KR102061723B1 - 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동체와, 단일 이동체를 회전 및 수평이동 시키기 위한 한 쌍의 동력전달부재들을 포함하여 출수파이프의 다양한 출수패턴의 구현이 가능하도록 구성됨으로써 드립커피에 전문적인 지식이 없는 일반인이 드립커피를 편리하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 커피의 향과 풍미를 개선시킬 수 있고, 이동체의 외치기어 및 내치기어 사이에 베어링이 설치됨과 동시에 외치기어가 제1 동력전달부재의 톱니에 치합되어 회전되되, 내치기어가 제2 동력전달부재의 톱니에 치합되어 수평이동 되도록 구성됨으로써 동력을 이동체에 전달시키기 위한 동력전달부재를 최소화함과 동시에 외치기어 및 내치기어의 운동이 서로 영향을 주지 않아 단일 이동체를 출수파이프의 회전이 가능하기 때문에 제어의 정밀성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있으며, 이동체가 별도의 베어링을 구비하지 않고, 외치기어부 및 내치기어부의 결합에 의해 설계되도록 구성됨으로써 설계 및 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있는 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치에 관한 것이다.

Description

회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치{Apparatus for hot water discharge with rotary water discharge pipe}

본 발명은 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치에 관한 것으로서, 상세하게로는 온수가 출수되는 출수파이프가 회전 가능하도록 구성됨으로써 출수파이프로부터 출수되는 온수가 드립퍼(Dripper) 상에서 원형 또는 나선형 등의 다양한 출수패턴의 형성이 가능하여 간단한 조작을 통해 드립커피의 향과 풍미를 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 정밀한 출수패턴의 제어가 가능한 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치에 관한 것이다.

커피(coffee)는 커피나무에서 수확한 열매의 생두(Green bean)를 가공하여 볶은 원두(Coffee bean)로부터 물을 이용하여 그 성분을 추출하여 취향에 따라 음용하는 기호 식품이고, 추출 방식에 따라 터키식 커피(Turkish coffee), 핸드드립(Hand drip), 기계드립(Automatic drip), 버큠포트(Vacuum pot), 더치커피(Dutch coffee) 및 모카포트(Mocha pot) 등으로 분류된다.

특히 핸드드립 커피는 커피 원두를 잘게 빻은 커피 가루에 끓는 물을 부어 걸러 내는 커피로서, 먼저 분쇄된 커피 가루를 종이로 된 필터에 담아 깔때기 모양의 드립 커피 제조기에 올려놓고, 주전자를 손으로 잡아서 물을 상기 드립 커피 제조기의 중앙으로부터 원을 그리며 안팎으로 양을 조절해가며 붓는 방식으로 제조된다.

이러한 드립커피는 원두분말에 투입되는 물의 양과 물이 투입되는 속도 및 시간 등에 의해 그 맛이 좌우되기 때문에 드립 커피 제조기에 물을 붓는 사람의 숙련도에 의하여 커피의 맛과 향이 매우 달라지고, 정식 교육을 받고 오랜 경험을 쌓은 바리스타가 아닌 일반인의 경우 드립 커피 제조기에 물을 적절히 균일하게 공급하지 못하여 좋은 커피 맛을 내기 어려운 문제점이 있다.

최근 들어, 슬로우 푸드(Slow food)의 경향 및 커피문화의 고급화에 따라 드립커피의 소비량이 기하급수적으로 증가하였고, 이에 따라 드립커피를 제조하기 위한 드립커피 제조 장치에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.

도 1은 국내공개특허 제10-2013-0092131호(발명의 명칭 : 커피드립장치)에 개시된 커피드립장치를 나타내는 구성도이다.

도 1의 커피드립장치(이하 종래기술이라고 함)(100)는 주수부(110)와, 회전부(120), 이동부(130)로 이루어진다.

주수부(110)는 물이 수용되는 물통(111)과, 물통(111)으로부터 매초마다 일정량을 배수출시켜 드리퍼(101)로 물이 낙하되도록 하는 주수밸브(112)로 이루어진다.

회전부(120)는 서버(103)가 상부에 안착되는 회전대(121)와, 회전대(121)의 하부에 설치되어 회전대(121)를 회전시키는 회전대 모터(122)로 이루어진다.

이동부(130)는 회전대(121)의 하부에 결합되어 후술되는 이동모터(132)의 동작에 따라 수평 이동하는 이동대(131)와, 이동대(131)를 수평 이동시키는 이동모터(132)로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 서버(103)가 안착된 회전대(121)가 회전 가능함과 동시에 회전대(121)가 설치된 이동대(131)가 수평 이동 가능하도록 구성됨으로써 드리퍼(101) 내의 커피 상부 표면의 낙수점이 그 중심에서 가장자리까지 점진적으로 큰 원을 그리며 이동하도록 하거나 낙수점이 가장자리에서 그 중심까지 점진적으로 작은 원을 그리며 이동할 수 있고, 이에 따라 드립방식의 커피를 직접 추출해본 적이 없는 일반인이라도 드립방식의 커피를 손쉽고도 효율적으로 추출할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 종래기술(100)은 온수가 출수되는 노즐 자체를 회전시키는 것이 아니라, 서버(103)가 안착되는 회전대(121)가 회전됨과 동시에 이동대(131)가 수평 이동되도록 구성되었기 때문에 작은 부피의 노즐을 회전시키는 것과 비교하여 불필요한 전력 및 부품 소모가 증가하는 단점을 갖는다.

또한 종래기술(100)은 회전대(121)를 회전시키기 위해 차지하는 공간과, 회전대(121)를 수평 이동시키기 위해 차지하는 공간이 필요함에 따라 장비 자체의 부피가 증가하여 소형화 및 경량화 제작이 어려운 문제점이 발생한다.

