KR20160097758A - 정수기의 순간 냉온수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기의 순간 냉온수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필터를 거쳐 코일형 수로관을 흐르는 일정량의 물(정수)에 발열 또는 흡열의 열을 전달하여 순간적으로 차갑게 또는 따뜻하게 변환해서 음용할 수 있도록 배수하는 정수기의 순간 냉온수 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 정수기의 순간 냉온수 장치는, 유입구와 유출구를 제외한 본체가 열전달 시간을 늘릴 수 있도록 코일식으로 감겨지고 필터를 통과한 정수가 흐르는 수로관과, 상기 수로관의 본체를 감싸 열전소자의 발열이나 흡열의 열을 수로관에 전달하는 열양도체 블록과, 상기 열양도체 블록에 일측이 부착되어 양면 중 한 면이 발열하면 그 반대면에서 흡열하는 열전소자, 및 상기 열전소자의 타측에 부착된 상태에서 열양도체 블록에 결합되어 열전소자의 타측의 열을 흡수하여 방열하는 히트싱크를 포함하여 구성된다.

Description

정수기의 순간 냉온수 장치 {INSTANT HOT AND COLD WATER DEVICE OF WATER PURIFIER}

본 발명은 필터를 거쳐 나오는 물을 순간 냉온수로 변환하는 정수기의 순간 냉온수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 냉수 또는 온수 밸브를 개방하는 경우 필터를 거쳐 코일형 수로관을 흐르는 일정량의 물(정수)에 발열 또는 흡열의 열을 전달하여 순간적으로 차갑게 또는 따뜻하게 변환해서 음용할 수 있도록 배수함으로써 정수 저장용기를 별도 구비하지 않아도 되는 정수기의 순간 냉온수 장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 필터나 멤브레인(membrane) 등에 의해 원수를 정수하여 저장용기에 저장하고 이와 같이 정수되어 저장용기에 저장된 물을 취수하여 안심하고 음용할 수 있도록 이루어진 장치이다.

다양한 온도의 물을 공급하기 위한 정수기로는 상온수(정수)와 냉수를 취수할 수 있는 정수기와, 정수, 냉수 및 온수를 취수할 수 있는 냉온 정수기가 있다.

이중 냉온 정수기는 다수의 필터로 구성된 필터유닛을 통과시켜 정수한 물을 냉각수단으로 냉각시켜 저장용기에 보관하거나 또는 가열수단으로 가열하여 저장용기에 보관하였다가 사용자의 요구가 있을 때 냉수 또는 온수를 제공한다.

이와 같이 일반적인 냉온 정수기는 냉수와 온수를 보관하기 위해 별도의 저장용기가 구비된다.

예를 들어 한국공개특허 제10-2011-0008627호에는 냉정수기에 대해 개시하고 있는 바, 이 냉정수기에는 유입되는 원수를 필터링하는 필터부에서 필터링된 정수를 저장하는 정수 탱크와, 상기 정수 탱크와 연결관으로 연결되어 상기 연결관을 통해 상기 정수 탱크와의 자연 수압차에 의해 상기 정수 탱크로부터 정수를 공급받는 냉수 탱크가 구비된다.

또한, 한국공개특허 제10-2013-0141200호에는 온수를 빠른 시간 내에 토출할 수 있는 냉온 정수기 또는 냉온 수기에 대해 개시하고 있는 바, 이 냉온 정수기 또는 냉온 수기에는 내부에 물을 저장할 수 있고, 천장부가 상기 물의 표면과 미리 정해진 경사를 이루고 있으며, 상기 천장부 중 가장 높은 곳에 에어 벤트가 형성된 온수 탱크가 구비된다.

그런데, 이와 같은 종래의 냉온 정수기는 필연적으로 냉수와 온수를 저장하기 위한 저장용기 즉, 냉수 탱크와 온수 탱크를 사용하므로 전체적으로 부피가 커지는 문제점이 발생한다.

또한, 냉수 탱크와 온수 탱크의 사용으로 인해 펌프와 수위조절센서 등을 구비하므로 비용 증가의 원인이 되고, 온수를 제공하기 위해서는 항상 높은 온도의 고온수 상태를 유지해야 하기 때문에 불필요한 에너지(전력)가 낭비되는 문제점이 있었다.

