KR100795293B1 - 알칼리 얼음 제조 기능을 구비한 냉온 얼음 정수기 - Google Patents

알칼리 얼음 제조 기능을 구비한 냉온 얼음 정수기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 알칼리 얼음 제조 기능을 구비한 냉온 얼음 정수기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 알칼리 얼음을 제조할 수 있는 냉온 얼음 정수기에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명인 냉온 얼음 정수기는, 원수를 정수하는 필터부; 필터부에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크; 정수 탱크로부터 공급된 정수를 냉각시키거나, 전해조로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 얼음을 제조하는 침지형 제빙 유니트; 및 침지형 제빙 유니트에 의하여 정수가 냉각되어 만들어진 냉수를 저장하는 냉수 탱크부;를 구비한다.
알칼리 얼음, 알칼리수, 이온수기, 냉온 정수기, 전해조

Description

알칼리 얼음 제조 기능을 구비한 냉온 얼음 정수기{Purifier for manufacturing cool water, hot water and, alkali ice}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기의 주요 구성도.
도 2는 도 1의 냉온 얼음 정수기의 침지형 제빙 유니트와 냉수 탱크부를 나타낸 사시도.
도 3 내지 도 5는 도 2의 침지형 제빙 유니트가 작동되는 것을 나타낸 단면 구성도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기의 주요 구성도.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10 : 필터부 20 : 정수 탱크
30 : 전해조 40 : 침지형 제빙 유니트
50 : 냉수 탱크부 60 : 얼음 저장고
100, 200 : 알칼리 얼음 제조 기능을 구비한 냉온 얼음 정수기
본 발명은 알칼리 얼음 제조 기능을 구비한 냉온 얼음 정수기에 관한 것으로 서, 더욱 구체적으로는, 알칼리 얼음을 제조할 수 있는 냉온 얼음 정수기에 관한 것이다.
일반적으로, 이온 냉온 정수기는 원수를 정수한 후 전기 분해하여 알칼리수를 제조하는 장치이다.
이온 냉온 정수기는 원수를 정수하는 필터부와, 정수를 저장하는 정수 탱크와, 온수를 저장하는 온수 탱크와, 냉수를 저장하는 냉수 탱크와, 정수 또는 냉수를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 제조하는 전해조를 구비한다. 상기 각 탱크에 저장된 물 또는 알칼리수는 취수구를 통하여 사용자에게 공급되고, 산성수는 폐수로 버려지거나 별도의 저장탱크에 수용된 후 세안 또는 미음용수 등으로 사용된다.
그러나, 상기 이온 냉온 정수기는 알칼리수를 액체 상태로만 제공한다는 한계가 있다. 즉, 액체 상태의 알칼리수를 직접 음용하거나 조리용수 등으로 사용할 수 있을 뿐이고, 알칼리수를 얼음으로 만들기 위해서는 별도의 냉장고에서 별도의 냉동 과정을 거쳐야 한다. 상기 냉동 과정을 통하여 알칼리 얼음을 만드는 데에는 긴 시간, 통상적으로 3-4 시간이 소요된다는 단점이 있다. 또한, 상기 냉동 과정으로 하루에 생성 가능한 얼음량이 많지 않기 때문에 실용적이지 못하다는 문제점이 있다.
아울러, 알칼리수는 생성된 후 저장 탱크에 장기간 저장되면 알칼리 이온 성분들이 결정을 형성하여 침전되기 때문에 취수시 이물질로 오인될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 알칼리 얼음을 만들 수 있는 냉온 얼음 정수기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적들을 달성하기 위해서 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기는, 원수를 정수하는 필터부; 필터부에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크; 정수 탱크로부터 공급된 정수를 냉각시키거나, 전해조로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 얼음을 제조하는 침지형 제빙 유니트; 및 침지형 제빙 유니트에 의하여 정수가 냉각되어 만들어진 냉수를 저장하는 냉수 탱크부;를 구비한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기는, 원수를 정수하는 필터부; 필터부에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크; 정수 탱크로부터 공급된 정수를 이용하여 알칼리수를 만드는 전해조; 전해조에서 만들어진 알칼리수를 저장하는 냉수 탱크부; 및 냉수 탱크부로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 냉수 또는 알칼리 얼음을 제조하는 침지형 제빙 유니트;를 구비한다.
