KR200328361Y1 - 온수역류방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 물분배기 등의 온수통에서 가열된 온수가 냉수통으로의 역류됨을 방지하도록 함으로써 각각 냉수와 온수의 공급을 원활히 함과 아울러 제품의 에너지효율을 높이도록 한 온수역류방지장치에 관한 것으로, 냉수공급구(101)와 중앙통공(102)이 각각 천공된 접시형상으로서 상기 냉수통(200)의 내부에 설치되어 상기 냉수통(200)의 내부공간을 상부와 하부로 구분하는 베플(100)과; 상기 베플(100)의 중앙통공(102)과 일체로 연결되어 하부로 연장되며, 상기 온수통(300)으로 통하는 온수공급관(250)과 연결되어 냉수통(200) 상부의 물을 온수통(300)으로 공급하는 베플관(103)과; 상기 베플관(103)의 내부관로상에 끼워 설치되며, 일측 방향(냉수통에서 온수통)으로만 물의 흐름을 제어하는 것으로 물의 부력에 의해 베플관(103)의 관로를 개폐하는 부구(115)와; 상기 부구(115)가 내부에 삽입되며 상하 작동구간을 확정하며 상부 중앙에는 상기 부구(115)에 의해 개폐되는 상부구멍(112)이 천공된 단속부재(111)와; 상기 단속부재(111)의 하부에 설치되어 상기 부구(115)의 하측 이탈을 방지하며, 둘레에는 다수의 하부구멍(114)이 천공되어 온수 공급통로가 되도록 한 차단판(113)으로 구성된 첵밸브장치(110)가 구비됨을 특징으로 하는 것임.

Description

온수역류방지장치{A apparatus for flowing backward prevention of hot water}

본 고안은 물통을 거꾸로 수납 지지하면서 물을 공급하는 형태의 물통식 물분배기의 부속장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 물분배기의 내부에 설치된냉수통과 온수통 사이의 물의 흐름 즉, 온수통에서 가열된 온수가 냉수통으로의 역류됨을 방지하도록 함으로써 냉수와 온수의 온도조절 및 공급을 원활히 함과 아울러 제품의 에너지 효율을 높이도록 한 온수역류방지장치에 관한 것이다.

물통식 물분배기는 위생적으로 정제되어 소정 규격의 물통에 담겨져 공급되는 물을 냉수나 온수 또는 상온수의 상태로 즉시 분배하여 편리하게 사용할 수 있도록 하는 기구이다.

도 6은 통상적인 물통식 냉.온수 물분배기의 주요 구성요소 및 기능을 설명하기 위하여 도시한 내부 구성도로서, 몸체의 상부에 도립되게 설치되는 물통(1)으로부터 공급된 물이 각각 냉수통(2)과 온수통(3)으로 분배되도록 하여 냉수와 온수를 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 물통식 물분배기의 주요 구성요소는 물체를 이루는 케이스의 내부에 각각 설치되며, 물을 냉각하여 냉수를 공급하기 위한 냉수공급계통과 물을 가열하여 온수를 공급하기 위한 온수공급계통의 부속장치로 대별된다.

상기 냉수공급계통은 냉각사이클에 의해 냉매를 순환시켜 물을 냉각시키는 장치로서, 기체상태의 냉매를 고압으로 압축하는 압축기(6), 상기 압축기(6)에서 압축된 고온 고압의 기체상태인 냉매를 식혀주어 액체상태의 냉매액으로 변환하는 방열판(7), 관 내부의 냉매에 포함된 수분 및 오물을 제거하는 드라이어(8), 상기 드라이어(8)를 통과한 냉매액의 압력을 일정한 압력으로 감압시켜주는 모세관(9), 상기 모세관(9)을 통하여 저온 저압의 액체상태인 냉매를 팽창 증발시켜 외부의 열을 흡수하도록 하는 증발기(10), 상기 증발기(10)를 통과하는 냉매를 다시압축기(6)로 연결시켜 순환되도록 하는 연결관(11)및 상기 증발기(10)와 열교환으로 물을 냉각하고 저장하는 냉수통(2)으로 구성된다.

