KR100623178B1 - 수도관에 연결되는 급속 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무더운 하절기에 세면 및 샤워 등에 필요한 많은 양의 수돗물을 연속적으로 공급할 수 있는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치에 관한 것으로서, 물이 공급되는 수도관이 연결되어 있고 배출밸브를 포함하는 배출관이 폐회로 상으로 구비되어 있어 항상 물이 채워지는 밀폐탱크와, 상기 수도관을 통해 밀폐탱크에 채워지는 물을 냉각시키는 하나 이상의 냉각수단과, 상기 밀폐탱크(2)의 내부 중간에 연통홀(211)이 구비된 중간격판(21)을 더 구비하여 내부를 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)로 구획하고, 상기 냉각수단(4)을 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비됨을 특징으로 한다.

Description

수도관에 연결되는 급속 냉각장치{A fast cooling apparatus of the shower water}

도 1은 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 일실시예를 나타낸 전체 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수단을 확대 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 급속 냉각장치의 작동관계를 설명한 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 다른 실시예를 나타낸 전체 구성도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수단을 확대 도시한 단면도.

도 6는 본 발명에 따른 다른 실시예의 급속 냉각장치의 작동관계를 설명한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 수도관

11 : 감압변

2 : 밀폐탱크

21 : 중간격판

211 : 연통홀

22 : 상 급냉실

23 : 하 저온실

3 : 배출관

31 : 배출밸브

4 : 냉각수단

41 : 냉각 증발관

42 : 냉매 냉각부

421 : 압축기, 422 : 응축기, 423 : 팽창밸브

5 : 온도 측정센서

6 : 제어부

61 : 메모리부, 62 : 냉각수단 구동부

7 : 상 급냉실 온도 측정센서

8 : 하 저온실 온도 측정센서

9 : 제어부

본 발명은 수도관에 연결되는 급속 냉각장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 무더운 하절기에 세면 및 샤워 등에 필요한 많은 양의 수돗물을 연속적으로 공급할 수 있는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 아파트 및 주택 등에서는 수도관을 통해 물이 공급된다. 즉 가정 에서는 수도관의 끝단에 구비되어 있는 밸브의 개방을 통해 수돗물을 사용한다.

그런데, 무더운 하절기에 물을 사용함에 있어서 물의 수온이 높음으로서, 세안 및 샤워시 미지근한 물을 그대로 사용함에 따라서 사용자에게 불쾌감을 주게 되는 문제점을 가지고 있었다.

즉 아파트 및 주택에는 옥상등에 별도의 물탱크를 구비하여 물탱크와 연결된 수도관을 통해 물을 사용하고 있는데, 하절기에는 직사광선 및 옥상의 복사열로 인하여 물탱크에 채워진 물의 온도가 급격히 상승 함으로서 상술한 바와 같이 세안 및 샤워 등을 할 경우 사용자가 불쾌감을 느끼게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로서, 하절기에 물을 차게하여 사용자에게 공급함으로서, 하절기에 세안 및 샤워를 할 경우 불쾌감을 느끼지 않고 시원함을 느끼게 할 수 있도록 하는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치를 제공함을 목적으로 한다.

또한 물을 냉각시키는 밀폐탱크을 상 급냉실과 하 저온실으로 구획하여 대용량의 냉각수를 장시간 동안 연속적으로 공급할 수 있도록 하는 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물이 공급되는 수도관이 연결되어 있고 배출밸브를 포함하는 배출관이 폐회로 상으로 구비되어 있어 항상 물이 채워지는 밀폐탱크와, 상기 수도관을 통해 밀폐탱크에 채워지는 물을 냉각시키는 하나 이상의 냉각수단으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한 상기 급속 냉각장치는, 상기 밀폐탱크의 내부에 구비되어 현재 물의 온도를 측정하는 온도 측정센서와, 온도 측정센서로부터 입력되는 측정 데이터를 전달받아 기 설정된 온도와 비교하여 상기 냉각수단을 작동시키는 제어부를 더 포함함을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 상기 밀폐탱크의 내부 중간에 연통홀이 구비된 중간격판을 더 구비하여 내부를 상 급냉실과 하 저온실로 구획하고, 상기 냉각수단을 상 급냉실과 하 저온실의 각각에 구비함을 특징으로 한다.

또한 급속 냉각장치는, 상기 밀폐탱크의 상 급냉실과 하 저온실에 각각이 구비되어 현재 물의 온도를 측정하는 온도 측정센서와, 상기 상 급냉실 및 하 저온실 온도 측정센서로부터 측정 데이터를 전달받아 상 급냉실과 하 저온실의 각각에 기 설정된 온도와 비교하여 상 급냉실과 하 저온실에 각기 구비된 상,하 냉각수단을 작동시키는 제어부를 더 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 일실시예를 나타낸 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수단을 확대 도시한 것으로서, 본 발명의 급속 냉각장치는, 물이 공급되는 수도관(1)이 연결되어 있고 배출밸브(31)를 포함하는 배출관(3)이 폐회로 상으로 구비되어 있어 항상 물이 채워지는 밀폐탱크(2)와, 상기 수도관(1)을 통해 밀폐탱크(2)에 채워지는 물을 냉각시키는 하나 이상의 냉각수단(4)으로 구성된다.

