KR20120105662A

KR20120105662A - 냉수 및 얼음 생성 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20120105662A
Application number: KR1020110023229A
Authority: KR
Inventors: 홍현진; 신광식; 김재만; 전두열; 이현우
Original assignee: 웅진코웨이주식회사
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-26

Abstract

본 발명은 냉수탱크로 인한 음용수의 위생상의 문제점을 해결하며, 에너지 및 공간의 활용도가 높은 냉수 및 얼음 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여 수공급원으로부터 공급된 유체로 얼음을 형성하도록 구성된 제 1 냉각수단을 포함하는 얼음 생성부; 수공급원으로부터 공급된 유체로 냉수를 생성하도록 구성된 제 2 냉각수단을 포함하는 냉수 생성부; 상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음을 토출하는 얼음 토출부 및 상기 냉수 생성부에서 생성된 냉수를 토출하는 냉수 토출부를 포함하는 냉수 및 얼음 생성 장치로서, 상기 냉수 생성부는 상기 제 2 냉각수단에 의해 냉각되는 열전달 매체로 냉수로를 지나는 유체가 냉각되도록 구성되며, 상기 냉수 생성부와 상기 추출부 사이가 상기 냉수로의 냉수를 상기 얼음 생성부로 공급하도록 구성되어, 상기 얼음 생성부는 상기 냉수 생성부의 냉수로 얼음을 생성하는 냉수 및 얼음 생성 장치 및 관련 방법을 제공한다.

Description

냉수 및 얼음 생성 장치 및 방법{ICE AND COLD WATER MAKER AND MAKING METHOD}

본 발명은 얼음과 냉수를 함께 생성하는 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 열전달 매체를 통과시켜 냉수를 생성하며, 이렇게 얻어진 냉수로 얼음을 제조하며, 냉수 생성시 사용되는 열전달 매체로 제조된 얼음을 저온으로 유지시켜, 에너지 세이빙 뿐만 아니라 양질의 얼음을 제공하며, 청소 및 내부 배치가 용이한 냉수 및 얼음 생성 장치 및 방법에 대한 것이다.

일반적으로, 얼음 정수기는 수돗물과 같은 원수를 정수하여 사용자에게 정수와 냉수 및/또는 온수 및 얼음을 공급하는 장치이다. 얼음 정수기는 통상적으로 원수를 정수하는 필터부와, 정수를 저장하는 정수 탱크와, 정수를 냉각시켜 저장하는 냉수 탱크와, 얼음을 만드는 제빙 유닛을 구비하며, 정수를 가열하여 저장하는 온수 탱크를 추가로 구비할 수 있다.

이때, 냉수생성 및 얼음 생성을 위하여 냉수 탱크와 제빙유닛을 냉각할 필요성이 있으며, 이를 위하여 냉수탱크와 제빙유닛을 독립적인 냉각유닛을 통하여 냉각하는 방식이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 경우에는 부품수가 증가하여 얼음 정수기 가격이 비싸지고 소비 전력이 커지게 된다는 문제점이 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 하나의 냉각유닛을 이용하여 냉수 탱크의 냉각과 얼음 제조가 가능한 얼음 정수기가 제안되기도 하였으나 하나의 냉각유닛을 이용하는 경우에는 증발기를 공유해야 하기 때문에 제빙과 냉수 제조를 동시에 하는 것이 불가능하다는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 얼음 정수기의 문제점을 해결하기 위하여 특허 제1001297호는 얼음을 얼음 저장부와 냉수탱크에 선택적으로 투입하는 방식을 개시하고 있다.

도 1a 및 1b 에 도시된 바와 같이, 상기 특허 제1001297호에 개시된 얼음 정수기(1)는 제빙용 물받이(10)에 수용된 제빙용 원수에 제빙유닛(11)의 침지관(12)를 침지시켜 얼음을 생성한다.

제빙용 물받이(10)는 힌지(13)를 중심으로 모터(미도시)에 의해 회전 가능하며, 제빙용 물받이(10)에 침지되어 있을 때 얼음을 생성하고, 제빙용 물받이(10)가 빠져나왔을 때, 침지관(12)으로부터 탈빙된 얼음은 경사판(15) 및 가이드 부재(17)에 의해서, 냉수 탱크(30) 혹은 얼음 저장부(20)로 공급된다.