냉각수는 상기 냉수통(2)의 하단부 둘레에 감겨진 상기 증발기(10) 즉 냉매가 순환되는 냉각관과 밀착된 상태에서 열교환이 이루어져 냉수통(2) 내부에 담겨져 있는 물이 가진 열을 빼앗도록 하므로서 물의 온도를 낮추어 냉수통(2)의 하측에 구비된 냉수출수구(17)을 통하여 냉수를 공급하도록 하는 것이다.

상기 냉수통(2)의 내부에 설치되어 상부와 하부로 경계를 형성하는 베플(12)은 상측의 상온수와 하측의 냉각수가 서로 쉽게 섞이지 않도록 분리하는 매우 중요한 기능을 수행하는 것으로 상기 베플(12)은 냉온수기의 성능에 직접적인 영향을 주는 주요 부품이다.

상기 베플(12)은 중앙의 홀을 통하여 베플관의 하측에 구비된 온수공급관(13)과 연결되며, 상기 온수공급관(13)에 의해 냉수통(2) 상부의 물을 온수통(3)으로 공급하도록 하는 것이다.

미 설명부호 15는 냉각수통의 온도를 감지하여 압축기의 전원을 제어하도록 하므로서 냉각수의 온도를 일정온도 범위 내에서 유지하도록 하는 냉수온도자동 조절기이다.

또한 상기 온수공급계통은 밀폐된 구조의 온수통(3)과 상기 온수통(3)의 내부에 설치되어 물을 가열하도록 하는 히터(4)와 온수의 온도를 자동 조절하는 온수 온도자동조절기(5)로 구성되며, 상측으로는 온수출수구(16)와 온수공급관(13)이 구비되어 있다.

상기 온수통의 내부에는 상기 온수공급관(13)이 하측으로 길게 연장되어 있고, 상기 온수통(3)내의 온수공급관(13) 상부에는 상기 온수통(3) 내부에서 발생되는 기체를 방출하기 위한 기포배출공(14)이 하나 이상 천공되어 있다.

이와 같은 구성으로 된 냉온수기에 있어서, 상기 냉수통(2)은 물분배기의 내측 상부에 설치되는 것으로서 상측에 도립으로 수납되는 물통(1)을 지지하고, 상기 물통(1)으로부터 공급되는 물을 적정량 유지하면서 일시 저장하여 냉각하거나 온수통(3)으로 공급한다.

그런데 종래의 이와 같은 구조에서는 상측의 냉수통(2)과 하측의 온수통(3)과의 사이에 연결된 온수공급관(13)을 통하여 온수가 역류되는 형상으로 매우 큰 열손실이 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 물의 물리적인 현상인 물의 대류현상으로 뜨거운 물이 차가운 물보다 비중이 작으므로 뜨거운 물이 위쪽으로 상승하게 되는데 종래의 구조에서는 온수공급관(13)이 항상 개방된 상태를 유지하고 있으므로 온수의 역류현상이 매우 심하여 냉수와 온수가 서로 섞이게 되므로 양측이 각각 열 손실을 일으키는 문제점을 갖게 되는 것이다.

특히 온수통내에서 물이 끓게 되면, 물 속에 녹아있던 용존산소나 기타 기체가 기포화되며, 아울러 수증기가 발생하게 되는데 이러한 기포는 상기 온수통(3) 내부 하측으로 길게 연장되어 설치되어 있는 온수공급관(13) 상부에 형성된 기포배출공(14)을 통하여 배출되게 되며, 이러한 기포가 온수공급관을 통하여 상승하면서 동시에 온수를 함께 끌어올리는 원동력으로 작용하므로 온수의 역류현상이 활발히일어난다.

따라서, 차가운 냉수와 뜨거운 온수가 상호 섞이게 되므로 냉수통과 온수통에서 각각 열손실이 일어나게 되므로 그에 따른 에너지의 손실이 매우 크며, 아울러 냉온수기에서 요구되는 냉 온수의 온도조건을 맞추는데 어려움이 있었다.

특히, 냉각을 위한 압축기의 작동주기가 매우 잦아 소음발생 및 에너지소모가 크며, 동시에 온수를 가열하기 위한 히터의 가동도 잦아 에너지소모가 매우 큰 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 본 고안에서는 냉수통으로부터 온수통으로 물의 공급은 원활하게 이루어지도록 하면서 온수가 역류됨을 방지하며, 온수통 내부에서 생성되는 기체의 배출은 원활히 이루어질 수 있도록 한 온수역류방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안이 개시된 냉수통과 온수통의 구성을 보인 단면도.

