KR102172642B1

KR102172642B1 - 얼음 정수기

Info

Publication number: KR102172642B1
Application number: KR1020130093764A
Authority: KR
Inventors: 이영재; 김형곤
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2020-11-04
Also published as: KR20150017813A

Abstract

본 발명에 따른 얼음 정수기는 정수를 생성하는 정수 생성부, 정수를 냉각하여 얼음을 생성하는 얼음 생성부, 정수를 가열하여 온수를 생성하는 온수 생성부, 및 얼음 생성부를 제어하여 얼음을 생성하는 제빙 시간을 조절하는 제어부를 포함한다. 이때 온수 생성부는, 정수를 공급받아 온수의 생성을 위해 순간적으로 가열하는 순간온수 모듈, 순간온수 모듈로 정수가 입수되는 입수 유로 중에 설치되어 입수 유로 내의 온도를 측정하는 상류 온도센서, 및 순간온수 모듈로부터 온수가 출수되는 출수 유로 중에 설치되어 출수 유로 내의 온도를 측정하는 하류 온도센서를 구비하고, 제어부는 상류 온도센서에서 측정한 상류 온도를 정수 생성부에서 생성한 정수의 온도인 정수 온도에 매칭시키고, 하류 온도센서에서 측정한 하류 온도를 외부의 온도인 외기 온도에 매칭시킨 다음, 정수 온도와 외기 온도에 따라 제빙 시간을 조절할 수 있다. 이에 더해서 얼음 생성부는 온수 생성부에서 탈빙수로서 공급한 온수를 통해 얼음을 녹여서 탈빙시킬 수 있다.

Description

얼음 정수기 {WATER PURIFIER HAVING ICE-MAKER}

본 발명은 얼음 정수기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 온수 생성부의 온도센서를 그대로 활용하여 얼음의 생성에 필요한 제빙 시간을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 소음이나 과열로 인한 문제가 발생하지 않고 내구성이 좋으며 탈빙을 위한 열원을 별도로 갖출 필요가 없는 얼음 정수기에 관한 것이다.

최근에 시판되고 있는 정수기는 일반적으로 사용자에게 얼음을 제공하는 것이 가능하다. 이와 같이 얼음을 제공하기 위해 얼음 정수기는 내부에 얼음을 만들 수 있는 제빙 장치를 구비하여야 한다. 그리고 이에 더해서 얼음 정수기는 제빙 장치에 의해 만들어진 얼음을 내부에 일시적으로 보관할 수 있는 얼음 저장고를 구비하여야 한다. 즉, 최근에 시판되고 있는 얼음 정수기는 제빙 장치로 얼음을 만든 다음에 이를 얼음 저장고에 보관하고 있다가 사용자가 얼음을 요청하면 얼음 저장고 내의 얼음을 사용자에게 제공하는 구조를 가진다.

그런데 얼음의 생성에 필요한 제빙 시간은 통상적으로 정수 온도와 외기 온도에 기초하여 설정된다. 그러나 이와 같이 정수 온도나 외기 온도를 획득하려면 이를 측정하기 위한 온도센서가 별도로 구비되어야 한다는 문제가 있다.

또한 제빙 장치에서 만들어진 얼음을 얼음 저장고로 공급하려면 제빙 장치로부터 얼음을 탈빙시킬 필요가 있다. 이를 위해 일반적으로 가스나 히터를 이용해 왔다. 즉, 탈빙을 위해 제빙 장치로 뜨거운 가스를 공급하거나 또는 제빙 장치에 히터를 설치한 다음에 이를 통해 제빙 장치로 열을 공급하는 방법이 주로 이용되어 왔다. 그러나 가스를 이용하는 방법은 소음으로 인한 문제가 있고, 히터를 이용하는 방법은 과열이나 내구성으로 인한 문제가 있다. 또한 가스나 히터를 이용하는 방법은 기본적으로 탈빙을 위한 열원(예를 들어, 히터나 가스를 가열하는 설비)을 별도로 갖춰야 한다는 문제도 있다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 온수 생성부의 온도센서를 그대로 활용하여 얼음의 생성에 필요한 제빙 시간을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 소음이나 과열로 인한 문제가 발생하지 않고 내구성이 좋으며 탈빙을 위한 열원을 별도로 갖출 필요가 없는 얼음 정수기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 얼음 정수기는 얼음 생성부를 제어하기 위한 온도로서 온수 생성부의 온도센서에서 측정한 온도를 그대로 활용하기 때문에, 얼음 생성부를 제어하기 위한 온도를 측정하기 위해 별도로 온도센서를 구비할 필요가 없다는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 얼음 정수기는 탈빙을 위한 열원으로서 얼음 정수기에 원래 구비되는 온수 생성부를 그대로 활용하기 때문에 탈빙을 위한 열원을 별도로 갖출 필요가 없다는 효과가 있다. 더욱이 본 발명에 따른 얼음 정수기는 온수의 흐름으로 얼음을 탈빙시키기 때문에 가스가 배출될 때처럼 소음이 크게 발생하지 않을 뿐만 아니라, 내구성도 매우 우수하다는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 따른 얼음 정수기는 탈빙을 위해 히터와 같은 발열 수단을 이용하는 것이 아니기 때문에 과열로 인한 문제가 발생하지도 않는다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼음 정수기를 개념적으로 도시하고 있는 개념도
도 2는 도 1의 얼음 정수기의 변형예를 개념적으로 도시하고 있는 개념도
도 3은 도 1의 얼음 정수기의 얼음 생성부를 보다 구체적으로 도시하고 있는 단면도
도 4은 도 1의 얼음 정수기의 유로부와 얼음 생성부를 위에서 바라보고 도시한 사시도
도 5는 도 1의 얼음 정수기의 유로부와 얼음 생성부를 아래에서 바라보고 도시한 사시도
도 6은 도 1의 얼음 정수기에서 얼음과 냉수의 공급을 설명하기 위한 개념도

