KR20110088913A

KR20110088913A - 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기

Info

Publication number: KR20110088913A
Application number: KR1020100008642A
Authority: KR
Inventors: 여형구
Original assignee: 주식회사 엔에코
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-04
Also published as: KR101176564B1

Abstract

본 발명은 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산화피막 코팅된 세라믹층이 형성된 빙축 시스템을 이용하여 열교환 효율이 뛰어난 정수기용 냉수 열교환기에 관한 것이다. 이를 위하여, 열교환기 몸체와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 코일 형상으로 형성된 음용수 파이프와, 상기 열교환기 몸체의 외벽에 밀착하여 코일 형상으로 형성된 냉매 파이프와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키기 위하여 상기 열교환기 몸체의 내벽에 돌출되어 복수개로 이루어진 열교환 핀과, 상기 열교환기 몸체 내부에 수용되는 냉각수의 순환을 위한 교반 펌프가 포함되어 이루어지고, 상기 열교환기 몸체, 상기 음용수 파이프 및 상기 냉매 파이프의 내외부 표면과 상기 열교환 핀의 표면에는 산화피막 코팅이 된 세라믹층이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기{HEAT EXCHANGER USING ICE-STORAGE WITH CERAMIC LAYER FOR COLD WATER DISPENSER OR PURIFIER}

본 발명은 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산화피막 코팅된 세라믹층이 형성된 빙축 시스템을 이용하여 열교환 효율이 뛰어난 정수기용 냉수 열교환기에 관한 것이다.

정수기는 상수원을 이용하는 가정, 사무실 등에서 음료수로 사용하기 적합하게 하기 위한 다단계 필터 시스템이 내장된 장치를 말하며, 정수 처리된 음용수를 냉수 또는 온수로 전환하기 위한 냉각시스템과 가열시스템이 이중으로 내장된 장치를 냉온정수기라고 할 수 있다.

기존의 냉수 정수 기술은 열교환시 별도의 절연체 또는 공기층을 통한 간접가열 방식으로 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 냉각 효율이 떨어짐에 따라 연속적인 냉수를 출수하는 능력이 부족한 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 산화피막 코팅 처리된 세라믹층이 형성된 열교환기 몸체, 음용수 파이프, 냉매 파이프 및 열교환 핀을 통해 냉매의 순환 시 내부의 냉열 교환이 신속히 이루어지게 하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키는 복수개의 열교환 핀이 구비된 빙축 시스템을 통해 냉각 효율을 높이는 데에 있다.

본 발명인 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기는 열교환기 몸체와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 코일 형상으로 형성된 음용수 파이프와, 상기 열교환기 몸체의 외벽에 밀착하여 코일 형상으로 형성된 냉매 파이프와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키기 위하여 상기 열교환기 몸체의 내벽에 돌출되어 복수개로 이루어진 열교환 핀과, 상기 열교환기 몸체 내부에 수용되는 냉각수의 순환을 위한 교반 펌프가 포함되어 이루어지고, 상기 열교환기 몸체, 상기 음용수 파이프 및 상기 냉매 파이프의 내외부 표면과 상기 열교환 핀의 표면에는 산화피막 코팅이 된 세라믹층이 형성된다.

본 발명인 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기는 산화피막 코팅 처리된 세라믹층이 형성된 열교환기 몸체, 음용수 파이프, 냉매 파이프 및 열교환 핀을 통해 냉매의 순환 시 내부의 냉열 교환이 신속히 이루지고, 내식성도 뛰어난 효과가 있다.

또한, 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키는 복수개의 열교환 핀이 구비된 빙축 시스템을 통해 냉각 효율을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명을 나타낸 측단면도.
도 2는 도 1의 평단면도.
도 3은 본 발명의 세라믹층을 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 측단면도.
도 5는 도 4의 평단면도

