저수통(70)에 담긴 물은 펌프(710)에 의해 가압되어 배관을 통해 이송되고, 분기된 배관이 온수통(60)과 냉수통(10)에 연결되어 있어, 원수는 온수통(60)이나 냉수통(10)으로 유입된다. 사용자가 디스펜서(50)를 조작하여 냉수를 배출하고자 하는 경우에, 냉수통(10)의 배출배관과 연결된 밸브(디스펜서 내에 장착될 수 있음)가 개방되어 냉수통(10)에서만 냉수가 빠져나가고, 온수통(60)의 배출배관과 연결된 밸브는 여전히 잠긴 상태가 유지되므로 온수통 내의 온수는 그대로 머물게 된다.

또한 디스펜서(50)의 조작에 따라 펌프(710)가 연동하여 저수통(70)의 물이 펌핑 이송된다. 이때, 펌프(710)의 배출구에 연결된 배관의 압력구배에 의해 밸브가 열려 있는 냉수통(10)으로만 펌핑된 원수가 유입된다.

한편 저수통(70)에 연결되는 펌프(710)는, 저수통(70)의 설치 위치가 냉수통(10)이나 온수통(60)보다 높아서 저수통의 원수가 중력에 의해 냉수통이나 온수통으로 자연스럽게 흘러들어가도록 구성한 경우에 생략될 수 있다.

한편 탄산믹서통(40)은 이산화탄소 저장탱크(30)와 연결되어 있다. 이산화탄소 저장탱크(30)는 고압의 이산화탄소를 저장하고 있으며, 저장한 이산화탄소를 소비한 후에 새로운 이산화탄소 저장탱크로 교체될 수 있다. 도시하지 않았으나 이산화탄소 저장탱크에서 토출되는 이산화탄소의 압력을 적절히 조절하기 위한 레귤레이터와, 이산화탄소의 역류를 방지하는 체크밸브 등이 더 구비된다.

탄산믹서통(40)의 내부에서 일정량의 물과 이산화탄소가 고압 상태에서 공존하게 된다. 시간이 경과함에 따라 이산화탄소는 물에 용해됨으로써 탄산믹서통(40)의 물은 높은 농도의 탄산수가 될 수 있다. 탄산수의 배출은 디스펜서(50)의 개방에 따라 대기압과 탄산믹서통(40) 내부의 압력 차이에 의해 탄산수가 자연히 배출되도록 하거나, 이에 더하여 탄산믹서통(40)에 새로운 물을 공급함으로써 전술한 냉수통(10)이나 온수통(60)과 같이 탄산수가 밀려나와 배출되도록 할 수 있다.

도 1에서 일점쇄선으로 표시한 라인은 냉수통(10)과 탄산믹서통(40)에 공급되는 냉매를 이동 경로를 나타낸 것이다. 냉각수단(20)은 알려진 바와 같은 냉동 사이클을 사용하는 것이다. 그에 따라 물공급장치의 내부에는 냉매를 증발, 압축, 응축 및 팽창시키기 위한 장치들이 구비된다.

다른 실시예에서 냉각수단(20)은 펠티에 효과를 이용한 연전소자 모듈이 될 수 있다. 이 경우 냉매 없이 흡열 측을 냉수통이나 후술하는 케이스에 바로 접촉시키거나, 흡열 측에 접하는 브래킷 등이 냉수통 등에 접촉하는 구성을 가질 수 있다.

냉각수단(20)은 냉수통(10)과 탄산믹서통(40)에 연결되어 있어, 냉수통(10)과 탄산믹서통(40)에 담긴 물(냉수, 탄산수)을 적절히 냉각시킨다. 이러한 냉각수단(20)에 의해 냉수통(10)은 소비자에게 냉수를 제공할 수 있는 본래의 기능을 발휘할 수 있게 되며, 탄산믹서통(40)에서는 이산화탄소의 용해도를 높여 탄산 농도를 증대시키고, 탄산농도를 유지할 수 있게 된다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉수통과 관련된다.

