KR20220022130A - 탄산가스 용해 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄산수 탱크; 상기 탄산수 탱크 내부로 탄산가스를 공급하는 탄산가스 유입관; 상기 탄산수 탱크에서 생성된 탄산수를 배출하는 탄산수 배출관; 상기 탄산수 탱크의 하부 중심을 관통하여 수직 상방으로 연장되고, 상기 탄산수 탱크 내부로 냉수를 공급하는 냉수 공급관; 및 상기 냉수 공급관의 단부에 설치되어 상기 탄산수 탱크 내부에서 상방으로 냉수를 분사하는 냉수 분사 노즐을 포함하는 탄산가스 용해 장치로서, 냉수가 3차에 걸쳐 탄산가스와 접촉함으로써 냉수와 탄산가스의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시킬 수 있어 고농도의 탄산수를 용이하게 제조할 수 있으며, 탄산수 탱크의 직경 및 두께를 감소시켜 제조 비용을 절감하고 장치를 보다 콤팩트하게 설계할 수 있다.

Description

탄산가스 용해 장치{Apparatus for dissolving carbon dioxide gas}
본 발명은 탄산가스 용해 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄산수 탱크 내부에 공급되는 냉수 온도를 낮추고, 공급된 탄산과 물의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 탄산가스 용해 장치에 관한 것이다.
최근 정수기 또는 냉온수기는 단순히 원수를 필터링하여 정수를 공급하는 기능뿐만 아니라 사람에게 유용한 성분이 추가될 수 있도록 다양한 기능을 갖는 정수기가 출시되고 있는 실정이다. 그 한 예로서, 정수기에 탄산이 공급되도록 하여 물의 음용시 탄산 음용수를 간편하게 제공받을 수 있도록 한 제품이 출시된 바 있다.
이러한 탄산가스 용해 장치는 냉수 탱크와 탄산수 탱크를 구비하고, 냉수 탱크의 냉수를 탄산수 탱크로 이송한 후 여기에 탄산가스를 주입하여 탄산수를 제조한다. 이때, 주입된 탄산가스는 물에 빠르게 용해되지 않기 때문에 탄산수 제조에 상당한 시간이 소요되고, 탄산수의 탄산 농도가 낮다는 문제가 있었다.
일반적으로, 물에 탄산가스를 많이 용해시키기 위해서는, 물과 가스의 접촉 면적을 증가시키고, 물과 접촉하는 가스 분압을 높이며, 물의 온도를 낮추어야 한다.
도 1 내지 2에는 종래기술에 따른 탄산가스 용해 장치의 일 예가 도시되어 있다. 종래의 탄산가스 용해 장치는 탄산수 탱크(10)의 상부에 냉수 유입관(20)과 연결된 냉수 분사 노즐(21)이 구비되고, 탄산수 탱크(10)의 내부에 탄산 가스 유입관(30)과 연결된 탄산가스 분사 노즐(31)이 구비되고, 탄산수 탱크(10)의 하부에는 탄산수 출수관(40)이 구비되며, 탄산수 탱크(10)의 외부에는 냉매 냉각 코일(50)이 구비된다.
이와 같이, 종래의 탄산가스 용해 장치들은 탄산수 제조 시간을 단축시키기 위하여, 탄산가스의 미세기포가 생성되도록 탄산가스 분사 노즐(31)을 구비하고, 물 속에 탄산가스를 주입하여 탄산가스가 물과 직접 접촉함으로써 용해되도록 구성된다. 또한, 종래의 탄산가스 용해 장치들은 용해되지 않고 부상한 탄산가스가 물의 표면에서 접촉 용해되도록 하기 위하여 탄산수 탱크(10)의 직경을 증가시켜 탱크 상부의 탄산가스가 물과 접촉하는 접촉 면적을 증가시키고, 탄산가스와 물의 접촉 시간을 증가시키고, 탄산수 탱크에 주입되는 탄산가스 압력을 증가시키고, 냉매 냉각 코일(50)을 이용하여 물의 온도를 5℃ 이하로 낮게 유지하는 방법을 사용하였다.
