KR200456349Y1 - 이중관이 마련된 냉온수기 - Google Patents

Abstract

본 고안의 일 실시예에 의한 이중관이 마련된 냉온수기는 일방향으로 물이 유동하는 유로가 형성된 공급관과, 전술한 공급관의 길이 방향을 따라 배치되며 외부로부터 공급받은 에너지에 의하여 전술한 공급관 내의 수온을 조절하는 제어관과, 금형의 캐비티에 수용된 전술한 공급관과 전술한 제어관에 주물이 주입되어 전술한 공급관과 전술한 제어관을 감싸도록 형성되는 보호부를 포함한다.

Description

이중관이 마련된 냉온수기{COLD AND HOT WATER DISPENSER WITH DUAL PIPE}

본 고안의 일 실시예는 이중관이 마련된 냉온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급관과 제어관을 감싸는 보호부를 마련한 구조에 따라 설치 공간을 대폭 줄이고 에너지 손실을 최소화하여 신속하게 위생적인 냉수 또는 온수의 취수가 가능한 이중관이 마련된 냉온수기에 관한 것이다.

냉온수기는 일반적으로 외부로부터 공급되는 물을 희망하는 온도로 냉각 또는 가열시켜 취수하기 위하여 사용되는 것으로, 공급되는 물의 종류에 따라 수도 직수관과 연결되는 경우에는 필터를 장착하고 여과된 물을 냉각 또는 가열시켜 취수하며, 생수통을 삽입하여 물을 공급하는 경우에는 전술한 필터를 생략하고 공급되는 물을 냉각 또는 가열시켜 취수한다.

여기서, 일반적인 냉온수기에는 취수하기 전에 냉각시킨 물을 일시 저장하는 냉수조 및 가열시킨 물을 일시 저장하는 온수조가 마련되고, 전술한 냉수조 및 온수조는 장시간의 사용에 따라 고인 물로 인하여 세균이 번식할 우려가 있으며, 냉수조 및 온수조에는 물때가 발생하는 등 위생상의 문제점이 있다.

그리고, 일반적인 냉온수기는 전술한 냉수조 및 온수조에 일시 저장된 물을 희망하는 온도로 냉각 또는 가열시키기 위하여 많은 에너지가 소요될 뿐 아니라, 냉각 또는 가열에 따른 시간도 많이 소요되는 문제가 있다.

또한, 일반적인 냉온수기는 전술한 냉수조 및 온수조의 냉기 또는 온기의 외부 유출 방지를 위하여 단열재 등으로 감싸는 경우가 많으나, 전술한 단열재는 냉수조 및 온수조 전체를 감쌀 만큼 마련되어야 하고, 전체적인 부피 또한 증가하게 되므로, 설치 공간의 제약이 뒤따른다.

본 고안의 일 실시예는 에너지 손실을 최소화하여 희망하는 온도의 냉온수를 신속하게 취수할 수 있도록 하는 이중관이 마련된 냉온수기와 관련된다.

그리고, 본 고안의 일 실시예는 세균 번식을 막고 양호한 위생 상태를 유지할 수 있는 이중관이 마련된 냉온수기와 관련된다.

또한, 본 고안의 일 실시예는 불필요한 부품의 수를 줄이고 공간 활용도를 높일 수 있도록 하는 이중관이 마련된 냉온수기와 관련된다.

본 고안의 일 실시예에 의한 이중관이 마련된 냉온수기는, 일방향으로 물이 유동하는 유로가 형성된 공급관과, 전술한 공급관의 길이 방향을 따라 배치되며 외부로부터 공급받은 에너지에 의하여 전술한 공급관 내의 수온을 조절하는 제어관과, 금형의 캐비티에 수용된 전술한 공급관과 전술한 제어관에 주물이 주입되어 전술한 공급관과 전술한 제어관을 감싸도록 형성되는 보호부를 포함하는 구조이다.

전술한 바와 같이 본 고안의 일 실시예에 의한 이중관이 마련된 냉온수기는 아래와 같은 이점을 갖는다.