또한 종래기술(100)은 드리퍼(101)에 수용된 커피가루들에 균일하게 온수를 토출시키기 위해서는 회전대의 회전각도 및 이동대의 수평이동범위를 최적의 값으로 제어해야 함에 따라 노즐의 회전운동을 제어할 때와 비교하여 연산처리가 과도하게 복잡하여 정밀성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 이동체와, 단일 이동체를 회전 및 수평이동 시키기 위한 한 쌍의 동력전달부재들을 포함하여 출수파이프의 다양한 출수패턴의 구현이 가능하도록 구성됨으로써 드립커피에 전문적인 지식이 없는 일반인이 드립커피를 편리하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 커피의 향과 풍미를 개선시킬 수 있는 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 이동체의 외치기어 및 내치기어 사이에 베어링이 설치됨과 동시에 외치기어가 제1 동력전달부재의 톱니에 치합되어 회전되되, 내치기어가 제2 동력전달부재의 톱니에 치합되어 수평이동 되도록 구성됨으로써 동력을 이동체에 전달시키기 위한 동력전달부재를 최소화함과 동시에 외치기어 및 내치기어의 운동이 서로 영향을 주지 않아 단일 이동체를 출수파이프의 회전이 가능하기 때문에 제어의 정밀성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있는 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치를 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 이동체가 별도의 베어링을 구비하지 않고, 외치기어부 및 내치기어부의 결합에 의해 설계되도록 구성됨으로써 설계 및 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있는 회전식 출수파이프를 구비한 온수출수장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용된 온수통과, 상기 온수통으로부터 유입된 온수를 토출시키는 출수파이프를 포함하는 출수부로 구성되는 온수출수장치에 있어서: 상기 출수부는 제1 모터 및 제2 모터; 상기 제1 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제1 모터에 연결되어 회전되는 제1 축과, 외주면에 상기 제1 축에 평행한 톱니가 절삭되며 상기 제1 축의 외측에 장착되는 제1 기어를 포함하는 제1 동력전달부재; 상기 제2 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제2 모터에 연결되어 회전되는 제2 축과, 외주면에 나사산 형상의 톱니가 절삭되며 상기 제2 축의 외측에 장착되는 제2 기어를 포함하는 제2 동력전달부재; 상기 제1 동력전달부재에 의해 회전되며, 상기 제2 동력전달부재에 의해 수평 이동하며, 외주면에 상기 출수파이프가 설치되는 이동체를 포함하고, 상기 이동체는 중공 원통 형상으로 형성되며, 외주면에 상기 제1 기어의 톱니에 치합되는 톱니가 절삭되는 외치기어부; 중공 원통 형상으로 형성되되, 내주면에 상기 제2 기어의 톱니가 삽입되는 기어홈이 형성되며, 상기 외치기어부의 중공으로 삽입되는 내치기어부; 상기 내치기어부의 외측에 장착된 상기 외치기어부를 고정시키는 고정수단을 포함하고, 상기 내치기어부는 외경이 상기 외치기어부의 내경 보다 작은 크기로 형성되어 상기 내치기어부 및 상기 외치기어부는 독립적으로 회전이 이루어지는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 내치기어부는 상기 외치기어부 보다 큰 높이로 형성되며, 일단부와 인접한 외측면에 플렌지가 형성되며, 타단부와 인접한 측면에 볼트홈들이 대향되게 형성되고, 상기 고정수단은 고정링이고, 상기 고정링은 상기 내치기어부의 외경과 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며, 측면에 내외면을 관통하는 볼트공들이 대향되게 형성되어 상기 내치기어부의 타단부가 관통되도록 설치되어 볼트(B) 체결에 의해 상기 내치기어부에 고정되고, 상기 외치기어부는 조립 시, 일단부가 상기 플렌지에 의해 지지되고, 타단부는 상기 고정링에 의해 지지되는 것이 바람직하다.

