KR102145066B1 - 정수기용 열교환 모듈 - Google Patents

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KR102145066B1
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우상운
김철호
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(주)신우엠테크
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Abstract

본 발명은 정수기로 공급된 물을 냉각/가열을 위한 열매체와 열교환시켜 냉수/온수로 생성하는 정수기용 열교환 모듈에 관한 것이다. 물 저장부는 물 유입구를 통해 내부로 물을 유입시켜 물 배출구를 통해 배출한다. 열매체 저장부는 열매체 유입구를 통해 내부로 열매체를 유입시켜 열매체 배출구를 통해 배출하며, 물 저장부와 인접한 형태로 이루어져 내부 열매체를 물 저장부의 내부 물과 열교환시킨다. 주물부는 물 저장부와 열매체 저장부를 공히 매립하도록 주조되어 형성된다.

Description

정수기용 열교환 모듈{Heat exchange module for water purifier}
본 발명은 정수기용 열교환 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수기로 공급된 물을 냉각/가열용 열매체와 열교환시켜 냉수/온수로 생성하는 열교환 모듈에 관한 것이다.
정수기는 상수도 등으로부터 공급되는 원수를 정수시키기 위한 장치로서, 침전, 여과, 살균 등의 과정을 통하여 원수에 함유된 중금속 및 기타 유해물질을 제거할 수 있도록 구성된다. 이러한 정수기는 정수된 상온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 정수된 물을 냉각시킨 냉수 또는 정수된 물을 가열한 온수로 생성하여 공급할 수 있게 구성될 수 있다.
종래에 따르면, 냉온수 정수기는 정수 처리되어 냉수탱크에 저장된 물을 냉수탱크 내부에 설치된 증발기와의 열교환에 의해 냉각시키고, 정수 처리되어 온수탱크에 저장된 물을 온수탱크 내부에 설치된 히터에 의해 가열시키도록 구성된 예가 있다.
이 경우, 냉수탱크/온수탱크에 저장된 물이 연속 출수될 때, 냉수탱크/온수탱크 내로 채워지는 물이 냉각/가열될 시간적 여유가 확보되지 않아 충분한 열교환 작용을 수행하지 못하고 배출된다는 문제가 있다. 또한, 냉수탱크/온수탱크의 오염으로 인해 냉수탱크/온수탱크 내의 냉수/온수가 오염된 상태로 사용자에게 공급되어 비위생적인 문제를 일으킬 수 있다. 그에 따라, 사용자의 불만이 야기될 수 있다.
다른 예로, 냉수탱크와 온수탱크에 열전소자가 각각 설치되어, 열전소자의 흡열기능에 의해 냉수탱크 내의 물을 냉각시키고, 열전소자의 발열기능에 의해 온수탱크 내의 물을 가열시키도록 구성되기도 한다. 이 경우에도, 냉수탱크/온수탱크 내의 물이 냉각/가열되는데 상당한 시간이 소요되어 전술한 예보다 효율이 떨어질 뿐 아니라, 냉수탱크/온수탱크에 저장된 물이 충분한 열교환 작용을 수행하지 못하고 배출된다는 문제가 있다.
등록특허공보 제10-1174012호(2012. 08. 16. 공고)
본 발명의 과제는 냉/온수를 적정 온도로 지속적으로 제공할 수 있으며, 제조 공정이 단순화될 수 있으며, 위생적으로 관리될 수 있는 정수기용 열교환 모듈을 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정수기용 열교환 모듈은 물 저장부와, 열매체 저장부, 및 주물부를 포함한다. 물 저장부는 물 유입구를 통해 내부로 물을 유입시켜 물 배출구를 통해 배출한다. 열매체 저장부는 열매체 유입구를 통해 내부로 열매체를 유입시켜 열매체 배출구를 통해 배출하며, 물 저장부와 인접한 형태로 이루어져 내부 열매체를 물 저장부의 내부 물과 열교환시킨다. 주물부는 물 저장부와 열매체 저장부를 공히 매립하도록 주조되어 형성된다.
여기서, 물 저장부는 나선방향을 따라 일정 갭을 갖고 권취된 나선관 형태로 이루어지며, 열매체 저장부는 물 저장부의 갭 부위에 나선방향을 따라 적층되어 접촉되게 권취된 나선관 형태로 이루어지며, 주물부는 중공 원기둥 형태로 물 저장부와 열매체 저장부를 공히 매립할 수 있다.