그러나, 물과 탄산가스의 접촉시간을 늘리기 위해서는 탄산가스를 탄산수 탱크에 주입한 후 원하는 탄산가스 양이 용해될 때까지 기다려야 하므로 고농도의 탄산수를 만드는데 상당한 시간이 걸린다. 또한, 압력이 높은 탄산가스를 탄산수 탱크에 주입하는 경우, 탄산수 탱크는 높아진 탄산가스 주입 압력을 견디기 위하여 직경이 커지고 높이가 낮아져서 탄산수 탱크의 전체 두께가 증가되기 때문에 장치의 제작 비용이 상당히 높아지는 문제가 있었다. 더욱이 탄산수 탱크의 직경 증가는 정수기나 탄산수기의 전체 폭을 증가시켜 설치 공간의 제약을 초래하는 문제가 있었다. 또한, 탄산수 탱크에 공급되는 물의 온도가 물을 음용하기에 적당한 5℃ 이하로 유지되어 탄산가스 용해량을 증가시킬 수 있는 더 낮은 온도로 냉수를 탄산수 탱크에 공급하기에 어려움이 있었다.
선행기술문헌 1: 한국등록특허 제10-0735914호(2007.07.04. 공고)
선행기술문헌 2: 한국등록특허 제10-1671286호(2016.11.03. 공고)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 탄산수 탱크 내의 물과 탄산가스의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시키고, 탄산수 탱크에 공급되는 물의 온도를 낮추어 탄산 용해량을 증가시키고, 탄산수 탱크의 직경을 감소시킴으로써 탄산수 탱크의 두께를 감소시켜 탄산수 탱크의 제작 비용을 절감하고 보다 콤팩트한 크기의 탄산수 용해 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 소정의 수용 공간을 갖는 탄산수 탱크; 상기 탄산수 탱크의 상부 중심에 연결되고, 상기 탄산수 탱크 내부로 탄산가스를 공급하는 탄산가스 유입관; 상기 탄산수 탱크의 하부에 연결되고, 상기 탄산수 탱크에서 생성된 탄산수를 배출하는 탄산수 배출관; 상기 탄산수 탱크의 하부 중심을 관통하여 수직 상방으로 연장되고, 상기 탄산수 탱크 내부로 냉수를 공급하는 냉수 공급관; 및 상기 냉수 공급관의 단부에 설치되어 상기 탄산수 탱크 내부에서 상방으로 냉수를 분사하는 냉수 분사 노즐을 포함한다.
바람직하게는, 상기 탄산수 탱크의 외부를 둘러싸도록 배치되고 내부에 금속 볼이 충진되어 있는 자켓을 더 포함하고, 상기 자켓의 내부에는 냉매가 흐르는 냉매관이 상기 탄산수 탱크를 둘러싸도록 코일 형태로 배치되고, 상기 냉수 공급관과 일체의 관으로 형성된 냉수 유입관이 상기 탄산수 탱크를 둘러싸도록 코일 형태로 배치되며, 상기 냉매관은 상기 자켓의 내부에서 상기 탄산수 탱크에 인접하게 배치되고, 상기 냉수 유입관은 상기 자켓의 내부에서 상기 탄산수 탱크와 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
부가적으로, 상기 탄산수 탱크는 상면에 커버를 구비하고, 상기 커버는 하부 표면에 복수의 분산 돌기들이 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉수 분사 노즐은 상기 탄산수 탱크의 바닥과 상기 커버 사이에서 상기 탄산수 탱크의 전체 높이의 3/10 ~ 4/10 범위의 높이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 탄산수 탱크 내부의 수위를 측정하는 수위 센서를 더 포함하고, 상기 탄산수 탱크 내부의 수위는 항상 상기 냉수 분사 노즐의 위치보다 아래에 유지되도록 제어되고, 상기 탄산수 탱크의 만수위의 30% ~ 40%를 유지하는 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 수위 센서의 측정 결과, 상기 탄산수 탱크의 수위가 상기 냉수 분사 노즐에 도달하면 상기 냉수 공급관으로부터의 냉수 공급을 중단하고, 상기 탄산수 탱크의 수위가 만수위의 30% 이하가 되면 상기 냉수 공급관으로부터의 냉수 공급을 재개하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 탄산수 탱크로 공급되는 냉수가 냉수 분사 노즐에 의해 탄산수 탱크 내부에서 상방으로 분사되면서 1차적으로 탄산가스와 접촉하여 용해되고, 분사된 냉수가 탄산수 탱크의 커버 표면에 형성된 분산 돌기들과 충돌하면서 하부로 분산되어 2차적으로 탄산가스와 접촉하여 용해되며, 탄산수 탱크에 저장된 탄산수의 표면에 탄산가스가 3차적으로 접촉하여 용해될 수 있다. 