바람직하게, 전해조는 정수 탱크로부터 공급된 정수를 이용하여 알칼리수를 제조한다.
여기에서, 침지형 제빙 유니트는, 미리 정해진 각도만큼 회전이 가능한 물받이; 및 물받이에 침지되도록 설치된 증발기부;를 구비하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 물받이에는 알칼리 얼음을 제조한 후 물받이에 잔존하는 알칼리수를 배출하는 드레인관이 연결된다.
바람직하게, 냉수 탱크부는, 침지형 제빙 유니트의 아래에 설치되고, 냉수가 저장되는 냉수 탱크; 냉수 탱크의 상측에 경사지도록 설치되며, 천공홀이 형성되어 냉수는 냉수 탱크로 떨어지고 얼음은 경사면을 따라 얼음 저장고로 이동되도록 하는 그릴; 및 냉수 탱크에 수용된 냉수가 침지형 제빙 유니트로 순환되도록 하는 순환 펌프;를 구비한다.
바람직하게, 냉수 탱크부는, 침지형 제빙 유니트의 아래에 설치되고, 알칼리수가 저장되는 냉수 탱크; 냉수 탱크의 상측에 경사지도록 설치되며, 천공홀이 형성되어 알칼리수는 냉수 탱크로 떨어지고 알칼리 얼음은 경사면을 따라 얼음 저장고로 이동되도록 하는 그릴; 및 냉수 탱크에 수용된 알칼리수가 침지형 제빙 유니트로 순환되도록 하는 순환 펌프;를 구비한다.
여기에서, 필터부는 NF 멤브레인 필터를 구비하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 실시예들에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 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 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기의 주요 구성도이고, 도 2는 냉온 얼음 정수기의 침지형 제빙 유니트와 냉수 탱크부를 나타낸 사시도이다.
상기 냉온 얼음 정수기(100)는, 필터부(10)와, 필터부(10)에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크(20)와, 정수 탱크(20)로부터 공급된 정수를 냉각시키거나 전해조(30)로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 얼음(1)을 제조하는 침지형 제빙 유니트(40) 및, 침지형 제빙 유니트(40)에 의하여 만들어진 냉수를 저장하는 냉수 탱크부(50)를 구비한다.
필터부(10)는 수돗물 등과 같은 원수를 정수한다. 필터부(10)는 통상적인 필터들로 이루어질 수 있다.
바람직하게, 필터부(10)는 NF 멤브레인 필터를 포함한다. NF 멤브레인 필터(nanofiltration membrane filter)는 분자량 5,000-300,000 정도의 세균, 콜로이드, 단백질, 유기물 고분자 등을 제거할 수 있고, RO 멤브레인 필터와 UF 멤브레인 필터의 중간 정도의 분획 분자량(MWCO)을 가진다. 또한, NF 멤브레인 필터는 일부염을 제거할 수 있으며, 유기물에 대해서는 분자량 200-500정도의 분획분자량을 가진다.
필터부(10)에서 생성된 정수는 그 일부가 정수 탱크(20)에 저장되고, 나머지 일부가 온수 탱크(26)에 저장된다. 온수 탱크(26)에는 통상적인 가열 부재(미도시)가 설치된다. 온수 탱크(26)에 저장된 온수는 온수 취수구(27)를 통하여 사용자에게 제공된다.
정수 탱크(20)는 정수를 저장하고, 저장된 정수를 물받이(42) 또는 전해조(30)에 선택적으로 공급한다. 바람직하게, 정수 탱크(20)에는 수위를 감지하는 수위 감지 부재(21)가 설치된다. 수위 감지 부재(21)에 의하여 소정 수위 예를 들어, 만수가 되었음이 감지되면 급수 밸브(22)가 폐쇄되어 정수 공급을 차단한다.
정수 탱크(20)에 수용된 정수는 정수 취수구(23)를 통하여 사용자에게 제공된다.
침지형 제빙 유니트(40)는 정수 탱크(20)로부터 공급된 정수를 냉각시키거나, 전해조(30)로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 얼음(1)을 제조한다. 침지형 제빙 유니트(40)는 회전 모터(43)에 의하여 미리 정해진 각도만큼 회전이 가능한 물받이(42)와, 물받이(42)에 설치된 증발기부(44)를 구비한다.