여기서, 물 저장부는 나선방향을 따라 권취된 나선관 형태로 이루어질 수 있다. 열매체 저장부는 물 저장부의 권취 내측 영역에 나선관 형태로 배치된 이너 열매체관과, 물 저장부의 권취 외측 영역에 나선관 형태로 배치된 아우터 열매체관을 포함할 수 있다. 주물부는 중공 원기둥 형태로 물 저장부와 이너 열매체관 및 아우터 열매체관을 공히 매립할 수 있다.
여기서, 물 저장부는 나선방향을 따라 권취된 나선관 형태로 이루어지며, 열매체 저장부는 물 저장부의 권취 내측 영역에 나선관 형태로 배치되며, 주물부는 중공 원기둥 형태로 물 저장부와 열매체 저장부를 공히 매립할 수 있다.
여기서, 물 저장부는 내관과 외관 사이에 물 저장공간을 갖는 이중관 형태로 이루어질 수 있다. 열매체 저장부는 내관과 외관 사이에 열매체 저장공간을 갖는 이중관 형태로 이루어져 외주면이 물 저장부의 내주면과 접촉되게 배치된 이너 열매체관과, 내관과 외관 사이에 열매체 저장공간을 갖는 이중관 형태로 이루어져 내주면이 물 저장부의 외주면과 접촉되게 배치된 아우터 열매체관을 포함할 수 있다. 주물부는 중공 원기둥 형태로 물 저장부와 이너 열매체관 및 아우터 열매체관을 공히 매립할 수 있다.
본 발명에 따르면, 물 저장부로부터 물이 연속 출수되더라도, 충분한 열교환 작용을 거쳐 배출될 수 있으므로, 냉수/온수가 적정 온도로 지속적으로 제공될 수 있다. 본 발명에 따르면, 저장부의 내부 물은 열매체 저장부로부터 격리되어 열매체와 간접 방식으로 열교환하므로, 위생적으로 관리될 수 있다.
본 발명에 따르면, 주물부가 물 저장부와 열매체 저장부를 공히 매립하여 물 저장부와 열매체 저장부 간에 열전달시키므로 열교환수를 사용하는 종래 방식보다 열전달 효율이 향상될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 주물부는 주조 방식에 의해 물 저장부와 열매체 저장부와 일체화되므로, 종래의 조립 방식보다 제조 공정이 단순화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4에 대한 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 대한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다.
도 8은 도 7에 대한 분해 사시도이다.
도 9는 도 7에 대한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다.
도 11은 도 10에 대한 분해 사시도이다.
도 12는 도 10에 있어서, 물 저장부를 중심으로 절단한 단면도이다.
도 13은 도 10에 있어서, 열매체 저장부를 중심으로 절단한 단면도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 대한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈(100)은 정수기로 공급된 물을 냉각/가열을 위한 열매체와 열교환시켜 냉수/온수로 생성하는 것으로, 물 저장부(110)와, 열매체 저장부(120), 및 주물부(130)를 포함한다.
물 저장부(110)는 물 유입구(111)를 통해 내부로 물을 유입시켜 물 배출구(112)를 통해 배출한다. 여기서, 물 유입구(111)는 정수기의 필터를 거쳐 정수 처리된 물을 공급하는 정수공급라인에 연결될 수 있다. 물 배출구(112)는 정수기의 냉수/온수 이송라인을 통해 냉수/온수 급수전에 연결될 수 있다.
따라서, 정수 처리된 물은 물 유입구(111)를 통해 유입되어 물 저장부(110)의 내부를 통과하면서 냉각/가열을 위한 열매체 저장부(120)의 열매체와 열교환되어 냉각/가열되어 냉수/온수로 생성된 후 물 배출구(112)를 통해 배출됨으로써, 사용자에게 냉수/온수를 제공할 수 있게 한다. 물 저장부(110)는 연속 출수시에도 냉수/온수의 온도가 설정 온도 범위를 충족시킬 수 있을 정도의 저장용량을 가질 수 있다.