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼음 정수기를 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼음 정수기는 정수 생성부(110), 얼음 생성부(120), 얼음 저장부(130), 냉수 생성부(140), 냉수 저장부(150), 온수 생성부(160), 및 제어부(미도시)를 포함한다. (또는 이들을 선택적으로 포함할 수도 있다.) 이하에서는 우선 이들에 대해 간략하게 설명한다.

우선 정수 생성부(110)에 대해 살펴본다. 정수 생성부(110)는 원수를 정수하여 정수를 생성한다. 이와 같은 정수 생성부(110)는 필요에 따라 여러 필터를 포함할 수 있다. 일례로, 정수 생성부(110)는 선카본 필터, 멤브레인 필터, 후카본 필터를 포함할 수 있다. 또는 정수 생성부(110)는 전기 탈이온 방식의 필터일 수도 있다. 여기서 전기 탈이온 방식은 EDI(Electro Deionization), CEDI(Continuous Electro Deionization), CDI(Capacitive Deionization)와 같은 방식을 말한다.

다음으로 얼음 생성부(120)에 대해 살펴본다. 얼음 생성부(120)는 정수를 냉각하여 얼음을 생성한다. 이와 같은 냉각을 위해 얼음 생성부(120)는 냉매를 이용할 수 있다. 즉, 냉매를 순차적으로 압축, 응축, 팽창시킨 다음에 정수와 열교환을 시켜 정수를 냉각시킬 수 있다. 얼음 생성부(120)는 이와 같은 일련의 사이클을 수행하기 위해 압축기(compressor)와 같은 구성을 포함할 수 있다. 이와 같은 얼음 생성부(120)의 제어에 대해서는 후술하도록 한다.

한편, 얼음 생성부(120)는 얼음의 생성을 위해 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 정수 생성부(110)나 후술할 얼음 저장부(130)로부터 (또는 얼음 저장부의 보조 탱크로부터) 정수를 공급받을 수 있다. 이때 얼음 생성부(120)는 얼음 저장부(130)로부터 정수를 공급받는 것을 우선시할 수 있다. 즉, 얼음 생성부(120)는 얼음 저장부(130)로부터 일차적으로 정수를 공급받고, 이차적으로 정수 생성부(110)로부터 정수를 공급받을 수 있다.

일례로, 얼음 저장부(130)에 200ml의 정수가 저장되어 있다면, 얼음 생성부(120)는 250ml의 정수를 공급받기 위해, 얼음 저장부(130)로부터 200ml의 정수를, 그리고 정수 생성부(110)로부터 50ml의 정수를 공급받을 수 있다. 얼음 생성부(120)가 이와 같이 정수를 공급받으면 얼음의 생성에 소요되는 에너지를 줄일 수 있다. 후술할 바와 같이, 얼음 저장부(130)의 정수가 정수 생성부(110)의 정수보다 온도가 낮기 때문이다. 다만, 얼음 생성부(120)가 얼음 저장부(130)로부터 먼저 정수를 공급받을 필요는 없다. 즉, 얼음 생성부(120)가 정수 생성부(110)로부터 50ml의 정수를 먼저 공급받아도 무방하다. 참고로, 얼음 저장부(130)의 정수도 결국은 정수 생성부(110)가 생성한 정수이다.