도시된 냉수통(10)은 물공급장치에 구비되는 것으로, 냉각수단에 의해 보관하는 냉수의 온도를 유지할 수 있다. 나아가 냉각수단에 의해 유입된 원수의 온도를 낮추어 냉수를 생성할 수 있다. 또 전술한 바와 같이 냉수통(10)에 저장된 냉수는 새로이 공급되는 원수에 의해 밀려나 냉수통(10)의 외부로 배출된다.

냉수통(10)은 탱크(1), 유입배관부(2) 그리고 배출배관부(3)를 포함한다.

탱크(1)는 냉수통의 외형을 구성하는 요소로 내부에 냉수가 저장되는 공간을 제공한다. 탱크(1)는 바디(11)와 캡(12)을 포함하고, 바디(11)와 캡(12)은, 도시된 바와 같이, 나사 결합에 의해 서로 분리 가능하게 결합된다.

이와 달리 바디와 캡은 클램프나 유연하게 접히는 플랩형 클립 등 다양하게 공지된 방식으로 서로 분리 가능하게 결합될 수도 있다.

바디(11)와 캡(12) 사이에는 실링이 개재되어, 캡(12)과 결합된 바디(11)의 내부는 유입배관부(2)나 배출배관부(3)를 제외하고는 외부와 기밀되는 구조이다.

도시된 실시예에서 바디(11)는 속이 빈 대략 원통 형상이다. 바디(11)는 하부로 갈수록 단면적이 점차 작아진다. 또 탱크(1)의 하부 구성을 살펴보면, 탱크(1)의 측면과 하면이 만나는 하단부 모서리(111)가 굴곡지게 형성되어 있다.

캡(12)에는 탱크(1)의 내부에 장착되는 각종 부품과 연결되는 홀이나 배관연결부(121)가 형성되어 있다. 도시된 실시예에서 탱크(1)의 내부에 장착되는 부품들은 유입배관부(2), 한 쌍의 배출배관(31)이 포함된 배출배관부(3) 그리고 냉수통(10) 내의 수위를 감지하는 수위센서(4)이다.

도시하지 않았지만 수위센서를 대체하여 온도센서가 장착되거나, 이들 모두가 캡을 통하여 냉수통에 장착될 수 있다.

배출배관부(3)를 구성하는 한 쌍의 배출배관(31) 중 하나는 디스펜서(50)에 연통되는 것이고, 나머지는 탄산믹서통(40)에 연통되어 있어 탄산믹서통(40)에 냉수를 공급한다(도 1 참고).

만일 물공급장치에 탄산믹서통이 구비되어 있지 아니한 경우, 즉 탄산수 제공 기능이 없는 물공급장치인 경우에는 디스펜서에 연결되는 배출배관만으로 배출배관부를 구성할 수 있다.

캡(12)에 형성된 배관연결부에 결합되는 배출배관(31)은 그 하단부가 탱크(1)의 저부에 근접하도록 길게 연장되어 있다. 이와 같이 배출배관(31)의 유입구(311)가 탱크(1)의 저부 가까이에 형성됨에 따라, 저장하였던 냉수는 유입구(311) 주변부부터 배출되기 시작한다.

또한 배출배관(31)의 유입구(311) 모서리는 잘라져 경사면(312)을 형성하고 있다. 이 경사면(312)은 유입구(311)를 비대칭적으로 형성함으로써 유입구(311)를 통해 냉수가 빠져나갈 때에, 유입구(311) 주변의 냉수의 흐름성을 개선하는 것이다.

만일 유입구가 단순한 원형으로 형성한다면 유입구를 통해 냉수가 흡입됨에 따라 탱크 저부에는 수평적으로 대칭적인 압력구배가 형성되고, 이 압력구배는 유입되는 원수의 영향으로 쉽게 변형되어 유입구 주변에서 냉수 흐름은 쉽게 와류로 전이될 우려가 높다.

반면에 비대칭적으로 형성된 유입구(311)는 측부가 깍여 면적을 증대시킨 부분으로 더 많은 냉수가 애초부터 편중되게 유입되도록 작용함으로써 전술한 와류의 형성을 어렵게 하는 효과를 갖는다.