국내공개번호 제10-2011-0008627호(공개일자 2011년01월27일) 국내공개번호 제10-2013-0141200호(공개일자 2013년12월26일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코일형 수로관을 흐르는 물을 열양도체 블록과 열전소자를 이용해 순간적으로 냉각과 가열해서 취수할 수 있도록 냉온수를 공급하여, 냉수와 온수를 위한 저장용기와 그에 따른 펌프 등을 구비하지 않아도 되므로 부피를 소형화하면서 제조비용을 줄일 수 있고, 높은 온도의 온수를 유지할 필요가 없으므로 불필요한 에너지(전력) 낭비를 줄일 수 있는 정수기의 순간 냉온수 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 정수기의 순간 냉온수 장치는, 유입구와 유출구를 제외한 본체가 열전달 시간을 늘릴 수 있도록 코일식으로 감겨지고 필터를 통과한 정수가 흐르는 수로관;

상기 수로관의 본체를 감싸 열전소자의 발열이나 흡열의 열을 수로관에 전달하는 열양도체 블록;

상기 열양도체 블록에 일측이 부착되어 양면 중 한 면이 발열하면 그 반대면에서 흡열하는 열전소자; 및

상기 열전소자의 타측에 부착된 상태에서 열양도체 블록에 결합되어 열전소자 타측의 열을 흡수하여 방열하는 히트싱크;

를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 수로관은 높이는 낮고 폭은 넓게 형성되어, 상하는 평평하고 좌우는 외측으로 동글게 라운드진 수용공간을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열양도체 블록은 수용공간 내부의 상하에 위치하고 제1홈이 형성되는 내측 열양도체 블록과,

상기 수로관 외측의 상하에 위치하고 제2홈이 형성되는 외측 열양도체 블록으로 이루어져,

상기 내측 열양도체 블록과 외측 열양도체 블록이 각각 결합되어 제1홈과 제2홈 사이에 수로관 본체의 평평한 상하부가 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수용공간 내부의 상하 열양도체 블록 사이에 결합력을 높일 수 있도록 테이퍼진 쐐기가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외측 열양도체 블록에는 하나 이상의 제1스페이서가 돌출 형성되어 상기 제1스페이서에 열전소자의 일측이 부착되는 것을 특징으로 한다.

하는 정수기의 순간 냉온수 장치.

또한, 상기 히트싱크에는 하나 이상의 제2스페이서가 돌출 형성되어 상기 제2스페이서에 열전소자의 타측이 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수로관은 비철금속인 SUS나 Cu로 이루어지고, 그 길이는 1M 이상인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 열전소자 반대측의 히트싱크에는 방열핀이 다수 형성되고, 열을 외부로 방출하는 팬이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 코일형 수로관을 흐르는 물을 열양도체 블록과 열전소자를 이용해 순간적으로 냉각과 가열해서 취수할 수 있도록 냉온수를 공급하여, 냉수와 온수를 위한 저장용기와 그에 따른 펌프 등을 구비하지 않아도 되므로 부피를 소형화하면서 제조비용을 줄일 수 있고, 높은 온도의 온수를 유지할 필요가 없으므로 불필요한 에너지(전력) 낭비를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 순간 냉온수 장치가 적용된 정수기의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순간 냉온수 장치의 분해도이다.
도 3은 도 2에 의한 순간 냉온수 장치의 조립 사시도이다.
도 4는 도 3의 정면도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.

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.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 순간 냉온수 장치가 적용된 정수기의 개념도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 정수기는 필터(2), 순간 냉온수 장치(1a,1b), 냉온수 밸브(4a,4b), 및 전원관리부(3)를 포함하여 구성된다.

외부에서 유입되는 원수는 상기 필터(2)를 통해 필터링되어 정수가 되고 이 정수는 각 냉수 라인과 온수 라인에 공급된다.

순간 냉온수 장치(1a,1b)는 냉수 라인과 온수 라인에 각각 설치되어 전원관리부(3)에 의해 전원이 공급되는 경우 정수를, 냉수 라인에서는 순간적으로 차게하여 냉수를 만들고, 온수 라인에서는 순간적으로 뜨겁게 하여 온수를 만든다.

냉수 라인과 온수 라인의 끝단에 설치되는 냉수 밸브(4a)나 온수 밸브(4b)는 사용자의 개폐에 의해 냉수나 온수를 공급하거나 차단한다.

전원관리부(3)는 상기 냉수 밸브(4a)나 온수 밸브(4b)가 열리는 경우 상기 순간 냉온수 장치(1a 또는 1b)에 전원을 공급하고, 닫히는 경우 전원 공급을 중단한다.

이를 통해 냉수나 온수를 위한 저장용기가 불필요하고, 전력의 낭비를 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 순간 냉온수 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 의한 순간 냉온수 장치의 조립 사시도이며, 도 4는 도 3의 정면도이다.

이하에서 열은 더운 것뿐만 아니라 찬 것도 포함하고, 방열은 더운 것뿐만 아니라 찬 것을 방출하는 것을 의미한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 순간 냉온수 장치(1)는 히트싱크(10), 수로관(20), 열전소자(30), 열양도체 블록(40a,40b) 및 쐐기(50)를 포함하여 구성된다.

