KR20110098419A - 기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기 - Google Patents

기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기 Download PDF

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KR20110098419A
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노진환
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강지훈
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웅진코웨이주식회사
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Abstract

탄산수나 산소수와 같이 음용이 가능한 기능수의 생성을 제어하는 방법 및 이러한 기능수의 생성이 가능한 정수기가 개시된다.
상기 기능수 정수기는 기능성 가스를 수용하는 가스 저장부; 유입된 원수를 여과하여 정수를 생성하는 필터부; 상기 필터부에서 여과된 정수와 상기 가스 저장부에 수용된 기능성 가스가 유입되어 기능수가 생성되며, 만수위를 감지하는 만수위센서를 구비하는 혼합탱크; 상기 혼합탱크에 정수를 공급하도록 가압력을 제공하는 펌프; 및 상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어지지 않은 경우, 상기 만수위센서에서 만수위가 감지되지 않으면 상기 혼합탱크에 정수가 공급되도록 상기 펌프를 구동시키고, 상기 만수위센서에서 만수위가 감지되면 상기 펌프의 구동을 중지시키고 상기 혼합탱크에 기능성 가스가 공급되도록 상기 가스저장부와 연결된 가스공급밸브를 개방하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 기능수 정수기에 의하면 저압펌프를 사용하여 혼합탱크에 정수를 공급함으로써 저비용, 저소음의 구동이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기{Control method for generating functional water and water purifier capable of generating functional water}
본 발명은 기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄산수나 산소수와 같이 음용이 가능한 기능수의 생성을 제어하는 방법 및 이러한 기능수의 생성이 가능한 기능수 정수기에 관한 것이다.
일반적으로 정수기는 수돗물이나 약수와 같은 원수를 정수시키기 위한 장치로, 침전, 여과, 살균 등의 과정을 포함한 정수법을 기초로 원수에 포함된 중금속이나 기타 유해물질을 제거하여 인체에 유익한 물질만이 포함된 음용수를 제공하는 장치이다.
최근에는 냉온 정수를 제공할 뿐만 아니라 탄산가스나 산소가스 등과 같은 기능성 가스를 함유한 정수, 즉 탄산수나 산소수 등 음용 가능한 기능수를 제공하는 기능수 정수기가 등장하고 있다.
탄산수는 위산을 중화하여 만성 위장병 개선과 혈당을 내리고 소화를 촉진시키며, 살균력과 함께 피부병, 안질환 치료에 효과가 있다. 또한, 요리를 할 때, 고기를 탄산수에 담가두면 고기 핏물과 누린내를 빨리 제거할 수 있으며, 밀가루 반죽에 탄산수를 넣으면 기포가 골고루 생기면서 빵 맛을 좋게 하며, 튀김반죽에 탄산수를 넣으면 튀김이 더 바삭해지는 효과가 있다. 또한, 산소수는 빠른 숙취해소, 지구력과 집중력 향상, 두뇌활동 촉진 및 미용 등의 효과가 있다. 이러한 탄산수나 산소수는 음용시에는 목 넘김이 좋아 시원하며 상쾌한 맛을 내어 음료의 질을 높인다.
이와 같은 종래의 기능수 생성기는 정수와 기능성 가스를 혼합시키기 위하여 혼합탱크에 정수와 기능성 가스를 동시에 유입시키게 된다.
구체적으로, 기능성 가스가 정수에 충분히 용해되기 위해서는 혼합탱크가 높은 압력으로 유지될 필요가 있고 이에 따라 혼합탱크에 고압으로 기능성 가스를 공급하게 된다. 이때, 기능성 가스의 압력으로 인하여 혼합탱크에 기능성 가스와 함께 정수를 공급하기 위해서는 베인펌프와 같은 고압펌프가 필요하게 된다.
그러나, 이러한 고압펌프는 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 큰 소음을 발생시킨다는 문제점이 있다.
더욱이, 고압으로 유입되는 정수와 기능성 가스로 인하여 혼합탱크의 압력이 상당히 높아지게 되고, 이로 인해 혼합탱크를 고압에 견딜 수 있도록 설계해야 할 뿐만 아니라 가스 이동라인 등의 경우에도 상대적으로 고압에 견딜 수 있도록 설계해야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기능수 정수기에서는 정수와 기능성 가스가 유입되어 기능성 가스가 용해된 기능수를 생성하는 혼합탱크를 상온에서 가동하므로 기능성 가스 용해량이 낮으므로 충분한 성능의 기능수를 생성하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 냉수탱크 등을 이용하여 혼합탱크에 정수를 냉각하여 공급한다 하더라도 혼합탱크 자체의 냉각을 유지하기 위해서는 혼합탱크의 냉각을 위한 별도의 냉각수단이 필요하다는 문제점이 있다.
