KR20190000817U - 정수기의 냉수 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉매 순환관과 정수 순환관을 가진 이중관 구조를 구비하고, 일단으로 유입된 정수를 냉각하여 타단을 통해 중간 냉수를 출수하는 1차 냉각부; 및 저수조 내에 배치되고, 상기 1차 냉각부로부터 상기 중간 냉수를 공급받아 순환시켜서 최종 냉수를 출수하는 냉수 코일과 상기 냉수 코일을 냉각하는 냉각처리 부재를 구비한 2차 냉각부;를 포함하는 정수기의 냉수 공급 시스템을 개시한다.

Description

정수기의 냉수 공급 시스템{COOLING WATER SUPPLY SYSTEM FOR WATER PURIFIER}

본 고안은 정수기의 냉수 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필터를 거쳐서 정수된 물을 순간냉각하여 취수할 수 있는 구조를 가진 직수형 정수기에 있어서 냉각 장치의 구조가 개선된 정수기의 냉수 공급 시스템에 관한 것이다.

종래의 정수기는 정수된 물을 냉각시켜 주는 기능이 없기 때문에 여름철이나 실내온도가 높을 때 시원한 물을 음용할 수 없었고, 시원한 물을 필요로 할 경우에는 정수기의 정수된 물을 다른 용기에 담아 냉장고에 넣어 두었다가 마셔야 했기 때문에 사용이 불편한 문제가 있었다.

대안으로, 정수기에 별도의 냉각저수통을 구비하여 냉각된 물을 보관해 두었다가 사용자가 냉수를 선택했을 때 공급하는 정수 냉각공급장치가 제안된 바 있다. 이와 관련하여, 특허문헌 1에는 정수기의 상온저수통 하방에 냉각저수통을 구비하여 제2 수로에 의해 정수가 이동되게 하고 상기 냉각저수통의 외벽 소정개소에 열운반수단을 장착하고 이 열운반수단에 방열수단을 밀착 설치한 다음 별도의 냉각팬에 의해 방열수단의 열이 대기중으로 방열 촉진되도록 구성된 정수기의 정수냉각공급장치가 공개되어 있다.

그러나, 상기와 같이 저수조에 냉수를 저장해두었다가 필요 시 공급하는 방식은 저수조에 고여 있는 물이 외부 오염물질의 침투로 인해 오염될 소지가 있으므로 위생적이지 못한 단점이 있다.

또한, 정수의 냉각을 위해 냉매를 사용하는 종래의 정수기용 냉각 시스템은 정수의 냉각에 사용된 냉매를 바로 압축기로 유입시키도록 구성됨에 따라 소실되는 냉각 에너지가 있었으며, 잔존하는 액체 상태의 냉매가 압축기로 유입되는 경우가 있어 압축기의 부품 손상이 발생할 우려가 있다.

특허문헌 1: 한국 공개특허공보 제10-1996-0013418호

본 고안은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 정수의 냉각에 사용된 냉매에 남아 있는 냉각 에너지를 냉각 과정에 활용함으로써 냉각 효율 및 성능을 향상시킬 수 있는 정수기의 냉수 공급 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 상시 냉각된 정수의 취수가 가능하고 순간냉각 성능을 향상시킬 수 있는 구조를 가진 정수기의 냉수 공급 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 냉매 순환관과 정수 순환관을 가진 이중관 구조를 구비하고, 일단으로 유입된 정수를 냉각하여 타단을 통해 중간 냉수를 출수하는 1차 냉각부; 및 저수조 내에 배치되고, 상기 1차 냉각부로부터 상기 중간 냉수를 공급받아 순환시켜서 최종 냉수를 출수하는 냉수 코일과 상기 냉수 코일을 냉각하는 냉각처리 부재를 구비한 2차 냉각부;를 포함하는 정수기의 냉수 공급 시스템을 제공한다.

상기 1차 냉각부는 상기 2차 냉각부의 바깥쪽에 배치될 수 있다.

상기 1차 냉각부는 상기 저수조의 외부에 감기도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 냉각처리 부재는 상기 냉수 코일의 내부에 배치된 냉매 코일인 것이 바람직하다.

상기 2차 냉각부의 상기 냉매 코일을 따라 순환한 후 유출된 냉매가 상기 1차 냉각부의 상기 냉매 순환관에 유입되도록 상기 냉매 코일과 상기 냉매 순환관이 서로 연결되고, 상기 1차 냉각부의 상기 냉매 순환관에서 유출된 냉매가 압축기로 유입될 수 있다.