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또한 본 발명에서 상기 이동체의 외주면에는 상기 출수파이프가 결합되는 평탄면인 안착면이 형성되고, 상기 출수부는 관통공들이 형성되는 판재 형상의 제1 수직플레이트; 관통공들이 형성되는 판재 형상으로 형성되어 상기 제1 수직플레이트에 이격되게 설치되는 제2 수직 플레이트를 더 포함하고, 상기 제1 축은 상기 제1 수직플레이트의 일측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되며, 단부가 상기 제2 수직플레이트의 일측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되고, 상기 제2 축은 상기 제1 수직플레이트의 타측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되며, 단부가 상기 제2 수직플레이트의 타측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용된 온수통과, 상기 온수통으로부터 유입된 온수를 토출시키는 출수파이프를 포함하는 출수부로 구성되는 온수출수장치에 있어서: 상기 출수부는 제1 모터 및 제2 모터; 상기 제1 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제1 모터에 연결되어 회전되는 제1 축과, 외주면에 상기 제1 축에 평행한 톱니가 절삭되며 상기 제1 축의 외측에 장착되는 제1 기어를 포함하는 제1 동력전달부재; 상기 제2 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제2 모터에 연결되어 회전되는 제2 축과, 외주면에 나사산 형상의 톱니가 절삭되며 상기 제2 축의 외측에 장착되는 제2 기어를 포함하는 제2 동력전달부재; 상기 제1 동력전달부재에 의해 회전되며, 상기 제2 동력전달부재에 의해 수평 이동하며, 외주면에 상기 출수파이프가 설치되는 이동체를 포함하고, 상기 이동체는 중공 원통 형상으로 형성되며, 외주면에 상기 제1 기어의 톱니에 치합되는 톱니가 절삭되는 외치기어부; 중공 원통 형상으로 형성되되, 내주면에 상기 제2 기어의 톱니가 삽입되는 기어홈이 형성되며, 상기 외치기어부의 중공으로 삽입되는 내치기어부; 상기 내치기어부의 외측에 장착된 상기 외치기어부를 고정시키는 고정수단을 포함하고, 상기 내치기어부는 외경이 상기 외치기어부의 내경 보다 작은 크기로 형성되어 상기 내치기어부 및 상기 외치기어부는 독립적으로 회전이 이루어지고, 상기 내치기어부는 상기 외치기어부 보다 큰 높이로 형성되며, 일단부와 인접한 외측면에 플렌지가 형성되며, 조립 시, 상기 외치기어부로부터 외측으로 돌출되는 영역에 볼트체결공이 형성되며, 상기 플렌지 및 상기 볼트체결공 사이의 외주면에 볼트홈들이 대향되게 형성되며, 상기 고정수단은 고정링이고, 상기 고정링은 상기 내치기어부의 외경과 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며, 측면에 내외면을 관통하는 볼트공들이 대향되게 형성되어 상기 내치기어부의 타단부가 관통되도록 설치되어 볼트(B) 체결에 의해 상기 내치기어부에 고정되고, 상기 외치기어부는 조립 시, 일단부가 상기 플렌지에 의해 지지되고, 타단부는 상기 고정링에 의해 지지되고, 상기 온수출수장치는 봉 형상의 지지봉; 상기 지지봉 및 상기 제1 축이 각각 회전 가능하도록 관통되는 제1 수직플레이트; 상기 제1 수직플레이트에 이격되게 설치되며, 상기 지지봉 및 상기 제1 축의 단부들이 각각 회전 가능하도록 결합되는 제2 수직플레이트; 양측부로 상기 지지봉이 관통되며, 상면에 상기 제1 모터가 안착되며, 일측에 상기 내치기어부의 볼트체결공에 대응되는 볼트관통공이 형성되어 볼트 체결을 통해 상기 내치기어부와 결합되는 고정브라켓을 더 포함하는 것이다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 이동체와, 단일 이동체를 회전 및 수평이동 시키기 위한 한 쌍의 동력전달부재들을 포함하여 출수파이프의 다양한 출수패턴의 구현이 가능하도록 구성됨으로써 드립커피에 전문적인 지식이 없는 일반인이 드립커피를 편리하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 커피의 향과 풍미를 개선시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 이동체의 외치기어 및 내치기어 사이에 베어링이 설치됨과 동시에 외치기어가 제1 동력전달부재의 톱니에 치합되어 회전되되, 내치기어가 제2 동력전달부재의 톱니에 치합되어 수평이동 되도록 구성됨으로써 동력을 이동체에 전달시키기 위한 동력전달부재를 최소화함과 동시에 외치기어 및 내치기어의 운동이 서로 영향을 주지 않아 단일 이동체를 출수파이프의 회전이 가능하기 때문에 제어의 정밀성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 이동체가 별도의 베어링을 구비하지 않고, 외치기어부 및 내치기어부의 결합에 의해 설계되도록 구성됨으로써 설계 및 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있다.

도 1은 국내공개특허 제10-2013-0092131호(발명의 명칭 : 커피드립장치)에 개시된 커피드립장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 온수출수장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A’선을 절단한 측단면도이다.
도 4는 도 3의 출수부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 평면도이다.
도 6은 도 4의 제1 동력전달부재를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 4의 제2 동력전달부재를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 4의 이동체를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 4의 이동체의 제2 실시예를 나타내는 분해사시도이다.
도 10은 도 9를 나타내는 측면도이다.
도 11은 도 9의 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 12는 도 4의 이동체의 제3 실시예를 나타내는 분해사시도이다.
도 13은 도 12를 나타내는 측면도이다.
도 14는 도 12의 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 15는 도 4의 출수부의 제2 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 16은 도 15의 이동체 및 고정브라켓의 조립 과정을 B희 방향으로 바라보았을 때를 나타내는 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 온수출수장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A’선을 절단한 측단면도이다.

본 발명의 일실시예인 온수출수장치(1)는 1)온수가 토출되는 출수파이프(30)가 회전 가능하도록 구성됨으로써 출수파이프(30)로부터 토출되는 온수가 원형 또는 나선형 등의 다양한 출수패턴을 구현할 수 있고, 2)동력구동수단인 모터들에 의해 생성되는 동력의 동력전달부재들을 최소화함으로써 구성이 간단할 뿐만 아니라 출수파이프(30)의 제어의 정밀성을 높이기 위한 것이다.

또한 온수출수장치(1)는 하우징(3)과, 온수통(7), 출수부(3), 컨트롤러(8), 디스플레이 패널(9)로 이루어진다.

이때 온수출수장치(1)의 하우징(3)의 배수플레이트(55)에는 서버(11)가 안착되고, 서버(11)의 상부에는 드립퍼(dripper)(13)가 배치될 수 있다.

하우징(3)은 내부에 공간이 형성되는 함체로 형성되는 메인하우징(51)과, 메인하우징(51)의 전면의 상부에 결합되는 보조하우징(53)과, 메인하우징(51)의 전면의 하부로부터 수직 연결되는 배수플레이트(55)로 이루어진다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 하우징(3)이 메인하우징(51), 보조하우징(53) 및 배수플레이트(55)로 구성되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 하우징(3)의 형상 및 구조는 이에 한정되지 않으며, 공지된 다양한 형상 및 구조가 적용될 수 있다.

또한 메인하우징(51)의 내부에는 온수가 수용되는 온수통(7)이 설치된다. 이때 도면에는 도시되지 않았으나, 온수통(7)에는 내부 수용된 물을 가열시키는 온도제어수단과, 온수통(7)의 내부의 수위를 조절하는 수위조절장치와, 온수통(7)에 수용된 온수를 출수부(3)의 출수파이프(30)로 연결시키는 연결수단이 포함될 수 있음은 당연하다.

보조하우징(53)은 내부에 공간을 갖되, 하부 일측에 개구부가 형성되는 함체로 구성되며, 메인하우징(51)의 전면 상부에 결합된다.