상기한 제반 문제점 중 적어도 일부를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 측면으로서, 저압펌프를 사용하면서도 혼합탱크에 정수를 안정적으로 공급할 수 있으며 안정적인 성능을 갖는 기능수를 생성할 수 있는 기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서 다량의 기능수를 안정적으로 추출할 수 있는 기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서 혼합탱크의 내부압력이 일정압력 범위 이내에서 안정적으로 유지될 수 있는 기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 하나의 냉각장치로서 냉수와 냉기능수를 생성할 수 있는 기능수 생성 제어방법 및 기능수 정수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 혼합탱크에 유입된 정수와 기능성 가스로부터 기능수를 생성하는 기능수 정수기의 기능수 생성 제어방법에 있어서, 상기 혼합탱크의 수위가 만수위가 될 때까지 상기 혼합탱크에 펌프를 통하여 정수를 공급하고 기능성 가스의 공급을 차단하는 정수공급단계; 및 상기 혼합탱크의 수위가 만수위가 되면 상기 혼합탱크에 기능성 가스를 공급하고 정수의 공급을 차단하는 가스공급단계; 를 포함하는 기능수 생성 제어방법을 제공한다.
바람직하게, 본 발명의 일 측면에 의한 기능수 생성 제어방법은 상기 혼합탱크로부터 기능수 추출이 이루어지면 상기 혼합탱크에 상기 펌프를 통하여 정수를 공급함과 동시에 기능성 가스를 공급하는 기능수추출단계;를 추가로 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 정수공급단계 또는 상기 가스공급단계에서 상기 혼합탱크 내부의 압력이 설정압력보다 높아지는 경우 상기 혼합탱크로부터 기능성 가스를 배출하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 정수공급단계와 상기 가스공급단계는 상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어지지 않을 때 수행될 수 있다.
더욱 바람직하게, 상기 정수공급단계는 상기 혼합탱크 내부에 수용된 기능성 가스를 외부로 배출하지 않고 수행될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 정수는 상기 혼합탱크에 냉각된 상태로 공급되며, 상기 기능성 가스는 탄산가스 또는 산소가스로 이루어질 수 있다.
다른 측면으로서, 본 발명은 기능성 가스를 수용하는 가스 저장부; 유입된 원수를 여과하여 정수를 생성하는 필터부; 상기 필터부에서 여과된 정수와 상기 가스 저장부에 수용된 기능성 가스가 유입되어 기능수가 생성되며, 만수위를 감지하는 만수위센서를 구비하는 혼합탱크; 상기 혼합탱크에 정수를 공급하도록 가압력을 제공하는 펌프; 및 상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어지지 않은 경우, 상기 만수위센서에서 만수위가 감지되지 않으면 상기 혼합탱크에 정수가 공급되도록 상기 펌프를 구동시키고, 상기 만수위센서에서 만수위가 감지되면 상기 펌프의 구동을 중지시키고 상기 혼합탱크에 기능성 가스가 공급되도록 상기 가스저장부와 연결된 가스공급밸브를 개방하는 제어부;를 포함하는 기능수 정수기를 제공한다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어질 때, 상기 혼합탱크에 정수와 기능성 가스가 공급되도록 상기 펌프를 구동시키고 상기 가스공급밸브를 개방하도록 구성될 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 혼합탱크는 상기 혼합탱크 내부의 압력이 설정압력보다 높아지는 경우 상기 혼합탱크로부터 기능성 가스를 배출하는 안전밸브를 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 의한 기능수 정수기는 상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 상기 혼합탱크에 공급하는 빙축열조;를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 혼합탱크는 상기 빙축열조 내부에 수용된 빙축수에 침지된 상태로 설치되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 일 측면으로서 기능수의 추출이 없는 경우 혼합탱크에 정수를 먼저 공급한 후 기능성 가스를 공급함으로써 저압펌프를 사용하여도 혼합탱크에 안정적으로 정수를 공급할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 이와 같이 본 발명은 저압펌프를 사용하여 혼합탱크에 정수를 공급함으로써 저비용, 저소음의 구동이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 