따라서, 냉수와 탄산가스의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시켜, 종래의 탄산수 탱크의 직경보다 작은 직경의 탄산수 탱크를 사용하더라도 충분한 양의 탄산가스를 물에 용해시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고농도의 탄산수를 제조하기 위한 탄산수 탱크의 직경을 감소시킬 수 있어, 탄산수 탱크의 두께가 작아도 높은 압력을 충분히 견딜 수 있고, 이에 따라 탄산수 탱크의 제작 비용을 절감할 수 있고, 보다 콤팩트한 탄산수 용해 장치를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 자켓 내부에 금속 볼을 충진하고, 냉매가 흐르는 냉매관을 통해 금속 볼을 냉각시킨 후, 냉각된 금속 볼을 이용하여 냉수 유입관을 흐르는 냉수를 냉각시켜 냉수의 온도를 2℃ 이하로 낮출 수 있다. 따라서, 냉매 싸이클을 갖는 냉각 장치를 추가로 설치하지 않고 탄산수 탱크를 냉각시키는 냉각 장치를 이용하여 냉수를 냉각시킴으로써, 탄산가스의 용해도를 높일 수 있고, 구조가 간단하고 비용을 절감할 수 있는 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 탄산가스 용해 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 종래기술에 따른 탄산가스 용해 장치의 작용 예를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치의 작용 예를 개략적으로 도시한 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 3 내지 4를 참조하면, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 탄산수 탱크의 내부에 충진되어 있는 탄산가스, 즉 이산화탄소 가스를 물에 용해시켜 탄산수를 생성하는 장치로서, 탄산수 탱크(100), 탄산가스 유입관(110), 탄산수 배출관(120), 냉수 공급관(130) 및 냉수 분사 노즐(131)을 포함하여 구성된다.
탄산수 탱크(100)는 대체로 원통형의 부재로 이루어지고, 내부에는 탄산수를 저정하기 위하여 소정의 수용 공간을 구비한다.
탄산가스 유입관(110)은 일단이 외부의 탄산가스 공급 탱크(미도시)와 연결되고, 타단이 탄산수 탱크(100)의 상부 중심에 연결되어, 탄산수 탱크(100) 내부로 탄산가스를 공급한다. 이 탄산가스 유입관(110)에 의해, 탄산가스는 탄산수 탱크(100)의 상부 중심으로부터 하방으로 탄산수 탱크(100) 내에 공급된다.
탄산수 배출관(120)은 탄산수 탱크(100)의 하부에 연결되고, 탄산수 탱크(100) 내부에서 생성된 탄산수를 외부로 배출하는 역할을 한다. 탄산수의 외부 배출은 탄산수 배출관(120)에 설치된 온/오프 밸브(미도시)에 의해 제어된다.
냉수 공급관(130)은 일단이 외부의 냉수 공급원(미도시)과 연결되고, 타단이 탄산수 탱크(100)의 내부에 삽입되어 있다. 구체적으로, 냉수 공급관(130)의 타단 측은 탄산수 탱크(100)의 하부 중심을 관통하여 탄산수 탱크(100)의 내부에서 수직 상방으로 연장된다. 이 냉수 공급관(130)은 외부의 냉수 공급원에 저장된 냉수를 탄산수 탱크(100) 내부로 공급한다.
냉수 분사 노즐(131)은 전술한 냉수 공급관(130)의 단부에 설치된다. 또한, 냉수 분사 노즐(131)은 냉수 공급관(130)을 통해 공급되는 냉수를 탄산수 탱크(100) 내부에서 상방으로 냉수를 분사하는 역할을 한다.
