KR102365908B1 - 냉수 순환 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본체부 내에 냉각카트리지를 탈부착 가능하게 구성하여 냉각카트리지 내부에 수납되는 냉매봉과 상기 냉매봉에 비해 빙점이 낮은 유체를 동시에 냉각시켜 사용할 수 있도록 함으로써, 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 냉수 순환 공급 장치에 관한 것이다.

Description

냉수 순환 공급 장치{COLD WATER CIRCULATION SUPPLY}

본 발명은 냉수 순환 공급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉수 매트 내에 냉각된 유체를 효율적으로 순환 공급해줄 수 있는 냉수 순환 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 냉온수 매트는 매트 본체 내부에 배치된 순환호스가 구비되며, 순환 공급 장치를 통해 순환호스에 냉수나 온수를 공급 및 순환되도록 함으로써 매트 본체를 따뜻하거나 차갑게 만들어줄 수 있다.

최근에는 냉수를 온수와 개별로 구동하여 냉난방을 임의 선택에 따라 구동시킬 수 있는 매트가 대한민국 특허출원 제10-2005-0022394호로 개시된 바 있다.

이러한 냉수 및 온수공급 방식은 난방의 경우 외부의 별도의 보일러에서 물을 가열하여 매트 내부에 공급하고, 이를 워터펌프를 돌려서 물을 순환시키는 방식으로 작동하게 된다.

그리고, 냉각의 경우에는 물이 매트 내부를 순환하고 난 후 외부의 컨트롤 장치를 거치는 사이 자연적으로 열을 발산하여 다시 매트로 공급되는 방식이다.

그러나, 냉수 매트의 경우 실제로 냉각되는 정도가 작을 뿐만 아니라 물이 공급되는 대상인 침대에 열원이 있을 경우 오히려 온도가 상승할 수 있는 우려가 있으며, 이에 따라 실제 냉각 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 개선하기 위해 냉동 사이클을 이용한 냉방유닛을 적용하여 냉수를 공급할 수 있는 순환 공급 장치가 대한민국 등록특허 제10-1482158호로 개시된 바 있다.

그러나, 이러한 냉동 사이클을 이용하는 방식은 장치 본체에서 발생하는 열에 의해 매트가 설치된 장소의 주변 온도가 상승할 뿐만 아니라, 냉동 사이클의 구동과정에서 소음과 진동이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 대한민국 등록특허 10-1763244호를 통해, 매트용 냉수 순환 공급장치를 제시한 바 있다.

이러한, 종래의 순환 공급 장치는 냉각카트리지의 내부 수용공간에 매트의 호스를 따라 순환하게 되는 물이 수납되고, 상기 물이 수납된 수용공간 내에 얼음이나 냉각된 냉매제(축냉카트리지)를 투입하여 사용하는 구조이다.

그러나, 이러한 종래의 순환 공급 장치는 그 이전보다는 부피가 작아지긴 했으나 여전히 부피가 크게 형성되어 제작비용이 많이 소요될 수 있으며, 본체 내부의 냉매제의 탈부착이 불편하였다.

또한, 실온의 물이 냉매제와 열교환된 후 매트를 순환되기 시작하는 방식임에 따라 냉기의 소모가 많을 수밖에 없으며, 이에 따라 냉수 매트의 냉각 효율이 떨어질 수밖에 없었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본체부 내에 냉각카트리지를 탈부착 가능하게 구성하여 냉각카트리지 내부에 수납되는 냉매봉과 상기 냉매봉에 비해 빙점이 낮은 유체를 동시에 냉각시켜 사용할 수 있도록 함으로써, 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 냉수 순환 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치는, 냉수 매트 내에 배치된 호스에 냉각된 유체를 순환 공급시켜주는 냉수 순환 공급 장치에 있어서, 내부에 수용공간이 마련되며, 개폐 가능하게 설치되는 덮개가 구비되는 본체부; 상기 수용공간 내에 탈부착 가능하게 결합되고, 내부에 냉매봉과 상기 냉매봉에 비해 빙점이 낮은 상기 유체가 수납되며, 상기 호스의 양단에 제각기 연결되는 공급구와 회수구가 연결되는 냉각카트리지; 및 상기 본체부 내에 상기 냉각카트리지와 구획된 공간에 수납되며, 상기 냉각카트리지 내에 수납된 유체를 상기 호스를 따라 순환 공급해주는 순환구동부;를 포함할 수 있다.

이 경우 상기 본체부는, 상기 냉각카트리지가 수납되는 제1수용공간; 및 상기 본체부의 상측에 상기 덮개를 매개로 구획 형성되며, 상기 순환구동부가 수납되는 제2수용공간;을 포함할 수 있다.

