KR101597184B1 - 물공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음용하는 물을 공급하는 물공급장치와, 이를 자동 제어하는 방법에 관련된다. 본 발명은 실시예로, 저수통에서 물을 공급받는 온수통과 냉수통을 구비하고, 물과 탄산가스로부터 탄산수를 생성하는 탄산믹서통을 포함하는 물공급장치에서, 상기 탄산믹서통에서 탄산수가 배출되는 탄산수배출관에는 상기 탄산수의 흐름면적을 점차 증대시키는 확산공간을 구비하는 믹싱유닛이 연결되어 있고, 상기 믹싱유닛은 탄산수가 내부로 유입되는 공간부를 형성하는 케이스, 상기 케이스에 대하여 위치 이동이 가능하게 상기 케이스에 결합되며, 일부가 상기 공간부 내에 삽입되어 상기 케이스의 내면과의 사이에 상기 확산공간을 형성하는 장착부 및 상기 케이스에 대하여 상기 장착부를 이동시켜 상기 확산공간의 단면적을 가변시키는 조절부를 포함하는 물공급장치를 제시한다.

Description

물공급장치{Apparatus for suppling Water}

본 발명은 음용하는 물을 공급하는 물공급장치와, 이를 운용하는 운용 시스템과 관련된 것으로, 탄산수 생성을 위한 물 처리를 포함한다.

산업 발전과 더불어 주변 환경오염이 심각해짐에 따라 식생활에 직결되는 수자원의 오염이 가중되어 왔다. 근래에는 건강한 먹는 물에 대한 소비자의 관심이 커지고 있다. 이러한 물 시장의 추세에 따라 깨끗한 지하수로 생수를 제조하는 업체가 증가하고 있으며, 최근에는 심층수 영역까지 확대되고 있다. 이러한 자연수는 공급량이 한정되어 있으며 수돗물에 비하여 고가이므로, 수돗물 등을 정수하는 정수기 산업 또한 발전되고 있다.

물공급장치의 발전 양상 중 하나는 소비자의 기호에 따른 물 처리이다. 특히 계절의 변화에 따라 소비자는 차가운 물이나 따뜻한 물을 마시기를 원한다. 그에 따라 물의 온도를 조절하여 제공하는 냉온수기가 제공된다. 현재 냉온수기는 생수 공급 업체가 제공하는 디스펜서 장치에 부가적인 기능으로 내장되어 있으며, 수돗물을 정화하여 제공하는 정수기에도 부가적인 기능으로 내장되어 제공되는 것이 일반적인 추세이다.

소비자의 기호를 위한 물공급장치의 발전 방향 중 하나는 탄산수의 생성 및 제공 기능이다. 탄산수의 생성은 이산화탄소를 물에 용해시키는 방식으로 생성되는데, 이는 콜라나 사이다 등의 탄산 음료나 생맥주의 생성 방법과 거의 동일한 방식이다. 탄산수의 질은 물에 녹는 이산화탄소의 양 즉, 탄산 가스압에 따른 톡 쏘는 느낌의 정도에 따라 달라진다고 볼 수 있다.

탄산 가스압을 높이기 위한 조건을 알려진 바와 같이, 낮은 온도와 높은 압력이다. 그러나 대규모 음료 제조 공장이 아닌 다음에야 저온 및 고압 장치를 갖추기가 어렵다. 더구나 저렴한 제작비용과 장치의 전체 사이즈가 작을수록 유리한 가정용 탄산수 공급장치는 안전한 압력 범위 내에서 이산화탄소를 다뤄야 하므로 출수되는 탄산수의 탄산 가스압을 높게 하는 것이 쉽지 않다.

대한민국 공개특허 제10-2005-0017917호 (2005.02.23) 대한민국 특허등록 제10-0735911호 (2007.06.28) 대한민국 특허등록 제10-0735913호 (2007.06.28) 대한민국 특허등록 제10-0735914호 (2007.06.28) 대한민국 특허등록 제10-0871616호 (2008.11.26) 대한민국 공개특허 제10-2010-0055991호 (2010.05.27) 대한민국 공개특허 제10-2012-0016682호 (2012.02.27) 대한민국 공개특허 제10-2012-0015952호 (2012.02.22) 대한민국 공개특허 제10-2012-0015951호 (2012.02.22) 대한민국 특허등록 제101-177499호 (2012.08.21) 대한민국 공개특허 제10-2013-0044988호 (2013.05.03) 대한민국 실용신안등록 제20-0314754호 (2003.05.15)

본 발명은 소비자의 다양한 기호에 따라 공급된 물을 처리한 후 제공하는 물공급장치와 그에 따른 부속품을 제공하려는 의도로 발명된 것이다. 특히 효율적으로 탄산수로 생성하기 위한 물 처리 수단을 제시한다.

최종적으로 소비자에게 제공되기 위해 필요한 물 처리 과정에서의 효율성을 증대시키고, 물공급장치의 소형화가 가능케하며 보다 원활한 운영이 가능하도록 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 저수통에서 물을 공급받는 온수통과 냉수통을 구비하고, 물과 탄산가스로부터 탄산수를 생성하는 탄산믹서통을 포함하는 물공급장치에서, 상기 탄산믹서통에서 탄산수가 배출되는 탄산수배출관에는 상기 탄산수의 흐름면적을 점차 증대시키는 확산공간을 구비하는 믹싱유닛이 연결되어 있고, 상기 믹싱유닛은 탄산수가 내부로 유입되는 공간부를 형성하는 케이스, 상기 케이스에 대하여 위치 이동이 가능하게 상기 케이스에 결합되며, 일부가 상기 공간부 내에 삽입되어 상기 케이스의 내면과의 사이에 상기 확산공간을 형성하는 장착부 및 상기 케이스에 대하여 상기 장착부를 이동시켜 상기 확산공간의 단면적을 가변시키는 조절부를 포함하는 물공급장치를 제시한다.

여기서 조절부는 레버에 의해 회전됨에 따라 확산공간의 단면적을 가변할 수 있는 것이다.

냉수통이나 탄산믹서통에 원수를 주입함에 있어 기존에 저장되었던 물과 섞임을 저감하는 기술이 제시된다. 구체적으로 냉수통 또는 상기 탄산믹서통에 물이 주입되는 공급관의 끝단부에는 주입되는 물을 분산시키는 복수의 가지배관이 연결될 수 있다.

한편 상기 냉수통과 상기 탄산믹서통을 냉각시키는 냉각수단이 구비되고, 상기 냉각수단은 차가운 냉매를 생성하여 공급하는 냉매공급부, 상기 냉매가 배출되는 메인공급관에서 분기되며, 상기 냉수통과 상기 탄산믹서통에 각기 연결되는 냉수통도관과 탄산통도관 및 상기 냉수통도관과 상기 탄산통도관을 통해 공급되는 상기 냉매의 흐름을 제어하는 냉매흐름제어밸브를 포함하여, 에너지 효율을 증대시킬 수 있게 된다.

탄산가스통의 교체 시기를 사용자에게 알려 편의성을 증대시킬 수 있다. 본 발명에서는 상기 탄산가스는 교체 가능한 탄산가스통에서 공급되는 것으로, 상기 탄산가스통에 구비된 탄산가스의 측정 압력이 미리 설정된 기준 압력값 이하로 내려가면 사용자에게 교체신호를 발신하는 감지센서부를 제시하고 있다.

또한 상기 탄산믹서통에는 내부의 물을 배출시키는 드레인배관과 상기 드레인배관을 개폐하는 드레인밸브가 장착되고, 상기 드레인밸브의 개방 작동은 서로 다른 기능을 가지는 한 쌍의 조작버튼을 동시에 조작할 때에 이루어지도록 제어할 수 있다.

한편 저수통에서 물을 공급받는 온수통과 냉수통을 구비하고, 물과 탄산가스로부터 탄산수를 생성하는 탄산믹서통과 탄산수나 냉온수를 배출하는 디스펜서를 포함하는 물공급장치에서, 상기 온수통은 상기 저수통에서 유체펌프에 의해 주입되는 물에 의해 저장하던 온수가 밀려나와 상기 디스펜서를 통해 배출되는 기밀용기이고, 상기 온수통에 물을 채우기 위한 것으로, 상기 온수통은 대등한 높이에 설치되는 상기 저수통과 상기 디스펜서에 비하여 상대적으로 낮은 높이에 설치되어 있으며, 온수가 상기 디스펜서로 배출되는 온수배출관을 개폐하는 온수개폐밸브를 개방한 상태에서, 상기 저수통의 물을 주입하여 상기 온수통을 채우다가, 상기 저수통에 구비된 수위센서에 의해 상기 저수통 내의 일정 수위가 감지되면 상기 온수개폐밸브를 잠가 상기 온수통의 수위를 확보하도록 하여, 온수통이나 냉수통이 자동으로 충수되도록 시스템을 구축할 수 있다.

또한 상기 저수통에는 상기 저수통에 외부의 공기를 흡입하는 에어공급부가 구비되고, 상기 에어공급부는 기가 이동하는 유로를 형성하며, 내부에는 상기 유로와 연통된 중공부가 형성된 공기배관부, 상기 중공부 내에서 상하로 유동 가능하며, 상기 저수통 내의 수위 상승에 따라 부력에 의해 상승하여 유로를 폐쇄하는 부력볼 및 상기 부력볼의 하단부를 탄성 지지하여 상기 부력볼의 상승력을 보완하는 스프링부재를 포함하도록 하여 작동 신뢰성을 향상시킨다.

본 발명의 실시예에 따르면 물공급장치에서 온수, 냉수, 탄산수 등을 생성하는 처리 과정 중에 운영효율이 향상되며, 제공하는 탄산수의 맛을 향상시켜 소비자의 만족도를 향상시킨다.

또한 본 발명은 탁삭용 정수기와 같이 가능한 최소 사이즈로 제작하려는 물공급장치를 고려한 것으로, 구성 요소가 차지하는 체적을 줄여 공간활용도를 좋게 하면서도, 사이즈가 줄어듦에도 불구하고 원래의 제 기능이 발휘될 수 있게 하는 것이다.

물공급장치에 구비된 다양한 구동요소들의 원활한 작동 구현이 가능함으로써, 물공급장치의 쉬운 설계를 가능케 하고, 운영 시에 자동 부하가 적음에 따라 고장률이 적고, 작동 신뢰성이 향상된다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물공급장치의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 주요 구성을 나타낸 개략도.
도 3은 온수 공급을 위한 주요 구성을 나타낸 개략도.
도 4는 냉수 공급을 위한 주요 구성을 나타낸 개략도.
도 5는 탄산수 공급을 위한 주요 구성을 나타낸 개략도.
도 6은 다른 실시예에 따라 탄산수 공급을 위한 주요 구성을 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명의 실시예에 채용된 믹싱유닛을 분리하여 나타낸 사시도.
도 8은 믹싱유닛을 나타낸 단면도.
도 9는 도 8에 도시된 믹싱유닛의 사용상태를 나타낸 개략도.
도 10은 탄산믹서통의 구조를 나타낸 단면도.
도 11은 믹싱유닛을 조절하는 레버를 나타낸 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예에 채용된 역류방지밸브를 분리한 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 역류방지밸브의 사용상태를 나타낸 단면도.
도 14는 본 발명의 실시예에 채용된 레귤레이터의 사시도.
도 15는 도 14에 도시된 범퍼를 확대하여 나타낸 단면도.
도 16은 저수통에 연결되는 에어공급부의 단면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 냉수통 및 이를 포함하는 물공급장치의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 명칭은 통일하여 사용하기로 한다.

본 명세서의 설명에 있어서, '액체', '냉수', '온수', '원수' 및 '탄산수'는 모두 물을 의미한다. 따라서 '냉수', '온수', '원수' 및 '탄산수'는 '물'이나 '액체'로 호칭될 수 있다. '냉수'와 '온수'는 온도에 따라 구분하기 위해 사용되며, ‘탄산수’는 물에 이산화탄소 가스를 함유케 하여 음용하는 것이고, '원수'는 온도의 증감 처리 또는 이산화탄소의 용해도를 증대시키기 위한 처리 등 각종 처리 전의 물을 의미하거나, 어떤 용기에 주입되는 대상으로서의 물을 의미하거나, 어떠한 처리 단계를 거치기 전의 물을 의미한다.

또 첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 물공급장치와 관련된다.

도 1에서 물공급장치(100)는 외관을 형성하는 바디를 구비하며, 외부에서 공급되는 물을 정수하여 원수로 사용하는 것이다. 여기서 외부에서 공급되는 물은 수돗물이거나 별도의 용기에 담겨 제공되는 것일 수 있다.

바디(1)의 전면에는 사용자가 조작하는 조작부(2)가 구비된다. 조작부(2)는 복수의 조작버튼(21)을 구비한다. 조작버튼(21)의 수는 물공급장치가 제공하는 서비스의 종류에 따라 달라진다. 냉수, 온수 그리고 탄산수를 공급하는 경우에, 조작부는 제공되는 물의 수에 따라 적어도 3개의 조작버튼을 구비한다. 나아가 전원의 온/오프 조작이나 기타 조작명령을 내리기 위하여 추가적인 조작버튼을 구비한다.

