KR20210034975A - 미온수기 - Google Patents

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KR20210034975A
KR20210034975A KR1020190117026A KR20190117026A KR20210034975A KR 20210034975 A KR20210034975 A KR 20210034975A KR 1020190117026 A KR1020190117026 A KR 1020190117026A KR 20190117026 A KR20190117026 A KR 20190117026A KR 20210034975 A KR20210034975 A KR 20210034975A
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오옥균
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주식회사주일환경기술
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Abstract

본 발명은 특히 세재가 잘 녹을 수 있는 적정 온도의 온수를 즉시 공급할 수 있으면서 이동이 가능한 구조를 갖는 미온수기에 관한 것으로서, 온수탱크(21)와, 온수탱크(21)와 이격되어 설치되는 세척액 탱크(22)로 이루어지는 탱크부와, 냉수를 외부로부터 공급받아 일부는 온수탱크(21)로 이송하여 가열시키고 나머지는 온수탱크(21)에서 가열된 온수와 혼합시켜 온수와 냉수의 중간 온도인 미온수로 형성되게 하여 배출시키게 구성되는 배관부와, 배관부를 구동시켜 냉수와 온수를 이송시키는 메인 펌프(40)와, 히터(211)와 메인 펌프(40) 및 배관부에 설치된 하나 이상의 밸브를 제어시키는 제어부 및, 케이스부(10)로 구성됨으로써, 최대한 점유 공간이 작도록 콤팩트 하게 제작되어 이동이 가능하면서도 전력이나 연료의 소모가 최소화 될 수 있으며 즉석에서 최소한의 연료 또는 전력 소모 만으로 미온수가 즉시 공급될 수 있는 미온수기를 제공하고자 한다.