또한 상기 제1수용공간의 내주면에는, 단열재가 부착된 것을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 냉각카트리지는, 내부에 상기 냉매봉과 유체가 수납되는 공간이 마련되며, 개구가 구비되는 하우징; 및 상기 개구에 개폐 가능하게 결합되며, 상기 공급구와 회수구가 연결되는 뚜껑;을 포함할 수 있다.

또한 상기 하우징은, 상기 냉각카트리지의 탈부착 시 파지할 수 있도록 구비된 손잡이;를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 냉각카트리지는, 냉각 시 상기 냉매봉은 고체 상태로 냉각되고, 상기 유체는 상기 냉매봉에 비해 빙점이 낮은 부동액을 사용하여 액체 상태로 냉각되도록 할 수 있다.

또한 상기 순환구동부는, 설정된 시간에 작동과 멈춤을 반복할 수 있도록 타이머;가 구비된 것을 더 포함할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치는, 본체부 내에 냉각카트리지를 탈부착 가능하게 결합할 수 있으며, 이에 따라 상기 냉각카트리지를 분리한 후 냉동고에 통째로 넣어 냉각시켜가며 사용할 수 있는 효과를 가진다.

이 경우 냉각카트리지 내에 수납된 냉매봉은 고체 상태로 냉각되고, 함께 수납된 유체는 냉매봉에 충진된 물에 비해 낮은 빙점의 부동액으로 구성되어 액체 상태로 냉각시킬 수 있도록 함으로써, 냉동고에서 꺼낸 냉각카트리지를 냉수 순환 공급 장치에 곧바로 장착하여 사용할 수 있는 효과를 가진다.

이처럼 냉각카트리지 내에 수납된 냉매봉과 유체를 동시에 냉각시켜 사용할 수 있도록 함으로써, 냉수 순환 공급 장치의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치가 구비된 냉수 매트를 보여주는 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치의 외관을 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 냉각카트리지의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 냉각카트리지의 내부 구성을 보여주는 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 냉각카트리지에 삽입되는 냉매봉의 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치의 내부 구성을 보여주는 측단면도이다.

본 발명을 설명함에 있어서, 상부 또는 상방은 냉수 순환 공급 장치가 놓여진 바닥면에 대하여 높이를 가지는 부분 또는 그 방향을 가리키는 것으로 하며, 하부 또는 하방은 이와 반대되는 부분 또는 그 방향을 가리키는 것으로 하여 설명하기로 한다.

그리고, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

한편, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치가 구비된 냉수 매트를 보여주는 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치의 외관을 보여주는 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 냉수 순환 공급 장치의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 냉수 매트(1) 내에 배치된 호스(3)에 냉각된 유체를 순환 공급시켜주는 것으로, 이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 냉수 순환 공급 장치(100)는, 크게 본체부(110), 냉각카트리지(120), 순환구동부(130)를 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본체부(110)는 냉수 순환 공급 장치(100)의 주된 몸체를 구성하는 것으로, 내부에는 적어도 상측이 개구되는 수용공간을 마련한다.

그리고 개구된 상부에는 개폐 가능한 덮개(111)가 구비될 수 있다.

도 3을 참조하여 구체적으로 설명해보면, 본체부(110)는 후술할 냉각카트리지(120)가 수납되는 제1수용공간(S1)과, 상기 본체부(110)의 상측에 덮개(111)를 매개로 구획 형성되며 후술할 순환구동부(130)가 수납되는 제2수용공간(S2)을 포함한다.

도시의 본 발명에서는 본체부(110) 하부의 제1수용공간(S1)에 냉각카트리지(120)가 수납되고, 본체부(110) 상부의 제2수용공간(S2)에 순환구동부(130)가 수납되는 경우의 일례를 도시하고 설명하였으나, 물론 이에 한정되지 않으며 다양한 공간으로 구획 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1수용공간(S1)이 마련되는 본체부(110) 내주면에는 냉각카트리지(120)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 바람직하게 단열재(113)를 포함하여 구성한다.

아울러 상기 제1수용공간(S1)의 개구에는 덮개(111)와의 사이 틈새에 개재되어 기밀을 유지해주는 가스켓(미도시)이 구비될 수 있다.

한편, 냉각카트리지(120)는 본체부(110)의 제1수용공간(S1) 내에 탈부착 가능하게 결합되는 것으로, 이러한 냉각카트리지(120)는 냉수 매트(1)의 호스(3)를 따라 순환 공급되는 유체(20)를 수납해줌과 아울러, 순환되는 유체(20)가 소정의 냉각 온도를 장시간 동안 유지시켜주는 역할을 한다.