조작부(2)는 디스플레이창(22)을 구비한다. 디스플레이창(22)은 사용자가 조작버튼을 눌렀을 때에 선택한 조작명령을 사용자가 확인할 수 있게 하며, 이후에 설명되는 각종 경고 메시지나 물공급장치의 상태 등을 시각적으로 표출하기 위한 용도 등으로 사용될 수 있다. 도시하지 않은 다른 실시예에서 디스플레이창은 생략될 수 있다. 또는 또 다른 실시예에서 조작부는 사운드를 출력하는 스피커나 음성 명령을 인식하기 위한 마이크 등을 구비할 수 있다. 이와 같이 조작부는 기존에 이미 공지되어 있는 휴먼 인터페이스 수단을 구비할 수 있다.

바디(1)의 전면에는 디스펜서(70)의 구성 중 꼭지(711)가 노출되어 있다. 도면에서 하나의 꼭지는 사용자가 조작버튼을 통해 선택한 온수, 냉수 또는 탄산수 등에서 어느 하나를 배출하게 된다. 이와 달리 물공급장치가 서비스할 수 있는 물의 종류에 따라 복수의 꼭지를 구비할 수도 있다.

바디의 내부에는 수돗물 등을 정수하여 생성한 원수를 온수, 냉수 또는 탄산수로 바꾸기 위한 각종 부품들이 장착된다.

도 2에는 바디의 내부에 장착되는 다양한 부품을 간략화 하여 도시하고 있다.

물공급장치(100)는 저수통(30), 온수통(40), 냉수통(50), 탄산믹서통(60) 및 디스펜서(70)를 포함한다. 또한 냉수통을 적정한 온도로 냉각시키는 냉각수단(90)과, 온수통의 물을 가열하는 가열수단을 포함한다. 또 탄산믹서통을 생성하기 위하여 탄산공급부재(400)를 구비한다. 또 물공급장치에 구비된 각종 통부재들 간에 물을 이송시키기 위한 펌프들, 각종 센서들을 작동시키고 감시하는 제어모듈(도시 생략)이 구비된다.

또한 수돗물 등을 정수하기 위하여 정수수단(200)이 구비된다. 정수수단(20)은 필터들(210)로 이루어질 수 있다. 필터들(210)은 알려진 바와 같이 역삼투압필터나 중공사막필터 들이다. 이러한 필터들은 제공된 물에 포함된 각종 유해성분을 제거하는 기능을 발휘한다. 필터의 종류나 역할은 이미 공지된 바와 동일한 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도시된 물공급장치(100)는 냉수, 온수 및 탄산수를 제공할 수 있도록 전술한 모든 구성을 포함한다. 그러나 다른 실시예의 물공급장치는 온수통이나 저수통 또는 탄산믹서통 등 일부의 구성을 구비하지 않을 수 있다. 그에 따라 소비자에게 제공하는 물 종류가 줄어들어 서비스 범위가 축소되지만, 그 대가로 물공급장치를 탁상에 놓고 사용할만큼 소형 사이즈로 제작하기가 용이해지며 제어모듈의 설계가 용이해진다.

도 2 등에 도시된 저수통(30)은 외부에서 공급되는 원수를 임시 저장하는 공간을 제공한다. 특히, 저수통(30)은 도 1에 도시된 바와 같이, 필터수단(200)을 통해 제공된 물을 일정 수준으로 보유할 수 있다. 저수통에는 부구와, 부구에 연결? 필터수단을 통해 공급되는 배관을 개폐하는 개폐 수단이 구비되어, 저수통의 수위를 일정수준으로 유지할 수 있다. 또는 저수통(30)은 생수통 등으로부터 물을 공급받아 일정한 분량의 물을 보유할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 저수통(30)은 바디(1) 내부에서 상단에 높이 위치하게된다.

저수통은 유입구와 유출구를 제외하고는 막힌 공간을 가지도록 제작될 수 있다. 새로운 원수의 유입이 있기 전에 유출구를 통해 저장하였던 원수가 원활히 배출될 수 있도록, 물이 배출됨에 따라 저수통의 빈 공간을 채울 공기가 필요하게 된다. 이를 위하여 저수통(30)에는 상기 저수통에 외부의 공기를 흡입하는 에어공급부(300)가 구비된다. 도 16에서 에어 공급부를 구체적으로 도시하고 있다.

에어공급부(300)는 공기가 이동하는 유로(311)를 형성하는 공기배관부(310), 공기배관부(310) 내에 형성된 중공부(320)에 놓이고 상하로 이동 가능한 부력볼(320) 및 부력볼의 하단부를 탄성 지지하는 스프링부재(330)를 포함한다.

공기배관부(310)의 내부에는 수직 방향으로 유로(311)가 형성되어 있다. 공기배관부(310)의 내부에 형성되는 중공부(320)는 유로(311)에 비하여 직경이 크게 형성되어 있다. 중공부(320)에 유로(311)보다 직경이 큰 부력볼(320)을 삽입하기 위하여, 공기배관부는 몇몇의 부속의 조립품이 된다. 중공부의 상단부에는 상승한 부력볼과 접촉하는 개스킷(340)이 구비된다. 또한 공기배관부(310)에는 흡입하는 공기 중의 이물질을 걸러낼 수 있도록 필터(350)가 구비된다.

부력볼(320)은 저수통에서 역류한 물이 중공부(320) 내에서 차오름에 따라 떠올라 개스킷(340)과 접촉하면서 유로(311)를 폐쇄하여, 역류한 물이 누출되는 것을 방지한다.

스프링부재(330)는 중공부(320)의 바닥과 부력볼(320)의 하단부를 탄성 지지하여 부력볼(320)의 상승을 돕는다. 부력볼의 무게에 의해 역류가 일어나지 않은 평상 시에는 스프링부재(330)가 압축된 상태가 된다. 따라서 외부의 공기는 유로를 따라 이동하여 저수통 안으로 유입된다. 저수통 내의 물이 에어공급부(300)로 역류되는 때에는 부력볼(320)의 부력과 스프링부재(330)의 탄성 복원력이 합쳐서 부력볼(320)을 개스킷(340)을 향해 올리게 된다.

일반적으로 부력볼의 무게를 임의로 조정할 수 있는 범위가 좁은 관계로, 종래의 기술에서는 수위 상승에 따라 부력볼이 떠올라 개스킷과 면접촉하여 유로를 폐쇄하는 밸브구조에서, 가벼운 부력볼과 개스킷의 밀착성은 좋지 않다. 그에 따라 부력볼과 개스킷 사이에서 누수가 종종 발생되어 왔다.

본 발명에서는 스프링부재(330)가 부력볼(320)의 상승력을 보완함으로써, 종래의 기술에 비하여 부력볼(320)과 개스킷(340)의 접촉력을 크게 한다. 그에 따라 중공부 내의 수위 상승에 따른 부력볼의 부력과, 스프링부재의 탄성 복원력이 더해져 유로를 신속하고, 안정되게 폐쇄할 수 있게 된다. 안정된 유로의 폐쇄는 필터가 물에 접촉하여 젖는 것을 방지하여 필터의 작용이 신뢰성 있게 이루어지도록 한다.

한편 본 발명의 실시예에 적용되는 온수통(40), 냉수통(50) 그리고 탄산믹서통(60)은 기본적으로 기밀용기로 제공된다. 처리된 냉수, 온수 또는 탄산수를 기밀용기의 외부로 배출하는 작용은, 기밀용기의 내부로 새로운 원수가 주입됨에 따라 기밀용기 내부의 압력구배에 의해 보관하던 물이 배관을 타고 외부로 토출되는 것이다.

예를 들어, 도 3을 참고하면, 온수통(40)의 내부에 온수가 가득 찬 상태에서 저수통(30)의 물이 유체펌프(80)에 의해 온수통(40)의 내부로 주입되면, 주입된 양에 비례하여 온수통(40)의 온수가 디스펜서(70)에 연결된 온수배출관(412)으로 밀려 나오는 방식이다.

이와 같은 방식은, 물의 위치 에너지를 이용하여 유체펌프를 생략한 상태에서도 물이 배출될 수 있게 한다. 즉, 저수통보다 낮게 디스펜서를 배치하고, 디스펜서보다 낮게 온수통을 배치함으로써, 디스펜서에서 온수개폐밸브를 열면 저수통의 물이 온수통에 자연스럽게 흘러 들어가게 하여 디스펜서에서 온수가 배출되도록 구성할 수 있다.

도시된 실시예에서는 이와 달리 저수통(30)과 온수통(40)을 연결하는 배관에 유체펌프(80)를 구비하고 있어, 배출되는 온수의 유량을 늘리고, 디스펜서의 높이에 상관없이 온수의 배출이 가능하도록 구성하고 있다. 이로써 디스펜서(70)를 바디의 높은 위치에 배치할 수 있어 사용자가 물을 받기 위하여 허리를 굽혀야 하는 불편함을 해소하고 있다.

도 4와 도 5에 각기 도시된 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)도 기밀용기(511,611)로 제작되어 새로이 유입되는 원수에 의해 기밀용기 내에 보관하던 냉수 또는 탄산수가 디스펜서(70)로 배출되도록 구성하고 있다. 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)에서 기밀용기의 내부로 원수가 주입되는 공급관(-)은 기밀용기의 상부에 짧은 길이로 연결되어 있는 반면, 냉수가 빠져나가는 냉수배출관(513) 또는 탄산수가 빠져나가는 탄산수배출관(614)은 기밀용기의 바닥에 근접하도록 길게 형성되어 있다. 이는 보관하던 냉수가 탄산수가 외부로 배출될 때에 기밀용기의 바닥에 머무는 처리된 물이 먼저 유출되도록 한 것으로, 기밀용기로 주입된 물이 보관하던 냉수나 탄산수에 섞여 배출되는 냉수의 온도를 상승시키거나 배출되는 탄산수의 탄산 가스압을 크게 낮추는 것을 저감하기 위한 것이다.

이와 달리, 도 3에서 온수통(40)은 내부에 온수가 가득 차있는 것을 전제로 하여 온수배출관(412)이 온수통(40)의 내부로 짧게 돌출되어 있으며, 이와 달리 원수를 주입하는 공급관(413)은 온수통(40)의 바닥에 근접하도록 길게 형성되어 있다. 따라서 새로이 주입되어 미처 가열되지 아니한 원수가 보관되던 물과 완전히 섞이기 전에 뜨거운 온수를 온수배출관으로 배출할 수 있다.

탄산믹서통(60)은 탄산공급부재(400)에서 제공되는 탄산가스와 물을 함께 보유하여 탄산수를 생성시키는 것이다.

도 2와 도 5에서 탄산공급부재는 탄산가스를 제공하는 탄산가스통, 탄산가스통의 고압을 사용 범위 내인 저압으로 낮추어주는 레귤레이터, 가스압을 측정하는 압력센서, 몇몇의 역류 방지용 체크밸브를 포함한다. 여기서 탄산가스통은 소모성 제품으로 교체 가능하다. 통상 바디의 내부에 장착되는 탄산가스통을 교체하기 위해서 바디의 일부를 개방할 수 있다.

탄산공급부재(400)의 작동은 제어모듈에 의해 감시된다. 탄산가스통(410)에 통해 탄산믹서통(60)으로 흐르는 탄산가스의 압력은 압력센서(420)를 통해 전기 신호로 제어모듈에 전달된다. 제어모듈에는 압력센서(420)를 통해 측정한 탄산가스통(410)의 잔여 가스압이 미리 설정한 기준 압력값 이하로 낮아지는 경우에 사용자에게 탄산가스통(410)을 교체할 것을 요구하는 신호를 발하는 감지센서부(도시 생략)가 포함된다. 감지센서부는 디스플레이창을 통해 교체의 경고를 시각적으로 표현하거나, 스피커를 통해 일정 주기마다 교체요구음을 발하는 등 다양한 표현 수단을 통해 사용자게 탄산가스통의 교체요구를 알린다.

나아가 감지센서부는, 물공급장치가 사용되는 중에 지속하여 압력센서의 측정 압력을 수치화 또는 그래프화하여 디스플레이창에 표시할 수도 있다.

다시 탄산믹서통(60)으로 돌아와서, 정상적으로 운용되는 탄산믹서통(60)의 내부에는 일정량의 물과 탄산가스가 고압의 상태에서 공존하게 된다. 시간이 경과함에 따라 이산화탄소는 물에 용해됨으로써 탄산믹서통(60)의 물은 높은 농도의 탄산수가 될 수 있다. 탄산수의 배출은, 전술한 바와 같이, 탄산믹서통에 새로운 물을 공급함으로써 내부의 탄산수가 밀려나와 외부로 배출되도록 하거나, 디스펜서(70)의 개방에 따라 대기압과 탄산믹서통(60) 내부의 압력 차이에 의해 탄산수가 자연히 배출되도록 구성할 수 있다.