또한 보조하우징(53)의 내부 공간에는 컨트롤러(8) 및 출수부(3)가 설치된다. 이때 출수부(3)는 출수파이프(30)가 보조하우징(53)의 하부 개구를 통과하여 외부로 노출되도록 설치된다.

또한 보조하우징(53)의 전면에는 디스플레이 패널(9)이 설치된다.

배수플레이트(55)는 판재로 형성되어 메인하우징(51)의 전면의 하부로부터 수직 연결되며, 상면에 복수개의 배수공(551)들이 형성된다. 이때 배수플레이트(55)는 도면에는 도시되지 않았으나, 배수공(551)들을 통해 유입된 수분을 외부로 배수시키기 위한 배수공간 및 배수수단이 설치되는 것으로 구성될 수 있다.

디스플레이 패널(9)은 출수부(3)의 동작을 제어하기 위한 제어값, 온수 온도 등을 사용자로부터 입력받기 위한 키패드 등의 조작패널(미도시)과, 온수출수장치(1)의 동작 상태를 디스플레이 하는 디스플레이 수단(미도시)을 포함한다.

이때 도 2와 3에서는 설명의 편의를 위해 온수출수장치(1)가 하우징(3), 컨트롤러(8), 온수통(7) 및 출수부(3)로 구성되는 것으로 예를 들어 간략하게 설명하였으나, 온수출수장치(1)는 통상적으로 사용되는 각종 밸브, 센서, 연결관, 온도제어수단 등과 같은 공지된 다양한 부속장비들이 더 설치될 수 있음은 당연하고, 이러한 부속장비들은 온수출수장치에 있어서 통상적으로 사용되는 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4는 도 3의 출수부를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 평면도이다.

출수부(3)는 온수통(7)에 수용된 온수를 유입 받아, 유입된 온수를 드립퍼(13)로 토출시키되, 다양한 출수패턴으로 온수의 토출이 가능하도록 하기 위한 부속장비이다.

또한 출수부(3)는 도 4와 5에 도시된 바와 같이, 이동체(31)와, 출수파이프(30), 제1 동력전달부재(33), 제2 동력전달부재(35), 제1 모터(36), 제2 모터(37), 제1 수직플레이트(38), 제2 수직플레이트(39)로 이루어진다.

제1 수직플레이트(38)는 양면을 관통하는 관통공(381), (383)들이 대향되게 형성되는 사각 형상의 판재로 이루어진다. 이때 일측 관통공(381)으로는 후술되는 도 6의 제1 동력전달부재(33)의 제1 축(331)이 관통되고, 타측 관통공(383)으로는 후술되는 도 7의 제2 동력전달부재(35)의 제2 축(351)이 관통된다.

제2 수직플레이트(39)는 제1 수직플레이트(38)와 동일한 형상 및 구조로 형성되되, 제1 수직플레이트(38)로부터 소정 이격된 위치에 대향되게 설치된다.

이러한 제1, 2 수직플레이트(38), (39)들은 보조하우징(53)의 내벽 또는 하부벽에 결합되어 고정되게 된다.

제1 모터(36)는 회전운동을 발생시키는 동력생성수단이며, 회전축이 후술되는 도 6의 제1 동력전달부재(33)의 제1 축(331)과 결합된다.

즉 제1 모터(36)에 의해 생성되는 회전운동은 제1 축(331)으로 전달되어 제1 동력전달부재(33)를 회전시키게 된다.

제2 모터(37)는 회전운동을 발생시키는 동력생성수단이며, 회전축이 후술되는 도 7의 제2 동력전달부재(35)의 제2 축(351)과 결합됨으로써 제2 모터(37)에 의해 생성되는 회전운동에 의하여 제2 동력전달부재(35)가 회전되게 된다.

도 6은 도 4의 제1 동력전달부재를 나타내는 사시도이다.

제1 동력전달부재(33)는 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되는 제1 축(331)과, 외주면에 제1 축(331)과 평행한 톱니(3331)가 절삭되는 제1 기어(333)로 이루어진다.

제1 축(331)은 제1, 2 수직플레이트(38), (39)들 사이의 간격보다 큰 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되며, 제1 수직플레이트(38)의 관통공(381) 및 제2 수직플레이트(39)의 관통공으로 관통되게 설치된다.

즉 제1 축(331)은 일단부가 제1 수직플레이트(38)의 외측에 배치되되, 타단부가 제2 수직플레이트(39)의 외측으로 배치되도록 설치된다.

또한 제1 축(331)은 일단부가 제1 모터(36)의 회전축에 결합되되, 타단부는 제2 수직플레이트(39)의 관통공에 회전 가능하도록 결합된다.

즉 제1 축(331)은 제1 모터(36)의 회전에 따라 회전되도록 구성된다.

제1 기어(333)는 제1 축(331)의 외측을 둘러싸듯이 장착된다.

또한 제1 기어(333)의 외주면에는 제1 축(331)과 평행하도록 톱니(3331)가 절삭된다.

이와 같이 구성되는 제1 동력전달부재(33)의 제1 기어(333)는 조립 시, 후술되는 도 8의 이동체(31)의 외주면의 외치기어(313)의 톱니(3131)와 치합 됨으로써 제1 모터(36)에 의해 생성되는 회전운동은 제1 축(331) -> 제1 기어(333) -> 이동체(31)로 전달되어 이동체(31)가 회전되게 된다.

다시 말하면, 제1 동력전달부재(33)는 이동체(31)를 회전시키기 위한 기능을 갖는다.

도 7은 도 4의 제2 동력전달부재를 나타내는 사시도이다.

제2 동력전달부재(35)는 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되는 제2 축(351)과, 외주면에 나사산 형상의 톱니(3531)가 절삭되는 제2 기어(353)로 이루어진다.