상기 1차 냉각부는, 상기 냉매 순환관의 중공 내에 상기 정수 순환관이 배치되어 이중관 구조를 이루는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 정수기의 냉수 공급 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 정수의 냉각에 사용된 냉매에 남아 있는 냉각 에너지를 활용할 수 있으므로 시스템의 냉각 사이클 효율과 순간냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

둘째, 1차 냉각과 2차 냉각 과정을 거쳐서 순간냉각된 냉수가 상시 공급될 수 있으므로 냉수의 취수 편의성을 높일 수 있다.

셋째, 냉각 에너지가 남아 있는 냉매가 냉매 압축기로 유입되는 것을 방지할 수 있으므로 냉매 압축기의 내구성을 개선할 수 있다.

넷째, 이중관 구조의 1차 냉각부가 2차 냉각부의 저수조 외부에 감기도록 배치되어 정수기의 한정된 공간을 효율적으로 이용할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기의 냉수 공급 시스템에 대한 일부 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 사시도이다.
도 3은 도 1의 I-I'선에 따른 단면도이다.

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

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기의 냉수 공급 시스템에 대한 일부 분리 사시도이며, 도 2는 도 1의 결합 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기의 냉수 공급 시스템은 냉매 순환관(101)과 정수 순환관(102)을 가진 이중관 구조를 구비한 1차 냉각부(100)와, 1차 냉각부(100)와 연결되고 냉수 코일(112)과 냉각처리 부재를 구비한 2차 냉각부(110)를 포함한다.

1차 냉각부(100)는 소정의 필터를 거친 상온의 정수를 공급받아 1차 냉각하여 냉각 과정의 중간 생성물에 해당하는 냉수(이하, '중간 냉수'라고 지칭함)를 2차 냉각부(110)로 출수한다. 여기서, 상기 필터로는 수도 배관에 연결되고 전처리 필터부, 본처리 필터부, 후처리 필터부 등을 구비하여 수돗물을 필터링할 수 있는, 예컨대 중공사막 필터가 채용될 수 있다.

1차 냉각부(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 냉매 순환관(101)의 중공 내에 정수 순환관(102)이 배치되어 있는 이중관 구조를 구비한다.

냉매 순환관(101)은 2차 냉각부(110)의 외부에 감길 수 있도록 실질적으로 'U'자 형상의 굴곡부를 포함하는 형태의 관형체로 구성된다. 냉매 순환관(101)의 일단 주변과 타단 주변에는 각각 냉매 유입부(101a)와 냉매 유출부(101b)가 분기되어 있다.

냉매 순환관(101)에 있어서, 냉매 유입부(101a)는 2차 냉각부(110)에서 유출된 냉매를 1차 냉각부(100)로 유입시키고, 냉매 유출부(101b)는 냉매 압축 기능을 제공하는 소정의 압축기(미도시)와 실질적으로 연결되어 압축기로 냉매를 유출한다.

정수 순환관(102)은 냉매 순환관(101)의 형상에 대응되게 실질적으로 'U'자 형상의 굴곡부가 있고 냉매 순환관(101)의 중공 내에 종입될 수 있도록 냉매 순환관(101)에 비해 외경이 작은 관형체로 구성된다.

또한, 정수 순환관(102)은 상기 필터의 출수부와 연결되는 정수 유입부(102a)와, 2차 냉각부(110)의 냉수 코일(112)과 연결되는 정수 유출부(102b)가 냉매 순환관(101)의 외부로 노출될 수 있도록 그 전체 길이가 냉매 순환관(101)에 비해 길게 구성된다.

정수 순환관(102)은 이를 둘러싸고 있는 냉매 순환관(101)의 냉각 작용에 의해 냉각되어 그 중공을 따라 순환하는 정수의 온도를 낮춤으로써 중간 냉수를 출수한다.

2차 냉각부(110)는 저수조(111) 내에 배치되어 1차 냉각부(100)에 의해 냉각된 정수를 2차 냉각한다. 2차 냉각부(110)에서 유출된 냉수는 정수기에 마련된 소정의 토출부를 통해 정수기의 외부로 토출되어 사용자의 취수가 이루어지게 된다.

2차 냉각부(110)는, 1차 냉각부(100)의 정수 순환관(102)에서 출수된 중간 냉수를 공급받아 그 나선 경로를 따라 순환되도록 유도하여 2차 냉각 처리를 거치도록 한 후 최종적으로 냉각이 된 냉수(최종 냉수)를 출수하는 냉수 코일(112)과, 냉수 코일(112)을 냉각하는 냉각처리 부재를 구비한다.