냉수 배출을 용이하게 돕는 구성 중 하나는 탱크(1)의 하단부 모서리(111)의 굴곡진 형상이다. 굴곡지게 형성한 탱크의 하단부 모서리(111)는 배출배관(31)의 유입구(311)를 향하여 냉수가 이동하는 흐름 방향과 유사한 형상으로써, 배출배관(31)의 유입구(311)를 향하여 이동하는 탱크 하부의 냉수는 탱크(1)의 굴곡진 하단부 모서리(111)를 타고 원활하게 이동하게 된다. 이로써 탱크 하단부에서 와류 발생 가능성을 줄이게 된다.

만일 탱크의 하부를 각진 모서리로 형성한다면, 유입구로 이동하는 냉수와 각진 하단 모서리에 머무는 냉수의 흐름 속도 차이에 의해 쉽게 와류가 발생하게 된다. 그러나 본 발명에서는 탱크의 하단부를 굴곡지게 형성함으로써 이러한 와류의 발생을 크게 저감시키게 된다.

배출배관 유입구(311)의 비대칭적 형상과, 탱크 하단부의 굴곡진 모서리(111) 형상은 후술하는 유입배관부(2)의 기술적 특징과 함께 온전한 냉수 배출의 효율을 증대시키는 것이다. 이에 대해서는 후에 보다 자세히 설명한다.

유입배관부(2)는 저수통 등에서 공급되는 원수가 탱크(1)의 내부로 유입되는 공급유로를 형성하는 부재이다. 본 발명의 실시예에서 유입배관부(2)는 원수를 복수로 가지로 분산시키면서 탱크(1)의 내부로 유입되게 한다.

유입배관부(2)의 토출구는 배출배관(31)의 유입구로부터 가능한 멀리 떨어져 위치하도록 하여, 유입된 원수가 곧바로 배출배관(31)으로 유입되는 것을 방지할 필요가 있다. 만일 그렇지 않다면 탱크 안에 적정하게 냉수가 차 있더라도 사용자가 냉수를 제공하기 위하여 탱크에서 냉수를 분출할 때에 아직 차가워지지 아니한 원수를 주로 제공받게 된다. 이는 사용자에게 제공하는 냉수의 온도를 상승시키는 결과가 되므로 바람직하지 않다.

따라서 원수의 유입에 따른 압력 구배로 배출배관(31)을 통해 냉수를 배출하기는 하지만, 유입된 원수와 보관하던 냉수가 빨리 섞이는 것은 가능한 방지할 필요가 있는 것이다.

실시예에서 배출배관(31)의 유입구(311)는 탱크(1)의 저부에 위치하므로 원수가 탱크 내부로 유입되는 유입배관부(2)의 토출구는 탱크의 상부에 위치하도록 배출배관부(3)를 탱크의 상부에 설치한다. 더구나 각종 배관을 설치하는 부재는 캡인 점을 볼 때에 배출배관부(3)는 캡의 내측면, 즉 탱크(1)의 천장 부분에 위치한다.

냉수통(10)의 운영에 따라 탱크 내의 냉수 수위는 수시로 달라지는 것이지만, 유입배관부(2)에서 유입된 원수는 저장된 냉수 위로 떨어져 냉수와 혼합된다. 냉수의 위에서 낙하하는 원수는 냉수 위에 쏟아지면서 빠르게 섞여 냉수의 온도를 상승시키는 요인으로 작용한다. 이러한 문제는 물공급장치가 소형으로 제작됨으로써 냉수통의 용적 또한 작게 설계되는 경우에 크게 문제된다.

본 실시예에서 유입배관부(2)는 유입된 물을 적어도 둘 이상의 가지로 분산시킴으로써, 유입배관부(2)의 토출구에서 낙하하는 각 분산 가지별 물의 위치 에너지를 적게 한다. 즉 복수의 가지로 분산됨으로써 하나의 물줄기를 통해 유입되는 원수의 유량이 줄어든 만큼 위치 에너지를 적게 가지도록 하여 저장된 냉수와 표면부에서 주로 섞이게 되어, 먼저 빠져나가는 탱크의 하부의 냉수의 온도를 가능한 보존할 수 있게 한다.

