KR102141530B1 - 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

가스연료를 사용하는 버너와 펠티어 소자를 이용하여 온수를 강제 순환시키는 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리가 개시된다. 상기 어셈블리는, 냉각된 물이 저장되는 저수탱크; 상기 저수탱크의 하면에 설치되는 펠티어 소자; 상기 펠티어 소자의 하부에 설치된 히팅 코일튜브; 분리 가능하게 착탈되는 가스연료를 점화하는 버너; 상기 저수탱크와 상기 히팅 코일튜브를 연결하는 경로에 설치되는 순환펌프; 및 상기 히팅 코일튜브에 일단이 연통되고 상기 저수탱크에 타단이 연통되는 배관이 내부에 수용된 온수매트를 포함하고, 상기 버너가 상기 펠티어 소자와 상기 히팅 코일튜브를 동시에 가열하고, 상기 펠티어 소자의 가열에 의해 생성된 전기가 상기 순환펌프에 구동원으로 인가된다.

Description

강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리{Portable hot water mat of forced circulation type}

본 발명은 온수매트 어셈블리에 관한 것으로, 특히 가스연료를 사용하는 버너와 펠티어 소자를 이용하여 온수를 강제 순환시키는 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리에 관련한다.

최근 생활수준의 향상으로 캠핑을 즐기는 인구가 급증하고 있는 추세이며, 점차적으로 개인 단독으로부터 가족 단위의 캠핑이 증가하고 있어 쾌적한 환경을 조성하기 위한 연구개발이 필요하다.

캠핑은 야외에서 취침하기 때문에 바닥으로부터 한기와 습기를 대비해야 하며, 기온이 낮아질 경우에는 체온유지를 위해 별도의 난방수단이 필요함은 물론 바닥 한기의 차단이 더욱 중요시되고 있다.

에어 매트는 불균일한 야영지 바닥면의 불편함을 해소하면서 공기층에 의해 단열효과를 제공하여 바닥 한기가 인체에 전달하는 것을 최소화시킬 수 있다.

이에 더하여, 국내 등록특허 제1635069호와 같이, 매트 내부로 온수를 순환시켜 난방효과를 제공하는 기능이 추가된 매트가 제공되고 있는데 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 매트에 공급되는 물을 데우기 위해 휴대형 가스연료를 이용하여 보일러를 가열하는데, 가열된 온수가 자연순환방식으로 매트에 공급되기 때문에 보온이 약하고 열효율이 떨어진다.

이를 해결하기 위해서는 순환펌프를 이용하여 강제순환방식으로 온수를 순환시키는 것이 바람직하지만, 고가의 대용량 배터리(power bank)가 요구된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 가스연료를 이용하여 물을 가열할 뿐만 아니라 전기를 생성하여 강제순환방식으로 온수가 순환하는 휴대형 온수매트 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 컴팩트한 구조의 보일러 및 전원공급장치를 구현함으로써, 휴대가 편리하고 온수매트의 취급 및 설치가 용이한 휴대형 온수매트 어셈블리를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 온수매트와 상기 온수매트와 연결되어 물을 순환시키는 펌프-보일러 통합유닛으로 구성된 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리로서, 상기 펌프-보일러 통합유닛은, 측면에 공급 커넥터, 다수의 USB 포트, 연소가스 주입구 및 기능버튼이 설치된 본체; 상기 본체의 일측에 수납되고, 상기 연소가스 주입구를 통하여 연소가스를 공급받는 버너와 히팅 코일튜브; 상기 본체의 타측에 수납되는 순환 펌프; 상기 본체의 상부에 설치되고 회수 커넥터를 구비한 저수탱크; 및 상기 저수탱크의 바닥에 별도로 구획된 공간에 수납되는 펠티어 소자로 구성되고, 상기 순환 펌프는 상기 저수탱크와 상기 히팅 코일튜브의 일단에 연결되고, 상기 히팅 코일튜브의 타단은 상기 공급 커넥터와 연결되며, 상기 버너는 상기 펠티어 소자와 상기 히팅 코일튜브를 동시에 가열하고, 상기 펠티어 소자의 가열에 의해 생성된 전기는 상기 USB 포트를 통하여 상기 순환펌프에 구동원으로 인가되고, 상기 온수매트는 상기 공급 커넥터와 상기 회수 커넥터에 튜브를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 하는 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리에 의해 달성된다.