다음으로 얼음 저장부(130)에 대해 살펴본다. 얼음 저장부(130)는 얼음 생성부(120)로부터 얼음을 공급받아 저장한다. 이와 같은 얼음 저장부(130)는 사용자에게 얼음을 제공하기 위해 얼음 이송부(170)를 구비한다. 얼음 이송부(170)는 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 스크루(screw) 형상을 가진다. 따라서 얼음 저장부(130)는 모터(171)에 의한 얼음 이송부(170)의 회전에 따라 얼음을 배출구(172)까지 이송시켜 사용자에게 얼음을 제공할 수 있다.

그런데 얼음 저장부(130)는 얼음과 함께 정수도 저장한다. 보다 구체적으로 얼음 저장부(130)는 얼음 생성부(120)로부터 얼음과 함께 공급받은 잔수(殘水)를 저장한다. 또한 얼음 저장부(130)는 해빙(解氷)으로 인한 정수를 저장한다. (얼음은 얼음 저장부에서 자연스럽게 녹는다.) 이와 같은 정수의 저장을 위해 얼음 저장부(130)는 보조 탱크(131)를 구비할 수도 있다. 보조 탱크(131)는 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 얼음 저장부(130)와 일체로 형성될 수도 있다. 또는 보조 탱크(1311)는 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 얼음 저장부(130)와 별개로 형성될 수도 있다. 참고로, 얼음 저장부(130)에 저장된 정수는 정수 생성부(110)에서 생성된 정수보다 온도가 낮다. 얼음 저장부(130)에 저장된 정수는 얼음 생성부(120)에 의해 냉각된 정수(즉, 잔수이거나 해빙으로 인한 정수)이기 때문이다.

다음으로 냉수 생성부(140)에 대해 살펴본다. 냉수 생성부(140)는 정수를 냉각하여 냉수를 생성한다. 정수를 냉각하기 위한 냉열은 후술할 바와 같이 얼음 생성부(120)로부터 공급받을 수 있다. 그리고 냉수 생성부(140)는 냉수를 생성하기 위해 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 정수 생성부(110)나 후술할 냉수 저장부(150)로부터 정수를 공급받을 수 있다. 이때 냉수 생성부(140)는 냉수 저장부(150)로부터 정수를 공급받는 것을 우선시할 수 있다.

즉, 냉수 생성부(140)는 앞서 살펴본 얼음 생성부(120)와 유사하게 냉수 저장부(150)로부터 일차적으로 정수(냉수)를 공급받고 이차적으로 정수 생성부(110)로부터 정수를 공급받을 수 있다. 냉수 생성부(140)가 이와 같이 정수를 공급받으면 냉수의 생성에 소요되는 에너지를 줄일 수 있다. (또한 냉수 저장부의 냉수의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.) 냉수 저장부(150)의 정수(즉, 냉수)가 정수 생성부(110)의 정수보다 온도가 낮기 때문이다. 참고로, 냉수 저장부(150)의 냉수도 결국은 정수 생성부(110)가 생성한 정수이다.

다음으로 냉수 저장부(150)에 대해 살펴본다. 냉수 저장부(150)는 냉수 생성부(140)로부터 냉수를 공급받아 저장한다. 이때 냉수 저장부(150)는 얼음 저장부(130)와 구별되게 냉수를 저장한다. 즉, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 얼음 생성부(120)에서 생성된 얼음(잔수를 포함한다)은 얼음 저장부(130)로 공급되고 냉수 생성부(140)에서 생성된 냉수는 냉수 저장부(150)로 공급된다.

마지막으로 온수 생성부(160)에 대해 살펴본다. 온수 생성부(160)는 정수 생성부(110)로부터 정수를 공급받은 다음에 이를 가열하여 온수를 생성한다. 보다 구체적으로 온수 생성부(160)는 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 정수를 공급받아 온수의 생성을 위해 순간적으로 가열하는 순간온수 모듈(161), 순간온수 모듈(161)로 정수가 입수되는 입수 유로 중에 설치되어 입수 유로 내의 온도를 측정하는 상류 온도센서(162), 및 순간온수 모듈(161)로부터 온수가 출수되는 출수 유로 중에 설치되어 출수 유로 내의 온도를 측정하는 하류 온도센서(163)를 구비한다. (순간온수 모듈은 일반적이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.)

