KR101611706B1 - 탄산수 제조 장치, 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 탄산수 제조 장치, 탄산수 제조장치가 구비된 냉장고 및 그 제어 방법은, 물과 이산화탄소가 혼합되는 제조 탱크의 내부로 이산화탄소 가스를 설정된 시간 동안 지속적으로 주입하여 한번에 원하는 농도의 탄산수를 만들어 사용자에게 제공할 수 있도록 하여, 탄산수의 제조 시간을 단축시키고 탄산수의 제조 성능을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

탄산수 제조 장치, 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고 및 그 제어 방법{ Apparatus for producing carbonated water and refrigerator with Apparatus for producing carbonated water and control method thereof }

본 발명은 탄산수 제조 장치, 탄산수 제조장치가 구비된 냉장고 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 냉장고 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기로서, 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생하는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.

이와 같은, 냉장고는 식생활의 변화 및 제품의 고급화의 추세에 따라 점차 대형화, 다기능화되고 있는 추세이며, 사용자의 편의를 고려한 다양한 구조 및 편의장치를 구비한 냉장고가 출시되고 있다.

특히, 냉장고에 구비되어 도어가 닫힌 상태로 물과 얼음을 취출할 수 있도록 하는 디스펜서가 구비되며, 나아가 탄산수를 상기 디스펜서를 통해서 취출할 수 있도록 하는 냉장고가 개발되고 있다.

대한민국공개특허 제10-2013-0128524호에는 디스펜서를 통해 탄산수를 취출할 수 있는 탄산수 모듈을 갖는 냉장고가 개시되어 있다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 대한민국공개특허 제10-2013-0128524호에 개시되는 냉장고에는 냉장고 도어에 이산화탄소 가스가 저장되는 이산화탄소 실린더와 이산화탄소 가스와 물을 혼합시키는 탄산수 탱크 그리고 이산화탄소 가스와 물 그리고 탄산수의 유동을 조절하기 위한 통합밸브 어셈블리로 구성되는 탄산수 생성 모듈이 구비된다.

그리고, 탄산수의 생성을 위해서 상기 탄산수 탱크에 물이 급수된 후 이산화탄소 가스를 주입하게 되며, 이산화탄소 가스를 주입 후 설정 시간 동안 이산화 탄소 가스의 주입을 중단하고 설정 시간 동안 대기한 뒤 다시 이산화탄소 가스를 주입하게 되며, 설정 회수만큼 이산화탄소 가스의 공급과 대기를 반복하여 탄산수의 농도를 조절하게 된다.

이와 같은 구조를 가지는 종래 기술에 의한 냉장고에서는, 탄산수의 제조를 위해서는 반드시 탄산수의 주입이 설정 회수만큼 이루어져야 하며, 이산화탄소가 충분히 녹을 수 있도록 대기 시간을 가지게 된다. 또한, 물 온도에 따라 이산화탄소 가스의 주입 회수가 달라질 수 있으므로, 설정된 물 온도조건까지 맞아야만 원하는 농도의 탄산수의 제조가 가능하게 된다.

하지만, 실제 사용시 원하는 농도의 탄산수를 만들기 위해서는 이산화탄소의 주입과 대기의 반복에 따라 10 ~ 30분 가량의 시간이 걸리게 되어 사용에 불편함이 있는 문제가 있다.

그리고, 탄산수 탱크에 접속되는 배관과 밸브 그리고 온도센서와 수위센서같은 전장부품들의 연결로 인해 다수의 연결부위가 발생할 수 있으며, 이러한 연결부위들은 잠재적인 누수의 가능성이 있는 부분으로 탄산수의 저장시 상기 탄산수 탱크 내부의 이산화탄소 가스가 누설될 수 있는 문제가 있다.

본 발명은 물과 이산화탄소가 혼합되는 제조 탱크의 내부로 이산화탄소 가스를 설정된 시간 동안 지속적으로 주입하여 한번에 원하는 농도의 탄산수를 만들어 사용자에게 제공할 수 있도록 하는 탄산수 제조 장치, 탄산수 제조장치가 구비된 냉장고 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 물과 이산화탄소가 혼합되는 제조 탱크의 제조 탱크와 유로 및 전방부품들의 연결부위를 최소화하여 이산화탄소 가스의 누설을 최소화할 수 있는 탄산수 제조 장치, 탄산수 제조장치가 구비된 냉장고를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 탄산수 제조 장치는, 이산화탄소 가스가 충진되는 가스 실린더; 냉수가 저장되는 냉수 저장 유닛; 탄산수가 만들어지는 폐공간을 형성하는 제조 탱크; 상기 냉수 저장 유닛과 제조 탱크를 연결하며, 상기 냉수의 공급을 위해 개폐되는 급수 밸브가 구비되는 급수 유로; 상기 가스 실린더와 제조 탱크를 연결하며, 상기 이산화탄소 가스의 공급을 위해 개폐되는 가스 밸브가 구비되는 가스 공급 유로; 상기 가스 공급 유로에 제공되며, 설정 압력에서 개방되어 이산화탄소 가스를 배출하는 제 1 릴리프 밸브; 상기 제조 탱크와 상기 탄산수를 외부에서 취출하는 취출 부재를 연결하며, 상기 탄산수의 취출을 위해 개폐되는 취출 밸브가 구비되는 취출 유로; 상기 제조 탱크의 상부와 연통되며, 설정 압력에서 개방되어 상기 제조 탱크의 내부의 공기를 배출하는 제 2 릴리프 밸브; 및 상기 밸브들의 동작을 제어하되, 상기 제조 탱크 내에서 상기 탄산수가 설정 농도에 도달할 때까지 상기 가스 밸브가 지속적으로 개방되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되며, 상기 제 2 릴리프 밸브의 설정 압력은 대기압보다 높고 상기 제 1 릴리프 밸브의 설정 압력보다는 낮도록 하여 상기 제조 탱크 내부로 이산화탄소 가스의 연속 주입시 상기 제 2 릴리프 밸브가 개방되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 릴리프 밸브는 상기 제조 탱크상에 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크의 상부에는 제조 탱크 내부의 공기를 배기하기 위해 개폐되는 배기 밸브가 구비되는 배기 유로가 접속되며, 상기 제 2 릴리프 밸브는 상기 배기 유로 상에 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 공급 유로와 상기 취출 유로에는 공급되는 가스와 취출되는 탄산수의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 공급 유로의 단부에는 이산화탄소 가스를 분사하는 분사 노즐이 구비되며, 상기 분사 노즐은 상기 제조 탱크의 냉수가 만수위인 상태에서 상기 냉수에 잠길 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크의 하부에는 상기 제조 탱크와 연통되는 연결 유로가 구비되며, 상기 연결 유로와 급수 유로 및 취출 유로는 각각의 유로들을 선택적으로 연결하는 절환 밸브에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크는 내부에 공간이 형성되는 플라스틱 소재로 사출 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크의 외측면에는 정전용량의 변화를 감지하여 상기 제조 탱크 내부의 수위를 감지하는 수위 감지장치가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크의 하부에는 상기 제조 탱크와 연통되는 연결 유로가 구비되며, 상기 연결 유로와 급수 유로 및 취출 유로는 각각의 유로들을 선택적으로 연결하는 절환 밸브에 연결되며, 상기 가스 공급 유로는 상기 절환 밸브와 제조 탱크 사이의 연결 유로에 접속되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 공급 유로에는 탄산수의 역류를 방지하는 체크 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

