KR102548269B1

KR102548269B1 - 정수기

Info

Publication number: KR102548269B1
Application number: KR1020180021923A
Authority: KR
Inventors: 박종우; 안광용; 황선웅
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2023-06-27
Also published as: US11772951B2; US20200399109A1; KR20190101662A; WO2019164085A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 정수기는, 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크; 상기 냉각수 탱크의 내부 공간을 상측 공간과 하측 공간으로 구획하고, 내측에 격자 리브가 형성되어, 상기 상측 공간의 냉각수와 상기 하측 공간의 냉각수가 순환 가능하게 하는 구획판; 상기 하측 공간에 배치되는 냉수 배관; 상기 상측 공간에 배치되는 증발기; 및 상기 냉각수 탱크의 내부에 배치되는 교반 부재를 포함하고, 상기 구획판은, 저면에서 하측으로 연장되는 외측 수류 가이드 슬리브를 포함할 수 있다.

Description

정수기{Water purifying apparatus}

본 발명은 정수기에 관한 것이다.

정수기는 물리적 및/또는 화학적 방법으로 물속에 함유된 이물질이나 중금속과 같은 유해 요소를 여과하는 장치이다.

아래의 선행 기술에는 직수형 정수기에 대한 구조가 개시되어 있다.

직수형 정수기라 함은, 저수조가 따로 필요하지 않고, 급수 버튼을 누르면 수도꼭지를 통해서 공급되는 물이 냉각 유닛을 통과하면서 설정 온도로 냉각되어 소비자에게 바로 공급되는 방식의 정수기를 의미한다.

직수형 정수기의 경우, 저수조가 필요 없기 때문에, 저수조 바닥에 이물질이 쌓이고 저수조 내에 세균이 번식하는 문제가 없는 장점이 있다.

직수형 정수기의 냉각 유닛은, 선행 기술에 개시되는 바와 같이, 냉각수가 저장된 냉각수 탱크와, 상기 냉각수 탱크 내부에 배치되는 냉수 배관 및 증발기와, 상기 냉각수 탱크의 내부에 배치되어 상기 냉수 배관의 수용 공간과 상기 증발기의 수용 공간을 구획하는 구획판을 포함한다.

그리고, 상기 증발기에 의하여 냉각되는 상측의 냉각수가 교반 부재의 회전에 의하여 냉수 배관 쪽으로 하향 유동하고, 냉수 배관 수용 공간에 있는 냉수는 증발기 쪽으로 상향 유동한다.

또한, 증발기 표면에 얼음 덩어리가 생성되어 냉기가 축적되면, 현열 뿐 아니라 잠열에 의한 열교환이 이루어지기 때문에, 냉수 배관을 통과하는 음용수를 단시간에 냉각시킬 수 있어, 직수형 정수기에 매우 유리하다.

이러한 구조를 가지는 직수형 정수기는 다음과 같은 단점이 있다.

첫째, 증발기 주변에 생성되는 얼음의 크기가 커짐에 따라, 구획판 하측의 냉각수가 구획판 상측으로 원활하게 순환하지 못하여, 얼음과 냉각수 간의 열교환이 신속하게 이루어지지 못하는 단점이 있다.

또한, 증발기 주변에 생성된 얼음이 녹으면서 발생하는 얇은 얼음 조각(floating ice)이 구획판에 형성된 개구부를 통하여 구획판의 하측으로 유입되면, 구획판의 하측에 배치되는 교반 부재가 회전할 때 유입된 얼음 조각과 부딪혀서 유빙 소음이 발생하는 단점이 있다.

한국공개특허 제2017-0024969호(2017년03월08일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 정수기는, 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크; 상기 냉각수 탱크의 내부 공간을 상측 공간과 하측 공간으로 구획하고, 내측에 격자 리브가 형성되어, 상기 상측 공간의 냉각수와 상기 하측 공간의 냉각수가 순환 가능하게 하는 구획판; 상기 하측 공간에 배치되는 냉수 배관; 상기 상측 공간에 배치되는 증발기; 및 상기 냉각수 탱크의 내부에 배치되는 교반 부재를 포함하고, 상기 구획판은, 저면에서 하측으로 연장되는 외측 수류 가이드 슬리브를 포함할 수 있다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 정수기에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 구획 부재의 상면과 하면 중 어느 하나 또는 모두에 수류 안내 슬리브가 구비됨으로써, 교반 부재의 회전에 의하여 강제 유동하는 구획 부재 하측의 냉각수가 구획 부재 상측으로 상승하도록 안내된다. 따라서, 증발기 주위에 형성된 얼음과 구획 부재 하측의 냉각수 간 열교환이 원활하게 이루어지고, 열교환 시간이 짧아지는 장점이 있다.

