KR100370373B1 - 휴대용 순간 온수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 버튼 조작으로 열원을 형성하고, 히트 파이프를 이용하여 냉수를 온수로 만들수 있는 휴대용 순간 온수기에 관련된 것이다. 본 발명은 액체를 담을 수 있도록 상부에 입구가 형성된 용기와, 상기 용기의 하부에서 격리된 공간 내에 설치된 열원과, 상기 용기의 내부 공간에 설치되고, 한 쪽 끝 부분이 상기 용기의 하부 외부에 돌출되어 상기 열원과 접촉하고 있는 열에너지 전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 순간 온수기를 제공한다.

Description

휴대용 순간 온수기{A Portable Boiler Which Boiles instantly}

본 발명은 휴대용 순간 온수기에 관련된 것이다. 특히, 본 발명은 간단한 버튼 조작으로 열원을 형성하고, 히트 파이프를 이용하여 냉수를 온수로 만들수 있는 휴대용 순간 온수기에 관련된 것이다.

사람의 생존에 있어서, 가장 중요한 것 중의 하나가 바로 물이다. 일상 생활뿐 아니라 여행, 낚시, 등산, 운동 등 모든 생활 속에서 사람은 반드시 물을 필요로 한다. 일반적으로 우리가 마시는 물은 주변 온도와 동일한 온도를 갖는다. 그러나, 겨울이나 추운 지방에서는 사람이 추위를 이기기 위한 한 방법으로 따뜻한 물을 마시곤 한다.

우리가 여행을 다니거나, 등산, 낚시와 같은 여가 생활을 즐기는 가운데 더운 물을 얻는 방법에는 불을 지피고, 그릇에 물을 담아 끓이는 것이 아주 대표적인 방법이다. 다른 방법으로는, 미리 끓여 놓은 물을 도 1에 도시된 것과 같은 보온병에 담아서 휴대하는 방법이 있다. 연료 장치를 이용하여 물을 직접 끓이는 경우엔, 불을 지피기 위한 여러 가지 수단들이 필요하고, 물을 담을 그릇 또는 그릇을 불에받쳐 놓는 수단 등 여러가지 보조 수단들이 반드시 필요하다. 등산, 낚시와 같은 경우 등산용 그릇과 버너 등을 사용하곤 하는데, 이는 상당한 부피를 차지하여 휴대에 불편하다. 뿐만아니라, 화재의 위험성으로 버너를 휴대하는 것이 금지된 지역에서는 근본적으로 더운물을 얻는 다는 것이 불가능 할 수도 있다. 보온병에 더운 물을 담아서 휴대하는 것은, 보온병의 용량에 따라서, 더운 물의 양이 결정 되기 때문에 많은 양의 더운 물을 확보하기 어렵다는 단점이 있고, 시간이 지날 수록 물의 온도가 점점 떨어진다는 단점이 있다.

별도로 뜨거운 물은 보유하거나, 버너와 같은 별도의 가열 장치를 구비함이 없이 물만 있으면, 손쉽게 뜨거운 물을 얻을 수 있어야 한다. 그러기 위해서는, 보온병과 비슷한 형태와 크기를 갖도록 하여 휴대성이 좋아야 한다. 또한, 소정의 열을 가할 수 있는 소형 가열 장치가 내장되어 있어야 한다. 더욱이 작은 열원에서 생성되는 열을 효율적으로 피가열체에 전달할 수 있는 열 에너지 전달수단이 있어야 한다.

본 발명의 목적은, 휴대가능한 순간 온수기를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 저온의 열원으로 짧은 시간내에 액체를 고온의 상태로 만드는 휴대용 순간 온수기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래에 더운 물을 휴대할 수 있는 보온병을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 휴대용 순간 온수기의 일예를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 휴대용 순간 온수기의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 휴대용 순간 온수기에서 사용하는 히트 파이프의 다양한 형태를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에서 수용부와 가열부가 분리되어 형성된 휴대용 순간 온수기를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 수용부 101 : 개구부