도 1에서 일점쇄선으로 표시한 라인은 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)에 공급되는 냉매를 이동 경로를 나타낸 것이다.

냉수통에서 냉수를 생성하기 위해서는 냉각수단이 요구된다. 더하여 탄산믹서통(60)에서 고압의 탄산 가스압을 가지는 탄산수를 생성하기 위해서도 냉각수단(90)이 요구된다. 도면과 이하의 설명에서 냉각수단(90)에 의한 냉각 작용은 냉수통과 탄산믹서통 모두에 적용되는 것으로 한다. 그러나 다른 실시예에서 냉각수단은 냉수통에만 연결될 수 있다.

냉각수단(90)은 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)에 연결되어 있어, 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)에 담긴 물(냉수, 탄산수)을 적절히 냉각시킨다. 이러한 냉각수단(90)에 의해 냉수통(50)은 소비자에게 냉수를 제공할 수 있는 본래의 기능을 발휘할 수 있게 되며, 탄산믹서통(60)에서는 이산화탄소의 용해도를 높여 탄산 농도를 증대시키고, 탄산농도를 유지할 수 있게 된다.

냉각수단(90)은 차가운 냉매를 공급하는 냉매공급부(911), 냉매가 흐르는 배관들을 포함한다.

여기서 냉매공급부(911)는 알려진 바와 같은 냉동 사이클을 사용하는 것이다. 그에 따라 물공급장치의 내부에는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창기를 포함하는 냉동 사이클의 장치들이 포함된다. 이들 구성은 이미 알려진 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

냉매공급부(911)에서 차가워진 냉매는 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)에 전달된다. 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)의 외주면을 감고 있는 도관을 통해 냉수통과 탄산믹서통의 냉각된다. 도시하지 않았으나 냉각된 온도를 보존하기 위해서 도관의 둘레에는 보온재가 둘러질 수 있다.

다른 실시예에서 냉각수단(90)은 펠티에 효과를 이용한 연전소자 모듈이 될 수 있다. 이 경우 냉매 없이 흡열 측을 냉수통이나 후술하는 기밀용기에 바로 접촉시키거나, 흡열 측에 접하는 브래킷 등이 냉수통 등에 접촉하는 구성을 가질 수 있다.

냉수통과 탄산믹서통을 합친 용량을 냉각하기 위해 설계된 냉매공급부(911)는 단순히 냉수통 하나만을 목적으로 설계된 냉매공급부에 비하여 전력 소모가 크다. 냉수통(50)과 탄산믹서통(60)을 합친 전체 용량을 고려한 냉매공급부보다 낮은 용량의 냉매공급부를 운용하여 냉수통과 탄산믹서통 모두를 효율적으로 운용하게 되면, 소모 전력을 줄일 수 있어 친환경적이게 된다.

이를 위하여 냉매공급부(911)에서 차가워진 냉매가 배출되는 메인공급관(912)에서 냉수통도관(913)과 탄산통도관(914)을 분기하고, 메인공급관(912)의 분기점에 유량제어를 위한 냉매흐름제어밸브(915)를 설치한다. 이 냉매흐름제어밸브(915)는 제어모듈에 의해 작동이 제어된다.

냉수통도관(913)과 탄산통도관(914)에 각각에 흐르는 냉매의 유량은 냉매흐름제어밸브(915)에 의해 조절된다. 예를 들어, 냉매흐름제어밸브(915)는 메인공급관(912)에서 공급된 유량 전체를 냉수통도관(913) 또는 탄산통도관(914) 중 어느 하나에 공급되도록 할 수 있다. 또한 냉매흐름제어밸브(915)는 냉수통도관(913)과 탄산통도관(914)에 흐르는 유량을 특정한 비율로 조절할 수 있다. 일례로 단순한 냉매흐름제어밸브 중 하나는 3방 밸브이다.

제어모듈은 저장하였던 물이 빠져나가는 냉수통 또는 탄산믹서통에 더욱 많은 양의 냉매가 흐르도록 냉매흐름제어밸브(915)를 작동시킨다. 제어모듈이 냉수통 또는 탄산믹서통에서 저장하였던 물이 빠져나가는 것을 인지하는 방안은, 냉수통과 탄산믹서통 내부의 온도 상승을 감지하거나, 사용자가 냉수 또는 탄산수의 배출을 위한 조작버튼을 눌러 얼만큼의 물이 제공되었는지를 산출하거나, 냉수통과 탄산믹서통의 내부에 수위센서를 설치하여 두고 직접 수위가 낮아짐을 인지하는 방안이 있다.

온도에 근거하여 요구되는 설정치 보다 더 높은 온도로 측정된 냉수통 또는 탄산믹서통 중 어느 하나에 냉매를 더 공급하도록 냉매흐름제어밸브(915)를 작동시키는 방안은, 냉매 공급의 편중된 공급에 따른 에너지의 효율적 운영 목적과 가장 부합된다. 또한 실제로 온도가 상승된 냉수통이나 탄산믹서통 중 어느 하나에 냉매를 더 공급함으로써 높은 신뢰성을 가지고 작동하게 된다.

한편 조작버튼으로부터 냉수 또는 탄산수가 사용되었음을 인지하는 방식이나 직접적으로 수위를 감지하여 보관하던 냉수 또는 탄산수가 배출됨을 인지하고 냉매의 유량을 조절하는 빙식은, 새로운 원수가 기밀용기에 주입되기 전부터 냉매를 미리 공급함으로써 냉수통 등의 내부 온도 상승폭을 줄이는 장점이 있다. 이로써 목적하는 온도로 빠르게 수렴하게 되어, 안정적인 냉각수단의 운용이 용이하게 달성될 수 있다.

제어모듈은 평상시에는 냉수통(50)과 탄산믹서통(60) 모두에서 물의 인출이 없는 평상시의 경우에는 균등 비율 또는 균등에 가까운 비율로 냉수통과 탄산믹서통을 냉각시킬 수 있다.

사용자가 냉수 또는 탄산수를 인출하여, 냉수통이나 탄산믹서통 중 어느 하나에서 저장하였던 물이 빠져나간 경우에는 저장하였던 물이 빠져나간 냉수통 또는 탄산믹서통에 편중하여 냉매의 유량을 크게 증가시킨다.

탄산수를 제공하는 물공급장치(100)의 내부 바닥부에는 탄산가스를 검출하는 누설감지센서(도시 생략)가 설치된다. 바디는 탄산가스통의 교체와 내부 구성 요소의 설치 및 유지 보수를 위하여 일부가 개방하게 구성된다. 정상적인 사용 상태에서 조립된 바디의 내부는 완전히 기밀된 용기가 아닐 수 있다. 사용자의 의도와 달리 잘못된 탄산가스통의 연결 등을 이유로 하여 탄산가스통에서 탄산가스가 누설될 수 있다. 물공급장치가 가정용으로 사용되는 경우, 공기보다 무거운 이산화탄소는 실내 바닥에서부터 차오르는 성질이 있으므로, 바닥 생활을 주로 하는 가정에서는 매우 치명적인 위험이 될 수 있다.

이러한 문제점을 인지하여 바디 내부의 바닥 부근에는 누설된 탄산가스를 감지하는 누설감지센서가 설치되고, 제어모듈에는 일정 농도 이상의 이산화탄소를 감지한 누설감지센서로부터 발신되는 전기 신호를 수신 받아 탄산가사의 누출을 확인하고, 이를 사용자에게 경고하는 가스경고부(도시 생략)가 구비된다.

가스경고부는 디스플레이창(22)을 통한 시각적인 표출뿐만 아니라 경고음 사운드 등 다양한 수단을 통하여 사용자에게 경고하도록 하는 것이 좋다.

나아가, 누설감지센서 및 가스경고부의 작동을 위한 전원은 충전식 배터리를 사용하여, 메인 전원에 의해 상시 충전되고 정전 등과 같이 메인 전원의 공급이 끊어진 상태에서도 지속적으로 작동하도록 구성할 수 있다.

또한 탄산가스통(410)을 교체하는 과정 중에 조금씩 누설되는 이산화탄소를 통해 정상작동 유무를 검진할 수 있도록 탄산가스통이 보관되는 바디 내부의 공간에 누설감지센서가 드러나도록 구성할 수 있다. 즉, 탄산가스통의 보관을 위하여 바디의 내부에 제공되는 장착 공간의 바닥 부근에 누설감지센서를 설치한다. 이로써 사용자가 탄산가스통의 교체 시에 의도적으로 탄산가스를 누설감시센서에 조금 분사하여 가스경고부의 정상 작동 여부를 검사할 수 있게 된다.

이러한 누설감지센서와 가스경고부는 탄산가스통을 사용하는 물공급장치의 안전성을 높이는 것이다. 그에 따라 물공급장치에 대한 안전 신뢰성이 향상된다.

도 3은 온수통의 작동 제어와도 관련된다.

온수를 제공하는 서비스는 저수통(30), 유체펌프(80), 온수통(40), 히터(414) 및 디스펜서(70)가 관여된다. 여기서 제어대상은 디스펜서(70)에 구비되어 있으며 온수가 통과하는 온수배출관(412)의 개방 또는 폐쇄를 담당하는 온수개폐밸브(712), 저수통(30)의 물을 온수통(40)에 주입하는 유체펌프(80) 및 온수통(40)의 내부에 장착되어 있으며 온수통(40) 내의 물을 가열하는 히터(414)이다. 또한 도시를 생략하고 있으나, 온수통에는 보관 중인 물의 온도를 측정하는 온도센서가 구비되어 있다. 이들 온도센서에서 측정된 온도나 수위는 전기 신호로 변환되어 제어모듈로 전송된다.

저수통(30)을 기준으로 온수통(40)은 저수통(30)보다 낮은 높이에 설치된다. 또한 디스펜서(70)는 저수통(30)과 대등한 높이 또는 저수통(30)보다 다소 높게 설치된다. 디스펜서(70)가 높게 위치하기 때문에 온수통(40)에서 온수를 배출하기 위해서는 저수통(30)의 물을 유체펌프(80)로 가압하여 온수통(40)에 주입할 필요가 있다. 그에 따라 온수통(40) 내의 온수가 밀려나와 높게 위치한 디스펜서(70)를 통해 외부로 배출된다.

이를 구현하기 위한 작동 제어 방법으로, 사용자가 조작버튼을 통해 온수의 배출을 명령하면, 제어모듈은 온수개폐밸브(712)를 개방하고, 유체펌프(80)를 작동시키게 된다. 조작버튼을 해제하는 등의 조작으로 온수 배출 명령이 종료되면, 제어모듈은 온수개폐밸브(712)를 닫아 온수배출관(412)을 통한 온수의 제공을 중단하고, 유체펌프(80)의 작동을 중지시킨다.

제어모듈은 온수통에 새로이 주입된 원수에 의해 온수의 온도가 하강함을 온도센서를 통해 감지한다. 이후, 제어모듈은 이미 설정한 설정온도에 이르기까지 히터(414)를 작동하여 온수통(40)의 물을 온수로 생성한다.

이러한 온수통(40)의 작동 제어 방법은 온수통에 온수가 이미 존재함을 전제로 한 것이다. 한편 물공급장치의 최초로 설치했거나, 온수통을 청소 또는 교체한 경우에는, 온수통(40)이 완전히 비워진 상태이므로 물을 새로이 채워야 한다.

기밀용기를 온수통으로 이용하여 물을 밀어내기 식으로 배출하는 종래의 기술에서, 유체펌프를 펌핑하더라도 온수개폐밸브가 닫혀 있기 때문에 온수통 내부의 압력이 유지되므로 물이 온수통 안으로 온전히 주입되지 않는다. 따라서 종래의 기술에서는 사용자가 별도로 온수배출관을 개방시킨 상태에서 온수를 온수통에 주입하도록 하고, 디스펜서에서 물이 흘러넘치는 것을 보고 온수통의 내부에 물이 찼음을 알 수 있었다.

한편 본 발명에서는 제어모듈이 온수통(40)을 자동으로 충수한다.

먼저 제어모듈은 온수개폐밸브(712)를 개방하여 저수통의 물이 온수통(40)의 내부로 원활하게 유입되도록 한다. 저수통(30)의 물이 낮은 위치의 온수통(40)에 빠르게 유입되면서 저수통(30)의 수위가 하강하게 된다. 이후 온수통(40)에 물이 차오르게 되면, 온수통으로 유입되는 유량이 줄어드므로 저수통(30)의 수위가 상승하게 된다. 이와 동시에 디스펜서(70)에 연결된 온수배출관(412)에도 저수통(30) 내의 수위와 같은 수위로 물이 차오른다.

이때, 온수개폐밸브(712)가 열려 있지만, 디스펜서(70)가 설치된 높이가 저수통(30)의 높이와 대등하거나 그 보다 높으므로 온수배출관(412)을 통해 물이 외부로 배출되지 않는다.

