KR102565252B1 - 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기에 냉수를 공급하기 위한 냉각장치이며, 물이 저장되지 않도록 하여 물이 저장됨에 따른 단점을 보완하도록 하고, 물을 냉각시키기 위한 열손실을 줄이도록 하며, 냉각장치의 제작을 간편하게 하여 생산성을 향상시키도록 하는 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은; 흡열과 발열을 하며, 상기 흡열하는 측을 이용해 냉각을 수행되게 하는 열전소자(100)와; 상기 열전소자(100)의 흡열 측에 접촉되어 구비되고, 상기 흡열 작용으로 냉각되는 열교환부(200)와; 상기 열교환부(200)에 물이 유동하는 관체(310)가 접촉되어 마련되는데, 상기 열교환부(200)로부터 냉기가 전달되어 상기 관체(310)의 물이 순간 냉각되고, 상기 냉각된 냉수를 정수기에 제공하는 워터 코일부(300);를 포함하여 구성된다.

Description

물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치 {Cooling device for water purifier}

본 발명은 정수기에 냉수를 공급하기 위한 냉각장치이며, 물이 저장되지 않도록 하여 물이 저장됨에 따른 단점을 보완하도록 하고, 물을 냉각시키기 위한 열손실을 줄이도록 하며, 냉각장치의 제작을 간편하게 하여 생산성을 향상시키도록 하는 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 정수기는 물리적, 화학적 방법으로 물을 걸려 불순물을 제거하여 물을 공급하는 기구를 통칭하며, 정수원리나 방식에 따라 자연여과식, 직결여과식, 이온교환수지식, 증류식, 역삼투압식 등의 정수기가 있다.

이러한 정수기는 필요에 따라 냉수 및 온수를 각각 공급할 수 있는데, 냉수의 경우 냉매를 압축기를 통하여 강제 순환시켜 냉각하는 압축냉각방식, 열전반도체를 이용한 전자냉각방식 등이 있으며, 이 중 열전소자는 전원 공급시 펠티에 효과에 의하여 한쪽은 흡열하고 다른 쪽은 발열하도록 된 소자이며, 열전소자를 가지는 정수기용 유체 냉각장치는 개발되고 있다.

예를 들어, 종래 국내공개특허공보 제10-2013-0033934호를 살펴보면, 열전도성 재질로 이루어지며 물이 저장되는 물탱크 및 상기 물탱크에 저장된 물을 냉각하기 위한 적어도 하나의 냉각유닛을 포함하고, 상기 냉각유닛은 전원이 공급되면 한쪽 면은 흡열하고 다른 쪽을 발열하는 열전소자, 열전도성 재질로 이루어지며 상기 열전소자의 흡열 측의 면에 한쪽 면이 제1솔더층을 매개로 접합된 것과 동시에 상기 물탱크의 외표면에 다른 쪽 면이 제2솔더층을 매개로 접합되어 상기 물탱크에 상기 열전소자로부터의 냉기를 전달하는 전열 스페이서, 및 상기 열전소자의 발열 측에서 상기 열전소자에서 방출되는 열을 발산하는 히트싱크를 구비하며, 상기 물탱크는 스테인리스스틸 계열의 금속 및 폴리프로필렌 계열의 합성수지 중에서 어느 하나의 재질로 이루어지고, 상기 전열 스페이서는 구리 계열 금속으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 솔더츨은 주석을 포함하는 재질로 이루어지고, 상기 물탱크는 상기 전열 스페이서가 접합된 부분의 내표면에 전열면적 확장을 위한 돌출부가 마련된 것을 특징으로 하는 냉각유닛을 가진 정수기가 제시되어 있다.