수로관(20)은 필터(2)를 통해 필터링된 정수가 흐르는 곳으로, 상하의 열전소자(30)로부터 충분한 시간을 갖고 열전달을 받을 수 있도록 굴곡지게 된다.

특히 본 발명에서는 유입구와 유출구를 제외한 본체가 코일 형상을 하되, 열전소자(30)로부터의 열전달 면적이 넓도록 높이는 낮고 폭은 넓게 형성되어, 전체적으로 상하는 평평하고 좌우는 외측으로 동글게 라운드진 수용공간을 갖는 코일 형상을 한다.

즉, 수로관(20)은 유입 및 유출이 가능한 수로를 형성한 파이프가 코일형으로 감겨 하나의 관을 형성하고, 내화학성에 강한 비철금속(SUS, Cu)으로 이루어진다.

이와 같이 코일형으로 감아 수로관(20) 내부로 흐르는 정수에 충분한 열전달이 가능하도록 수로관(20)의 길이를 1M 이상으로 하는 것이 바람직하다.

상기 열전소자(30)에서 발생한 발열 또는 흡열의 열을 수로관(20) 내부의 정수에 전달하는 열양도체 블록은, 내측 열양도체 블록(40b)과 외측 열양도체 블록(40a)으로 분리 구성되어 상호 결합된다.

상기 수로관(20) 외측의 상하에 위치하는 외측 열양도체 블록(40a)은 평판 형상을 하되, 수로관(20)에 접촉하는 면은 수로관(20)의 외측 형상과 대응되도록 반원홈이 형성되고, 그 반대면에는 외측 양도체 블록(40a)의 크기보다 작게 하나 이상의 스페이서(42a)가 돌출 형성된다.

상기 수로관(20)의 수용공간에 삽입되어 외측 열양도체 블록(40a)과 결합하여 코일형 수로관(20)의 평평한 상하부를 감싸는 내측 열양도체 블록(40a)은 평판 형상을 하되, 수로관(20)에 접촉하는 면은 수용공간 내부의 수로관 형상과 대응되도록 반원홈이 형성된다.

상기 외측 열양도체 블록(40a)은 수로관(20) 외측의 상하에 위치하고, 내측 열양도체 블록(40b)은 수로관(20)의 수용공간 상하에 삽입된 상태에서 볼트와 같은 결합부재(60)로 양 열양도체 블록(40a,40b)을 각각 결합하여 열양도체 블록(40a,40b)으로 코일형 수로관(20)의 평평한 상하부를 감싸게 된다.

이때 외측 열양도체 블록(40a)에 형성된 반원홈과, 내측 열양도체 블록(40b)에 형성된 반원홈이 서로 합쳐져서, 하나의 진원을 형성하여 이 진원을 따라 수로관(20)의 평평한 상하부가 배치된다.

상기 외측 열양도체 블록(40a)에 하나 이상 돌출 형성된 스페이서(42a)에 부착되는 열전소자(30)는, 양면 중 한 면이 흡열하면 반대면은 발열하도록 구성된다.

상기 외측 열양도체 블록(40a)의 평판에 열전소자(30)의 일측을 부착하는 경우 열전소자(30)의 두께가 3~4mm 매우 얇아 외측 양도체 블록(40a)과 후술하는 열전소자(30)의 타측에 부착되는 히트싱크(10) 사이의 간격이 좁아질 수밖에 없고, 이에 의해 두께가 얇은 열전소자(10) 일측에서 흡열(또는 발열)하는 열과 타측에서 발열(또는 흡열)하는 열이 반대편의 히트싱크(10)와 외측 열양도체 블록(40a)에 영향을 미쳐 열교환 효율이 떨어질 수밖에 없다.

예를 들어 상기 순간 냉온수 장치(1a)가 냉수 라인에 설치되는 경우 열전소자(30)의 일측은 흡열함으로써 외측 열양도체 블록(40a)을 통해 수로관(20)의 정수를 냉각하게 되고, 열전소자(30)의 타측은 발열하게 되는 바, 이때 그 간격이 좁으면 열전소자(30) 일측에서의 흡열의 열이 반대편의 히트싱크(10)에 영향을 주고, 열전소자(30) 타측에서의 발열의 열이 반대편의 외측 열양도체 블록(40a)에 영향을 주어 열교환 효율이 떨어진다.

이에 따라 결국 수로관(20)의 정수를 순간적으로 냉수로 만들 수 없거나 덜 차가워진 냉수가 될 수밖에 없다.

이를 위해 본 발명에서는 전술한 바와 같이 외측 양도체 블록(40a)에 하나 이상 스페이서(42a)를 돌출 형성하여 그 스페이서(42a)에 열전소자(30)의 일측을 부착하게 된다.