구체적으로 살펴보면, 원수 전체가 한 번에 토출되는 경우에는 위치 에너지를 크게 가짐에 따라 냉수 깊숙이까지 원수가 도달되고, 이로써 공급된 원수가 냉수 전체와 혼합되며 냉수 전체의 온도를 상승시키게 된다. 반면에 원수를 분산시켜 유입되게 하면 냉수의 표면 부분에서 활발히 원수와 냉수가 섞이게 되고, 냉수 저부의 온도는 보다 차갑게 유지할 수 있게 하는 것이다.

또한 앞서 설명한 배출배관 유입구(311)의 비대칭적 구조와 탱크(1)의 굴곡진 하단부 모서리(111) 형상이 가져오는 와류 형성 저감의 효과는, 분산 유입되는 원수와 더불어 탱크 내에 저장된 냉수의 상하 방향 섞임을 가능한 저지함으로써, 원수와 냉수의 섞임이 더욱 더디게 이루어지도록 한다.

이로써 용량이 작은 냉수통을 운영하더라도 사용자가 가능한 저온인 냉수를 공급받을 수 있게 한다.

도 2 내지 도 3에 도시된 실시예에서 유입배관부(2)는 탱크의 내부로 연장되는 메인배관(21)과, 탱크의 내부에서 메인배관(21)에 연통되는 복수의 가지배관(22)을 포함한다.

메인배관(21)과 가지배관(22)은 다수의 배관부재가 조립된 것이거나, 사출 성형 등에 의해 일체화된 부재로 제작될 수 있다.

메인배관(21)은 캡의 천장에 형성된 배관연결부와 끼움 방식으로 연결되어 있다.

도시된 실시예에서 가지배관(22)은 메인배관(21)의 하단부에서 연결되면서, 사실상 수평면 상에 배치되어 있다. 따라서 가지배관(22)을 이동하면서 원수의 흐름 방향은 수평방향으로 전환되고, 그에 따라 가지배관(22)을 빠져나오는 원수가 토출 속도에 의해 저장된 냉수와 더 빠르게 섞이지 않게 한다.

또 가지배관들(22)은 수평면 상에서 토출하는 방향이 서로 다르게 형성되어 있다. 이로써 각 가지배관(22)에서 분산 유출되는 원수는 토출되는 과정 중에 서로 만나지 않게 된다.

가지배관(22)은 적어도 둘 이상이며, 필요에 따라 가지배관(22)의 수는 달라질 수 있다. 도 2에 도시된 유입배관부에 구비된 가지배관들(22)은 3 개로, 수평면 상에서 서로 직각을 형성하고 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 캡(12)에 연결되는 배출배관부(3)나 수위센서(4) 등 다른 부재에 간섭하지 아니하도록 가지배관(22)의 수와 배치 관계는 달라질 수 있다.

나아가 가지배관(22)의 직경은 메인배관(21)의 직경과 동일하거나 보다 작을 수 있다. 특히 가지배관(22)의 직경을 메인배관(21)의 직경보다 작게 설계한 경우에는, 냉수통(10)이 다소 기울어지게 설치된 경우에도 어느 하나의 가지배관(22)으로 모든 원수가 흐르지 않도록 하여, 원수의 분산을 강제할 수 있는 효과가 있다.

더하여 가지배관(22)의 토출구(221)는 탱크(1)의 내부 구조물에 인접되게 위치하도록 할 수 있다. 여기서 탱크(1)의 내부 구조물은 바디(11)의 내벽이 될 수 있다. 또 탱크(1)의 내부 구조물은 캡에 연결되는 배출배관부(3)이거나 수위센서(4) 등 적어도 일부가 냉수에 잠기는 각종 부품이 될 수 있다.

탱크(1)의 내부 구조물과 가지배관(22)의 토출구(221) 사이의 간격을 조절하기 위하여, 유입배관부(2)의 설치 위치를 조절하거나 가지배관(22)의 길이를 적절히 달리할 수 있다.

대략 원형인 캡(12)의 평면 중심에서 편심되게 유입배관부(2)를 배치하는 경우에, 가지배관(22)의 토출구(221)를 가능한 탱크(1)의 내벽을 향하도록 한다. 이때 가지배관(22)을 충분히 길게 하여 토출구(221)가 탱크(1)의 내벽과 더욱 인접하도록 하거나, 가지배관(22)의 토출구(221) 직경을 작게 형성하여 유입되는 원수가 강하게 토출되면서 탱크(1)의 내벽에 이르도록 할 수 있다.