제2 축(351)은 제1, 2 수직플레이트(38), (39)들 사이의 간격보다 큰 길이를 갖는 봉 형상으로 형성되며, 제1 수직플레이트(38)의 관통공(383) 및 제2 수직플레이트(39)의 관통공으로 관통되게 설치된다.

즉 제2 축(351)은 일단부가 제2 수직플레이트(39)의 외측에 배치되되, 타단부가 제2 수직플레이트(39)의 외측으로 배치되도록 설치된다.

또한 제2 축(351)은 일단부가 제2 모터(37)의 회전축에 결합되되, 타단부는 제2 수직플레이트(39)의 관통공에 회전 가능하도록 결합된다.

즉 제2 축(351)은 제2 모터(37)의 회전에 따라 회전되도록 구성된다.

제2 기어(353)는 제2 축(351)의 외측을 둘러싸듯이 장착된다.

또한 제2 기어(353)의 외주면에는 나사산 형상의 톱니(3531)가 절삭된다.

이와 같이 구성되는 제2 동력전달부재(35)의 제2 기어(353)는 조립 시, 후술되는 도 8의 이동체(31)의 내주면의 기어홈(3151)에 치합 됨으로써 제2 모터(37)의 의해 생성되는 회전운동은 제2 축(351) -> 제2 기어(353) -> 이동체(31)로 전달되어 이동체(31)가 제2 축(351)을 따라 직선 운동할 수 있게 된다.

다시 말하면, 제2 동력전달부재(35)는 이동체(31)를 직선 이동시키기 위한 기능을 갖는다.

도 8은 도 4의 이동체를 나타내는 사시도이다.

이동체(31)는 도 8에 도시된 바와 같이, 중공 원통 형상의 베어링(311)과, 베어링(311)의 외주면에 장착되는 외치기어(313)와, 베어링(311)의 내주면에 장착되며 내주면에 외측으로 나사산 형상의 기어홈(3151)이 형성되는 내치기어(315)로 이루어진다.

이때 도 8에서는 도시되지 않았지만, 이동체(31)의 외치기어(313)의 일측에는 출수파이프(30)가 설치된다. 이때 출수파이프(30)는 외치기어(313)와의 접점과 수직인 방향으로 설치된다.

베어링(311)은 중공 원통 형상으로 형성되며, 통상의 원형 베어링이 적용됨으로써 내주면 또는 외주면에 외력이 가해져 회전운동이 발생하더라도, 외주면 또는 내주면은 회전되지 않고 정지 상태를 유지하게 된다.

또한 베어링(311)의 외주면에는 외치기어(313)가 장착되고, 베어링(311)의 내주면에는 내치기어(315)가 장착된다.

외치기어(313)는 베어링(311)의 외주면에 장착되며, 외주면에 제2 축(351)과 평행한 방향의 톱니(3131)들이 절삭된다.

또한 외치기어(313)는 조립 시, 톱니(3131)가 전술하였던 도 6의 제1 동력전달부재(33)의 제1 기어(333)의 톱니(3331)와 치합 됨으로써 외치기어(313)의 외측에 결합된 출수파이프(30)가 외치기어(313)의 회전에 따라 회전 가능하게 된다.

또한 외치기어(313)는 일측 외주면이 평평한 면으로 형성되어 출수파이프(30)가 결합되는 안착면(3130)이 형성된다.

내치기어(315)는 베어링(311)의 내주면에 장착되며, 내주면에 전술하였던 도 7의 제2 기어(353)의 톱니(3531)의 나사산 형상에 대응되는 기어홈(3151)이 형성된다.

또한 내치기어(315)는 조립 시, 기어홈(3151)이 제2 기어(353)의 톱니(3531)가 삽입됨으로써 외치기어(313)에 결합된 출수파이프(30)가 제2 동력전달부재(35)의 회전에 따라 제2 축(351)을 따라 수평 이동 가능하게 된다.

도 9는 도 4의 이동체의 제2 실시예를 나타내는 분해사시도이고, 도 10은 도 9를 나타내는 측면도이고, 도 11은 도 9의 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.

도 9 내지 11의 이동체(20)는 도 2의 온수출수장치(1)의 이동체의 제2 실시예이고, 전술하였던 도 8의 이동체(3)의 외치기어(313) 및 내치기어(315)를 형성하기 위해서는 가공된 베어링(311)의 외주면 및 내주면에 기어를 형성하기 위한 절삭 가공 공정을 별도로 수행해야만 제조됨에 따라 공정비용이 과도하게 증가하는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

또한 이동체(20)는 외치기어부(21)와, 내치기어부(23), 고정링(25)으로 이루어진다.

외치기어부(21)는 중공 원통 형상으로 형성되되, 외주면에 제2 축(351)과 평행한 톱날(2111)들이 절삭되는 외치기어(211)가 형성된다.

또한 외치기어부(21)는 조립 시, 외치기어(211)가 전술하였던 도 6의 제1 동력전달부재(33)의 제1 기어(333)의 톱니(3331)에 치합 됨으로써 제1 동력전달부재(33)의 회전에 따라 회전하게 된다.

또한 외치기어부(21)의 외치기어(211)는 일측 외주면이 평평한 면으로 형성되어 출수파이프(30)가 결합되는 안착면(2110)이 형성된다.

내치기어부(23)는 외경이 외치기어부(21)의 내경과 동일하거나 또는 소정 작은 중공 원통 형상으로 형성되며, 외치기어부(21)의 중공으로 삽입된다. 즉 내치기어부(23)는 외치기어부(21)의 중공으로 삽입되되, 외치기어부(21)의 내경 보다 소정 작은 외경을 갖도록 형성됨으로써 외치기어부(21) 및 내치기어부(23)의 회전이 독립적으로 이루어져 서로에게 영향을 주지 않도록 설계된다.

또한 내치기어부(23)는 외치기어부(21) 보다 높이가 크게 형성됨으로써 조립 시, 양단부가 외치기어부(21)로부터 외측에 배치되게 된다.

