KR20170123136A - 하나의 냉각 사이클로 냉수 및 탄산수를 제공할 수 있는 음용수 공급기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각 사이클을 구비하는 정수기 등의 음용수 공급기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 음용수 공급기는, 냉수를 저장하는 냉수 탱크; 냉수 탱크로부터 냉수를 제빙용수로서 공급받는 제빙용수 공급유로를 포함하고, 얼음을 제조하는 제빙부; 제빙부에 의해 제조된 얼음을 저장하는 얼음 저장고; 냉수 탱크로부터 냉수를 냉각용수로서 공급받아 순환하는 냉수 순환유로를 내부에 포함하고, 탄산수를 저장하는 탄산수 탱크; 및 냉수 탱크에 저장된 냉수를 제빙용수 공급유로 및 냉수 순환유로로 공급하는 순환 펌프를 구비하고, 제빙부에 의해 제조된 얼음을 냉수 탱크에 공급하거나 또는 제빙부에 의해 얼음으로 제조되지 않고 흐르는 물을 냉수 탱크로 순환시킴으로써 냉수를 제조하고, 냉수 탱크, 냉수 순환유로 및 냉수 탱크의 순으로 순환하는 냉수에 의해 탄산수 탱크 내부의 탄산수를 냉각한다. 본 발명의 음용수 공급기에 의하면, 하나의 냉각 사이클로 제빙은 물론, 냉수 및 탄산수까지 원활하게 제조함으로써, 장치의 소형화, 제조 비용의 절감 및 제어 구성의 단순화까지 꾀할 수 있다.

Description

하나의 냉각 사이클로 냉수 및 탄산수를 제공할 수 있는 음용수 공급기{Water Supplying Apparatus Providing Cold Water and Soda Water with Single Cooling Cycle}

본 발명은 음용수 공급기에 관한 것으로, 특히 냉각 사이클을 구비하여 적어도 냉수 및 탄산수를 공급하는 기능을 갖춘 음용수 공급기에 관한 것이다.

음용수 공급기에는, 수돗물 등의 원수를 필터로 정수하여 사용자에게 공급하는 정수기나, 생수 등의 음용수를 사용자에게 공급하는 냉온수기와 같은 장치가 있다.

이러한 음용수 공급기에는 냉각 사이클 및/또는 히터를 구비하여 냉수 및/또는 온수를 제조하여 공급하거나, 나아가 물에 탄산가스를 용해시킨 탄산수를 공급하는 기능을 부가한 음용수 공급기가 알려져 있다.

기존의 음용수 공급기에서 냉수를 제조하기 위한 냉각 사이클은, 전형적으로, 액체 냉매가 주위의 열을 흡수하여 증발함으로써 주위의 물을 냉각하는 증발기(evaporator), 증발기에서 증발된 냉매 가스에 포함된 액상의 냉매가 압축기(compressor)로 들어가지 못하도록 분리하는 액분리기(accumulator), 액분리기를 통과한 냉매 가스를 고온 고압으로 압축하는 압축기, 압축기에 의해 압축된 냉매 가스를 액화하는 응축기(condenser) 및 응축기에 의해 액화된 액체 냉매를 증발기로 공급하는 배관인 모세관(capillary tube) 등을 구비하여 이루어진다.

한편, 탄산가스의 용해도는 저온, 고압일수록 증가하므로, 탄산수 탱크는 냉각 사이클을 이용하여 냉각하여야 하는데, 이를 위해 별도의 냉각 사이클을 더 구비하는 것보다는 전술한 기존의 냉수를 제조하기 위한 냉각 사이클을 겸용하는 것이 장치의 소형화나 제조 비용의 절감에 유리하다.

예를 들어, 특허문헌 1(공개특허 제10-2015-0039949호 공보)에서는 하나의 냉각 사이클로 물의 냉각과 탄산수의 냉각을 행하고 있는데, 구체적으로는 냉수통과 탄산수통을 각각 구비하고 냉수통과 탄산수통의 외주면을 감싸는 냉매 도관(냉수통 도관과 탄산수통 도관), 즉 증발기를 각각 형성한 다음, 냉매흐름 제어밸브를 통해 각 냉매 도관으로 흐르는 냉매의 유량 및 비율을 조절하고 있다.

그러나, 특허문헌 1의 냉각 방식은 2개의 증발기(냉매 도관)를 사용하기 때문에 제조 비용의 상승이 불가피하고, 냉수통과 탄산수통을 동시에 최대의 냉각 성능으로 냉각할 수 없다는 문제가 있다. 게다가, 각 냉매 도관으로 흐르는 냉매의 유량 및 비율을 제어하기 위해서는 제어부의 구성이 복잡해진다.

한편, 특허문헌 2(등록특허 제10-0487816호 공보)에서는 하나의 증발기(냉매 유동관)을 사용하여 냉수 탱크와 탄산수 탱크를 함께 냉각하는 구조를 개시하고 있다. 즉, 특허문헌 2에서는 냉수 탱크와 탄산수 탱크를 직경이 동일한 원통형으로 형성하여 상하로 인접하여 연결 배치하고, 연결 배치된 냉수 탱크와 탄산수 탱크의 외주면을 냉매 유동관으로 감싸, 특허문헌 1과 같은 별도의 냉매흐름 제어밸브를 구비하지 않고, 냉수 탱크와 탄산수 탱크를 순차적으로 냉각하는 구조를 개시하고 있다.