고압펌프를 사용하는 종래의 기능수기에 비하여 혼합탱크 및 이에 연결된 유로의 설계압력을 낮출 수 있다는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서, 기능수의 추출이 있는 경우라 하더라도 기능성 가스와 정수를 동시에 혼합탱크에 공급함으로써 기능수의 지속적인 생성이 가능하고 이로 인해 기능수 추출용량을 증대시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명은 일 측면으로서 혼합탱크에 정수를 공급하는 과정에서 혼합탱크의 압력이 설정압력 이상이 되는 경우 혼합탱크 내부의 기능성 가스를 외부로 배출하는 안전밸브를 구비함으로써 혼합탱크 내부의 압력을 일정압력으로 유지하여 기능수 정수기의 안정적인 운용이 가능하다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 일 측면으로서 빙축열조를 사용하여 정수를 냉각하여 냉정수를 혼합탱크에 공급함으로써 기능성 가스의 용해률이 높은 기능수를 얻을 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명은 빙축열조에 수용된 빙축수에 혼합탱크를 침지시킴으로써 혼합탱크의 냉각을 위하여 별도의 냉각장치가 필요하지 않다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기능수 정수기를 도시한 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 기능수 정수기를 도시한 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 기능수 생성 제어방법을 도시한 플로우 차트.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 기능수 정수기를 도시한 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 의한 기능수 정수기를 도시한 개략 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 기능수 생성 제어방법을 도시한 플로우 차트이다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 의한 기능수 정수기(100)에 대해 살펴본다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 기능수 정수기(100)는 기능성 가스를 수용하는 가스 저장부(120)와, 유입된 원수를 여과하여 정수를 생성하는 필터부(110)와, 상기 필터부(110)에서 여과된 정수와 상기 가스 저장부(120)에 수용된 기능성 가스가 유입되어 기능수가 생성되는 혼합탱크(140)와, 상기 혼합탱크(140)에 정수를 공급하도록 가압력을 제공하는 펌프(130)와, 상기 가스 저장부(120)와 상기 펌프(130)의 구동을 제어하는 제어부(C)를 포함하며, 상기 필터부(110)에서 여과된 정수를 냉각하여 상기 혼합탱크(140)에 공급하는 빙축열조(150)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 필터부(110)는 통상적인 정수기와 마찬가지로 원수유입부(181)로부터 유입된 원수를 여과하도록 다수의 필터로 이루어진다. 이때, 필터부(110)에서 여과된 물은 급수이동라인(115)을 통해 이동하며, 3방 밸브(192)에 의해 정수유입라인(194)과 정수취출라인(197)으로 분기된다. 상기 정수유입라인(194)은 후술하는 빙축열조(150) 내부에 설치된 냉정수관(155)에 연결되고, 상기 정수취출라인(197)은 취수부(190)에 연결되어 정수를 공급하게 된다.
즉, 상기 3방 밸브(192)(three way valve)가 제어됨에 따라 상기 급수이동라인(115)의 정수는 정수유입라인(194)을 통해 빙축열조(150) 내의 냉정수관(155)로 공급되거나 또는 정수취출라인(197)을 통해 취수부(190)에 공급될 수 있다.
또한, 상기 가스 저장부(120)는 탄산수나 산소수와 같은 기능수의 생성이 가능하도록 탄산가스나 산소가스 등 기능성 가스가 내부에 고압으로 수용되며 실린더로 구성될 수 있다. 이때, 상기 가스 저장부(120)의 일측에는 레귤레이터(121)가 설치되어 가스 저장부(120)에 고압으로 수용된 기능성 가스를 일정한 압력(예를 들어, 5kgf/㎠)으로 감압하여 공급하게 된다. 그리고, 레귤레이터(121)를 통하여 감압된 기능성 가스는 가스공급밸브(122)가 개방됨에 따라 가스이동라인(125)을 통하여 이동하며 가스공급구(142)를 거쳐 혼합탱크(140)로 공급된다.
상기 빙축열조(150)는 빙축열조(150) 내부에 수용되어 냉각 시스템에 의해 냉각되는 빙축수와, 정수유입라인(194)과 연통된 냉정수관(155) 내부를 이동하는 정수 사이의 열교환을 통하여 냉정수관(155) 내부의 정수로부터 열을 빼앗아 냉정수가 되도록 한다.