가스 공급 유로와 상기 제조 탱크의 상부를 연결하며, 상기 탄산수 취출시 상기 제조 탱크로 상기 이산화탄소 가스를 주입할 수 있도록 개방되는 가압 밸브가 구비되는 가압 유로가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크의 상부에는 제조 탱크 내부의 공기를 배기하기 위해 개폐되는 배기 밸브가 구비되는 배기 유로가 접속되며, 상기 가압 유로는 상기 배기 유로와 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고는, 도어에 의해 각각 개폐되는 냉장실과 냉동실이 형성되는 캐비넷; 상기 도어의 전면에 구비되는 디스펜서; 상기 도어에 구비되며, 냉장실의 냉기에 의해 냉각되는 냉수 저장 유닛; 상기 도어에 장착되며, 상기 냉수 저장 유닛의 냉수와 이산화 탄소 가스를 혼합하여 상기 디스펜서로 공급하는 탄산수 제조 장치를 포함하며, 상기 탄산수 제조 장치는, 상기 도어에 탈착 가능하게 제공되며, 이산화탄소 가스가 충진되는 가스 실린더와; 상기 가스 실린더, 냉수 저장 유닛 및 디스펜서와 각각의 유로들에 의해 연결되며, 탄산수가 만들어지는 폐공간을 형성하는 제조 탱크와; 상기 유로들에 구비되어 유로의 개폐하는 다수의 밸브와; 상기 제조 탱크로 이산화탄소를 공급하는 유로상에 제공되어, 공급되는 이산화탄소 가스의 압력이 설정 압력 이상일 때 이산화탄소 가스의 배출을 위해 개방되는 제 1 릴리프 밸브와; 상기 제조 탱크의 상부와 연통되며, 대기압보다는 높고 상기 제 1 릴리프 밸브의 설정 압력 보다는 낮은 설정 압력을 가지는 제 2 릴리프 밸브와; 상기 제조 탱크의 내부의 탄산수가 설정 농도에 도달할 때까지 지속적으로 이산화탄소 가스가 공급될 수 있도록 상기 다수의 밸브를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 도어의 상부에는 얼음이 만들어지는 제빙실이 상기 디스펜서와 연통되도록 제공되며, 상기 제빙실의 하방에 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉수 저장 유닛과 상기 탄산수 제조 장치는 상기 도어의 배면을 형성하는 도어 라이너의 함몰된 공간에 함께 수용되는 것을 특징으로 한다.

상기 함몰된 공간은 상기 냉장실과 연통되어 냉기가 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 함몰된 공간은 탈착 가능하게 제공되는 커버에 의해 차폐되는 것을 특징으로 한다.

상기 제빙실에는 상기 제빙실을 개폐하는 제빙실 도어가 구비되며, 상기 제빙실 도어에는 상기 커버와 대응하는 높이로 돌출되어 수납공간을 형성하는 바스켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 커버에는 상기 가스 실린더와 대응하는 위치에 상기 가스 실린더가 탈착되는 개구가 형성될 수 있으며, 상기 개구를 개폐하는 실린더 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉수 저장 유닛은, 급수원과 연결되는 저장 튜브가 연속으로 권취되어 판상으로 형성되며 형성되며, 상기 탄산수 제조 장치의 후방에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 제조 탱크의 하부에는 연결 유로가 형성되며, 상기 연결 유로는 절환 밸브에 의해 냉수 저장 유닛과 연결되는 급수 유로 및 디스펜서와 연결되는 취출 유로로 분지되어, 상기 디스펜서에서는 취출 유로를 통해 냉수와 탄산수의 선택적인 취출이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고의 제어 방법은, 컨트롤러에 의해 제조 탱크의 수위를 감지한 후, 상기 제조 탱크의 상부와 연통되는 제 2 릴리프 밸브의 설정 압력을 대기압 보다는 높고 상기 제조 탱크에 이산화탄소 가스를 공급하는 유로에 제공되는 제 1 릴리프 밸브의 설정 압력보다 낮도록 설정하여, 연속적인 이산화탄소 가스의 주입시에도 상기 제조 탱크의 압력이 탄산수가 제조될 수 있는 일정 압력을 유지할 수 있도록 한 상태에서, 한번에 상기 탄산수가 목표 농도로 제조할 수 있도록 가스 밸브를 설정 시간 동안 지속 개방하여 이산화탄소 가스를 상기 제조 탱크로 연속 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 밸브가 설정 시간 동안 개방된 후에는 디스플레이를 통해 탄산수 제조 완료를 표시하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 사용자의 농도 설정 입력에 따라 상기 가스 밸브의 개방 시간을 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러에 탄산수 취출 신호가 입력되면, 상기 가스 밸브와 취출 밸브가 개방되어 공급되는 이산화탄소 가스의 압력에 의해 상기 제조 탱크 내부의 탄산수를 배출시키는 것을 특징으로 한다.

상기 탄산수 취출 신호의 입력 후, 상기 제조 탱크가 최저 수위에 도달하거나, 상기 가스밸브의 누적 개방 시간이 설정 시간을 경과하게 되면 디스플레이를 통해 탄산수 없음을 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 탄산수 취출 신호의 입력 후, 상기 제조 탱크가 최저 수위에 도달하거나, 상기 가스밸브의 누적 개방 시간이 설정 시간을 경과하게 되거나, 취출 종료 신호가 입력되면, 상기 가스 밸브와 급수 취출 밸브를 닫는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 탄산수 제조 장치, 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고 및 그 제어 방법에 의하면,

제조 탱크로 이산화탄소 가스를 공급하는 유로상에 제 1 릴리프 밸브가 설정 압력으로 제공되고, 상기 제조 탱크의 상부에 대기압 보다는 높고 제 1 릴리프 밸브의 설정 압력보다는 낮은 설정압력을 가지는 제 2 릴리프 밸브가 구비된다.

그리고, 상기 이산화탄소 가스의 주입시 상기 제조 탱크는 탄산수의 제조가용이한 일정 압력을 유지할 수 있으며, 특히, 이산화탄소 가스가 연속으로 공급되는 상태에서도 상기 제 2 릴리프 밸브에 의해 상기 제조 탱크의 내부 압력은 탄산수의 제조가 용이한 일정 압력을 유지하게 된다.

따라서, 상기 제조 탱크 내부의 탄산수는 1회 주입 만으로 원하는 농도에 도달할 수 있게 되며, 이를 통해 탄산수의 제조 시간이 획기적으로 단축될 수 있게 된다.

동시에, 이산화탄소 가스의 장시간 주입에도 저장 탱크 내부의 압력은 탄산수 제조에 용이한 최적의 압력을 유지할 수 있으며, 상기 제조 탱크와 각종 유로, 밸브 등 피팅도 누수되지 않고 안정적인 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제조 탱크의 수위를 감지하는 수위 감지 장치는 상기 제조 탱크의 외부에 위치하게 되므로 상기 제조 탱크에 별도의 천공을 하지 않아도 된다. 또한, 제조 탱크를 관통하는 유로는 가스 공급 유로, 배기 유로, 연결유로로 최소화 함으로써, 상기 제조 탱크의 누수 가능성이 있는 부위를 최소화 함으로써 동작 신뢰성과 내구성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 탄산수의 제조에 필요한 냉수 저장 유닛이 상기 탄산수 제조 장치와 동일 공간에 수용됨으로써 유로 구조를 최단거리로 할 수 있으며, 이는 누수의 방지는 물론 이산화탄소 가스의 손실 또한 최소로 하게 됨으로써 탄산수의 제조 성능을 향상시킬 수 있게 되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 냉장고의 사시도이다.
도 2는 상기 냉장고의 도어가 개방된 사시도이다.
도 3은 상기 냉장고 도어를 측방에서 바라본 사시도이다.
도 4는 상기 냉장고의 도어에 가스 실린더가 장착되는 모습을 보인 사시도이다.
도 5는 상기 냉장고의 도어에 탄산수 제조 장치가 장착된 정면도이다.
도 6은 상기 탄산수 제조 장치 및 냉수 저장 유닛의 배면도이다.
도 7은 상기 탄산수 제조 장치의 정면도이다.
도 8은 상기 탄산수 제조 장치를 구성하는 밸브의 제어를 위한 신호의 흐름을 나타낸 블럭도이다.
도 9는 상기 탄산수 제조 장치에서의 탄산수의 제조 및 배출 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 상기 냉장고에서의 탄산수 제조 과정을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 11은 상기 내낭고에서 탄산수가 취출되는 과정을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 냉장고의 상기 탄산수 제조 장치에서의 탄산수의 제조 및 배출 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 냉장고의 상기 탄산수 제조 장치에서의 탄산수의 제조 및 배출 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

본 발명의 실시예는 이해와 설명의 편의를 위해 냉동실이 냉장실의 하부에 위치되고, 냉장실의 도어의 좌우 양측에 한쌍이 구비되는 바텀프리즈 타입의 냉장고를 예를 들어 설명할 뿐, 본 발명이 이에 한정되지 않으며 힌지가 구비되어 회동 가능하게 장착되는 모든 타입의 냉장고에 적용 가능함을 미리 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 냉장고의 사시도이다. 그리고, 도 2는 상기 냉장고의 도어가 개방된 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 실시예에 의한 냉장고(1)는, 저장공간을 형성하는 캐비넷(10)과, 상기 캐비넷(10)의 전면에서 상기 저장공간을 개폐하는 도어에 의해 외형이 형성될 수 있다.

