KR100618154B1 - 정수기의 순간냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각성능을 향상시킨 정수기의 순간냉각 장치에 관한 것으로, 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온 고압의 액체 상태로 상변화시키는 압축기(11)와, 압축기(11)를 통과한 냉매에 포함된 고열을 외부로 발산시키며 압축된 냉매를 응축하는 응축기(12)와, 상기 응축기(12)에서 응축된 냉매를 저온 저압으로 상변화시키는 팽창밸브(13)와, 저온 저압의 냉매를 통과시켜 공급되는 물을 냉각시키는 증발기(14)로 구성되는 냉동시스템을 포함하여 상기 증발기(14)의 내부에 정수된 물이 공급되는 물배관(20)이 통과하도록 한 냉매배관(30)을 2중관으로 형성하여 구성함으로써 물배관과 증발기의 접촉면적을 최대화하여 냉각효율을 극대화시키고, 물을 냉각하기 위해 일시적으로 저장하기 위한 냉수탱크를 배제함으로써 정수기의 사이즈를 줄일 수 있으며, 물을 공급하는 경로에서 직접 냉각을 실시함으로써 이온수의 정수기의 적용시 이온처리된 물을 실시간으로 순간냉각할 수 있어 이온수 정수기에 적용되어 월등한 성능을 발휘하는 효과가 있다.

증발기, 물배관, 2중관 형태의 냉매배관, 단열재

Description

정수기의 순간냉각 장치{Cooling apparatus for clean water device}

도 1은 종래 기술에 의한 정수기의 구성도.

도 2는 종래 기술에 의한 정수기의 냉각 장치의 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 정수기의 순간냉각 장치의 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 냉매배관의 평면도.

도 5는 본 발명에 의한 냉매배관의 단면도.

도 6은 도 5의 A-A'선 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11 ; 압축기 12 ; 응축기

13 ; 팽창밸브 14 ; 증발기

20 ; 물배관 22 ; 냉각핀

30 ; 냉매배관 100 ; 단열재

본 발명은 정수기의 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉동시스템의 증발기 파이프의 내부에 물배관을 설치하여 2중 관타입의 냉각 구조에 의하여 물배관의 외주면에서 냉매가 직접 접촉되면서 순환하여 순간냉각을 실시하여 열교환 효율을 현저하게 향상시키도록 한 정수기의 순간냉각 장치에 관한 것이다.

일반적인 정수기는 도 1에 도시한 바와 같이, 정수탱크(1)에 저장된 물을 필터(2)를 통과하여 온수탱크(3)와 냉수탱크(4)로 공급하도록 구성되어 있고, 냉수탱크(4)로 공급되는 물을 냉각시키기 위한 냉동시스템은 기체의 냉매를 압축하여 고온 고압의 액체 상태로 상변화시키는 압축기(5)와, 압축기(5)를 통과한 냉매에 포함된 고열을 외부로 발산시키며 압축된 냉매를 응축하는 응축기(6)와, 상기 응축기(6)에서 응축된 냉매를 저온 저압으로 상변화시키는 팽창밸브(7)와, 저온 저압의 냉매를 통과시키며 냉수탱크(4)의 외벽으로 권취되어 냉수탱크를 냉각시키는 증발기(8)인 냉각코일로 구성되어 있다.

이와 같은 냉각방식에 의한 물의 냉각은 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(5)를 거쳐서 응축기(6)에 의해 응축된 후에 팽창밸브(7)를 순환하여 냉각코일 (8)내에서 냉매의 단열팽창에 의해 냉수탱크(4)에 저장된 물을 냉각하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 냉각장치는 냉각코일(8)을 흐르는 저온상태의 냉매가 냉수탱크(4)에 수납된 물의 열을 효율적으로 열교환시키지 못하여 냉각효율이 저하되는 문제가 있다.

즉, 도 2에 보다 상세하게 도시한 바와 같이, 냉수탱크(4)의 외주면에 감겨져 있는 냉각코일(8)은 일정한 체적을 갖는 냉수탱크(4) 내부의 물을 균일하고 신속하게 순간냉각시킬 수 없다.

또한, 냉수탱크(4)와 냉각코일(8)이 접촉된 면적이 협소하기 때문에 냉각코 일(8)을 흐르는 냉매의 열손실이 크다는 문제가 있다.