또한 내치기어부(23)는 내주면에 전술하였던 도 7의 제2 동력전달부재(35)의 제2 기어(353)의 나사산 형상의 톱니(3531)에 대응되는 기어홈(231)이 형성됨으로써 제2 동력전달부재(35)의 회전에 따라 제2 축(351)을 따라 수평 이동하게 된다.

또한 내치기어부(23)는 선단부와 인접한 외측면에 플렌지(230)가 형성된다. 이때 플렌지(230)는 외경이 외치기어부(21)의 중공 보다 큰 직경으로 형성된다. 즉 내치기어부(23)는 조립 시, 후단부가 외치기어부(21)의 중공으로 삽입되고, 플렌지(230)가 외치기어부(21)의 전면과 대접되어 외치기어부(21)의 선단 방향으로의 이동을 제한할 수 있게 된다.

또한 내치기어부(23)는 후단부와 인접한 외측면에 볼트홈(233)들이 대향되게 형성된다. 이때 내치기어부(23)의 플렌지(230)의 후면과 볼트홈(233) 사이의 간격은 외치기어부(21)의 높이 보다 소정 큰 크기로 형성된다.

고정링(25)은 내경이 내치기어부(23)의 외경과 동일한 크기를 갖는 링 형상으로 형성된다.

또한 고정링(25)에는 양면을 관통하는 볼트공(251)들이 대향되게 형성된다.

이러한 고정링(25)은 조립 시, 외치기어부(21)의 중공으로 내치기어부(23)가 삽입되면, 내치기어부(23)의 후단부를 관통하도록 설치된다. 이때 고정링(25)의 볼트공(251)은 내치기어부(23)의 볼트홈(233)에 대응되는 위치에 형성됨으로써 볼트(B) 체결에 의해 고정링(25)이 내치기어부(23)에 결합되게 된다.

또한 고정링(25)은 조립 시, 외치기어부(21)의 후단부에 접촉됨으로써 외치기어부(21)의 이동을 견고하게 제한할 수 있게 된다.

도 12는 도 4의 이동체의 제3 실시예를 나타내는 분해사시도이고, 도 13은 도 12를 나타내는 측면도이고, 도 14는 도 12의 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.

도 12 내지 14의 이동체(931)는 본 발명의 이동체의 제3 실시예이고, 이동체(931)는 제2 외치기어부(9311)와, 제2 내치기어부(9313), 제2 고정링(9315)으로 이루어진다.

이때 제2 외치기어부(9311) 및 제2 고정링(9315)은 전술하였던 도 9 내지 11의 외치기어부(21) 및 고정링(25)과 동일한 형상 및 구조로 이루어진다.

제2 내치기어부(9313)는 전술하였던 도 9 내지 11의 내치기어부(23)와 동일한 형상 및 구조로 형성되되, 제2 외치기어부(9311) 보다 긴 높이로 형성되고, 이에 따라 제2 내치기어부(9313)는 제2 외치기어부(9311)의 중공으로 삽입될 때, 내치기어부(23)와 비교할 때, 단부가 제2 외치기어부(9311)로부터 외측으로 많이 돌출되게 된다.

또한 제2 내치기어부(9131)는 볼트홈 및 단부 사이에 양면을 관통하는 볼트체결공(93139)들이 원호를 따라 간격을 두고 형성된다.

이러한 이동체(931)는 후술되는 도 15의 제2 출수부(900)에 적용된다.

도 15는 도 4의 출수부의 제2 실시예를 나타내는 평면도이고, 도 16은 도 15의 이동체 및 고정브라켓의 조립 과정을 B희 방향으로 바라보았을 때를 나타내는 측면도이다.

도 15의 제2 출수부(900)는 본 발명의 출수부의 제2 실시예이고, 전술하였던 도 12 내지 14의 이동체가 적용된다.

도 15와 16을 참조하여 제2 출수부(900)를 살펴보면, 제2 출수부(900)는 전술하였던 도 4의 제2 동력전달부재(35), 제2 모터(37), 제1 수직플레이트(38), 제2 수직플레이트(39) 및 출수파이프(30)와 동일한 형상 및 구조로 이루어지는 제2 동력전달부재(935), 제2 모터(937), 제1 수직플레이트(938), 제2 수직플레이트(939) 및 출수파이프(930)를 포함하고, 이러한 제2 동력전달부재(935), 제2 모터(937), 제1 수직플레이트(938), 제2 수직플레이트(939), 출수파이프(930)는 도 4 내지 7에서 전술하였기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한 제2 출수부(900)는 전술하였던 도 12 내지 14의 이동체(931)와, 제3 모터(936), 제3 동력전달부재(933), 지지봉(941), 고정브라켓(942)을 더 포함한다.

이동체(931)는 제2 내치기어부(9313)의 내주면으로 제2 동력전달부재(935)의 제2 축이 삽입된다. 이때 제2 내치기어부(9313)의 내주면의 기어홈으로 제2 동력전달부재(935)의 나사산 형상의 제2 기어가 삽입되게 된다.

지지봉(941)은 봉 형상으로 형성되며, 양단부가 제1 수직플레이트(938) 및 제2 수직플레이트(939)에 결합된다. 이때 지지봉(941)은 도 16의 고정브라켓(942)의 지지봉 삽입공(94210)으로 삽입됨으로써 고정브라켓(942)은 지지봉(941)에 의해 지지되어 회전운동이 발생하더라도 회전되지 않되, 수평 직선운동이 발생되면 지지봉(941)을 따라 수평 이동 가능하도록 구성된다.

제3 모터(936)는 회전운동을 발생시키는 동력구동수단이며, 고정브라켓(942)의 상면에 결합된다.

또한 제3 모터(936)의 회전축은 제3 동력전달부재(933)의 제3 축에 결합됨으로써 제3 동력전달부재(933)는 제3 모터(936)의 회전에 따라 회전하게 된다.

