KR102303307B1 - 식수 냉각장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 식수 냉각장치는 금속재로 형성되는 프레임부재와, 상기 프레임부재 내부에 설치되어 냉매가스를 압축시키기 위한 압축기와, 상기 압축기로부터 전달되는 냉매가스를 응축시키기 위한 응축기와, 상기 응축기로부터 전달되는 냉매가스와 식용수 간의 열교환을 일으키기 위한 열교환부재와, 상기 압축기와 응축기를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 열교환부재는, 내부에 냉매관과 식용수관을 내장하기 위한 하우징부재와, 상기 하우징부재 내부에 배치되는 냉매관과, 상기 하우징부재 내부에 배치되는 식용수관을 포함하며, 상기 냉매관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되는 나선형관과, 상기 나선형부의 외측에 배치되되 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 직선으로 형성되는 직선형관을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 전체 식수 냉각장치를 매우 컴팩트하게 구성할 수 있으며, 냉각장치의 냉각 효율을 현저히 상승시킬 수 있다.
또한, 식수를 급속히 냉각시켜 제공함으로써 냉수를 보관할 별도의 저장탱크가 불필요해지고, 냉각에 소요되는 전력 에너지 사용 효율이 개선될 수 있다.

Description

식수 냉각장치{APPARATUS FOR CHILLING DRINKING WATER}
본 발명은 식수 냉각장치에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 컴팩트한 구성을 가지면서도 냉각 효율이 상승되어 식수의 급속한 냉각이 가능하면서도, 물의 국부적 응고를 방지하고, 고른 냉각이 가능하도록 구성되는 식수 냉각장치에 관한 발명이다.
학교 또는 공공기관에 설치되어 이용되는 냉수/온수 제조기는, 그 내부에 식수를 정수하기 위한 정수기와 함께 정수된 식수를 냉각시켜 공급하기 위한 냉각장치를 포함하는 경우가 있다.
상기 식수를 냉각시키기 위한 식수 냉각장치는, 통상 식수를 저장탱크 내에 저장한 상태에서, 상기 저장탱크 주위로 냉매관을 배치시켜 냉각시키는 방식이 이용된다.
저온으로 냉각시켜 제공되는 식수의 경우, 통상 6℃ 부근의 온도로 냉각된 상태에서 제공되는데, 상기와 같이 냉매관을 통해 식수 저장탱크를 냉각시키는 방식의 경우 냉각에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
그리하여, 저장탱크 내부의 식수가 모두 배출된 상태에서 새롭게 정수된 물을 수용하여 냉각시키기 위해서는 비교적 오랜 시간이 소요되며, 상기와 같은 냉각 과정 동안에는 소정의 정해진 냉각수 온도로 식수가 제공되지 못하는 문제가 있다.
이러한 문제로 인해, 저장탱크의 크기를 증대시킬 경우에는, 전체 냉수/온수 제조기의 크기가 증대되고, 또한 냉각에 소요되는 시간 역시 길어지는 단점이 있다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컴팩트한 구성을 가지면서도 냉각 능력을 상승시키도록 구성되는 식수 냉각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 물의 국부적 응고를 방지하고, 고른 냉각이 가능하도록 구성되는 식수 냉각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 냉각 효율이 상승되어, 식수를 빠른 시간 내에 급속히 냉각시키도록 구성되는 식수 냉각장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 장치의 냉각 효율이 상승됨으로써, 전력 에너지 사용 효율이 개선되는 식수 냉각장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식수 냉각장치는 금속재로 형성되는 프레임부재와, 상기 프레임부재 내부에 설치되어 냉매가스를 압축시키기 위한 압축기와, 상기 압축기로부터 전달되는 냉매가스를 응축시키기 위한 응축기와, 상기 응축기로부터 전달되는 냉매가스와 식용수 간의 열교환을 일으키기 위한 열교환부재와, 상기 압축기와 응축기를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 열교환부재는, 내부에 냉매관을 내장하기 위한 하우징부재와, 상기 하우징부재 내부에 배치되는 냉매관을 포함하며, 상기 하우징부재 내부에는 유입관을 통해 유입된 물을 분산시키기 위한 분산부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 냉매관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되는 나선형관과, 상기 나선형관의 외측에 배치되되 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 직선형으로 형성되는 직선형관을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하우징부재 내부에 배치되는 식용수관을 포함하며, 상기 식용수관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되되, 상기 냉매관의 내부에 배치될 수 있다.