물받이(42)는, 도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 회전 모터(43)에 의하여 회전되며 제조된 알칼리 얼음(1)을 아래로 떨어뜨린다. 물받이(42)에는 정수, 냉수 및, 알칼리수 중 어느 하나가 선택적으로 공급된다. 즉, 냉수를 만들기 위해서는 정수 또는 냉수가 공급되고, 알칼리 얼음을 만들기 위해서는 알칼리수가 공급된다. 물받이(42)에는 알칼리 얼음 제조 후 잔존하는 알칼리수를 배출하기 위하여 솔레노이드 밸브(25)를 구비하는 알칼리수 배출관(47)이 연결될 수 있다. 한편, 회전 모터(43)는 리미트 스위치(미도시) 또는 센서(미도시)에 의하여 제어될 수 있다.
증발기부(44)는 물받이(42)에 수용된 정수, 냉수 및, 알칼리수 중 어느 하나에 침지되어 냉각시킨다. 증발기부(44)의 내부에서는 냉매가 기화되기 때문에 주위를 냉각시킬 수 있다. 상기 냉매는 압축기(45), 응축기(열교환기)(46), 팽창밸 브(47), 증발기부(44)를 순차적으로 경유한다. 이러한 냉매 사이클은 냉장고 등에서 널리 사용되는 것이므로 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
냉수 탱크부(50)는 물받이(42) 아래에 설치된 냉수 탱크(52)와, 냉수 탱크(52)의 상측에 경사지도록 설치된 그릴(54) 및, 냉수 탱크(52)의 냉수가 물받이(42)로 순환되도록 하는 순환 펌프(56)를 구비한다.
그릴(54)에는 그 너비가 얼음보다 좁은 천공홀(55)이 형성된다. 따라서, 물받이(42)로부터 떨어진 냉수는 천공홀(55)을 통하여 냉수 탱크(52)로 떨어지고 증발기부(44)로부터 이탈된 알칼리 얼음(1)은 그릴(54)의 경사면을 따라 얼음 저장고(60)로 이동된다. 얼음 저장고(60)의 알칼리 얼음(1)은 얼음 취출구(62)를 통하여 사용자에게 제공된다.
순환 펌프(56)는 냉수 탱크(52)에 저장된 냉수가 소정 온도 이하가 될 때까지 냉수를 물받이(42)로 이동시킨다. 물받이(42)로 이동된 냉수는 증발기부(44)에 의하여 냉각된 후 냉수 탱크(52)로 떨어지는 과정을 반복함으로써 연속적인 물의 흐름으로 얼음이 형성되지 않을 정도의 냉각 효과에 의해 그 온도가 낮아지게 된다.
바람직하게, 냉수 탱크(52)에는 수위를 감지하는 냉수위 센서(52a)와, 온도를 감지하는 냉수온도 센서(52b)가 설치된다. 냉수 탱크(52)에 저장된 냉수는 냉수 취수구(53)를 통하여 사용자에게 제공된다.
전해조(30)는 정수 탱크(20)로부터 정수를 공급받아 알칼리수와 산성수를 제조한다. 알칼리수는 물받이(42)로 이동되어 알칼리 얼음(1)으로 제조되고, 산성수 는 산성수 드레인관(32)을 통하여 외부로 배출된다. 바람직하게, 정수 탱크(20)와 전해조(30) 사이에는 정수 공급펌프(33)와 전해조 급수 밸브(28)가 설치된다. 한편, 미설명 참조 부호 35는 관을 세정하는 경우에 유로를 전환하기 위한 유로 전환밸브이다.
그러면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기(100)의 작동 과정을 냉수 제조과정과 알칼리 얼음 제조과정으로 나누어 살펴보기로 한다.
냉수 제조과정은 다음과 같다.
먼저, 정수탱크(20)에 저장된 정수가 물받이(42)로 공급된다. 물받이(42)로 공급된 정수는 증발기부(44)에 의하여 냉각되고, 계속해서 공급된 정수에 의하여 물받이(42)를 넘쳐 흘러 냉수 탱크(52)로 떨어지게 된다. 미리 정해진 수위까지 냉수 탱크(52)에 냉수가 차면 냉수위 센서(52a)가 이를 감지하여 정수공급 밸브(24)를 닫아 정수 공급을 중지시킨다.
