KR20140052463A - 냉수탱크 - Google Patents

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Abstract

탱크 내부에 수용된 물에 대한 열전모듈의 열전달력을 증가시켜 냉각효율이 향상되는 냉수탱크가 개시된다.
개시되는 냉수탱크는 제1 몸체와 제2 몸체가 합형되어 물이 수용가능한 내부공간을 형성하는 탱크본체; 상기 제2 몸체의 외측면에 연결되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 및 상기 탱크본체의 내부공간으로 돌출되도록 상기 제2 몸체의 내측면에 구비되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물과 열교환하는 열교환부;를 포함한다.
이러한 냉수탱크에 의하면, 탱크본체에 수용된 물과의 열교환 면적을 증대시키는 열교환부를 통해, 탱크본체에 수용된 물에 대한 열전모듈의 열전달 효율을 증가시킴으로써 냉수탱크의 냉각효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

냉수탱크{COLD WATER TANK}
본 발명은 냉수탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탱크 내부에 수용된 물에 대한 열전모듈의 열전달력을 증가시켜 냉각효율이 향상되는 냉수탱크에 관한 것이다.
냉수탱크는 유입된 물을 냉각하여 사용자에게 공급하는 장치로서, 정수기, 냉온수기 등과 같은 수처리 기기에 주로 사용된다.
이러한 냉수탱크에는 증발기가 탱크의 내부 또는 외부에 설치되는 타입과, 열전모듈을 사용하는 타입의 기술이 사용되고 있다.
여기서, 열전모듈을 사용하는 타입의 냉수탱크는 탱크본체의 일측에 열전모듈을 장착하여 열전모듈의 열을 냉수탱크의 내부에 수용된 물에 전달시킴으로써, 열전모듈의 흡열반응을 이용하여 탱크 내부의 물을 냉각시키는 방식이다.
이러한 열전모듈을 사용하는 타입의 냉수탱크는 탱크 내부에 수용된 물에 대한 열전모듈의 열전달력이 높을수록 냉각효율이 향상되게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 바탕으로 안출된 것으로, 탱크본체에 수용된 물에 대한 열전모듈의 열전달 효율이 증가된 냉수탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 제1 몸체와 제2 몸체가 합형되어 물이 수용가능한 내부공간을 형성하는 탱크본체; 상기 제2 몸체의 외측면에 연결되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 및 상기 탱크본체의 내부공간으로 돌출되도록 상기 제2 몸체의 내측면에 구비되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물과 열교환하는 열교환부;를 포함하는 냉수탱크를 제공한다.
바람직하게, 상기 열교환부는 상기 제2 몸체에서 상기 열전모듈 측에 수직으로 돌출된 다수의 냉각핀으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 열교환부는 다수의 냉각핀이 상하방향으로 다수의 층을 이루는 구조로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 열교환부는 다수의 층을 이루는 다수의 냉각핀이 상하방향으로 지그재그 구조를 가지도록 구성되는 것도 가능하다.
일 실시예에서, 상기 냉수탱크는 상기 제2 몸체와 열전모듈 사이에 결합되어 상기 열전모듈의 열을 상기 제2 몸체에 전달하는 콜드싱크와, 상기 제2 몸체의 내측면에 장착되어 상기 제2 몸체와 콜드싱크의 체결을 보조하는 브라켓을 더 포함하고, 상기 열교환부는 상기 브라켓의 주변에 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 열교환부는 스테인레스 스틸로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게, 상기 제2 몸체는 이종금속이 접합된 클래딩 구조로 구성될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 탱크본체에 수용된 물과의 열교환 면적을 증대시키는 열교환부를 통해, 탱크본체에 수용된 물에 대한 열전모듈의 열전달 효율을 증가시킴으로써 냉수탱크의 냉각효율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 열교환부가 탱크본체에 입수되는 물의 유속을 감소시킴으로써, 물의 냉각시간을 충분히 확보할 수 있고, 냉수추출시 냉각되지 않은 물이 냉각된 물과 섞여서 출수되는 것을 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 냉수탱크의 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 냉수탱크의 열교환부 구조를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 냉수탱크의 열교환부 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크의 분해 사시도이고, 도 2는 부분 절개 사시도, 도 3은 열교환부 구조를 나타내는 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 탱크본체(110), 열전모듈(130), 콜드싱크(140), 히트싱크(150), 송풍팬(160) 및 열교환부(180)를 포함하고, 히트싱크(150)와 탱크본체(110) 사이를 단열시키는 단열부재(170)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 탱크본체(110)는 물을 수용할 수 있는 내부공간을 가지도록 구성된다. 일 실시예에서, 이러한 탱크본체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)로 구성될 수 있으며, 상기 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)는 서로 합형되어 물이 수용될 수 있는 탱크본체(110)의 내부공간을 구성할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 제1 몸체(111)에는 탱크본체(110)로 물이 유입될 수 있는 유입부(115)와, 탱크본체(110)에 수용된 물이 유출될 수 있는 유출부(116)가 구비될 수 있다.
그리고, 일 실시예에서, 제2 몸체(112)는 외측면에 후술하는 열전모듈(130)이 부착되어, 열전모듈(130)의 열을 탱크본체(110)에 수용된 물에 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
그리고, 일 실시예에서, 제1 몸체(111)는 합성수지로 이루어질 수 있고, 제2 몸체(112)는 금속재질로 이루어질 수 있다.
이때, 제2 몸체(112)는 일 실시예에서 이종금속이 접합된 클래딩(Cladding) 구조로 구성될 수 있으며, 일 예로서, 내부(탱크본체의 내측면)가 부식에 강한 스테인레스 스틸로 이루어지고, 외부(탱크본체의 외측면)가 열전도성이 매우 우수한 알루미늄 또는 구리로 이루어질 수 있다. 이와 같이, 제2 몸체(112)가 클래딩 구조로 구성되는 경우에는 열전도성이 극히 뛰어날 뿐만 아니라 부식의 염려도 없다는 이점이 있게 된다.