또는, 상기 식용수관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되되, 상기 나선형관과 직선형관 사이에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 냉매관의 표면에는 나선형의 주름부가 형성될 수 있다.
또는, 상기 냉매관의 표면에는 불규칙적인 미세 오목부들이 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉매관에는 길이 방향을 따라 오목부가 형성될 수 있다.
또는, 상기 냉매관에는 길이 방향을 따르는 오목부와 나선형의 주름부가 함께 형성될 수 있다.
한편, 상기 식용수관의 표면에는 나선형의 주름부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 식용수관의 표면에는 불규칙적인 미세 오목부들이 형성될 수 있다.
또는, 상기 식용수관에는 길이 방향을 따라 오목부가 형성될 수 있다.
또는, 상기 식용수관에는 길이 방향을 따르는 오목부와 나선형의 주름부가 함께 형성될 수 있다.
한편, 상기 하우징부재의 상단부 또는 하단부에는 냉매와 식용수의 유출입을 위한 유출입부가 형성되고, 상기 하우징부재는 상부하우징부재와 하부하우징부재로 분할 구성되어, 상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 결합되도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 상부하우징부재와 하부하우징부재의 높이는 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 만나는 부분에는 결합턱이 형성되어, 상기 결합턱에 결합부재가 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 결합되는 부분에는 팩킹부재가 배치된다.
또한, 상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 만나는 부분에는 나사산이 형성되어 나사 결합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 상부하우징부재와 하부하우징부재는 열경화성 합성수지재로 형성되며, 내면에는 단열부재가 배치된다.
또한, 상기 단열부재 내부에는 구리 또는 구리 합금 재질의 금속재 플레이트가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 금속재 플레이트의 내면에는 은성분을 포함하는 열전도성 코팅층이 형성될 수 있다.
본 발명에 의해, 전체 식수 냉각장치를 매우 컴팩트하게 구성할 수 있다.
또한, 물의 국부적 응고를 방지하고, 고르게 냉각시킬 수 있다.
또한, 냉각장치의 냉각 효율을 현저히 상승시킬 수 있다.
또한, 식수를 급속히 냉각시켜 제공함으로써, 냉수를 보관할 별도의 저장탱크가 불필요해진다.
또한, 냉각에 소요되는 전력 에너지 사용 효율이 개선될 수 있다.
첨부의 하기 도면들은, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 식수 냉각장치가 이용되는 식수 제조기의 일 실시예의 사시도이며,
도 2 는 본 발명에 따른 식수 냉각장치가 설치된 식수 제조기의 일 실시예의 배면 사시도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 식수 냉각장치의 사시도이며,
도 4 는 상기 식수 냉각장치에 포함되는 하우징부재의 단면사시도이며,
도 5 는 상기 식수 냉각장치에 포함되는 열교환부재의 분해 사시도이며,
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환부재의 분해 사시도이며,
도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환부재의 분해 사시도이며,
도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매관과 식용수관의 사시도이며,
도 9 는 상기 열교환부재에 포함되는 냉매관 또는 식용수관의 사시도이며,
도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 냉매관 또는 식용수관의 사시도이며,
도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 냉매관 또는 식용수관의 정면도와 단면도이며,
도 12 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 냉매관 또는 식용수관의 사시도이며,
도 13 은 상기 열교환부재의 정면도이며,
도 14 는 상기 열교환부재에 포함되는 하우징부재의 측단면도이며,
도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 하우징부재의 측단면도이며,
도 16 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 하우징부재의 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 식수 냉각장치가 이용되는 식수 제조기의 일 실시예의 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 식수 냉각장치가 설치된 식수 제조기의 일 실시예의 배면 사시도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 식수 냉각장치의 사시도이며, 도 4 는 상기 식수 냉각장치에 포함되는 하우징부재의 단면사시도이며, 도 5 는 상기 식수 냉각장치에 포함되는 열교환부재의 분해 사시도이며, 도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환부재의 분해 사시도이며, 도 7 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환부재의 분해 사시도이며, 도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉매관과 식용수관의 사시도이며, 도 9 는 상기 열교환부재에 포함되는 냉매관 또는 식용수관의 사시도이며, 도 10 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 냉매관 또는 식용수관의 사시도이며, 도 11 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 냉매관 또는 식용수관의 정면도와 단면도이며, 도 12 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 냉매관 또는 식용수관의 사시도이며, 도 13 은 상기 열교환부재의 정면도이며, 도 14 는 상기 열교환부재에 포함되는 하우징부재의 측단면도이며, 도 15 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 하우징부재의 측단면도이며, 도 16 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 하우징부재의 측단면도이다.