이어서, 순환 펌프(56)를 작동하여 냉수 탱크(52)의 냉수가 물받이(42)로 이동되도록 한다. 물받이(42)로 이동된 냉수는 증발기부(44)에 의하여 냉각된 후 냉수 탱크(52)로 떨어지게 된다. 상기 순환 과정은 냉수의 온도가 미리 정해진 온도 이하로 될 때까지 계속된다.
이러한 과정을 통하여 만들어진 냉수는 냉수 취수구(53)를 통하여 사용자에게 공급된다.
한편, 알칼리 얼음 제조 과정은 다음과 같다.
먼저, 정수탱크(20)에 저장된 정수를 전해조(30)로 공급한다. 전해조(30)는 정수를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 제조한다. 산성수는 산성수 드레인관(32)을 통하여 외부로 배출되고, 알칼리수는 물받이(42)로 이동된다.
물받이(42)로 이동된 알칼리수는 증발기부(44)에 의하여 소정 시간동안 냉각된다. 상기 소정 시간은 주위 온도에 따라 정해진다. 상기 소정 시간이 경과되면, 도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 물받이(42)가 회전 모터(43)에 의하여 회전되고 얼음(1)이 탈빙된다. 한편, 회전 모터(43)의 회전이 시작되기 전에 알칼리수 드레인관(47)을 통하여 물받이(42)에 잔존하는 알칼리수를 외부로 배출할 수도 있다.
상기 탈빙은 핫가스(hot gas) 공급밸브(48)의 개방에 의하여 뜨거운 냉매가 응축기(46)로부터 증발기부(44)로 공급되어 증발기부(44) 표면의 얼음이 미세하게 녹음으로써 이루어진다. 탈빙된 알칼리 얼음(1)은 그릴(54)의 경사에 의하여 얼음 저장고(60)로 이동된다.
이러한 알칼리 얼음 제조과정은 얼음 저장고(60)에 소정 높이까지 얼음이 채워지면 중지된다. 얼음이 채워진 높이는 만빙 센서(64)에 의하여 감지된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉온 얼음 정수기의 주요 구성도이다.
냉온 얼음 정수기(200)는, 필터부(10)와, 필터부(10)에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크(20)와, 정수 탱크(20)로부터 공급된 정수를 이용하여 알칼리수를 만드는 전해조(30)와, 전해조(30)에서 만들어진 알칼리수를 저장하는 냉수 탱크부(50) 및, 냉수 탱크부(50)로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 냉수 또는 알칼리 얼음(1)을 제조하는 침지형 제빙 유니트(40)를 구비한다.
필터부(10)와, 정수 탱크(20)와, 온수 탱크(26)와, 전해조(30)와, 냉수 탱크 부(50)와, 침지형 제빙 유니트(40)는 제1 실시예의 필터부(10)와, 정수 탱크(20)와, 온수 탱크(26)와, 전해조(30)와, 냉수 탱크부(50)와, 침지형 제빙 유니트(40)와 각각 동일한 구조를 가지고, 다만 그 상호간의 연결 관계만이 다를 뿐이다.
필터부(10)에서 만들어진 정수는 정수 탱크(20)에 저장되고, 정수 탱크(20)에 저장된 정수는 전해조(30)에 공급된다. 전해조(30)는 정수를 전기 분해하여 알칼리수와 산성수를 만든다. 산성수는 산성수 드레인관(32)을 통하여 외부로 배출되고, 알칼리수는 냉수 탱크(52)로 이동된다. 알칼리수의 공급은 냉수위 센서(52a)에 의하여 만수가 감지될 때까지 계속될 수 있다.
냉수 탱크(52)에 수용된 알칼리수는 순환 펌프(56)에 의하여 물받이(42)로 이동된다. 물받이(42)로 이동된 알칼리수는 증발기부(44)에 의하여 냉각된 후, 계속하여 공급된 알칼리수에 의하여 물받이(42)를 넘쳐 흘러 냉수 탱크(52)로 다시 떨어진다. 이와 같은 알칼리수의 순환은 알칼리수가 소정 온도 이하로 될 때까지 계속된다. 냉수 탱크(52)에 수용된 알칼리수의 온도는 냉수온도 센서(52b)에 의하여 측정된다. 냉수 탱크(52)에 수용된 알칼리수는 냉수 취수구(53)를 통하여 사용자에게 제공된다.