그러나, 이러한 종래의 얼음 정수기(10)는 얼음을 이용하여 냉수탱크를 냉각하기 때문에, 필연적으로 얼음 생성부의 하방에 냉수탱크가 배치되어야 한다. 즉, 냉수탱크의 상부에 얼음 생성부가 배치되기 때문에, 냉수탱크로는 손이 들어갈 수 없어 냉수탱크를 청소하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

특히, 냉수탱크의 경우 음용수가 장기간 정체되는 곳으로, 청소를 못할 경우 위생상 문제가 될 수 있다.

또한, 별도의 펌프(50)가 없는 경우에, 냉수의 취수부는 냉수탱크보다 아래에 위치하여야 하므로, 정수기의 높이가 높아진다는 문제점이 있다. 또한, 얼음 저장부와 얼음 저장부보다 온도가 높은 냉수탱크가 붙어있어서, 얼음 저장부의 온도가 상승하게 되며, 그에 따라 얼음의 일부가 녹아 얼음끼리 붙어 버리거나, 얼음의 크기가 작아져서 사용자의 만족도가 내려가는 문제점이 있다.

또한, 얼음 제조 후, 그를 통하여 냉수를 생성하기 때문에, 냉수 생성 응답이 즉각적이지 못할 뿐만 아니라, 그로 인하여 불필요하게 냉수 제공을 준비하여야 하기 때문에 에너지 낭비도 크다는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉수탱크로 인한 음용수의 위생상의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 별도의 펌프와 같은 추가의 구성의 필요 없이 취수부의 형성이 가능하여, 에너지 및 공간의 활용도가 높은 냉수 및 얼음 생성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 얼음 제조 후 보관 과정에서의 인접 얼음과의 달라붙음 혹은 녹아서 얼음 사이즈 감소의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 응답성이 빠를 뿐만 아니라 에너지 활용이 높은 냉수 및 얼음 생성장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 냉수 및 얼음 생성 장치를 제공한다.

본 발명은 유입된 유체로 얼음을 형성하도록 구성된 제 1 냉각수단을 포함하는 얼음 생성부; 유입된 유체로 냉수를 생성하도록 구성된 제 2 냉각수단을 포함하는 냉수 생성부; 상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음을 토출하는 얼음 토출부 및 상기 냉수 생성부에서 생성된 냉수를 토출하는 냉수 토출부를 포함하는 냉수 및 얼음 생성 장치로서, 상기 냉수 생성부는 상기 제 2 냉각수단에 의해 냉각되는 열전달 매체로 냉수로가 냉각되도록 구성되며, 상기 냉수 생성부와 상기 추출부 사이가 상기 냉수로의 냉수를 상기 얼음 생성부로 공급하도록 구성되어, 상기 얼음 생성부는 상기 냉수 생성부의 냉수로 얼음을 생성하는 냉수 및 얼음 생성 장치를 제공한다.

이 때, 상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음을 저장하는 얼음 저장부가 상기 냉수 생성부의 열전달 매체에 의해 냉각되도록 상기 얼음 저장부에 이웃하여 상기 냉수 생성부가 배치될 수 있으며, 열전달 매체에 의해서 얼음 저장부가 냉각되므로, 얼음 저장부에서 얼음 크기의 감소 혹은 얼음끼리의 달라붙음의 문제가 발생하지 않게된다.

본 발명에서 상기 냉수 생성부는 상기 얼음 저장부의 하방에서 얼음 저장부의 하나 이상의 면과 접촉하도록 구성될 수 있으며, 얼음 저장부에서 주로 얼음이 접촉하는 하부를 냉각시킴으로써, 얼음 저장부의 냉각의 효과를 높일 수 있다.

본 발명에서는 상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음이 상기 냉수 생성부의 열전달 매체에 의해 냉각되도록 상기 냉수 생성부가 얼음을 보관하는 얼음 저장부로 구성될 수 있다. 본 발명에서 얼음 저장부가 냉수 생성부에 의해 구성됨으로써, 얼음 저장부의 케이스로 인한 열전달 효율 감소 혹은 불필요한 에너지 낭비를 막을 수 있으며, 냉수 생성부의 열전달 매체에 의한 얼음 저장부의 냉각의 효과가 높아질 수 있다.

이 때, 상기 냉수 생성부는 열전달 매체를 보유하는 케이스 형상이 얼음을 보관하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 케이스 내부에 충진된 열전달 매체 내부에 제 2 냉각수단이 배치되며, 상기 케이스 외측으로 냉수로가 형성되어, 열전달 매체는 일측으로는 얼음의 냉각 상태를 유지하며, 타측으로는 냉수로를 지나는 유체를 냉각하도록 구성될 수 있다.

다르게는 상기 케이스 내부에 충진된 열전달 매체 내부로 제 2 냉각수단 및 냉수로가 배치될 수도 있다.