예컨대, 물 저장부(110)는 나선방향을 따라 일정 갭을 갖고 권취된 나선관 형태로 이루어질 수 있다. 물 저장부(110)는 일정 피치 및 일정 권취 반경을 갖도록 권취될 수 있다. 물 저장부(110)는 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 물 저장부(110)는 한쪽 개구 단이 물 유입구(111)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 물 배출구(112)를 이룰 수 있다. 물 저장부(110)는 한쪽 단부가 한쪽 방향으로 돌출되고, 다른쪽 단부가 물 저장부(110)의 권취 내측 영역을 통과해서 한쪽 단부의 돌출 방향과 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
열매체 저장부(120)는 열매체 유입구(121)를 통해 내부로 열매체를 유입시켜 열매체 배출구(122)를 통해 배출하며, 물 저장부(110)와 인접한 형태로 이루어져 내부 열매체를 물 저장부(110)의 내부 물과 열교환시킨다.
정수기용 열교환 모듈(100)이 냉수 생성 기능을 갖는 경우, 열매체 유입구(121)와 열매체 배출구(122)는 냉각용 열매체를 공급하는 냉각용 열매체 공급원의 순환라인에 연결될 수 있다. 따라서, 냉각용 열매체는 열매체 유입구(121)를 통해 유입되어 열매체 저장부(120)의 내부를 통과하면서 물 저장부(110)의 내부 물로부터 열을 빼앗은 후 열매체 배출구(122)를 통해 배출되는 과정을 순환 반복함으로써, 물 저장부(110)의 내부 물을 냉수로 생성할 수 있다.
정수기용 열교환 모듈(100)이 온수 생성 기능을 갖는 경우, 열매체 유입구(121)와 열매체 배출구(122)는 가열용 열매체를 공급하는 가열용 열매체 공급원의 순환라인에 연결될 수 있다. 따라서, 가열용 열매체는 열매체 유입구(121)를 통해 유입되어 열매체 저장부(120)의 내부를 통과하면서 물 저장부(110)의 내부 물에 열을 가한 후 열매체 배출구(122)를 통해 배출되는 과정을 순환 반복함으로써, 물 저장부(110)의 내부 물을 온수로 생성할 수 있다.
예컨대, 열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)의 갭 부위에 나선방향을 따라 적층되어 접촉되게 권취된 나선관 형태로 이루어질 수 있다. 열매체 저장부(120)는 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 열매체 저장부(120)는 한쪽 개구 단이 열매체 유입구(121)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 열매체 배출구(122)를 이룰 수 있다.
열매체 저장부(120)는 한쪽 단부가 물 저장부(110)의 한쪽 단부와 동일한 방향으로 돌출되고, 다른쪽 단부가 열매체 저장부(120)의 권취 내측 영역을 통과해서 물 저장부(110)의 다른쪽 단부와 동일한 방향으로 돌출될 수 있다. 여기서, 열매체 저장부(120)의 열매체 유입구(121)는 물 저장부(110)의 물 유입구(111)와 인접하게 배치되고, 열매체 저장부(120)의 열매체 배출구(122)는 물 저장부(110)의 물 배출구(112)와 인접하게 배치될 수 있다.
열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)의 권취 갭과 동일한 권취 갭을 갖고 나선방향을 따라 권취된다. 또한, 열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)의 피치 및 권취 반경과 동일한 피치 및 권취 반경을 갖도록 권취된다. 즉, 열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)와 동일한 형태로 함께 권취되어 구성된다.
이와 같이, 열매체 저장부(120)는 권취 부위가 물 저장부(110)의 갭 부위에 끼워지고 갭 부위에 물 저장부(110)의 권취 부위를 끼움으로써, 물 저장부(110)와 나선방향을 따라 적층된 상태로 접촉될 수 있다. 따라서, 열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)의 물 유동 경로를 따라 열매체 유동 경로가 설정되어, 열전달 면적 및 열전달 시간을 증대시킴으로써, 내부 열매체와 물 저장부(110)의 내부 물 간에 열전달 효율을 높일 수 있다.