그리고, 상기 냉각수단(4)은, 냉매의 순환을 통해 밀폐탱크(2)에 채워진 물 을 냉각시키는 냉각 증발관(41)과, 상기 냉각 증발관(41)의 인입, 배출관에 연결되어 냉매를 냉각시켜 상기 증발관(41)으로 투입시키는 압축기(421)와 응축기(422) 및 팽창밸브(423)로 구성된 냉매 냉각부(42)로 구성된다.

즉 상기 증발관(41)의 통과한 냉매는 압축기(421)에 의해 압축되어 온도와 압력이 상승하게 되며 응축기(422)에서 열을 방출시켜 팽창밸브(423)에서 팽창시킨 뒤 다시 증발관(41)으로 들어가는 구조로 됨으로서, 상기 증발관(41)을 통해 밀폐탱크(2) 내의 물을 냉각시킬 수 있는 것이다.

아울러, 상기 밀폐탱크(2)의 내부에 구비되어 현재 물의 온도를 측정하는 온도 측정센서(5)와, 온도 측정센서(5)로부터 측정 데이터를 전달받아 기설정된 온도를 바탕으로 상기 냉각수단(4)을 작동시키는 제어부(6)를 포함한다.

그리고 상기 제어부(6)는, 외부에서 입력되는 설정온도를 저장하는 메모리부(61)와, 상기 온도 측정센서(5)로부터 입력되는 실시간의 온도를 입력받아 상기 메모리부(61)에 기 설정된 온도와 비교하여 냉각수단(4)을 작동시키는 냉각수단 구동부(62)로 구성된다.

이하, 상기한 구성을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수도관(1)에는 감압변(11)을 구비함으로서 밀폐탱크(2) 내로 유입되는 수돗물의 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이다.

그리고 상기 감압변(11)은 초기에 압력이 세팅되는 것으로서 수돗물의 압력을 감압하여 밀폐탱크(2) 내부에 과다한 압력이 걸리는 것을 방지함에 따라서 밀폐 탱크(2)의 손상을 예방하는 것이다. 즉 상기 감압변(11)으로부터 배출되는 수압을 감안하여 밀폐탱크(2)를 설계하게 되면 밀폐탱크(2)에 별도의 안전변 등의 안전장치가 필요없게 되는 것이다.

그리고, 상기 수도관(1)은 밀폐탱크(2)의 상부에 연결되어 있고 상기 배출관(3)은 밀폐탱크(2)의 하부에 연결 구비되는 것이 바람직하다.

왜냐하면 물은 온도의 차이에 의해 대류를 일으키게 됨에 따라, 온도가 상승되어 유입되는 수돗물은 밀폐탱크(2)의 상부에 집중되고 냉각수단(4)을 통해 냉각된 물은 밀폐탱크(2)의 하부에 집중됨으로서, 상기한 바와 같이 수도관(1)은 밀폐탱크(2)의 상부에 위치시키고 배출관(3)은 밀폐탱크(2)의 하부에 위치시키는 것이 바람직한 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 일 실시예의 급속 냉각장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 급속 냉각장치의 작동관계를 설명한 것으로 도 1 및 도 3에 도시된 바와같이, 먼저, 냉각수단(4)을 작동시켜 밀폐탱크(2)의 내부에 구비된 냉각 증발관(41)으로 찬 냉매를 공급함으로서, 밀폐탱크(2)의 내부에 채워진 물의 온도를 제어부(6)에 기 설정된 온도로 하강시킨다.

그리고 이와같이 밀폐탱크(2)의 내부에 채워진 물의 온도가 설정된 온도로 하강된 순간에는, 제어부(6)의 인식을 통해 냉각수단(4)의 작동을 멈추게 함에 따라 기 설정된 물의 온도를 유지하게 한다.

다음, 밀폐탱크(2)에 구비된 배출관(3)을 통해 물을 사용하게 되면, 밀폐탱 크(2)내에 채워진 물이 배출되면서 밀폐탱크(2)의 내부에서는 진공압이 걸리게 됨으로서 수도관(1)을 통해 감압변(11)을 통과한 물이 밀폐탱크(2)의 내로 유입되어 밀폐탱크(2)에는 물이 항상 채워지게 된다.