그러나, 특허문헌 2의 냉각 방식은 실질적으로 하나의 증발기를 구비하므로 제조 비용의 절감과 제어부 구성의 단순화를 꾀할 수 있지만, 냉수 탱크와 탄산수 탱크의 순차 냉각에 따른 냉각 성능의 차이가 발생하여 냉수나 탄산수의 어느 하나가 집중적으로 소비되는 경우 집중적으로 소비되는 쪽의 냉각을 우선적으로 실시할 수 없는 문제가 있다. 이러한 냉각 성능의 차이는 냉수 탱크나 탄산수 탱크의 용량이 커지는 경우 현저해진다.

특허문헌 1: 공개특허 제10-2015-0039949호 공보 특허문헌 2: 등록특허 제10-0487816호 공보

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 하나의 냉각 사이클로 냉수 및 탄산수를 원활하게 제조하면서, 장치의 소형화, 제조 비용의 절감 및 제어 구성의 단순화까지 달성할 수 있는 음용수 공급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는, 하나의 냉각 사이클, 보다 구체적으로는 하나의 증발기를 이용하여 냉수를 제조하고, 이 냉수를 탄산수 탱크의 내부로 순환시켜 탄산수를 냉각한다.

즉, 본 발명에 따른 음용수 공급기는, 냉수를 제조하는 냉각 사이클; 상기 냉각 사이클에 의해 제조된 냉수를 저장하는 냉수 탱크; 물에 탄산가스를 용해시켜 탄산수를 제조하고, 제조된 탄산수를 저장하는 탄산수 탱크; 및 상기 탄산수 탱크 내부를 관통하여 마련되고, 상기 냉수 탱크, 상기 탄산수 탱크 및 상기 냉수 탱크의 순으로 상기 냉수 탱크에 저장된 냉수를 냉각용수로서 순환시키는 냉수 순환유로를 구비하여, 상기 냉수 순환유로를 순환하는 냉수에 의해 상기 탄산수 탱크 내부의 탄산수를 냉각한다.

바람직하게, 상기 탄산수 탱크는 상기 냉수 탱크로부터 냉수를 탄산수 제조용수로서 공급받고, 탄산 가스통으로부터 탄산가스를 공급받아 탄산수를 제조하여 저장할 수 있다.

실시예에 따르면, 상기 냉각 사이클은 상기 냉수 탱크로부터 냉수를 제빙용수로서 공급받아 얼음을 제조하는 제빙부를 포함하여, 상기 제빙부에 의해 제조된 얼음을 상기 냉수 탱크에 공급하거나 또는 상기 제빙부에 의해 얼음으로 제조되지 않고 흐르는 제빙용수를 상기 냉수 탱크로 순환시킴으로써 냉수를 제조할 수 있다.

이 경우, 상기 제빙부는, 내부의 냉매가 흐르고 복수의 핑거 형상으로 이루어진 증발기; 및 상기 증발기를 둘러싸며 배치되어, 상기 냉수 탱크로부터 공급되는 제빙용수를 상기 증발기를 향해 분사하는 복수의 노즐을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 증발기의 하부에 경사지게 마련되며, 상기 증발기로부터 탈빙된 얼음은 얼음을 저장하는 얼음 저장고로 안내하고, 상기 증발기에 결빙되지 않고 흐르는 제빙용수는 상기 냉수 탱크로 안내하는 안내 그릴을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 얼음 저장고는 상기 냉수 탱크의 상부에 배치되고, 바닥면에는 얼음 녹은 물이 상기 냉수 탱크로 낙하할 수 있도록 구멍이 형성되어 있을 수 있다.

상기와 같은 음용수 공급기는 원수를 공급받아 필터링하는 필터부를 구비하여, 상기 필터부에 의해 정수된 물을 공급하는 정수기일 수도 있고, 생수 또는 원수를 냉각 및/또는 가열하여 얼음, 냉수 및/또는 온수를 공급하는 냉온수기일 수도 있다.

본 발명에 따른 음용수 공급기에 의하면, 하나의 냉각 사이클로 냉수를 제조하고, 이 냉수로 탄산수 탱크를 냉각함으로써, 하나의 냉각 사이클로 냉수 및 탄산수를 원활하게 제조할 수 있다. 따라서, 장치의 소형화 및 제조 비용의 절감이 이루어진다.

특히, 냉수 탱크 안의 냉수는 냉각 사이클이 동작하고 있는 한 지속적으로 냉각되고, 이 지속적으로 냉각되는 냉수를 이용하여 탄산수 탱크를 동시에 냉각하므로, 냉수의 냉각과 탄산수의 냉각이 동시에 이루어진다. 따라서, 제어 구성을 단순화하면서도 종래의 순차적인 냉각의 단점, 즉 냉수와 탄산수 어느 일방의 불충분한 냉각 또는 냉각 성능의 차이가 해소된다.