순간온수 모듈(161)은 필요할 때마다 정수 생성부(110)로부터 정수를 공급받은 다음에 이를 단시간 동안 가열하여 온수를 생성한다. 이에 따라 순간온수 모듈(161)은 온수가 저장되는 온수 저장부가 별도로 구비될 필요가 없다. 이에 반해 저탕식은 온수 저장부에 정수를 저장한 다음에 온수 저장부의 내부에 구비된 코일을 통해 정수를 일정 온도까지 계속적으로 가열하여 온수를 생성한다. 이에 따라 저탕식은 온수 저장부가 구비될 필요가 있다.

이와 같은 차이로 인해 순간온수 모듈(161)은 입수 유로에 설치되는 온도센서(162)와 출수 유로에 설치되는 온도센서(163)가 필요한데 반해, 저탕식은 온수 저장부의 내부에 설치되는 온도센서가 필요하다. 즉, 순간온수 모듈(161)은 입수되는 정수의 온도와 출수되는 온수의 온도(출수되는 온수의 온도는 순간온수 모듈로 피드백 된다)를 기초로 필요한 온도까지 정수를 가열하는데 반해, 저탕식은 온수 저장부에 저장된 정수의 온도를 기초로 필요한 온도까지 정수를 가열한다.

그런데 온수 생성부(160)의 온도센서(162, 163)는 온수 생성부(160)의 제어뿐만 아니라 얼음 생성부(120)의 제어에도 활용될 수 있다. 본 실시예에 따른 얼음 정수기는 이와 같이 온수 생성부(160)의 온도센서(162, 163)를 활용하여 얼음 생성부(120)를 제어한다는 점에 기본적인 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 얼음 정수기는 상류 온도센서(162)에서 측정한 상류 온도와 하류 온도센서(163)에서 측정한 하류 온도에 기초하여 얼음 생성부(120)의 제빙 시간을 조절한다는 점에 기본적인 특징이 있다. 이와 같은 제어는 제어부(미도시)를 통해 이루어진다.

이에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 일반적으로 얼음 생성부(120)의 제빙 시간(냉매를 압축하는 압축기의 구동 시간일 수 있다)은 제빙 시간 테이블에 따라 결정될 수 있다. 제빙 시간 테이블은 정수 생성부(110)에서 생성된 정수의 온도(정수 온도)와 실내의 온도(외기 온도)에 따라 실험적으로 최적의 제빙 시간을 미리 정해둔 테이블이다. 예를 들어, 제빙 시간 테이블은 정수 온도가 세로축에 표시되어 있고 외기 온도가 가로축에 표시되어 있는 테이블일 수 있다. 이에 따라 세로축에서 정수 온도를 읽고 가로축에서 외기 온도를 읽으면, 그에 해당되는 최적의 제빙 시간을 얻을 수 있다.

그런데 이와 같이 제빙 시간 테이블에 따라 제빙 시간을 결정하려면 정수 온도와 외기 온도가 필요하다. 이를 위해 정수 온도를 측정할 온도 센서와 외기 온도를 측정할 온도 센서를 별도로 설치하는 것이 일반적이다. 그러나 본 실시예에 따른 얼음 정수기는 온수 생성부(160)의 온도센서(162, 163)를 이용하여 정수 온도와 외기 온도를 획득한다. (참고로, 저탕식은 온수 저장부에 온수를 채워둔다. 따라서 온수 저장부의 온도센서는 통상 외기 온도 이상의 온도를 나타낼 수 밖에 없다. 이의 결과로 외기 온도를 측정하려면, 외기 온도를 측정하는 온도센서를 추가로 설치하여야만 한다.)

보다 구체적으로 온수 생성부(160)의 상류 온도센서(162)는 순간온수 모듈(161)로 정수가 입수되는 입수 유로에 설치되어 온도를 측정하기 때문에, 상류 온도센서(162)에서 측정한 상류 온도는 정수 온도에 대응될 수 있다. 즉, 정수는 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 정수 생성부(110)에서 생성된 다음에 입수 유로를 따라 온수 생성부(160)로 공급되기 때문에, 제어부는 상류 온도센서(162)에서 측정한 상류 온도를 정수 온도에 매칭시킬 수 있다. (이와 같은 정수 온도는 얼음 생성부로 공급되는 정수의 온도와 같다고 볼 수 있다.)

또한 제어부는 하류 온도센서(163)에서 측정한 하류 온도를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다. 이에 대해 상술한다. 하류 온도센서(163)는 온수가 출수되는 출수 유로에 설치된다. 그런데 온수가 출수 유로에 항상 흐르고 있는 것은 아니다. 예를 들어, 상류 온도센서(162)의 하류에 설치되는 입수 밸브(164)나 하류 온도센서(163)의 상류에 설치되는 출수 밸브(165) 중의 적어도 어느 하나를 폐쇄하면 출수 유로에 온수가 흐르지 않는 상태가 된다. (참고로, 입수 밸브는 순간온수 모듈에 대해 정수의 입수를 결정하는 밸브이고, 출수 밸브는 순간온수 모듈에 대해 온수의 출수를 결정하는 밸브이다.)