그런데 이때 상기 밀폐탱크(2) 내에 채워진 물의 소모량이 많아지게 되면, 반대로 밀폐탱크(2) 내부에는 온도가 상승된 수돗물의 채워지는 양이 많아 지게됨으로서 밀폐탱크(2) 내에 채워져 있는 물의 온도가 전체적으로 상승되는 현상이 발생된다. 그러므로 현재의 물의 온도를 제어부(6)에서 실시간으로 인식하여 제어부(6)에 기 설정된 범위를 벗어나게 되면 냉각수단(4)을 재 작동시켜 밀폐탱크(2)내에 채워진 물의 온도를 하강시킨다.

따라서, 물을 간헐적으로 사용할 경우는 물론, 많은 양의 물을 연속적으로 사용할 경우에도 상기 냉각수단(4)이 밀폐탱크(2)내의 물의 온도와 상응되게 작동됨으로서 사용자에게는 항상 냉각된 물을 공급할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 급속 냉각장치의 다른 실시예를 나타낸 전체 구성도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각수단을 확대 도시한 것으로서, 먼저, 밀폐탱크(2) 및 냉각수단(4)의 구성을 제외한 타 구성은 상술한 일시예의 구성과 동일함을 전제한다.

이에, 본 발명에 따른 다른 실시예의 냉각장치는, 상기 일 실시예의 구성에 있어서, 밀폐탱크(2)의 내부 중간에는 하나 이상의 연통홀(211)이 구비된 중간격판(21)을 구비하여 내부를 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)로 구획하고, 냉각수단(4)을 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비함을 특징으로 하는 것이 다.

특히, 상기 냉각수단(4)은 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 2개소가 구비된 것으로서, 냉매의 순환을 통해 밀폐탱크(2)에 채워진 물을 냉각시키는 냉각 증발관(41)과, 상기 냉각 증발관(41)의 인입, 배출관에 연결되어 냉매를 다시 냉각시켜 상기 증발관(41)으로 투입시키는 압축기(421)와 응축기(422) 및 팽창밸브(423)로 구성된 냉매 냉각부(42)로 구성된다.

그리고 상기 증발관(41)을 통과한 냉매는 압축기(421)에 의해 압축되어 온도와 압력이 상승하게 되며 응축기(422)에서 열을 방출시켜 팽창밸브(423)에서 팽창시킨 뒤 다시 증발관(41)으로 들어가는 구조로 되어 있다

아울러, 본 발명의 급속 냉각장치는, 상기 밀폐탱크(2)의 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비되어 현재 물의 온도를 측정하는 상 급냉실 및 하 저온실 온도 측정센서(7,8)와, 상기 각 온도 측정센서(7,8)로부터 측정 데이터를 실시간으로 입력받아 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)에 기설정된 온도와 비교하여 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비된 냉각수단(4)을 작동시키는 제어부(9)를 포함한다.

즉 상기 제어부(9)는, 외부에서 입력되는 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 설정 온도를 저장하는 메모리부(91)와, 상기 상 급냉실 및 하 저온실 온도 측정센서(7,8)로부터 입력되는 실시간의 온도를 입력받아 상기 메모리부(91)에 기 설정된 온도와 비교하여 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비된 냉각수단(4)을 작동시키는 냉각수단 구동부(92)로 구성된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 다른 실시예의 급속 냉각장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예의 급속 냉각장치의 작동관계를 설명한 것으로서 도 4 및 도 6에 도시된 바와같이, 먼저, 밀폐탱크(2)의 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비된 냉각수단(4)을 작동시켜 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비된 냉각 증발관(41)에 냉매를 공급함으로서, 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)에 채워진 물의 온도를 설정된 온도로 하강시킨다.

그런 다음 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)에 채워진 물의 온도가 설정된 온도로 하강된 순간에는 제어부(6)의 인식을 통해 각 실의 냉각수단(4)의 작동을 멈추게 함에 따라 기 설정된 물의 온도를 유지하게 한다.

그리고, 하 저온실(23)에 구비된 배출관(3)을 통해 물을 사용하게 되면, 하 저온실(23) 내에 채워진 물이 배출되면서 하 저온실(23)에서는 진공압이 걸리게 되어 상 급냉실(22)의 채워진 물이 중간격판(21)의 연통홀(211)을 통과하여 하 저온실(23)로 채워지게 된다. 또한 상 급냉실(22)의 채워진 물이 중간격판(21)의 연통홀(211)을 통과하여 하 저온실(23) 내로 유입되게 되면 상 급냉실(22)에서도 진공압이 걸리게 됨으로서 수도관(1)을 통해 감압변(11)을 통과한 물이 상 급냉실(22) 내로 유입되어 채워진다.

그리고 이때 밀폐탱크(2)내에 채워진 물의 소모량이 많으면 유입되는 수돗물의 양이 많게 됨으로서 밀폐탱크(2) 내에 채워져 있는 물의 온도가 상승된다. 즉 수돗물이 직접적으로 공급되는 상 급냉실(22)의 물의 온도가 하 저온실(23)의 온도 보다 급격하게 상승된다.