그러나 종래에는 열전소자를 이용한 냉각장치는 물을 저장하여 사용하는 방식으로 물을 저장하기 위한 물 탱크가 필수이며, 물 탱크를 사용하여 물을 저장하면 물 속의 세균번식의 우려가 있어 비위생적이고 주기적으로 물 탱크를 청소해야 하는 번거로움이 있으며, 물 탱크가 기본으로 차지하는 면적에 의해 정수기를 크기가 제한적이고 소형으로 정수기를 제작할 수 없고, 정수기의 제작이 번거로워 생산성이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 물 탱크에 저장된 물에 열전소자의 냉기를 전달하기 위해 열전소자에 연결된 히트파이프를 물 탱크의 외면에 접촉시키거나, 물 탱크의 내부로 물에 접촉시키는데 이러한 방식은 물이 저장된 용량 전체를 냉각시킴으로 냉각 중 열손실이 많아 냉각효율이 현저히 떨어지고 에너지를 낭비하는 문제점이 있었다.

국내공개특허공보 제10-2013-0033934호가 제시되어 있다.

본 발명은 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 열전소자의 냉기를 전달하는 열교환부에 물이 유동하는 워터 코일을 접촉시키면서 물을 순간 냉각되게 하여 물이 별도 저장 공간 없이 냉각되면서 냉수를 곧바로 제공되게 함에 따라 물 탱크가 없어 물 탱크 사용에 따른 단점을 보완하도록 하며, 정수기를 소형으로 제작하도록 하고, 정수기의 제작을 간편하게 하여 생산성을 향상되게 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 물이 유동하는 워터 코일을 나선형태로 열교환부의 측벽 둘레면에 전체적으로 감아 워터 코일의 관 하나 하나가 모두 열교환부에 접촉되게 하여 냉수를 용이하게 사용할 수 있는 필요 용량 만큼의 물을 확보하면서 확보된 물을 전체적으로 냉각시킬 수 있음에 따라 물을 냉각 중 열손실을 최소화하면서 냉각효율을 향상되게 하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 해결하기 위해 본 발명은;

흡열과 발열을 하며, 상기 흡열하는 측을 이용해 냉각을 수행되게 하는 열전소자와;

상기 열전소자의 흡열 측에 접촉되어 구비되고, 상기 흡열 작용으로 냉각되는 열교환부와;

상기 열교환부에 물이 유동하는 관체가 접촉되어 마련되는데, 상기 열교환부로부터 냉기가 전달되어 상기 관체의 물이 순간 냉각되고, 상기 냉각된 냉수를 정수기에 제공하는 워터 코일부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치를 제공한다.

이러한 본 발명에 따르면, 냉각장치가 적용된 정수기에 물 탱크가 없어 물 탱크 사용에 따른 단점을 보완할 수 있고, 정수기를 소형으로 제작 가능하며, 정수기의 제작이 간편해 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 워터 코일이 적용된 냉각장치에 의해 물을 냉각하는 중 열손실이 최소화되며 냉각효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치의 구성도.

본 발명에 따른 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치를 첨부된 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

한편, 실시 예를 설명함에 있어 본 발명이 속하거나 속하지 아니한 기술분야에서 광범위하게 널리 알려져 사용되고 있는 구성요소에 대해서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 하며, 이는 불필요한 설명을 생략함과 더불어 이에 따른 본 발명의 요지를 더욱 명확하게 전달하기 위함이다.

이하, 본 발명의 기본 구성으로서, 일 실시 예에 따른 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치의 각부 구성을 도 1을 참고로 구체적으로 설명한다. 도 1은 냉각 장치의 측단면도, 도 2는 냉각 장치의 평면도이다.

이에 따른 냉각 장치(1)를 개략적으로 살펴보면, 흡열과 발열을 하는 열전소자(100); 상기 열전소자(100)의 흡열 작용을 냉각되는 열교환부(200); 상기 열교환부(200)를 통해 냉각된 냉수를 정수기에 제공하는 워터 코일부(300);를 포함하여 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각 장치(1)에 대한 세부 구성을 첨부된 도면을 참고로 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 열전소자(100)는;

흡열과 발열을 하며, 상기 흡열하는 측을 이용해 냉각을 수행되게 하는 것이다.