그리고, 일 실시예에서, 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)의 이음부에는 탱크본체(110)의 내부공간을 밀폐시키는 실링부재(120)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 열전모듈(130)은 열전소자로 이루어져, 통전되면 일측에서 흡열반응이 일어나고 타측에서 발열반응이 일어날 수 있다. 이러한 열전모듈(130)은 흡열반응 측이 제2 몸체(112)의 외측면에 결합되어 탱크본체(110)에 수용된 물을 냉각시킬 수 있다.
또한, 상기 콜드싱크(140)는 일측이 제2 몸체(112)의 외측면에 접하고 타측에 열전모듈(130)이 부착될 수 있다. 즉, 콜드싱크(140)는 열전모듈(130)과 제2 몸체(112) 사이에 배치되어, 열전모듈(130)의 열을 제2 몸체(112)에 전달할 수 있다.
이러한 콜드싱크(140)는 열전달효율이 우수한 재질(일 예로, 알루미늄)로 이루어질 수 있으며, 열전모듈(130)과의 접합면에는 열전도성을 증가시키는 서멀 그리스(thermal grease)가 도포될 수 있다.
한편, 상기 히트싱크(150)는 열전모듈(130)의 발열반응 측에 접하여, 열전모듈(130)의 열을 방출시킬 수 있다. 이러한 히트싱크(150)는 일 실시예에서 공기와의 접촉면적을 넓혀 방열효율이 우수한 방열핀 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 송풍팬(160)은 히트싱크(150)의 외측에 구비되어, 히트싱크(150)로 외부공기를 송풍시킬 수 있다. 이러한 송풍팬(160)은 히트싱크(150)로 송풍시키는 외부공기를 통해 히트싱크(150)를 냉각하는 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 상기 단열부재(170)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제2 몸체(112)의 외측면을 덮도록 구성되어 제2 몸체(112)가 외부와 열교환하는 것을 차단할 수 있다. 특히, 단열부재(170)는 제2 몸체(112)와 히트싱크(150) 사이에 장착되므로, 열전모듈(130)에 의해 가열된 히트싱크(150)의 열이 제2 몸체(112)에 전달되는 것을 차단할 수 있게 된다. 이러한 제2 몸체(112)의 중앙에는 콜드싱크(140)가 설치될 수 있도록 개구가 형성될 수 있다.
한편, 상기 열교환부(180)는 탱크본체(110)의 내부공간으로 돌출되도록 제2 몸체(112)의 내측면에 구비되어, 탱크본체(110)의 내부공간에 수용된 물과 열교환할 수 있다.
일 실시예에서, 열교환부(180)는 제2 몸체(112)의 내측면에서 열전모듈(130) 측에 수직으로 돌출된 다수의 냉각핀으로 구성될 수 있다. 즉, 제2 몸체(112)의 외측면에는 콜드싱크(140)가 부착되고, 이러한 콜드싱크(140)가 부착된 영역에 대응하는 제2 몸체(112)의 내측면에는 열교환부(180)가 위치할 수 있다.
이러한 열교환부(180)는 탱크본체(110)에 수용된 물과의 접촉면적을 넓게 확보하여, 탱크본체(110)에 수용된 물에 대한 열전모듈(130)의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 열교환부(180)는 열전모듈(130)에 의해 냉각된 제2 몸체(112)와 탱크본체(110)에 수용된 물 간의 열교환 면적을 증가시키고, 이를 통해, 열전모듈(130)의 냉각효율이 향상되게 된다.
이러한 기능을 수행하는 열교환부(180)는 열전도율이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 탱크본체(110)에 수용된 물과 접촉하므로 물에 대한 내부식성이 강한 스테인레스 스틸로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 열교환부(180)와 제2 몸체(112)의 결합구조로는 일체 성형 또는 용접결합 등 다양한 방식이 채용될 수 있다.
한편, 일 실시예에서, 열교환부(180)는 탱크본체(110)의 내부공간을 가로지르며 연장된 구조를 가질 수 있는데, 이를 통해, 유입부(115)를 통해 탱크본체(110)에 유입되는 물의 충분한 냉각시간을 확보할 수 있다.
다시 말해, 열교환부(180)는 유입부(115)를 통해 탱크본체(110)에 유입되는 물의 흐름에 장애물로 작용하여, 유입된 물의 유속을 저감시킴으로써 물이 탱크본체(110)에서 충분한 시간동안 냉각될 수 있도록 할 수 있다.
특히, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 탱크본체(110)의 상부에서 입수가 이루어지고 탱크본체(110) 내부공간의 하측에 존재하는 냉수가 출수되는 냉수탱크(100) 구조의 경우에는, 입수되는 물이 탱크본체(110) 내부공간의 하측에 존재하는 이미 냉각된 물에 섞여서 출수되면 사용자에게 원하는 온도의 냉수가 제공되지 않는 문제가 발생할 수 있는데, 열교환부(180)는 전술한 바와 같이 입수되는 물의 유속을 저감시켜 입수되는 물과 출수되는 냉수가 섞이는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 열교환부(180)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 냉각핀이 상하방향으로 다수의 층을 이루는 구조로 구성될 수 있다.
더 나아가, 입수되는 물과 출수되는 냉수의 교반을 방지하는 기능의 일환으로서, 도시하지는 않았지만, 열교환부(180)를 구성하는 다수의 냉각핀은 상하방향으로 지그재그 구조를 이루며 구비될 수도 있다. 이러한 구조는 입수되는 물의 유속을 더욱 저감시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)의 열교환부(180) 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4를 보면, 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 냉수탱크(100)는 콜드싱크(140)가 제2 몸체(112)에 볼트체결되는 구조를 가진다.
이때, 제2 몸체(112)의 내측면에는 제2 몸체(112)와 콜드싱크(140)의 볼트체결을 보조하는 브라켓(190)이 추가로 포함될 수 있다. 즉, 브라켓(190)에는 너트(미도시)가 결합되어 있고, 콜드싱크(140) 측에서 삽입된 볼트는 제2 몸체(112)를 관통하여 브라켓(190)의 너트에 체결될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 열교환부(180)는 도 4에 도시된 바와 같이 제2 몸체(112)에서의 브라켓(190)의 장착면을 확보하기 위해 브라켓(190)의 주변에 구비될 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100 : 냉수탱크 110 : 탱크본체
111 : 제1 몸체 112 : 제2 몸체
115 : 유입부 116 : 유출부
120 : 실링부재 130 : 열전모듈
140 : 콜드싱크 150 : 히트싱크
160 : 송풍팬 170 : 단열부재
180 : 열교환부 190 : 브라켓