저수통(30)에는 수위센서들이 장착되어 있다. 저수통 내의 특정 수위센서(360)에서 물의 수위가 감지되면, 제어모듈은 온수개폐밸브(712)를 닫는다. 이로써 온수통(40)에 물을 완전히 채울 수 있으며, 온수배출관(412)이 폐쇄됨에 따라 온수통(40)으로 더 이상의 물이 주입되지 아니하게 된다.

이후 제어모듈은 히터(414)를 작동하여 온수통(40)의 물을 데우게 되며, 전술한 바와 같이 조작버튼에 따라 온수를 사용자에게 제공하게 된다.

이러한 자동충수의 기능은 온수통에 물을 채워넣기 위한 번거로운 일련의 단계를 생략할 수 있게 하여, 온수통의 살균, 세척, 교체 등의 유지 보수의 편의성을 제공한다.

이와 같이 온수통의 자동 충수를 위한 제어모듈의 작동은 냉수통에도 동일하게 적용할 수 있다.

도 2와 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉수통과 관련된다.

도시된 냉수통(50)은 물공급장치에 구비되는 것으로, 냉각수단에 의해 기밀용기 내에서 냉수를 생성하고, 냉수의 온도를 유지한다.

냉수통(50)은 기밀용기 내에 온도센서(도시 생략), 원수가 주입되는 공급관(413), 냉수가 배출되는 한 쌍의 냉수배출관(513)을 포함한다.

기밀용기(511)는 스테인리스 등 열전도가 우수하며 녹이 슬지 않는 금속재질로 제작하는 것이 좋다. 기밀용기(511)는 하부로 갈수록 단면적이 줄어드는 형상으로 컵과 유사한다.

냉매가 흐르는 냉수통도관(913)은 별도의 안착케이스(518)의 외주면에 감겨져 있다. 안착케이스(518)는 기밀용기(511)의 하단과 측면 둘레에 밀착되는 형상이다. 도시된 바와 같이, 안착케이스(518)에서 기밀용기(511)를 들어내는 방식으로 양자를 쉽게 분리할 수 있다. 안착케이스(518)에 기밀용기(511)를 삽입하면, 냉수통도관(913)의 냉기는 안착케이스(518)와 기밀용기(511)를 거쳐 기밀용기 내의 물에 전달된다. 안착케이스(518)는 알루미늄과 같은 열전도성이 우수한 금속 재질로 제작될 수 있다.

이러한 기밀용기(511)와 안착케이스(518)의 결합 방식은, 냉수통(50)을 세척하거나 교체하는 유지 보수의 편의성을 크게 증진시킨다. 만일 냉수통도관(913)이 기밀용기(511)의 외주면에 바로 감겨져 있다면, 냉수통(50)을 물공급장치에서 분리하는 것이 사실상 불가능하게 된다. 따라서 오랜 기간 사용함에 따라 기밀용기 내부에 끼는 각종 이물질 등을 세척하거나, 새로운 냉수통으로 교체하는 것도 불가능하다.

반면에 본 발명에서는 기밀용기에서 안착케이스를 분리할 수 있으므로, 냉각통도관을 상하게 하지 않고 냉수통을 관리할 수 있게 한다.

한편 도시된 바와 달리 냉수통도관(913)은 냉매가 통과하는 냉각자켓 등으로 대체될 수 있다.

한편, 공급관(514)은 저수통에서 공급되는 물이 기밀용기의 내부로 주입되는 유로이다. 또 냉수배출관들(513) 중 하나는 디스펜서(70)에 구비된 냉수개폐밸브(713)에 연결되어 소비자에게 냉수를 제공하고, 다른 하나는 탄산믹서통(60)에 냉수를 공급하는 가압펌프(90)에 연결된다. 만일 물공급장치에 탄산믹서통이 구비되어 있지 아니한 경우, 즉 탄산수 제공 기능이 없는 물공급장치인 경우에는 디스펜서에 연결되는 냉수배출관만이 구비된다.

사용자가 냉수를 배출하기 위한 조작버튼을 누르면, 제어모듈은 냉수개폐밸브(713)를 개방하고, 유체펌프(도 1의 80 참고)를 작동하여 저수통(30)의 물이 냉수통(50)으로 유입되도록 한다.

냉수배출관들(513)은 그 하단부가 기밀용기(511)의 저부에 근접하도록 길게 연장되어 있다. 이와 같이 냉수배출관(513)의 유입구(513a)가 기밀용기(511)의 바닥 가까이에 형성됨에 따라, 주입된 물에 의해 냉수통(50) 내부의 압력이 상승하면서 냉수통에 저장한 냉수는 유입구(513a) 주변부터 배출되기 시작한다.

사용자가 상기 조작버튼을 해제하면, 제어모듈은 냉수개폐밸브(713)를 닫아 냉수의 배출을 중단하고, 유체펌프(80)의 작동을 정지시킨다. 이 과정 중에 다른 냉수배출관(513)은 가압펌프(90)에 막혀 있으므로, 냉수 배출 과정 중에 탄산믹서통(60)으로 냉수가 이동하지는 않는다.

냉수배출관(513)의 유입구(513a) 모서리는 잘라져 경사를 형성하고 있다. 이 경사는 유입구(513a)를 비스듬하게 잘린 형태로 함으로써 유입구(513a)를 통해 냉수가 빠져나갈 때에, 유입구(513a) 주변의 냉수의 흐름성을 개선한다.

만일 유입구를 냉수통의 바닥과 평행하게 단순히 직선으로 잘라 원형 단면으로 형성한다면, 유입구를 통해 냉수가 흡입됨에 따라 기밀용기 저부에는 수평적으로 대칭적인 압력구배가 형성되고, 이 압력구배는 유입되는 원수의 영향으로 쉽게 변형되어 유입구 주변에서 냉수 흐름은 쉽게 와류로 전이될 우려가 높다.

반면에 비대칭적으로 형성된 유입구(513a)는 측부의 드러난 부분으로, 더 많은 냉수가 편중되게 유입되도록 작용함으로써 전술한 와류의 형성을 어렵게 하는 효과를 갖는다.

냉수 배출을 용이하게 돕는 구성 중 하나는 기밀용기(511)의 하단부 모서리(512)의 굴곡진 형상이다. 굴곡지게 형성한 기밀용기의 하단부 모서리(512)는 냉수배출관(513)의 유입구(513a)를 향하여 냉수가 이동하는 흐름 방향과 유사한 형상으로써, 유입구(513a)를 향하여 이동하는 냉수가 굴곡진 하단부 모서리(512)를 타고 원활하게 이동하게 돕는다. 이로써 기밀용기의 하단부에서 와류 발생 가능성을 줄이게 된다.

이와 같은 냉수배출관 유입구(513a)의 비대칭적 형상과, 기밀용기 하단부의 굴곡진 모서리(512) 형상은 후술하는 공급관(514)의 기술적 특징과 함께 온전한 냉수 배출의 효율을 증대 시킨다.

한편 공급관(514)은 저수통 등에서 공급되는 원수가 냉수통(50)의 내부로 유입되는 유로를 형성하는 관 부재로, 본 발명의 실시예에서 공급관(514)은 원수를 복수로 가지로 분산시키면서 냉수통(50)의 내부로 유입되게 한다.

공급관(514)의 토출구(517)는 냉수배출관(513)의 유입구로부터 가능한 멀리 떨어져 위치하도록 하여, 유입된 원수가 곧바로 냉수배출관(513)으로 유입되는 것을 방지할 필요가 있다. 만일 그렇지 않다면 냉수통 안에 적정하게 냉수가 차 있더라도, 냉수통 내부로 바로 주입되어 미처 차가워지지 아니한 원수가 냉수와 바로 섞이면서 분출되어 사용자가 미지근한 물을 제공받게 된다. 따라서 원수의 유입에 따른 압력 구배로 냉수배출관(513)을 통해 냉수를 배출하기는 하지만, 새로 유입된 미지근한 원수와 보관하던 냉수가 빨리 섞이는 것은 가능한 방지할 필요가 있는 것이다.

실시예에서 냉수배출관(513)의 유입구(513a)는 냉수통(50)의 저부에 위치하므로, 원수가 들어오는 토출구(517)는 냉수통의 내부 상단에 위치하도록 공급관(514)을 설치한다. 더구나 각종 배관들은 기밀용기(511)의 상단부를 구성하는 커버부재에 결합되는 것임을 볼 때에도 공급관(514)은 커버부재의 내면 상단, 즉 냉수통(50)의 천장 부분에 위치한다.

냉수통(50)의 운용에 따라 기밀용기 내의 냉수 수위는 수시로 달라지는 것이지만, 공급관(514)에서 유입된 원수는 냉수통에 저장된 냉수 위로 떨어지며 혼합된다. 냉수의 위에서 낙하하는 원수는 냉수 위에 쏟아지면서 빠르게 섞여 냉수의 온도를 상승시키는 요인으로 작용한다. 이러한 문제는 물공급장치가 탁상용 등과 같이 소형으로 제작됨으로써 냉수통의 용적 또한 작게 설계되는 경우에 크게 문제된다.

본 실시예에서 공급관(514)으로 유입된 물을 적어도 둘 이상의 물줄기로 분산시킴으로써, 토출구(517)에서 낙하하는 각 분산 가지별 물의 위치 에너지를 적게 한다. 즉 복수의 가지로 분산됨으로써 하나의 물줄기를 통해 유입되는 원수의 유량이 줄어든 만큼 위치 에너지를 적게 가지도록 하여 저장된 냉수와 표면부에서 주로 섞이게 되어, 먼저 빠져나가는 기밀용기의 하부의 냉수의 온도를 가능한 보존할 수 있게 한다.

또한 앞서 설명한 냉수배출관 유입구(513a)의 비대칭적 구조와 냉수통(50)의 굴곡진 하단부 모서리(512) 형상이 가져오는 와류 형성 저감의 효과는, 분산 유입되는 원수와 더불어 기밀용기 내에 저장된 냉수의 상하 방향 섞임을 가능한 저지함으로써, 원수와 냉수의 섞임이 더욱 더디게 이루어지도록 한다.

이로써 용량이 작은 냉수통을 운용하더라도 사용자가 가능한 저온인 냉수를 공급받을 수 있게 한다.

공급관(514)에는 냉수통(50)의 내부로 연장되는 주배관(515)과, 기밀용기(511)의 내부에서 주배관(515)에 연통되는 복수의 가지배관(516)이 결합된다. 주배관(515)과 가지배관(516)은 다수의 배관 자재가 조립된 것이거나, 사출 성형 등에 의해 일체화되어 제작될 수 있다.

도시된 실시예에서 가지배관(516)은 주배관(515)의 하단부에서 연결되면서, 사실상 수평면 상에 배치되어 있다. 따라서 가지배관(516)을 이동하면서 원수의 흐름 방향은 수평방향으로 전환되고, 그에 따라 가지배관(516)을 빠져나오는 원수가 토출 속도에 의해 저장된 냉수와 더 빠르게 섞이지 않게 한다. 또 가지배관들(516)은 수평면 상에서 토출하는 방향이 서로 다르게 형성되어 있다. 이로써 각 가지배관(516)에서 분산 유출되는 원수는 토출되는 과정 중에 서로 만나지 않게 된다.

가지배관(516)은 적어도 둘 이상이며, 필요에 따라 가지배관(516)의 수는 달라질 수 있다. 도 4에 도시된 공급관에 구비된 가지배관들(516)은 2 개로, 수평면 상에서 서로 대향되게 배치된다. 나아가 가지배관(516)의 직경은 주배관(515)의 직경과 동일하거나 보다 작을 수 있다. 특히 가지배관(516)의 직경을 주배관(515)의 직경보다 작게 설계한 경우에는, 냉수통(50)이 다소 기울어지게 설치된 경우에도 어느 하나의 가지배관(516)으로 모든 원수가 흐르지 않도록 하여, 원수의 분산을 강제할 수 있는 효과가 있다.

또한 가지배관(516)의 토출구(517)는 냉수통(50)의 내부 구조물에 인접되게 위치될 수 있다. 여기서 구조물은 기밀용기(511)의 내벽면(511a), 냉수배출관(513) 등으로 적어도 일부가 냉수에 잠기는 각종 부품들이다. 가지배관(516)의 토출구가 구조물과 인접하도록 가지배관들(516)의 길이는 서로 다를 수 있다. 또는 가지배관(516)의 토출구(517) 직경을 작게 형성하여, 토출구로부터 구조물까지의 길이가 다소 멀더라도 토출구에서 원수가 강하게 토출되면서 구조물에까지 이르도록 할 수 있다.

이 경우 원수는 구조물을 타고 흘러내리게 되므로, 토출구(517)에서 바로 낙하하여 냉수에 떨어지는 경우에 비하여, 냉수와 보다 천천히 섞일 수 있다. 더하여 하부로 갈수록 단면적이 좁게 형성되는 기밀용기의 형상적 특징에 의해 얻어지는 경사진 냉수통의 내벽을 타고 흘러내리는 원수는 하강 속도를 더욱 낮출 수 있다. 따라서 공급하는 원수와 보관하던 냉수의 바로 섞임을 방지의 효과는 더욱 증대된다. 이와 같이 분산가지를 구비하는 공급관은 탄산믹서통에 적용될 수 있다.