이러한 구성에 의해, 탄산가스 유입관(110)으로부터 탄산수 탱크(100) 내부로 공급되는 탄산가스는 하부의 탄산수와 접촉하기 전에 냉수 분사 노즐(131)로부터 분사되는 냉수와 접촉하여 일부가 용해되고, 용해되지 못한 탄산가스는 하부의 탄산수와 접촉하여 용해될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 탄산가스가 탄산수에 접촉하기 전에 분사되는 냉수와 먼저 접촉하기 때문에 물과 탄산가스의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시켜 단위 시간당 탄산 용해량을 증가시킬 수 있다.
일반적으로, 시판되는 정수기나 냉온수기에 구비된 냉수 탱크의 냉수는 사람이 음용하기에 적당한 5℃ 내외의 온도로 유지된다. 그러나, 5℃ 내외의 냉수는 고농도의 탄산가스를 만들기에 적합하지 않다. 4GV(gas volume) 이상의 탄산 농도를 갖는 탄산수를 얻기 위해서는 냉수의 온도가 2℃ 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이 냉수의 온도를 2℃ 이하로 낮추기 위해서는 일반적으로 냉수 공급 배관에 별도의 냉각 장치를 설치해야 한다. 그러나, 이 경우, 냉수 탱크의 냉각장치, 탄산수 탱크 온도 유지용 냉각장치를 포함하여 총 3개의 냉각장치가 필요하기 때문에 냉각 시스템의 구성이 복잡해지고 비용 상승의 요인이 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 탄산수 탱크(100)를 둘러싸도록 탄산수 탱크(100)의 외부에 배치되는 자켓(200)을 더 포함할 수 있다. 이 자켓(200)은 탄산수 탱크(100) 내부로 공급되는 냉수의 온도를 효과적으로 낮추기 위한 구성을 갖는다.
구체적으로, 자켓(200)은 대체로 환형의 하우징 구조를 가지며, 내부에는 금속 볼(210)이 충진되어 있다. 이 금속 볼(210)은 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나, 금속 볼(210)은 열전도율이 높다면 다른 소재여도 무방하다.
또한, 자켓(200)의 내부에는 냉매가 흐르는 냉매관(140) 및 냉수가 흐르는 냉수 유입관(150)이 배치된다. 먼저, 냉매관(140)은 냉매 싸이클을 작동시키는 외부의 냉각장치(미도시)와 연결되고, 자켓(200) 내부에서 탄산수 탱크(100)를 둘러싸도록 코일 형태로 배치된다. 다음으로, 냉수 유입관(150)은 전술한 냉수 공급관(150)과 일체의 관으로 형성되며, 설명의 편의상 탄산수 탱크(100) 측에 위치한 관을 냉수 공급관(130)이라 지칭하고, 자켓(200) 내부에 위치한 관을 냉수 유입관(150)이라 지칭한다. 이 냉수 유입관(150) 역시 자켓(200) 내부에서 탄산수 탱크(100)를 둘러싸도록 코일 형태로 배치된다.
여기서, 냉매관(140)은 자켓(200)의 내부에서 탄산수 탱크(100)에 인접하게 배치되고, 냉수 유입관(150)은 자켓(200)의 내부에서 탄산수 탱크(100)와 이격되어 배치된다. 즉, 냉매관(140)은 탄산수 탱크(100)와 인접한 자켓(200)의 내측 벽에 인접하게 배치되고, 냉수 유입관(150)은 자켓(200)의 내측 벽의 반대편 외측 벽에 인접하게 배치된다.
이러한 자켓(200)의 구성에 의해, 자켓(200) 내부에 충진된 금속 볼(210)은 냉매가 흐르는 냉매관(140)을 통해 냉각되고, 냉각된 금속 볼(210)은 냉수 유입관(150) 및 냉수 공급관(130)을 흐르는 냉수를 냉각시켜 냉수의 온도를 2℃ 이하로 낮출 수 있다. 이와 동시에, 냉매관(140)은 탄산수 탱크(100) 내부에 저장된 탄산수를 냉각시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 냉매 싸이클을 갖는 냉각 장치를 추가로 설치하지 않고 탄산수 탱크(100)를 냉각시키는 냉각 장치를 이용하여 냉수를 냉각시킴으로써, 구조가 간단하고 비용을 절감할 수 있다.