도 2는 본 고안이 설치된 베플의 구조를 보인 측단면도.

도 3은 본 고안의 일실시예 요부확대 분해사시도.

도 4는 본 고안의 일실시예 작동상태를 보인 단면도로서,

(a)는 온수통으로 물의 공급시를 나타낸 것이고,

(b)는 온수의 역류됨을 차단하는 상태를 도시한 것임.

도 5는 본 고안의 다른 실시예를 도시한 단면도로서,

(a)는 온수통으로 물의 공급시를 나타낸 것이고,

(b)는 온수의 역류를 차단하는 상태를 도시한 것임

도 6은 통상적인 물통식 냉온수 물분배기의 주요 구성요소 및 기능을 설명하기 위하여 도시한 내부 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 베플 101: 냉수공급구

102: 중앙통공 103: 베플관

110: 첵밸브장치 111: 단속부재

112: 상부구멍 113: 차단판

114: 하부구멍 115: 부구

116: 원통형 부구 117: 요홈부

118: 돌출부

200: 냉수통 201: 증발기

202: 냉수출수구 250: 온수공급관

300: 온수통 301: 히터

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 냉수통과 온수통이 각각 구비되며, 상기 냉수통과 온수통의 사이에 설치된 온수공급관에 의해 온수통으로 물이 공급되도록 하는 통상의 냉온수기에 있어서, 상기 냉수통의 내부에 설치되며, 상기 냉수통의 내부공간을 상부와 하부로 구분하는 접시형상으로서 냉수공급구와 중앙통공이 각각 천공된 베플과; 상기 베플의 중앙통공과 연결되어 하부로 연장되며, 상기 온수통으로 통하는 온수공급관과 연결되어 냉수통 상부의 물을 온수통으로 공급하는 베플관과; 상기 베플관의 내부관로상에 끼워 설치되며, 일측 방향(냉수통에서 온수통)으로만 물이 흐르도록 제어하는 첵밸브장치가 구비됨을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 있어서 상기 첵밸브장치는 물의 부력에 의해 베플관의 관로를 개폐하는 부구와; 상기 부구가 내부에 삽입되며 상하 작동구간을 확정하고, 상부 중앙에는 상기 부구에 의해 개폐되는 상부구멍이 천공된 단속부재와; 상기 단속부재의 하부에 설치되어 상기 부구의 하측 이탈을 방지하며, 둘레에는 다수의 하부구멍이 천공되어 온수공급통로가 되도록 한 차단판으로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 부구는 비중이 물보다 작은 구(球)형, 또는 단속부재 내부에서 전도되지 않을 정도의 높이를 갖는 원통형으로서 하부에는 요홈부를 형성하여 기포를 가두어 둘 수 있도록 하므로서 매우 큰 부력이 발생되도록 하여 보다 명확한 첵밸브의 작동이 이루어 지도록 하는 원통형 부구를 구비함을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안이 개시된 냉수통(200)과 온수통(300)의 구성을 보인 단면도로서 상기 냉수통(200)과 온수통(300)의 사이에 설치된 온수공급관(250)에 의해 온수통(300)으로 물이 공급되도록 하며, 상기 온수공급관(250)과 연결되는 베플관(103)의 관로상에 첵밸브장치(110)가 설치된 상태의 구성을 보인 것이다.

상기 냉수통(200)의 내부에는 베플(100)이 설치되며, 상기 베플(100)에 의해 냉수통(200)의 내부공간을 상부와 하부로 구분한다.

상기 베플(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 냉수통(200)의 내경에 맞는접시형상으로서 냉수공급구(101)와 중앙통공(102)이 천공되고, 상기 중앙통공(102)과 연결되어 하부로 연장된 베플관(103)이 일체로 형성되며, 상기 베플관(103)은 온수통(300)으로 통하는 온수공급관(250)과 연결되어 있다.

상기 베플관(103)의 내부관로 상에는 본 고안의 요부인 첵밸브장치(110)가 끼워설치되어, 항상 물의 흐름방향이 일측 방향 즉, 냉수통(200)에서 온수통(300)방향으로만 흐르도록 물의 흐름을 제어한다.