구체적인 일 실시예로, 도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명에 적용한 냉각카트리지(120)는 내부에 냉매봉(10)과 유체(20)가 수납되는 내부공간이 마련되며 개구(121a)가 구비되는 하우징(121)과, 개구(121a)에 개폐 가능하게 결합되는 뚜껑(123)을 포함한다.

이 경우 뚜껑(123)에는 호스(3)의 양단에 제각기 연결되는 공급구(125a)와 회수구(125b)가 연결되며, 이에 따라 냉각카트리지(120) 내에 수납된 유체(20)를 호스(3)를 따라 공급 및 회수한다.

또한, 뚜껑(123)은 본체부(110)의 상부 일측에 힌지(미도시)를 매개로 선회 개방되도록 구성할 수 있다. 아울러, 본체부(110)의 상부 타측에는 잠금부재(미도시)가 구비되어 뚜껑(123)이 인가되지 않은 외력에 의해 개방되는 것을 방지해줄 수 있다.

재차 도 5를 참조하면, 냉각카트리지(120)의 내부공간에 수납되는 유체(20)는 냉매봉(10)에 비해 빙점이 낮은 부동액 등의 액체를 사용한다.

이에 따라 유체(20)는 상시 액체 상태를 유지한다.

다시 말해, 냉각카트리지(120)는 냉수 매트(1)의 냉각 효율을 높일 수 있도록 본체부(110)로부터 분리된 후 대략 -20℃ 전후의 냉동고에 투입되어 소정시간 동안 냉각 과정을 거치게 된다.

이 과정에서 냉매봉(10)은 내부 수용공간에 축냉재가 충진되어 있음에 따라 고체 상태로 냉각되고, 유체(20)는 냉매봉(10)에 충진된 축냉재에 비해 빙점이 낮은 부동액을 사용함으로써 액체 상태로 냉각되도록 할 수 있다.

이에 따라 냉동고 내에서 냉각 과정을 거친 냉각카트리지(120)를 꺼낸 후 곧바로 냉수 순환 공급 장치(100)에 장착하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 하우징(121)의 상부 일측에는 냉각카트리지(120)의 탈부착 시 파지가 용이하도록 손잡이(127)가 구비될 수 있다.

바람직하게 상술의 냉매봉(10)은 설정 길이의 관 또는 바 형상으로 내부 밀폐된 수용공간 내에 축냉재를 충전하고 있다.

이때, 냉매봉(10) 내의 축냉재는 물, 상변화물질(PCM, Phase Change Materials), 흡수성폴리머 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 어느 하나에 한정하는 것은 아니다.

또한, 도 6을 참조하면, 냉매봉(10)은 길이를 가지는 관 또는 바 형상으로 외주면에는 소정 간격으로 복수의 홈부(11)를 형성하여 길이방향으로의 휘어짐이 용이할 수 있다.

이와 같은 냉매봉(10)의 홈부(11)를 통해 하우징(121) 내에 수납된 유체(20)와의 접촉면적을 늘릴 수 있으며, 이에 따라 유체(20)와의 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.

더불어, 필요에 따라 냉매봉(10)은 내부 밀폐된 수용공간 내에 설정 길이의 관 또는 바 형상으로 축냉재로 충전된 또다른 튜브 형태의 냉매봉을 내부에 심재로 포함한 구조일 수 있다.

이때, 충전된 또다른 튜브 형태의 냉매봉에 충전된 축냉재는 그 외부의 축냉재와 서로 다른 융해점을 갖는 것이 바람직하다.

다시 말해, 냉매봉(10)은 이중의 구조로 2개 부분의 축냉재가 서로 다른 융해점을 가짐으로 냉기 지속시간을 보다 더 오래 유지함으로 냉기를 유체(20)에 전달하는 지속시간을 늘려 사용효율을 극대화하는 효과를 갖는다.

이에 따라 냉각카트리지(120)를 냉동고에 투입하여 냉각 시 냉매봉(10)이 고체 상태로 냉각되고, 유체(20)는 냉매봉(10)에 충진된 축냉재에 비해 빙점이 낮은 부동액을 사용함으로써 액체 상태로 유지된 상태를 가진다.

한편, 도 7을 참조하면, 순환구동부(130)는 냉각카트리지(120) 내에 수납된 유체(20)를 냉수 매트(1)의 호스(3)(도 1 참조)를 따라 순환 공급해주는 것으로, 이러한 순환구동부(130)는 일 실시예로 본체부(110)의 상부에 마련된 제2수용공간(S2) 내에 수납한다.

구체적으로, 순환구동부(130)는 냉각카트리지(120)에 수납된 유체를 호스(3)를 통해 용이하게 순환 공급해줄 수 있도록 액추에이터(131)를 구비한다.