본 발명에 의한 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명인 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기는 열교환기 몸체와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 코일 형상으로 형성된 음용수 파이프와, 상기 열교환기 몸체의 외벽에 밀착하여 코일 형상으로 형성된 냉매 파이프와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키기 위하여 상기 열교환기 몸체의 내벽에 돌출되어 복수개로 이루어진 열교환 핀과, 상기 열교환기 몸체 내부에 수용되는 냉각수의 순환을 위한 교반 펌프가 포함되어 이루어지고, 상기 열교환기 몸체, 상기 음용수 파이프 및 상기 냉매 파이프의 내외부 표면과 상기 열교환 핀의 표면에는 산화피막 코팅이 된 세라믹층이 형성된다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 열교환기 몸체에는 보온재와, 냉각수 공급구와, 냉각수 드레인구와, 음용수 입출구와, 상하부에 구비된 온도센서가 더 포함되어 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 열교환 핀은 중심부에 구멍이 형성된 디스크 형상으로 상하 일정간격으로 이격되어 형성된 것과, 얇은 다각형 형상으로 상기 열교환기 몸체 내부에 방사상으로 형성된 것 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 음용수 파이프는 손쉬운 교체가 가능하도록 상기 열교환기 몸체의 하면에 볼트 및 패킹구조로 고정 조립될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 음용수 파이프의 수격현상의 방지하기 위하여 상기 음용수 파이프의 내부에 밀착 결합되면서 서로 대향하게 형성된 수격방지용 고정부가 더 포함되어 이루어질 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기 설명은 일실시예일 뿐이고 본 발명은 이것에 국한되지 않는다.

도 1은 본 발명을 나타낸 측단면도이고, 도 2는 도 1의 평단면도이다.

본 발명은 열교환기 몸체(100), 음용수 파이프(200), 냉매 파이프(300), 열교환 핀(400), 교반 펌프(500)로 구성되고, 열교환기 몸체(100)에는 열교환기 몸체를 감싸는 보온재(미도시), 냉각수 공급구(110), 냉각수 드레인구(120), 음용수 입출구(130,140), 상하부에 구비된 온도센서(150) 및 수격방지용 고정부(160)가 더 포함되어 구성된다.

음용수 파이프(200)는 열교환기 몸체(100)의 하부 입수구(130)를 통해 열교환기 몸체(100)의 내부로 코일형상으로 형성되고 파이프(200) 내부로 흐르는 음용수는 냉각되어 열교환기 몸체(100)의 하부 출수구(140)를 통해 배출이 된다.

음용수 파이프(200)는 장기간 사용 후 부품이 노화되어 교체가 필요한 경우 손쉬운 교체가 가능하도록 상기 열교환기 몸체(100)의 하면에 볼트(미도시) 및 패킹(미도시)구조로 고정 조립된다.

종래에는 용접 방식으로 고정되어 교체 사용이 불가능하고, 수압이 높은 지역에서 수도 직결식으로 사용할 경우 수격현상(water hammer)에 의해 떨리는 소리가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 음용수 파이프(200)의 내부에 밀착 결합된 수격방지용 고정부(160)가 서로 대향하게 형성되어 수격현상을 방지한다.

냉매 파이프(300)는 열교환기 몸체(100)의 측면 외벽에 밀착하여 코일 형상으로 감겨 형성되고, 파이프(300)의 내부로 냉각된 냉매가 흘러 열교환기 몸체(100) 내부에 형성된 음용수 파이프(200)를 통해 흐르는 음용수를 냉각시킨다.

열교환 핀(400)은 열교환기 몸체(100) 내벽에 돌출되어 복수개로 형성되는데, 중심부에 구멍이 형성된 디스크 형상으로 열교환기 몸체(100)의 상하로 일정 간격 이격되어 설치되어 있다.

열교환기의 몸체(100) 내부에는 냉각수가 수용되고, 냉각수의 순환을 위해 교반 펌프(500)가 구비되어 있다. 냉각수는 냉각수 공급구(110)을 통해 공급되고, 냉각수 드레인구(120)를 통해 배출될 수 있다.

본 발명의 냉각 과정은 냉매 파이프(300)를 통해 냉매가 흐르면 열교환기 몸체(100) 내부의 냉각수가 냉각되고, 냉매에 의해 냉각된 열교환 핀(400) 주위로 얼음층(410)이 형성되어 음용수 파이프(200)의 음용수를 냉각하여 열교환이 이루어지는 빙축 시스템 방식이다.

이러한 빙축 시스템은 얼음층(410)이 형성되어 있어 냉수를 연속적으로 출수하는데 매우 효과적이다.

교반 펌프(500)는 열교환기의 효율을 더욱 높이기 위하여 열교환기 몸체(100) 내부의 냉각수를 순환시켜준다.