또한, 본 발명의 상기 얼음 저장부는 얼음 저장부 내부의 온도를 측정하는 제 1 센서를 포함하며, 상기 냉수 생성부는 열전달 매체의 온도를 측정하는 제 2 센서를 포함하며, 상기 제 1 센서와 상기 제 2 센서에 연결되며, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서에서 측정된 값에 따라서, 상기 제 2 냉각수단을 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 그에 따라서, 냉수 생성이 없을 때에도 얼음 저장부의 온도 유지를 유지가 가능하다.

이 때, 상기 제어부는 상기 제 1 센서에서 측정된 값이 제 1 설정값보다 큰 경우 혹은 제 2 센서에서 측정된 값이 제 2 설정값보다 큰 경우에 상기 제 2 냉각수단을 동작시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 열전달 매체는 물보다 어는 점이 낮은 물질일 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 수공급원은 필터를 포함하는 정수부인 것이 바람직하다.

다르게는 본 발명은 수공급원으로부터 공급되는 유체를 냉각하여 냉수 및 얼음으로 생성하는 냉수 및 얼음 생성 방법으로, 수공급원으로부터의 수압으로 토출되면서 냉수를 생성하도록, 냉각수단에 의해 냉각된 열전달 매체로 유체를 통과시킴으로써 유체를 냉각시키고, 상기 냉각된 유체로 얼음을 생성하는 냉수 및 얼음 생성 방법을 제공한다.

또, 상기 생성된 얼음은 얼음 저장부에 보관되며, 냉수를 생성하도록 수공급원으로부터의 유체를 냉각시킬 때, 상기 냉각 수단으로 상기 얼음 저장부를 함께 냉각시킬 수 있다.

나아가, 수공급원으로부터의 유체 공급이 차단되었을 때에도, 상기 얼음 저장부의 온도가 기설정값 이상인 경우에는 상기 냉각수단을 동작시켜 상기 얼음 저장부를 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 열전달 매체의 온도가 0℃ 초과인 경우 상기 냉각수단을 동작시켜 상기 얼음 저장부를 냉각시킬 수 있다.

도 1a 및 도 1b 는 종래의 얼음 정수기의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 냉수 및 얼음 생성 장치의 수배관도 및 냉매 배관도이다.
도 3 은 본 발명의 냉수 및 얼음 생성 장치의 개략사시도이다.
도 4a ~ 4c 는 본 발명의 얼음 저장부 및 냉수 생성부의 개략도이다.
도 5a ~ 5c 는 본 발명의 냉수 생성부의 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 냉수 생성부의 냉각수단의 제어 순서도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 2 에서는 본 발명의 냉수 및 얼음 생성 장치의 수배관도 및 냉매 배관도이다. 도 2 에서 보이듯이, 원수부(110)로부터 공급되는 물은 필터부(120)를 통과한 후 분기부(125)에서 분기하여 바로 솔레노이드 밸브(122)를 거쳐서 토출부인 토출 코크(124)로 추출되거나, 냉수 생성부(150)를 거친 후 솔레노이드 밸브(123)를 거쳐서 토출 코크(124)로 추출된다.

본 실시예에서는 필터부(120)를 거친 정수가 수공급원으로 제공되나, 필요에 따라서는 다른 장치에서 공급되는 물이 사용될 수도 있다. 필터부(120)는 RO 타입 필터와 펌프, 나노트렙 필터, UF 필터 중 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 냉수 생성부(150)를 거쳐서 냉각된 냉수는 분기점(126)에서 분기되어 솔레노이드 밸브(121)를 거친 후 얼음 생성부(130)으로 공급되어 얼음을 만드는데 사용된다. 얼음 생성부(130)에서 생성된 얼음은 얼음 저장부(140; 도 3 참조)에 저장된 후 얼음 토출부(미도시)를 통하여 토출된다.

수공급원으로부터의 정수 공급이 중단되어 추출이 끝난 후에, 솔레노이드 밸브(127)가 열리고, 잔수 제거부로서의 에어 펌프(129)로부터의 공기가 공급되어, 유로 내부에 있는 잔수를 제거한다. 이렇게 에어 펌프(129)가 동작되는 경우 냉수 생성부(150) 후방에 위치하는 솔레노이드 밸브(128)가 개방되며, 잔수가 드레인된다.

다르게는, 냉수 생성부(150)를 통과하는 유로는 순환 경로를 형성시키며, 펌프를 통하여, 물을 계속적으로 순환시킴으로써, 냉수 생성부(150)를 통과하는 냉수로(154; 도 3 참조)의 잔수에 의해서 냉수로(154)가 막히는 일이 없도록 구성될 수 있다.