빙축수가 결빙이 가능할 정도의 온도로 유지되기 위해 빙축수는 냉각 시스템에 의해 냉각된다. 상기 빙축수를 냉각시키는 냉각 시스템은 통상적인 냉각시스템과 마찬가지로 냉매를 압축하는 압축기(156), 상기 압축기(156)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(158), 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발하는 증발기(152), 냉기 증발기(152)에서 증발된 냉매를 팽창시키는 팽창기(154)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 증발기(152)는 탱크몸체(151) 내부에 수용된 빙축수를 냉각시키며, 특히 증발기(152) 주변의 빙축수를 냉동시키고, 이로 인해 상기 증발기(152)와 인접하여 배치된 냉정수관(155)의 냉각이 이루어지게 된다. 이때, 상기 냉정수관(155)은 빙축수와 충분한 열교환이 이루어질 수 있도록 다수 번에 걸쳐 지그재그로 절곡된 형태를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 빙축열조(150)를 통과하는 정수를 냉각시켜 냉정수를 취수부(190) 또는 후술하는 혼합탱크(140)로 공급함으로써 냉정수(냉수) 및 냉탄산수/냉산소수와 같은 냉기능수를 공급할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명의 일 측면에 의한 기능수 정수기(100)는 빙축열조(150)를 이용하므로 낮은 온도의 냉정수 및 냉기능수를 다량 추출할 수 있을 뿐만 아니라 빙축열조(150) 내부에 수용된 혼합탱크(140)의 내부 온도로 낮은 상태로 유지할 수 있다는 이점이 있다. 즉, 빙축열조(150)는 액체상태의 물과 고체상태의 얼음의 상변화로 인한 잠열을 이용하므로 냉열을 충분히 저장할 수 있으므로 냉정수관(155)와 빙축수 사이에 열교환이 이루어질 때 빙축수의 온도가 쉽게 상승하지 않으며, 이로 인해 다량의 정수를 낮은 온도의 냉정수로 변화시키는 것이 가능하게 된다.
그리고, 상기 혼합탱크(140)는 필터부(110)에서 여과된 정수와 가스저장부(120)에 수용된 기능성 가스가 유입되어 탄산수나 산소수와 같은 기능수가 생성된다.
이때, 상기 필터부(110)에서 여과된 정수가 직접적으로 혼합탱크(140)로 유입될 수 있으나, 전술한 바와 같이 정수를 냉각시키기 위하여 빙축열조(150)나 냉수탱크와 같은 냉각수단이 설치되는 경우에는 냉각된 정수(냉정수)가 혼합탱크(140)로 유입되도록 구성하는 것도 가능하다.
또한, 가스공급밸브(122)의 개방에 따라 가스저장부(120)로부터 기능성 가스가 이동하는 가스 이동라인(125)은 상기 혼합탱크(140) 내에서 물이 잠겨져 있는 위치까지 연장되므로 기능성 가스가 혼합탱크(140) 내부에 수용된 물과 충분히 접촉하여 기능성 가스의 용해율을 높일 수 있게 된다.
그리고, 상기 빙축열조(150) 내부의 냉정수관(155)을 통과하여 냉각된 정수(냉정수)는 냉정수가동라인(196)을 통해 이동한다. 이때, 3방 밸브(193)가 제어됨에 따라 상기 냉정수가동라인(196)의 냉정수는 냉정수유입라인(195)을 통해 냉정수공급구(146)를 거쳐 혼합탱크(140) 내로 유입되거나 또는 냉정수취출라인(198)을 경유하여 취수부(190)로 배출될 수 있다.
한편, 냉정수유입라인(195)에는 혼합탱크(140) 내부로 냉정수를 가압하여 공급할 수 있도록 펌프(130)가 구비될 수 있다. 이러한 펌프(130)는 저비용, 저소음을 구현하기 위하여 저압펌프가 설치되는 것이 바람직하며, 일 예로서 부스터 펌프가 설치될 수 있다. 이와 같이 혼합탱크(140)로 정수(냉정수)를 공급하기 위하여 저압펌프를 사용함으로써 고압펌프를 사용하는 종래의 기능수기에 비하여 혼합탱크 및 이에 연결된 유로의 설계압력을 낮출 수 있게 된다.
그리고, 혼합탱크(140)에는 상기 펌프(130)에 의해 혼합탱크(140) 내부의 압력이 설정압력 이상으로 상승하는 경우 혼합탱크(140) 내부의 기능성 가스(탄산가스)를 외부로 배출하는 안전밸브(148)가 구비될 수 있다. 이러한 안전밸브(148)는 구체적으로 도시되지 않았지만, 설정압력 이상의 경우에 개방되는 체크밸브로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 안전밸브(148)를 구비함으로써 혼합탱크(140) 내부의 압력을 일정압력으로 유지하여 기능수 정수기(100)의 안정적인 운용이 가능하게 된다.