이러한 액추에이터(131)는 기존에 공지된 것을 사용할 수 있음에 따라, 액추에이터(131)에 대한 자세한 작동원리는 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이 경우 순환구동부(130)는 제1수용공간(S1)에 수납된 냉각카트리지(120)와 구획된 공간에 수납됨으로써, 순환구동부(130)의 작동 시 발생하는 열에 의해 냉각카트리지(120)의 냉각 상태에 영향을 주지 않게 한다.

또한, 상기 제2수용공간(S2)은 본체부(110)의 상부에 개폐 가능하게 결합된 덮개(111)의 상면에 일체로 형성된 구조물 내에 마련될 수 있다.

한편, 순환구동부(130)는 필요에 따라 설정된 시간에 작동과 멈춤을 반복할 수 있도록 타이머(미도시)가 구비한다.

예컨대, 타이머를 통해 순환구동부(130)는 10분 동안 작동되면서 냉각된 유체(20)를 호스(3)를 따라 순환 공급한 후, 그 후 10분 동안은 유체(20)의 공급을 차단해주는 방식으로 작동할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 냉각 순환 공급 장치(100)는, 본체부(110) 내에 냉각카트리지(120)를 탈부착 가능하게 결합하여 사용할 수 있으며, 이에 따라 상기 냉각카트리지(120)를 분리한 후 냉동고에 통째로 넣어 냉각시킬 수 있다.

이 경우 냉각카트리지(120) 내에 수납된 냉매봉(10)은 고체 상태로 냉각되고, 함께 수납된 유체(20)는 냉매봉(10)에 충진된 축냉재에 비해 낮은 빙점의 부동액으로 구성되어 액체 상태로 냉각시킬 수 있음에 따라, 냉동고에서 꺼낸 냉각카트리지(120)를 냉수 순환 공급 장치(100)에 곧바로 장착하여 사용할 수 있다.

이처럼 냉각카트리지(120) 내에 수납된 냉매봉(10)과 유체(20)를 동시에 냉각시켜 사용할 수 있도록 함으로써, 냉수 순환 공급 장치(100)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

1 : 냉수 매트 3 : 호스
10 : 냉매봉 11 : 홈부
20 : 유체 100 : 냉수 순환 공급 장치
110 : 본체부 S1 : 제1수용공간
S2 : 제2수용공간 111 : 덮개
113 : 단열재 120 : 냉각카트리지
121 : 하우징 121a : 개구
123 : 뚜껑 125a : 공급구
125b : 회수구 127 : 손잡이
130 : 순환구동부 131 : 액추에이터

Claims (7)

1. 냉수 매트 내에 배치된 호스에 냉각된 유체를 순환 공급시켜주는 냉수 순환 공급 장치에 있어서,
   내부에 수용공간이 마련되며, 개폐 가능하게 설치된 덮개가 구비되는 본체부와; 상기 수용공간 내에 탈부착 가능하게 결합되고, 내부에 축냉재를 충전한 냉매봉과 상기 냉매봉의 축냉재에 비해 빙점이 낮은 상기 유체가 수납되며, 상기 호스의 양단에 제각기 연결되는 공급구와 회수구가 구비되는 냉각카트리지; 및 상기 본체부 내에 상기 냉각카트리지와 구획된 공간에 수납되며, 상기 냉각카트리지 내에 수납된 유체를 상기 호스를 따라 순환 공급해주는 순환구동부;를 포함하되,
   상기 냉각카트리지는,
   내부에 상기 냉매봉과 유체가 수납되는 공간이 마련되며, 개구가 구비되는 하우징; 및 상기 개구에 개폐 가능하게 결합되며, 상기 공급구와 회수구가 연결되는 뚜껑;을 포함하여,
   상기 냉각카트리지의 냉각 시,
   축냉재를 충전한 냉매봉은 고체 상태로 냉각되고,
   상기 유체는 상기 냉매봉의 축냉재에 비해 빙점이 낮은 부동액을 사용하여 액체 상태로 냉각되도록 한 것을 특징으로 하는 냉수 순환 공급 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 본체부는,
   상기 냉각카트리지가 수납되는 제1수용공간; 및
   상기 본체부의 상측에 상기 덮개를 매개로 구획 형성되며, 상기 순환구동부가 수납되는 제2수용공간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 순환 공급 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1수용공간의 내주면에는,
   단열재가 부착된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 순환 공급 장치.
   
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 냉각카트리지의 탈부착 시 파지할 수 있도록 구비된 손잡이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 순환 공급 장치.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 순환구동부는,
   설정된 시간에 작동과 멈춤을 반복할 수 있도록 타이머;가 구비된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉수 순환 공급 장치.

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