예를 들면, 상기 열전소자(100)는, 열과 전기의 상호 작용으로 나타나는 열전 효과를 이용한 소자이며, 상기 열전소자(100)는 펠티에 효과에 의한 흡열 또는 발열을 하는데, 상기 흡열 측에 열교환부(200)가 접촉되면서 상기 열전소자(100)의 흡열 작용을 통해 상기 열교환부(200)를 냉각시킬 수 있도록 한다.

이때, 상기 열전소자(100)와 열교환부(200)의 접촉면 사이에는 Thermal Paste를 이용해 접합성, 열전도율을 향상시킨다.

또한, 상기 열전소자(100)는, 발열 측으로 구비되어 방열을 수행하는 방열부(110);를 더 포함한다.

상기 방열부(110)는 상기 열전소자(100)의 발영 측에 면 접촉되어 구비되는 히트싱크이며, 상기 방열부(110)에 마련된 다수의 방열핀을 이용해 상기 열전소자(100)의 발열을 방열하는 기능을 하고, 상기 방열부(110)와 열전소자(100)의 접촉면 사이 역시 Thermal Paste를 이용해 접합성, 열전도율을 향상시킨다.

또한, 상기 방열부(110)는, 방열되는 열을 강제 냉각시키는 송풍팬(120);을 더 포함한다.

상기 송풍팬(120)은 상기 방열부(110)의 외측에 구비되어 상기 방열부(110)에서 방열되는 열을 외부로 강제 송풍시키는 팬이다.

그리고, 상기 열교환부(200)는;

상기 열전소자(100)의 흡열 측에 접촉되어 구비되고, 상기 흡열 작용으로 냉각되며, 상기 냉각을 통해 워터 코일부(300)에 냉기를 전달시켜 물을 냉각하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 열교환부(200)는, 흡열 측에 접촉되는 베이스(210); 및

상기 베이스(210)로부터 돌출형성되며, 상기 돌출된 부분으로 워터 코일부(300)의 관체(310)가 접촉되게 하는 지지체(220);를 더 포함한다.

상기 베이스(210)는, 판체로 상기 열전소자(100)의 흡열 측에 접촉되어 마련되고, 상기 베이스(210)와 열전소자(100)의 접촉면 사이 역시 Thermal Paste를 이용해 접합성, 열전도율을 향상시킨다.

상기 지지체(220)는, 상기 베이스(210)가 열전소자(100)에 접촉된 반대면에 워터 코일부(300)가 접촉되는 공간을 제공하도록 상기 베이스(210)로부터 일체로 돌출형성되는데, 바람직하게 상기 지지체(220)는 상기 베이스(210)의 둘레에 원통 형태로 마련된다.

이때, 상기 베이스(210) 및 지지체(220)는 상기 열전소자(100)의 흡열 작용을 통해 냉각되고, 상기 베이스(210) 및 지지체(220)가 냉각되면서 상기 지지체(220)에 접촉되어 구비되는 워터 코일부(300)에 냉기를 전달되게 한다.

그리고, 상기 워터 코일부(300)는;

상기 열교환부(200)에 물이 유동하는 관체(310)가 접촉되어 마련되는데, 상기 열교환부(200)로부터 냉기가 전달되어 상기 관체(310)의 물이 순간 냉각되고, 상기 냉각된 냉수를 정수기에 제공하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 워터 코일부(300)는, 물이 유입 및 배출되는 출입구(311)가 양단에 각각 마련되고, 상기 출입구(311)를 통해 물이 유동하는 관체(310);를 더 포함한다.

상기 관체(310)는 상기 열교환부(200)에 면 접촉되게 결합되는데, 상기 관체(310)는 물이 유동하는 관로로 물이 유입 및 배출되는 출입구(311)가 양단에 각각 마련되며, 상기 관체(310)의 물이 유입되는 측이 정수기의 필터를 통해 여과된 물이 공급되도록 정수기에 연결되고, 상기 관체(310)의 물이 배출되는 측은 정수기의 냉수 토출구에 물을 공급하도록 연결되어 이루어진다.