도 5에는 탄산믹서통과 탄산공급부재가 도시되어 있다.

도 5에서 탄산믹서통(60)은 원수로서 냉수통(50)으로부터 냉수를 공급받는다. 이와 달리, 탄산믹서통에 제공되는 원수는 저수통에서 바로 공급되도록 구성할 수도 있다. 보다 신속히 탄산수를 생성하기 위해서는 온도가 낮은 냉수통의 냉수를 탄산믹서통(60)에 공급하여, 탄산믹서통(60) 내부의 온도 상승을 가능한 억제하는 것이 좋다.

또한 탄산믹서통(60)은 탄산공급부재(400)로부터 탄산가스를 공급받는다. 탄산믹서통(60)의 내부에는 고압의 탄산가스와 냉수가 함께 공존하게 되고, 일정한 시간이 흐름에 따라 냉수에 이산화탄소가 용해되어 탄산수가 생성되는 조건을 갖추게 된다.

탄산믹서통(60)내의 물은 탄산통도관(914)에 의한 냉각이 이루어진다. 전술한 냉수통과 마찬가지로 탄산믹서통(60)의 외형을 이루는 기밀용기(611)는 안착케이스(619)에 분리 가능하게 결합되어, 기밀용기(611)와 안착케이스(619)는 면접촉하게 된다. 또한 안착케이스(619)의 외주면에는 탄산통도관(914)이 복수 회 감겨 있다. 이로써 안착케이스에서 탄산믹서통을 쉽게 분리할 수 있다.

탄산믹서통(60)을 냉각시킴으로써, 내부의 온도가 적정 수준으로 내려가게 된다. 즉, 저온 고압의 상태를 유지하면서, 물과 탄산가스가 공존하므로 탄산가스는 물에 크게 용해되어 높은 탄산 가스압으로 탄산수가 생성된다.

도 5에서 탄산믹서통(60)에 연결되는 배관들은, 원수가 유입되는 공급관(615), 탄산가스가 주입되는 가스배관(620) 및 탄산수가 배출되는 탄산수배출관(614)이다.

여기서 공급관(615)은 주입되는 물을 분산시키는 복수의 가지배관(616)을 구비한다. 가지배관(616)의 토출구(617)는 탄산믹서통의 내부에 설치되는 각종 구조물(센서들이나 후술하는 믹싱유닛 등)에 인접하도록 설치되어, 토출구(617)를 빠져나온 물이 구조물을 타고 흘러내리며 유입되도록 할 수 있다. 복수의 가지배관(616)을 구비하는 공급관(615)의 구체적인 구성과 작용은 전술된 냉수통(50)의 공급관과 유사하다.

특히 탄산믹서통(60)에 구비되는 가지배관들(616)은 소비자에게 제공되는 탄산수의 탄산 가스압을 일정 수준으로 유지할 수 있게 하는 역할을 수행한다. 탄산믹서통(60)에 유입되는 원수가 이미 생성되어 저장된 탄산수와 섞이면서 저장된 탄산수의 탄산 가스압을 낮추게 된다. 만일 원수가 빠르게 탄산수와 섞인다면 디스펜서를 통해 공급되는 탄산수의 탄산 가스압은 급격히 낮아지게 되므로 바람직하지 않다.

가지배관(616)은 새로이 공급되는 원수가 기존의 탄산수와 가능한 천천히 섞이도록 함으로써, 사용자는 새로이 추가되는 원수의 영향이 적은, 탄산 가스압이 높은 탄산수를 제공받을 수 있게 된다.

도시하지 않았으나 탄산믹서통에는 내부에 저장된 물의 수위를 감지하는 수위센서와 온도를 감지하는 온도센서가 구비된다. 또 탄산믹서통 내부의 압력을 측정하는 압력센서가 더 구비될 수 있다.

탄산믹서통(60)에는 내부의 물을 배출시키는 드레인배관(612)과, 드레인배관(612)을 개폐하는 드레인밸브(613)가 장착된다. 탄산가스통에서 탄산 가스가 소진되면 탄산믹서통의 압력이 낮아져 제대로 탄산수가 생성되지 않을 수 있다. 이러한 이유 등으로 탄산믹서통 내부의 탄산수를 모두 외부로 배출하여 탄산믹서통(60)을 비우고자 할 때에 드레인밸브(613)를 개방하여 드레인배관(612)을 통해 탄산수를 방출할 수 있다.

드레인밸브(613)는 제어모듈에 의해 작동에 제어된다. 사용자는 제어모듈에 드레인밸브(613)를 개방하도록 조작 명령을 내리기 위하여, 조작부의 조작버튼(21)을 사용한다. 탄산믹서통을 비우기 위한 특정버튼을 설치하거나, 특정 조작메뉴를 설치할 수도 있으나, 보다 편리한 방안으로 원래 서로 다른 기능을 가지는 한 쌍의 조작버튼(21)을 동시에 조작하도록 구성할 수 있다.

예를 들어 온수배출을 위한 조작버튼과 냉수배출을 위한 조작버튼이 동시에 작동됨을 제어모듈이 감지하여 드레인밸브를 개방하도록 할 수 있다. 이와 같이 동시에 눌러지는 조작버튼의 종류는 설정에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 6에는 다른 실시예에 따른 탄산믹서통이 도시되어 있다.

도 6에 도시된 실시예에 따른 탄산믹서통은 이하에서 설명되는 내용과 저촉되지 아니하는 범위 내에서 도 5에 도시한 탄산믹서통의 기술적 특징을 그대로 포함한다.

도시된 실시예에서 탄산믹서통의 내부로 연장된 공급관(615)은 가지배관(616)을 구비하고 있다. 가지배관들(616)은 공급관의 중심에서 멀어질수록 하향 경사지게 형성되어 있다. 경사진 가지배관(616)을 통과하면서 내부를 통과하는 원수의 속력이 증가되고, 토출구(617)에서 빠르게 배출되어 다소 멀리 떨어진 구조물에까지 다다를 수 있게 된다. 이후 원수는 구조물을 따라 흘러내려 탄산수의 표면 근처에서 탄산수와 혼합된다.

도 6에 도시된 실시예에서 공급관으로 하나의 십자배관(618)이 사용된다. 십자배관(618)의 분기가지들 중 하나는 기밀용기의 내부와 연통되어 있다. 나머지 분기가지들 중 하나는 탄산가스가 주입되는 배관으로 사용되고, 또 다른 분기가지는 원수가 유입되는 배관으로 사용된다. 나머지 분기가지는 안전밸브(SAFETY VALVE, S.V.)에 연결된다. 그리하여 탄산믹서통(60)으로 주입되는 원수와 탄산가스는 탄산믹서통(60) 내부로 들어오기 전에 십자배관(618)에서 먼저 섞일 수 있게 된다.

탄산가스와 원수를 섞은 후 탄산믹서통(60)으로 주입함에 따라, 각각 별도의 배관을 통해 원수와 탄산가스를 주입하는 도 5의 실시예에 비하여, 탄산수의 생성 속도를 향상시킬 수 있게 된다.

구체적으로 살펴보면, 일정 수준의 탄산 가스압을 가진 탄산수를 얼마나 빠른 시간 내에 생성할 수 있는지는 주로 원수와 탄산가스의 접촉면적과 관련된다. 고압의 기밀용기 내에서 물과 탄산가스를 접촉시켜 탄산수를 생성하는 종래의 기술은, 물과 탄산가스를 각기 다른 배관을 통해 용기 내로 주입하므로, 탄산수의 생성 속도는 오로지 용기 내에 저장된 물의 표면 면적에 따라 결정되는 것이다.

본 발명에서는 탄산가스와 원수를 미리 섞은 후에 탄산믹서통(60)으로 주입하므로 탄산가스와 원수의 접촉 면적을 주입 초기에 크게 할 수 있다. 그에 따라 탄산가스가 원수에 빨리 용해되어 짧은 시간 내에 적정 탄산 가스압을 가진 탄산수를 생성할 수 있게 한다.

추가적인 구성으로, 기밀용기(611)의 내부와 연통되는 장착되는 십자배관(618)의 분기가지에는 십자배관(618)에서 원수와 섞여 압력 용기로 주입되는 탄산가스 방울을 잘게 쪼개는 분쇄부재(622)가 구비될 수 있다.

일례로 분쇄부재(622)는 큰 가스 방울이 통과함에 따라 이를 작은 방울로 쪼개는 그물망이 될 수 있다. 그물망은 스테인리스와 같은 부식에 강한 금속재질로 제작될 수 있다. 다른 예로 분쇄부재는 탄산가스와 섞인 원수가 통과하는 관로에 돌출된 복수의 충돌돌기가 될 수 있다.

방울진 탄산가스 혼합된 원수가 통과하는 유로 상에 분쇄부재(622)가 구비됨으로써 큰 탄산가스 방울은 잘게 쪼개어진다. 그에 따라 기밀용기(611) 내로 주입되는 원수와 탄산가스의 접촉 면적이 크게 증가되고, 더욱 신속히 탄산가스가 원수에 용해된다.

탄산수을 제공하는 서비스는 탄산믹서통(60), 냉수를 탄산믹서통(60)으로 유입하는 가압펌프(90), 탄산가스를 공급하는 탄산공급부재(400), 생성된 탄산수를 사용자에게 제공하는 디스펜서(70) 및 냉각수단(90)이 관여된다. 여기서 제어대상은 냉수를 고압으로 이송시키는 가압펌프(90), 디스펜서(70)에 연결되어 배출될 탄산수가 흐르는 탄산수배출관을 개방 또는 폐쇄하는 탄산수개폐밸브(713), 냉매공급부(911) 및 냉매흐름제어밸브(915)이다.

생성된 탄산수의 배출은 탄산수개폐밸브(713)의 개방만으로도 이루어질 수 있다. 정상적으로 운용되는 탄산믹서통(60)의 내부는 외기(대기압)에 비하여 상대적으로 고압으로 운영된다. 따라서 사용자가 탄산수를 배출을 조작버튼을 통해 제어모듈에 전달하였을 때에, 제어모듈이 탄산수개폐밸브(713)를 개방하면 탄산믹서통 내의 압력에 의해 탄산수가 밀려 배출된다.

이후 제어모듈은 탄산믹서통 내의 수위센서(621)를 통해 탄산믹서통(60) 내의 수위가 하강함을 감지하고, 새로운 물을 공급받도록 냉수통이나 저수통에 연결된 가압펌프(90)를 작동시킨다. 또 탄산믹서통(60) 내부의 탄산가스 압력 저하에 따라 탄산공급부재(400)에서 공급되는 탄산가스가 탄산믹서통(60)의 내부를 일정한 고압으로 유지시키게 된다.

나아가, 생성된 탄산수의 배출 명령이 있는 경우, 제어모듈은 탄산수개폐밸브(713)를 개방하면서 동시에 가압펌프(90)를 작동시킬 수 있다. 이 경우, 탄산믹서통 내부와 대기압의 기압차이 뿐만 아니라 탄산믹서통의 내부로 밀려들어오는 물에 의해 탄산수가 밀려나오게 된다.

탄산수배출관(614)에는 믹싱유닛(500)이 장착되어 있다. 이 믹싱유닛(500)은 탄산믹서통(60)에서 배출되는 탄산수의 품질을 개선하는 것이다. 구체적으로 믹싱유닛(500)은 탄산수배출관(614)을 통과하여 제공되는 탄산수의 탄산 가스압을 높임으로써, 높은 탄산 가스압에 따른 탄산수의 쏘는 맛을 좋게 한다. 또한 믹싱유닛(500)은 물공급장치의 원활한 운용을 가능케 하는 것이다. 믹싱유닛(500)은 탄산믹서통(60)을 고압의 조건으로 운용할 수 있게 하여, 탄산믹서통(60)의 운용 압력의 선택의 폭을 넓게 한다. 즉 사용자의 의도에 따라 탄산믹서통의 운용 압력을 고압으로 설정, 운용할 수 있게 한다.

도 5와 도 6에 도시된 실시예에서 믹싱유닛(500)은 탄산믹서통(60)의 내부로 연장된 탄산수배출관(614)에 연결되어, 믹싱유닛(500)이 탄산믹서통(60)의 내부에 장착된 것으로 제시된다. 믹싱유닛(500)이 탄산믹서통(60)의 내부에 장착됨으로써 믹싱유닛과, 이 믹싱유닛을 통과하는 탄산수는 탄산믹서통의 냉각 효과를 받는다. 즉 믹싱유닛 자체가 차갑게 유지되는 것이다.