103 : 뚜껑 111 : 히트파이프

200 : 가열부 201 : 노즐

203 : 점화부 205 : 점화버튼

207 : 바이메탈 209 : 열료공급레버

211 : 연소 가이드 213 : 저온촉매

221 : 공기구멍 231 : 연료관

300 : 연료저장부 301 : 연료탱크

종래 기술의 문제점을 해결하고, 상기 목적들을 달성하기 위해서 본 발명은 액체를 담을 수 있도록 상부에 입구가 형성된 용기와, 상기 용기의 하부에서 격리된 공간 내에 설치된 열원과, 상기 용기의 내부 공간에 설치되고, 한 쪽 끝 부분이 상기 용기의 하부 외부에 돌출되어 상기 열원과 접촉하고 있는 열에너지 전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 순간 온수기를 제공한다. 이하 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 휴대용 순간 온수기의 일례를 나타내는 사시도이고, 도 3은 그 구조를 나타내는 단면도이다.

실시 예 1

본 발명에 의한 휴대용 순간 온수기는 휴대에 편리하며 필요한 물을 충분히 담을 수 있는 부피를 갖는 것이 바람직하다. 수용할 수 있는 물의 양에 따라 크기별로 나눈다면, 보통 250ml ~ 500ml 정도의 소형 및 500ml ~ 700ml 정도의 중형 그리고, 700ml ~ 1500ml 정도의 대형 등으로 분류될 수 있다. 또한, 휴대에 편리하게 하기 위해서 일반적인 보온병과 유사하게 원통형, 다각기둥형 또는 주전자의 형태와 유사한 형태를 가질 수 있다. 상기 설명한 순간 온수기의 크기와 형태에 알맞도록 디자인된 몸체를 갖도록 형성한다. 몸체는 물을 담을 수 있는 수용부(100)와 가열장치를 구비하는 가열부(200) 그리고, 가열부(200)에 공급하는 연료를 장착할 수 있는 연료저장부(300)로 이루어진다.

상기 수용부(100)는 상부에 물을 담거나 따를 수 있도록 개구부(101)가 형성되어 있다. 상기 개구부(101)에는 일반 보온병과 마찬가지로 뚜껑(103)을 탈착할수 있도록 구성한다. 상기 수용부(100)는 내부가 비어있는 실린더 형상을 갖는다. 그리고, 상기 수용부(100)의 내부에는 U자형 그릇모양의 히트 파이프(111)가 위치한다. 상기 히트 파이프(111)는 수용부(100)에 대부분이 위치하고, 한쪽 끝은 가열부(200)에 위치한다. 그리고, 상기 히트 파이프(111)의 형상은 수용부(100)에 담는 물과 가급적 넓은 면적이 접촉할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다. 그래야 히트 파이프(111)의 열이 물에 짧은 시간내에 그리고 골고루 전달될 수 있기 때문이다. 주로 컵과 같은 U자형 그릇형태나, 말굽 모양을 갖도록 형성한다.

가열부(200)에는 열 에너지를 낼수 있는 가열장치가 내장되어 있다. 본 발명에서는 부탄이나 LPG와 같은 가스 연료를 사용하는 것에 중점을 둔 것으로서, 노즐(201)을 통해 분사되는 연료를 연소 시키는 구조를 예로 들었다. 상기 노즐(201)의 끝 부분에는 점화부(203)가 구비되어 있다. 그리고, 몸체의 외부에는 상기 점화부(203)를 작동할 수 있는 점화버튼(205)이 설치되어 있다. 상기 노즐(201)에서 분사된 연료가 연소되면서 연소공간을 확보하기 위한 연소 가이드(211)가 노즐(201) 및 점화부(203)를 덮고 있을 수도 있다. 상기 노즐(201)의 끝부분에서 형성되는 불꽃이 상기 히트 파이프(111)의 가열부(200)에 위치한 한쪽 끝부분과 직접 맞닿을 수 있도록 형성한다.