나아가, 얼음과 냉각수 간 열교환이 원활하게 이루어지므로, 냉각수와 냉수 배관을 따라 흐르는 음용수 간 열교환도 신속하게 이루어진다. 그 결과, 냉수로 인정되는 음용수, 즉 냉수로 인정되는 기준 온도(약 8℃) 이하로 취출되는 음용수의 양이 종래에 비하여 증가하는 효과가 있어, 소비자 만족도가 높아지는 장점이 있다.

둘째, 외측에 증발기가 둘러지는 구획통의 하측 일부분이 완전히 폐쇄되도록 설계됨으로써, 냉각수 순환에 의하여 얼음이 녹으면서 발생하는 얼음 조각이 구획통에 형성된 개구부를 통하여 구획판의 하측으로 이동하는 현상을 최소화할 수 있다. 그 결과, 분리된 얼음 조각이 교반 부재와 부딪혀서 유빙 소음을 발생시키는 현상을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정수기에 구비되는 냉각 유닛의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구획 부재의 사시도.
도 3은 구획 부재를 구성하는 구획통의 사시도.
도 4는 구획 부재를 구성하는 구획판의 평면 사시도.
도 5는 상기 구획판의 저면 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛의 내부에서 일어나는 냉각수의 순환 모습을 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛과 종래의 냉각 유닛의 열교환 효율을 비교하여 보여주는 그래프.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 정수기에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정수기에 구비되는 냉각 유닛의 분해 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛(10)은 상기 선행 기술에 개시되는 정수기에 적용 가능하므로, 냉각 유닛(10)을 제외한 다른 구성들의 구조 및 기능, 그리고 정수기 내 냉수,온수,정수의 급수 유로에 대해서는 생략하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛(10)은, 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크(12)와, 상기 냉각수 탱크(12)의 외면을 감싸서 냉각수를 외부 공기로부터 단열시키는 단열 케이스(11)와, 상기 단열 케이스(11)의 하단에 장착되어 냉각수를 배출시키는 드레인 밸브(11a)를 포함한다.

또한, 상기 냉각 유닛(10)은, 상기 냉각수 탱크(12) 내부에 수용되며 내부에 음용수가 흐르는 냉수 배관(13)과, 상기 냉각수 탱크(12)의 내부에서 상기 냉수 배관(13)의 상측에 놓이는 구획 부재(16)와, 상기 구획 부재(16)의 상측에 놓이는 증발기(17)와, 상기 구획 부재(16)를 관통하여 상기 냉수 배관(13)의 내측에 놓이는 교반 부재(18)를 더 포함한다.

상기 구획 부재(16)는, 구획판(14)과, 상기 구획판(14)에 탈부착 가능하게 결합되는 원통을 포함하는 통 형상의 구획통(15)을 포함한다.

상세히, 상기 구획판(14)은, 상기 냉각수 탱크(12)의 가로 방향으로 수평하게 놓여서, 상기 냉각수 탱크(12)의 내부 공간을 상기 증발기(17)가 놓이는 상측 공간과, 상기 냉수 배관(13)이 놓이는 하측 공간으로 구획한다.

그리고, 상기 구획판(14)에는 다수의 격자 리브가 형성되어, 상기 구획판(14) 상측의 냉수와 상기 구획판(14) 하측의 냉수가, 상기 교반 부재(18)의 작동에 의하여 순환 가능하도록 기능한다.

또한, 상기 증발기(17)는 상기 구획통(15)의 외측에서 상기 구획통(15)의 원주 방향으로 다수회 감기는 형태로 제공된다. 그리고, 상기 구획통(15)에는 다수의 격자 리브가 형성되어, 상기 증발기(17) 주위에 형성되는 얼음이 상기 냉수 배관(13)이 수용된 하측 공간으로 유입되는 것을 차단하는 기능을 한다.

또한, 상기 교반 부재(18)는 상기 구획통(15)의 내측에 형성된 개구부를 관통하여 상기 냉수 배관(13)의 내측에 놓인다. 상기 냉수 배관(13)은 도시된 바와 같이 스파이럴 형태로 감겨서 소정 길이와 직경을 가지는 원통 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 냉각 유닛(10)은, 상기 냉각수 탱크(12)의 개구된 상단을 덮는 탱크 커버(19)와, 상기 탱크 커버(19)의 상면에 안착되는 교반 모터(20)와, 상기 탱크 커버(19)의 상측에서 상기 단열 케이스(11)의 상단을 덮는 케이스 커버(21)를 더 포함한다.

상기 교반 모터(20)의 회전축은 상기 탱크 커버(19)의 중심을 관통하여 상기 냉각수 탱크(12) 내부로 연장되고, 상기 교반 부재(18)의 상단은 상기 교반 모터(20)의 회전축에 연결된다. 그리고, 상기 탱크 커버(19)의 일측에는 냉각수 공급 호스가 연결되는 급수 포트(191)가 형성된다.