믹싱유닛(500)이 탄산믹서통(60) 내에서 탄산수배출관(614)과 연결되어 있으므로, 믹싱유닛(500)을 통과하는 탄산수의 흐름은 탄산수배출관을 따라 탄산수가 배출되는 방향과 동일하게 중력을 거슬러 올라가는 방향이 된다. 또한 믹싱유닛의 유입구와 유출구는 직선상에 놓이게 된다. 이러한 유입구와 유출구의 직선상 배치는 탄산수의 흐름 방향이 전환되면서 발생하는 흐름 저항을 줄이는 것이다.

다른 실시예에서, 믹싱유닛은, 탄산수가 흐르는 관로 상에 설치되는 조건 하에서 탄산믹서통의 내부가 아닌 탄산믹서통의 외부에 설치되거나, 디스펜서에 설치될 수 있다. 예를 들어 디스펜서에 연결되는 탄산수배출관의 중간에 설치될 수 있다. 또는 믹싱유닛은 디스펜서 내에 부속품으로 장착될 수도 있다. 이렇듯 믹싱유닛은 탄산수가 통과하는 관로에 설치되는 것으로, 그 위치가 탄산믹서통의 내부로 한정되지 않는다. 이러한 경우에도, 믹싱유닛의 내부로 주입되는 탄산수의 방향과, 믹싱유닛을 통과한 후 배출되는 탄산수의 흐름 방향이 바뀌지 아니하므로, 물공급장치 내의 배관 설치에 용이하다.

도 7 내지 도 9에는 실시예에 따른 믹싱유닛이 상세하게 도시되어 있다.

믹싱유닛(500)은 기밀용기(611) 내에서 생성된 탄산수가 배출되는 유로, 즉 탄산수배출관(614)에 연통되는 확산공간(S1)을 내부에 구비한다.

여기서 확산공간(S1)은 탄산수의 흐름 면적을 점차 증대시키는 구간으로, 확산구간을 통과하는 탄산수의 흐름 속도를 낮추고 그에 대한 보상으로 해당 구간을 통과하는 탄산수의 압력을 크게 얻는다. 알려진 바와 같이, 탄산수의 압력이 증가할수록 물에 대한 탄산가스의 용해도가 증가하므로 탄산 가스압을 증대시킬 수 있다.

즉, 믹싱유닛(500)을 거치면서 탄산수의 탄산 가스압은, 믹싱유닛을 거치지 아니한 경우에 비하여 증가하고, 이로써 사용자에게 높은 탄산 가스압을 가진 탄산수를 제공할 수 있게 된다.

또 믹싱유닛(500)은 고압으로 운용되는 탄산믹서통(60)과 대기압인 디스펜서(70) 꼭지 사이에 압력 댐퍼의 기능을 담당한다. 만일 믹싱유닛을 구비하지 않으면서 탄산믹서통의 내부 압력을 높게 운용한다면, 탄산믹서통의 높은 압력이 디스펜서에 그대로 전달되어, 디스펜서에서 탄산수가 고압으로 배출된다. 디스펜서(70)의 꼭지에 가져다 댄 컵에서 고압의 탄산수가 튀어 버리므로 사용자에게 큰 불편을 야기하게 된다.

종래의 기술에 따른 탄산수 공급 장치들은 이러한 문제점으로 인하여 탄산믹서통의 내부 압력을 크게 할 수 없었고, 그에 따라 탄산 가스압을 크게 얻지 못하는 한계가 있어 왔다.

반면에 본 발명에 따른 믹싱유닛(500)은 레귤레이터로의 기능을 수행하여, 탄산수가 온전히 흘러나오도록 한다. 그리하여 종래의 기술에 비하여 탄산믹서통의 압력을 더욱 크게 운용할 수 있게 하고, 물공급장치를 설계할 때에 탄산믹서통의 운용 압력 조건을 다양하게 설정할 수 있도록 하는 여유를 제공한다.

믹싱유닛(500)의 내부에 형성된 확산공간(S1)에 이어 수렴공간(S2)이 형성된다. 이 수렴공간(S2)은 확산공간(S1)을 통과한 탄산수를 한데 모아 다시 탄산수배출관(614)으로 흐르도록 하는 역할을 한다.

물공급장치는 가정용 또는 탁상용으로 사용되기 위하여, 소형 가전으로 제작될 수 있다. 이러한 물공급장치에 구비되는 믹싱유닛도 가능한 소형으로 제작되는 것이 설계 여유를 확보하는 차원에서 유리하다. 믹싱유닛의 작용이 제대로 발현되면서, 가능한 소형으로 제작되기 위하여 확산공간을 최소 사이즈를 한정할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 보다 자세히 설명한다.

도 7을 참고하면, 믹싱유닛(500)은 케이스(3)와 장착부(4)를 포함한다. 장착부(4)는 2 부분으로 나뉘어져 전방몸체(41)와 후방몸체(42)로 구성된다. 전방몸체(41)와 후방몸체(42)로 나누어지는 장착부(4)는 합성수지를 이용하여 제작하기 용이한 장점이 있다. 다른 실시예에서 장착부(4)는 하나의 일체화된 부품으로 제작될 수 있다.

케이스(3)는 장착부(4)의 일부분을 수용하는 공간부(31)가 형성되어 있다. 이 공간부(31)는 케이스(3)에 형성된 유입구(32)와 연통된다. 케이스(3)는 믹싱유닛의 외형을 형성하는 부재로, 케이스(3)의 외부에는 물공급장치의 탄산믹서통의 기밀용기와 결합하기 위한 나사나 플랜지 등이 형성되어 있다.

탄산수가 믹싱유닛의 내부로 들어오게 되는 유입구(32)는 케이스(3)의 전단부에 형성된다. 케이스(3) 후단부에 형성된 공간부(31)는 후방을 향해 개방되어 있다. 공간부(31)의 내주면 둘레에는 장착부(4)와 결합하는 나사산이 형성되어 있다. 공간부(31)는 유입구(32)와 이어지는 전방부터 나사산이 형성된 후단에까지 점차 단면적이 증대되는 원뿔형이다.

장착부(4)는 일단부가 케이스(3)의 공간부 내에 삽입되도록 케이스(3)와 결합된다. 케이스(3)의 내부로 삽입된 장착부(4)의 일부는 원추형상으로 공간부(31) 내에서 케이스(3)의 내면 사이에 확산공간(S1)을 형성한다. 전방몸체(41)의 원추형상 부분의 사이즈는, 케이스(3)에 형성된 공간부(31)보다 작게 형성됨으로써, 케이스(3)의 내면과 전방몸체(41)의 외주면 사이에 간격을 두어, 확산공간이 형성된다.

전방몸체(41)는 일정한 두께로 제작되어 내부는 비어 있다. 전방몸체(41)의 개방된 후단부는 후방몸체(42)의 전단부와 결합된다.

후방몸체(42)는 전방몸체(41)를 고정하면서 케이스(3)에 나사 체결되어, 케이스(3)의 내부에 전방몸체(41)의 위치를 고정시키게 된다. 또한 후방몸체(42)를 관통하는 중공홀이 형성되어 있어, 확산공간(S1)을 통과한 탄산수가 모여 배출되는 수렴공간(S2)을 제공한다. 이 수렴공간(S2)은 후방몸체의 후방에서 유출구(43)과 연통된다.

한편, 후방몸체(42)의 외주면에는 둘레를 따라 함몰되어 확산공간(S1)의 후단부와 연통되는 유동홈(44)이 형성되어 있다. 유동홈(44)의 함몰된 깊이는 전방몸체(41)와 케이스(3) 사이의 폭, 즉 확산공간(S1)의 두께에 비하여 깊게 형성됨으로써, 유동홈(44)이 형성하는 공간의 체적은 확산공간(S1)의 후단부에 비하여 크게 형성된다.

유동홈(44)의 오목한 함몰면에는 유출구(43)와 이어지는 관통홀(45)이 형성되어 있다. 복수의 관통홀이 후방몸체(42)의 중심에서 방사상으로 형성된다. 도시한 실시예에서는 한 쌍의 관통홀(45)이 서로 대향되게 형성되어 있다.

도 8에는 조립된 믹싱유닛의 단면이 도시되어 있다. 장착부(4)의 내부에는 탄산수가 흐르는 유로와 연통되어 있으면서, 이 유로와 역방향으로 연장된 공동(41a)이 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서 공동(41a)은 전방몸체(41)의 내부에 형성된 빈 공간이다. 도면의 상하 방향을 고려할 때에, 확산공간(S1)을 통과한 탄산수는 유출구(43)가 형성된 장착부(4)의 상부로 빠져나가게 된다. 공동(41a)은 탄산수의 주된 흐름 방향과 반대 방향에 빈 공간으로 형성되어 있다.

관통홀(45)을 통과하여 장착부(4)의 가운데로 모이면서 바로 상승하여 배출되는 탄산수의 주된 흐름이, 탄산수의 주된 흐름 방향과 반대 방향에 형성된 공동(41a)에 의해 영향을 받게 된다.

믹싱유닛(500)을 통과하는 탄산수 흐름을 개략적으로 도시한 도 9를 참고하면, 확산공간(S1)을 통과하여 수렴공간(S2)의 내부로 들어온 탄산수는 유출구(43)를 통해 빠져나가는 주된 흐름을 형성한다. 장착부(4)의 내부에 공동(41a)이 형성됨에 따라, 공동(41a)에서는 탄산수의 흐름이 엉키는 난류가 발생하게 된다. 이 난류는 탄산수를 골고루 섞어주는 작용을 하여 배출되는 탄산수의 탄산 가스압을 고르게 한다.

또한 탄산수 배출 초기에 탄산수배출관 등 탄산수 배출 관로에 머무는 기체나 액체 등에 의해 믹싱유닛으로 공급되는 탄산수의 초기 유량이 다소 일정하지 못한 상태에서도, 공동(41a)이 범퍼로 기능하여 디스펜서(70)에서 탄산수가 연속적으로 고르게 배출되도록 한다.

이러한 공동(41a)은 탄산수의 메인 흐름과 반대 방향에 형성되어 난류를 발생시킨다. 수렴공간(S2)에서 주된 흐름은 관통홀(45)을 통과하여 수평으로 이동하면서 모인 후에 상승하여 믹싱유닛(500)을 빠져나가는 것이나, 공동(41a)은 양 관통홀(45)보다 낮은 위치, 즉 탄산수의 주된 흐름 방향에 벗어나 위치하여 빠르게 흐르는 탄산수의 주된 흐름을 거스르는 난류를 쉽게 발생시킨다.

더하여 중력에 대한 믹싱유닛(500)의 설치 방향이 공동(41a)의 기능에 영향을 미친다. 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 공동(41a)이 상부로 개방되도록 설치됨으로써, 탄산수의 배출이 정지되면 믹싱유닛(500)을 미처 빠져나가지 못한 탄산수가 공동(41a)에 고이게 된다. 공동(41a) 내에 고인 탄산수는 믹싱유닛(500)을 통해 새로이 배출되는 탄산수와 섞이면서 난류를 발생을 돕게 된다.

장착부(4)는 케이스(3)에 대하여 위치 이동이 가능하도록 구성된다. 이로써 확산공간(S1)의 단면적을 가변시킬 수 있다.

케이스(3)에 장착부(4)가 나사 체결되므로, 장착부(4)의 회전에 따라 장착부(4)의 삽입 정도가 달라진다. 즉, 후방몸체(42)의 회전에 따라 전방몸체(41)가 케이스의 내부로 이동하거나 그와 반대로 이동함으로써 확산공간(S1)의 단면적을 조절할 수 있게 된다.

확산공간(S1)의 단면적이 변경됨으로써 확산공간(S1)을 흐르는 탄산수의 유량을 조절할 수 있다. 특히 확산공간의 입구의 면적을 유량에 맞추어 조절할 수 있게 한다. 이로써 디스펜서에서 토출되는 탄산수의 유량을 조절할 수 있게 된다. 또한 탄산믹서통의 운용 압력은 탄산믹서통에 공급하는 탄산가스의 압력에 의해 결정되는데, 탄산믹서통의 운용 압력에 따라 확장공간의 단면적을 적절히 조절하여, 디스펜서에서 탄산수가 지나치게 고압으로 토출하지 않도록 조절할 수 있다. 또한 믹싱유닛의 유입구에서 확산공간으로 진입하는 탄산수의 정체를 해소하기 위하여, 유입구의 단면적과 확산공간의 입구의 단면적을 대등하게 맞출 수 있게 한다.

도 10과 도 11에는 장착부를 회전시키기 위한 조절부와 관련된다.

탄산믹서통(60)은 바디(1)에 고정되는 안착케이스(619)에 결합함으로써 미끄럼이 없이 고정된다. 그에 따라 탄산믹서통에 결합되는 믹싱유닛(500)의 케이스(3)도 고정된다. 장착부(4)는 케이스(3)의 상단에 체결되어 있으므로 탄산믹서통(60)에서 믹싱유닛(500)을 분리하지 않은 상태에서도 장착부(4)를 회전시킬 수 있다.

케이스에 대한 장착부를 회전시키기 위하여 펜치 등의 도구를 사용하여 믹싱유닛의 유출구 주변부를 잡아 돌릴 수 있다. 그러나 이러한 방식은 물공급장치의 바디를 개방하여 하고, 다른 구성들의 간섭에 의해 매우 번거롭게 된다.