또한, 실시예에 따르면, 냉수 탱크 안의 냉수를 제빙부로 공급하여 얼음을 제조함과 함께 냉각된 냉수로 탄산수 탱크를 냉각함으로써, 하나의 냉각 사이클(증발기)로 냉수 및 탄산수는 물론 얼음까지 원활하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급기의 주요 구성요소와 유로 연결 구조를 도시한 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시한 음용수 공급기의 주요 구성요소들을 분해하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 음용수 공급기에서 주요 구성요소인 탱크 조립체를, 정수 탱크와 냉수 탱크의 뚜껑을 제거한 상태에서 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 탱크 조립체를 중심으로 도 3의 A-A선을 따른 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 탱크 조립체에서 제빙부의 주요 구성을 하방에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 탱크 조립체 내부에 배치된 안내 그릴의 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

또한, 이하의 실시예에서, 음용수 공급기는 원수(수돗물)를 공급받아 필터링하는 필터부를 구비하여, 이 필터부에 의해 정수된 물을 공급하는 정수기로서 도시되고 설명되지만, 본 발명은 필터부를 구비하지 않는 냉온수기와 같은 음용수 공급기에도 적용할 수 있음은 물론이다.

또한, 이하의 실시예는 냉각 사이클을 이용하여 제빙하여 얼음까지 공급할 수 있는 음용수 공급기로서 설명되지만, 본 발명은 제빙기능을 구비하지 않고 단순히 냉수와 탄산수만을 제공하는 음용수 공급기에도 적용가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음용수 공급기의 주요 구성요소와 유로 연결 구조를 도시한 블록도이고, 도 2는 그 주요 구성요소들을 분해하여 도시한 사시도이다. 또한, 도 3은 본 실시예에 따른 음용수 공급기의 주요 구성요소인 탱크 조립체를, 정수 탱크와 냉수 탱크의 뚜껑을 제거한 상태에서 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선을 따른 단면도이다. 또한, 도 5는 탱크 조립체에서 제빙부의 주요 구성을 하방에서 바라본 사시도이고, 도 6은 탱크 조립체 내부에 배치된 안내 그릴의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 정수기(음용수 공급기)는, 케이스(100)와, 케이스(100) 내부에 장착되는 필터부(200), 탱크 조립체(300), 탄산수 제조에 사용되는 탄산 가스통(250) 및 냉각 사이클 등을 구비한다. 상세히는 후술하지만, 탱크 조립체(300)에는, 정수(상온수)를 저장하는 정수 탱크(310), 냉각된 정수를 저장하는 냉수 탱크(320), 얼음을 제조하는 제빙부(400), 얼음을 저장하는 얼음 저장고(330), 탄산가스가 용해된 물인 탄산수를 제조하고 저장하는 탄산수 탱크(340) 등이 포함된다.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 정수기의 기능과 동작에 대해, 도 1을 참조하여 먼저 설명한다.

원수 유입구(11)를 통해 유입되는 수돗물 등의 원수는, 케이스(100)의 일부를 구성하는 바닥 프레임(150) 바닥에 설치되어 프레임(150) 바닥에 소정량 이상의 물이 차면 원수의 유입을 차단하는 누수차단 밸브(12)를 거쳐, 전처리 필터(210), 본처리 필터(220) 및 후처리 필터(230)를 순차적으로 통과함으로써 불순물이나 이물질, 세균 등이 제거되어 깨끗한 물인 정수가 되어 정수 탱크(310)로 저장된다.

여기서, 전처리 필터(210)는 침전 필터나 선카본 필터, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있고, 본처리 필터(220)는 역삼투압 필터나 UF 중공사막 필터로 이루어질 수 있으며, 후처리 필터(230)는 후카본 필터로 이루어질 수 있다. 본처리 필터(220)가 역삼투압 필터로 이루어진 경우 필터링 과정에서 불순물이 농축된 물은 제거수 배수 유로(13)와 배수구(14)를 통해 정수기 외부로 배수된다. 또한, 필터부(200)는 후처리 필터(230)의 일부로서 살균 필터 또는 후처리 필터와 독립된 UV 살균 램프와 같은 살균 모듈을 더 구비할 수도 있다.

정수 탱크(310)에 저장되는 정수는, 취수구(113)를 통해 사용자에게 상온의 정수로서 공급될 수 있다.

또한, 정수는 냉수 탱크(320)로 공급되어 냉수, 얼음 및 탄산수로 제조될 수 있고, 온수 탱크(350)로 공급되어 온수로 제조될 수 있다.

구체적으로, 먼저, 냉수 탱크(320)에 공급된 정수는 제빙용수로서 제빙부(400)로 공급된다. 제빙부(400)는 냉각 사이클을 구성하는 증발기(410)를 구비하여 냉수 탱크(320)로부터 공급된 제빙용수를 얼음으로 만든다. 이렇게 만들어진 얼음은 얼음 저장고(330)에 이동되어 저장되고, 얼음 취출구(115)를 통해 사용자에게 공급될 수 있다.

또한, 제빙부(400)에 의해 제조된 얼음은 냉수 탱크(320)에 공급되어 냉수 탱크(320)에 저장된 물에 녹으면서 냉수 탱크(320) 내부의 물을 차가운 냉수로 만들거나, 상세히는 후술하지만, 제빙부(400)에 의해 얼음으로 제조되지 않고 흐르는 물이 냉수 탱크(320)로 순환되어 냉수 탱크(320) 내부에 냉수로서 저장될 수 있다.