이와 같이 온수가 흐르지 않는 상태가 계속되면, 출수 유로 내의 온도는 점차적으로 하강하게 된다. 이와 같은 하강이 계속되면, 출수 유로 내의 온도는 결국 얼음 정수기의 외부 온도, 즉 실내 온도(외기 온도)에 이르게 된다. 이때 제어부는 하류 온도센서(163)에서 측정한 하류 온도를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다.

다만, 온수 생성부(160)에서 생성된 온수는 보통 70~90℃의 온도를 가지기 때문에 출수 유로 내의 온도도 온수의 출수로 인해 매우 높은 온도까지 상승할 수 있다. 따라서 하류 온도가 소정 온도 이하일 때만 그 하류 온도를 외기 온도에 매칭시킬 필요가 있다. 예를 들어, 하류 온도가 45℃ 이하이면, 그 하류 온도를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다.

보다 정확하게 외기 온도를 추출하려면, 하류 온도가 소정 온도 이하로 소정 시간 이상 유지될 때, 그 하류 온도를 외기 온도에 매칭시키는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 하류 온도가 10초 이상 동안 45℃ 이하로 유지된다면 그 하류 온도를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다. 다만, 이때는 온도의 평균값을 활용해야 할 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어, 온도센서(163)에서 하류 온도를 10초 동안 3번 측정했는데, 각각 30 ℃, 28 ℃, 26 ℃로 측정됐다면, 30, 28, 26을 모두 더한 다음에 3으로 나눈 평균값인 28 ℃를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다.

보다 더 정확하게 외기 온도를 추출하려면, 온도센서에서 반복하여 측정한 하류 온도가 소정 온도 이하로 일정하게 유지될 때, 그 하류 온도를 외기 온도에 매칭시키는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 하류 온도를 10초 동안 3번 측정했는데, 그 하류 온도가 45 ℃ 이하인 25 ℃로 일정하게 유지됐다면, 그 25 ℃를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다. 다만, 이때도 온도의 평균값을 활용해야 할 필요가 있을 수도 있다. 정확하게 같은 온도가 계속 유지되기는 어렵기 때문이다. 예를 들어, 온도센서(163)에서 하류 온도를 10초 동안 3번 측정했는데, 각각 25.2 ℃, 25 ℃, 24.8 ℃로 측정됐다면, 그 평균값인 25 ℃를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다. 이때 하류 온도가 일정하게 유지된다고 판단할 수 있는 오차 범위를 미리 설정할 수 있다.

한편, 얼음 생성부(120)가 얼음을 생성할 때, 온수 생성부(160)의 온도센서(162, 163)를 바로 활용하기 어려운 경우도 있다. 예를 들어, 온수를 생성한 직후에 얼음을 생성하는 경우라면, 출수 유로의 온도가 너무 높아 하류 온도를 외기 온도에 매칭시키기 어려울 수도 있다. 이와 같은 경우를 대비하기 위해 제어부는 하류 온도를 외기 온도에 매칭시키는 작업을 반복하여 마지막으로 매칭된 외기 온도를 통해 얼음 생성부(120)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 다음과 같은 경우를 상정할 수 있다. 온도센서(163)에서 하류 온도를 10초 동안 3번 측정했는데, 직전에 온수를 생성했었기 때문에, 70 ℃, 68 ℃, 66 ℃로 각각 측정됐다. 이와 같은 경우 평균값도 45 ℃보다 높기 때문에 하류 온도가 외기 온도에 매칭되지 않는다. 이후 1분을 대기한다. 그런 다음 10초 동안 다시 3회의 측정을 실시한다. 그리고 이와 같은 대기와 측정을 반복한다. 그러다 하류 온도를 10초 동안 3번 측정했는데, 25.2 ℃, 25 ℃, 24.8 ℃로 각각 측정됐다면 그 평균값인 25 ℃를 외기 온도에 매칭시킬 수 있다. 그런 다음 온수를 생성했고 이어서 얼음을 생성하려 한다. 이때 하류 온도를 10초 동안 3번 측정하더라도 평균값이 45 ℃보다 높을 것이기 때문에, 그 평균값을 외기 온도에 매칭시키기 어렵다. 따라서 제어부는 마지막으로 매칭된 25 ℃를 외기 온도로 획득하여 이를 기초로 얼음 생성부(120)를 제어한다.