한편, 알칼리 얼음을 제조하는 경우에는 냉수 탱크(52)에 저장된 알칼리수를 물받이(42)로 공급한 후, 주위 온도에 따라 미리 정해진 시간동안 증발기부(44)를 작동시켜 얼음을 제조한다. 미리 정해진 시간이 경과하면 핫가스(hot gas) 공급밸브(48)를 개방하여 뜨거운 냉매를 응축기(46)로부터 증발기부(44)로 공급하여 증발기부(44) 표면의 얼음이 미세하게 녹도록 한다. 탈빙된 알칼리 얼음(1)은 그릴(54) 의 경사에 의하여 얼음 저장고(60)로 이동된다. 또한, 알칼리 얼음(1) 제조 후 물받이(42)에 남은 알칼리수는 냉수 탱크(52)로 떨어진다.
한편, 이상의 본 명세서는 몇 가지 실시예를 들면서 본 발명의 기술적 사상을 설명하고 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 실시예에 국한되지 않고 당업자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형이 가능함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 냉온 얼음 정수기는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 냉온 정수기를 이용하여 알칼리 얼음을 만들 수 있다.
둘째, 별도의 냉동장치를 이용하지 않고서도 알칼리 얼음을 만들 수 있다.

Claims (8)

  1. 원수를 정수하는 필터부;
    필터부에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크;
    정수 탱크로부터 공급된 정수를 냉각시키거나, 전해조로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 얼음을 제조하는 침지형 제빙 유니트; 및
    침지형 제빙 유니트에 의하여 정수가 냉각되어 만들어진 냉수를 저장하는 냉수 탱크부;를 구비하고,
    냉수 탱크부는,
    침지형 제빙 유니트의 아래에 설치되고, 냉수가 저장되는 냉수 탱크;
    냉수 탱크의 상측에 경사지도록 설치되며, 천공홀이 형성되어 냉수는 냉수 탱크로 떨어지고 얼음은 경사면을 따라 얼음 저장고로 이동되도록 하는 그릴; 및
    냉수 탱크에 수용된 냉수가 침지형 제빙 유니트로 순환되도록 하는 순환 펌프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉온 얼음 정수기.
  2. 원수를 정수하는 필터부;
    필터부에서 정수된 정수를 저장하는 정수 탱크;
    정수 탱크로부터 공급된 정수를 이용하여 알칼리수를 만드는 전해조;
    전해조에서 만들어진 알칼리수를 저장하는 냉수 탱크부; 및
    냉수 탱크부로부터 공급된 알칼리수를 이용하여 알칼리 냉수 또는 알칼리 얼음을 제조하는 침지형 제빙 유니트;를 구비하고,
    냉수 탱크부는,
    침지형 제빙 유니트의 아래에 설치되고, 알칼리수가 저장되는 냉수 탱크;
    냉수 탱크의 상측에 경사지도록 설치되며, 천공홀이 형성되어 알칼리수는 냉수 탱크로 떨어지고 알칼리 얼음은 경사면을 따라 얼음 저장고로 이동되도록 하는 그릴; 및
    냉수 탱크에 수용된 알칼리수가 침지형 제빙 유니트로 순환되도록 하는 순환 펌프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉온 얼음 정수기.
  3. 제1항에 있어서,
    전해조는 정수 탱크로부터 공급된 정수를 이용하여 알칼리수를 제조하는 것을 특징으로 하는 냉온 얼음 정수기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    침지형 제빙 유니트는,
    미리 정해진 각도만큼 회전이 가능한 물받이; 및
    물받이에 침지되도록 설치된 증발기부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉온 얼음 정수기.
  5. 제4항에 있어서,
    물받이에는 알칼리 얼음을 제조한 후 물받이에 잔존하는 알칼리수를 배출하는 드레인관이 연결된 것을 특징으로 하는 냉온 얼음 정수기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    필터부는 NF 멤브레인 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉온 얼음 정수기.
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