상기 캐비넷(10)은 내부의 저장공간이 베리어(11)에 의해 상하로 구획되며, 상부에 냉장실(12)이 형성되고, 하부에 냉동실(13)이 형성된다. 그리고, 상기 냉장실(12)과 냉동실(13)의 내부에는 다수의 서랍과 선반, 바스켓 등이 구비되어 식품의 수납이 가능하도록 구성된다.

상기 도어는 상기 냉장실(12)을 개폐하는 냉장실 도어(20)와 상기 냉동실(13)을 개폐하는 냉동실 도어(30)로 구성될 수 있다. 상기 냉동실 도어(30)는 상기 냉동실(13)의 전면에 구비되며, 상기 냉동실(13)의 내측으로 서랍과 같이 인출입되도록 구성되어 상기 냉동실(13)을 개폐하게 된다.

한편, 상기 냉동실(13)은 상하 두개의 칸으로 구획될 수도 있으며, 상하칸 중 적어도 어느 한 칸이 냉동실(13)로 이동될 수 있다. 상칸과 하칸은 온도조절이 가능하며, 각각 독립적인 저장공간을 형성할 수 있다. 따라서 상하 두개의 칸 중 어느 하나의 칸은 상기 냉동실(13)의 온도보다 높은 온도의 저장공간으로 활용될 수 있다. 그리고, 상기 냉동실 도어(30)는 상칸과 하칸 각각 독립적으로 인출할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 냉장실 도어(20)는 상기 냉장실(12)의 전면 좌우 양측에 한쌍이 구비되며, 각각 독립적으로 회동 가능하게 장착되어 상기 냉장실(12)을 개폐하게 된다. 좌측과 우측에 구비되는 냉장실 도어(20) 중 어느 하나의 도어에는 얼음을 만들고 저장하는 제빙 장치와, 상기 제빙 장치에서 제빙된 얼음을 외부로 취출할 수 있도록 하는 디스펜서(40)가 구비된다.

상기 디스펜서(40)는 상기 냉장실 도어(20)의 전면에 구비되며, 상기 냉장실 도어(20)의 전면을 통해서 물 또는 얼음을 취출할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 상기 디스펜서(40)는 외부의 급수원과 연결될 수 있으며, 유로상에는 정수 필터가 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 디스펜서(40)는 얼음과 물은 물론 아래에서 상세하게 설명할 탄산수 제조 장치(100)에서 공급되는 탄산수가 취출될 수 있는 취출 부재의 기능을 수행할 수 있도록 구성된다.

상기 제빙 장치는 상기 냉장실 도어(20)의 배면을 형성하는 도어 라이너(21)가 함몰되어 형성되는 제빙실(50)의 내부에 수용된다. 상기 제빙 장치는 얼음을 만드는 아이스 메이커(51)와, 상기 아이스 메이커(51)에서 만들어진 얼음을 저장하는 아이스 뱅크(52)로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 아이스 뱅크(52)는 상기 디스펜서(40)와 연통되어 상기 디스펜서(40)의 조작시 상기 아이스 뱅크(52) 내부의 얼음이 취출될 수 있도록 구성된다.

상기 제빙실(50)은 제빙실 도어(53)에 의해 개폐 가능하게 구성되어 상기 냉장실(12)과 독립된 단열공간을 형성할 수 있다. 그리고, 상기 제빙실 도어(53)의 외측면에는 별도의 수납을 위한 바스켓(54)이 제공될 수 있다.

도 3은 상기 냉장고 도어를 측방에서 바라본 사시도이다. 그리고, 도 4는 상기 냉장고의 도어에 가스 실린더가 장착되는 모습을 보인 사시도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 제빙실(50)은 상기 냉장실 도어(20)의 배면 상부 영역에 배치되며, 상기 제빙실(50)의 하방 즉, 상기 냉장실 도어(20)의 하부 영역에는 탄산수 제조 장치(100)가 배치되는 공간(22)이 제공된다.

상세히, 상기 탄산수 제조 장치(100) 또한 상기 냉장실 도어(20)의 배면을 형성하는 도어 라이너(21)가 함몰되어 형성되는 공간의 내측에 배치되며, 별도의 커버(23)에 의해 상기 탄산수 제조 장치(100)가 장착되는 공간이 개폐되도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 탄산수 제조 장치(100)가 배치되는 냉장실 도어(20)의 하부는 상기 제빙실(50) 및 제빙실 도어(53) 보다 더 돌출되도록 형성되어 상기 탄산수 제조 장치(100)가 수용될 수 있는 공간(22)을 제공하게 된다. 이때, 상기 냉장실 도어(20)의 하부는 상기 냉장실 도어(20)가 닫힌 상태에서 상기 냉장실(12) 내부의 선반 또는 서랍과 간섭되지 않도록 구성된다.

상기 탄산수 제조 장치(100)는 이산화탄소 가스가 저장되는 가스 실린더(300)와, 상기 가스 실린더(300)에서 공급되는 가스와 물이 혼합되어 탄산수가 제조되는 제조 탱크(500) 그리고, 상기 가스 실린더(300)와 제조 탱크(500) 및 디스펜서(40) 등을 연결하는 유로상에 제공되는 각종 밸브와 상기 밸브들을 비롯한 전장부품의 제어를 위한 컨트롤러(900)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 가스 실린더(300)는 상기 냉장실 도어(20)의 배면에 제공되는 개구(24)를 통해 외부로 노출될 수 있으며, 사용자가 용이하게 교체 및 탈착할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 가스 실린더(300)가 출입되는 개구(24)에는 실린더 커버(25)가 더 구비될 수 있으며, 상기 실린더 커버(25)에 의해 상기 개구(24)는 차폐될 수 있다.

도 5는 상기 냉장고의 도어에 탄산수 제조 장치가 장착된 정면도이다. 그리고, 도 6은 상기 탄산수 제조 장치 및 냉수 저장 유닛의 배면도이다. 그리고, 도 7은 상기 탄산수 제조 장치의 정면도이다. 그리고, 도 8은 상기 탄산수 제조 장치를 구성하는 밸브의 제어를 위한 신호의 흐름을 나타낸 블럭도이다.

도면에 도시된 것과 같이, 상기 탄산수 제조 장치(100)는 상기 도어 라이너(21)에 의해 형성되는 공간(22)의 내부에 배치된다. 이때, 상기 공간(22)의 가장 내측에는 냉수 저장 유닛(200)이 배치되며, 상기 냉수 저장 유닛(200)과 연결된 탄산수 제조 장치(100)가 상기 냉수 저장 유닛(200)의 전방으로 배치될 수 있다.

상기 냉수 저장 유닛(200)은 물이 저장되는 저장 튜브(210)와 상기 저장 튜브(210)가 장착되는 장착부재(220)로 구성될 수 있다. 상기 저장 튜브(210)는 급수원과 연결되는 튜브 형상으로 형성되며, 상기 급수원으로부터 공급되는 물을 저장하게 된다.

상기 저장 튜브(210)는 상기 장착부재(220)에 연속하여 권취되도록 배치되며, 상기 장착부재(220)의 일측을 중심으로 하여 둥글게 연속적으로 권취된다. 따라서 상기 저장 튜브(210)는 권취된 상태에서 전체적으로 슬림한 원판 형상을 가질 수 있도록 형성된다.