본 발명에 따른 식수 냉각장치는 금속재로 형성되는 프레임부재(10)와, 상기 프레임부재(10) 내부에 설치되어 냉매가스를 압축시키기 위한 압축기(20)와, 상기 압축기(20)로부터 전달되는 냉매가스를 응축시키기 위한 응축기(30)와, 상기 응축기(30)로부터 전달되는 냉매가스와 식용수 간의 열교환을 일으키기 위한 열교환부재(50)와, 상기 압축기(20)와 응축기(30)를 제어하는 제어부(70)를 포함하며, 상기 열교환부재(50)는, 내부에 냉매관(54)을 내장하기 위한 하우징부재(52)와, 상기 하우징부재(52) 내부에 배치되는 냉매관(54)을 포함하며, 상기 하우징부재(52) 내부에는 유입관(51)을 통해 유입된 물을 분산시키기 위한 분산부재(55)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식수 냉각장치는 예를 들어, 도 1 과 2 에 도시된 바와 같은 냉/온수 제조기(100)에 이용될 수 있다.
상기 냉/온수 제조기(100)에는 물을 정수하기 위한 정수장치와 함께 정수된 물을 가열하기 위한 가열장치 또는 본 발명에 따른 냉각장치 등을 포함할 수 있다.
그리하여, 정수된 물을 소정의 미리 지정된 온도로 가열하여 공급하거나 냉각시켜 공급할 수 있다.
상기 냉/온수 제조기(100)에는 통상적으로 물을 배출 공급하기 위한 배출부(110)가 설치되어, 상기 배출부(110)의 레버를 조작함으로써 냉수 또는 온수를 공급하게 된다.
비록, 도 2 에서 상기 냉/온수 제조기(100) 내부에 본 발명에 따른 식수 냉각장치만이 설치되는 것으로 도시되었으나, 이는 본 발명에 따른 식수 냉각장치가 설치되는 상태를 예시적으로 도시하여 설명하기 위함이며, 본 발명에 따른 식수 냉각장치 이외에 정수장치 또는 가열장치 등이 상기 냉/온수 제조기(100)의 내부에 설치될 수도 있다.
상기 프레임부재(10)는 본 발명에 따른 식수 냉각장치의 구성들을 수용하기 위한 구성으로서, 예를 들어 금속재로 형성된다.
상기 프레임부재(10) 내부에는 냉각을 위해 이용되는 냉매가스를 압축시키기 위한 압축기(20)가 설치된다.
상기 압축기(20)는 냉매가스를 고온 고압의 기체로 압축하는 펌프로 구성될 수 있으며, 냉매가스를 압축하여 응축기(30)로 전달한다.
상기 응축기(30)는 냉매가스를 유동시키기 위한 파이프(32)와 열발산을 위한 냉각플레이트(34)들을 포함하여 구성되며, 냉매가스가 상기 파이프(32)를 통해 유동되는 동안 상기 냉각플레이트(34)를 통해 열을 발산함으로써 냉각된다.
상기 응축기(30)의 일 측부에는 냉각팬(36)이 설치되어, 상기 응축기(30)로부터 발생되는 열을 원활히 배출하도록 구성된다.
상기 압축기(20)에 의해 고온 고압의 기체로 압축된 냉매가스는, 상기 응축기(30)를 거치는 과정에서 액체 상태로 상변화된다.
그리고, 액체 상태의 냉매가스는 상기 열교환부재(50)로 공급되어, 식용수관(56)을 통해 유동되는 식용수와 열교환함으로써 기화된다.