히트 파이프(111)의 온도를 조절함으로써 가열하고자 하는 물의 온도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 히트 파이프(111)와 접촉하는 바이메탈(207)을 설치하고, 노즐에 연결된 연료 공급 레버(209)에 연결할 수 있다. 그럼으로써, 일정 온도에 다달으면, 바이메탈(207)에 의해 연료 공급 레버(209)를 폐쇄 시켜 연료를 차단하도록 할 수 있다. 또한, 상기 가열부(200)에는 외부로 부터 연소에 필요한 산소가 원활히 공급되어야 한다. 동시에, 가열부(200)에서 발생는 열 에너지가 몸체에 직접 가하여져 몸체를 구성하는 물질을 녹이는 것과 같은 문제를 발생하지 않도록 폐 열에너지를 외부로 배출하여야 한다. 따라서, 상기 가열부(200)를 둘러싸는 몸체의 부분에 소정의 공기구멍(221)들을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 노즐(201)에는 연료 공급을 위한 연료관(231)이 설치된다. 상기 연료관(231)은 상기 가열부(200)의 하부에 위치하는 연료저장부(300)에 연결되어 있다. 상기 연료저장부(300)에는 착탈이 가능한 소형 연료탱크(310)를 장착 할 수 있다.

실시 예 2

상기 실시 예 1에서는 노즐(201)에서 분사되는 연료를 점화부(203)에서 발생한 불꽃으로 계속 연소 시킴으로써 상기 불꽃을 이용하여 히트 파이프(111)에 열을 전달하는 열원으로 사용한 경우를 살펴 보았다. 그러나, 불꽃이 계속 유지될 경우에는 불꽃에의한 직접적인 열이 노즐(201) 및 연료관(231) 등을 포함하는 주변 구성물들에 영향을 주어 폭발이나 화재의 위험성을 내포하고 있다. 따라서 본 실시 예에서는 불꽃이 직접 발생하지 않고도 열원을 형성할 수 있는 저온 촉매를 사용한 경우에 대하여 설명한다.

노즐(201)과 히트 파이프(111) 사이에 망사 원통형을 갖는 저온 촉매(213)를 위치 시킨다. 일단 점화부(203)에서 점화하여 스파크가 발생하고, 노즐(201)에서분사되는 연료에 의해 불꽃이 발생한다. 불꽃이 저온 촉매(213)에 직접 닿아 저온 촉매가 가열된다. 저온 촉매가 일정 온도에 다달으면, 노즐(201)을 막아서 불꽃을 제거한다. 그리고나서, 점화부(203)의 점화 작동 없이 노즐(201)만 개구하여 연료만 저온 촉매(213)에 공급한다. 그러면 불꽃없이도 연료는 저온 촉매(213)에서 연소가 이루어진다. 이와 같은 역할을 수행하기 위해서는 불꽃 제어용 바이메탈을 사용한다. 즉, 불꽃 제어용 바이메탈(217)의 한 쪽은 불꽃이 형성되는 노즐(201) 부분에 위치하고, 다른 한 쪽은 연료 공급 레버(209)에 위치 시킨다. 불꽃이 발생하여 일정 시간 경과 후, 불꽃 제어용 바이메탈(217)에 의해 연료 공급 레버(209)를 작동시켜 연료 공급을 차단한다. 그리고, 불꽃 제어용 바이메탈(217)이 어느 정도 냉각되면, 다시 연료 공급 레버(209)를 작동하여 연료만 저온 촉매(213)로 공급하도록 한다. 이 때, 저온 촉매(213)의 열에 의하여 불꽃 제어용 바이메탈(217)이 작동되지 않도록 위치 선정을 주의 하여야 한다.

저온 촉매(213)는 공급되는 연료를 완전 연소시키므로 불완전 연소로 인한 냄새 및 외부로 방출되는 폐 열에너지의 양을 최소한을 줄여주는 기능도 한다. 또한, 열원으로 사용되는 저온 촉매(213)의 열 에너지가 히트 파이프(111)로 온전히 전달되도록 하기 위해서는 히트 파이프(111)와 저온촉매(213)는 가급적 서로 맞붙어 있는 것이 바람직하다.