그리고, , 상기 케이스 커버(21)에는 상기 냉수 배관(13)의 입구단과 출구단을 안내하는 냉수 배관 안내부(212)가 형성되고, 상기 급수 포트(191)가 관통 수용되는 급수 포트 수용부(211)가 형성된다.

또한, 상기 냉각수 탱크(12)의 내주면에는 다수의 가이드 홈(121)이 하측으로 소정 길이 연장 형성된다. 상세히, 상기 가이드 홈(121)은, 상기 구획판(14)의 외주면에 형성된 가이드 돌기(141b, 도 3 참조)가 삽입되어, 상기 구획판(14)의 장착을 가이드한다. 즉, 상기 가이드 돌기(141b)가 상기 가이드 홈(121)에 삽입된 상태에서, 상기 구획판(14)은 상기 가이드 돌기(141b)가 상기 가이드홈(121)의 하단부에 걸릴 때까지 하강하여, 상기 냉각수 탱크(12)의 상단으로부터 하측으로 이격되는 지점에 고정된다.

또한, 상기 냉각수 탱크(12)의 외주면에는 다수의 가이드 돌기(122)가 돌출되어 하측으로 소정 길이 연장된다. 그리고, 상기 단열 케이스(11)의 내주면에는 상기 가이드 돌기(122)가 삽입되는 가이드 홈(111)이 다수 개 형성된다. 상기 가이드 돌기들이 상기 가이드 홈에 삽입됨으로써, 냉각수 탱크(12)가 상기 단열 케이스911)로 정확한 위치에 삽입될 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 냉각수 탱크(12)가 단열 케이스(11) 내에서 흔들리는 현상이 방지될 수 있다. 이는 상기 구획판(14)의 경우도 마찬가지이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구획 부재의 사시도이고, 도 3은 구획 부재를 구성하는 구획통의 사시도이며, 도 4는 구획 부재를 구성하는 구획판의 평면 사시도이고, 도 5는 상기 구획판의 저면 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 구획 부재(16)는 상기 냉각수 탱크(12) 내부에서 수평하게 놓이는 구획판(14)과, 상기 구획판(14)의 중앙부에 장착되는 구획통(15)을 포함할 수 있다.

상기 구획판(14)은 상기 증발기(17)를 지지하고, 상기 구획판(14)의 상측 영역의 냉각수 내에서 떠다니는 얼음 조각이 상기 구획판(14)의 하측 영역으로 유입되는 것을 방지한다.

또한, 상기 구획통(15)은, 상기 구획판(14)과 마찬가지로 상기 구획판(14)의 상측 영역에 있는 얼음 조각이 상기 구획판(14)의 하측으로 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 내측에는 상기 교반 부재(18)가 관통하는 관통홀이 형성된다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구획통(15)은, 원통 형상의 몸통부(152)와, 상기 몸통부(152)의 하단에 형성되는 베이스부(151)와, 상기 몸통부(152)의 상단에 형성되는 헤드부(155)를 포함할 수 있다.

상기 몸통부(152)의 횡단면은 원형 뿐만 아니라 다각형을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 몸통부(152)의 상측에는 가로 방향 및 세로 방향의 리브들이 교차하여 형성되는 격자부(154)가 형성되고, 상기 격자부(154)의 하측에는 폐쇄부(153)가 형성된다. 상기 격자부(154)를 통해서 냉각수가 상기 몸통부(152)의 내외부로 유동 가능하게 한다.

반면, 상기 폐쇄부(153)는 상기 몸통부(152)의 하단으로부터 소정 높이에 이르는 길이로 상기 몸통부(152)의 원주 방향으로 둘러져서, 냉각수가 상기 몸통부(152)의 내외부로 유동하지 못하게 한다.

또한, 상기 몸통부(152)는, 상기 헤드부(155)와 상기 베이스부(151)를 연결하는 다수의 보강 리브(156)를 더 포함할 수 있다. 상기 보강 리브(156)는 상기 몸통부(152)의 원주 방향으로 다수 개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 몸통부(152)의 하단부와 상기 베이스부(151)는 다수의 연결 리브들(158)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 연결 리브(158)는 상기 베이스부(151)의 내측 가장자리를 따라 원주 방향으로 일정 간격 이격 배치되어, 냉각수가 연통하는 연통홀(159)을 형성할 수 있다.

여기서, 상기 몸통부(152)의 길이(또는 높이) 대비 상기 폐쇄부(154)의 폭(또는 높이)의 비율은 50% 이하일 수 있다. 상기 비율이 과도하게 크면 냉각수의 순환을 오히려 방해할 수 있어서, 실험을 통하여 적정한 비율이 결정되어야 한다. 그리고, 상기 비율은 격자부에 형성되는 홀들의 크기 및 개수에 의하여 달라질 수 있다.