이때, 상기 관체(310)는 정수기의 필터를 통해 공급되는 물을 상기 열교환부(200)의 냉각 작용을 통해 순간 냉각시킬 수 있고, 정수기의 냉수 공급 상황에서 냉각된 냉수를 상기 관체(310)를 통해 정수기의 냉수 토출구로 곧바로 제공하여 직수 방식의 정수기로 사용할 수 있게 한다.

한편, 상기 관체(310)는 열교환부(200)의 지지체(220)에 나선형으로 감겨 지지되는데, 상기 관체(310)가 상기 지지체(220)에 나선형으로 감기는 횟수에 비례하여 상기 관체(310)가 적정 수준의 온도로 냉각된 냉수를 최대로 토출할 수 있는 용량이 결정되고, 이를 통해 정수기에서 냉수를 일회 이상 사용하기 위한 적정 수준의 물을 저장할 수 있게 된다.

여기서, 상기 관체(310)는, 열교환부(200)의 지지체(220)가 원통 형태로 이루어지면, 상기 원통의 지지체(220) 외주에 나선형으로 감기는 제1나선부(312); 및

상기 제1나선부(312)에서 연장되면서 상기 원통의 지지체(220) 내주에 나선형으로 감기는 제2나선부(313);를 더 포함한다.

상기 제1나선부(312)는, 상기 관체(310)가 지지체(220)의 원통 외주에 나선형으로 감겨 마련되는 부분으로, 상기 제1나선부(312)는 출입구(311)를 갖는 직선형의 관체(310)가 지지체(220)의 저부로 연장되는 지점부터 지지체(220)의 상부로 나선형으로 감겨 지지되도록 형성되고, 상기 제1나선부(312)가 지지체(220)의 상단부로 감긴 부분은 상기 제2나선부(313)로 연장되어 이들을 연결되게 한다.

상기 제2나선부(313)는, 상기 제1나선부(312)의 상부로부터 연속으로 연장되어 상기 지지체(220)의 원통 내주에 나선형으로 감겨 마련되는 부분으로, 상기 제2나선부(313)는 지지체(220)의 상부에서 지지체(220)의 하부로 나선형으로 감겨 지지되도록 형성되고, 상기 제2나선부(313)가 지지체(220)의 하부로 감긴 부분은 직선형의 관체(310)가 지지체(220)의 상부로 연장되면서 출입구(311)를 갖도록 형성된다.

이때, 상기 제1나선부(312) 측의 출입구(311) 및 제2나선부(313) 측의 출입구(311)는 정수기로부터 물이 공급되고, 공급된 물이 냉각된 후 정수기의 냉수 토출구로 유입되게 하며, 바람직하게 상기 제2나선부(313) 측의 출입구(311)로 물이 유입되며, 상기 제1나선부(312) 측의 출입구(311)로 물이 배출되면서 유체 순환을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 제1나선부(312) 및 제2나선부(313)는 나선형 구조에 의한 탄성력으로 상기 지지체(220)에 억지 끼움 형태로 탄성 지지될 수 있다.

상기 제1나선부(312) 및 제2나선부(313)는 상기 관체(310)를 지지체(220)에 결합하는 과정에서 상기 제1나선부(312)는 확장, 상기 제2나선부(313)는 수축되게 용수철 형태로 각각 감아 탄성력에 의한 응력이 발생되게 하며, 이 상태에서 상기 제1나선부(312)와 제2나선부(313) 사이의 공간은 벌어짐으로 상기 지지체(220)가 그 사이에 끼워질 수 있도록 하고, 상기 지지체(220)가 제1나선부(312)와 제2나선부(313) 사이로 끼워지면 나선형태로 감긴 제1나선부(312) 및 제2나선부(313)의 응력을 제거하면서 원형을 지키려는 힘에 의해 상기 제1나선부(312)는 지지체(220)의 외주 측면으로 밀착 지지되고, 상기 제2나선부(313)는 지지체(220)의 내주 측면으로 밀착 지지되면서 억지 끼움 형태로 워터 코일부(300)가 열교환부(200)에 고정되게 된다.