도 3은 본 고안의 요부인 첵밸브장치(110)의 일 실시예 구성을 보인 분해사시도로서, 상기 첵밸브장치(110)의 구성은 물의 부력에 의해 베플관(103)의 관로를 개폐하는 부구(115)와; 상기 부구(115)가 내부에 삽입되며 상하 작동구간을 확정하고, 상부 중앙에는 상기 부구(115)에 의해 개폐되는 상부구멍(112)이 천공된 단속부재(111)와; 상기 단속부재(111)의 하부에 설치되어 상기 부구(115)의 하측 이탈을 방지하며, 둘레에는 다수의 하부구멍(114)이 천공되어 온수공급통로가 되도록 한 차단판(113)으로 구성된다.

상기 부구(115)는 비중이 1이하인 재질로 성형된 구(球)형으로서 직경이 단속부재(111)의 상부구멍(112)의 직경보다 크게 형성하므로서 상기 상부구멍(112)의 개폐기능이 이루어 지도록 한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 일 실시예 작동상태를 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이 상부의 물통으로 부터 공급된 물은 냉수통(200)내에 항상 일정량의 수위를 유지하도록 공급되며, 냉수통(200)의 상부 즉, 베플(100)의 상부에 있는 물은 온수공급관(250)을 통하여 온수통(300)으로 공급된다.

온수통(300)으로의 물 공급시에는 도 4의 (a)에 도시된 바와같이 첵밸브장치(110)가 물의 흐름에 따라서 부구(115)가 하측으로 밀려지면서 원활히 물이 공급되도록 한다.

따라서, 냉수통(200) 상부의 물 즉, 물통으로부터 공급된 상온수는 베플(100)의 중앙통공(102)을 통하여 유입되어 첵밸브장치(110)의 상부구멍(112)과 부구(115)의 둘레를 지나 다시 하측 하부구멍(114)을 통하여 온수공급관(250)으로 이어지며, 온수통(300)으로 공급되게 된다.

이와 같이 공급된 물은 각각 냉수통(200)에서는 냉각계통의 작동으로 증발기(201)에 의해 냉각되며, 온수통(300)에서는 내부의 히터(301)에 의해 가열되게 되어 각각 냉수와 온수의 공급이 이루어지도록 하는 것이다.

온수통(300)으로의 물의 공급이 완료되면 부구(115)는 부력에 의해 상승하여 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 첵밸브장치(110)내의 부구(115)가 온수의 흐름방향(상측방향)으로 밀리면서 단속부재(111)의 중앙에 천공된 상부구멍(112)을 막게 된다.

따라서 온수의 상방향 흐름은 차단되어 온수와 냉수가 서로 섞이지 않도록 하는 것이다.

상기 온수통(300)내에 유입된 상온수는 점점 히터(301)에 의해 가열되면서 온도가 상승하게 되며, 수온상승에 따라 물 속에 용존되어 있는 기체(산소)가 기포화되어 온수통(300)의 상부에 모이게 되며, 이러한 기포는 온수공급관(250)상에 천공된 기포배출공(251)을 통하여 온수공급관(250)으로 배출된다.

상기 부구(115)와 상부구멍(112)의 사이에는 미세한 틈을 형성되도록 하여 기체가 서서히 배출되도록 하므로서 온수통(300) 내부의 압력이 크게 상승하는 것을 방지하여 안전성을 갖도록 한다.

온수의 사용시에는 배출된 물의 양 만큼 다시 물이 공급되게 되며, 이때에는 첵밸브장치(110)가 도 4의 (a)와 같이 물공급상태가 되어 물이 온수통(300)으로 공급된다.

또한 본 고안의 다른 실시예로서, 도 5는 부구의 형상을 원통형으로 구성한 것이다.

즉, 상기 부구는 상기 단속부재(111)의 내부직경보다 높이의 크기가 큰 원통형 부구(116)로서, 상기 원통형 부구(116)의 하부면에는 상승되는 기포를 가두어 기포에 의한 부력을 향상하기 위한 요홈부(117)가 형성되고, 상부면 중앙에는 단속부재(111)의 상부구멍(112)의 밀폐를 용이하게 하기 위한 돌출부(118)가 형성된 것이다.