상기 폐쇄부(153)가 형성됨으로써, 상기 구획판(14)을 통과하여 상승하다가 상기 몸통부(152)의 내측 방향으로 흐르는 냉각수는 상기 폐쇄부(153)에 의하여 상승하도록 안내된다. 그 결과, 상기 교반 부재(18)에 의하여 강제 유동되어 냉각수 탱크(12)의 하측에서 상승하는 냉각수가 상기 몸통부(152)의 상단부 근처까지 상승 가능하게 되어, 상기 구획판(14) 상측의 냉각수와 하측의 냉각수가 원활하게 혼합될 수 있는 장점이 있다. 만일, 상기 구획통(15) 외측에 얼음 튜브가 형성되어 있는 경우, 냉각수와 얼음 간의 열교환도 원활하게 이루어지는 장점이 있다. 이에 대한 내용은 아래에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.

한편, 상기 헤드부(155)와 상기 베이스부(151)의 외경은 상기 몸통부(152)의 외경보다 더 크게 형성될 수 있고, 상기 베이스부(151)의 외경이 상기 헤드부(155)의 외경보다 더 크게 형성될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 베이스부(151)의 외주면 하단에는 다수의 체결 돌기(157)가 돌출되고, 상기 베이스부(151)의 원주 방향으로 일정 간격 이격 배치될 수 있다. 그리고, 상기 다수의 체결 돌기(157)을 각각은 상기 베이스부(151)의 원주 방향으로 소정 길이 연장되는 리브 형태로 제공될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구획 부재(16)를 구성하는 상기 구획판(14)은, 평면 형상이 상기 냉각수 탱크(12)의 횡단면 형상과 동일한 형상을 이루는 격자판(141)과, 상기 격자판(141)의 외측 가장자리에서 상측으로 연장되는 에지 리브(141a)를 포함할 수 있다.

상세히, 에지 리브(141a)의 외주면은 상기 냉각수 탱크(12)의 내주면에 밀착된다. 그리고, 상기 에지 리브(141a)의 외주면에는 가이드 돌기(141b)가 돌출되어 상기 냉각수 탱크(12)의 내주면에 형성된 상기 가이드 홈(121)에 삽입된다.

또한, 상기 격자판(141)은 상기 냉각수 탱크(12)의 내측에서 수평하게 놓이며, 내측에는 다수의 가로 방향 리브와 세로 방향 리브들이 교차되는 격자 리브가 형성된다. 상기 격자판(141)에 의하여, 상기 격자판(141) 상측의 냉각수와 하측의 냉각수 간 순환은 가능하지만 상기 격자판(141) 상측에 생성되는 얼음은 상기 격자판(141)의 하측으로 이동하지 못하게 된다.

또한, 상기 격자판(141)의 내측에는 상기 베이스부(151)의 외경에 대응하는 크기를 가지는 교반부재 통과홀(14a)이 형성되고, 상기 교반부재 통과홀(14a)은 인너 슬리브(143)에 의하여 정의된다. 상기 인너 슬리브(143)는 상기 격자판(141)의 상면에서 하측으로 소정 길이 연장되는 원통 형상으로 이루어질 수 있다.

상세히, 상기 인너 슬리브(143)는 구획 리브(또는 단턱부)(145)에 의하여 상측 면과 하측 면으로 구획되며, 상측 면에는 상기 구획통(15)의 베이스부(151)에 형성된 상기 다수의 체결 돌기들(157)이 결합되기 위한 다수의 체결홈들(144a)이 원주 방향으로 이격 형성된다. 그리고, 상기 하측 면은 내측 수류 가이드 슬리브(146)로 정의된다. 상기 내측 수류 가이드 슬리브(146)의 기능에 대해서는 아래에서 도면과 함께 다시 설명한다.

더욱 상세히, 상기 다수의 체결홈(144a) 각각은, 하강홈(144b)과 걸림홈(144c)으로 이루어진다. 그리고, 상기 하강홈(144b)은 상기 걸림홈(144c)의 상측에 형성된다. 그리고, 상기 걸림홈(144c)의 원주 방향 길이는 상기 하강홈(144b)의 원주 방향 길이보다 더 길게 형성되며, 일례로서 상기 걸림홈(144c)의 원주 방향 길이는 상기 하강홈(144b)의 원주 방향 길이의 두배 또는 그 이상일 수 있다. 그리고, 상기 하강홈(144b)의 원주 방향 길이는 상기 체결 돌기(157)의 원주 방향 길이와 동일하거나 약간 더 길 수 있다.