그리고 종래에는 물을 냉각하기 위하여 별도의 냉수탱크(4)를 구비해야 하므로 냉수탱크(4)가 차지하는 일정 공간을 필요로 하여 정수기의 사이즈를 줄이기 어려운 문제가 있다.

또한, 냉수탱크에 의한 냉각방식은 이온수기의 경우에 적용하기 어려운 단점을 가지고 있는데, 이는 바로 이온수기에서 생산하는 알칼리이온수의 경우에 냉각탱크에 수납하여 저장할 경우에 이온반응에 의하여 냉각탱크 내의 스케일이 끼기 때문에 쉽게 고장이 발생되는 원인이 되고, 위생적이지 않은 단점을 가지고 있기 대문에 적용하기가 어렵다.

한편, 종래의 이온수를 정수하기 위한 정수기에서는 먼저 물을 냉각시킨 이후에 이온수를 형성하게 되므로 이온수의 냉각 효율이 현저하게 저하될 뿐만 아니라 냉각탱크에 저장된 한정된 양의 물이 먼저 냉각되기 때문에 냉각된 물을 전기분해하는 경우에 얻을 수 있는 알칼리이온수의 양이 줄어들어 효율이 떨어지며, 냉각할 필요가 없는 산성수까지 냉각되므로 에너지가 낭비되는 단점이 있다. 또한 냉각탱크에서 냉각된 물을 모두 전기분해한 후에는 냉각되지 않은 전기분해할 수 밖에 없기 때문에 효율성이 없다. 따라서 이온수를 정수하기 위한 정수기에서는 냉각된 상태의 이온수를 음료용으로 취수하는데 어려움이 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 증발기의 내부에 물배관을 설치하여 공급되는 물을 직접 순간냉각함으로써 냉각효율을 향상시키도록 한 정수기의 순간냉각 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 냉수탱크를 구비하지 않고 물배관을 직접 냉각함으로써 정수기의 사이즈를 줄일 수 있도록 한 정수기의 순간냉각 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 급속 냉각에 의해 순간냉각을 실시함으로써 이온수의 냉각에 적합하도록 한 정수기의 순간냉각 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 구성되는 냉동시스템을 포함하는 정수기의 냉각장치에 있어서, 상기 증발기의 내부에 물이 공급되는 물배관을 배치하여 2중관 타입의 냉매배관을 형성하고, 상기 냉매배관의 외측에는 냉매배관을 밀접하게 둘러싸는 단열재를 구비함으로써 상기 물배관을 통해 공급되는 물이 상기 냉매배관의 내부를 순환하는 냉매와 열교환되어 급속냉각되도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 냉매배관은 나선형으로 형성되어 상기 물배관을 통과하는 물과 냉매배관의 내부를 순환하는 냉매의 열교환 시간을 지연시키도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 물배관의 외주면에는 냉각핀이 다수 구비되어 물배관을 통과하는 물이 냉매배관의 내부를 순환하는 냉매와의 열교환 면적을 확장시키도록 구성된 것이 바람직하다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 의한 냉각 장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 냉매배관의 평면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 냉매배관의 단면도이고, 도 6은 도 5의 A-A'선 단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온 고압의 액체 상태로 상변화시키는 압축기(11)와, 압축기(11)를 통과한 냉매에 포함된 고열을 외부로 발산시키며 압축된 냉매를 응축하는 응축기(12)와, 상기 응축기(12)에서 응축된 냉매를 저온 저압으로 상변화시키는 팽창밸브(13)와, 저온 저압의 냉매를 통과시켜 공급되는 물을 냉각시키는 증발기(14)로 구성되는 냉동시스템을 포함한다.

또한, 상기 냉동시스템의 증발기(14)의 내부에 정수된 물이 공급되는 물배관(20)이 통과하도록 하여 냉매배관(30)을 2중관으로 형성하여 구성한다.

이처럼 2중관으로 형성된 냉매배관(30)은 나선형으로 형성되어 있어 물의 흐름을 지연시키면서 냉매의 물과 열교환되는 냉각효율은 향상되도록 한다.