상기의 구조에 의하면, 가스연료를 이용하여 물을 가열할 뿐만 아니라 전기를 생성하여 온수를 강제순환방식으로 흐르도록 함으로써 별도의 배터리가 없이도 보온을 좋게 하고 열효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 컴팩트한 구조의 보일러 및 전원공급장치를 구현함으로써, 휴대가 편리하고 온수매트의 취급 및 설치가 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대형 온수매트 어셈블리를 나타내는 구성도이다.
도 2는 휴대형 온수매트 어셈블리에 적용되는 펌프-보일러 통합유닛의 일 예를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대형 온수매트 어셈블리를 나타내는 구성도이다.

온수매트(110)의 내부에는 배관(112)이 지그재그 형태로 배치되고, 배관(112)의 양단에 각각 공급관(10)과 회수관(12)이 연결된다.

저수탱크(160)에는 온수매트(110)의 배관(112)을 통과하여 냉각된 물이 저장되는데, 공급관(10)이 연결되어 냉각된 물이 유입되고 흡입관(20)을 통하여 후술하는 순환펌프(140)에 의해 배출된다.

저수탱크(160)는 열 전도성 재질, 가령 스테인리스 스틸로 제작될 수 있다.

저수탱크(160)의 하면에는 케이스(162)에 의해 별도의 공간이 구획되어 펠티어 소자(150)가 수납되는데, 펠티어 소자(150)의 상면은 저수탱크(160)의 바닥에 접촉하고 하면은 케이스(162)의 바닥에 접촉한다.

따라서, 펠티어 소자(150)의 상면은 저수탱크(160)의 냉각된 물의 온도가 전달되고, 하면은 버너(120)에 의해 가열된다.

버너(120)의 외측은 히팅 코일튜브(130)가 다수 회 감긴 상태로 설치되고, 히팅 코일튜브(130)의 일단은 순환펌프(140)에 연결된 방출관(22)이 연결되고, 타단은 온수매트(110)에 연결된 공급관(10)이 연결된다.

따라서, 가스연료가 착탈되는 버너(120)는 펠티어 소자(150)와 히팅 코일튜브(130)를 동시에 가열하게 된다.

히팅 코일튜브(130)는, 가령 열 전도성이 우수한 구리 재질의 튜브일 수 있으며, 버너(120)에 의해 내부를 흐르는 물을 가열시킨다.

저수탱크(160)와 히팅 코일튜브(130)를 연결하는 경로에 순환펌프(140)가 설치되어 저수탱크(160)에 저장된 물을 흡입하여 히팅 코일튜브(130)에 공급하여 온수가 강제로 순환되도록 한다.

도 2는 휴대형 온수매트 어셈블리에 적용되는 펌프-보일러 통합유닛의 일 예를 나타낸다.

본 발명의 휴대형 온수매트 어셈블리는, 크게 온수매트(110), 보일러(120, 130) 및 순환펌프(140)로 구분될 수 있으며, 이들을 각각 별도의 부품으로 구성하여 연결할 수 있다.

반면, 도 2의 펌프-보일러 통합유닛은 보일러와 순환펌프를 통합하여 일체로 구성한 것으로, 이는 본 발명에 적용되는 한 예를 나타낸 것이다.

본체(170)는 땅콩 형상으로 구성되어 한쪽에 히팅 코일튜브(130)와 버너(미도시)가 설치되고, 다른 쪽에 순환펌프(140)가 설치되며, 본체(170)의 상부에는 저수탱크(160)가 설치될 수 있다.

본체(170)의 측면으로 돌출되는 공급 커넥터(10a)에는 공급관(10)이 연결되고, 저수탱크(160)의 상면에 돌출된 회수 커넥터(12a)는 회수관(12)에 연결된다.

또한, 저수탱크(160)의 상면에 돌출된 흡입관(20)은 순환펌프(140)와 연결되고, 순환펌프(140)와 히팅 코일튜브(130)를 연결하는 방출관(22)은 내부로 연장되어 외부에서 보이지 않는다.

한편, 저수탱크(160)의 측면과 본체(170)의 측면에는 각각 USB 포트(142, 152)가 형성되어, 후술하는 것처럼, 펠티어 소자(150)에서 발생하는 전기를 공급한다.