이와 같은 구조에 의하여, 상기 구획통(15)을 상기 구획판(14)에 결합하기 위해서는, 상기 체결 돌기(157)가 상기 하강홈(144b)을 통과하도록 상기 구획통(15)을 하강시킨다. 그리고, 상기 체결 돌기(157)가 상기 하강홈(144b)을 통과하여 상기 걸림홈(144c)에 위치하면, 상기 구획통(15)을 화살표 방향으로 회전시켜서 상기 체결 돌기(157)가 상기 걸림홈(144c)에 걸려서 빠지지 않도록 한다. 여기서, 상기 걸림홈(144c)의 하단은 상기 구획 리브(또는 단턱부)(145)이기 때문에, 상기 구획통(15)을 하강시켜도 상기 체결 돌기(157)가 상기 걸림홈(144c)을 벗어나지는 않는다.

위에서 설명한 체결홈(144a)과 체결 돌기(157)는, 상기 구획통(15)을 상기 구획판(14)에 탈부착 가능하게 결합하기 위한 하나의 실시예이며, 다른 형태의 체결 수단이 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 베이스부(151)의 외주면과 상기 인너 슬리브(143)의 상측 면 중 어느 일 측에 걸림 후크가 형성되고, 다른 일측에 상기 걸림 후크가 걸리는 후크 수용부가 형성되는 구조도 가능할 것이다.

한편, 상기 격자판(141)의 저면에는 외측 수류 가이드 리브(142)가 연장 형성될 수 있다.

상세히, 상기 외측 수류 가이드 리브(142)는 상기 내측 수류 가이드 리브(146)의 외측에 형성될 수 있으며, 상기 외측 수류 가이드 리브(142)의 외주면에는 다수의 수류 가이드 돌기(142a)가 돌출될 수 있다. 상기 다수의 수류 가이드 돌기(142a)는 상기 격자판(141)의 저면에서 하측으로 소정 길이 연장되고, 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)의 원주 방향으로 소정 간격 이격 배치될 수 있다.

상기 수류 가이드 돌기(142a)가 형성됨으로써, 상기 교반 부재(18)에 의하여 스파이럴 형상으로 돌면서 상승하는 냉각수 수류가 상기 수류 가이드 돌기(142a)에 부딪혀서 수직 상승하도록 할 수 있다.

또한, 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)의 상단부는 상기 격자판(141)의 상면과 동일 면을 이룰 수도 있고, 도시된 바와 같이 상기 격자판(141)의 상면으로부터 소정 길이 더 돌출될 수도 있다.

또한, 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)의 상단에 해당하는 상기 격자판(141)의 상면에서 증발기 지지 리브(142b)가 상측으로 소정 길이 연장되고, 끝 부분이 상기 격자판(141)의 중심 방향으로 절곡될 수 있다. 상기 증발기 지지 리브(142b)에 의하여 상기 증발기(17)가 횡방향으로 진동하는 것을 어느 정도 잡아줄 수 있으며, 상기 증발기(17) 외주면에서 성장하는 얼음 덩어리도 같이 잡아주는 효과가 있다.

또한, 상기 인너 슬리브(143)과 상기 외측 슬리브(142)의 사이 영역에 해당하는 상기 격자판(141)의 상면에는 다수의 증발기 안착 리브(147)가 형성될 수 있다. 상기 다수의 증발기 안착 리브(147)는 상기 인너 슬리브(143)의 원주 방향으로 소정 간격 이격되어 형성된다. 상기 증발기 안착 리브(147)의 외측 상면에는 증발기(17)가 안착되는 안착홈(147a)이 형성될 수 있다. 따라서 상기 안착홈(147a)에 증발기(17)가 안착되면, 상기 증발기 안착 리브(147)에 의하여 상기 증발기(17)가 횡방향으로 요동하는 현상이 방지되는 효과가 있다.

또한, 상기 격자판(141)의 일측 모서리 가장자리에는 내수 배관을 가이드하는 냉수 배관 가이드 리브(148)가 상측으로 소정 길이 연장 형성될 수 있다. 상기 냉수 배관 가이드 리브(148)는 상기 냉수 배관((13)의 외주면을 감싸는 형태로 라운드지게 형성될 수 있으며, 흡입측 냉수 배관과 토출측 냉수 배관을 각각 감싸도록 두 개의 라운드부가 형성된다.

상기 냉수 배관 가이드 리브(148)가 형성됨으로써, 상기 증발기(17) 표면에서 성장하는 얼음이 상기 냉수 배관(13)에 직접 접촉하는 것을 차단할 수 있다. ㄱ그러면, 상기 얼음이 상기 냉수 배관(13)의 내부에 흐르는 냉수를 결빙시켜, 냉수 흐름을 차단하는 문제를 원천적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 인너 슬리브(143)와 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142) 사이에는 다수의 냉수 배관 안착 리브(149)가 형성되며, 상기 다수의 냉수 배관 안착 리브(149)는 상기 인너 슬리브(143)의 원주 방향으로 소정 간격 이격 형성된다. 그리고, 상기 냉수 배관 안착 리브(149)는 상기 인너 슬리브(143)의 외주면과 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)의 내주면에 각각 연결된다.