냉수 탱크(320)에 저장된 냉수는 취수구(113)를 통해 사용자에게 공급될 수 있는 한편, 탄산수 탱크(340)에 공급되어 탄산수의 제조에 사용될 수도 있다. 즉, 탄산수 탱크(340)는 냉수 탱크(320)로부터 공급되는 냉수에 탄산 가스통(250)으로부터 공급되는 탄산가스를 용해시켜 탄산수를 제조하여 저장한다. 탄산수 탱크(340)에 저장된 탄산수는 탄산수 취수구(114)를 통해 사용자에게 공급될 수 있다.

여기서, 탄산가스의 물에 대한 용해도는 저온, 고압일수록 증가하므로, 탄산수 탱크는 가능하면 저온이 되도록 냉각할 필요가 있고, 고압이 되도록 압축되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 본 실시예에서는 탄산수 제조용수로서 냉수 탱크(320)에 저장된 냉수를 이용하고, 냉수 탱크(320)에 저장된 냉수를 냉각원으로서 사용하여 탄산수 탱크(340) 내부로 순환시키는 냉수 순환유로(342)를 구비한다. 또한, 고압의 탄산 가스통(250)으로부터 공급되는 탄산가스에 의해 탄산수 탱크(340) 내부는 자연스럽게 다른 탱크들보다 고압으로 유지되므로, 냉수 탱크(320)로부터 탄산수 제조용수인 냉수를 탄산수 탱크(340)로 공급할 때 펌프(15)를 사용할 수도 있다.

한편, 정수 탱크(310)로부터 온수 탱크(350)로 공급되는 정수(상온수)는 온수 탱크(350)의 내부 또는 외부에 배치된 히터(도시 생략)에 의해 가열되어 취수구(113)를 통해 사용자에게 공급될 수 있다.

전술한 탱크들에는 필요에 따라 배수 유로가 마련될 수 있다. 즉, 탱크들(310,320,340,350)의 청소나 살균을 위해 또는 정수기를 장기간 사용하지 않기 위해 탱크들(310,320,340,350) 내부의 물을 배수해야 할 필요가 있는데, 이를 위해 냉수 탱크(320), 탄산수 탱크(340) 및 온수 탱크(350)의 바닥에 배수 유로(16,17,18)를 연결한다. 냉수 탱크(320) 및 탄산수 탱크(340)의 배수 유로(16,17)은 전술한 제거수 배수 유로(13) 함께 배수구(14)로 연결하고, 온수 탱크(350)의 배수 라인(18)은 온수 배수구(19)로 연결함으로써 각 탱크 내부의 물을 정수기 외부로 배수할 수 있다. 도 1에서 정수 탱크(310)에는 별도의 배수 유로를 마련하지 않았는데, 이는 정수 탱크(310)의 물은 항상 냉수 탱크(320)를 경유하여 배수되도록 구성하였기 때문이다. 하지만, 정수 탱크(310)에도 별도의 배수 유로를 마련할 수 있음은 물론이다.

또한, 전술한 탱크들, 특히 상대적으로 고압 또는 고온이 되거나 가스(공기)가 차기 쉬운 탄산수 탱크(340)와 온수 탱크(350)에는 공기 유로가 마련될 수 있다. 탄산수 탱크(340)나 온수 탱크(350)에 가스(공기)가 차서 내부 압력이 필요 이상으로 높아지면, 취수구(113,114)를 통해 취수할 때 갑자기 분출하여 사용자에게 화상을 입히거나 정수기 주변에 튈 수 있기 때문에, 이들 탱크의 상부에 찬 가스(공기)는 적절히 배출하는 것이 바람직하다. 이를 위한 공기 유로(21,22)는 각 탱크(340,350)의 상부에 마련되고 정수 탱크(310)의 상부로 연결되어, 공기 유로(21,22)를 통해 배출된 가스(공기)가 정수 탱크(310)의 상부 공간을 통해 배출될 수 있도록 한다.

또한, 전술한 탱크들(310,320,340,350)과 얼음 저장고(330)에는 저장된 물 또는 얼음의 양을 감지하여 필요한 동작(정수 동작, 제빙 동작, 탄산수 제조 동작, 어느 한 탱크에서 다른 탱크로의 물의 공급 등)을 실행하거나 중지하도록, 수위 센서 또는 얼음 센서가 구비될 수 있다. 또한, 탄산 가스통(250) 또는 탄산가스 유로(23)에는 탄산 가스통(250) 내부의 탄산가스의 양을 확인하여 탄산 가스통(250)의 교체를 위해 가스 압력 센서(24)가 구비될 수 있다.

아울러, 전술한 유로들에는, 필요에 따라 각종 밸브나 펌프를 설치할 수 있다. 특히, 상대적으로 고압이 되는 탄산수 탱크(340)나 온수 탱크(350)로 탄산가스나 물을 공급하는 유로(23,25,26)에는 역류 방지 밸브를 설치하는 것이 바람직하다.

이어서, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 실시예에 따른 정수기의 구조와 각 구성요소의 상세 및 배치 관계에 대해 설명한다.