또한, 본체(170)의 측면에는 가스연료 팩을 착탈하기 위한 가스 주입구(172)가 형성된다.

이러한 구조에 의하면, 순환펌프(140)와 보일러(120, 130)를 단일의 본체(170)에 수납하여 크기를 콤팩트하게 하여 휴대가 편리하다는 장점이 있으며, 외부로 돌출된 커넥터(10a, 12a)에 각각 공급관(10)과 회수관(12)을 연결하기만 하면 온수매트(110)에 온수를 공급할 수 있으므로 조작이 간단하다.

이하, 본 발명의 온수 매트 어셈블리의 동작에 대해 설명한다.

제어패널(174)의 전화 스위치를 누르면 가스 주입구(172)로 공급되는 가스가 점화에 의해 버너(120)가 켜진다.

버너(120)가 켜지면서 히팅 코일튜브(130)와 펠티어 소자(150)를 동시에 가열한다.

펠티어 소자는, 잘 알려진 것처럼, 한쪽 면과 반대 면의 온도차에 의해 전기가 발생하는 특성을 갖는데, 펠티어 소자(150)의 하면은 버너(120)에 의해 가열되고 상면은 냉각된 물이 저장된 저수탱크(160)의 바닥에 접촉하기 때문에 상면과 하면 사이에 온도 차가 발생하고 이에 따라 전기가 생성된다.

생성된 전기는 USB 포트(142, 152) 사이에서 전원선에 의해 순환 펌프(140)에 인가되어 순환 펌프(140)가 회전하여 저수탱크(160)의 물을 흡입하여 히팅 코일튜브(130)에 연속적으로 공급함으로써 전체 시스템에서 물이 강제적으로 순환된다.

그 결과, 히팅 코일튜브(130)를 순환펌프(140)의 가압에 의해 통과하는 물은 버너(120)에 의해 가열되어 온수매트(110)에 공급된다.

따라서, 가스연료를 이용하여 물을 가열할 뿐만 아니라 전기를 생성하여 온수를 강제순환방식으로 흐르도록 함으로써 별도의 배터리가 없이도 보온을 좋게 하고 열효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 순환펌프와 버너 및 히팅 코일튜브를 하나의 본체에 수납함으로써, 구조가 컴팩트 하고 간단하여 휴대가 편리하고 온수매트의 취급 및 설치가 용이하다.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 청구범위에 의해 해석되어야 한다.

110: 온수매트
120: 버너
130: 히팅 코일튜브
140: 순환펌프
150: 펠티어 소자
160: 저수탱크

Claims (1)

1. 온수매트와 상기 온수매트와 연결되어 온수를 순환시키는 펌프-보일러 통합유닛으로 구성된 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리로서,
   상기 펌프-보일러 통합유닛은,
   측면에 온수공급 커넥터, 다수의 USB 포트, 가스연료가 착탈되는 연소가스 주입구 및 기능버튼이 설치된 단일체로 구성된 본체;
   상기 본체의 하부에 수납되고 상기 연소가스 주입구를 통하여 연소가스를 공급받는 버너;
   상기 본체의 하부에서 상기 버너를 감싸 설치되는 히팅 코일튜브;
   상기 본체의 일측에 수납되는 순환 펌프;
   상기 본체의 상부에 설치되고 온수회수 커넥터를 구비한 저수탱크; 및
   상기 저수탱크의 바닥에 별도로 구획된 공간에 수납되는 펠티어 소자로 구성되고,
   상기 순환 펌프는 상기 저수탱크와 상기 히팅 코일튜브의 일단 사이에 연결되고, 상기 히팅 코일튜브의 타단은 상기 온수공급 커넥터와 연결되며,
   상기 버너는 상기 저수탱크의 바닥과 상기 히팅 코일튜브를 동시에 직접 가열하고, 상기 저수탱크의 바닥을 가열하여 상기 펠티어 소자를 가열함으로써 생성된 전기는 상기 순환펌프에 구동원으로 인가되면서 상기 USB 포트에 전달되고,
   상기 온수매트는 상기 공급 커넥터와 상기 회수 커넥터에 튜브를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 하는 강제순환 방식의 휴대형 온수매트 어셈블리.

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