만일, 정량 추출인 경우에는 잔수가 남지 않도록, 에어 펌프(129)를 구동하여 정량을 맞추는 방법도 가능하다.

도 2 의 수배관도에서 분기점(125, 126)은 3 웨이 유로로 구성되나, 유로 전환 밸브를 사용하여 구성될 수도 있다.

한편, 도 2 에서는 냉매 배관도 역시 도시되어 있는데, 냉매 배관도의 경우에 압축기(171)에서 압축된 냉매는 응축기(170)를 거친 후 분기되어, 솔레노이드 밸브(172, 173)의 개폐에 따라서, 냉수 생성부(150)와 얼음 생성부(130)로 선택적으로 공급된다.

얼음 생성부(130)로 공급되는 냉매는 솔레노이드 밸브(172), 모세관(174)을 거친 후 얼음 생성부(130)의 제 1 증발기(131; 도 3 참고)를 거치면서 얼음을 생성한다. 그 후 다시 압축기(171)로 복귀하며 싸이클을 이루게 된다.

냉수 생성부(150)로 공급되는 냉매는 솔레노이드 밸브(173), 모세관(175)을 거친 후 냉수 생성부(130)의 제 2 증발기(151; 도 3 참고)를 거치면서, 제 2 증발기 주변의 열전달 매체(159; 도 4 참고)를 냉각한다. 열전달 매체(159)를 냉각시킨 냉매는 다시 압축기(171)로 복귀하며, 싸이클을 이루게 된다.

이러한 냉매 배관도 및 수배관도에서 각각의 솔레노이드 밸브(121, 122, 123, 172, 173) 및 압축기(171)는 제어부(190)에 의해서 제어되며, 제어부(190)는 사용자의 조작 혹은 센서에 의해서 감지되는 조건에 따라서 각각의 솔레노이드 밸브(121, 122, 123, 172, 173)의 개폐 혹은 압축기의 구동/비구동을 조작하게 된다. 이에 대하여는 나중에 도 6 과 함께 자세히 설명하도록 한다.

도 3 에는 본 발명의 개략 사시도가 도시되어 있다. 도 3 에서 보이듯이, 얼음 생성부(130)는 제 1 증발기(131)와 상기 제 1 증발기(131)의 일부로서 제빙용 물받이(135)의 냉수에 침지되어 직접 얼음을 얼리는 침지관(132), 냉수가 유입되는 제빙용 물받이(135) 및 이를 구동시키는 구동부(136)를 구비한다. 제빙용 물받이(135) 외에 보조 물받이(미도시)를 구비하여 제빙용 물받이(135)의 물이 얼음 저장부(140)로 유입되지 않도록 막을 수 있다.

얼음 생성부(130)의 하방에는 얼음 저장부(140)가 배치되며, 얼음 저장부(140)는 케이스(145) 내부에 스크류(147) 및 이에 연결되며, 케이스 외부에 배치되어 구동하는 구동부(146)를 포함하며, 상기 얼음 생성부(130)에서 생성된 얼음은 얼음 저장부(140)로 낙하된다. 얼음 저장부(140)로 낙하된 얼음은 내부에서 보관되다가 사용자의 요청이 있는 경우에 스크류(147)가 회전되어 토출부(미도시)로 밀려서 나오게 된다.

도 3 에서 스크류(147)는 수평으로 형성되어 있으나, 얼음 저장부(140)보다 높은 위치에서 추출하기 위하여 얼음 저장부(140) 및 스크류(147)를 수평에 대하여 경사지게 배치하여 스크류(147)의 회전에 의해서 얼음을 위로 끌어 올리는 것도 가능하다.

도 3 에서는 침지식 얼음 생성부(130)를 개략적으로 도시하였으나, 이와 같은 방식 외에 다른 방식으로 얼음 생성할 수도 있으며, 공지된 다양한 방식의 얼음 생성부가 사용될 수 있다.

도 3 에서 보이듯이, 얼음 저장부(140)의 옆에는 냉수 생성부(150)가 배치되나, 후술하듯이 다양한 형태로 냉수 생성부(150)의 위치가 정해질 수 있다. 냉수 생성부(150)는 케이스(155) 내부에 열전달 매체(159)가 충전되어 있으며, 그 내부로 제 2 증발기(151) 및 냉수로(154)가 배치된다.