추가적인 양상으로, 열매체 저장부(120)와 물 저장부(110)는 상호 접촉되는 부위들이 평면으로 각각 이루어질 수 있다. 즉, 열매체 저장부(120)와 물 저장부(110)는 면대면 접촉되어 접촉 면적을 증대시킴으로써, 열매체 저장부(120)의 내부 열매체와 물 저장부(110)의 내부 물 간에 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
이러한 열매체 저장부(120)와 물 저장부(110)에 의하면, 물 저장부(110)로부터 물이 연속 출수되더라도, 물이 냉각/가열될 시간적 여유가 확보되어 충분한 열교환 작용을 거쳐 배출될 수 있으므로, 냉수/온수가 적정 온도로 지속적으로 제공될 수 있다. 그 결과, 사용자에게 충분한 만족감을 줄 수 있다.
또한, 물 저장부(110)의 내부 물은 열매체 저장부(120)로부터 격리되어 열매체와 간접 방식으로 열교환하므로, 열매체 저장부(120) 등으로 인한 오염이 방지됨으로써, 냉수/온수가 위생적으로 관리될 수 있다.
한편, 열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)의 단면적과 동일한 단면적을 갖는 것으로 예시되어 있으나, 물 저장부(110)의 단면적보다 크거나 작은 단면적을 가질 수도 있다. 또한, 열매체 저장부(120)는 물 저장부(110)와 원형 나사관으로 적층된 것으로 예시되어 있으나, 사각형 등의 다각형 나사관으로 적층될 수도 있다.
주물부(130)는 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)를 공히 매립하도록 주조되어 형성된다. 따라서, 열매체 저장부(120)와 물 저장부(110)는 주물부(130)에 의해 공히 매립된 상태로 주물부(130)의 매립 부위를 통해 열전도 방식으로 상호 열전달될 수 있다.
본 실시예와 같이, 주물부(130)가 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)를 공히 매립하여 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120) 간에 열전달시키면, 비교 예로서 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)가 수용된 케이싱 내에 열교환수를 채워서 열교환수에 의해 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120) 간에 열전달시키는 것보다 열전달 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예와 같이, 주물부(130)는 주조 방식에 의해 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)와 일체화되므로, 비교 예로서 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)를 케이싱 내에 조립하고 열교환수를 채워서 마감 처리하는 방식보다 제조 공정이 단순화될 수 있다.
예컨대, 주물부(130)는 알루미늄이나 알루미늄 합금 등과 같은 열전도율이 높은 주조 금속으로 다이캐스팅(die casting)에 의해 주조될 수 있다. 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)가 주물부 주조용 금형에 인서트된 상태로 용융 주조금속이 금형에 주입되어 응고됨으로써, 주물부(130)는 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)와 일체화될 수 있다.
주물부(130)는 중공 원기둥 형태로 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)를 공히 매립할 수 있다. 즉, 주물부(130)는 내주면과 외주면 사이의 부위에 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)의 권취 부위들을 공히 매립한다. 그리고, 주물부(130)는 한쪽 단부를 통해 물 유입구(111)와 물 배출구(112)와 열매체 유입구(121)와 열매체 배출구(122)를 인출시킬 수 있다.
이와 같이, 주물부(130)는 중공을 갖고 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)의 권취 부위들을 매립하는 형태로 이루어지므로, 체적 감소에 따른 열손실을 최소화하고 경량화에 기여할 수 있다. 한편, 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)가 다각형 나선관으로 이루어진 경우, 주물부(130)는 중공을 갖는 다각형 기둥으로 이루어질 수 있다.
추가적인 양상으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 주물부(130)는 단열재(140)에 의해 전체적으로 감싸질 수 있다. 단열재(140)는 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120)로부터 주물부(130)를 통한 열손실을 차단함으로써, 물 저장부(110)와 열매체 저장부(120) 간에 열교환 효율을 더욱 높일 수 있게 한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다. 도 5는 도 4에 대한 분해 사시도이다. 도 6은 도 4에 대한 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈(200)에서, 물 저장부(210)는 나선방향을 따라 권취된 나선관 형태로 이루어진다.
물 저장부(210)는 일정 피치 및 일정 권취 반경을 갖도록 권취될 수 있다. 물 저장부(210)는 권취 부위들 간에 갭이 최소화되거나 갭 없이 접촉됨으로써, 권취 축 방향에 따른 길이가 최소화될 수 있다. 물 저장부(210)는 원형 단면적을 갖는 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.