이러한 혼합탱크(140) 내에서는 냉정수유입라인(195)과 가스유입라인(125)을 통해 유입되는 냉정수에 기능성 가스(탄산가스)가 용해되어 기능수(탄산수)가 생성되며, 혼합탱크(140) 내부에서 생성된 기능수는 토출구(144)를 통하여 기능수취출라인(149)을 거쳐 취수부(190)로 추출될 수 있다.
그리고, 상기 혼합탱크(140)는 내부에 수위를 감지하는 수위감지센서를 구비할 수 있다. 이러한 수위감지센서는 일 예로서, 혼합탱크(140)의 저수위를 감지하는 저수위 센서(143b)와 만수위를 감지하는 만수위센서(143a)를 포함하여 구성될 수 있으나 그 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 혼합탱크(140)는 도 3에 도시된 바와 같이, 혼합탱크(140)의 적어도 일 부분이 빙축열조(150) 내부에 수용된 빙축수에 침지되도록 설치된다. 이와 같이, 빙축열조(150) 내부에 혼합탱크(140)를 구비함으로써 하나의 냉각 시스템을 통하여 냉정수와 냉기능수(냉탄산수)를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 혼합탱크(140)의 외면이 빙축수와 열교환을 하므로 혼합탱크(140) 내부의 기능수를 낮은 온도로 유지할 수 있게 된다. 또한, 혼합탱크(140)와 빙축수 사이의 열교환이 충분히 이루어지도록 상기 혼합탱크(140)는 열전도율이 높은 금속재질로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(C)는 상기 혼합탱크(140)로부터 기능수의 추출이 이루어지지 않은 경우, 상기 만수위센서(143a)에서 만수위가 감지되지 않으면 상기 혼합탱크(140)에 정수(냉정수)가 공급되도록 상기 펌프(130)를 구동시키고, 상기 만수위센서(143a)에서 만수위가 감지되면 상기 펌프(130)의 구동을 중지시키고 상기 혼합탱크(140)에 기능성 가스가 공급되도록 상기 가스저장부(120)와 연결된 가스공급밸브(122)를 개방하게 된다.
이와 같이, 혼합탱크(140)에서 새로운 기능수를 생성하고자 하는 경우, 먼저 펌프(130)를 구동시켜 정수를 공급함으로써 부스터 펌프와 같은 저압의 펌프(130)를 사용하더라도 안정적으로 정수의 보충이 가능하게 된다. 또한, 정수의 보충이 끝난 후 가스 저장부(120)에 고압으로 저장된 기능성 가스를 레귤레이터(121)로 일정압력(예를 들어, 5kgf/㎠)으로 혼합탱크(140)로 공급하게 되므로 기능성 가스가 혼합탱크(140)에 유입되어 용해되어 기능수가 생성될 수 있다. 이때, 상기 기능성 가스의 공급시간은 일정시간 유지시킴으로써 충분한 양의 기능성 가스가 정수에 용해되어 기능수의 생성되도록 구성할 수 있다.
한편, 정수공급과정 또는 기능성 가스 공급과정에서 혼합탱크(140) 내부의 압력이 설정압력(예를 들어, 6kgf/㎠)보다 높아지는 경우 안전밸브(148)를 통하여 기능성 가스가 배출되도록 함으로써 혼합탱크(140)의 안정성을 확보하는 것이 가능하다.
한편, 상기 빙축열조(150)에 빙축수를 공급하는 방법 및 빙축열조(150)의 구체적인 구조는 다양한 예가 채택될 수 있으나, 도 1을 참조하여 빙축수 공급의 일 예에 대해 살펴본다.
상기 빙축열조(150)의 탱크몸체(151)는 내부에 빙축수를 수용하도록 빙축수 공급라인(161), 및 내부가 빙축수로 완전히 채워졌을 때 잔여 빙축수를 외부로 배출시키는 빙축수 배출라인(162)과 각각 연결된다. 이때, 상기 빙축열조(150)는 탱크몸체(151) 내부에 각종 부품을 설치한 후 덮개를 덮고, 덮개를 완전 밀봉함으로써 밀폐된 탱크몸체(151)의 형성이 가능하게 된다.
그리고, 상기 빙축수 공급라인(161)이 상기 탱크몸체(151)의 하부와 연결되고, 상기 빙축수 배출라인(162)이 상기 탱크몸체(151)의 상부와 연결되도록 구성됨으로써 탱크몸체(151) 내부에서 아래부터 차오른 빙축수가 탱크몸체(151) 내부를 완전히 채우게 되며, 탱크몸체(151)로부터 넘친 빙축수는 탱크몸체(151) 상부에 형성된 빙축수 배출라인(162)을 통하여 외부로 배출된다.