제 2 증발기(151)는 U 자형으로 형성되어 열전달 매체(159)를 냉각시킨다. 열전달 매체는 통상의 아이스팩에 수용되는 물질과 같이, 물보다 어는 점이 낮은 물질이거나, 물보다 냉각 온도 유지가 오랫동안 유지되는 물질이 바람직하다. 제 2 증발기(151)는 열전달 매체를 냉각시키며, 열전달 매체(159)는 빙축열을 사용하여, 열전달 매체(159)를 지나는 냉수로(154)의 유체를 냉각시킨다.

본 발명에서 냉수로(154)는 열전달 매체(159)에서 충분한 열교환이 이루어지도록 나선형으로 감기거나, 넓게 퍼져서 열전달 매체(159)와의 접촉 시간 혹은 접촉 면적을 충분히 확보하도록 구성된다. 도 3 에서는 냉수로(154)가 열전달 매체(159) 내부에서 제 2 증발기를 중심으로 나선형으로 감기는 구성을 가지며, 후술할 도 5 에서는 열전달 매체(159)의 일면을 타고 지나가서 접촉 면적이 증대되는 방식으로 구성되어 있다.

이와 같이, 냉수 생성부(150)는 수공급원, 즉 필터부(120)를 통과한 유체가 냉수 생성부(150)를 통과하면서 열전달 매체(159)와의 열교환으로 냉수가 된다. 따라서, 별도의 냉수 탱크는 필요 없는 직수식 냉수 생성이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 냉수 탱크 없이 수공급원으로부터의 유체가 바로 냉각되기 때문에, 수공급원으로부터의 수압을 활용할 수 있다. 즉, 별도의 펌프 없이도, 도 3에서와 같이 냉수 생성부(150)가 낮은 위치(h1)에 배치되더라도 높은 위치(h3)의 토출 코크(124)로 취수하는 것이 가능하다. 또한, 냉수 생성부(150)가 얼음 저장부(140)의 냉각을 위하여 얼음 저장부(140)에 이웃하여 배치될 때, 얼음 저장부(140)의 상방(h2)에 위치하는 얼음 생성부(130)의 제빙용 물받이(135)로 냉수를 공급할 때 역시 별도의 펌프 없이도 가능하다.

도 4a ~ 도 4c 에는 본 발명에서 얼음 저장부(140)와 냉수 생성부(150)의 다양한 배치가 나타나 있다.

도 4a 에서 보이듯이, 본 발명에서는 얼음 저장부(140)가 냉수 생성부(150)의 열전달 매체(159)에 의해서 냉각될 수 있도록 얼음 저장부(140)의 측면에 냉수 생성부(150)를 배치하며, 냉수 생성부(150)의 열전달 매체(159)는 냉수 생성부(150)의 케이스(155), 얼음 저장부(140)의 케이스를 통하여 얼음 저장부(140) 내부의 얼음을 냉각한다. 얼음 저장부(140)와 냉수 생성부(150)를 둘러싸고 단열재가 배치되어, 냉수 생성시를 제외하고는 냉수 생성부(150)와 얼음 저장부(140)의 열전달만이 일어나도록 하는 것이 바람직하다.

종래의 얼음 저장부 역시 단열되어 저온의 상태가 유지되었으나 얼음의 사용이 없는 경우에, 외부 열의 유입이 누적되어 얼음 저장부의 얼음이 녹아버리는 문제점이 있으며, 얼음이 녹으면 후에 온도가 다시 떨어져 얼게 되면 인접하는 얼음과 붙어버려, 얼음의 토출에 문제를 가져온다.

하지만, 본원의 경우, 장기간 얼음의 사용이 없더라도 냉수 생성부(150)의 열전달 매체(159)와의 열교환으로, 저온의 상태가 유지될 수 있으므로, 종래의 얼음 저장부와 같은 문제는 발생하지 않는다.

도 4b 에서는 본 발명의 얼음 저장부(140)의 아래에 냉수 생성부(150)가 배치되는 구성이 도시되어 있다. 얼음은 중력에 의해서 아래에 많이 쌓이므로, 가장 열교환이 많이 필요한 얼음 저장부(140)의 하부에 냉수 생성부(150)를 배치하여, 열교환이 필요한 부분에 바로 일어날 수 있도록 구성된다.

또한, 도 4c 에서는 얼음 저장부(140)의 아래에 냉수 생성부(150)가 배치될 뿐만 아니라, 냉수 생성부(150)의 케이스의 형상이 얼음 저장부(140)의 형상의 측면 형상에까지 대응되도록 형성되어, 얼음 저장부(140)와의 열교환이 보다 잘 일어나도록 구성될 수 있다.