도 5의 (a)는 온수공급관을 통하여 물이 공급되는 상태의 첵크밸브장치(110)를 도시한 것으로 원통형 부구(116)는 하강한 상태에서 단속부재(111)의 상부구멍(112)이 열린 상태이다.

이때에는 물의 흐름에 따라 원통형 부구(116)가 하측으로 밀리면서 상부구멍(112)와 상기 부구의 측면공간을 통하여 물이 하측으로 흘러 온수통(300)으로 공급된다.

온수통(300)으로의 물의 공급이 완료되면 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 부구(116)는 부력에 의해 상승하여 상부구멍(112)을 막아 물의 역류현상을 막는다.

특히, 상기 원통형 부구(116)의 하부면에 형성된 요홈부(117)에 의해 상승되는 기포가 갇히게 되므로 매우 양호한 부력이 작용하게 된다.

따라서, 부구(116)의 재질은 비중이 물보다 큰 것이어도 첵밸브장치의 작동이 원활히 이루어지게 되므로 재질 선정이 매우 용이하고, 보다 명확한 첵밸브기능으로 온수의 역류됨을 방지할 수 있게 된다.

본 고안의 또 다른 실시예로서 첵밸브장치의 하부판을 제거하고, 베플관의 하부에 일측으로 길쭉한 장공을 형성하여 부구가 이탈되지 않도록 하여도 무방하다.

이와 같은 본 고안은 온수통으로의 물의 공급과 밀폐된 온수통내부에서 발생되는 기포의 배출기능을 원활히 하도록 하면서도 온수통의 뜨거운 물이 냉수통으로 역류되어 서로 섞이는 현상을 근본적으로 차단하도록 하므로서 온수와 냉수의 온도조건을 유지하기 용이하도록 함과 아울러 이에 따른 열손실을 줄여주도록 하는 것으로 이에 소요되는 전기에너지를 획기적으로 절약할 수 있도록 하며, 보다 양호한 성능의 냉온수기를 제작할 수 있는 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (6)

1. 냉수통(200)과 온수통(300)이 각각 구비되며, 상기 냉수통(200)과 온수통(300)의 사이에 설치된 온수공급관(250)에 의해 온수통으로 물이 공급되도록 하는 통상의 냉온수기에 있어서,

   상기 냉수통(200)의 내부의 소정위치에 고정 설치되어 내부공간을 상부와 하부로 구분하는 접시형상으로서, 냉수공급구(101)와 중앙통공(102)이 각각 천공된 베플(100)과;

   상기 베플(100)의 중앙통공(102)과 연결되어 하부로 연장되며, 상기 온수통(300)으로 통하는 온수공급관(250)과 연결되어 냉수통(200) 상부의 물을 온수통(300)으로 공급하도록 하는 베플관(103)과;

   상기 베플관(103)의 내부관로 상에 끼워 설치되며, 일측 방향(냉수통에서 온수통)으로만 물이 흐르도록 제어하는 첵밸브장치(110)가 구비됨을 특징으로 하는 온수역류방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 첵밸브장치(110)는

   물의 부력에 의해 베플관(103)의 관로를 개폐하는 부구(115)와;

   상기 부구(115)가 내부에 삽입되며 상기 부구(115)의 상하 작동구간을 확정하고, 상부 중앙에는 상기 부구(115)에 의해 개폐되는 상부구멍(112)이 천공된 단속부재(111)와;

   상기 단속부재(111)의 하부에 설치되어 상기 부구(115)의 하측 이탈을 방지하며, 둘레에는 다수의 하부구멍(114)이 천공되어 온수공급통로가 되도록 한 차단판(113)으로 구성됨을 특징으로 하는 온수역류방지장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 부구(115)는 구형임을 특징으로 하는 온수역류방지장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 부구는 상기 단속부재의 내부직경보다 높이의 크기가 큰 원통형 부구(116)임을 특징으로 하는 온수역류방지장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 원통형 부구(116)의 하부면에는 기포에 의한 부력을 향상하기 위한 요홈부(117)가 형성됨을 특징으로 하는 온수역류방지장치.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 원통형 부구(116)의 상부면 중앙에는 단속부재(111)의 상부구멍(112)의 밀폐를 용이하게 하기 위한 돌출부(118)가 형성됨을 특징으로 하는 온수역류방지장치.