제3 동력전달부재(933)는 전술하였던 도 6의 제1 동력전달부재(33)와 동일한 형상으로 이루어지되, 축이 짧은 길이로 형성된다.

또한 제3 동력전달부재(933)는 조립 시, 외주면에 형성된 제3 기어가 이동체(931)의 제2 외치기어부(9311)의 기어에 치합됨으로써 제3 모터(936)의 회전운동은 제3 동력전달부재(933) -> 이동체(931)의 제2 외치기어부(9311) -> 출수파이프(930)로 전달되어 출수파이프(930)를 회전시킬 수 있게 된다.

고정브라켓(942)은 도 16에 도시된 바와 같이, 수직판(9421)과, 수평판(9423)으로 이루어진다.

수직판(9421)은 양측면에 지지봉 삽입공(94210)들이 대향되게 형성되는 육면체 형상으로 형성된다.

이때 수직판(9421)의 지지봉 삽입공(94210)들로는 지지봉(941)이 관통됨으로써 고정브라켓(942)은 회전운동이 발생하더라도 지지봉(941)에 의해 지지되어 회전되지 않도록 구성된다.

또한 수직판(9421)의 상단부에는 수평판(9423)이 수직 연결된다.

수평판(9423)은 수직판(9421)의 상단부로부터 수직 연결되는 판재로 형성된다. 이때 고정브라켓(942)은 조립 시, 수직판(9421)이 이동체(931)를 향하는 방향으로 설치된다.

또한 수평판(9423)은 수직판(9421)과 인접한 상면에 제3 모터(936)가 설치된다. 이때 제3 모터(936)의 회전축에 결합되는 제3 동력전달부재(936)의 제3 기어는 이동체(931)의 제2 외치기어부(9311)에 치합 되게 된다.

또한 수평판(9423)은 조립 시, 하부면이 이동체(931)의 내치기어부(9313)의 돌출된 면에 접촉된다.

또한 수평판(9423)은 일측에 상하부면을 관통하는 볼트관통공(94230)들이 폭 방향으로 이격되게 형성된다. 이때 볼트관통공(94230)들은 수평판(9423)이 조립될 때, 이동체(931)의 내치기어부(9313)의 볼트체결공(93139)들에 대응되는 위치에 형성됨으로써 수평판(9423) 및 이동체(931)의 내치기어부(9313)는 보조볼트(B1)의 체결에 의해 결합되게 된다.

이때 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 고정브라켓(942)이 지지봉(941)에 결합되는 수직판(9421)과, 이동체(931)의 내치기어부(9313)에 결합되는 수평판(9423)으로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 고정브라켓(942)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 지지봉(941)이 관통되면서 일측이 이동체(931)의 내치기어부(9313)에 결합될 수 있는 다양한 형상 및 구조로 이루어질 수 있음은 당연하다.

이러한 제2 출수부(900)는 제3 모터(936)가 회전될 때, 제3 동력전달부재(933)에 의해 외치기어부(9311)가 회전되고, 제2 모터(937)가 회전될 때, 제2 동력전달부재(935)에 의해 이동체(931)가 제2 동력전달부재(935)를 따라 수평 이동하게 되고, 이동체(931)가 수평 이동할 때, 고정브라켓(942), 제3 모터(936), 제3 동력전달부재(933)가 함께 수평 이동하게 된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 온수출수장치(1)는 이동체와, 단일 이동체를 회전 및 수평이동 시키기 위한 한 쌍의 동력전달부재들을 포함하여 출수파이프의 다양한 출수패턴의 구현이 가능하도록 구성됨으로써 드립커피에 전문적인 지식이 없는 일반인이 드립커피를 편리하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 커피의 향과 풍미를 개선시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명의 온수출수장치(1)는 이동체의 외치기어 및 내치기어 사이에 베어링이 설치됨과 동시에 외치기어가 제1 동력전달부재의 톱니에 치합되어 회전되되, 내치기어가 제2 동력전달부재의 톱니에 치합되어 수평이동 되도록 구성됨으로써 동력을 이동체에 전달시키기 위한 동력전달부재를 최소화함과 동시에 외치기어 및 내치기어의 운동이 서로 영향을 주지 않아 단일 이동체를 출수파이프의 회전이 가능하기 때문에 제어의 정밀성 및 신뢰도를 현저히 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명의 온수출수장치(1)는 이동체가 별도의 베어링을 구비하지 않고, 외치기어부 및 내치기어부의 결합에 의해 설계되도록 구성됨으로써 설계 및 제조비용을 현저히 절감시킬 수 있다.

1:온수출수장치 3:출수부 5:하우징
7:온수통 8:컨트롤러 9:디스플레이 패널
11:서버 13:드립퍼 30:출수파이프
31:이동체 33:제1 동력전달부재 35:제2 동력전달부재
36:제1 모터 37:제2 모터 38:제1 수직플레이트
39:제2 수직플레이트 51:메인하우징 53:보조하우징
55:배수플레이트 311:베어링 313:외치기어
315:내치기어 331:제1 축 333:제1 기어
351:제2 축 353:제2 기어

Claims (7)