물 저장부(210)는 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 물 저장부(210)는 한쪽 개구 단이 물 유입구(211)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 물 배출구(212)를 이룰 수 있다. 물 저장부(210)는 한쪽 단부가 한쪽 방향으로 돌출되고, 다른쪽 단부가 물 저장부(210)의 권취 내측 영역을 통과해서 한쪽 단부의 돌출 방향과 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
열매체 저장부(220)는 물 저장부(210)의 권취 내측 영역에 나선관 형태로 배치된 이너 열매체관(221)과, 물 저장부(210)의 권취 외측 영역에 나선관 형태로 배치된 아우터 열매체관(226)을 포함한다.
이너 열매체관(221)은 물 저장부(210)의 권취 내측 영역에서 나선방향을 따라 열매체를 유동시키면서 물 저장부(210)와 열교환함으로써, 물 저장부(210)과의 열교환 효율을 높일 수 있다.
아우터 열매체관(226)은 물 저장부(210)의 권취 외측 영역에서 열매체를 유동시키면서 물 저장부(210)와 열교환함으로써, 물 저장부(210)과의 열교환 효율을 높일 수 있다. 이와 같이, 열매체 저장부(220)는 이너 열매체관(221)과 아우터 열매체관(226)에 의해 물 저장부(210)의 권취 내측 영역과 외측 영역에서 열교환시키므로 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
이너 열매체관(221)은 일정 피치로 나선방향을 따라 권취됨으로써, 물 저장부(210)과의 열교환 효율을 더욱 높일 수 있다. 이너 열매체관(221)은 물 저장부(210)의 권취 반경보다 작은 권취 반경으로 나선방향을 따라 권취된다. 여기서, 이너 열매체관(221)은 물 저장부(210)의 권취 내측으로부터 이격된 것으로 예시되어 있으나, 물 저장부(210)의 권취 내측에 접촉될 수도 있다.
이너 열매체관(221)은 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 이너 열매체관(221)은 한쪽 개구 단이 열매체 유입구(222)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 열매체 배출구(223)를 이룰 수 있다. 이너 열매체관(221)은 한쪽 단부가 물 저장부(210)의 한쪽 단부와 동일한 방향으로 돌출되고, 다른쪽 단부가 이너 열매체관(221)의 권취 내측 영역을 통과해서 물 저장부(210)의 다른쪽 단부와 동일한 방향으로 돌출될 수 있다.
아우터 열매체관(226)은 일정 피치로 나선방향을 따라 권취됨으로써, 물 저장부(210)과의 열교환 효율을 더욱 높일 수 있다. 아우터 열매체관(226)은 물 저장부(210)의 권취 반경보다 큰 권취 반경으로 나선방향을 따라 권취된다. 여기서, 아우터 열매체관(226)은 물 저장부(210)의 권취 외측으로부터 이격된 것으로 예시되어 있으나, 물 저장부(210)의 권취 외측에 접촉될 수도 있다.
아우터 열매체관(226)은 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어질 수 있다. 아우터 열매체관(226)은 한쪽 개구 단이 열매체 유입구(227)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 열매체 배출구(228)를 이룰 수 있다.
아우터 열매체관(226)은 한쪽 단부가 이너 열매체관(221)의 한쪽 단부와 동일한 방향으로 돌출되고, 다른쪽 단부가 아우터 열매체관(226)의 권취 내측 영역을 통과해서 이너 열매체관(221)의 다른쪽 단부와 동일한 방향으로 돌출될 수 있다. 여기서, 이너 열매체관(221)의 열매체 유입구(222)는 아우터 열매체관(226)의 열매체 유입구(227)와 인접하게 배치되고, 이너 열매체관(221)의 열매체 배출구(223)는 아우터 열매체관(226)의 열매체 배출구(228)와 인접하게 배치될 수 있다.
아우터 열매체관(226)은 이너 열매체관(221)의 피치와 동일한 피치로 권취될 수 있다. 아우터 열매체관(226)은 물 저장부(210)를 사이에 두고 이너 열매체관(221)과 엇갈리게 배치됨으로써, 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
한편, 이너 열매체관(221)과 아우터 열매체관(226)은 서로 동일한 원형 단면적을 가지며, 물 저장부(210)의 원형 단면적보다 작은 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 전술한 기능을 수행할 수 있는 범주에서 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 물 저장부(210)와 이너 열매체관(221)과 아우터 열매체관(226)은 원형 나사관으로 예시되어 있으나, 사각형 등의 다각형 나사관으로 이루어질 수도 있다.