도 2를 참조하면, 케이스(100)는, 전면 커버(110), 상면 커버(120), 측면 커버(130), 후면 커버(140) 및 바닥 프레임(150)을 포함하는데, 이들 각 커버 및 바닥 프레임은 각각 별체로 형성할 수도 있고, 전부 또는 일부가 서로 연결된 일체로 형성할 수도 있다.

전면 커버(110)에는, 조작 버튼 및 정수기의 상태를 나타내는 LED 램프 또는 디스플레이 등이 배치되고, 정수(상온수)/냉수/온수 취수구, 탄산수 취수구, 얼음 취출구가 형성되어 있다. 후면 커버(140)에는 냉각 사이클을 구성하는 응축기(520)가 배치되며, 바닥 프레임(150)에는 냉각 사이클을 구성하는 압축기(510)나 필터들(100), 탄산 가스통(250) 등 정수기의 각종 부품이 장착된다. 또한, 측면 커버(130)와 후면 커버(140)에는 응축기(520)에서 발생되는 열의 발산이 용이하도록 공기가 통할 수 있는 그릴이 형성될 수 있다.

내부에 탄산가스가 충전된 탄산 가스통(250)은, 교체 가능한 일정한 규격을 가진 규격품의 형태로 공급될 수 있다. 또한, 탄산 가스통(250)의 원활한 교체를 위해 측면 커버(130)에는 도어(도시 생략)가 설치될 수 있다.

탱크 조립체(300)에는, 전술한 바와 같이, 정수 탱크(310), 냉수 탱크(320), 제빙부(400), 얼음 저장고(330), 탄산수 탱크(340) 등이 포함된다. 또한, 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 탱크 조립체(300)에서는, 제빙부(400), 얼음 저장고(330) 및 탄산수 탱크(340)가 냉수 탱크(320)의 내부에 배치되고, 냉각 사이클을 구성하는 액분리기(450) 및 모세관(530)과 냉매 배관(551,552)의 일부가 냉수 탱크(320)의 외부에 배치된다. 이렇게 내부에 제빙부(400), 얼음 저장고(330) 및 탄산수 탱크(340)를 포함하는 냉수 탱크(320)의 외부는, 정수 탱크(310)를 제외하고, 액분리기(540), 모세관(530) 및 냉매 배관(551,552)의 일부와 함께 발포성형 수지로 이루어지는 단열재(380)로 둘러싸여진다.

이와 같이, 탄산수 탱크(340)를 제빙부(400) 및 얼음 저장고(330)와 함께 냉수 탱크(320) 안에 배치하고, 제빙부(400), 탄산수 탱크(340), 얼음 저장고(330) 및 냉수 탱크(320)를 한꺼번에 단열재(380)로 둘러쌈으로써, 탄산수 탱크(340)를 위한 별도의 단열 처리가 불필요하게 되어 제조 비용의 절감은 물론 장치의 소형화를 꾀할 수 있다. 또한, 냉수 탱크(320) 내부는 제빙부(400)를 포함하고 있기 때문에 전체적으로 낮은 온도, 예컨대 10℃ 이하로 유지되고, 따라서 탄산수 탱크(340) 역시 냉수 탱크(320) 내부의 온도로 보냉되므로 불필요한 에너지의 소모를 줄일 수 있다.

냉수 탱크(320)는 하부에 냉수(10)를 저장하고, 그 내부에 제빙부(400), 얼음 저장고(330), 안내 그릴(360), 탄산수 탱크(340) 및 순환 펌프(370)가 배치되는 탱크 조립체(300)에서 가장 큰 용적을 차지하는 구성요소이다. 냉수 탱크(320)에 의해 규정되는 공간은 전체로서 연통된 제빙실을 형성한다.

한편, 본 실시예에서 냉각 사이클은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매 가스를 고온 고압으로 압축하는 압축기(compressor)(510), 압축기(510)에 의해 압축된 냉매 가스를 액화하는 응축기(condenser)(520), 응축기(520)에 의해 액화된 액체 냉매를 증발기(410)로 공급하는 배관인 모세관(capillary tube)(530), 액체 냉매가 주위의 열을 흡수하여 증발함으로써 주위의 물을 냉각하거나 제빙하는 증발기(evaporator)(410), 및 증발기(410)에서 증발된 냉매 가스에 포함된 액상의 냉매가 압축기(510)로 들어가지 못하도록 분리하는 액분리기(accumulator)(540)를 포함한다.

이러한 냉각 사이클에서 증발기(410)는 제빙실, 즉 냉수 탱크(320) 내부에 배치되어 제빙부(400)를 이룬다. 제빙부(400)는 제빙실의 상부 일측에 배치되어 냉수 탱크(320)로부터 냉수(10)를 제빙용수로서 공급받아 얼음(20)을 제조한다. 이를 위해, 제빙부(400)는 냉수 탱크(320) 하부 바닥에 인접하여 배치된 순환 펌프(370)로부터 냉수(10)를 공급받는 제빙용수 공급유로(371)를 포함한다.