1. 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용된 온수통과, 상기 온수통으로부터 유입된 온수를 토출시키는 출수파이프를 포함하는 출수부로 구성되는 온수출수장치에 있어서:
   상기 출수부는
   제1 모터 및 제2 모터;
   상기 제1 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제1 모터에 연결되어 회전되는 제1 축과, 외주면에 상기 제1 축에 평행한 톱니가 절삭되며 상기 제1 축의 외측에 장착되는 제1 기어를 포함하는 제1 동력전달부재;
   상기 제2 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제2 모터에 연결되어 회전되는 제2 축과, 외주면에 나사산 형상의 톱니가 절삭되며 상기 제2 축의 외측에 장착되는 제2 기어를 포함하는 제2 동력전달부재;
   상기 제1 동력전달부재에 의해 회전되며, 상기 제2 동력전달부재에 의해 수평 이동하며, 외주면에 상기 출수파이프가 설치되는 이동체를 포함하고,
   상기 이동체는
   중공 원통 형상으로 형성되며, 외주면에 상기 제1 기어의 톱니에 치합되는 톱니가 절삭되는 외치기어부;
   중공 원통 형상으로 형성되되, 내주면에 상기 제2 기어의 톱니가 삽입되는 기어홈이 형성되며, 상기 외치기어부의 중공으로 삽입되는 내치기어부;
   상기 내치기어부의 외측에 장착된 상기 외치기어부를 고정시키는 고정수단을 포함하고,
   상기 내치기어부는 외경이 상기 외치기어부의 내경 보다 작은 크기로 형성되어 상기 내치기어부 및 상기 외치기어부는 독립적으로 회전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 온수출수장치.
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5. 청구항 제1항에 있어서, 상기 내치기어부는
   상기 외치기어부 보다 큰 높이로 형성되며, 일단부와 인접한 외측면에 플렌지가 형성되며, 타단부와 인접한 측면에 볼트홈들이 대향되게 형성되고,
   상기 고정수단은 고정링이고,
   상기 고정링은 상기 내치기어부의 외경과 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며, 측면에 내외면을 관통하는 볼트공들이 대향되게 형성되어 상기 내치기어부의 타단부가 관통되도록 설치되어 볼트(B) 체결에 의해 상기 내치기어부에 고정되고,
   상기 외치기어부는
   조립 시, 일단부가 상기 플렌지에 의해 지지되고, 타단부는 상기 고정링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 온수출수장치.
6. 청구항 제1항 또는 제5항에서, 상기 이동체의 외주면에는 상기 출수파이프가 결합되는 평탄면인 안착면이 형성되고,
   상기 출수부는
   관통공들이 형성되는 판재 형상의 제1 수직플레이트;
   관통공들이 형성되는 판재 형상으로 형성되어 상기 제1 수직플레이트에 이격되게 설치되는 제2 수직 플레이트를 더 포함하고,
   상기 제1 축은 상기 제1 수직플레이트의 일측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되며, 단부가 상기 제2 수직플레이트의 일측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되고,
   상기 제2 축은 상기 제1 수직플레이트의 타측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되며, 단부가 상기 제2 수직플레이트의 타측 관통공으로 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 온수출수장치.
7. 하우징과, 상기 하우징 내부에 수용된 온수통과, 상기 온수통으로부터 유입된 온수를 토출시키는 출수파이프를 포함하는 출수부로 구성되는 온수출수장치에 있어서:
   상기 출수부는
   제1 모터 및 제2 모터;
   상기 제1 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제1 모터에 연결되어 회전되는 제1 축과, 외주면에 상기 제1 축에 평행한 톱니가 절삭되며 상기 제1 축의 외측에 장착되는 제1 기어를 포함하는 제1 동력전달부재;
   상기 제2 모터에 연결되어 회전되고, 상기 제2 모터에 연결되어 회전되는 제2 축과, 외주면에 나사산 형상의 톱니가 절삭되며 상기 제2 축의 외측에 장착되는 제2 기어를 포함하는 제2 동력전달부재;
   상기 제1 동력전달부재에 의해 회전되며, 상기 제2 동력전달부재에 의해 수평 이동하며, 외주면에 상기 출수파이프가 설치되는 이동체를 포함하고,
   상기 이동체는
   중공 원통 형상으로 형성되며, 외주면에 상기 제1 기어의 톱니에 치합되는 톱니가 절삭되는 외치기어부;
   중공 원통 형상으로 형성되되, 내주면에 상기 제2 기어의 톱니가 삽입되는 기어홈이 형성되며, 상기 외치기어부의 중공으로 삽입되는 내치기어부;
   상기 내치기어부의 외측에 장착된 상기 외치기어부를 고정시키는 고정수단을 포함하고,
   상기 내치기어부는 외경이 상기 외치기어부의 내경 보다 작은 크기로 형성되어 상기 내치기어부 및 상기 외치기어부는 독립적으로 회전이 이루어지고,
   상기 내치기어부는
   상기 외치기어부 보다 큰 높이로 형성되며, 일단부와 인접한 외측면에 플렌지가 형성되며, 조립 시, 상기 외치기어부로부터 외측으로 돌출되는 영역에 볼트체결공이 형성되며, 상기 플렌지 및 상기 볼트체결공 사이의 외주면에 볼트홈들이 대향되게 형성되며,
   상기 고정수단은 고정링이고,
   상기 고정링은 상기 내치기어부의 외경과 동일한 내경을 갖는 링 형상으로 형성되며, 측면에 내외면을 관통하는 볼트공들이 대향되게 형성되어 상기 내치기어부의 타단부가 관통되도록 설치되어 볼트(B) 체결에 의해 상기 내치기어부에 고정되고,
   상기 외치기어부는
   조립 시, 일단부가 상기 플렌지에 의해 지지되고, 타단부는 상기 고정링에 의해 지지되고,
   상기 온수출수장치는
   봉 형상의 지지봉;
   상기 지지봉 및 상기 제1 축이 각각 회전 가능하도록 관통되는 제1 수직플레이트;
   상기 제1 수직플레이트에 이격되게 설치되며, 상기 지지봉 및 상기 제1 축의 단부들이 각각 회전 가능하도록 결합되는 제2 수직플레이트;
   양측부로 상기 지지봉이 관통되며, 상면에 상기 제1 모터가 안착되며, 일측에 상기 내치기어부의 볼트체결공에 대응되는 볼트관통공이 형성되어 볼트 체결을 통해 상기 내치기어부와 결합되는 고정브라켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수출수장치.

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