상기 장착부재(220)는 상기 저장 튜브(210)가 권취될 수 있도록 지지하는 것은 물론, 권취된 상기 저장 튜브가 상기 탄산수 제조 장치(100)가 장착되는 공간(22)의 내측 벽면에 고정될 수 있도록 구성된다.

상기 저장 튜브(210)가 수용되는 공간은 상기 냉장실(12)의 공간(22)과 연통될 수 있으며, 따라서 상기 냉장실(12) 내부를 순환하는 냉기의 유입에 의해 상기 공간(22)의 내부는 물론 상기 저장 튜브(210)가 냉각될 수 있게 된다. 따라서 상기 저장 튜브(210)의 내부에 저장된 물은 냉각된 상태로 상기 디스펜서(40)를 통해서 취출되거나 탄산수를 만들기 위해 상기 제조 탱크(500)의 내측으로 공급될 수 있다.

상기 탄산수 제조 장치(100)는 상기 냉수 저장 유닛(200)의 전방에 배치되며, 상기 가스 실린더(300)와, 제조 탱크(500) 및 다수의 밸브가 유로에 의해 연결되어 구성된다.

이를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 가스 실린더(300)는 이산화 탄소 가스가 저장되는 용기로 상기 탄산수 제조 장치(100)에 탈착 가능하게 제공된다. 이를 위해 상기 가스 실린더(300)의 상단에는 연결구(310)가 형성되며, 상기 연결구(310)의 연결시 상기 가스 실린더(300) 내부의 이산화탄소 가스가 배출될 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 가스 실린더(300)는 상기 연결구(310)를 통해 상기 이산화탄소 가스의 주입하여 충전하는 것도 가능하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 상기 가스 실린더(300)는 통상적으로 유통되고 있는 탄산수 제조용 가스 실린더(300)가 사용될 수 있다. 즉, 상기 가스 실린더(300)는 기존 제품을 이용할 수 있게 된다.

그리고, 상기 가스 실린더(300)와 상기 제조 탱크(500)를 연결하는 가스 공급 유로(400)상에는 가스 레귤레이터(410)와 제 1 릴리프 밸브(420)와 가스 밸브(430)가 차례로 구비될 수 있다. 상기 가스 실린더(300) 내부의 이산화탄소 가스는 상기 가스 공급 유로(400)를 통해서 상기 가스 레귤레이터(410)와 제 1 릴리프 밸브(420), 가스 밸브(430)를 차례로 지나 상기 제조 탱크(500)로 공급될 수 있게 된다.

상기 가스 레귤레이터(410)는 상기 가스 실린더(300)에서 토출되는 이산화탄소 가스가 일정한 압력으로 토출될 수 있도록 하는 것으로, 상기 연결구(310)와 접속 가능한 형태의 모듈로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 제 1 릴리프 밸브(420)는 상기 가스 실린더(300)에서 공급되는 이산화탄소의 압력이 설정 압력을 초과하는 것을 방지하는 것으로, 가스 주입에 의해 과도한 압력이 상기 제조 탱크(500)로 인가되어 상기 제조 탱크(500) 또는 밸브들이 손상되는 것을 방지하게 된다.

상기 제 1 릴리프 밸브(420)의 설정 압력은 대략 5Kgf/㎠ ~ 8Kgf/㎠ 으로 설정될 수 있으며, 이와 같은 설정 압력은 상기 제조 탱크(500)의 내부 압력과 대응하게 된다. 즉, 상기 설정 압력은 상기 냉장실(12)의 온도 조건에서 적정 농도의 탄산수를 만들 수 있도록 하는 적정 압력이며, 동시에 상기 제조 탱크(500) 및 다수의 밸브가 손상되지 않고 정상 작동될 수 있는 압력에 해당된다.

한편, 상기 제 1 릴리프 밸브(420)와 상기 제조 탱크(500)의 사이에는 가스 밸브(430)가 구비될 수 있다. 상기 가스 밸브(430)는 상기 제조 탱크(500)로 공급되는 이산화탄소 가스의 유동 경로를 개폐하는 것으로, 아래에서 설명할 컨트롤러(900)와 연결되어 개폐가 제어될 수 있다. 따라서, 상기 컨트롤러(900)의 지시에 따라 상기 가스 밸브(430)가 동작되어 상기 제조 탱크(500)로의 이산화탄소 가스 공급을 결정하게 된다.

그리고, 상기 가스 밸브(430)와 제조 탱크(500)의 사이에는 상기 제조 탱크(500) 내부의 가스가 압력에 의해 역류되는 것을 방지하기 위한 체크 밸브(431)가 더 구비될 수 있다. 상기 가스 밸브(430)와 체크 밸브(431)는 하나의 어셈블리로 결합될 수도 있으며, 필요에 따라 아래에서 설명할 배기 밸브(620)와 급수 밸브(710) 그리고 취출 밸브(820)들 중 적어도 하나 이상이 결합되어 하나의 어셈블리의 형태로 구성될 수 있다.

상기 제조 탱크(500)는 상기 이산화탄소 가스와 상기 냉수 저장 유닛(200)으로부터 공급되는 냉수가 혼합되는 공간을 제공하는 것으로, 소정의 체적을 가지는 탱크 형상으로 형성된다.

상기 제조 탱크(500)는 프라스틱 소재로 사출 성형되며, 상면과 하면이 반구 형상으로 형성되어 내부의 압력에 의해 파손이나 변형되지 않도록 형성된다. 그리고, 상기 제조 탱크(500)에는 상기 가스 공급 유로(400)와 배기 유로(600), 급수 유로(700), 취출 유로(800)가 각각 접속될 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 각각의 유로와 연결되는 상기 제조 탱크(500)의 연결부는 상기 제조 탱크(500)의 성형시 일체로 형성될 수도 있다.

상기 가스 공급 유로(400)의 단부에는 가스의 분사를 위한 분사 노즐이 구비되며, 상기 분사 노즐(440)은 상기 제조 탱크(500)의 내부에 위치될 수 있다. 상기 가스 공급 유로(400)는 상기 제조 탱크(500)의 상면에서 하방으로 삽입될 수 있으며, 이산화탄소가 분사되는 상기 분사 노즐(440)의 단부는 상기 제조 탱크(500)의 하부에 위치되어 상기 제조 탱크(500) 내부의 물속에 잠길 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기 분사 노즐(440)에서 분사되는 이산화탄소는 상기 제조 탱크(500) 내부의 물과의 접촉 시간을 최대한 길게 하여 상기 분사 노즐(440)을 통해 분사되는 이산화탄소 가스가 효과적으로 물에 용해될 수 있게 된다.

물론 상기 제조 탱크(500)의 구조와 형상에 따라 상기 분사 노즐(440)의 배치는 달라질 수 있으나, 이산화탄소 가스가 분사되는 상기 분사 노즐(440)의 단부는 상기 제조 탱크(500)의 내측 물이 채워진 상태에서 완전히 잠길 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 제조 탱크(500)의 외측면에는 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위를 감지하기 위한 수위 감지 장치(510)가 구비된다. 상기 수위 감지 장치(510)는 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위를 상기 제조 탱크(500)의 외부에서 감지할 수 있도록 정전용량 방식의 감지 센서가 사용될 수 있으며, 상기 제조 탱크(500)의 외측 상부와 하부에 각각 구비되어 각각 설정된 최저 수위와 만수위를 감지할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 수위 감지 장치(510)는 상기 컨트롤러(900)와 연결되어 상기 수위 감지 장치(510)에서의 감지된 수위에 따라서 상기 제조 탱크(500)로의 냉수 급수의 조절 및 이산화탄소 가스의 주입을 결정할 수도 있게 된다.

상기 제조 탱크(500)의 일측에는 배기 유로(600)가 더 형성된다. 상기 배기 유로(600)는 상기 제조 탱크(500) 내부의 공기가 외부로 배출되는 통로로서, 상기 배기 유로(600) 상에는 제 2 릴리프 밸브(610)와 배기 밸브(620)가 더 구비될 수 있다.