다르게는, 얼음 생성부(130)에서의 얼음의 낙하를 방해하지 않으면서 얼음 저장부(140)와는 열교환하도록 얼음 저장부(140)의 상부에 배치될 수도 있다.

도 5a 내지 도 5c 에서는 얼음 저장부(140)와 냉수 생성부(150)의 열교환이 보다 원활히 일어날 수 있도록, 얼음 저장부(140)가 냉수 생성부(150)의 케이스(155)에 의해서 구성되는 실시에가 도시되어 있다.

도 5a 에서 보이듯이, 얼음 저장부(140)는 냉수 생성부(150)의 케이스(155)에 의해서 구성되며, 얼음 저장부(140)의 내부에는 스크류(147)가 배치되어, 내부에 저장된 얼음을 얼음 토출부로 이동 및 토출되게 하는 것은 도 3 과 동일하므로, 구체적인 얼음 저장부(140)의 스크류(147) 관련 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 5a ~ 5c 의 실시예에서, 냉수 생성부(150)가 얼음 저장부(140)를 구성하므로, 이에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다. 도 5a 및 5b 에 도시되어 있듯이, 얼음 저장부(140)의 밑면 및 측면이 냉수 생성부(150)의 케이스(155)로 구성된다. 냉수 생성부(150)의 케이스(155)의 내부에는 열전달 매체(159) 및 이를 냉각하기 위한 제 2 증발기(151)가 배치된다. 열전달 매체(159)의 내부에는 온도 센서(182)가 배치되며, 얼음 저장부(140)의 내부에도 온도 센서(181)가 배치된다.

또한, 냉수로(154)는 케이스(155)의 외면을 타고 넓게 흐르도록 구성되며, 일측 면에서 유입되어, 측면, 밑면, 타측면 순서로 흐르면서 냉수로 냉각된다. 냉수로(154)의 외측에는 단열재(160)가 배치되어 외부와의 열교환이 발생하는 것을 막는다.

이와 같이 구성하는 경우에, 얼음 저장부(140)를 냉각시키는 데 유리하면서도, 냉수로(154)를 냉각시키는 것도 가능하다는 장점이 있다.

얼음 저장부(140)의 전면 및 후면은 냉수 생성부(150)의 케이스(155)가 아닌 다른 부품으로 구성하며, 전면 및 후면에는 얼음 저장부(140)의 스크류 등 얼음 추출을 위한 부품이 구비될 수 있다.

도 5b 에는 본 발명의 냉수 생성부(150)의 케이스(155), 제 2 증발기(151) 및 열전달 매체(159)의 부품 사시도가 도시되어 있다. 도 5b 에서 보이듯이, 제 2 증발기(151)는 케이스(155)에 충전된 열전달 매체(159)를 균일하게 냉각시키도록 사형으로 구성된다.

다르게는 도 5c 와 같이, 제 2 증발기(151)는 케이스(155)의 일부에만 배치될 수도 있다. 즉, 케이스(155)의 하면에만 제 2 증발기(151)가 배치되어, 열전달 매체(159)를 냉각시킬 수도 있다.

이 외에도, 하나 이상의 면에 증발기를 배치, 예를 들면, 후면과 하면에 증발기를 배치하거나, 혹은 냉수 생성부(150)의 케이스(155)가 얼음 저장부(140)의 하나 이상의 면을 형성하도록 구성될 수 있음은 물론이다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 얼음을 생성하는 냉각수단으로서의 제 1 증발기(131), 냉수를 생성하는 냉각수단으로서의 제 2 증발기(151)를 구비하며, 제어부(190)를 통하여, 이 둘에 공급되는 냉매를 조절하는 것이 가능하다. 또한, 제 2 증발기(151)를 포함하는 냉수 생성부(150)는 유체를 저장하지 않고, 유체가 흐르면서 냉각되도록 구성되어, 수공급원으로부터의 수압을 이용하는 것이 가능하며, 그로 인하여, 냉수 생성부(150)는 다양한 위치에 배치되는 것이 가능하다.

특히, 냉수 생성부(150)는 얼음 저장부(140)에 이웃하게 배치되며, 그로 인하여, 얼음 저장부(140)는 냉수 생성부(150)와 열교환하면서, 얼음이 녹지 않는 저온을 유지하는 것이 가능하다. 즉, 냉수 생성부(150)는 냉수로(154)의 유체를 냉각시킬 뿐만 아니라, 얼음 저장부(140)도 함께 냉각시킨다. 이와 같이 본 발명이 구성되면, 얼음 저장부(140)는 양질의 얼음을 제공하는 것이 가능하다.