참고로, 정수는 온수 생성부(160)로 공급될 때까지 통상 인위적으로 가열되거나 냉각되지 않는다. 따라서 정수는 외부의 온도가 급격하게 변하지 않는 이상 대체로 일정한 온도를 유지한다. 이의 결과로 정수 온도는 얼음을 생성하려고 할 때 상류 온도센서(162)에서 측정해도 무방하다. 다만, 상류 온도도 반복적으로 측정하여 특정한 온도를 정수 온도로 매칭시키는 작업을 반복한 다음에, 마지막으로 매칭된 온도를 얼음 생성부(120)의 제어에 활용할 수도 있다.

한편, 온수 생성부(160)에서 생성된 온수는 통상 사용자에게 공급될 수 있지만, 얼음 생성부(120)에서 생성된 얼음을 탈빙(脫氷)시키기 위한 탈빙수(脫氷水)로서 활용될 수 있다. 즉, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 본 실시예에서 얼음 생성부(120)는 얼음을 녹이기 위해 얼음을 온수와 열교환 시킨다(도 1의 HE 참조). 이와 같은 열교환으로 얼음은 부분적으로 녹으면서 얼음 생성부(120)로부터 탈빙될 수 있다. 이를 위해 온수 생성부(160)는 탈빙이 필요할 때 얼음 생성부(120)로 온수를 공급할 수 있다. 예를 들어, 제빙 시간이 경과하여 압축기가 구동을 정지한 경우 온수 생성부(160)는 온수를 얼음 생성부(120)로 공급할 수 있다. 참고로, 본 명세서에서 탈빙수는 이와 같이 탈빙을 위해 사용되는 물을 지칭한다.

그런데 본 실시예에서 순간온수 모듈(161)은 온수의 생성을 위해 복수 개의 발열 히터(미도시)를 구비할 수 있다. 이와 같이 복수 개의 발열 히터를 구비하면, 복수 개의 발열 히터를 선택적으로 작동시켜 온수의 온도를 탈빙에 적합하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 분당 0,5L의 정수가 공급될 때, 제1 히터만 작동하면 45℃의 온수가 생성될 수 있고, 제2 히터만 작동하면 55℃의 온수가 생성될 수 있고, 제1 히터와 제2 히터가 함께 작동하면 80~90℃의 온수가 생성될 있도록 2개의 히터를 배치할 수 있다. 이와 같이 필요한 온도에 따라 제1 히터만 작동시키거나, 제2 히터만 작동시키거나, 또는 제1 히터와 제2 히터를 함께 작동시켜 온수의 온도를 탈빙에 적합하게 제어할 수 있다. (물론, 이와 같은 제어는 사용자가 원하는 온도로 온수의 온도를 제어할 때에도 활용될 수 있다.)

도 3을 참조하여 얼음 생성부(120)에 대해 상술한다. 얼음 생성부(120)는 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이 정수를 저장하는 트레이(121), 및 트레이(121)의 정수에 침지되어 얼음을 생성시키는 핑거(122)를 구비한다. 보다 구체적으로 얼음 생성부(120)는 핑거(122)에 흐르는 냉매를 통해 정수를 냉각시킨다. 즉, 핑거(122)가 트레이(121)의 정수에 침지되면, 냉매의 증발로 인해 정수가 냉각되면서 핑거(122)에 얼음이 매달린다. 그리고 얼음 생성부(120)는 핑거(122)로 냉매를 안내하기 위해 핑거(122)의 상측에서 핑거(122)에 연결되는 베이스(123, 도 4와 도 5 참조)를 더 포함할 수 있다. (참고로, 냉매는 압축, 응축, 팽창 및 증발을 순차적으로 거치며 계속 순환된다.)

다음으로 도 4와 도 5를 참조하여 유로부에 대해 상술한다. 본 실시예에서 얼음 생성부(120)는 앞서 살펴본 바와 같이 탈빙수를 통한 해빙으로 핑거(122)에 매달린 얼음을 탈빙시킨다. 이를 위해 탈빙수는 핑거(122)에 인접하게 흐를 필요가 있다. 이와 같이 핑거(122)에 인접하게 탈빙수를 흘려 보내기 위한 구성이 바로 유로부(180)이다. 즉, 유로부(180)는 핑거(122)에 인접하게 마련되어 탈빙수를 안내하기 위한 구성이다.