주물부(230)는 중공 원기둥 형태로 물 저장부(210)와 이너 열매체관(221) 및 아우터 열매체관(226)을 공히 매립한다. 따라서, 물 저장부(210)와 이너 열매체관(221) 및 아우터 열매체관(226)은 주물부(230)에 의해 공히 매립된 상태로 주물부(230)의 매립 부위를 통해 열전도 방식으로 물 저장부(210)와 이너 열매체관(221) 간에 열전달되고 물 저장부(210)와 아우터 열매체관(226) 간에 열전달될 수 있다. 이에 따른 효과는 전술한 제1 실시예와 같으며, 주물부(230)는 단열재에 의해 전체적으로 감싸질 수 있다.
주물부(230)는 한쪽 단부를 통해 물 유입구(211)와 물 배출구(212)와 열매체 유입구(222, 227)와 열매체 배출구(223, 228)를 인출시킬 수 있다. 한편, 물 저장부(210)와 이너 열매체관(221)과 아우터 열매체관(226)이 다각형 나선관으로 이루어진 경우, 주물부(230)는 중공을 갖는 다각형 기둥으로 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다. 도 8은 도 7에 대한 분해 사시도이다. 도 9는 도 7에 대한 단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈(300)에서, 물 저장부(310)는 나선방향을 따라 권취된 나선관 형태로 이루어진다.
물 저장부(310)는 전술한 제2 실시예의 물 저장부(210)와 동일하게 구성될 수 있다. 물 저장부(310)는 한쪽 개구 단이 물 유입구(311)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 물 배출구(312)를 이룰 수 있다.
열매체 저장부(320)는 물 저장부(310)의 권취 내측 영역에 나선관 형태로 배치된다. 열매체 저장부(320)는 전술한 제2 실시예의 이너 열매체관(221)과 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 본 실시예의 정수기용 열교환 모듈(300)은 제2 실시예의 정수기용 열교환 모듈(200)과 대비하여 아우터 열매체관(226)이 생략된 구조로 이루어질 수 있다.
열매체 저장부(320)는 한쪽 개구 단이 열매체 유입구(321)를 이루고, 반대쪽 개구 단이 열매체 배출구(322)를 이룰 수 있다. 도시하고 있지 않지만, 열매체 저장부(320)는 전술한 제2 실시예의 아우터 열매체관(226)과 동일하게 구성될 수도 있다.
주물부(330)는 중공 원기둥 형태로 물 저장부(310)와 열매체 저장부(320)를 공히 매립한다. 따라서, 물 저장부(310)와 열매체 저장부(320)는 주물부(330)에 의해 공히 매립된 상태로 주물부(330)의 매립 부위를 통해 열전도 방식으로 상호 간에 열전달될 수 있다. 이에 따른 효과는 전술한 제1 실시예와 같으며, 주물부(330)는 단열재에 의해 전체적으로 감싸질 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈에 대한 사시도이다. 도 11은 도 10에 대한 분해 사시도이다. 도 12는 도 10에 있어서, 물 저장부를 중심으로 절단한 단면도이다. 도 13은 도 10에 있어서, 열매체 저장부를 중심으로 절단한 단면도이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 정수기용 열교환 모듈(400)에서, 물 저장부(410)는 내관(410a)과 외관(410b) 사이에 물 저장공간(410c)을 갖는 이중관 형태로 이루어진다.
즉, 물 저장부(410)는 외관(410b) 내부에 외관(410b) 내경보다 작은 외경을 갖는 내관(410a)이 동심으로 배치된 형태로 이루어진다. 외관(410b)은 한쪽 단에 물 유입구(411)와 물 배출구(412)를 가지며, 물 유입구(411)와 물 배출구(412)를 제외한 부위가 막힌 형태로 이루어진다. 내관(410a)은 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어진다.
물 저장부(410)는 외관(410b)의 바깥쪽 면이 외주면을 이루고, 내관(410a)의 바깥쪽 면이 내주면을 이룬다. 물 저장부(410)는 물 유입구(411)에 유입구 연결관(411a)을 구비하고, 물 배출구(412)에 배출구 연결관(412a)을 구비할 수 있다.