따라서, 전자식 센서 등으로 이루어진 빙축수 수위센서(153) 등을 통해 빙축열조(150) 내부의 수위가 낮아져 빙축수의 공급이 필요하다고 판단된 경우 빙축수 공급라인(161)에 구비된 개폐밸브(183)를 개방하면 빙축수가 빙축수 유입라인(161)을 통하여 탱크몸체(151)로 유입되며, 탱크몸체(151)를 채우고 남은 빙축수는 빙축수 배출라인(162)을 통하여 빙축수 배출원(182)으로 배출된다.
이와 같이, 도 1에 일 예로서 도시된 기능수 정수기(100)의 빙축열조(150)는 탱크몸체(151)를 밀폐형으로 구성하고 탱크몸체(151) 내부를 빙축수로 완전히 채움으로써 공기층이 존재하지 않으며 이로 인해 빙축열조(150) 내부에 결로가 발생하지 않으며, 결로가 발생하더라도 탱크몸체(151)가 밀폐형으로 구성되므로 빙축수가 외부로 유출되지 않게 되고, 이로 인해 빙축수의 넘침으로 인한 누전이나 감전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 빙축열조(150)가 밀폐형으로 구성되어 빙축열조(150) 내외부 사이에 공기의 유동이 제한되므로 빙축열조(150)의 냉각효율을 높일 수 있게 된다.
한편, 도 1에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 측면에 의한 기능수 정수기(100)는 정수이동라인(115)에서 온수라인(미도시)을 분지하고, 상기 온수라인(미도시)에 순간가열기(미도시)나 온수탱크 등을 설치하면, 온수를 취출하는 구성을 가질 수도 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 의한 기능수 정수기(100')에 대해 살펴본다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 의한 기능수 정수기(100')는 도 1에 도시된 제1 실시예에 의한 기능수 정수기(100)와 마찬가지로 기능성 가스를 수용하는 가스 저장부(120)와, 유입된 원수를 여과하여 정수를 생성하는 필터부(110)와, 상기 필터부(110)에서 여과된 정수와 상기 가스 저장부(120)에 수용된 기능성 가스가 유입되어 기능수가 생성되는 혼합탱크(140)와, 상기 혼합탱크(140)에 정수를 공급하도록 가압력을 제공하는 펌프(130)와, 상기 가스 저장부(120)와 상기 펌프(130)의 구동을 제어하는 제어부(C)를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 기능수 정수기(100)는 빙축열조(150) 내부에 혼합탱크(140)가 설치되는 반면 본 발명의 제2 실시예에 의한 기능수 정수기(100')는 혼합탱크(140)가 빙축열조의 기능을 겸비한다는 점과, 본 발명의 제1 실시예에 의한 기능수 정수기(100)는 빙축수의 공급을 위하여 빙축수 유입라인(161)과 빙축수 배출라인(162)이 구비되지만 본 발명의 제2 실시예에 의한 기능수 정수기(100')는 냉정수유입라인(195)을 통해 공급된 냉정수가 빙축수의 기능을 한다는 점에서 차이가 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 의한 기능수 정수기(100')는 혼합탱크(140)의 내부에 혼합탱크(140)에 수용된 기능수를 냉각하기 위한 증발기(152) 및 냉정수를 공급하기 위한 냉정수관(155)이 설치되며, 혼합탱크(140) 내부에 냉정수유입라인(195)을 통해 공급된 냉정수가 기능수로 변환됨과 동시에 냉각 및/또는 결빙되어 빙축수의 기능도 수행한다는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예와 동일하다.
따라서, 불필요한 중복을 피하기 위하여 나머지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 저압펌프(130)를 사용하면서도 혼합탱크(140)에 정수를 안정적으로 공급할 수 있으며 안정적인 성능을 갖는 기능수를 생성할 수 있는 기능수 정수기는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예로 예시한 바와 같이 다양한 기능수 정수기에 적용 가능하다.
마지막으로, 본 발명의 다른 측면에 의한 기능수 생성제어방법에 대해 살펴본다. 도 3에서는 기능성 가스로 탄산가스를 사용하여 탄산수를 생성하는 방법을 예시하고 있지만, 기능성 가스로는 이외에도 산소가스 등이 사용될 수 있으며, 산소수와 같은 음용가능한 기능수를 생성하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 의한 기능수 생성제어방법은 혼합탱크(140)의 수위가 만수위가 될 때까지 상기 혼합탱크(140)에 펌프(130)를 통하여 정수를 공급하고 기능성 가스의 공급을 차단하는 정수공급단계(S110)와, 상기 혼합탱크(140)의 수위가 만수위가 되면 상기 혼합탱크(140)에 기능성 가스를 공급하고 정수의 공급을 차단하는 가스공급단계(S120)를 포함하며, 정수와 기능성 가스(탄산가스)의 공급이 이루어진 이후에 기능성 가스(탄산가스)가 정수에 용해될 수 있도록 일정시간 유지하는 대기단계(S130)와, 기능수(탄산수)의 추출이 이루어질 때 혼합탱크(140)에 기능성 가스(탄산가스)와 정수를 동시에 공급하는 기능수 추출단계(S140)을 포함할 수 있다.