이와 같은 유로부(180)는 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들어, 유로부(180)는 도 4에서 도시하고 있는 것과 같이 플레이트 형태를 가질 수도 있다. 또는 유로부는 파이프 형태를 가질 수도 있다. 참고로, 본 명세서에서 '인접하게'는 열교환을 통해 탈빙수로 얼음을 녹일 수 있을 정도로 가까운 거리를 의미한다. 이는 탈빙수의 온도나 유량, 또는 탈빙에 소요되는 시간과 같은 조건에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

그런데 전술한 베이스(123)는 도 4와 도 5에서 도시하고 있는 것과 같이 핑거(122)의 상측에서 U 자 형상으로 마련될 수 있다. 이때 유로부(180)는 베이스(123)의 사이에서 베이스(123)의 길이 방향을 따라 마련될 수 있다. 이와 같이 유로부(180)가 마련되면 탈빙수가 보다 효율적으로 얼음과 열교환을 할 수 있다.

한편, 얼음 생성부(120)는 앞서 살펴본 바와 같이 냉매를 통해 얼음을 생성한다. 이에 따라 얼음 생성부(120)는 매우 낮은 온도를 가질 수밖에 없다. 본 실시예에서 냉수 생성부(140)는 이와 같은 얼음 생성부(120)의 낮은 온도를 통해 냉수를 생성한다. 즉, 본 실시예에서 냉수 생성부(140)는 정수를 얼음 생성부(120)에 인접하게 흘려 보내면서 얼음 생성부(120)의 냉매를 통해 정수를 냉각시킨다. 이를 위해 냉수 생성부(140)는 전술한 유로부(180)를 활용할 수 있다.

즉, 유로부(180)는 냉매가 흐르는 핑거(122), 또는 냉매가 흐르는 핑거(122)와 베이스(123)에 인접하게 설치되므로, 정수가 유로부(180)를 따라 흐르면 냉매에 의해 냉각될 수 있다. 결국, 유로부(180)는 탈빙이 필요할 때, 또는 냉수가 필요할 때 온수나 정수가 흐르는 유로로서 활용될 수 있다.

다음으로 도 6을 참조하여 트레이(121)의 회전에 대해 상술한다. 전술한 바와 같이, 얼음 생성부(120)가 생성한 얼음은 얼음 저장부(130)로 공급되고, 냉수 생성부(140)가 생성한 냉수는 냉수 저장부(150)로 공급된다. 이와 같은 공급을 위해 트레이(121)는 얼음이 생성되는 제1 위치(A, 저장 위치)와 얼음이 배출되는 제2 위치(B, 배출 위치) 사이에서 회전할 수 있다. 보다 구체적으로 제1 위치(A)는 트레이(121)로 정수가 공급되고 얼음이 생성되는 위치이다. 그리고 제2 위치는 트레이(121)의 저장물(얼음과 잔수)이 트레이(121)의 외부로 배출되는 위치이다. 즉, 트레이(121)가 제1 위치에서 제2 위치로 회전하면, 트레이(121)의 저장물은 트레이(121)의 외부로 배출될 수 있다.

그런데 냉수 생성부(140, 본 실시예에서는 도면부호 180의 유로부가 냉수 생성부로서 역할한다)가 도 6에서 도시하고 있는 것과 같이, 냉수 저장부(150)의 상측에 위치하면 냉수 생성부(140)로부터 냉수를 그대로 낙하시키는 것으로 냉수를 냉수 저장부(150)로 공급할 수 있다. 그러나 냉수 생성부(140)의 하측에 트레이(121)가 위치하면 냉수가 냉수 저장부(150)로 공급되기 어렵다. 따라서 냉수가 냉수 생성부(140)로부터 배출될 때 트레이(121)는 제3 위치(C)로 회전하는 것이 바람직하다. 또는 유로부(180)의 말단을 트레이(121)의 외측까지 연장시킬 수도 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 얼음 정수기는 얼음 생성부(120)를 제어하기 위한 온도로서 온수 생성부(160)의 온도센서(162, 163)에서 측정한 온도를 그대로 활용한다. 이에 따라 얼음 생성부(120)를 제어하기 위한 온도(정수 온도나 외기 온도)를 측정하기 위해 별도로 온도센서를 구비할 필요가 없다. 또한 본 실시예에 따른 얼음 정수기는 탈빙을 위한 열원으로서 온수 생성부(160)를 그대로 활용한다. 따라서 탈빙을 위한 열원을 별도로 갖출 필요도 없다. 또한 온수의 흐름으로 얼음을 탈빙시키기 때문에 가스가 배출될 때처럼 큰 소음이 발생할 여지가 적다. 더욱이 히터와 같은 발열 수단을 이용하는 것이 아니기 때문에 과열로 인한 문제가 발생할 여지도 적다. 뿐만 아니라, 유로부는 단순한 유로이므로 내구성도 매우 우수하다.