그리고, 상기 냉수 배관 안착 리브(149)에는 안착홈(149a)이 형성되며, 상기 냉수 배관(13)의 최상측 배관이 상기 안착홈(149a)에 안착되어 지지된다.

그리고, 상기 냉수 배관(13)의 최하측 배관은 상기 냉각수 탱크(12)의 바닥에 형성된 냉수 배관 안착 리브(123:도 6 참조)에 안착되어 지지된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛의 내부에서 일어나는 냉각수의 순환 모습을 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 교반 부재(18)가 회전하면 상기 냉각수 탱크(12)의 내부에서는 냉각수의 유동이 발생하며, 유동 모습은, 화살표로 표시된 바와 같이, 상기 구획판(14)의 상측으로 순환하는 유동과, 상기 구획판(14)의 하측으로 순환하는 두 개의 유동이 형성된다.

상세히, 상기 교반 부재(18)가 회전하면, 상기 구획판(14) 상측에 있던 상대적으로 하측의 냉각수보다 더 차가운 냉각수가 상기 교반 부재(18)의 블레이드 상면을 타고 나선 형태로 회전하면서 하강한다.

그리고, 상기 교반 부재(18)의 블레이드 상면 하단부로부터 분리되는 냉각수는 상기 냉수 배관(13)에 부딪혀서 상승하는 유동과 하강하는 유동으로 분리된다. 그리고, 하강하는 냉각수는 상기 냉수 배관(13)의 내측 표면을 따라 상기 냉수 탱크(12)의 바닥으로 하강한다. 그리고, 상기 냉수 탱크(12)의 바닥으로 하강하는 냉각수는 상기 냉수 탱크(12)의 하측 공간에 있던 냉각수와 열교환하여 온도가 균일하게 된다. 동시에, 냉각수는 냉수 배관(13)과 열교환하여, 냉수 배관(13)을 따라 흐르는 음용수를 냉각시킨다.

그리고, 상기 냉수 탱크(12)의 바닥으로 하강한 냉각수는 상기 냉수 탱크(12)의 바닥에 부딪혀서 상기 냉수 배관(13)의 중심 방향으로 흘러 상승하는 유동과 상기 냉수 배관(13)의 외측 방향으로 흘러, 상기 냉각수 탱크(12)의 측면과 상기 냉수 배관(13)의 사이 공간으로 상승하는 유동으로 나뉘어진다.

여기서, 상기 냉수 배관(13)의 외측에서 상승하는 냉각수는 상기 구획판(14)을 통과하여 상기 냉각수 탱크(12)의 상단부에 가까운 영역까지 상승하여야 열교환 효율이 좋아진다.

상세히, 상기 구획판(14)의 상측에는 상기 증발기(17)가 배치되기 때문에, 냉각수 탱크(12)의 하측 영역에 비하여 온도가 낮다. 그리고, 증발기(17) 주위에 얼음이 생성되어 있기 때문에, 냉각수 탱크(12) 바닥부에 있던 냉각수는 최대한 상승하여 상기 증발기(17) 주위의 냉각수 또는 얼음과 열교환한 다음 하강하는 것이 좋다. 이를 위해서 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)가 형성된다.

더욱 상세히, 실선 화살표 a를 참조하면, 상기 냉각수 탱크(12)의 바닥에서 상기 냉각수 탱크(12)의 측면을 타고 상승하는 냉각수는 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)에 부딪혀서 곧바로 수직 상승하여 상기 증발기(17) 쪽으로 안내된다. 실선 화살표 a에서 분지되는 점선 화살표와 같이, 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)가 없으면, 상승하는 냉각수가 상기 구획판(14)을 통과하지 못하고 상기 냉수 파이프(13)의 내측 공간으로 되돌아 갈 수 있다.

한편, 상기 외측 수류 가이드 슬리브(142)에 의하여 상기 증발기(17) 쪽으로 안내된 냉각수는, 상기 증발기(17)와 열교환한 다음, 상기 구획통(15)에 형성된 상기 격자부(154)를 통하여 상기 구획통(15) 내부로 유입된다. 그리고, 상기 구획통(15) 내부로 유입된 냉각수는 상기 교반 부재(18)의 회전에 의하여 나선형 하강 유동을 형성한다.

또한, 상기 교반 부재(18)의 하단에서 분리되어 상기 냉수 배관(13)의 내측 표면을 타고 상승하는 냉각수는 상기 구획판(14)을 통과하여 상기 증발기(17) 내측 공간으로 상승한다.