우선, 공급관과 제어관을 감싸는 보호부에 의하여 공급관과 제어관 상호간의 열전달을 위한 전열 면적을 증가시키고 냉기 또는 온기의 외부 유출을 차단하도록 하여 에너지의 손실을 최소화하고, 공급되는 물을 바로 냉각 또는 가열하여 각각 냉수 또는 온수를 신속하게 취수할 수 있다.

그리고, 물이 일시 저장되는 냉수조 또는 온수조가 필요없이 물을 직접 공급하는 파이프의 형태로 된 구성에 따라 세균 번식을 막고 양호한 위생 상태를 유지할 수 있다.

또한, 부피가 큰 냉수조 또는 온수조 전체를 단열재 등으로 감싸야 하므로 원자재 비용의 상승과 설치 공간 및 부피 증가가 불가피한 기존기술에 비하여, 냉수조 또는 온수조 등 부피를 차지하는 부품을 생략하고 공급관과 제어관을 코일 형태로 선회시키고 보호부로 감싸서 취수할 수 있도록 한 구조에 따라 설치 공간을 차지하지 않고, 공간의 활용도를 높일 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 이중관이 마련된 냉온수기의 전체적인 구성을 나타낸 개념도
도 2는 본 고안의 주요부인 공급관 및 제어관과 보호부의 결합 관계를 나타낸 개념도
도 3 및 도 4는 본 고안의 주요부인 보호부의 제작 과정을 나타낸 개념도
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 이중관이 마련된 냉온수기의 주요부인 보호부의 구조를 나타낸 단면 개념도
도 6은 본 고안의 다른 실시예에 따른 이중관이 마련된 냉온수기의 전체적인 구성을 나타낸 개념도

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

이는 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 고안의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 이중관이 마련된 냉온수기의 전체적인 구성을 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 고안의 주요부인 공급관 및 제어관과 보호부의 결합 관계를 나타낸 개념도이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 이중관이 마련된 냉온수기는 공급관(100)과 제어관(200)과 보호부(600)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

공급관(100)은 일방향의 유로가 형성된 것으로 상수도관 또는 생수통 등의 물 공급원으로부터 물이 유동하는 통로의 역할을 할 수 있다.

제어관(200)은 공급관(100)의 길이 방향을 따라 배치되며, 외부로부터 공급받은 에너지에 의하여 공급관(100) 내의 수온을 가변시키는 역할을 하는 것이다.

공급관(100) 및 제어관(200)은 일체로 형성되어 상호간의 열전달이 직접적으로 이루어진다.

보호부(600)는 공급관(100)과 제어관(200)을 감싸도록 주조되어 형성되는 것으로, 공급관(100)과 제어관(200)을 외부로부터 가해질 수 있는 물리, 화학적인 충격으로부터 보호하고 외부로 냉기 또는 온기가 누출되는 것을 차단하는 역할을 한다.

이때, 제어관(200)은 도 1과 같이 제어관(200)과 연결된 온도조절부(C)로부터 공급받은 에너지에 의하여 공급관(100) 내의 물을 가열시킬 수도 냉각시킬 수도 있다.

본 고안은 상기와 같은 실시예에 의하여 적용이 가능하며, 보다 상세한 설명을 위하여 본 고안의 주요부에 대하여 더욱 자세히 살펴보기로 한다.

공급관(100)은 전술한 바와 같이 일방향의 유로가 형성된 것으로, 상수도관에 연결하여 사용할 경우는 도 1과 같이 일측은 물을 여과하는 필터(400)와, 타측은 취수코크(500)와 각각 연결되고, 생수통과 같이 업체에서 제공되는 물을 취수할 경우는 필터(400)를 생략할 수 있다.

제어관(200)은 전술한 바와 같이 공급관(100) 내의 물을 냉각 또는 가열시키기 위하여 공급관(100)의 길이 방향을 따라 배치되는 것으로, 공급관(100) 및 제어관(200)은 통상 열전도율이 높고 내부식이 뛰어난 동 또는 동 합금으로 이루어진다.

한편, 보호부(600)의 내면 및 외면에는 아노다이징 처리, 방식도료 코팅 또는 방식수지 코팅처리되는 것이 바람직하다.