냉매가스의 단열팽창을 위해 상기 응축기(30)와 열교환부재(50) 사이에 노즐과 같은 단열팽창부재가 설치되어, 냉매가스를 저온으로 냉각시킨 상태에서 상기 열교환부재(50)로 공급할 수 있다.
도면의 식별 편의를 위해, 상기 응축기(30)와 열교환부재(50) 사이 및 상기 압축기(20)와 응축기(30) 사이에 설치되는 각종 배관들은 도시를 생략했다.
이후, 상기 식용수와 냉매가스 간의 열교환에 의해 상기 식용수가 미리 지정된 온도로 냉각되며, 바람직하게는 대략 6℃ 부근으로 냉각된다.
상기 응축기(30)와 열교환부재(50)에는 온도감지센서들과 유량감지센서 및 솔레노이드밸브 등이 설치될 수 있으며, 상기 온도감지센서들에 의해 감지되는 온도에 따라 상기 제어부(70)의 제어에 의해 상기 압축기(20)와 응축기(30)가 제어된다.
상기 제어부(70)는 상기 프레임부재(10)의 일측부에 설치될 수 있으며, 온도감지센서와 유량감지센서 등에 의해 감지되는 데이터에 따라, 상기 압축기(20)와 응축기(30) 및 각종 솔레노이드밸브 등을 제어하도록 구성된다.
상기 제어부(70)는 디스플레이패널과 데이터 입력을 위한 스위치를 포함할 수 있으며, 상기 스위치를 통한 입력에 의해 식용수 냉각 온도를 설정할 수 있다.
상기 열교환부재(50)는 내부에 냉매관(54)과 식용수관(56)을 내장하기 위한 하우징부재(52)를 포함한다.
도 5 에 도시된 실시예에서, 상기 하우징부재(52)의 상단부에는 냉매의 유출입을 위한 유출입부(58)가 형성되고, 상기 유출입부(58)를 통해 유입된 냉매가 상기 냉매관(54)을 유동한 이후 유출된다.
그리고, 상기 하우징부재(52)의 하부에 물의 유입을 위한 유입관(51)이 설치되고, 상기 유입관(51)을 통해 유입된 물은 상기 하우징부재(52) 내부를 유동한 이후 유출관(51-1)을 통해 유출된다.
상기 냉매관(54)은 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되는 나선형관(542)과, 상기 나선형관(542)의 외측에 배치되되 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 직선형으로 형성되는 직선형관(544)을 포함하여 형성된다.
예를 들어, 상기 냉/온수 제조장치에 포함되는 정수장치로부터 정수된 물이 상기 유입관(51)을 통해 상기 하우징부재(52) 내부로 유입되고, 상기 하우징부재(52) 내부를 유동하는 과정에서 냉매관을 통해 유동되는 냉매와의 열교환에 의해 냉각된 후, 상기 유출관(51-1)을 통해 유출되어 배출부(110) 측으로 공급될 수 있다.
그리고, 상기 응축기(30)로부터 전달되는 냉매의 경우, 상기 유출입부(58)를 통해 냉매관(54)으로 유입되어 유동되는 과정에서 식용수와의 열교환을 이루고, 다시 상기 유출입부(58)로 배출되어 상기 압축기(20) 쪽으로 유동될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하우징부재(52) 내부에는 상기 유입관(51)을 통해 유입된 물을 상기 하우징부재(52) 내부에서 고르게 분산시키기 위한 분산부재(55)가 설치된다.
상기 분산부재(55)가 설치되지 않는 경우, 상기 하우징부재(52) 내부에 배치되는 상기 냉매관(54)의 특정 영역에서 물의 응고가 발생되어, 장기간 경과 시 상기 하우징부재(52) 내부로 유입된 물이 특정 유동 경로로만 흐르게 되는 현상이 발생된다.
이러한 점은 결국, 물의 냉각 능력과 효율을 저하시키는 요인이 된다.
따라서, 상기된 바와 같이, 상기 하우징부재(52) 내부에서 상기 유입관(51) 부근에 상기 분산부재(55)를 설치함으로써, 상기 하우징부재(52) 내부로 유입된 물을 상기 냉매관(54)의 전체 영역으로 고루 공급시킴으로써, 냉각 능력과 효율을 상승시킬 수 있다.