바람직하게는, 탄산수 탱크(100)는 상면에 커버(101)를 구비한다. 이 커버(101)는 하부 표면에 복수의 분산 돌기들(102)을 구비한다. 이러한 분산 돌기들(102)에 의해, 냉수 분사 노즐(131)로부터 분사되는 냉수는 탄산수 탱크(100)의 상부에서 분산 돌기들(102)에 부딪혀서 하부로 분산될 수 있어 탄산가스와의 접촉 시간을 더욱 증가시킬 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치의 탄산가스 용해 작용을 간략하게 설명한다.
먼저, 냉수 유입관(150)을 통해 냉수가 공급되면, 냉매관(140)에 의해 냉각된 금속 볼(210)에 의해 냉수 유입관(150)의 냉수가 2℃ 이하의 온도로 유지된다. 이 냉수는 냉수 공급관(130)을 거쳐 냉수 분사 노즐(131)을 통해 탄산수 탱크(100)의 내부에서 상방으로 분사된다. 그러면, 분사된 냉수는 면적이 크게 증가된 상태에서 탄산가스 유입관(110)을 통해 탄산수 탱크(100) 내부에 유입된 탄산가스와 1차적으로 접촉하여 탄산가스를 용해시킨다. 이어서 냉수 분사 노즐(131)로부터 분사된 냉수는 탄산수 탱크(100)의 커버(101)의 하부 표면에 형성된 분산 돌기들(102)과 충돌하면서 하부로 분산되어 탄산가스와 2차적으로 접촉하고, 이에 따라 냉수와 탄산가스의 접촉 시간이 더 증가되어 탄산가스의 용해량이 늘어난다. 이후에 하부로 분산되는 냉수는 탄산수 탱크(100)에 저장된 탄산수의 표면에 3차적으로 접촉함으로써, 최종적으로 탄산가스를 용해시켜 고농도의 탄산수를 연속적으로 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 냉수 분사 노즐(131)을 통해 냉수를 상방으로 분사하고, 분산 돌기(102)를 이용하여 분사된 냉수를 하방으로 분산시킴으로써 냉수와 탄산가스의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 탄산수 탱크(100)의 직경을 감소시키더라도 원하는 농도의 탄산수를 생성할 수 있어 콤팩트하고 제조 비용을 절감할 수 있는 탄산가스 용해 장치를 제공할 수있다.
더욱이, 본 발명은 고농도의 탄산수를 제조하기 위한 탄산수 탱크(100)의 직경을 감소시킬 수 있어, 탄산수 탱크의 두께가 작아도 높은 압력을 충분히 견딜 수 있고, 이에 따라 탄산수 탱크의 제작 비용을 절감할 수 있고, 보다 콤팩트한 탄산수 용해 장치를 구현할 수 있다.
한편, 전술한 냉수 분사 노즐(131)은 탄산수 탱크(100)의 바닥과 커버(101) 사이에서 탄산수 탱크(100)의 전체 높이의 3/10 ~ 4/10 범위의 높이에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 탄산수 탱크(100)는 내부의 탄산수 수위를 측정하는 수위 센서(160)를 포함할 수 있다. 그리고, 탄산수 탱크(100)의 내부 수위는 항상 냉수 분사 노즐(131)의 위치보다 아래에 유지되도록 제어된다. 바람직하게는, 탄산수 탱크(100)의 탄산수 수위는 항상 탄산수 탱크(100)의 만수위의 30% ~ 40%를 유지하도록 제어된다.
이러한 냉수 분사 노즐(131)의 설치 높이 및 탄산수 탱크(100)의 탄산수 수위 제어는 탄산수 탱크(100) 내부에 탄산가스가 수용되는 공간을 충분히 확보함으로써 탄산가스의 용해량을 높여 고농도의 탄산수를 제조하기 위한 것이다. 이때, 탄산수 탱크(100)의 탄산가스 압력은 5 ~ 7 기압이 바람직하다.