여기서, 실선 화살표 b를 참조하면, 상기 구획판(14)을 통과하여 상승하는 냉각수는 상기 구획통(15)에 형성된 폐쇄부(153)에 부딪혀서 상기 구획통(15)의 상측으로 상승하는 유동을 형성한다. 그리고, 상기 구획통(15)의 상측으로 유동하면서 상기 증발기(17)와 열교환한 뒤, 상기 격자부(154)를 통하여 상기 구획통(15) 내부로 유입되어 하강 수류를 형성한다. 만일, 상기 폐쇄부(153)가 없이 상기 구획통(15)의 몸통부(152)가 모두 격자부(154)로 이루어진 종래의 경우, 상기 실선 화살표 b에서 분지되는 점선 화살표와 같이, 상기 구획판(14)을 통과한 냉각수가 상기 구획통(15)의 상측 공간까지 상승하지 못하여 열교환을 충분히 하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 내측 수류 가이드 슬리브(146)에 의하여, 상기 교반 부재(18)에서 분리되어 상승하는 냉각수가 다시 교반 부재(18)로 되돌아가지 않고 상기 구획판(14)을 통과하도록 안내된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛과 종래의 냉각 유닛의 열교환 효율을 비교하여 보여주는 그래프이다.

도 7을 참조하면, 상측의 그래프 A1은 종래의 냉각 유닛이 구비된 정수기로부터 연속하여 취출되는 냉수의 온도 변화 그래프이고, 하측의 그래프 A2는, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛이 구비된 정수기로부터 연속하여 취출되는 냉수의 온도 변화 그래프이다.

상세히, 냉각수와 냉수 배관의 열교환 효율이 좋으면, 연속하여 취출되는 냉수의 양이 증가할 것이고, 냉각수와 냉수 배관의 열교환 효율이 좋게 하기 위해서는 냉수 배관 주위의 냉각수와 냉수 배관의 온도 차가 크게 하여야 한다. 그리고, 냉수 배관 주위의 온도와 냉수 배관의 온도 차를 크게 하기 위해서는, 증발기 주위의 냉각수와 냉수 배관 주위의 냉각수의 순환 유동이 활발하게 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 냉수 배관 주위의 냉각수가 상승하여 증발기 표면과의 접촉 면적 및 접촉 시간이 길어지게 하여야 한다.

본 발명의 내측 및 외측 수류 가이드 슬리브(146,142)와, 구획통(15)의 폐쇄부(153)에 의하여 위에서 제시한 열교환 효율 상승 조건이 모두 만족되어, 냉수 출수량이 증가하였다.

그래프를 다시 참조하면, 일반적으로 온도가 섭씨 8℃ 이하인 음용수를 냉수라고 정의할 수 있으나, 제품 제조 회사마다 냉수의 기준 온도가 약간씩 다를 수 있다. 섭씨 8℃를 냉수 온도로 보고, 연속적으로 냉수를 추출하였을 때, 최대 몇 잔까지 출수되는지 실험을 통하여 확인하였다.

종래의 경우, 7잔 째부터 취출되는 음용수의 온도가 8℃ 이상인 반면, 본 발명의 경우 7잔 까지 취출되는 음용수의 온도가 8℃ 임을 확인하였다. 결과적으로, 본 발명의 실시예에 따른 냉각 유닛이 종래의 냉각 유닛에 비하여 열교환 성능이 좋음을 확인할 수 있었다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 구획 부재의 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 구획 부재는, 이전 실시예에 따른 구획 부재(16)와 동일한 구조를 이루되, 폐쇄 슬리브(143a)가 상기 구획판(14)의 상면으로부터 더 연장되는 것에 차이가 있다.

상세히, 이전 실시예에 따른 구획통(15)의 폐쇄부(153)의 기능이 상기 격자판(141)의 상면으로부터 소정 높이 연장되는 상기 폐쇄 슬리브(143a)에 의하여 수행되는 것이 본 실시예의 특징이라 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 구획통(15)은, 이전 실시예와 달리, 상기 구획통(15)의 몸통부(152)는 격자부(154) 만으로 이루어진다.

더욱 상세히, 상기 인너 슬리브(143)가 상기 격자판(141)의 하면으로부터 하측으로 연장될 뿐만 아니라, 상기 격자판(141)의 상면으로부터 상측으로 더 연장되고, 상기 격자판(141)의 상면으로부터 연장되는 인너 슬리브(143) 부분이 상기 폐쇄 슬리브(143a)로 정의될 수 있다.

물론, 상기 체결홈(144a) 구조가 상기 폐쇄 슬리브(143a) 내주면에 형성되어, 상기 체결 돌기(157)가 상기 체결홈(144a)에 결합되는 것 또한 이전 실시예와 동일하다고 할 수 있다. 그러나, 체결 방법이 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 체결 방법을 통하여 상기 구획통(15)이 상기 폐쇄 슬리브(143a)의 상단에 탈부착 가능하게 결합되도록 할 수 있다.