유입구 연결관(411a)는 물 유입구(411)의 주변에 연결되어 돌출될 수 있다. 배출구 연결관(412a)은 한쪽 단부가 물 배출구(412)보다 물 저장공간(410c)의 내부 바닥쪽에 가깝게 배치된 상태로 반대쪽 단부가 물 배출구(412)로부터 돌출되도록 장착될 수 있다. 이러한 물 저장부(410)는 물을 유입구 연결관(411a)를 통해 외관(410b)과 내관(410a) 사이의 물 저장공간(410c)으로 유입시킨 후 배출구 연결관(412a)을 통해 배출시키게 된다.
열매체 저장부(420)는 내관(421a)과 외관(421b) 사이에 열매체 저장공간(421c)을 갖는 이중관 형태로 이루어져 외주면이 물 저장부(410)의 내주면과 접촉되게 배치된 이너 열매체관(421)과, 내관(426a)과 외관(426b) 사이에 열매체 저장공간(426c)을 갖는 이중관 형태로 이루어져 내주면이 물 저장부(410)의 외주면과 접촉되게 배치된 아우터 열매체관(426)을 포함한다.
즉, 이너 열매체관(421)은 외관(421b) 내부에 외관(421b) 내경보다 작은 외경을 갖는 내관(421a)이 동심으로 배치된 형태로 각각 이루어진다. 이너 열매체관(421)의 외관(421b)은 한쪽 단에 열매체 유입구(422)와 열매체 배출구(423)를 가지며, 열매체 유입구(422)와 열매체 배출구(423)를 제외한 부위가 막힌 형태로 이루어진다.
이너 열매체관(421)는 열매체 유입구(422)에 유입구 연결관(422a)을 구비하고, 열매체 배출구(423)에 배출구 연결관(423a)을 구비할 수 있다. 유입구 연결관(422a)는 한쪽 단부가 열매체 유입구(422)보다 열매체 저장공간(421c)의 내부 바닥쪽에 가깝게 배치된 상태로 반대쪽 단부가 열매체 유입구(422)로부터 돌출되도록 장착될 수 있다. 배출구 연결관(423a)은 열매체 배출구(422)의 주변에 연결되어 돌출될 수 있다.
이러한 이너 열매체관(421)은 열매체를 유입구 연결관(422a)을 통해 외관(421b)과 내관(421a) 사이의 열매체 저장공간(421c)으로 유입시킨 후 배출구 연결관(423a)을 통해 배출시키게 된다. 이너 열매체관(421)의 내관(421a)은 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어진다.
아우터 열매체관(426)은 외관(426b) 내부에 외관(426b) 내경보다 작은 외경을 갖는 내관(426a)이 동심으로 배치된 형태로 각각 이루어진다. 아우터 열매체관(426)의 외관(426b)은 한쪽 단에 열매체 유입구(427)와 열매체 배출구(428)를 가지며, 열매체 유입구(427)와 열매체 배출구(428)를 제외한 부위가 막힌 형태로 이루어진다.
아우터 열매체관(426)는 열매체 유입구(427)에 유입구 연결관(427a)을 구비하고, 열매체 배출구(428)에 배출구 연결관(428a)을 구비할 수 있다. 유입구 연결관(427a)는 한쪽 단부가 열매체 유입구(427)보다 열매체 저장공간(426c)의 내부 바닥쪽에 가깝게 배치된 상태로 반대쪽 단부가 열매체 유입구(427)로부터 돌출되도록 장착될 수 있다. 배출구 연결관(428a)은 열매체 배출구(428)의 주변에 연결되어 돌출될 수 있다.
이러한 아우터 열매체관(426)은 열매체를 유입구 연결관(427a)을 통해 외관(426b)과 내관(426a) 사이의 열매체 저장공간(426c)으로 유입시킨 후 배출구 연결관(428a)을 통해 배출시키게 된다. 아우터 열매체관(426)의 내관(426a)은 양쪽 단부가 개구된 형태로 이루어진다.