110: 정수 생성부 120: 얼음 생성부
121: 트레이 122: 핑거
123: 베이스 130: 얼음 저장부
131: 보조 탱크 140: 냉수 생성부
150: 냉수 저장부 160: 온수 생성부
161: 순간온수 모듈 162: 상류 온도센서
163: 하류 온도센서 164: 입수 밸브
165: 출수 밸브 170: 얼음 이송부
180: 유로부

Claims

정수를 생성하는 정수 생성부, 상기 정수를 냉각하여 얼음을 생성하는 얼음 생성부, 상기 정수를 가열하여 온수를 생성하는 온수 생성부, 및 상기 얼음 생성부를 제어하여 상기 얼음을 생성하는 제빙 시간을 조절하는 제어부를 포함하며,
상기 온수 생성부는, 상기 정수를 공급받아 상기 온수의 생성을 위해 순간적으로 가열하는 순간온수 모듈, 상기 순간온수 모듈로 상기 정수가 입수되는 입수 유로 중에 설치되어 상기 입수 유로 내의 온도를 측정하는 상류 온도센서, 및 상기 순간온수 모듈로부터 상기 온수가 출수되는 출수 유로 중에 설치되어 상기 출수 유로 내의 온도를 측정하는 하류 온도센서를 구비하고,
상기 제어부는 상기 상류 온도센서에서 측정한 상류 온도를 상기 정수 생성부에서 생성한 정수의 온도인 정수 온도에 매칭시키고, 상기 하류 온도센서에서 측정한 하류 온도를 외부의 온도인 외기 온도에 매칭시킨 다음, 상기 정수 온도와 상기 외기 온도에 따라 상기 제빙 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 상기 정수 온도와 상기 외기 온도에 따라 상기 제빙 시간을 미리 정해둔 제빙 시간 테이블에 기초하여 상기 제빙 시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 1에 있어서,
상기 온수 생성부는 상기 상류 온도센서의 하류에 구비되어 상기 입수 유로를 개폐하는 입수 밸브, 및 상기 하류 온도센서의 상류에 구비되어 상기 출수 유로를 개폐하는 출수 밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 상기 출수 유로를 따라 상기 온수가 흐르지 않는 상태에서 상기 하류 온도센서에서 측정한 하류 온도를 상기 외기 온도에 매칭시키는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 5에 있어서,
상기 제어부는 상기 하류 온도센서에서 측정한 하류 온도가 소정 온도 이하일 때 상기 하류 온도를 상기 외기 온도에 매칭시키는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 하류 온도센서에서 측정한 하류 온도가 상기 소정 온도 이하로 소정 시간 이상 유지될 때 상기 하류 온도를 상기 외기 온도에 매칭시키는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는 상기 하류 온도센서에서 반복하여 측정한 하류 온도가 상기 소정 온도 이하로 일정하게 유지될 때 상기 하류 온도를 상기 외기 온도에 매칭시키는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 7 또는 8에 있어서,
상기 제어부는 상기 하류 온도를 상기 외기 온도에 매칭시키는 작업을 반복하여 마지막으로 매칭된 외기 온도를 통해 상기 얼음 생성부를 제어하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 1에 있어서,
상기 제빙 시간은 상기 얼음을 생성하기 위한 냉매를 압축시키는 압축기의 구동 시간인 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 1에 있어서,
상기 얼음 생성부는 상기 온수 생성부에서 탈빙수(脫氷水)로서 공급한 온수를 통해 상기 얼음을 녹여서 탈빙시키는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 11에 있어서,
상기 얼음 생성부는 상기 정수를 저장하는 트레이, 및 상기 트레이의 정수에 침지되어 냉매를 통해 상기 얼음을 생성시키는 핑거를 구비하며, 또한 상기 핑거에 인접하게 흐르는 탈빙수를 통해 상기 핑거에 생성된 얼음을 탈빙시키는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 12에 있어서,
상기 핑거에 인접하게 마련되어 상기 탈빙수를 안내하는 유로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 13에 있어서,
상기 정수를 냉각하여 냉수를 생성하는 냉수 생성부를 더 포함하며, 상기 냉수 생성부는 상기 유로부를 따라 상기 정수를 흘려 보내면서 상기 냉매를 통해 상기 정수를 냉각하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.
청구항 11에 있어서,
상기 순간온수 모듈은 복수 개의 발열 히터를 선택적으로 작동시켜 상기 온수의 온도를 탈빙에 적합하게 제어하는 것을 특징으로 하는 얼음 정수기.