도 6 에 도시된 실시예에서는, 상기 하우징부재(52) 내부에 냉매 유동을 위한 냉매관(54)과, 식용수의 유동을 위한 식용수관(56)이 배치된다.
상기 냉매관(54)과 식용수관(56)은 예를 들어 스테인레스 스틸 또는 동합금 재질로 형성될 수 있다.
도 6 에 도시되는 바와 같이, 상기 냉매관(54)은 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되는 나선형관(542)과, 상기 나선형관(542)의 외측에 배치되며 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 직선으로 형성되는 직선형관(544)을 포함하여 형성된다.
즉, 상기 나선형관(542)은 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 코일과 같은 형태로 꼬여 형성된다.
그리고, 상기 직선형관(544)은 상기 나선형관(542)의 외측에 배치되되, 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 직선적으로 형성된다.
상기와 같이 나선형관(542)과 함께 그 외부에 직선형관(544)을 배치시킴으로써, 상기 하우징부재(52) 내부에서 상기 냉매관(54)이 컴팩트하면서도 밀도 높게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 나선형관(542)과 함께 그 외부를 직선형관(544)들이 감싸도록 배치된 상태에서, 냉매가 유동되도록 함으로써, 상기 하우징부재(52) 내부 공간에서 높이에 따른 온도 구배가 최소화된다.
즉, 상기 나선형관(542)만이 상기 하우징부재(52) 내부에 배치될 경우에는, 냉매 공급 초기 상기 하우징부재(52) 내부에서 높이에 따른 온도 차이가 발생될 수 있다.
이러한 점은 식용수를 소정의 설정 온도로 균일하게 공급하기 위한 차원에서 불리한 점으로 작용되는데, 상기 나선형관(542) 외부에서 하우징부재(52)의 높이 방향으로 직선형관(544)들이 배치되도록 함으로써, 냉매 공급 초기에도 신속히 전체 하우징부재(52) 내부 온도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 냉매 유동을 위한 냉매관(54)이 하우징부재(52) 내부에 높은 공간밀도로 배치될 수 있으므로, 식용수의 신속한 냉각에 매우 유리한 효과를 발휘하게 된다.
본 실시예에서, 상기 식용수관(56) 역시 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되되, 상기 식용수관(56)이 상기 나선형관(542)의 내부(중심부) 공간에 배치된다.
또는, 도 8 에 도시되는 바와 같이, 상기 식용수관(56)은 상기 하우징부재(52)의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성된 상태에서, 상기 나선형관(542)과 직선형관(544) 사이 공간에 배치될 수도 있다.
그리하여, 도 8 에 도시된 실시예에서는, 상기 식용수관(56)이 상기 나선형관(542)과 직선형관(544)으로 전체적으로 감싸지도록 구성됨으로써, 식용수의 신속하고도 균일한 냉각에 보다 유리한 효과를 발휘하게 된다.
도 9 에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면에는 나선형의 주름부(오목부)(545)가 형성될 수 있다.
상기 나선형의 주름부(545)는 상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)을 회전시킴과 동시에 이동시키는 과정에서, 가압부재(미도시)를 통해 상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)의 표면을 가압하여 변형(오목부 형성)시킴으로써 형성될 수 있다.
그리하여, 상기 나선형의 주름부(545)에 의해 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면적을 확장시킴으로써, 상기 냉매관(54)과 식용수관(56) 간의 열교환 효율을 높일 수 있다.
상기 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면적을 증대시켜 열교환 효율을 높이기 위한 다른 실시예로서는, 도 10 에 도시된 바와 같이, 상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)의 표면에 불규칙적인 미세 오목부(547)들을 형성할 수도 있다.
상기 불규칙적인 미세 오목부(547)들은 예를 들어, 샌드 블러스팅(Sand Blusting) 공정을 통해 미세한 모래 입자 또는 경질성 분말 입자를 상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)의 표면으로 분사하여 형성될 수 있다.
상기와 같이, 샌드 블러스팅 공정을 통해 냉매관(54) 또는 식용수관(56)의 표면에 미세한 오목부(547)들을 형성함으로써, 공정 효율적이면서도 다량의 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면적을 동시에 증대시킬 수 있다.