방식도료 또는 방식수지는 피도포물에 도포되면 내열성 및 내충격성이 매우 우수한 에폭시 또는 테프론 등과 같은 물질을 보호부(600)의 내면 및 외면에 코팅할 수 있다.

그리고, 아노다이징 처리는 알루미늄, 티타늄, 마그네슘 등과 같이 산소와 반응하는 정도가 매우 커서 스스로 표면에 산화막을 만드는 전술한 금속류의 표면에 얇은 산화막을 만들어서 전술한 금속류의 내부를 보호한다.

전술한 아노다이징 처리는 황산과 같은 특정 용액에서 전술한 금속류가 양극으로 작용하도록 하면서 전술한 금속류 표면의 산화작용을 촉진시켜 균일한 두께의 산화막을 인위적으로 생성시킨다.

전술한 금속류와 같이 산소와의 반응 정도가 큰 금속들은 자체로서 산화막을 형성하여 스스로 내부를 보호하지만, 그 큰 반응성 때문에 철, 규소 또는 구리 등과 같은 불순물이 필연적으로 포함된다.

전술한 불순물의 함량이 높으면 전술한 금속류를 이용하여 제품을 제조하는 도중에 전술한 불순물과 전술한 금속류(이하 알루미늄)사이에 Al₃Fe, Al₆Fe, Al₅FeSi, Al₂Cu 등과 같은 금속간화합물(Intermetallics, 이하 IMC)이 생성되고, 전술한 IMC는 알루미늄과 달리 스스로 산화막을 생성할 수 없다.

여기서, 불순물 함량이 높은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 공기 중에 방치하다가 그대로 사용하면 전술한 IMC가 생성된 부분에서 구멍이 뚫린다든가 부식되면서 응력이 집중되는 등의 치명적인 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 전술한 아노다이징은 공기 중에서 산화막을 형성할 수 없는 IMC를 황산 등과 같은 특정 용액에 투입하면 전술한 IMC도 산화막을 형성시킬 수 있는 원리를 적용한 것이다.

한편, 공급관(100) 및 제어관(200)은 도 1 및 도 2와 같이 적어도 1회 이상 선회시켜 전체적으로 코일 형상을 이루되, 공급관(100)은 상기 코일 형상의 내측에, 제어관(200)은 상기 코일 형상의 외측에 각각 배치시킨다.

제어관(200)이 상기 코일 형상의 외측에 배치되도록 하는 것은 냉기 또는 온기가 외부로 방출되지 않고 후술할 보호부(600)에 의하여 단열을 유지하면서 지속적으로 공급관(100)의 물을 냉각 또는 가열시킬 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 공급관(100) 및 제어관(200)은 도시된 바와 같은 코일 형상에 국한되지 아니하며, 설치되는 환경 및 공간의 크기에 따라 직선형 또는 복수회 굴곡진 사행(蛇行) 형상 등 다양한 설계의 변형이 가능하다.

이때, 공급관(100) 및 제어관(200)은 공급관(100)측으로의 열전도도를 향상시키거나, 내부식성을 향상시키거나, 양호한 위생 상태의 유지를 위하여 각각 별도의 부품을 부가적으로 장착할 수 있다.

즉, 공급관(100)에는 스테인리스, 합성수지, 또는 세라믹으로 이루어진 내부관(120)이 공급관(100)의 내주면과 접촉하여 고정되는 구조를 적용할 수도 있다.

여기서, 제어관(200)에는 공급관(100) 내의 물을 냉각시키고자 할 때 도 2의 확대부 A 및 B와 같이 냉매가 유동하도록 할 수 있다.

이때, 제어관(200)에는 공급관(100) 내의 물을 가열하고자 하면 도 2의 확대부 C와 같이 외부 전원(700, 도 3 참고)과 연결되는 히터봉(301)을 내장하거나, 특별히 도시하지 않았으나 스팀 발생장치와 연결하여 고온의 스팀이 유동하도록 하는 등의 적용이 가능함은 물론이다.