간편히 장착부(4)를 회전시키고자 조절부(5)가 구비된다. 도시하는 조절부(5)는 장착부 후단의 육각부(46)에 일단부가 결합되는 레버(51)이다. 바디(1)의 일측면에 레버(51)가 통과하는 슬릿(11)을 형성하여, 레버(51)의 일부분이 외부로 돌출되어 있다. 사용자는 바디의 외부로 노출된 레버(51)를 잡고 수평면 상에서 회전시켜 장착부(4)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있다.

다른 실시예에서 조절부는 회전모터, 감속기 등을 이용하여 구성할 수도 있다. 회전모터는 사용자의 조작버튼 누름에 따라 제어모듈에서 작동을 제어하는 것이다. 회전모터에서 공급되는 회전력은 감속기와 같은 동력전달수단을 통하여 장착부에 전달되어, 장착부를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 것이다. 이러한 조절부는 전술한 레버에 비하여 상대적으로 구성이 복잡한 것이지만, 물공급장치의 외관미를 해치지 아니하는 점에서 장점이 있다.

믹싱유닛(500)에 의한 탄산 가스압 증가의 효과는 확산공간(S1)의 형상에 의존적이다.

도 7 내지 도 8에 도시된 실시예에 따른 믹싱유닛(500)에서, 최종 배출되는 탄산수의 탄산 가스압을 증대시키는 사이즈에 대한 실험을 수행하였다.

실험을 위해 케이스(3)의 공간부(31)와 전방몸체(41)의 사이즈를 달리하는 여러 실험예들을 제작하였다. 실험예들의 형상은 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같은 형태이면서, 실험예마다 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)를 달리하도록 하였다. 실험예들의 벌어짐 각도(A)는 24°부터 시작하여 2°씩 증가하도록 구성하였다. 이때, 모든 실험예에서 확산공간(S1)의 길이(L)는 25 밀리미터로 동일하게 하였다.

각 실험예들은 동일한 탄산믹서통(60)에서 공급되는 탄산수가 통과하도록 하였다. 각 실험예에서 배출된 탄산수를 수 초 이내에 탄산 가스압 측정기에 넣어 가스압을 측정하였다. 여기서, 탄산믹서통은 전술한 물공급장치에 장착되어, 온도는 섭씨 4도씨로 세팅하였으며, 탄산가스의 압력은 4 kgf/cm² 로 세팅하여 실험예들 전체에 대하여 동일한 조건이다. 배출된 탄산수의 온도는 5 ℃ 내지 7 ℃이다.

실험 결과에 따르면, 확산공간의 벌어짐 각도(A)가 28°미만인 실험예들에서는 최종 배출된 탄산수의 탄산 가스압이 1 kg/cm² 대에 머무는 것이 확인된다. 확산공간의 벌어짐 각도(A)가 28°전후로 측정된 탄산 가스압이 현격하게 차이나고(벌어짐 각도가 26° 인 때의 탄산 가스압은 1.9 kg/cm² 로 측정되고, 벌어짐 각도가 28° 인때의 탄산 가스압은 3.1 kg/cm²로 측정됨), 벌어짐 각도가 28°를 초과하는 실험예들에서는 벌어짐 각도의 증가에 따라 탄산 가스압이 서서히 증가하다가 감소하는 경향이 관찰되었다.

믹싱유닛(500)을 구비하지 않는 경우에 최종 배출되는 탄산수의 탄산 가스압이 1.5 kg/cm² 수준임을 고려하면, 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)가 적어도 28°이상인 경우에 탄산 가스압의 증가 효과가 발휘된다고 볼 수 있다. 따라서 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)는 28°이상이 바람직하다.

한편, 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)가 45°를 초과하는 경우에는 탄산수가 지나치게 널리 퍼지면서 확산공간을 흐르기 때문에, 탄산수가 모이는 수렴공간에서 탄산수의 흐름이 약하게 형성되는 문제가 있다.

위 실험 결과에 따르면 최종 배출되는 탄산수의 탄산 가스압은, 벌어진 각도가 34°인 실험예에서 최대가 되며, 이후 서서히 감소하기 시작한다. 탄산 가스압의 증대와 원활한 탄산수의 흐름성을 고려할 때에, 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)는 28° 내지 45°로 한다.

이와 달리, 배출되는 탄산수의 탄산 가스압을 높게 하기 위해서는, 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)를 28° 내지 36°로 할 수 있다.

나아가 믹싱유닛은 탁상용 등과 같이 소형으로 제작되는 물공급장치의 사이즈에 따라 가능한 소형으로 제작될 수 있다. 소형으로 제작되는 믹싱유닛은 탄산믹서통의 내부에 장착하거나, 작은 사이즈의 디스펜서 등에 장착될 수 있기 때문에 범용적인 사용이 가능한 장점이 있다. 이와 같이 믹싱유닛(500)을 가능한 소형 사이즈로 제작하려는 경우에서 확산공간(S1)의 벌어짐 각도(A)는 28° 내지 34°로 할 수 있다. 이는 믹싱유닛(500)의 둘레를 작게 하면서 탄산 가스압 증대의 효과를 발휘할 수 있도록 한다.

다른 실험에서 확산공간(S1)의 길이(L)는 적어도 21 밀리미터 이상이 되어야 탄산 가스압의 증대 효과가 발휘됨을 알 수 있었다. 확산공간의 벌어짐 각도를 28°하면서, 확산공간(S1)의 길이(L)를 달리하는 복수의 실험예에 대한 성능 실험에서, 확산공간(S1)의 길이(L)가 20 밀리미터 이하인 경우에는 배출된 탄산수의 탄산 가스압이 1 kg/cm² 중후반 대에 머물러 실질적인 탄산 가스압 증가의 효과가 나타나지 않음을 확인하였다.

반면에 확산공간(S1)의 길이(L)가 21 밀리미터 이상인 실험예에서는 3 kg/cm² 대의 탄산 가스압이 측정되기 시작하고, 확산공간의 길이가 증가함에 따라 3 kg/cm² 후반대의 탄산 가스압이 측정되었다.

결국 의도한 바에 따른 탄산 가스압의 증대 효과를 거두기 위한 확산공간(S1)의 길이(L)는 21 밀리미터 이상임을 알 수 있다. 추측하건대, 확산공간의 길이가 21 밀리미터 미만인 경우에는 탄산수가 확산공간을 빠르게 통과하면서 미처 상승된 압력으로 인한 탄산가스의 용해도 증가의 효과를 얻지 못하는 것으로 보인다.

한편 믹싱유닛(500)을 소형으로 제작하는 경우에 확산공간(S1)의 길이(L)는 21 내지 33 밀리미터로 할 수 있다. 확산공간의 길이를 33 이하로 설계함으로써 탄산믹서통의 내부에 믹싱유닛을 장착하기가 용이해진다.

믹싱유닛은 반드시 소형으로 제작되는 것은 아니다. 탄산수를 제공하는 물공급장치의 사이즈는 대형으로 제작될 수 있으며, 이 경우 유량이 증대됨에 따라 믹싱유닛의 사이즈도 커진다.

도 12 내지 도 13은 온수통과 저수통 사이의 배관에 연결되는 역류방지밸브와 관련된다.

역류방지밸브(800)는 역류하는 물의 흐름에 의해 상승하는 구체(830)가 물이 흐르는 통로를 막아 역류를 방지하는 것이다.

도시된 역류방지밸브(800)는 물이 통과하는 통로(811)를 형성하고 있으며, 이 통로(811)에 연통되고 직경이 큰 중공부(821)를 형성하는 상부하우징(810)과 하부하우징(820), 역류의 흐름에 따라 중공부(821) 내부에서 상승하여 중공부(821) 상단부에 접촉하는 구체(830)를 포함한다. 상부하우징(810)과 하부하우징(820)의 결합부분에는 실링(840)이 개재된다.

이 역류방지밸브(800)는 온수통(40)에서 생성되는 증기에 의해 온수가 배관을 타고 밀려 올라가 저수통(30)으로 역류하는 것을 방지한다.

물공급장치는 실시예에 따라 저수통의 하부에 바로 냉수통이 연이어 설치되는 구성을 채택할 수 있다. 이 경우, 하나의 통부재의 중간에 배리어를 설치하여 상부는 저수통으로 사용하고, 하부는 냉수통으로 사용하는 것이다. 이와 같이 저수통과 냉수통이 일체화된 구성은, 탁상용 정수기와 같이 소형으로 제작되는 물공급장치에서 공간활용도를 좋게 하기 위하여 채택되는 공지된 구성이므로 구체적인 설명은 생략한다. 온수통에서 역류하는 온수는 냉수통의 냉수의 온도를 상승시키므로 바람직하지 않다. 따라서 역류방지밸브를 주로 사용하는 것이다. 전술한 물공급장치에서와 같이 저수통에서 온수통으로 물이 공급되는 물공급장치에서도 온수통의 온수가 저수통으로 유입되는 것은 바람직하지 않다.

구체(830)의 직경은 중공부(821)의 직경보다 작게 형성되지만 중공부(821)와 이어지는 통로(811)의 직경보다는 크게 형성된다. 구체(830)는 중공부(821)에서 상하로 이동 가능하고, 온수의 역류 시에 상승하여 중공부(821) 상단에 형성된 통로(811)에 접촉하여 온수가 크게 통로로 빠져나가지 못하게 한다. 구체(830)의 외주면에는 복수의 함몰홈(831)이 고르게 분포되어 있다.

저수통(30)에서 온수통으로 물이 공급되면 구체(830)는 중공부(821)의 천장면(822)과 떨어지고, 물은 하부하우징(820)의 측면에 형성된 통로를 통해 온수통으로 유입된다. 이때 하부하우징(820)의 측면에 형성된 통로의 중심은 구체(830)가 중공부(821)의 바닥에 위치할 때의 구체 중심보다 낮게 형성되어 있어, 구체가 상기 통로를 막지 못한다. 즉, 하부하우징의 측면 하단에 형성된 통로의 직경보다 직경이 크게 형성된 구체가 중공부의 바닥에 접촉하면서, 상기 통로를 막지 못하게 되므로 저수통에서 온수통으로 원활하게 물이 유동할 수 있는 것이다.

한편 온수통에서 저수통을 향하여 온수가 역행하는 경우, 물살의 흐름에 의해 구체(830)가 상승하여 중공부(821)의 천장면 가운데에 형성된 통로(811)의 둘레(812)에 접촉하게 된다. 중공부(821)의 천장면에서 시작되는 통로(811)의 둘레(812)는 구체(830)의 외주면에 맞추어 모따기가 되어 있다.

이때, 구체(830)의 표면에 형성된 다수의 함몰홈(831)으로 인해 구체(830)가 통로의 둘레(812)를 완벽하게 폐쇄하지는 못한다. 그에 따라 소량의 온수가 모따기된 통로의 둘레(812)와 함몰홈(831) 사이에 형성되는 틈새(832)를 통해 유출될 수 있다. 또한 이 틈새(832)를 통해 온수통 내의 증기 등의 기체가 역류방지밸브(800)를 통과하여 저수통(30)으로 빠져나갈 수 있게 된다.

온수통에서 물이 가열됨에 따라 종종 생성되는 증기는, 온수통의 원활한 오수 배출을 위하여 제거하는 것이 바람직하다. 종래의 기술에서는 디스펜서를 통해 배출하도록 구성하고 있는데, 온수배출관 내에 증기가 크게 잔여하는 경우, 디스펜서에서 온수 물방울이 사용자의 손 등에 튈 위험이 있다.

본 발명에서는 역류방지밸브(800)를 통해 온수통에서 생성된 증기를 저수통(30)으로 배출하도록 하여, 디스펜서(70)에서 온전히 온수가 배출될 수 있도록 한다. 그에 따라 온수통의 내부가 지나치게 과압되는 것을 방지하여 사용상 안전성이 증대된다. 또 별도의 증기배출밸브를 장착할 필요는 없애므로 온수통의 설계와 제작의 용이성을 더한다. 이러한 역류방지밸브는 온수통뿐만 아니라 기포가 발생할 가능성이 있는 냉수통에도 적용될 수 있다. 또한 둘 이상의 저수통을 구비한 물공급장치에서는 저수통들 간의 역류방지 및 공기 방출을 위해 사용될 수 있다.

도 5와 도 14 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 탄산공급부재(400)와 관련된다.

탄산공급부재(400)의 구성 중 레귤레이터(6)는 탄산가스를 고압으로 보관하는 탄산가스통(410)으로부터 탄산믹서통의 운영 압력에 적당하게 탄산가스의 압력을 낮추어 공급하는 것이다.

도시된 실시예에서 레귤레이터(6)는 레귤레이터몸체(62)와 범퍼(63)를 포함한다.