특징적으로 본 발명은 열전소자(100)의 냉기를 전달하는 열교환부(200)에 물이 유동하는 워터 코일부(300)가 접촉되면서 물을 순간 냉각되게 하여 물이 별도 저장 공간 없이 냉각되면서 냉수를 곧바로 제공할 수 있고, 이에 따라 물 탱크가 필요없어 물 탱크 사용에 따른 단점을 보완할 수 있으며, 정수기를 소형으로 제작할 수 있고, 정수기의 제작을 간편하게 하면서 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 물이 유동하는 워터 코일부(300)를 나선형태로 열교환부(200)의 측벽 둘레면에 전체적으로 감아서 마련됨에 따라 정수기에서 냉수를 용이하게 사용할 수 있는 필요 용량 만큼의 물을 확보하면서 확보된 물을 전체적으로 냉각시킬 수 있어 물을 냉각하는 중 열손실을 최소화하고 냉각 효율을 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이. 본 발명은 특정의 바람직한 실시 예를 예시한 설명과 도면으로 표현하였으나, 여기서 사용하는 용어들은 본 발명을 용이하게 설명하기 위함이며, 이 용어들에 대한 의미 한정이나, 특허청구범위에 기재된 범위를 제한하기 위함이 아니며,

본 발명은 상기한 실시 예에 따른 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경 및 개조, 수정 등이 가능할 수 있음을 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1; 냉각 장치 100; 열전소자
110; 방열부 120; 송풍팬
200; 열교환부 210; 베이스
220; 지지체 300; 워터 코일부
310; 관체

Claims (5)

1. 흡열과 발열을 하며, 상기 흡열하는 측을 이용해 냉각을 수행되게 하는 열전소자(100)와;
   상기 열전소자(100)의 흡열 측에 접촉되어 구비되고, 상기 흡열 작용으로 냉각되는 열교환부(200)와;
   상기 열교환부(200)에 물이 유동하는 관체(310)가 접촉되어 마련되는데, 상기 열교환부(200)로부터 냉기가 전달되어 상기 관체(310)의 물이 순간 냉각되고, 상기 냉각된 냉수를 정수기에 제공하는 워터 코일부(300);를 포함하되,
   상기 열전소자(100)는 발열 측으로 구비되어 방열을 수행하는 방열부(110); 및 상기 방열부(110)에서 방열되는 열을 강제 냉각시키는 송풍팬(120);을 더 포함하고,
   상기 열교환부(200)는 흡열 측에 접촉되는 베이스(210); 및
   상기 베이스(210)로부터 돌출형성되며, 돌출된 부분으로 워터 코일부(300)의 관체(310)가 접촉되게 하는 지지체(220);를 더 포함하며
   상기 워터 코일부(300)는 물이 유입 및 배출되는 출입구(311)가 양단에 각각 마련되고, 상기 출입구(311)를 통해 물이 유동하는 관체(310);를 더 포함하고,
   상기 베이스(210)로부터 돌출형성된 지지체(220)는 외주와 내주 각각에 관체(310)가 감기도록 원통형으로 구성하되,
   상기 관체(310)는, 출입구(311)를 갖는 직선형 관체(310)가 지지체(220)의 외주 저부로 연장되는 지점부터 지지체(220)의 상부로 나선형으로 감겨지는 제1나선부(312)와,
   상기 제1나선부(312)에서 연속으로 연장되어 상기 지지체(220)의 내주에 나선형으로 감겨지며, 제1나선부에 연장된 상부로부터 하부로 감겨지고, 이 하부에서 직선형으로 상부로 다시 연장된 출입구(311)를 갖는 제2나선부(313)를 포함하며,
   상기 제1나선부(312)와 제2나선부(313)는 하나의 관체(310)를 연속으로 성형하여 지지체(210)에 억지끼워맞춤으로 조립하여 밀착되도록 하는 것을 포함하는 물이 저장되지 않는 정수기용 냉각장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제