열교환기의 단열을 위하여, 열교환기 몸체(100)의 외부는 보온재로 감싸져 있고, 열교환기 몸체(100)의 상하부에는 온도를 측정하여 열교환기의 효율적인 제어를 할 수 있도록 온도센서(150)가 구비된다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 열교환기 몸체(100), 음용수 파이프(200) 및 냉매 파이프(300)의 내외부 표면과 열교환 핀(400)의 표면에는 산화피막 코팅이 된 세라믹층(600)이 형성된다.

상기 산화피막 코팅된 세라믹층(600)은 알루미늄 합금 판재의 양면에 알루미늄 산화피막 코팅 처리를 하여 알루미늄 세라믹 판을 제조하고, 산화피막 코팅을 하는 경우 표면에 나노 구조의 다기공이 형성되어 이러한 다기공에 나노 촉매를 이용하여 봉공 처리를 한다.

나노 촉매는 Si, Mn, Mg 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 이들을 조합하여 복합적으로 사용할 수 있다.

이와 같이 산화피막 코팅된 세라믹층(600)은 열교환기 몸체(100), 음용수 파이프(200) 및 냉매 파이프(300)의 내외부 표면과 열교환 핀(400)의 표면에는 산화피막 코팅이 된 세라믹층(600)의 형성을 통해 냉매의 순환 시 내부의 냉열 교환이 신속히 이루어지게 하고, 내식성에도 뛰어난 효과가 있다.

도 4는 본 발명이 다른 실시예를 나타낸 측단면도이고, 도 5는 도 4의 평단면도이다.

본 발명의 열교환 핀(400)은 얇은 다각형의 형상으로 복수개로 형성되어, 열교환기 몸체의 내부에 방사상으로 형성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 산화피막 코팅 처리된 세라믹층이 형성된 열교환기 몸체, 음용수 파이프, 냉매 파이프 및 열교환 핀을 통해 냉매의 순환 시 내부의 냉열 교환이 신속히 이루지고, 내식성도 뛰어난 효과가 있고, 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키는 복수개의 열교환 핀이 구비된 빙축 시스템을 통해 냉각 효율을 높이는 효과가 있다.

본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100 : 열교환기 몸체
110 : 냉각수 공급부
120 : 냉각수 드레인구
130 : 음용수 입구
140 : 음용수 출구
160 : 수격방지 고정부
150 : 온도센서
200 : 음용수 파이프
300 : 냉매 파이프
400 : 열교환 핀
410 : 얼음층
500 : 교반 펌프
600 : 산화피막 코팅층

Claims

열교환기 몸체와,
상기 열교환기 몸체의 내부에 코일 형상으로 형성된 음용수 파이프와,
상기 열교환기 몸체의 외벽에 밀착하여 코일 형상으로 형성된 냉매 파이프와,
상기 열교환기 몸체의 내부에 얼음층을 형성시키기 위하여 상기 열교환기 몸체의 내벽에 돌출되어 복수개로 이루어진 열교환 핀과,
상기 열교환기 몸체 내부에 수용되는 냉각수의 순환을 위한 교반 펌프가 포함되어 이루어지고,
상기 열교환기 몸체, 상기 음용수 파이프 및 상기 냉매 파이프의 내외부 표면과 상기 열교환 핀의 표면에는 산화피막 코팅이 된 세라믹층이 형성된 것을 특징으로 하는 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기.
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기 몸체에는 보온재와, 냉각수 공급구와, 냉각수 드레인구와, 음용수 입출구와, 상하부에 구비된 온도센서가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열교환 핀은 중심부에 구멍이 형성된 디스크 형상으로 상하 일정간격으로 이격되어 형성된 것과, 얇은 다각형의 형상으로 상기 열교환기 몸체 내부에 방사상으로 형성된 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 음용수 파이프는 손쉬운 교체가 가능하도록 상기 열교환기 몸체의 하면에 볼트 및 패킹구조로 고정 조립되는 것을 특징으로 하는 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 음용수 파이프의 수격현상의 방지하기 위하여 상기 음용수 파이프의 내부에 밀착 결합되면서 서로 대향하게 형성된 수격방지용 고정부가 더 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹층이 형성된 빙축시스템을 이용한 정수기용 냉수 열교환기.