상기 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면적을 증대시키기 위한 다른 실시예로서는, 도 11 에 도시된 바와 같이, 상기 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면에 길이 방향을 따라 오목부(549)가 형성될 수 있다.
상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)의 표면에 길이 방향을 따르는 오목부(549)를 형성하는 방법으로서는, 냉매관(54) 또는 식용수관(56) 통과를 위한 내부 공간이 원형으로 형성되되, 상기 내부 공간의 표면에 상기 오목부(549) 형성을 위한 돌출부가 형성된 금형 내부로, 상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)을 통과시켜 가압하는 방식이 이용될 수 있다.
또는, 도 12 에 도시된 바와 같이, 상기 냉매관(54) 또는 식용수관(56)의 표면에 길이 방향을 따르는 오목부(549)와 나선형의 주름부(오목부, 545)가 함께 형성될 수도 있다.
열전달 효율은 열전달을 위한 표면적의 크기에 비례하므로, 상기와 같이 냉매관(54)과 식용수관(56)의 표면적을 증대시킴으로써, 냉매관(54)과 식용수관(56) 간의 열교환 효율을 높일 수 있다.
그리고, 도 7 에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 하우징부재(52)는 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)로 분할 구성된 상태에서, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 서로 결합되어 하우징부재(52)를 형성하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 대략 동일한 높이(h1, h2)로 형성된 상태에서 서로 결합되도록 구성된다.
상기 대략 동일한 높이(h1, h2)로 형성된다는 의미는, 도 13 에서와 같이, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 결합된 상태에서 그 경계부분으로부터 상부하우징부재(52-1)의 상단부까지의 높이(h1)와 상기 경계부분으로부터 하부하우징부재(52-2)의 하단부까지의 높이(h2)가 동일한 높이로 형성된다는 의미이다.
상기 상부하우징부재(52-1)의 하단부와 상기 하부하우징부재(52-2)의 상단부에는 결합턱(523, 524)들이 형성된 상태에서, 상기 결합턱(523, 524)에 볼트와 너트 같은 결합부재(57, 58)가 결합됨으로써, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 서로 결합되어 전체 하우징부재(52)를 형성하도록 구성된다.
상기 하우징부재(52) 내부에 냉매관(54) 또는 식용수관(56)을 배치시키거나 용이하게 교환할 수 있도록 구성하기 위해, 통상 상기 유출입부(58)가 형성된 하우징부재(52)의 상부 부분(52-1)이 캡(Cap)의 역할을 하도록 분할 구성된다.
즉, 상기 유출입부(58) 부분으로부터 하방으로 일정 높이까지가 일종의 캡의 형태로 형성된 상태에서, 나머지 하부의 하우징부재 상에 결합되도록 구성되는 것이 일반적이다.
그런데, 상기 유출입부(58) 부근에서 주로 냉기의 손실이 발생되는데, 상기와 같이 상기 유출입부(58)에 가까운 부분이 분할 구성되어 결합되도록 구성되는 경우, 이러한 냉기의 손실을 더욱 증대시키는 요인이 된다.
이러한 현상을 방지하기 위해, 본원발명에서는 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 분할되는 부분이 상기 유출입부(58)로부터 가급적 먼 영역에 형성된다.
장치의 종류에 따라서는 상기 유출입부(58)가 상기 하우징부재(52)의 상단면과 하단면(하부하우징부재의 하단부)에 동시에 형성될 수도 있으므로, 상기 분할되는 부분은 대략 상기 하우징부재(52)의 중심 부분이 되는 것이 바람직하다.
그리고 바람직하게는, 도 14 에 도시된 바와 같이, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 서로 결합되는 부분에 팩킹부재(59)가 배치된다.
상기 팩킹부재(59)를 통해 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 결합되는 부분을 통해 냉기가 손실되는 것을 더욱 방지하도록 구성된다.
더욱 바람직하게는, 도 15 에 도시된 바와 같이, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 서로 만나는 부분에 암나사산과 수나사산이 형성되어, 팩킹부재(59)가 매개된 상태에서 상기 나사산 간의 결합을 통해, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 서로 결합되도록 구성된다.