상기 제 2 릴리프 밸브(610)는 상기 제조 탱크(500)가 설정 압력 이상에 도달하게 될 때 연속적인 이산화탄소 가스의 주입을 위해서 개방되는 것으로, 상기 제 1 릴리프 밸브(420)에 설정된 압력보다 더 낮은 설정 압력을 갖도록 구성된다. 상기 제 2 릴리프 밸브(610)의 압력은 대기압 보다는 높되 상기 제 1 릴리프 밸브(420)의 압력 보다는 다소 낮게 설정 된다.

따라서, 상기 제조 탱크(500)에 이산화탄소 가스가 주입되더라도, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)에 의해서 상기 제조 탱크(500)의 내부 압력은 상기 제 1 릴리프 밸브(420)의 설정 압력보다는 높아지지 않게 되며, 지속적인 이산화탄소 가스의 주입으로 적절한 농도를 가지는 탄산수의 빠른 제조가 가능하게 된다.

상기 배기 밸브(620)는 상기 제조 탱크(500)의 내부에 냉수가 공급되는 과정에서 상기 제조 탱크(500)의 내부 공기가 배기될 수 있도록 구성된다. 상기 배기 밸브(620)는 상기 제조 탱크(500) 내부로 주입되는 냉수의 압력에 의해 상기 제조 탱크(500) 내부의 공기가 자연스럽게 배출될 수 있도록 한다.

상기 배기 밸브(620) 또한 상기 컨트롤러(900)와 연결될 수 있으며, 상기 컨트롤러(900)의 급수 지시에 따라 개방되어 상기 제조 탱크(500) 내부의 압력이 상승되는 것을 방지하여 상기 제조 탱크(500)로의 원활한 급수가 이루어질 수 있도록 한다.

한편, 상기 냉수 저장 유닛(200)의 저장 튜브(210)는 급수 유로(700)와 연결되며, 상기 급수 유로(700)는 절환 밸브(530)와 연결될 수 있다. 상기 절환 밸브(530)는 상기 제조 탱크(500)와 연결되는 연결 유로(520)와 연결될 수 있으며, 따라서 즉, 상기 저장 튜브(210)에 저장된 냉수는 상기 급수 유로(700)와 절환 밸브(530) 그리고 상기 연결 유로(520)를 지나서 상기 제조 탱크(500)의 내부로 급수될 수 있다.

그리고, 상기 급수 유로(700) 상에는 급수 밸브(710)가 구비된다. 상기 급수 밸브(710)는 상기 급수 유로(700)를 개폐하여 상기 저장 튜브(210)에 저장된 물이 상기 제조 탱크(500)로 공급될 수 있도록 하는 것으로, 상기 컨트롤러(900)에 의해 동작이 제어될 수 있다.

상기 급수 유로(700)는 별도의 유로로 형성되어 상기 저장 튜브(210)와 연결될 수도 있으나, 필요에 따라 상기 저장 튜브(210) 자체가 상기 급수 유로(700)로 구성되어 상기 저장 튜브(210) 상에 급수 밸브(710)가 형성되고, 상기 급수 밸브(710)와 상기 절환 밸브(530)의 사이를 연결되도록 구성될 수도 있다.

한편, 상기 연결 유로(520)는 상기 제조 탱크(500)의 일측과 상기 절환 밸브(530)를 연결하며, 상기 제조 탱크(500)로 냉수를 급수하기 위한 통로와 상기 제조 탱크(500)에서 제조된 탄산수가 배출되는 통로의 기능을 동시에 수행할 수 있도록 형성된다.

즉, 상기 절환 밸브(530)의 동작에 따라서, 상기 제조 탱크(500)로 냉수를 급수할 때에는 상기 절환 밸브(530)가 상기 급수 유로(700)와 상기 연결 유로(520)가 서로 연통되도록 하여 상기 저장 튜브(210)의 냉수가 상기 제조 탱크(500)로 공급될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 제조 탱크(500)의 내부에 탄산수 제조가 완료된 상태에서는 상기 절환 밸브(530)가 상기 연결 유로(520)와 취출 유로(800)가 서로 연통되도록 하여 상기 제조 탱크(500)에 저장된 탄산수가 상기 취출 유로(800)를 통해서 상기 디스펜서(40)로 취출될 수 있도록 한다.

그리고, 상기 디스펜서(40)의 조작을 통해 냉수를 취출하고 자 하는 경우, 상기 절환 밸브(530)는 상기 급수 유로(700)와 취출 유로(800)가 연통되도록 하여 상기 저장 튜브(210)에 저장된 냉수가 상기 디스펜서(40)를 통해서 취출될 수 있도록 한다.

한편, 상기 취출 유로(800)는 상기 절환 밸브(530)와 상기 디스펜서(40)를 연결하여 냉수 또는 탄산수가 상기 디스펜서(40)를 통하여 취출될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 취출 유로(800)상에는 취출 레귤레이터(810)와 취출 밸브(820)가 구비된다.

상기 취출 레귤레이터(810)는 상기 제조 탱크(500)로부터 취출되는 물이 설정된 압력을 유지하면서 취출될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 취출 밸브(820)는 상기 디스펜서(40) 조작에 따라 상기 취출 유로(800)를 선택적으로 개폐하여 냉수와 탄산수가 취출될 수 있도록 하며, 상기 취출 유로(800)상에 존재하는 잔수가 흘러내리는 것을 방지하게 된다. 따라서, 상기 취출 밸브(820)는 상기 디스펜서(40)의 출구측과 가장 가까운 위치에 위치될 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 냉장고에서 탄산수가 제조되는 과정 및 취출되는 과정에 관하여 살펴보기로 한다.

도 9는 상기 탄산수 제조 장치에서의 탄산수의 제조 및 배출 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다. 그리고, 도 10은 상기 냉장고에서의 탄산수 제조 과정을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 그리고, 도 11은 상기 내낭고에서 탄산수가 취출되는 과정을 순차적으로 나타낸 순서도이다.

도면에 도시된 것과 같이 우선, 상기 컨트롤러(900)에서는 탄산수의 제조 신호가 입력되어야 한다. 탄산수의 제조 신호는 사용자가 디스펜서(40) 또는 냉장실 도어(20) 일측에 제공되는 조작부(41)를 조작하여 입력할 수 있다. 그리고, 설정된 프로그램에 의해 설정시간 또는 조건에 맞는 경우 탄산수 제조 신호가 상기 컨트롤러(900)로 입력될 수도 있다.

탄산수 제조 신호가 입력된 후에는 상기 수위 감지 장치(510)에 의해 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위를 감지하게 된다. 상기 수위 감지 장치(510)는 제조 탱크(500) 외측에 장착된 정전용량 감지 센서로서, 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위를 정전용량의 변화를 통해 감지하게 된다.

상기 제조 탱크(500) 내부의 수위가 설정 수위 이하인 것으로 판단되는 경우 상기 컨트롤러(900)는 상기 제조 탱크(500) 내부로의 급수를 위해서 상기 배기 밸브(620)와 급수 밸브(710)를 개방하게 된다.

상기 저장 튜브(210) 내에 저장된 물은 상기 냉장실(12)의 냉기에 의해 충분히 냉각 된 상태로 상기 급수 밸브(710)의 개방에 의해 상기 급수 유로(700)를 따라서 유동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 절환 밸브(530)는 상기 컨트롤러(900)에 의해 상기 급수 유로(700)와 연결 유로(520)를 연결하도록 동작되며, 상기 급수 유로(700)를 따라 유동되는 냉수는 상기 절환 밸브(530)와 상기 연결 유로(520)를 차례로 지나 상기 제조 탱크(500)의 내부로 유입될 수 있게 된다. 이때, 상기 배기 밸브(620)는 개방된 상태를 유지하여 상기 제조 탱크(500)로의 급수가 원활하게 이루어 수 있도록 한다.