또한, 증발기(410)는 위에서 봤을 때 U자 모양관으로 형성되어 그 내부에 냉매가 흐르게 된다. U자 모양관을 이루는 증발기(410)의 일단은 상기 모세관(530)과 연결되고, 타단은 상기 액분리기(540)로 냉매 배관(551)을 통해 연결된다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 증발기(410)의 아래쪽에는 하방으로 돌출되어 이를 중심으로 얼음이 생성되거나 물이 냉각되는 증발기 핑거(411)가 복수개 형성되어 있다.

또한, U자 모양관으로 이루어진 증발기(410)에 인접하여 제빙이 완료된 얼음을 분리하기 위한 탈빙수단으로서 전기 히터(420)가 전선(421)을 개재하여 설치된다. 따라서, 전기 히터(420)를 가열하면 증발기 핑거(411)에 고온의 열이 전달되어 제빙이 완료된 얼음(20)이 분리됨으로써 탈빙이 이루어진다.

또한, 본 실시예의 제빙부(400)에서 증발기(410) 아래쪽에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 증발기 핑거(411)에 얼음 또는 냉수를 제조하기 위한 물을 분사하는 물 분사 노즐부(430)가 배치된다. 물 분사 노즐부(430)의 내부에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 순환 펌프(370)에 의해 제빙용수 공급유로(371)를 통해 공급되는 물(냉수)(10)이 통과하는 유로가 형성되어 있고, 이 유로의 끝은 물 분사노즐(431)로 연결된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 물 분사노즐(431)을 통해 증발기 핑거(411)를 향해 물을 분사하면 증발기 핑거(411)를 중심으로 얼음(20)이 생성되거나 증발기 핑거(411)에 부딪힌 물은 냉각되어 아래쪽 냉수 탱크(320)로 낙하함으로써 냉수(10)가 제조된다.

또한, 증발기(410) 및 물 분사 노즐부(430) 아래쪽에는 얼음 저장고(330)를 향해 경사진 안내 그릴(360)이 배치된다. 안내 그릴(360)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 얼음(20)은 통과하지 못하는 크기의 슬릿(361)들이 형성되어 있어, 탈빙된 얼음(20)은 얼음 저장고(330)로, 제빙되지 못하고 낙하하는 물은 슬릿(361)을 통과해 냉수 탱크(320)로 안내될 수 있다.

여기서, 안내 그릴(360)은 상부 플레이트(362)와, 상부 플레이트(362)의 하부에 복층 구조로 마련되는 하부 플레이트(364) 및 중간 플레이트(363), 안내 그릴(360)의 측면을 폐쇄하는 측면 플레이트(365) 등으로 이루어질 수 있다.

상부 플레이트(362)는 전술한 바와 같이 얼음 저장고(330)를 향해 경사지게 마련되고, 슬릿(361)들이 형성되어 있어 탈빙된 얼음(20)은 얼음 저장고(330)로, 물은 슬릿(361)을 통과해 하부 플레이트(364) 및 중간 플레이트(363)로 안내된다.

하부 플레이트(364)는 상부 플레이트(362)의 하단부에 상부 플레이트(362)와 반대방향으로 경사지게 마련되며, 슬릿(361)을 통과한 물을 냉수 탱크(320)로 안내하고, 중간 플레이트(363)는 상부 플레이트(362)의 상단부와 하단부 사이에 마련되며, 슬릿(361)을 통과한 물을 하부 플레이트(364)와는 독립적으로 냉수 탱크(320)로 안내할 수 있다.

이와 같이, 안내 그릴(360)을 복층의 플레이트 구조로 형성하게 되면, 단일층의 플레이트를 형성한 경우에 비하여 슬릿(361)을 통과한 물을 하부 플레이트(364) 및 중간 플레이트(363)에 고르게 분산시킬 수 있다. 그 결과, 슬릿(361)을 통과한 물이 이미 플레이트에 고여있는 물 위에 떨어져 발생하는 소음을 저감할 수 있다.

얼음 저장고(330)는, 제빙실의 냉수 저장공간보다 상부이면서 제빙부(증발기(410), 전기 히터(420), 물 분사 노즐부(430))보다 하부에, 그 바닥면이 냉수 탱크(320)의 바닥면으로부터 이격되도록 배치되어, 안내 그릴(360)에 의해 안내된 얼음(20)을 저장한다. 얼음 저장고(330)에는, 저장된 얼음을 얼음 취출구(115) 쪽으로 이송하는 스크류(331)가 마련되어 있고, 이 스크류(331)를 회전시키는 모터(332)가 마련되어 있다. 스크류(331) 선단의 날개(333)는 얼음 저장고(330)에 저장되어 있다가 취출되는 얼음(20)들이 서로 엉겨붙는 것을 방지하고 토출량을 일정하게 조정하는 부재이다. 또한, 얼음 저장고(330) 바닥면에는 얼음 녹은 물이 배출될 수 있도록 구멍(334)이 형성되어 있어, 얼음 녹은 물이 자연스럽게 하부의 냉수 탱크(320)로 낙하할 수 있게 되어 있다.