마찬가지로 이유로 히트싱크(10)에도 하나 이상의 스페이서(14)를 돌출 형성하여 그 스페이서(14)에 열전소자(30)의 타측을 부착하게 된다.

이와 같은 상태에서 외측 열양도체 블록(40a)과 히트싱크(10)를 스크루나 볼트와 같은 결합부재(60)로 결합하게 되고, 이때 두 스페이서(42a,14) 및 열전소자(30)의 두께만큼 외측 열양도체 블록(40a) 본체와 히트싱크(10) 본체 사이의 간격이 넓어져 열전소자(30) 일측에서 흡열(또는 발열)하는 열과 타측에서 발열(또는 흡열)하는 열이, 반대편의 히트싱크(10)와 외측 양도체 블록(40a)에 영향을 미치지 않음으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 스페이서(14) 반대의 히트싱크(10)에는 다수의 방열핀(12)이 형성되며, 상기 방열핀(12)에는 방열핀(12)에서 방열된 열을 외부로 송풍시키는 팬(16)이 구비된다.

상기 팬은 정수기의 용량에 따라 다수 개 구비될 수도 있다.

마지막으로 수로관(20)의 수용공간에 위치한 상하의 내측 열양도체 블록(40b) 사이로 쐐끼(50)가 삽입되어 순간 냉온수 장치(1)가 견고하게 결합된다.

이를 위해 상기 쐐기(50)는 쐐기가 삽입되는 방향으로 테이퍼지게 형성된다.

이와 같은 순간 냉온수 장치(1) 구성에서 냉수 라인에서는 열전소자(30)의 일측이 흡열하여 열양도체 블록(40a,40b)을 통해 수로관(20)에 흐르는 정수를 순간적으로 냉각하여 냉수를 만들며, 열전소자(30)의 타측에서 발생하는 발열의 열은 히트싱크(10)를 통해 흡수되고 다수의 방열핀(12)을 통해 방열된 후 팬(16)을 통해 외부로 송풍된다.

이와 반대로 온수 라인에서는 열전소자(30)의 일측이 발열하여 열양도체 블록(40a,40b)을 통해 수로관(20)에 흐르는 정수를 순간적으로 가열하여 온수를 만들며, 열전소자(30)의 타측에서 발생하는 흡열의 열은 히트싱크(10)를 통해 흡수되고 다수의 방열핀(12)을 통해 방열된 후 팬(16)을 통해 외부로 송풍된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 디자인으로 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

1: 순간 냉온수 장치 10: 히트싱크
12: 방열핀 14: 스페이서
16: 팬 20: 수로관
30: 열전소자 40a,40b: 열양도체 블록
42a: 스페이서 50: 쐐기
60: 결합부재

Claims (8)

1. 유입구와 유출구를 제외한 본체가 열전달 시간을 늘릴 수 있도록 코일식으로 감겨지고 필터를 통과한 정수가 흐르는 수로관;
   상기 수로관의 본체를 감싸 열전소자의 발열이나 흡열의 열을 수로관에 전달하는 열양도체 블록;
   상기 열양도체 블록에 일측이 부착되어 양면 중 한 면이 발열하면 그 반대면에서 흡열하는 열전소자; 및
   상기 열전소자의 타측에 부착된 상태에서 열양도체 블록에 결합되어 열전소자 타측의 열을 흡수하여 방열하는 히트싱크;
   를 포함하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 수로관은 높이는 낮고 폭은 넓게 형성되어, 상하는 평평하고 좌우는 외측으로 동글게 라운드진 수용공간을 갖는 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열양도체 블록은 수용공간 내부의 상하에 위치하고 제1홈이 형성되는 내측 열양도체 블록과,
   상기 수로관 외측의 상하에 위치하고 제2홈이 형성되는 외측 열양도체 블록으로 이루어져,
   상기 내측 열양도체 블록과 외측 열양도체 블록이 각각 결합되어 제1홈과 제2홈 사이에 수로관 본체의 평평한 상하부가 배치되는 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 수용공간 내부의 상하 내측 열양도체 블록 사이에 결합력을 높일 수 있도록 테이퍼진 쐐기가 삽입되는 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 외측 열양도체 블록에는 하나 이상의 제1스페이서가 돌출 형성되어 상기 제1스페이서에 열전소자의 일측이 부착되는 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 히트싱크에는 하나 이상의 제2스페이서가 돌출 형성되어 상기 제2스페이서에 열전소자의 타측이 부착되는 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수로관은 비철금속인 SUS나 Cu로 이루어지고, 그 길이는 1M 이상인 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자 반대측의 히트싱크에는 방열핀이 다수 형성되고, 열을 외부로 방출하는 팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 정수기의 순간 냉온수 장치.

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