Claims (7)

  1. 제1 몸체와 제2 몸체가 합형되어 물이 수용가능한 내부공간을 형성하는 탱크본체;
    상기 제2 몸체의 외측면에 연결되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물을 냉각시키는 열전모듈; 및
    상기 탱크본체의 내부공간으로 돌출되도록 상기 제2 몸체의 내측면에 구비되어, 상기 탱크본체의 내부공간에 수용된 물과 열교환하는 열교환부;
    를 포함하는 냉수탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부는 상기 제2 몸체에서 상기 열전모듈 측에 수직으로 돌출된 다수의 냉각핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열교환부는 다수의 냉각핀이 상하방향으로 다수의 층을 이루는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환부는 다수의 층을 이루는 다수의 냉각핀이 상하방향으로 지그재그 구조를 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 몸체와 열전모듈 사이에 결합되어 상기 열전모듈의 열을 상기 제2 몸체에 전달하는 콜드싱크와, 상기 제2 몸체의 내측면에 장착되어, 상기 제2 몸체와 콜드싱크의 체결을 보조하는 브라켓을 더 포함하고,
    상기 열교환부는 상기 브라켓의 주변에 구비된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부는 스테인레스 스틸로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 몸체는 이종금속이 접합된 클래딩 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 냉수탱크.
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