한편, 상기 급수 밸브(710)의 개방에 따라 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위가 만수위에 도달하게 되면, 상기 급수 밸브(710)와 배기 밸브(620)는 각각 닫히게 되고 상기 절환 밸브(530)는 상기 급수 유로(700)와 취출 유로(800)를 연결하도록 동작 된다.

동시에 상기 가스 밸브(430)가 개방되어 상기 가스 실린더(300) 내부의 이산화탄소 가스는 상기 가스 공급 유로(400)를 통해서 상기 제조 탱크(500)로 공급되며, 이때, 상기 가스 레귤레이터(410)와 제 1 릴리프 밸브(420), 가스 밸브(430)와 체크 밸브(431)를 차례로 지나 상기 제조 탱크(500)의 내부에 이산화탄소 가스를 공급하게 된다.

이때, 상기 가스 실린더(300)에서 배출되는 이산화탄소 가스는 상기 가스 레귤레이터(410)에 의해서 일정한 압력을 유지하면서 공급될 수 있으며, 상기 가스 공급 유로(400)를 따라 이동되는 이산화탄소 가스의 압력이 설정 압력보다 높은 경우 상기 제 1 릴리프 밸브(420)에 의해 가스가 배출되어 설정 압력 이하를 유지할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 제조 탱크(500) 내부의 압력이 상승하더라도 상기 체크 밸브(431)에 의해 이산화탄소 가스가 역류되는 것을 방지하게 된다.

한편, 이산화탄소 가스의 공급과 동시에 상기 타이머(910)는 상기 가스 밸브(430)의 개방 시간을 적산하게 되며, 상기 가스 밸브(430)는 설정 시간 동안 개방되어 상기 제조 탱크(500)의 내부로 설정된 시간 동안 이산화탄소 가스를 연속 공급하게 된다.

이때, 이산화탄소 가스가 배출되는 분사 노즐(440)은 상기 제조 탱크(500)의 물 속에 잠겨진 상태로 이산화탄소 가스를 하방으로 분사하여 이산화탄소 가스가 물속에 머무는 시간을 늘려 이산화탄소 가스가 저장된 냉수에 보다 효과적으로 용해될 수 있도록한다.

상기 타이머(910)에서 적산된 상기 가스 밸브(430) 개방 시간이 설정된 시간에 도달하게 되면, 상기 제조 탱크(500) 내부에는 원하는 농도의 탄산수가 만들어지게 ㄷ되된다. 이와 동시에, 상기 가스 밸브(430)가 닫히게 되고, 상기 타이머(910)는 초기화 된다. 그리고, 상기 디스펜서(40) 또는 상기 냉장실 도어(20)의 외측에 제공되는 디스플레이(42)는 탄산수의 제조 완료를 표시할 수 있게 된다.

한편, 상기 제조 탱크(500)로의 지속적인 이산화탄소 가스의 공급시 상기 제조 탱크(500)의 내부 압력이 증가될 수 있다. 이때, 상기 제조 탱크(500)와 연결된 상기 제 2 릴리프 밸브(610)의 설정 압력은 대기압보다는 높지만 상기 제 1 릴리프 밸브(420)의 설정 압력보다는 더 낮게 설정된 상태이다.

따라서, 상기 제조 탱크(500)의 내부 압력이 높아지게 될 경우 상기 제 2 릴리프 밸브(610)에 의해 상기 제조 탱크(500) 내부의 공기가 배기되어 상기 제조 탱크(500)의 압력이 상기 제 2 릴리프 밸브(610)보다 높지 않게 유지될 수 있데 된다. 즉, 상기 가스 공급 유로(400)를 통한 지속적인 이산화탄소 가스의 공급에도 상기 제조 탱크(500) 또는 다수의 밸브들의 압력에 의한 손상을 방지하게 된다.

한편, 상기 디스플레이(42)를 통해서 탄산수의 제조 완료 상태가 출력되면, 사용자는 디스펜서(40)를 조작하여 탄산수를 취출 할 수 있게 된다.

사용자가 상기 디스플레이(42)를 조작하여 취출 신호가 입력되면, 먼저 상기 취출 밸브(820)가 개방되고, 상기 절환 밸브(530)는 상기 연결 유로(520)와 취출 유로(800)를 연결하는 상태를 유지하게 된다. 그리고, 상기 가스 밸브(430)가 개방되어 상기 제조 탱크(500)의 내측으로 이산화탄소 가스를 분사하게 된다.

상기 이산화탄소 가스의 분사에 의해 상기 제조 탱크(500)의 내부 압력은 증가하게되고, 증가되는 압력에 의해 상기 제조 탱크(500) 내부의 탄산수가 상기 취출 레귤레이터(810)와 취출 밸브(820)를 지나 상기 디스펜서(40)로 공급될 수 있게 된다. 이때, 상기 취출 레귤레이터(810)는 상기 취출 유로(800)를 통해 취출되는 탄산수의 압력이 일정하게 유지될 있도록 한다.

상기 탄산수의 취출에 의해 상기 제조 탱크(500)의 수위는 점점 낮아지게 되며, 상기 제조 탱크(500)의 수위가 최저 수위에 도달하게 되면 더 이상 취출할 수 있는 탄산수가 없으므로 상기 디스플레이(42)를 통해서 탄산수 없음을 표시할 수 있게 된다. 그리고, 상기 가스 밸브(430)와 취출 밸브(820)를 차례로 닫고, 상기 타이머(910)를 초기화한 후 탄산수의 취출을 종료하게 된다.

한편, 상기 제조 탱크(500)의 수위가 최저 수위에 도달하지 않더라도, 상기 가스 밸브(430)의 개방 시간이 설정 시간을 경과하게 되면, 가스 밸브(430)를 닫고 상기 급수 밸브를 닫아 수위 감지 장치의 오작동을 보완할 수 있다. 그리고 상기 가스 밸브의 개방시간을 적산하여 상기 가스 실린더의 가스가 완전히 소모 되었음을 판단할 수 있으며, 상기 가스 실린더의 가스가 완전히 소모된 것으로 판단되는 경우에도 가스 밸브와 취출 밸브를 취출할 수 있게 된다.

물론, 상기 조작부(41)를 통해서 취출 종료 신호가 입력되는 경우에도 상기 가스 밸브(430)와 취출 밸브(820)를 닫고 상기 타이머(910)를 초기화한 후 탄산수의 취출을 종료하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 냉장고는 전술한 실시예 외에도 다른 다양한 실시예가 가능할 것이다.

예를 들어 본 발명의 제 2 실시예에 의한 냉장고는, 연결 통로를 통해서 이산화탄소 가스의 주입과 냉수의 주입 그리고 탄산수의 배출을 동시에 가능하도록 하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 제 2 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다. 본 발명의 제 2 실시예의 구성 중 전술한 실시예의 구성과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 사용하며 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 냉장고의 상기 탄산수 제조 장치에서의 탄산수의 제조 및 배출 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제 2 실시예에서 탄산수 제조 장치(101)는 가스 실린더(300)와 제조 탱크(500) 그리고 이를 연결하는 다수의 유로와 밸브 및 전장 부품 등으로 구성된다.

특히, 상기 제조 탱크(500)는 절환 밸브(530)와 연결된 연결 유로(520)를 가지며, 절환 밸브(530)에는 급수 유로(700)와 취출 유로(800)가 연결된다. 상기 급수 유로(700)에는 급수 밸브(710)가 구비되며, 상기 급수 밸브(710)는 냉수가 저장되는 저장 튜브(210)와 연결될 수 있게 된다. 그리고, 취출 유로(800)는 상기 절환 밸브(530)와 상기 디스펜서(40)를 연결하며, 상기 취출 유로(800) 상에는 취출 레귤레이터(810)와 취출 밸브(820)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 가스 공급 유로(450)는 상기 가스 실린더(300)와 상기 연결 유로(520)를 연결하게 되며, 상기 가스 공급 유로(450) 상에는 가스 레귤레이터(410)와 제 1 릴리프 밸브(420) 그리고 가스 밸브(430)와 체크 밸브(431)가 차례로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 가스 공급 유로(450)와 상기 연결 유로(520)는 서로 연통되도록 접속되어 상기 가스 공급 유로(450)의 가스가 상기 연결 유로(520)를 통해서 상기 제조 탱크(500)로 공급될 수 있도록 구성된다. 상기 제조 탱크(500)를 통해서 가스 및 냉수의 공급과 취출이 가능하도록 상기 연결 유로(520)는 상기 제조 탱크(500)의 하부에 접속될 수 있다.