이와 같이 본 발명에서는 냉각을 실시하기 위해 일시적으로 물을 보관하기 위한 냉수탱크를 배제하고 냉매배관(30)의 내부를 통과하는 물배관(20)에 의하여 냉수탱크의 역할을 수행하도록 구성되어 있다.

또한, 냉매배관(30)의 외부에는 냉매배관(30)의 내부를 통과하는 냉매의 온도를 외부로 빼앗기지 않도록 하기 위한 단열재(100)가 냉매배관(30)을 감싸는 상태로 설치되어 있다. 이러한 단열재(100)는 액체상태의 우레탄(urethane)을 발포하 여 고체상태로 경화시켜 형성한다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 냉매배관(30)의 내부에 삽입되는 물배관(20)의 외주면에는 냉각핀(22)이 일정간격으로 다수개 설치되어 있어 물배관(20)을 흐르는 물과 물배관(20)의 외주면을 통과하는 냉매와의 열교환 효율을 향상시키도록 되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 의한 정수기용 냉각 장치의 작용을 설명한다.

압축기(11)와 응축기(12)와 팽창밸브(13)를 거쳐서 증발기(14)의 냉매배관(30)의 내부로 유입되는 저온 저압의 냉매가 나선형으로 형성된 냉매배관(30)을 통과하게 되고, 정수된 상태의 물은 물배관(20)을 통과하면서 냉매배관(30)의 내부를 통과하는 냉매가 물과 열교환된다.

일례로 물배관의 입구측(22)으로 공급되는 물의 수온이 25℃인 경우에 냉매배관(30)을 통과하면서 열교환되어 물배관의 출구(24)에서 배출되는 물의 수온은 1℃까지 하강된 상태로 냉각이 실시된다. 이는 7m 길이의 냉매배관(30)을 2L의 물이 통과하는 상태에서 열교환시킬 수 있는 냉각 성능을 나타낸다.

본 발명에서 냉매배관(30)을 순환하는 냉매는 냉동시스템의 순환사이클에 의해 하단에서 상단으로 냉매가 이동되고, 물배관(20)을 통해 공급되는 물은 냉매의 이동방향과 반대방향으로 이동되면서 물이 포함하고 있는 열을 냉매가 빼앗아 물의 온도를 급속도로 하강시키게 된다. 이때, 냉매배관(30)의 외부에는 냉매배관(30)과 밀착되어 충진된 상태로 단열재(100)가 설치되어 있어 냉매배관(30)의 외부로 방출 되는 열의 손실이 완벽하게 차단된다.

이처럼 본 발명에 의한 정수기의 냉각장치는 물배관을 통과하는 물이 순간적으로 냉각되기 때문에 이온수와 같이 전처리된 물을 급속하게 냉각할 수 있어 이온수 정수기의 냉각 장치로 적용할 수 있다.

또한, 열대 지방과 같이 물이 귀하고 냉수를 보관하여 저장하기 어려운 기후조건을 갖는 지역에서는 음료 또는 일반 사용수를 필요에 따라 급속으로 냉각시켜 취수하거나, 사용가능하도록 할 수 있어 정수기 뿐 아니라 일반적인 생활용수의 냉각 장치 등으로도 다양하게 이용할 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명은 상술한 바의 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상의 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형하여 실시할 수 있음은 당연하다 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 정수기의 냉각 장치는 물배관과 증발기의 접촉면적을 최대화함으로써 냉각효율을 극대화시키는 효과가 있다.

또한, 물배관이 증발기의 내부를 통과하면서 직접 냉각되는 구조이기 때문에 물을 냉각하기 위해 일시적으로 저장하기 위한 냉수탱크를 배제함으로써 정수기의 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 물을 공급하는 경로에서 직접 냉각을 실시함으로써 이온수의 정수기의 적용시 이온처리된 물을 실시간으로 냉각할 수 있어 이온수 정수기에 적용되어 월등한 성능을 발휘하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 구성되는 냉동시스템을 포함하는 정수기의 냉각장치에 있어서,

   상기 증발기의 내부에 물이 공급되는 물배관을 배치하여 2중관 타입의 냉매배관을 형성하고, 상기 냉매배관의 외측에는 냉매배관을 밀접하게 둘러싸는 단열재를 구비하며, 상기 물배관의 외주면에는 냉각핀이 다수 구비된 것을 특징으로 하는 정수기의 순간냉각 장치.

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