공급관(100)에는 도 2의 확대부 C와 같이 내부관(120)을 선택적으로 장착할 수도 생략할 수도 있다.

한편, 보호부(600)는 전술한 바와 같이 공급관(100)과 제어관(200)을 감싸면서 냉기 또는 온기가 외부로 누출되지 않도록 하는 것으로, 도 3과 같이 금형(800)에 공급관(100)과 제어관(200)을 수용하고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 주물(600')을 금형(800)의 캐비티(810, 820)에 주입한 후 도 4와 같이 금형(800)을 분리하여 획득할 수 있다.

보호부(600)는 공급관(100)과 제어관(200)의 외부를 감싸면서 물리, 화학적인 충격으로부터 공급관(100)과 제어관(200)을 보호한다.

여기서 보호부(600)에는 외면을 감싸는 단열재(630, 도 2 참고)가 더 포함되는 것이 바람직하다.

이때, 단열재(630)는 케이스(600)의 외면을 감싸 공급관(100)과 제어관(200) 상호 간의 열전달을 통한 냉기 또는 온기가 외부로 누출되지 않도록 단열하는 역할을 한다.

한편, 보호부(600)에는 도 5와 같이 공급관(100)과 제어관(200)의 외측에 배치되어 공급관(100)과 제어관(200)의 열전달을 보조하는 열전달부(610)가 더 마련되는 것이 바람직하다.

즉, 열전달부(610)는 공급관(100)과 제어관(200)의 외측을 감싸는 형상으로 배치시켜 제어관(200)을 통하여 공급관(100) 내의 물을 가열시키고자 하면 열전달부(610)에 별도의 히터봉(이하 미도시)을 장착하거나 별도의 스팀배관(이하 미도시)을 연결하여 고온의 스팀이 유동하도록 하는 스팀 공급관의 용도로 사용할 수 있다.

또한, 열전달부(610)는 제어관(200)을 통하여 공급관(100) 내의 물을 냉각시키고자 하면 열전달부(610)를 별도의 냉매 배관으로 사용하거나, 특별히 도시하지는 않았으나 펠티에(fertier) 소자를 장착하여 전자냉각 방식에 의하여 제어관(200)을 통한 공급관(100)의 냉각을 보조할 수도 있다.

본 고안은 상기와 같은 실시예의 적용 및 실시가 가능함은 물론, 도 6과 같은 실시예의 적용 및 실시 또한 가능하다.

참고로, 도 6에 표기되지 않은 도면 부호는 도 1 내지 도 5를 참고하기로 한다.

즉, 본 고안의 다른 실시예에 따른 이중관이 마련된 냉온수기는 제1 공급관(101)의 물을 냉각하기 위하여 제1 공급관(101)의 길이 방향을 따라 일체로 형성된 제1 제어관(201)을 마련하고, 제2 공급관(102)의 물을 가열하기 위하여 제2 공급관(102)의 길이 방향을 따라 일체로 형성된 제2 제어관(202)을 마련하되, 제1 공급관(101)과 제2 공급관(102)은 각각 보호부(600)로 감싸지며 상호 격리 배치되는 구조이다.

제1 제어관(201)은 제1 공급관(101) 내의 물을 냉각시키기 위하여 전술한 바와 같은 내부관(210) 또는 제1 내부관(220)을 삽입하고 냉매를 유동시킬 수 있다.

이때, 즉, 제1 제어관(201)의 일측은 캐필러리 튜브(310)와, 제1 제어관(201)의 타측은 압축기(330)와 각각 연결되고, 캐필러리 튜브(310)와 압축기(330) 사이에는 응축기(320)가 장착되며, 냉매는 제어관(200)의 일측에서 타측으로 일방향 순환되는 냉각 사이클을 형성하게 되어 제1 공급관(101) 내의 물을 지속적으로 냉각시킬 수 있다.

이때, 응축기(320)와 캐필러리 튜브(310) 사이에는 드라이어(340)가 장착되는 것이 바람직하다.