그리하여, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)가 서로 결합되는 부분의 접촉면적을 최대한 증가시킨 상태에서 기밀한 접촉이 가능하도록 구성됨으로써, 상기 결합되는 부분을 통한 냉기의 손실을 더욱 방지하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 상부하우징부재(52-1)와 하부하우징부재(52-2)는 열경화성 합성수지재로 형성되어 낮은 열전도 특성을 갖도록 구성되며, 도 16 에 도시된 바와 같이 내면에는 단열부재(51)가 배치된다.
상기 단열부재(51)는 예를 들어 발포된 폴리우레탄 수지를 압축시켜 형성될 수 있으며, 중공 원기둥 형상으로 형성된 상태에서 상기 하우징부재(52) 내면을 감싸도록 구성된다.
그리고, 상기 단열부재(51) 내부에는 구리 또는 구리 합금 재질의 금속재 플레이트(53)가 배치될 수 있다.
상기 금속재 플레이트(53)에 의해 상기 하우징부재(52) 내부 공간이 높이 방향을 따라 전체적으로 균일한 온도 상태가 될 수 있다.
상기 하우징부재(52) 내부 공간에서 높이 방향을 따라 전체적으로 균일한 온도 상태가 되도록, 바람직하게는 상기 금속재 플레이트(53)에서 하우징부재(52) 내부 공간을 향하는 내면에는 은성분을 포함하는 열전도성 코팅층이 형성될 수 있다.
그리하여, 냉매 공급 초기에 보다 신속히 하우징부재(52) 내부 공간이 전체적으로 균일한 저온 상태가 되도록 할 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
10: 프레임부재
20: 압축기
30: 응축기
50: 열교환부재
70: 제어부
100: 냉/온수 제조기

Claims (20)

  1. 금속재로 형성되는 프레임부재와;
    상기 프레임부재 내부에 설치되어 냉매가스를 압축시키기 위한 압축기와;
    상기 압축기로부터 전달되는 냉매가스를 응축시키기 위한 응축기와;
    상기 응축기로부터 전달되는 냉매가스와 식용수 간의 열교환을 일으키기 위한 열교환부재와;
    상기 압축기와 응축기를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 열교환부재는,
    내부에 냉매관을 내장하기 위한 하우징부재와;
    상기 하우징부재 내부에 배치되는 냉매관을 포함하며,
    상기 하우징부재 내부에는 유입관을 통해 유입된 물을 분산시키기 위한 분산부재가 설치되며,
    상기 하우징부재의 상단부 또는 하단부에는 냉매와 식용수의 유출입을 위한 유출입부가 형성되고,
    상기 하우징부재는 상부하우징부재와 하부하우징부재로 분할 구성되어,
    상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되는 나선형관과,
    상기 나선형관의 외측에 배치되되 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 직선형으로 형성되는 직선형관을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징부재 내부에 배치되는 식용수관을 포함하며,
    상기 식용수관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되되,
    상기 냉매관의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 식용수관은 상기 하우징부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 꼬여 형성되되,
    상기 나선형관과 직선형관 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  5. 제 3 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 냉매관의 표면에는 나선형의 주름부가 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  6. 제 3 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 냉매관의 표면에는 불규칙적인 미세 오목부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  7. 제 3 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 냉매관에는 길이 방향을 따라 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  8. 제 3 항 또는 4 항에 있어서,
    상기 냉매관에는 길이 방향을 따르는 오목부와 나선형의 주름부가 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 식용수관의 표면에는 나선형의 주름부가 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 식용수관의 표면에는 불규칙적인 미세 오목부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 식용수관에는 길이 방향을 따라 오목부가 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 식용수관에는 길이 방향을 따르는 오목부와 나선형의 주름부가 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부하우징부재와 하부하우징부재의 높이는 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 만나는 부분에는 결합턱이 형성되어,
    상기 결합턱에 결합부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 결합되는 부분에는 팩킹부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부하우징부재와 하부하우징부재가 서로 만나는 부분에는 나사산이 형성되어 나사 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부하우징부재와 하부하우징부재는 열경화성 합성수지재로 형성되며, 내면에는 단열부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 단열부재 내부에는 구리 또는 구리 합금 재질의 금속재 플레이트가 배치되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 금속재 플레이트의 내면에는 은성분을 포함하는 열전도성 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 식수 냉각장치.
  20. 삭제
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