이 경우 원수는 탱크(1)의 벽면을 타고 흘러내리게 되므로, 토출구(221)에서 바로 낙하하여 냉수에 떨어지는 경우에 비하여, 냉수와 보다 천천히 섞일 수 있다. 더하여 탱크(1)의 내벽면을 경사지게 형성함으로써, 내벽을 흘러내리는 원수의 하강 속도를 더욱 낮출 수 있다. 따라서 공급하는 원수와 보관하던 냉수의 바로 섞임을 방지의 효과는 더욱 증대된다.

가지배관(22)을 길게 형성하는 경우에는, 캡(12)에 구비된 유입배관부(2)와 각종 부품들이 바디(11)의 좁은 주둥이(112)를 통과하여야 하므로 조립성을 고려할 필요가 있다. 바디(11)에 구비된 주둥이(112)가 작다면, 메인배관(21)에 방사상으로 연결된 가지배관(22)의 길이로 인하여 바디(11)의 내부에 유입배관부(2)를 넣기가 쉽지 않기 때문이다.

이를 해소하는 방안으로 유입배관부(2) 전체 또는 가지배관의 일부나 전부를 휘어짐이 용이한 합성수지로 제작할 수 있다. 이러한 합성수지는 휘어짐이 용이하면서 식품 제조 장치에 널리 사용되는 공지된 각종 실리콘이나 합성고무들 중에서 채택할 수 있다.

도 6은 다른 실시예에 따른 유입배관부에 관련된 도면이다.

도시된 실시예는 탱크(1) 내벽면 외에도 다른 탱크(1)의 내부 구조물을 타고 공급된 원수가 흘러내리도록 구성한 냉수통(10)이다.

도시된 실시예에서 유입배관부(2)의 가지배관(22) 중 하나의 토출구는 탱크(1)의 내벽면에 인접하고 있다. 이 가지배관과 반대 방향으로 형성되는 또 다른 가지배관(22)의 토출구(221)는 배출배관부(3)의 외주면에 인접하고 있다. 이로써 각 토출구(221)에서 유출되는 원수는 탱크(1)의 내벽면 또는 배출배관(31)의 외주면을 타고 흘러내려 냉수의 표면부로 유입하게 된다.

도 7은 또 다른 실시예들을 보여준다. 도 7에서 배출배관부와 수위센서 등의 기타 부재는 생략된 것임을 알려둔다.

도 7의 (a)와 (b)는 서로 다른 실시예에 따른 유입배관부(2)의 단면을 보여주고 있다. 도시된 실시예들에서 메인배관(21)은 캡(12)에 형성된 배관연결부(121)에 연결되어 있고, 탱크(1)의 내부에서 복수의 가지배관들(22)은 메인배관(21)에 연통되어 있는 점은 전술된 실시예들과 같다. 그 외에 이하의 설명과 저촉하지 아니하는 범위에서 전술한 실시예의 구성과 작용이 동일하다.

도 7의 (a)에 도시된 실시예를 살펴본다.

가지배관(22)은 메인배관(21)에서 멀어질수록 높이가 낮아지는 경사를 갖는다. 가지배관(22)의 직경은 메인배관(21)의 직경과 거의 같거나 그보다 조금 작다. 또 가지배관(22)의 토출구(221)는 탱크(1)의 내벽면과 상당 거리 이격되게 위치하고 있다.

토출구(221)로 배출되는 원수의 흐름 속도는 하향 경사진 가지배관(22)을 이동하면서 경사면을 따라 가속 되며, 높은 배출 속도에 의해 탱크(1)의 내벽면에 도달할 수 있게 된다. 따라서 유입배관부(2)를 바디(11)의 좁은 주둥이(112)의 내경 사이즈에 맞추어 제작한 경우에도 토출구(221)에서 배출되는 원수가 바로 냉수 위로 낙하하지 않고, 탱크(1)의 내벽면에 도달한 후 흘러내릴 수 있게 된다.