제안 가능한 더 다른 실시예로서, 요구되는 폐쇄부의 전체 높이 중 일부분은 상기 폐쇄 슬리브(143a)에 의하여 구현되고, 나머지 일부분은 이전 실시예와 같이 상기 구획통(15)에 형성되는 폐쇄부(153)에 의하여 구현되도록 하는 것도 가능할 것이다. 즉, 폐쇄부의 기능을 상기 구획통(15)과 폐쇄 슬리브(143a)가 분담하여 수행하도록 하는 것이 가능하다.

Claims

냉각수가 저장되는 냉각수 탱크;
상기 냉각수 탱크의 내부 공간을 상측 공간과 하측 공간으로 구획하고, 내측에 격자 리브가 형성되어, 상기 상측 공간의 냉각수와 상기 하측 공간의 냉각수가 순환 가능하게 하는 구획판;
상기 하측 공간에 배치되는 냉수 배관;
상기 상측 공간에 배치되는 증발기; 및
상기 냉각수 탱크의 내부에 배치되는 교반 부재를 포함하고,
상기 구획판은, 저면에서 하측으로 연장되는 외측 수류 가이드 슬리브를 포함하는 정수기.
제 1 항에 있어서,
상기 구획판은, 상기 외측 수류 가이드 슬리브의 외주면에서 돌출되고 하측으로 연장되는 다수의 수류 가이드 돌기를 더 포함하고,
상기 다수의 수류 가이드 돌기는 상기 외측 수류 가이드 슬리브의 원주 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 구획판은, 상기 외측 수류 가이드 슬리브의 내측에 해당하는 영역에 형성되는 교반 부재 관통홀을 더 포함하고,
상기 교반 부재 관통홀은, 상기 구획판의 저면에서 하측으로 연장되는 인너 슬리브에 의하여 정의되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 3 항에 있어서,
상기 인너 슬리브의 일부분은 내측 수류 가이드인 것을 특징으로 하는 정수기.
제 3 항에 있어서,
상기 인너 슬리브에 탈부착 가능하게 장착되는 구획통을 더 포함하고,
상기 구획통은,
베이스부와,
상기 베이스부에서 연장되는 몸통부와,
상기 몸통부의 상단에 형성되는 헤드부를 포함하고,
상기 몸통부는, 격자 리브로 이루어지는 격자부와,
상기 격자부의 하측에 형성되어 냉각수의 상향 유동을 가이드하는 폐쇄부를 포함하는 정수기.
제 5 항에 있어서,
상기 베이스부의 내경은 상기 몸통부의 외경보다 크게 형성되고,
상기 베이스부와 상기 몸통부의 하단은, 상기 몸통부의 원주면을 따라 이격 형성되는 다수의 연결 리브에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 5 항에 있어서,
상기 몸통부의 외주면 상단에서 하단에 이르는 길이로 연장되는 다수의 보강 리브를 더 포함하고,
상기 다수의 보강 리브는 상기 몸통부의 원주 방향으로 이격 배치되고,
상기 다수의 보강 리브의 하단은 상기 베이스부에 연결되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 1 항에 있어서,
상기 구획판의 외측 가장자리 일측에서 상측으로 연장되어 상기 냉수 배관의 입출구단을 감싸는 냉수 배관 가이드 리브를 더 포함하는 정수기.
제 3 항에 있어서,
상기 구획판은, 상기 인너 슬리브의 상단으로부터 상측으로 더 연장되는 폐쇄 슬리브를 더 포함하는 정수기.
제 9 항에 있어서,
상기 폐쇄 슬리브에 탈부착 가능하게 안착되는 구획통을 더 포함하고,
상기 구획통에는 격자부가 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 10 항에 있어서,
상기 구획통은,
상기 구획통 외측의 냉각수가 상기 구획통 내측으로 유동 가능하게 하는 격자부와,
상기 격자부의 하측에 형성되고, 상기 구획통 외측의 냉각수가 상기 구획통 내측으로 유동하는 것을 차단하는 폐쇄부를 포함하는 정수기.
제 3 항에 있어서,
상기 구획판의 상면에서 연장되어, 상기 증발기를 잡아주는 증발기 지지 리브를 더 포함하는 정수기.
제 12 항에 있어서,
상기 외측 수류 가이드 슬리브의 상단부는 상기 구획판의 상면보다 더 돌출되고,
상기 증발기 지지 리브는 상기 외측 수류 가이드 슬리브의 상단으로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 13 항에 있어서,
상기 구획판의 상면으로부터 돌출되는 상기 외측 수류 가이드 슬리브와 상기 인너 슬리브 사이에 배치되는 다수의 증발기 안착 리브를 더 포함하고,
상기 다수의 증발기 안착 리브는 상기 인너 슬리브의 원주 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.
제 3 항에 있어서,
상기 외측 수류 가이드 슬리브와 상기 인너 슬리브 사이에 형성되는 다수의 냉수 배관 안착 리브를 더 포함하고,
상기 다수의 냉수 배관 안착 리브는 상기 인너 슬리브의 원주 방향으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기.