탄산수 탱크(340)는 제빙실의 상부에서 제빙부(400)가 배치된 일측을 피하여 타측에 배치되어, 탄산수를 제조 및 저장한다. 탄산수 탱크(340)가 배치되는 제빙실의 상부 타측(도 4에서 좌측 상부의 공간)은, 제빙부(400)에 의해 제빙과 함께 냉수의 냉각을 행하는 본 실시예와 같은 구조의 얼음 정수기에서 본래 빈 공간(dead space)이다. 얼음 저장고(330)는 어차피 제빙부(400)보다는 아래쪽에 위치하여야 하므로 제빙실에서 얼음 저장고(330)의 상부 공간(제빙실의 좌측 상부의 공간)은 비어있기 때문이다. 따라서, 본 실시예에서는 이 빈 공간을 탄산수 탱크(340)의 배치 공간으로 활용함으로써 공간 활용의 극대화와 장치의 소형화를 꾀할 수 있다.

탄산수의 제조를 위해, 탄산수 탱크(340)에는 냉수 탱크(320)로부터 탄산수 제조용수로서 냉수(10)를 별도의 펌프(15, 도 1 참조)를 통해 공급받는다. 또한, 탄산 가스통(250)으로부터 탄산가스 유로(23)를 통해 탄산가스를 공급받아 탄산수 탱크(340) 내부에 공급된 냉수에 용해시켜 탄산수를 제조한다. 탄산수 탱크(340)에 저장된 탄산수는 탄산수 유로(26)를 통해 취출되어 탄산수 취수구(114)로 배출되어 사용자에게 공급된다.

또한, 탄산수 탱크(340)에 저장된 탄산수 또는 탄산수 제조용수를 냉각하여 탄산수 제조 효율을 높이기 위해, 탄산수 탱크(340) 내부에는 냉수 탱크(320)로부터 냉수를 냉각용수로서 공급받아 순환시키는 냉수 순환유로(342)가 배치되어 있다. 냉수 순환유로(342)는 냉각용수가 탄산수(또는 탄산수 제조용수)와 섞이지 않도록, 예컨대 코일 형태로 감겨져 탄산수 탱크(340) 내부에 배치된다. 냉수 순환유로(342)의 일단은 순환 펌프(370)에 의해 끌어올려지는 냉수(10)가 공급되는 냉각용수 공급유로(372)에 연결되고, 냉수 순환유로(342)의 타단은 냉수 순환유로(342)를 순환한 냉수가 냉수 탱크(320)의 측벽을 타고 흘러내려 냉수 탱크(320)로 회수되도록 회수유로(373)에 연결된다.

한편, 본 실시예에서 냉각용수 공급유로(372)는 분기구(375)를 개재하여 전술한 제빙용수 공급유로(371)와 하나의 순환 펌프(370)를 공유함으로써 부품수의 절감을 꾀하고 있지만, 제빙용수 공급유로(371)와 냉각용수 공급유로(372) 각각에 개별적으로 펌프를 사용할 수도 있음은 물론이다.

이와 같이, 냉수 탱크(320) 안의 냉수(10)를 제빙부(400)로 공급하여 얼음(20)을 제조함과 함께 냉각된 냉수(10)로 탄산수 탱크(340)를 냉각함으로써 하나의 냉각 사이클(증발기)로 제빙은 물론, 냉수 및 탄산수까지 원활하게 제조할 수 있다. 특히, 냉수 탱크(320) 안의 냉수(10)는 제빙부(400)에 의한 제빙이 이루어지고 있는 한 지속적으로 냉각되고, 이 지속적으로 냉각되는 냉수(10)를 이용하여 탄산수 탱크(340)를 동시에 냉각하므로, 냉수의 냉각과 탄산수의 냉각이 동시에 이루어진다. 따라서, 종래의 순차적인 냉각의 단점, 즉 냉수와 탄산수 어느 일방의 불충분한 냉각 또는 냉각 성능의 차이가 해소된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

예컨대, 상술한 실시예는 필터부를 구비하는 정수기를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 필터부를 구비하지 않고 생수 또는 원수를 냉각하여 얼음 및/또는 냉수를 공급하는 음용수 공급기에도 적용할 수 있다. 생수 탱크를 장착하여 사용하는 음용수 공급기의 경우, 전술한 정수 탱크(310)는 생수 탱크로 대체될 수 있고, 수돗물 등의 원수를 이용하는 경우에는 정수 탱크(310)를 생략하고 원수를 곧바로 냉수 탱크(320)로 공급하면 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 상술한 실시예에서는 냉각 사이클을 이용하여 먼저 얼음을 제조하고, 제빙되지 않고 흐르는 제빙용수로 냉수를 제조하며, 이 냉수로 탄산수 탱크(340)를 냉각하는 구성을 취하였으나, 냉각 사이클로 직접 냉수를 제조하여(얼음을 제조하지 않고) 이 냉수로 탄산수 탱크를 냉각할 수도 있다. 이 경우, 상술한 실시예의 제빙부(400)와 얼음 저장고(330) 및 안내 그릴(360)은 필요하지 않으며, 대신에 냉각 사이클(증발기)을 냉수 탱크의 내부 또는 외부에 직접 배치하면 된다.