도 7의 (b)에 도시된 실시예는 메인배관(21)에서 멀어질수록 하향 경사진 가지배관의 끝단부(222)를 상부로 경사지게 형성한 것이다. 이 경우, 가지배관(22)을 통과하여 토출구(221)를 빠져나오는 원수의 속도를 조금 늦추는 대신에 원수의 토출 각도를 높임으로써 원수가 탱크(1)의 내벽면까지 도달할 수 있게 한다. 또한 원수의 하방 흐름 속도 성분을 저감함으로써 원수가 탱크의 내벽면을 타고 빠르게 흘러내리지 않게 하는 것이다.

도 7에서 도시한 실시예들은 비교적 짧은 가지배관(22)을 포함하는 유입배관부(2)에서 토출되는 원수의 비거리를 증대시켜 탱크(1)의 내벽면까지 도달하도록 작용한다.

도시하지 아니하였으나 유입배관부의 각 가지배관을 전술한 실시예들의 다양한 가지배관 형상 중 어느 하나를 선택하여 제조할 수 있다. 예를 들어 어느 한 가지배관은 탱크 내부의 구조물에 토출구가 인접하도록 하면서, 다른 가지배관은 길이를 짧게 하면서 하향 경사지게 형성할 수 있는 것이다. 이와 같은 다양한 가지배관의 형태의 선택은 원수와 냉수의 바로 섞임의 저감 효과뿐만 아니라 캡과 바디의 조립성을 향상시키는데 기여한다.

한편 도 8은 냉수통과 냉각수단에 관련된 도면이다.

도면의 실시예에서 냉각수단은 냉매를 사용하는 것으로 한정한다.

하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 냉수통(10)은 탱크(1)의 외주면과 접촉하는 케이스(5)에 분리 가능하게 안치된다. 케이스(5)는 대략 컵의 형태로, 냉수통(10)의 외주면을 감싸는 형태이다. 케이스(5)는 알루미늄과 같은 열전도성이 우수한 금속 재질로 제작될 수 있다.

케이스(5)에는 케이스(5)를 냉각시키는 냉각부(210)가 결합되어 있다. 도면에서 냉각부(210)는 전술한 냉각수단에 연결되는 구성으로, 증발된 냉매가 흐르는 도관(220)이다. 도관(220)은 케이스(5)의 외주면에 수차례 감겨 있어서, 냉매가 흐름에 따라 케이스(5) 및 케이스(5)에 안치된 냉수통(10)의 온도를 낮춘다. 그에 따라 냉각부(210)가 냉수통(10)에 저장된 냉수의 낮은 온도를 유지시키면서, 새로이 유입된 상대적으로 높은 온도의 원수를 냉각시킨다.

도시된 바와 달리 도관(220)은 냉매가 통과하는 냉각자켓 등으로 대체될 수 있다. 나아가 도시된 냉각부는 케이스의 일부가 열전소자의 흡열면과 직접 접촉하는 구성이나 흡열면에 연결되는 브래킷 등으로 대체될 수 있다.

냉수통(10)은 케이스(5)에 분리 가능하게 결합함에 따라 냉수통(10)이나 냉각부(210)의 유지 보수의 편의성이 증대된다. 즉 일정 사용 후에 냉수통을 케이스에서 분리한 후 그 내부를 쉽게 청소할 수 있다. 또 냉각수단의 교체 시에, 냉수통을 그대로 사용하면서 냉각부를 포함한 일체를 새로운 냉각수단으로 교체할 수 있다.

하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 탱크(1)의 형상과, 이에 대응하는 형태의 케이스(5)는 별도의 고정 수단 없이 케이스(5)에 냉수통(10)을 삽입하는 것만으로 결합이 완료된다. 또한 케이스(5)에서 냉수통(10)을 들어올리는 것만으로 케이스와 냉수통의 분리가 가능하여 편의성이 증대되는 장점이 있다.

도 1에서 탄산믹서통(40)에 공급되는 원수는 냉수통(10)에 보관되었던 냉수이다. 이산화탄소는 낮은 온도에서 용해도가 상승하므로 탄산믹서통(40)에 공급되는 원수의 온도가 낮을수록, 빠른 시간 내에 탄산믹서통(40)에 보관되는 탄산수의 탄산 농도를 일정 수준으로 상승시킬 수 있게 된다.