여기서, 수위 센서 (160)의 측정 결과, 탄산수 탱크(100)의 탄산수 수위가 냉수 분사 노즐(131)의 높이에 도달하면, 예를 들면 탄산수 수위가 만수위의 30% ~ 40%가 되면, 냉수 공급관(130)으로부터의 냉수 공급이 중단된다. 그리고, 수위 센서(160)의 측정 결과, 탄산수 탱크(100)의 수위가 만수위의 30% 이하가 되면 냉수 공급관(150)으로부터의 냉수 공급이 재개된다.
본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치와 도 1, 2에 도시된 종래의 탄산가스 용해 장치의 성능을 비교하기 위해, 공급되는 냉수 온도 2℃, 이산화탄소 공급 압력 5기압의 조건으로 장치를 작동 실험한 결과, 본 발명에 따른 장치는 4.3 ~ 4.5GV의 탄산수 농도를 얻었으며, 종래의 장치는 3.3 ~ 3.5GV의 탄산수 농도를 얻었다.
이와 같이, 본 발명에 따른 탄산가스 용해 장치는 2℃ 이하의 냉수가 3차에 걸쳐 탄산가스와 접촉함으로써 냉수와 탄산가스의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 고농도의 탄산수를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 탄산수 탱크의 직경 및 두께를 감소시켜 제조 비용을 절감하고 장치를 보다 콤팩트하게 설계할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 탄산수 탱크 101: 커버
102: 분산 돌기 110: 탄산가스 유입관
120: 탄산수 배출관 130: 냉수 공급관
131: 냉수 분사 노즐 140: 냉매관
150: 냉수 유입관 160: 수위 센서
200: 자켓 210: 금속 볼

Claims (6)

  1. 소정의 수용 공간을 갖는 탄산수 탱크;
    상기 탄산수 탱크의 상부 중심에 연결되고, 상기 탄산수 탱크 내부로 탄산가스를 공급하는 탄산가스 유입관;
    상기 탄산수 탱크의 하부에 연결되고, 상기 탄산수 탱크에서 생성된 탄산수를 배출하는 탄산수 배출관;
    상기 탄산수 탱크의 하부 중심을 관통하여 수직 상방으로 연장되고, 상기 탄산수 탱크 내부로 냉수를 공급하는 냉수 공급관; 및
    상기 냉수 공급관의 단부에 설치되어 상기 탄산수 탱크 내부에서 상방으로 냉수를 분사하는 냉수 분사 노즐을 포함하는 탄산가스 용해 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄산수 탱크의 외부를 둘러싸도록 배치되고 내부에 금속 볼이 충진되어 있는 자켓을 더 포함하고,
    상기 자켓의 내부에는 냉매가 흐르는 냉매관이 상기 탄산수 탱크를 둘러싸도록 코일 형태로 배치되고, 상기 냉수 공급관과 일체의 관으로 형성된 냉수 유입관이 상기 탄산수 탱크를 둘러싸도록 코일 형태로 배치되며,
    상기 냉매관은 상기 자켓의 내부에서 상기 탄산수 탱크에 인접하게 배치되고, 상기 냉수 유입관은 상기 자켓의 내부에서 상기 탄산수 탱크와 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용해 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탄산수 탱크는 상면에 커버를 구비하고, 상기 커버는 하부 표면에 복수의 분산 돌기들이 구비되는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용해 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉수 분사 노즐은 상기 탄산수 탱크의 바닥과 상기 커버 사이에서 상기 탄산수 탱크의 전체 높이의 3/10 ~ 4/10 범위의 높이에 위치하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용해 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 탄산수 탱크 내부의 수위를 측정하는 수위 센서를 더 포함하고,
    상기 탄산수 탱크 내부의 수위는 항상 상기 냉수 분사 노즐의 위치보다 아래에 유지되도록 제어되고, 상기 탄산수 탱크의 만수위의 30% ~ 40%를 유지하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용해 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수위 센서의 측정 결과, 상기 탄산수 탱크의 수위가 상기 냉수 분사 노즐에 도달하면 상기 냉수 공급관으로부터의 냉수 공급을 중단하고, 상기 탄산수 탱크의 수위가 만수위의 30% 이하가 되면 상기 냉수 공급관으로부터의 냉수 공급을 재개하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 용해 장치.
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