또한, 상술한 실시예에서는 탄산수 탱크(340)를 제빙실 내부에 배치하였으나, 음용수 공급기가 대형으로 공간이 충분한 경우에는 탄산수 탱크를 제빙실 외부에 배치할 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 증발기(410)가 U자 모양관에 증발기 핑거(411)가 형성된 형태로 설명하였지만, 증발기는 얼음 생성틀인 제빙 트레이의 배면에 배치된 형태로 이루어질 수 있고, 또한 상술한 실시예에서는 물 분사 노즐부(430)를 통해 증발기 핑거(411)에 물을 분사함으로써 얼음 및 냉수를 제조하는 것으로 설명하였지만, 제빙 트레이 내부로 물을 분사하도록 변형하거나, 아니면 제빙 트레이나 제빙용 물받이에 물을 흘려주거나 채우는 방식으로 구현할 수도 있다. 이렇게 제빙 트레이에 물을 채워서 제빙하는 경우, 냉수의 제조는 제빙 트레이에 의해 제조된 얼음을 얼음 저장고가 아닌 냉수 탱크로 공급함으로써 냉수를 제조할 수 있다.

나아가, 상술한 실시예에서는 탈빙수단으로서 전기 히터(420)를 구비하는 것으로 설명하였으나, 증발기 내부로 고온의 핫가스를 공급하여 탈빙할 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 얼음 저장고(330)가 냉수 탱크(320) 바닥면으로부터 이격되어 배치되는 것으로 설명되었으나, 얼음 저장고는 냉수 탱크와 격벽을 통해 분리되어 냉수 탱크 일측(도 4에서 좌측)에 인접하여 배치될 수도 있다. 나아가, 상술한 실시예에서는 순환 펌프(370)가 냉수 탱크(320) 내부에 배치된 것으로 설명되었으나, 순환 펌프는 냉수 탱크 바깥쪽에 배치될 수도 있다.

그 밖에, 음용수 공급기는 온수 탱크 등 온수 공급 기능을 결여할 수도 있고, 반대로 커피 등의 음료를 공급하는 기능을 부가할 수도 있다.

케이스 : 100 전면 커버 : 110
상면 커버 : 120 측면 커버 : 130
후면 커버 : 140 바닥 프레임 : 150
필터부 : 200 전처리 필터 : 210
본처리 필터 : 220 후처리 필터 : 230
탄산 가스통 : 250 탱크 조립체 : 300
정수 탱크 : 310 냉수 탱크 : 320
얼음 저장고 : 330 스크류 : 331
모터 : 332 탄산수 탱크 : 340
냉수 순환유로: 342 온수 탱크 : 350
안내 그릴 : 360 순환 펌프 : 370
제빙용수 공급유로 : 371 냉각용수 공급유로 : 372
단열재 : 380 제빙부 : 400
증발기 : 410 증발기 핑거 : 411
전기 히터(탈빙수단) : 420 물 분사 노즐부 : 430
물 분사노즐 : 431 압축기 : 510
응축기 : 520 모세관 : 530
액분리기 : 540 냉매 배관 : 551,552

Claims (7)

1. 냉수를 제조하는 냉각 사이클;
   상기 냉각 사이클에 의해 제조된 냉수를 저장하는 냉수 탱크;
   물에 탄산가스를 용해시켜 탄산수를 제조하고, 제조된 탄산수를 저장하는 탄산수 탱크; 및
   상기 탄산수 탱크 내부를 관통하여 마련되고, 상기 냉수 탱크, 상기 탄산수 탱크 및 상기 냉수 탱크의 순으로 상기 냉수 탱크에 저장된 냉수를 냉각용수로서 순환시키는 냉수 순환유로를 구비하여,
   상기 냉수 순환유로를 순환하는 냉수에 의해 상기 탄산수 탱크 내부의 탄산수를 냉각하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄산수 탱크는 상기 냉수 탱크로부터 냉수를 탄산수 제조용수로서 공급받고, 탄산 가스통으로부터 탄산가스를 공급받아 탄산수를 제조하여 저장하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉각 사이클은 상기 냉수 탱크로부터 냉수를 제빙용수로서 공급받아 얼음을 제조하는 제빙부를 포함하여, 상기 제빙부에 의해 제조된 얼음을 상기 냉수 탱크에 공급하거나 또는 상기 제빙부에 의해 얼음으로 제조되지 않고 흐르는 제빙용수를 상기 냉수 탱크로 순환시킴으로써 냉수를 제조하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제빙부는,
   내부의 냉매가 흐르고 복수의 핑거 형상으로 이루어진 증발기; 및
   상기 증발기를 둘러싸며 배치되어, 상기 냉수 탱크로부터 공급되는 제빙용수를 상기 증발기를 향해 분사하는 복수의 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 증발기의 하부에 경사지게 마련되며, 상기 증발기로부터 탈빙된 얼음은 얼음을 저장하는 얼음 저장고로 안내하고, 상기 증발기에 결빙되지 않고 흐르는 제빙용수는 상기 냉수 탱크로 안내하는 안내 그릴을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 얼음 저장고는 상기 냉수 탱크의 상부에 배치되고, 바닥면에는 얼음 녹은 물이 상기 냉수 탱크로 낙하할 수 있도록 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 음용수 공급기는 원수를 공급받아 필터링하는 필터부를 구비하여, 상기 필터부에 의해 정수된 물을 공급하는 정수기인 것을 특징으로 하는 음용수 공급기.
   

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