상기 정수공급단계(S110)와 가스공급단계(S120)는 혼합탱크(140)로부터 기능수(탄산수)의 추출이 이루어지지 않는 상태, 즉 추가적인 기능수의 생성에 이용된다.
상기 정수 공급단계(S110)는 먼저 만수위센서(143a)에서 혼합탱크(140)의 만수위가 감지되는지 여부를 판단하고(S111), 만수위가 아닌 경우 펌프(130)를 구동하여 필터부(110)에서 여과된 정수 또는 이를 빙축열조(150)와 같은 냉각장치에서 냉각한 냉정수를 혼합탱크(140)에 공급하게 된다(S112). 이때, 저압의 펌프(130)를 통해서도 정수의 원활한 공급이 가능하도록 가스 저장부(120)에 연결된 가스공급밸브(122)를 차단하여 혼합탱크(140)에 기능성 가스(탄산 가스)가 공급되지 않도록 한다. 또한, 펌프(130)를 통하여 혼합탱크(140) 내부에 정수를 가압하여 공급하므로 혼합탱크(140) 내부에 수용된 기능성 가스를 외부로 배출하지 않고도 정수를 공급할 수 있게 된다.
한편, 상기 정수공급단계(S110)[또는 상기 가스공급단계(S120)]에서 상기 혼합탱크(140) 내부의 압력이 설정압력보다 높아지는 경우 체크밸브 등으로 이루어지는 안전밸브(148)가 자동으로 작동하여 혼합탱크(140) 외부로 기능성 가스를 배출할 수 있게 된다.
정수의 공급이 만수위까지 이루어진 후 가스공급단계(S130)가 수행된다. 구체적으로, 정수 공급에 의하여 만수위센서(143a)에서 혼합탱크(140)의 만수위가 감지되면(S121), 펌프(130)의 구동을 중지하고 가스 저장부(120)에 연결된 가스공급밸브(122)를 개방하여 기능성 가스(탄산 가스)가 혼합탱크(140)에 공급되도록 한다(S122).
이러한 기능성 가스(탄산가스)의 공급은 미리 설정된 시간동안 유지하도록 함으로써 충분한 양의 기능성 가스(탄산가스)가 혼합탱크(140)로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 정수와 기능성 가스(탄산가스)의 공급이 완료된 후 기능성 가스(탄산가스)가 정수에 충분히 용해될 수 있도록 미리 설정된 시간 동안 대기하는 대기단계(S130)를 거치게 된다.
대기단계(S130)가 완료된 후 사용자의 선택에 의해 혼합탱크(140)로부터 기능수(탄산수)의 추출이 이루어지면 혼합탱크(140)에 상기 펌프(130)를 통하여 정수를 공급함과 동시에 기능성 가스를 공급하는 기능수추출단계(S140)를 수행하게 된다. 구체적으로, 사용자의 기능수(탄산수) 추출이 선택되었는지 판단하고(S141), 기능수(탄산수) 추출이 선택된 경우 혼합탱크(140)에 정수와 기능성 가스(탄산가스)를 동시에 공급하게 된다(S142). 이와 같이 혼합탱크(140)에 정수와 기능성 가스(탄산가스)를 동시에 공급하는 단계(S142)는 기능수(탄산수)의 추출이 완료될 때까지(S143) 이루어지게 된다.
만약, 기능수 추출이 이루어질 때 추가적인 기능수의 생성이 없다면 혼합탱크(140) 용적 이상의 다량의 기능수를 추출할 수 없을 뿐만 아니라, 추출이 계속됨에 따라 혼합탱크(140)의 수위가 낮아지게 되고 이로 인해 충분한 수압을 확보할 수 없어 단위시간당 추출량이 점점 감소한다는 문제점이 있다. 그러나, 본 발명의 일 측면과 같이 기능수 추출이 이루어질 때 정수와 기능성 가스가 공급되면 추가적인 기능수의 생성이 가능하게 될 뿐만 아니라 단위시간당 추출량을 유지할 수 있다는 이점이 있게 된다.