이너 열매체관(421)은 물 저장부(410)의 내주면과 접촉된 상태로 열매체를 유동시키면서 물 저장부(410)와 열교환함으로써, 물 저장부(410)과의 열교환 효율을 높일 수 있다. 아우터 열매체관(426)은 물 저장부(410)의 외주면과 접촉된 상태로 열매체를 유동시키면서 물 저장부(410)와 열교환함으로써, 물 저장부(410)과의 열교환 효율을 높일 수 있다. 이와 같이, 열매체 저장부(420)는 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426)에 의해 물 저장부(410)의 내측 및 외측에서 열교환시키므로 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
이너 열매체관(421)의 외주면은 물 저장부의 내주면과 동일한 형태로 이루어져 면대면 접촉되며, 아우터 열매체관(426)의 내주면은 물 저장부(410)의 외주면과 동일한 형태로 이루어져 면대면 접촉될 수 있다.
또한, 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426)의 각 몸체 길이는 물 저장부(410)의 몸체 길이와 각각 동일한 길이를 가지며, 각각의 몸체 양쪽 단이 물 저장부(410)의 몸체 양쪽 단과 일치하도록 배치될 수 있다. 여기서, 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426)의 몸체 길이는 각각의 축 방향에 따른 길이이다. 따라서, 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426)은 물 저장부(410)와의 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.
이너 열매체관(421)의 내외관 간격은 아우터 열매체관(426)의 내외관 간격과 서로 동일하며, 물 저장부(410)의 내외관 간격보다 작은 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 전술한 기능을 수행할 수 있는 범주에서 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또한, 물 저장부(410)와 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426)은 원형 이중관으로 예시되어 있으나, 사각형 등의 다각형 이중관으로 이루어질 수도 있다. 또한, 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426) 중 어느 하나가 생략되는 것도 가능하다.
주물부(430)는 중공 원기둥 형태로 물 저장부(410)와 이너 열매체관(421) 및 아우터 열매체관(426)을 공히 매립한다. 따라서, 물 저장부(410)와 이너 열매체관(421) 및 아우터 열매체관(426)은 주물부(430)에 의해 공히 매립된 상태로 주물부(430)의 매립 부위를 통해 열전도 방식으로 물 저장부(410)와 이너 열매체관(421) 간에 열전달되고 물 저장부(410)와 아우터 열매체관(426) 간에 열전달될 수 있다. 이에 따른 효과는 전술한 제1 실시예와 같으며, 주물부(430)는 단열재에 의해 전체적으로 감싸질 수 있다.
주물부(430)는 한쪽 단부를 통해 유입구 연결관들(411a, 422a, 427a) 및 배출구 연결관(412a, 423a, 428a)을 인출시킬 수 있다. 또한, 주물부(430)의 중공은 원형 단면적을 가질 수 있다. 한편, 물 저장부(410)와 이너 열매체관(421)과 아우터 열매체관(426)이 다각형 이중관으로 이루어진 경우, 주물부(430)는 중공을 갖는 다각형 기둥으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110, 210, 310, 410..물 저장부
120, 220, 320, 420..열매체 저장부
221, 421..이너 열매체관
226, 426..아우터 열매체관
130, 230, 330, 430..주물부

Claims (5)

  1. 삭제
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  4. 삭제
  5. 물 유입구를 통해 내부로 물을 유입시켜 물 배출구를 통해 배출하는 물 저장부;
    열매체 유입구를 통해 내부로 열매체를 유입시켜 열매체 배출구를 통해 배출하며, 상기 물 저장부와 인접한 형태로 이루어져 내부 열매체를 상기 물 저장부의 내부 물과 열교환시키는 열매체 저장부; 및
    상기 물 저장부와 열매체 저장부를 공히 매립하도록 주조되어 형성된 주물부;를 포함하며,
    상기 물 저장부는 내관과 외관 사이에 물 저장공간을 갖는 이중관 형태로 이루어지며;
    상기 열매체 저장부는 내관과 외관 사이에 열매체 저장공간을 갖는 이중관 형태로 이루어져 외주면이 상기 물 저장부의 내주면과 접촉되게 배치된 이너 열매체관과, 내관과 외관 사이에 열매체 저장공간을 갖는 이중관 형태로 이루어져 내주면이 상기 물 저장부의 외주면과 접촉되게 배치된 아우터 열매체관을 포함하며;
    상기 주물부는 중공 원기둥 형태로 상기 물 저장부와 이너 열매체관 및 아우터 열매체관을 공히 매립하는 것을 특징으로 하는 정수기용 열교환 모듈.
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