레귤레이터몸체(62)는 탄산가스통(410)로부터 유입되는 탄산가스의 압력을 일정한 압력으로 변환하여 배출시킨다. 또한 이러한 기능을 하기 위하여 밸브를 포함한 각종 요소들을 포함할 수 있다. 한편 일반적으로 사용하는 레귤레이터(6)를 채용할 수도 있다. 레귤레이터몸체(62)는 연결부재(646)를 개재하여 탄산믹서통(60)으로 연결된다.

범퍼(63)는 일단이 탄산가스통(410)에 연결부재(646)를 개재하여 연결되고 다른 일단이 상기 레귤레이터몸체(62)에 일체가 되도록 연결된다. 여기서 범퍼(63)를 레귤레이터몸체(62)에 일체가 되도록 연결한다는 것은 범퍼(63)가 레귤레이터몸체(62)와 직접 또는 결합부재 등에 의해 한 몸이 되도록 연결되는 것을 의미하는 것으로서 배관 등에 의해 레귤레이터몸체(62)와 별도로 배치되는 상태가 아님을 의미한다. 범퍼(63)는 탄산가스통(410)에서 배출된 탄산가스를 머물게 한 후 레귤레이터몸체(62)로 배출한다.

또한 범퍼(63)는 탄산가스가 레귤레이터(6)를 통과하여 흐를 때 탄산가스통(410)에서 배출된 탄산가스의 압력을 일시적으로 낮추는 작용을 한다. 종래의 기술에 따른 레귤레이터는 잘 작동한다고 하여도 배출되는 가스압이 불안정할 수 있다. 이를 개선하기 위하여 정밀한 레귤레이터(6)를 채용하거나 별도로 안정화를 위한 장치를 구비하기에는 비용 및 공간의 제약이 있다.

레귤레이터몸체(62)에 바로 결합되는 범퍼(63)는 레귤레이터(6)를 콤팩트하게 구성할 수 있게 한다. 또한 고압의 탄산가스가 레귤레이터몸체(62)로 유입될 때 레귤레이터몸체(62) 내의 급격한 압력의 변화에도 불구하고 범퍼(63)가 완충역할을 담당한다. 이에 따라 레귤레이터몸체(62)에서 배출되는 배출압력을 정해진 저압으로 일정하게 하는 것이 가능하다.

레귤레이터몸체(62)의 작동은 좁게 형성된 배출홀(647)을 개방 또는 폐쇄하는 개폐부재(641)의 작동에 따라 이루어진다. 개폐부재(641)는 탄산믹서통의 내부의 압력과 사실상 동일하게 유지되는 압력조절공간(642)의 압력 저하에 따라 격벽부(643)가 상승하여 개폐부재(641)를 가압하고, 그에 따라 개폐부재(641)가 상승되면서 배출홀(647)이 개방되어 고압의 탄산가스가 압력조절공간(642)을 거쳐 탄산믹서통(60)으로 유입하게 된다.

압력조절공간(642) 내의 가스압이 충분히 상승됨에 따라 격벽부(643)는 압력에 의해 눌리어 다시 원위치로 복원되고, 개폐부재(641)는 하강하여 원위치로 돌아가면서 배출홀(647)을 막게 된다. 이후 압력조절공간(642)의 가스압이 내려가면 전술한 봐와 같이 개폐부재(641)가 상승하면서 배출홀(647)을 개방하여 압력조절공간(642)을 탄산가스로 채우게 된다.

밸브조절부재(644)와, 이 밸브조절부재의 회전에 따라 격반부를 향하여 더 압축되거나 덜 압축되는 스프링으로 이루어진 밸브가압부재(645)는 격벽부(643)를 일정한 힘으로 눌러주는 구성이다. 밸브조절부재(644)를 회전시킴에 따라 밸브가압부재(645)의 탄성력이 가감되므로 격벽부(643)를 하강시키기 위한 압력조절공간(642)의 요구 압력값을 달리 세팅할 수 있다.

사용예에 있어서, 범퍼로 입력되는 탄산가스의 압력은 60 내지 70 kgf/cm²이고, 탄산믹서통에 주입하고자 하는 탄산 가스압은 대략 3.5 내지 4.5 kgf/cm²로 할 수 있다. 레귤레이터(6)를 통과한 탄산 가스압을 안정되게 하기 위해서는 탄산가스가 범퍼(63)를 통과할 때 어느 정도의 압력 강하가 이루어지도록 할 필요가 있다.

다양한 형상과 사이즈의 범퍼를 이용하여 레귤레이터를 통과한 탄산 가스압이 얼마나 빨리 어느 특정 압력값에 수렴되는지 여부를 실험하였다. 실험결과에 따르면 범퍼(63)의 유입홀(631)의 사이즈는 압력 강화의 효과와 관련되어 일정 수준을 초과하면 충분한 압력 강하 효과를 발휘하지 못하는 것으로 확인하였다. 또한 레귤레이터(6)에서 배출되는 탄산가스의 압력이 빠르게 안정적으로 출력되도록 하려면, 범퍼(63)가 적절한 체적을 가질 필요가 있는 것으로 확인되었다. 즉, 즉 개폐부재(641)가 배출홀(647)을 폐쇄한 상태에서 적정량의 탄산가스가 범퍼(63) 내의 저장공간(S3)에 머물러 있을 필요가 있다.

전술한 탄산가스통의 압력과 탄산믹서통의 요구 압력의 조건에서, 범퍼(63) 내의 저장공간의 체적은 170 ㎣ 내지 275 ㎣ 일 수 있다. 실험결과 저장공간(S3)의 체적이 170 ㎣ 미만인 경우 저장공간(S3)에서 압력의 강하가 너무 낮아 레귤레이터(6)에서 출력되는 탄산가스의 압력이 불안정할 수 있고 저장공간(S3)의 체적이 275 ㎣ 를 초과하는 경우에는 압력의 강하가 너무 커서 레귤레이터(6)에서 출력되는 탄산가스의 압력이 규정압력까지 도달하는 데 시간이 많이 걸릴 수 있다.

실시예에 따른 범퍼를 구비하는 레귤레이터는 소형으로 제작하기 용이하므로, 구성요소들이 집약적으로 배치되는 물공급장치에서 유용한 것이다. 또한 탄산가스가 빠른 시간 내에 적정한 압력으로 탄산믹서통(60)에 공급될 수 있으므로 탄산수의 품질을 향상시키는 것이다.

100 : 물공급장치
1 : 바디 11 : 슬릿 2 : 조작부 21 : 조작버튼 22 : 디스플레이창
200 : 필터수단 210 : 필터
30 : 저수통
300 : 에어공급부 310 : 공기배관부 311 : 유로 312 : 중공부
320 : 부력볼 330 : 스프링부재 340 : 개스킷 350 : 필터
360 : 수위센서
40 : 온수통
411 : 기밀용기 412 : 온수배출관 413 : 공급관 414 : 히터
50 : 냉수통
511 : 기밀용기 511a : 내벽면 512 : 모서리 513 : 냉수배출관
513a : 유입구 514 : 공급관 515 : 주배관 516 : 가지배관
517 : 토출구 518 : 안착케이스
60 : 탄산믹서통
611 : 기밀용기 612 : 드레인배관 613 : 드레인밸브
614 : 탄산수배출관 615 : 공급관 616 : 가지배관 617 : 토출구
618 : 십자배관 619 : 안착케이스 620 : 가스배관
621 : 수위센서 622 : 분쇄부재
500 : 믹싱유닛
S1 : 확산공간 S2 : 수렴공간 A : 벌어짐 각도 L : 길이
3 : 케이스 31 : 공간부 32 : 유입구
4 : 장착부 41 : 전방몸체 41a : 공동 42 : 후방몸체
43 : 유출구 44 : 유동홈 45 : 관통홀 46 : 육각부
5 : 조절부 51 : 레버
70 : 디스펜서
711 : 꼭지 712 : 온수개폐밸브 713 : 냉수개폐밸브
714 : 탄산수개폐밸브
80 : 유체펌프 90 : 가압펌프
90 : 냉각수단
911 : 냉매공급부 912 : 메인공급관 913 : 냉수통도관
914 : 탄산통도관 915 : 냉매흐름제어밸브
400 : 탄산공급부재
410 : 탄산가스통 6 : 레귤레이터 62 : 레귤레이터몸체 63 : 범퍼
631 : 유입홀 S3 : 저장공간 641 : 개폐부재 642 : 압력조절공간
643 : 격벽부 644 : 밸브조절부재 645 : 밸브가압부재
646 : 연결부재 647 : 배출홀
420 : 압력센서 430 : 체크밸브
800 : 역류방지밸브
810 : 상부하우징 811 : 통로 812 : 둘레 820 : 하부하우징
821 : 중공부 822 : 천장면 830 : 구체 831 : 함몰홈
832 : 틈새 840 : 실링

Claims (11)

1. 저수통에서 물을 공급받는 온수통과 냉수통을 구비하고, 물과 탄산가스로부터 탄산수를 생성하는 탄산믹서통을 포함하는 물공급장치에서,
   상기 냉수통과 상기 탄산믹서통을 냉각시키는 냉각수단이 구비되며,
   상기 냉각수단은
   차가운 냉매를 생성하여 공급하는 냉매공급부,
   상기 냉매가 배출되는 메인공급관에서 분기되며, 상기 냉수통과 상기 탄산믹서통에 각기 연결되는 냉수통도관과 탄산통도관 및
   상기 냉수통도관과 상기 탄산통도관을 통해 공급되는 상기 냉매의 흐름을 제어하는 냉매흐름제어밸브를 포함하고,
   
   상기 냉매흐름제어밸브는
   저장하였던 물이 빠져나감이 감지되는 상기 냉수통 또는 상기 탄산믹서통 중 어느 하나에, 상기 냉매의 유량을 편중되게 공급하도록 제어되며,
   
   상기 탄산믹서통에는 내부의 물을 배출시키는 드레인배관과 상기 드레인배관을 개폐하는 드레인밸브가 장착되고,
   상기 드레인밸브의 개방 작동은 서로 다른 기능을 가지는 한 쌍의 조작버튼을 동시에 조작할 때에 이루어지는 것을 특징으로 하는 물공급장치.
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3. 제1항에서,
   상기 냉수통 또는 상기 탄산믹서통에 물이 주입되는 공급관의 끝단부에는
   주입되는 물을 분산시키는 복수의 가지배관이 연결되어 있는 물공급장치.
4. 제3항에서,
   상기 가지배관의 토출구는 상기 냉수통 또는 상기 탄산믹서통의 내부에 설치된 구조물 또는 상기 냉수통 또는 상기 탄산믹서통의 내벽면에 인접되게 위치하여 상기 토출구에서 유출되는 물이 상기 구조물 또는 상기 내벽면을 타고 흐르며 유입되게 하는 물공급장치.
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7. 제1항에서,
   상기 탄산가스는 교체 가능한 탄산가스통에서 공급되는 것으로,
   상기 탄산가스통에 구비된 탄산가스의 측정 압력이 미리 설정된 기준 압력값 이하로 내려가면 사용자에게 교체신호를 발신하는 감지센서부가 구비되는 물공급장치.
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10. 저수통에서 물을 공급받는 온수통과 냉수통을 구비하고, 물과 탄산가스로부터 탄산수를 생성하는 탄산믹서통과 탄산수나 냉온수를 배출하는 디스펜서를 포함하는 물공급장치에서,
    상기 온수통은 상기 저수통에서 유체펌프에 의해 주입되는 물에 의해 저장하던 온수가 밀려나와 상기 디스펜서를 통해 배출되는 기밀용기이고,
    상기 온수통에 물을 채우기 위한 것으로,
    상기 온수통은 대등한 높이에 설치되는 상기 저수통과 상기 디스펜서에 비하여 상대적으로 낮은 높이에 설치되어 있으며,
    온수가 상기 디스펜서로 배출되는 온수배출관을 개폐하는 온수개폐밸브를 개방한 상태에서, 상기 저수통의 물을 주입하여 상기 온수통을 채우다가, 상기 저수통에 구비된 수위센서에 의해 상기 저수통 내의 일정 수위가 감지되면 상기 온수개폐밸브를 잠가 상기 온수통의 수위를 확보하고,
    
    상기 저수통에는
    상기 저수통에 외부의 공기를 흡입하는 에어공급부가 구비되고,
    상기 에어공급부는
    공기가 이동하는 유로를 형성하며, 내부에는 상기 유로와 연통된 중공부가 형성된 공기배관부,
    상기 중공부 내에서 상하로 유동 가능하며, 상기 저수통 내의 수위 상승에 따라 부력에 의해 상승하여 유로를 폐쇄하는 부력볼 및
    상기 부력볼의 하단부를 탄성 지지하여 상기 부력볼의 상승력을 보완하는 스프링부재를 포함하는 물공급장치.
11. 제10항에서,
    상기 물공급장치의 내부 바닥부에는 탄산가스를 검출하는 누설감지센서가 설치되어 있고,
    상기 누설감지센서에 의해 탄산가스의 누출을 확인한 후 사용자에게 이를 경고하는 가스경고부가 구비된 물공급장치.

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