그리고, 상기 제조 탱크(500)의 상부에는 배기 유로(600)가 접속되며, 상기 배기 유로(600)상에는 제 2 릴리프 밸브(610) 및 배기 밸브(620)가 구비된다. 이때, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)는 대기압 보다는 높고 상기 제 1 릴리프 밸브(420)의 압력보다는 더 낮은 설정 압력을 가지도록 구성되어 상기 제조 탱크(500)로 이산화탄소 가스가 설정 농도에 도달할 때까지 지속적으로 분사할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제조 탱크(500)의 외측면에는 정전 용량 센서로 구성되어 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위를 감지하는 수위 감지 장치(510)가 구비될 수 있다. 그리고 수위 감지 장치(510)와 상기 가스 밸브(430), 급수 밸브(710), 취출 밸브(820), 배기 밸브(620)는 상기 컨트롤러(900)와 연결되어 상기 컨트롤러(900)에 의해 동작이 조절된다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 냉장고의 탄산수 제조 장치에서 탄산수가 제조되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 수위 감지 장치(510)에서 상기 제조 탱크(500)의 수위를 감지하여 만수위가 아닌 경우 상기 저장 튜브(210)로부터 냉수를 공급받게 된다. 이를 위해 상기 절환 밸브(530)는 절환되어 상기 급수 유로(700)와 연결 유로(520)가 연통되고, 상기 급수 밸브(710)가 개방되어 상기 제조 탱크(500)의 내부로 냉수를 공급하게 된다.

이때, 상기 가스 공급 유로(450) 상의 상기 체크 밸브(431)에 의해 상기 제조 탱크(500) 또는 연결 유로(520)상의 냉수가 역류되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 배기 밸브(620)는 개방되어 상기 급수시 상기 제조 탱크(500)의 압력이 상승되는 것을 방지하며, 냉수의 원활한 공급이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 제조 탱크(500)의 수위가 만수위에 도달하게 되면 상기 배기 밸브(620)와 절환 밸브(530)는 닫히게 되며, 상기 가스 밸브(430)가 개방되어 상기 가스 실린더(300)의 가스가 상기 가스 레귤레이터(410)와 상기 제 1 릴리프 밸브(420), 가스 밸브(430) 및 체크 밸브(431)를 차례로 지나 상기 연결 유로(520)를 통해서 상기 제조 탱크(500)의 하부에서 주입된다. 이때 상기 제조 탱크(500)로 주입되는 이산화탄소 가스는 설정된 시간 동안 지속적으로 주입되며 상기 제조 탱크(500) 내부의 탄산수 농도가 설정 농도에 도달될 때 까지 상기 가스 밸브(430)가 개방된다.

한편, 상기 이산화탄소 가스가 상기 제조 탱크(500)에 주입되는 과정에서 상기 제 2 릴리프 밸브(610)의 설정 압력보다 더 높아지게 되면, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)에 의해 상기 제조 탱크(500) 내부의 압력이 상승이 억제될 수 있다. 즉, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)의 설정 압력은 제 1 릴리프 밸브(420)의 설정 압력보다는 다소 낮게 설정되어 있으므로, 상기 이산화탄소 가스의 주입시 상기 제조 탱크(500)는 탄산수의 제조에 용이한 설정 압력을 유지하되, 이산화탄소 가스의 연속 주입시에도 상기 제조 탱크(500) 내부의 압력이 상승하지 않게 되므로, 이산화탄소 가스의 연속 주입시에도 탄산수 제조에 용이한 압력이 유지될 수 있도록 한다.

상기 가스 밸브(430)가 설정된 시간 동안 개방되어 설정된 농도의 탄산수 제조가 완료되면, 상기 절환 밸브(530)는 연결 유로(520)와 취출 유로(800)를 연결하게 된다. 따라서, 제조된 탄산수는 상기 취출 유로(800)를 통해서 상기 취출 레귤레이터(810)와 취출 밸브(820)를 지나 상기 디스펜서(40)로 취출 될 수 있게 된다.

물론, 상기 절환 밸브(530)는 상기 연결 유로(520)와 급수 유로(700), 취출 유로(800) 및 가스 공급 유로(450)와 연결될 수도 있으며, 상기 절환 밸브(530)의 동작에 따라 상기 연결 유로(520)와 상기 가스 공급 유로(450), 급수 유로(700), 취출 유로(800)가 선택적으로 연결될 수 있도록 제어될 수도 있다.

한편, 본 발명에 의한 냉장고는 전술한 실시예들 외에도 다른 다양한 실시예가 가능할 것이다.

예를 들어 본 발명의 제 3 실시예에 의한 냉장고는, 연결 통로를 통해서 이산화탄소 가스의 주입과 냉수의 주입 그리고 탄산수의 배출을 동시에 가능하도록 하며, 탄산수의 배출시 이산화탄소를 공급하는 가압 유로에 의해 탄산수 배출을 보다 효과적으로 하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 제 3 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다. 본 발명의 제 3 실시예의 구성 중 전술한 실시예들의 구성과 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 사용하며 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 냉장고의 상기 탄산수 제조 장치에서의 탄산수의 제조 및 배출 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제 3 실시예에서 탄산수 제조 장치(102)는 가스 실린더(300)와 제조 탱크(500) 그리고 이를 연결하는 다수의 유로와 밸브 및 전장 부품 등으로 구성된다.

특히, 상기 제조 탱크(500)는 상기 절환 밸브(530)와 연결된 연결 유로(520)를 가지며, 상기 절환 밸브(530)에는 급수 유로(700)와 취출 유로(800)가 연결된다. 상기 급수 유로(700)에는 급수 밸브(710)가 구비되며, 상기 급수 밸브(710)는 냉수가 저장되는 저장 튜브(210)와 연결될 수 있게 된다. 그리고, 상기 취출 유로(800)는 상기 절환 밸브(530)와 상기 디스펜서(40)를 연결하며, 상기 취출 유로(800) 상에는 취출 레귤레이터(810)와 취출 밸브(820)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 가스 공급 유로(450)는 상기 가스 실린더(300)와 상기 연결 유로(520)를 연결하게 되며, 상기 가스 공급 유로(450) 상에는 가스 레귤레이터(410)와 제 1 릴리프 밸브(420) 그리고 가스 밸브(430)와 체크 밸브(431)가 차례로 구비될 수 있다. 그리고, 상기 가스 공급 유로(450)와 상기 연결 유로(520)는 서로 연통되도록 접속되어 상기 가스 공급 유로(450)의 가스가 상기 연결 유로(520)를 통해서 상기 제조 탱크(500)로 공급될 수 있도록 구성된다. 상기 제조 탱크(500)를 통해서 가스 및 냉수의 공급과 취출이 가능하도록 상기 연결 유로(520)는 상기 제조 탱크(500)의 하부에 접속될 수 있다.

그리고, 상기 제조 탱크(500)의 상부에는 배기 유로(600)가 접속되며, 상기 배기 유로(600)상에는 제 2 릴리프 밸브(610) 및 배기 밸브(620)가 구비된다. 이때, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)는 대기압 보다는 높고 상기 제 1 릴리프 밸브(420)의 압력보다는 더 낮은 설정 압력을 가지도록 구성되어 상기 제조 탱크(500)로 이산화탄소 가스가 설정 농도에 도달할 때까지 지속적으로 분사할 수 있게 된다.