본 발명에서는 제어부(190)를 온도 센서(181, 182)에 연결함으로써, 냉수 생성부(150)의 제어와 함께, 얼음 저장부(140)의 온도 조절도 가능하며, 이에 대한 제어 순서도가 도 6 에 도시되어 있다.

도 6 에서 보이듯이, 얼음 저장부(140)에 배치된 온도 센서(181)의 온도(S1)가 제 1 설정값(예를 들면, 0℃) 이상인 경우(S100), 얼음 저장부(140)의 얼음이 녹게 되므로, 냉수 생성부(150)쪽 솔레노이드 밸브(173)를 개방하며(S110), 압축기(171)를 구동시켜(S120), 냉매의 순환이 일어나게 한다.

따라서, 얼음 저장부(140)의 열전달 매체(159)가 제 2 증발기(151)에 의해서 냉각되며, 동시에, 얼음 저장부(140) 역시 냉각되게 된다. 얼음 저장부(140)가 충분히 냉각되어 상기 제 1 설정값 미만이 되는 경우(S130)에는 압축기(171)의 구동을 중단(S140)시키며, 냉수 생성부(150)쪽으로의 솔레노이드 밸브(173) 역시 차단하게 된다(S150).

냉매가 공급되고 압축기(171)가 구동되어도 온도가 내려가지 않은 경우에는 냉매 싸이클을 지속적으로 구동시킨다. 또, 열전달 매체(159)의 경우에 아이스팩에 충진되는 물질과 같이 빙축열이 많은 물질이 사용되므로, 이와 같은 제어는 빈번하게 발생하지 않을 수 있다.

또한, 냉수 생성부(150) 내부의 열전달 매체(159)의 온도를 측정하는 온도 센서(182)의 온도(S2)가 제 2 설정값, 예를 들면 0℃ 이상인 경우에, 충분히 낮은 온도로 냉수가 생성되지 않을 수 있을 뿐만 아니라, 열전달 매체(159)가 얼음 저장부(140)로 열을 공급하게 되므로, 열전달 매체(159)를 냉각시킬 필요가 있는 것으로 판단하여, 냉수 생성부(150)쪽 솔레노이드 밸브(173)를 개방하며(S110), 압축기(171)를 구동시켜(S120), 냉매의 순환이 일어나게 한다.

따라서, 얼음 저장부(140)의 열전달 매체(159)가 제 2 증발기(151)에 의해서 냉각된다. 열전달 매체(159)가 충분히 냉각되어 0℃ 미만이 되는 경우(S130)에는 압축기(171)의 구동을 중단(S140)시키며, 냉수 생성부(150)쪽으로의 솔레노이드 밸브(173) 역시 차단하게 된다(S150).

위와 같이 본 발명의 경우에, 냉수 생성부(150)의 열전달 매체(159) 또는 얼음 저장부(140)의 온도(S1, S2)를 측정하고, 이를 설정된 온도와 대비함으로써, 얼음 저장부(140)에 저장된 얼음의 품질 및 냉수 생성부(150)에 의해서 생성되는 냉수의 품질 모두를 제어하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 경우에 종래의 얼음을 통하여 냉수를 생성하는 얼음 정수기와는 달리 열전달 매체를 통하여, 냉수를 생성하는 방식을 취하므로, 냉수 생성에 대한 응답성, 즉, 얼음을 제조, 낙하하는 과정이 없으므로 냉각 효과가 즉각적으로 발현될 수 있다.

또, 열전달 매체의 빙축열을 사용하여 냉각 효과를 저장해 놓아서, 빈번하게 냉각시킬 필요도 없게 되며, 냉매를 빈번하게 가동시킬 필요가 없다.

따라서, 본 발명은 종래에 비하여 에너지 세이빙이 가능하며, 그 성능 역시 증대될 수 있다.

아래의 표 1 에는 도 1a 에 도시된 정수기(비교예)와 본 발명의 정수기(실시예)로 물을 냉수로 연속 추출하였을 때 성능이 나타나 있다. 비교예와 실시예는 동일한 체적의 시스템으로 구현하였다.

	실시예	비교예
냉수로 연속 추출량	1.6L	1.2L

위 표 1 에서 보이듯이, 비교예의 경우에 얼음을 생성, 녹이는 등의 단계가 필요하여 연속 추출량이 제한되나, 실시예의 경우에 빙축열을 이용하여 냉수를 생성하므로, 연속 추출량이 증대되어 냉수 성능이 개선된 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 냉매를 활용하는 냉각방식으로 설명을 하였으나, 냉매가 아닌 다른 방식의 냉각방식, 예를 들면, 열전소자를 활용한 냉각방식이 사용될 수 있음은 물론이다.