한편, 기능수추출단계(S140)에서는 기능성 가스와 정수가 동시에 공급되는 경우에도 기능수의 배출로 인하여 혼합탱크(140)의 내부 압력이 상대적으로 저하되므로 저압의 펌프(130)를 통해서도 정수 유입이 가능하게 되며, 정수는 혼합탱크(140)의 상부로 유입되어 잔존하는 기능수에 희석되므로 하측까지 연장된 추출관에서 추출되는 기능수 농도는 큰 차이가 없게 된다.
또한, 기능성 가스가 정수와 함께 공급되므로 기능성 가스가 지속적으로 정수에 용해되므로 기능수의 안정적인 추가생성이 가능하게 된다.
한편, 미리 설정된 시간 동안 대기단계(S130)가 유지되지 않은 상태에서 기능수의 추출이 이루어진다면 충분한 성능의 기능수를 확보할 수 없기 때문에 기능수 정수기(100)의 외부에 대기중임을 표시하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100... 정수기 110... 필터부
115... 급수이동라인 120... 가스 저장부
121... 레귤레이터 122... 가스공급밸브
125... 가스이동라인 130... 펌프
140... 혼합탱크 143a... 만수위 센서
148... 안전밸브 150... 빙축열조
C... 제어부

Claims (11)

  1. 혼합탱크에 유입된 정수와 기능성 가스로부터 기능수를 생성하는 기능수 정수기의 기능수 생성 제어방법에 있어서,
    상기 혼합탱크의 수위가 만수위가 될 때까지 상기 혼합탱크에 펌프를 통하여 정수를 공급하고 기능성 가스의 공급을 차단하는 정수공급단계; 및
    상기 혼합탱크의 수위가 만수위가 되면 상기 혼합탱크에 기능성 가스를 공급하고 정수의 공급을 차단하는 가스공급단계;
    를 포함하는 기능수 생성 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합탱크로부터 기능수 추출이 이루어지면 상기 혼합탱크에 상기 펌프를 통하여 정수를 공급함과 동시에 기능성 가스를 공급하는 기능수추출단계;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능수 생성 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정수공급단계 또는 상기 가스공급단계에서 상기 혼합탱크 내부의 압력이 설정압력보다 높아지는 경우 상기 혼합탱크로부터 기능성 가스를 배출하는 것을 특징으로 하는 기능수 생성 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정수공급단계와 상기 가스공급단계는 상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어지지 않을 때 수행되는 것을 특징으로 하는 기능수 생성 제어방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정수공급단계는 상기 혼합탱크 내부에 수용된 기능성 가스를 외부로 배출하지 않고 수행되는 것을 특징으로 하는 기능수 생성 제어방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정수는 상기 혼합탱크에 냉각된 상태로 공급되며,
    상기 기능성 가스는 탄산가스 또는 산소가스인 것을 특징으로 하는 기능수 생성 제어방법.
  7. 기능성 가스를 수용하는 가스 저장부;
    원수를 여과하여 정수를 생성하는 필터부;
    상기 필터부에서 여과된 정수와 상기 가스 저장부에 수용된 기능성 가스가 유입되어 기능수가 생성되며, 만수위를 감지하는 만수위센서를 구비하는 혼합탱크;
    상기 혼합탱크에 정수를 공급하도록 가압력을 제공하는 펌프; 및
    상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어지지 않은 경우, 상기 만수위센서에서 만수위가 감지되지 않으면 상기 혼합탱크에 정수가 공급되도록 상기 펌프를 구동시키고, 상기 만수위센서에서 만수위가 감지되면 상기 펌프의 구동을 중지시키고 상기 혼합탱크에 기능성 가스가 공급되도록 상기 가스저장부와 연결된 가스공급밸브를 개방하는 제어부;
    를 포함하는 기능수 정수기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 혼합탱크로부터 기능수의 추출이 이루어질 때, 상기 혼합탱크에 정수와 기능성 가스가 공급되도록 상기 펌프를 구동시키고 상기 가스공급밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 기능수 정수기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 혼합탱크는 상기 혼합탱크 내부의 압력이 설정압력보다 높아지는 경우 상기 혼합탱크로부터 기능성 가스를 배출하는 안전밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 기능수 정수기.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터부에서 여과된 정수를 냉각하여 상기 혼합탱크에 공급하는 빙축열조;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능수 정수기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 혼합탱크는 상기 빙축열조 내부에 수용된 빙축수에 침지된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 기능수 정수기.
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