실시 예 3

본 실시 예에서는 히트 파이프(111)의 형태에 관련된 것이다. 히트파이프(111)는 열원으로 부터 받은 열을 물에 온전히 전달하여야 한다. 따라서, 히트 파이프(111)의 형태는 가급적 물과 닿는 면적이 최대가 되는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 도 4a에서 나타난 것과 같이, 일반적으로는 컵모양의 그릇형태를 가지며, 수용부(100)의 용적 보다 작은 크기로 만드는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 히트 파이프(111)의 내부 면과 외부 면 모두가 물과 맞닿아 최적의 효과를 얻을 수 있다.

그러나, 여러가지 사용상의 편리성을 도모하기 위해, 도 4b에 나타난 바와 같이, 히트 파이프(111)를 수용부(100)의 크기 및 형상과 동일하게 형성할 수도 있다. 이럴 경우에는 히트 파이프(111)가 전달받은 열이 몸체에 직접 전달되기 때문에 사용자가 손으로 몸체를 만지는 것이 위험할 수 있다. 이럴 경우에는 히트 파이프(111)의 외부를 절연 외장재(121)로 감싸듯이 하여 몸체를 형성하는 것이 바람직하다.

실시 예 4

지금까지의 본 발명의 실시 예에서는 액체를 담는 수용부와 액체를 가열하기 위한 열을 발생하는 가열부, 그리고 연료를 저장하는 연료저장부가 하나의 몸체를 이루는 경우를 살펴 보았다. 편의에 따라서는 도 5에 나타난 바와 같이, 수용부(100)를 하나의 몸체로 그리고, 가열부(200) 및 연료저장부(300)를 다른 하나의 몸체로 구성하여 서로 분리 조립이 가능하도록 구성할 수도 있다. 이것은 고장 혹은 파손의 가능성이 많은 가열부(200) 및 연료저장부(300)를 액체를 담는 수용부(100)에 착탈 가능한 구조로 형성한 것으로서, 가열부가 파손되었을 경우에 호환 가능한 다른 가열부로 손쉽게 대체할 수 있다. 또한, 하나의 가열부(200)만 있더라도 여러개의 수용부(100)를 번갈아 사용할 수 있는 소비 비용상의 절감 효과를 기대할 수도 있다. 그리고, 일단 액체를 가열한 후에는 가열부(200)를 수용부(100)로부터 분리함으로써, 돌발적인 가열부(200)의 작동을 방지하여 안전성을 향상 시킬 수도 있다.

본 발명은 휴대용 순간 온수기에 관련된 것으로서, 소량의 물을 담을 수 있는 공간과 소형 가열수단을 하나의 몸체로 구성하였다. 그리고, 열 효율을 극대화 하기 위해 히트 파이프와 같은 열에너지 전달 물체를 사용하여 짧은 시간내에 뜨거운 물을 얻을 수 있도록 하였다. 그럼으로써, 물만 있으면 사용자가 원하는 때, 단시간내에 따뜻한 물을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 액체를 담을 수 있도록 상부에 입구가 형성된 용기와;

   상기 용기의 하부에서 격리된 공간 내에 설치된 열원과;

   상기 용기의 내부 공간에 설치되고, 한 쪽 끝 부분이 상기 용기의 하부 외부에 돌출되어 상기 열원과 접촉하고 있는 열에너지 전달수단과;

   상기 열원에 의하여 상기 열에너지 전달수단이 소정의 온도로 가열되면 연료 공급을 차단하도록 하는 바이메탈 스위치와,

   상기 열원에 연료를 공급하고 점화하는 점화수단을 포함하는 휴대용 순간 온수기에 있어서,

   상기 점화수단에 의하여 상기 열원에 불꽃 점화가 이루어져 상기 열원이 소정의 온도로 가열되면 상기 열원에 공급되는 연료를 일시적으로 차단하여 상기 열원의 불꽃을 제거한 후 상기 열원에 재연료의 공급이 이루어지도록 하는 불꽃 제어 바이메탈 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 순간온수기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열원은 망사형 저온 촉매인 것을 특징으로 하는 휴대용 순간 온수기.
3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 열에너지 전달수단은 상기 용기의 내부 공간에서 내외면이 노출되도록 U자형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 순간온수기.
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