110: 원수부 120: 필터부
121, 122, 123, 172, 173: 솔레노이드 밸브
130: 얼음 생성부 131: 제 1 증발기
135: 제빙용 물받이 140: 얼음 저장부
145: 케이스 147: 스크류
150: 냉수 생성부 151: 제 2 증발기
154: 냉수로 155: 케이스
159: 열전댈 매체 160: 단열재
171: 압축기 170: 응축기
174, 175: 모세관 181, 182: 온도 센서
190: 제어부

Claims

유입된 유체로 얼음을 형성하도록 구성된 제 1 냉각수단을 포함하는 얼음 생성부;
유입된 유체로 냉수를 생성하도록 구성된 제 2 냉각수단을 포함하는 냉수 생성부;
상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음을 토출하는 얼음 토출부 및
상기 냉수 생성부에서 생성된 냉수를 토출하는 냉수 토출부를 포함하는 냉수 및 얼음 생성 장치로서,
상기 냉수 생성부는 상기 제 2 냉각수단에 의해 냉각되는 열전달 매체로 냉수로를 지나는 유체가 냉각되도록 구성되는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 얼음 생성부는 상기 냉수 생성부에서 생성된 냉수로 얼음을 생성하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음을 저장하는 얼음 저장부가 상기 냉수 생성부의 열전달 매체에 의해 냉각되도록 상기 얼음 저장부에 이웃하여 상기 냉수 생성부가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 냉수 생성부는 상기 얼음 저장부의 하방에서 얼음 저장부의 하나 이상의 면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 얼음 생성부에서 생성된 얼음이 상기 냉수 생성부의 열전달 매체에 의해 냉각되도록 상기 냉수 생성부가 얼음을 보관하는 얼음 저장부로 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 냉수 생성부는 열전달 매체를 보유하는 케이스 형상이 얼음을 보관하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 케이스 내부에 충진된 열전달 매체 내부에 제 2 냉각수단이 배치되며, 상기 케이스 외측으로 냉수로가 형성되어, 열전달 매체는 일측으로는 얼음의 냉각 상태를 유지하며, 타측으로는 냉수로를 지나는 유체를 냉각하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 케이스 내부에 충진된 열전달 매체 내부로 제 2 냉각수단 및 냉수로가 배치되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 얼음 저장부는 얼음 저장부 내부의 온도를 측정하는 제 1 센서를 포함하며, 상기 냉수 생성부는 열전달 매체의 온도를 측정하는 제 2 센서를 포함하며,
상기 제 1 센서와 상기 제 2 센서에 연결되며, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서에서 측정된 값에 따라서, 상기 제 2 냉각수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제 1 센서에서 측정된 값이 제 1 설정값보다 큰 경우 혹은 제 2 센서에서 측정된 값이 제 2 설정값 보다 큰 경우에 상기 제 2 냉각수단을 동작시키는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열전달 매체는 물보다 어는 점이 낮은 물질인 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 얼음 생성부 및 냉수 생성부에는 필터를 통과한 정수가 유입되는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
추출이 끝난 후, 상기 냉수 생성부를 통과하는 냉수로의 잔수를 제거하는 잔수 제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 장치.
수공급원으로부터 공급되는 유체를 냉각하여 냉수 및 얼음으로 생성하는 냉수 및 얼음 생성 방법으로,
수공급원으로부터의 수압으로 토출되면서 냉수를 생성하도록, 냉각수단에 의해 냉각된 열전달 매체로 유체를 통과시킴으로써 유체를 냉각시키는 냉수 및 얼음 생성 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 열전달 매체에 의해 냉각된 유체로 얼음을 생성하는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 생성된 얼음은 얼음 저장부에 보관되며,
냉수를 생성하도록 수공급원으로부터의 유체를 냉각시킬 때, 상기 냉각 수단으로 상기 얼음 저장부를 함께 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 방법.
제 16 항에 있어서,
수공급원으로부터의 유체 공급이 차단되었을 때에도, 상기 얼음 저장부의 온도가 기설정값 이상인 경우에는 상기 냉각수단을 동작시켜 상기 얼음 저장부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 열전달 매체의 온도가 0℃ 초과인 경우 상기 냉각수단을 동작시켜 상기 얼음 저장부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 방법.
제 15 항에 있어서,
상기 수공급원은 필터를 포함하는 정수부인 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 방법.
제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
냉수 생성 후 냉수 생성 유로에 남아 있는 잔수를 제거하도록 잔수를 불어내는 것을 특징으로 하는 냉수 및 얼음 생성 방법.