한편, 상기 가스 공급 유로(450)와 배기 유로(600)의 사이에는 가압 유로(460)가 구비되어 상기 가스 공급 유로(450)와 배기 유로(600)가 서로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 가압 유로(460)에는 가압 밸브(461)가 구비되어 상기 가스 실린더(300)의 이산화탄소 가스가 상기 배기 유로(600)를 통해 상기 제조 탱크(500)의 내부로 공급될 수 있다.

그리고, 상기 제조 탱크(500)의 외측면에는 정전용량 센서로 구성되어 상기 제조 탱크(500) 내부의 수위를 감지하는 수위 감지 장치(510)가 구비될 수 있다. 그리고 수위 감지 장치(510)와 상기 가스 밸브(430), 급수 밸브(710), 취출 밸브(820), 배기 밸브(620)는 상기 컨트롤러(900)와 연결되어 상기 컨트롤러(900)에 의해 동작이 조절된다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 냉장고의 탄산수 제조 장치에서 탄산수가 제조되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 수위 감지 장치(510)에서 상기 제조 탱크(500)의 수위를 감지하여 만수위가 아닌 경우 상기 저장 튜브(210)로부터 냉수를 공급받게 된다. 이를 위해 상기 절환 밸브(530)는 절환되어 상기 급수 유로(700)와 연결 유로(520)가 연통되고, 상기 급수 밸브(710)가 개방되어 상기 제조 탱크(500)의 내부로 냉수를 공급하게 된다.

이때, 상기 가스 공급 유로(450) 상의 상기 체크 밸브(431)에 의해 상기 제조 탱크(500) 또는 연결 유로(520)상의 냉수가 역류되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 배기 밸브(620)는 개방되어 상기 급수시 상기 제조 탱크(500)의 압력이 상승되는 것을 방지하며, 냉수의 원활한 공급이 이루어질 수 있도록 한다. 그리고, 상기 가압 밸브(461)는 닫힌 상태로 상기 제조 탱크(500)로 가스의 공급이 이루어지지 않도록 한다.

상기 제조 탱크(500)의 수위가 만수위에 도달하게 되면 상기 배기 밸브(620)와 절환 밸브(530)는 닫히게 되며, 상기 가스 밸브(430)가 개방되어 상기 가스 실린더(300)의 가스가 상기 가스 레귤레이터(410)와 상기 제 1 릴리프 밸브(420), 가스 밸브(430) 및 체크 밸브(431)를 차례로 지나 상기 연결 유로(520)를 통해서 상기 제조 탱크(500)의 하부에서 주입된다. 이때 상기 제조 탱크(500)로 주입되는 이산화탄소 가스는 설정된 시간 동안 지속적으로 주입되며 상기 제조 탱크(500) 내부의 탄산수 농도가 설정 농도에 도달될 때 까지 상기 가스 밸브(430)가 개방된다.

한편, 상기 이산화탄소 가스가 상기 제조 탱크(500)에 주입되는 과정에서 상기 제 2 릴리프 밸브(610)의 설정 압력보다 더 높아지게 되면, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)에 의해 상기 제조 탱크(500) 내부의 압력이 상승이 억제될 수 있다. 즉, 상기 제 2 릴리프 밸브(610)의 설정 압력은 제 1 릴리프 밸브(420)의 설정 압력보다는 다소 낮게 설정되어 있으므로, 상기 이산화탄소 가스의 주입시 상기 제조 탱크(500)는 탄산수의 제조에 용이한 설정 압력을 유지하되, 이산화탄소 가스의 연속 주입이 가능하게 된다.

상기 가스 밸브(430)가 설정된 시간 동안 개방되어 설정된 농도의 탄산수 제조가 완료되면, 상기 절환 밸브(530)는 연결 유로와 취출 유로를 연결하게 된다. 그리고, 상기 가압 밸브(461)가 개방되고, 상기 가압 유로(460)를 통해서 상기 제조 탱크의 상부로 이산화 탄소 가스가 주입될 수 있게 된다.

따라서, 제조된 탄산수는 상기 제조 탱크(500)의 내부로 주입되는 이산화탄소 가스의 압력에 의해 상기 취출 유로(800) 상의 상기 취출 레귤레이터(810)와 취출 밸브(820)를 지나 상기 디스펜서(40)로 취출 될 수 있게 된다.

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16. 도어에 의해 각각 개폐되는 냉장실과 냉동실이 형성되는 캐비넷;
    상기 도어의 전면에 구비되는 디스펜서;
    냉수가 저장되는 냉수 저장 유닛;
    상기 냉수 저장 유닛의 냉수와 이산화 탄소 가스를 혼합하여 상기 디스펜서로 공급하는 탄산수 제조 장치를 포함하며,
    상기 탄산수 제조 장치는,
    이산화탄소 가스가 충진되는 가스 실린더;
    탄산수가 만들어지는 폐공간을 형성하는 제조 탱크;
    상기 가스 실린더와 제조 탱크를 연결하며, 상기 이산화탄소 가스의 공급을 위해 개폐되는 가스 밸브가 구비되는 가스 공급 유로;
    상기 가스 공급 유로에 제공되며, 이산화탄소 가스의 압력에 의한 상기 탄산수 제조 장치의 손상이 방지되도록, 설정 압력에서 개방되어 이산화탄소 가스를 배출하는 제 1 릴리프 밸브;
    상기 제조 탱크의 상부와 연통되며, 대기압보다는 높고 상기 제 1 릴리프 밸브의 설정 압력 보다는 낮은 설정 압력을 가지는 제 2 릴리프 밸브; 및
    상기 제조 탱크 내부의 탄산수가 설정 농도에 도달할 때까지 이산화탄소 가스가 연속 주입되도록, 상기 가스 밸브를 지속적으로 개방시키는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 제조 탱크 내부로 이산화탄소 가스의 연속 주입시,
    상기 제 2 릴리프 밸브가 개방되어, 이산화탄소 가스의 연속 주입이 가능하도록 하는 것을 특징으로 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제조 탱크의 상부에는 제조 탱크 내부의 공기를 배기하기 위해 개폐되는 배기 밸브가 구비되는 배기 유로가 접속되며,
    상기 제 2 릴리프 밸브는 상기 배기 유로 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 탄산수 제조 장치는,
    상기 냉수 저장 유닛과 제조 탱크를 연결하며, 상기 냉수의 공급을 위해 개폐되는 급수 밸브가 구비되는 급수 유로;
    상기 제조 탱크와 상기 디스펜서를 연결하며, 상기 탄산수의 취출을 위해 개폐되는 취출 밸브가 구비되는 취출 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 가스 공급 유로와 상기 취출 유로에는 공급되는 가스와 취출되는 탄산수의 압력을 일정하게 유지시키는 레귤레이터가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 가스 공급 유로에는 탄산수의 역류를 방지하는 체크 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
21. 제 16 항에 있어서,
    상기 냉수 저장 유닛과 상기 탄산수 제조 장치는 상기 도어의 배면을 형성하는 도어 라이너의 함몰된 공간에 함께 수용되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 냉수 저장 유닛은, 상기 탄산수 제조 장치의 후방에 배치되고, 급수원과 연결되는 저장 튜브가 연속으로 권취되어 판상으로 형성되며,
    상기 함몰된 공간은 상기 냉장실과 연통되어 냉기가 유입될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
23. 제 21 항에 있어서,
    상기 함몰된 공간은 탈착 가능하게 제공되는 커버에 의해 차폐되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 커버에는 상기 가스 실린더와 대응하는 위치에 상기 가스 실린더가 탈착되는 개구가 형성될 수 있으며,
    상기 개구를 개폐하는 실린더 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
25. 제 16 항에 있어서,
    상기 도어의 상부에는 얼음이 만들어지는 제빙실이 상기 디스펜서와 연통되도록 제공되며,
    상기 탄산수 제조 장치는 상기 제빙실의 하방에 제공되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 제빙실에는 상기 제빙실을 개폐하는 제빙실 도어가 구비되며,
    상기 제빙실 도어에는 상기 냉장실을 향하여 돌출 형성되며, 음식물이 수납될 수 있는 수납공간을 형성하는 바스켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 탄산수 제조 장치가 구비된 냉장고.
    
    
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