만일 탄산믹서통(40)에 유입되는 원수를 저수통(70)에 있는 상온의 물로 한다면, 새로이 유입되는 상온의 원수에 의해 탄산믹서통(40)의 내부온도는 상승하게 되고, 냉각수단(20)에 의해 탄산믹서통(40)의 온도가 다시 충분히 내려가기 전까지 탄산수의 탄산 농도가 높아지지 않는다. 탄산믹서통(40)의 온도가 충분히 내려가기까지는 시간이 소요되므로, 그 사이에 소비자는 낮은 탄산 농도의 탄산수를 공급받을 수밖에 없다.

그러나 본 발명에서는 냉수통(10)에서 이미 냉각된 냉수를 탄산믹서통(40)에 공급하기 때문에 보다 신속히 탄산수의 탄산 농도를 높게 할 수 있게 된다. 이로써 사용자는 탄산믹서통(40)의 온도가 다시 냉각될 때까지 기다릴 필요없이 높은 탄산 농도의 탄산수를 제공받을 수 있게 된다.

100 : 물공급장치 10 : 냉수통
1 : 탱크
11 : 바디 111 : 모서리 112 : 주둥이 12 : 캡 121 : 배관연결부
2 : 유입배관부
21 : 메인배관 22 : 가지배관 221 : 토출구 222 : 끝단부
3 : 배출배관부 31 : 배출배관 311 : 유입구 312 : 경사면
4 : 수위센서 5 : 케이스
20 : 냉각수단 210 : 냉각부 220 : 도관 30 : 저장탱크
40 : 탄산믹서통 50 : 디스펜서 60 : 온수통 70 : 저수통 710 : 펌프

Claims (10)

1. 물공급장치에 구비되며 냉각수단에 의해 냉각된 냉수를 보관하였다가, 새로이 유입되는 원수에 밀려 보관하였던 냉수가 배출되는 것으로,
   상기 냉수가 내부에 저장되는 탱크,
   상기 탱크 내부 공간의 상부로부터 원수를 유입되게 하는 공급유로를 제공하는 유입배관부 및
   상기 탱크의 저부로부터 냉수가 유출되도록 하는 배출배관부를 포함하고,
   
   상기 유입배관부는
   상기 탱크 내부로 연장되는 메인배관과,
   상기 탱크 내부에서 상기 메인배관과 연통되어 있으며, 상기 메인배관으로 유입된 원수를 나누어 상기 탱크 내부로 유입되는 원수의 위치 에너지를 저감시키는 복수의 가지배관을 포함하는
   냉수통.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 가지배관의 토출구는 상기 탱크의 내부 구조물에 인접되게 위치하여 상기 토출구에서 유출되는 원수가 상기 구조물을 타고 흐르며 상기 탱크의 내부로 유입되는 것을 특징으로 하는 냉수통.
4. 제1항에서,
   상기 가지배관은 상기 메인배관에서 멀어질수록 높이가 낮아지도록 경사지게 형성되는 냉수통.
5. 제4항에서,
   상기 가지배관의 끝단부는 상부로 경사지게 형성되는 냉수통.
6. 제1항에서,
   상기 유입배관부의 토출구는 상기 탱크 내부의 상부에 위치하고,
   상기 탱크는 하부로 갈수록 단면적이 좁아지는 형상인 냉수통.
7. 제1항에서,
   상기 탱크의 측면과 하면이 만나는 하단부 모서리는 굴곡진 형상인 냉수통.
8. 제1항에서,
   상기 탱크의 외주면과 접촉하면서 상기 탱크가 분리 가능하게 안치되고, 저온으로 운영되는 냉각부와 결합되어 있는 케이스를 포함하는 냉수통.
9. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 냉수통과,
   상기 냉수통 내의 냉수가 배출되는 디스펜서를 포함하는 물공급장치.
10. 제9항에서,
    이산화탄소를 물에 용해시켜 탄산수를 생성하는 탄산믹서통을 포함하고,
    상기 냉수통에 담긴 냉수를 상기 탄산믹서통에 공급하는 것을 특징으로 하는 물공급장치.

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