그러면 현재의 상 급냉실(22)의 물 온도를 제어부(6)에서 인식하여 상 급냉실(22)의 물 온도가 제어부(9)의 메모리부(91)에 기 설정된 온도와 비교하여 범위를 벗어나게 되면, 상 급냉실(22)측의 냉각수단(4)을 재 작동시켜 상 급냉실(22)내에 채워진 물의 온도를 급격히 하강시킨다.

즉 상 급냉실(22)의 냉각수단(4)을 작동시켜 상 급냉실(22)에서 1차 냉각된 물을 하 저온실(23)로 연속 투입하게 된다. 그러므로 순간적으로 대용량의 물을 사용할 경우에도 하 저온실(23)로 충분히 냉각된 물이 연속적으로 투입됨으로서 냉각된 물을 연속적으로 사용할 수 있는 것이다.

또한, 대용량의 물을 장시간 동안 사용할 경우에는 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 냉각수단(4)을 동시에 작동시킴으로서 대용량의 물을 장시간 동안 연소적으로 사용할 수 있는 것이다.

즉 상 급냉실(22)에서 수돗물을 일차적으로 냉각한 다음, 1차 냉각된 물이 하 저온실(23)로 유입되어 하 저온실(23)에 구비된 냉각수단(2)을 통해 2차적으로 냉각 됨으로서, 하 저온실(23)에서 이루어지는 2차 냉각의 속도를 급속히 함으로서 대용량의 물을 장시간 동안 사용하더라도 사용자에게 냉각된 물을 충분히 공급할 수 있는 것이다.

아울러 상기와 같이 상 급냉실(22)에서 냉각된 물은 중간격판(21)의 연통홀(211)을 통해 하부인 하 저온실(23)로 이동되고, 냉각된 물 보다 온도가 높은 물은 상기 연통홀(211)을 통해 상부인 상 급냉실(22)로 이동된다. 그러므로 상 술한 바와 같이 상 급냉실(22)에서 1차적으로 물을 냉각시켜 밀폐탱크(2)의 내에서 물의 대류현상을 일으키게 함에 따라 하 저온실(23)의 내부에는 냉각된 물이 집중되게 됨으로서 배출관(3)을 통해 충분히 냉각된 물을 사용할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 하절기에 물을 차게하여 사용자에게 공급함으로서, 하절기에 세안 및 샤워를 할 경우 불쾌감을 느끼지 않고 시원함을 느끼게 할 수 있는 효과가 있다.

또한 물을 냉각시키는 밀폐탱크을 상 급냉실과 하 저온실으로 구획하여 대용량의 냉각수를 연속적으로 공급함으로서 물을 많이 사용하는 사우나 등의 대형시설에도 적용이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (7)

1. 물이 공급되는 수도관(1)이 연결되어 있고 배출밸브(31)를 포함하는 배출관(3)이 폐회로 상으로 구비되어 있어 항상 물이 채워지는 밀폐탱크(2)와,

   상기 수도관(1)을 통해 밀폐탱크(2)에 채워지는 물을 냉각시키는 하나 이상의 냉각수단(4)과,

   상기 밀폐탱크(2)의 내부 중간에 연통홀(211)이 구비된 중간격판(21)을 더 구비하여 내부를 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)로 구획하고, 상기 냉각수단(4)을 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 구비함을 특징으로 하는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 밀폐탱크(2)의 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)에 각각이 구비되어 현재 물의 온도를 측정하는 온도 측정센서(7,8)와,

   상기 상 급냉실 및 하 저온실 온도 측정센서(7,8)로부터 측정 데이터를 전달받아 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)의 각각에 기 설정된 온도와 비교하여 상 급냉실(22)과 하 저온실(23)에 각기 구비된 상,하 냉각수단(42,43)을 작동시키는 제어부(9)를 더 포함함을 특징으로 하는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 냉각수단(4)은,

   냉매의 순환을 통해 밀폐탱크(2)에 채워진 물을 냉각시키는 냉각 증발관(41)과, 상기 냉각 증발관(41)의 인입, 배출관에 연결되어 냉매를 냉각시키는 펌프(421)와 압축기(422) 및 응축기(423)로 구성된 냉매 냉각부(42)로 구성됨을 특징으로 하는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치.
6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 수도관(1)에는,

   밀폐탱크(2) 내로 유입되는 물의 압력을 일정하게 할 수 있도록 감압변(11)이 더 구비됨을 특징으로 하는 수도관에 연결되는 급속 냉각장치.
7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 수도관(1)은 밀폐탱크(2)의 상부에 연결되어 있고, 상기 배출관(3)은 밀폐탱크(2)의 하부에 연결 구비됨을 특징으로 하는 급속 냉각장치.

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