냉수 코일(112)은 저수조(111)의 내부 바닥면에서 상방으로 가면서 나선형으로 연장되고 내부에는 냉수의 순환을 위한 중공을 구비한다. 1차 냉각부(100)와의 결합을 용이하게 하기 위해 냉수 코일(112)의 양단은 모두 저수조(111)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

냉각처리 부재는 냉수 코일(112)에 근접 배치되어 냉수 코일(112)을 직접 혹은 간접적으로 냉각하는 기능을 수행한다. 바람직하게, 냉각처리 부재는 냉수 코일(112)의 내부, 즉 나선형 구조의 안쪽 빈 공간에 배치된 냉매 코일(113)로 이루어진다. 냉매 코일(113)은 냉수 코일(112)과 마찬가지로 저수조(111)의 내부 바닥면에서 상방으로 가면서 나선형으로 연장된다. 또한, 냉매 코일(113)은 내부에 냉매의 순환을 위한 중공을 구비한다.

저수조(111) 내부에는 열교환을 위한 소정의 물(미도시)이 채워져 있는 것이 바람직하다. 냉매 코일(113)은 그 내부 중공을 따라 냉매가 순환하면서 액상에서 기상으로 증발하면서 주변의 열을 빼앗아 냉각시키고 그에 따라 냉각된 저수조(111) 내의 물은 냉매 코일(113)의 외곽에 배치된 냉수 코일(112)의 온도를 낮춤으로써 냉수 코일(112)을 따라 순환하는 중간 냉수를 2차 냉각한다.

비록, 도면에는 도시되지 않았으나 2차 냉각부(110)에는 냉수 코일(112)과 냉매 코일(113) 간의 열교환을 촉진하는 소정의 교반기와 메쉬망 부재 등이 구비될 수 있다.

2차 냉각부(110)의 냉매 코일(113)의 냉매 유입부(113a)에는 압축기에서 공급되는 냉매가 유입된다. 냉매 코일(113)의 나선형 경로를 따라 순환한 후 냉매 유출부(113b)를 통해 유출된 냉매는 냉매 코일(113)에 연결된 1차 냉각부(100)의 냉매 순환관(101)으로 다시 유입되어 1차 냉각부(100)의 냉각 과정에 사용된다. 비록, 2차 냉각부(110)의 냉수 코일(112)에서 유출된 냉매는 비교적 적은 냉각 에너지를 보유하고 있으나 1차 냉각부(100)에 공급된 정수를 1차적으로 냉각하는 용도로는 유용하게 활용될 수 있다. 이와 같이 2차 냉각부(110)의 냉매 코일(113)에서 유출된 냉매는 냉각 에너지를 보유한 상태에서 바로 압축기로 유입되지 않으므로 압축기의 부품 손상도 예방할 수 있다.

2차 냉각부(110)의 냉수 코일(112)을 따라 순환한 후 출구를 통해 유출된 최종 냉수는 정수기에 마련된 소정의 토출부를 통해 정수기의 외부로 토출되어 사용자의 취수가 이루어지게 된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 정수기의 냉수 공급 시스템은 이중관 구조의 1차 냉각부(100)와 저수조(111) 내에 배치된 코일형의 2차 냉각부(110)를 통해 정수를 냉각 및 순환시킴으로써 순간냉각 성능을 향상시킬 수 있다.

필터를 거친 상온의 정수가 1차 냉각부(100)에 마련된 정수 순환관(102)의 정수 유입부(102a)에 유입이 되면(도 2의 ⓐ), 1차 냉각부(100)는 정수 순환관(102)을 둘러싸고 있는 냉매 순환관(101)의 냉각 작용으로 정수의 온도를 낮추어 정수 유출부(102b)를 통해 중간 냉수를 출수한다. 이때, 냉매 순환관(101)은 냉매 유입부(101a)를 통해 냉매가 유입되면(도 2의 ③), 정수 순환관(102)의 경로에 대응되게 냉매 순환관(101)을 따라 냉매의 이동을 유도하여 냉매 유출부(101b)를 통해 유출한다(도 2의 ④). 유출된 냉매는 소정의 경로를 거쳐서 압축기로 유입된다. 여기서, 냉매 순환관(101)의 냉매 유입부(101a)를 통해 유입되는 냉매는 2차 냉각부(110)의 냉각 과정에 사용된 후 유출된 냉매이다.