즉, 압축기(330)는 냉매를 단열 압축시켜 고온 고압의 포화증기로 변환하고, 응축기(320)는 압축기(330)로부터 토출된 냉매를 방열시켜 저온 고압의 포화액으로 변환시키며, 드라이어(340)는 저온 고압의 포화액 상태인 냉매 속에 함유된 이물질을 제거한다.

계속하여, 이물질이 제거된 냉매는 캐필러리 튜브(310)에서 교축팽창되어 저온저압의 습포화증기가 되어 증발기인 제1 제어관(201)에서 기화하여 외부 공기의 증발 잠열을 흡수하여 주변 공기를 냉각시킨다.

이후, 제1 제어관(201)으로부터 토출된 냉매는 특별히 도시하지 않았으나 어큐뮬레이터에서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되어 기상 냉매만이 압축기(330)로 귀환되면서 냉각 사이클의 1회전이 끝나고, 계속적으로 전술한 냉각 사이클이 반복된다.

한편, 제2 제어관(202)에는 전술한 바와 같은 히터봉(301)이 삽입되고 외부 전원(700)으로부터 전원을 공급받아 제2 공급관(102) 내의 물을 가열시킨다.

여기서, 보호부(600)는 제1 공급관(101)과 제1 제어관(201)의 조합과 제2 공급관(102)과 제2 제어관(202)의 조합을 각각 감싸고 전열 면적을 증가시킨 상태에서 냉기 또는 온기의 외부 누출이 없이 지속적으로 열전달할 수 있도록 보조한다.

따라서, 제1 공급관(101)과 제2 공급관(102) 각각의 일측은 필터(400)로부터 여과된 물을 공급받아 제1 제어관(201)에 연결되는 냉각사이클에 의하여 제1 공급관(101)의 물은 냉각되고, 제2 제어관(202)에 장착되는 히터봉(301)에 의하여 제2 공급관(102)의 물은 가열되어 각각 희망하는 온도의 냉수 또는 온수를 취수할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 고안은 에너지 손실을 최소화하여 희망하는 온도의 냉온수를 신속하게 취수할 수 있고, 양호한 위생 상태를 유지할 수 있으며, 불필요한 부품의 수를 줄이고 공간 활용도를 높일 수 있도록 하는 이중관이 마련된 냉온수기를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이상에서 본 고안에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100...공급관 101...제1 공급관
102...제2 공급관 200...제어관
201...제1 제어관 202...제2 제어관
301...히터봉 310...캐필러리 튜브
320...응축기 330...압축기
340...드라이어 400...필터
500...취수코크 600...보호부
610...열전달부 630...단열재
700...외부 전원 800...금형
810, 820...캐비티 C...온도조절부

Claims (6)

1. 일방향으로 물이 유동하는 유로가 형성된 공급관;
   상기 공급관의 길이 방향을 따라 배치되며, 외부로부터 공급받은 에너지에 의하여 상기 공급관 내의 수온을 조절하는 제어관; 및
   금형의 캐비티에 수용된 상기 공급관과 상기 제어관에 주물이 주입되어 상기 공급관과 상기 제어관을 감싸도록 형성되는 보호부;를 포함하는 이중관이 마련된 냉온수기.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급관 및 상기 제어관은 적어도 1회 이상 선회하여 전체적으로 코일 형상을 이루며, 상기 제어관은 상기 코일 형상의 내측에, 상기 공급관은 상기 코일 형상의 외측에 각각 배치되고, 상기 보호부의 내면 및 외면에는 아노다이징 처리, 방식도료 코팅 또는 방식수지 코팅처리되는 이중관이 마련된 냉온수기.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급관 및 상기 제어관은 동 또는 동 합금이며, 상기 보호부는 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 이중관이 마련된 냉온수기.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급관에는 스테인리스 또는 세라믹으로 이루어진 내부관이 삽입되는 이중관이 마련된 냉온수기.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호부에는,
   상기 공급관과 상기 제어관의 외측에 배치되어 상기 공급관과 상기 제어관의 열전달을 보조하는 열전달부가 더 포함되는 이중관이 마련된 냉온수기.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 보호부에는 외면을 감싸는 단열재가 더 포함되는 이중관이 마련된 냉온수기.
   

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