1차 냉각부(100)에 있어서 냉매의 흐름 방향과 정수의 흐름 방향은 서로 반대가 되도록 설정되는 것이 원활한 열교환과 냉각 제어 측면에서 유리하다. 즉, 1차 냉각부(100)의 이중관 구조에서 정수 순환관(102)의 정수 유입부(102a)와 냉매 순환관(101)의 냉매 유입부(101a)는 서로 반대단에 위치한다. 이러한 구성에 따르면 정수 유입부(102a)에 유입된 정수는 정수 순환관(102)을 따라 이동함에 따라 점진적으로 더 높은 냉각 에너지를 얻게 되므로 열교환 및 냉각 제어를 효율적으로 수행할 수 있다.

1차 냉각부(100)에서 출수된 중간 냉수는 정수 유출부(102b)와 연결되어 있는 2차 냉각부(110)의 냉수 코일(112)에 유입된다(도 2의 ⓑ).

2차 냉각부(110)는 냉수 코일(112)의 나선형 경로를 따라 중간 냉수의 순환을 유도하고 냉수 코일(112)을 둘러싸고 있는 냉매 코일(113)의 냉각 작용으로 중간 냉수의 온도를 더욱 낮추어 냉수 코일(112)의 출구를 통해 최종 냉수를 출수한다(도 2의 ⓒ). 이때, 냉매 코일(113)은 냉매 유입부(113a)를 통해 냉매가 유입되면(도 2의 ①), 냉매 코일(113)의 나선형 경로를 따라 냉매의 이동을 유도하여 냉매 유출부(113b)를 통해 유출한다(도 2의 ②). 여기서, 냉매 코일(113)의 냉매 유입부(113a)를 통해 유입되는 냉매는 압축기에서 공급된 냉매이다.

전술한 바와 같이, 2차 냉각부(110)에서 유출된 냉매는 냉매 코일(113)에 연결된 1차 냉각부(100)의 냉매 순환관(101)으로 다시 유입되어(도 2의 ③) 1차 냉각부(100)의 냉각 과정에 사용된다.

최종 냉수는 정수기에 마련된 소정의 토출부를 통해 정수기의 외부로 토출되어 사용자의 취수가 이루어지게 된다.

상술한 바와 같이 본 고안은 냉매의 냉각 에너지를 효율적으로 사용함으로써 냉각 사이클 효율과 순간냉각 성능을 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있다. 또한, 1차 냉각과 2차 냉각 과정을 거쳐서 순간냉각된 냉수가 상시 공급될 수 있으므로 냉수의 취수 편의성을 높일 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 1차 냉각부 101: 냉매 순환관
101a,113a: 냉매 유입부 101b,113b: 냉매 유출부
102: 정수 순환관 102a: 정수 유입부
102b: 정수 유출부 110: 2차 냉각부
111: 저수조 112: 냉수 코일
113: 냉매 코일

Claims (6)

1. 냉매 순환관과 정수 순환관을 가진 이중관 구조를 구비하고, 일단으로 유입된 정수를 냉각하여 타단을 통해 중간 냉수를 출수하는 1차 냉각부; 및
   저수조 내에 배치되고, 상기 1차 냉각부로부터 상기 중간 냉수를 공급받아 순환시켜서 최종 냉수를 출수하는 냉수 코일과 상기 냉수 코일을 냉각하는 냉각처리 부재를 구비한 2차 냉각부;를 포함하는 정수기의 냉수 공급 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 1차 냉각부는 상기 2차 냉각부의 바깥쪽에 배치된 것을 특징으로 하는 정수기의 냉수 공급 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 1차 냉각부는 상기 저수조의 외부에 감기도록 배치된 것을 특징으로 하는 정수기의 냉수 공급 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 냉각처리 부재는 상기 냉수 코일의 내부에 배치된 냉매 코일인 것을 특징으로 하는 정수기의 냉수 공급 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 2차 냉각부의 상기 냉매 코일을 따라 순환한 후 유출된 냉매가 상기 1차 냉각부의 상기 냉매 순환관에 유입되도록 상기 냉매 코일과 상기 냉매 순환관이 서로 연결되고,
   상기 1차 냉각부의 상기 냉매 순환관에서 유출된 냉매가 압축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 정수기의 냉수 공급 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 1차 냉각부는,
   상기 냉매 순환관의 중공 내에 상기 정수 순환관이 배치되어 이중관 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 정수기의 냉수 공급 시스템.

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