Description

미온수기{Lukewarm water producing device}
본 발명은 미온수기에 관한 것으로, 특히 세재가 잘 녹을 수 있는 적정 온도의 온수를 즉시 공급할 수 있으면서 이동이 가능한 구조를 갖는 미온수기에 관한 것이다.
미온수기는 세재가 물에 잘 녹을 수 있는 온도로 수온을 조절 시켜 배출하는 기기를 말하며, 가정에서는 세탁기나 설거지용도 또는 정수기용으로 사용될 수 있고 특히 세차장과 같이 다량의 세재가 즉석에서 물에 녹여져야 하는 곳에서 사용될 수 있다.
그런데 통상의 미온수기는 즉석에서 미온수로 수온을 조절시켜야 하므로 히터의 제어가 까다로울 수 있고, 또한 즉석에서 가열시키기 위해서는 히터에 소요되는 전력이나 연료가 다량으로 소모될 수 있다.
또한 다량의 미온수 수요를 충족시키기 위해 일정량 이상의 물을 항상 고온으로 유지시키는 경우에는 또한 상당한 연료나 전력 소모가 있을 수 있다.
그리고 종래의 미온수기는 보일러와 같은 가열 수단과 냉수와의 혼합 설비가 필요하여 이동시키기 힘들므로 차량이나 기타 큰 물체를 세척해야 할 경우에는 미온수기를 사용하려면 기존에 설치된 세차장으로 반드시 이동해야할 수밖에 없다.
따라서 최대한 점유 공간이 작도록 콤팩트 하게 제작되어 이동이 가능하면서도 전력이나 연료의 소모가 최소화 될 수 있는 미온수 제조 장치에 대한 기술이 요청되는 상황이다.
등록특허공보 제10-0775599호(공고일자: 2007. 11. 09)
이에 본 발명은 최대한 점유 공간이 작도록 콤팩트 하게 제작되어 이동이 가능하면서도 전력이나 연료의 소모가 최소화 될 수 있는 미온수기를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미온수기는 히터(211)가 내장되어 공급받는 냉수가 가열되어 저장되는 온수탱크(21)와, 온수탱크(21)와 이격되어 설치되는 세척액 탱크(22)로 이루어지는 탱크부와, 냉수를 외부로부터 공급받아 일부는 온수탱크(21)로 이송하여 가열시키고 나머지는 온수탱크(21)에서 가열된 온수와 혼합시켜 온수와 냉수의 중간 온도인 미온수로 형성되게 하여 배출시키게 구성되는 배관부와, 상기 배관부를 구동시켜 냉수와 온수를 이송시키는 메인 펌프(40) 및, 상기 히터(211)와 메인 펌프(40) 및 배관부에 설치된 하나 이상의 밸브를 제어시키는 제어부로 구성되어, 세재가 가장 잘 녹을 수 있는 최적의 미온수를 즉석에서 공급시킬 수 있다.
여기서 배관부는 바람직하게는 냉수가 유입되는 메인 공급 관(32)과, 메인 공급 관(32)으로부터 두 갈래로 분기되는 관 중 하나의 관으로서 냉수 중 일부를 온수탱크(21)로 공급시키는 온수탱크 공급 관(33)과, 온수탱크(21)의 하부에 연결되는 온수 배출 관(34)과, 상기 두 갈래로 분기되는 관 중 나머지 관으로서 온수 배출 관(34)으로 연결되는 냉수 분기 관(38) 및, 온수 배출 관(34) 및 냉수 분기 관(38)이 만나서 연결되는 지점으로부터 외부로 연결되는 미온수 배출 관(37)으로 이루어진다.
이 경우 온수탱크(21)에는 바람직하게는 플로트(213)가 설치되어 온수탱크(21)에 채워지는 물이 일정한 수위 이상이 되면 제어부에서 온수탱크 공급 관(33)을 차단시킨다.
그리고 상기 제어부는 바람직하게는 온수탱크(21) 내부에 설치되는 제1온도센서와, 미온수 배출관에 설치되는 제2온도센서를 더 포함하여, 제2온도센서의 측정 온도가 목표로 하는 미온수 온도보다 낮을 경우에는 목표로 하는 미온수 온도에 대응되는 온수탱크(21) 내부 온도까지 제1온도센서의 측정 온도가 상승하도록 히터(211)를 가동시키면서 온수 배출 관(34)에서 배출되는 온수 배출 양을 증가시킨다.
이때 온수탱크(21)에 설치된 히터(211)에는 바람직하게는 히터(211) 외부에 히터(211)를 둘러싸는 관 형태로서 히터(211) 주변의 온수 온도를 더욱 증가시키면서 온수를 순환시키는 열 집중 순환 유닛(212)이 설치된다.
특히 열 집중 순환 유닛(212)은 내부에 히터(211)가 배치되고 일단은 개방되며 타단은 밀폐된 형태의 관으로서, 바람직하게는 방사상으로 복수개의 오리피스 배출구(2123)가 형성되어, 상기 일단으로 유입되는 물이 가열되면서 오리피스 배출구(2123)를 통해 배출됨으로써, 온수탱크(21) 내부의 물이 대류가 일어나는 과정에서 히터(211) 인접부위에 열이 집중되며, 온수 배출 관(34)과 열 집중 순환 유닛(212) 내부는 온수 집중 관(341)으로 연결되어, 히터(211) 주변에서 집중적으로 가열된 온수가 온수 배출 관(34)을 통하여 냉수 분기 관(38)과 만나는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 미온수기는 최대한 점유 공간이 작도록 콤팩트 하게 제작되어 이동이 가능하면서도 전력이나 연료의 소모가 최소화 될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미온수기의 외관 사시도,
도 2는 도 1의 투시 정면도,
도 3은 도 1의 투시 배면도,
도 4는 도 2에서 온수탱크 내부의 개념도,
도 5는 도 1의 투시 저면도,
도 6은 도 4에서 열 집중 순환 유닛의 사시도,
도 7은 도 6의 열 집중 순환 유닛의 작용을 나타낸 개념도,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 미온수기는 온수탱크(21)와 세척액 탱크(22)로 이루어지는 탱크부와, 온수와 냉수 및 세척액이 혼합되어 배출되는 이송통로의 집합체인 배관부와, 온수와 냉수의 이송을 구동시키는 메인 펌프(40)와, 제어부 및 케이스부(10)로 구성된다.
탱크부는 도 2에 도시된 바와 같이 히터(211)가 내장되어 공급받는 냉수가 가열되어 저장되는 온수탱크(21)와, 온수탱크(21)와 이격되어 설치되는 세척액 탱크(22)로 이루어진다.
히터(211)는 물을 가열시킬 수 있는 기구라면 구체적인 형태에는 제한은 없으며, 연소식 보일러일 수도 있고 또는 가열 코일이 내장된 형태일 수도 있다.
세척액 탱크(22)는 도 2에 도시된 바와 같이 온수탱크(21)의 후방에 설치되며 온수와 냉수가 혼합된 미온수가 배출될 때 자동으로 일정한 양이 함께 배출된다.(미도시)
온수탱크(21)는 상부로 갈수록 수평 단면적이 감소되는 형태로 제작된다. 그리고 도 2에 도시된 바와 같이 상부에는 플로트(213)가 설치되어 일정한 양 이상이 공급되면 플로트(213)가 점차 부상되다가 일정한 수위에 도달되면 온수탱크(21) 공급관이 차단된다.
여기서 온수탱크(21)의 수평 단면적이 상부로 갈수록 감소되므로 플로트(213)의 부상이 온수탱크(21) 하부의 수위 변화보다 빠르게 이루어질 수 있게 되어 필요 이상의 물이 온수탱크(21)로 공급되는 것이 방지된다.
배관부는 도 5에 도시된 바와 같이 냉수가 유입되는 메인 공급 관(32)과, 메인 공급 관(32)으로부터 두 갈래로 분기되는 관 중 하나의 관으로서 냉수 중 일부를 온수탱크(21)로 공급시키는 온수탱크 공급 관(33)과, 온수탱크(21)의 하부에 연결되는 온수 배출 관(34)과, 상기 두 갈래로 분기되는 관 중 나머지 관으로서 온수 배출 관(34)으로 연결되는 냉수 분기 관(38) 및, 온수 배출 관(34) 및 냉수 분기 관(38)이 만나서 연결되는 지점으로부터 외부로 연결되는 미온수 배출 관(37)으로 이루어진다.
이때 메인 공급 관(32)과 온수탱크 공급 관(33)은 서스 주름 관 형태로 제작됨으로써, 유연하게 수납이 가능하여 후술하게 될 후방 케이스(12) 전체의 부피를 최소화시킬 수 있다.
메인펌프는 혼합되어 생성되는 미온수를 배출시키는 작용을 한다.
제어부는 도 2에 도시된 제어반(52)과, 도 1에 도시되며 제어반(52)에 직접 신호를 입력시킬 수 있는 컨트롤 패널(51)로 이루어진다. 제어부는 메인펌프와, 도 5에 도시된 냉수 유입 조절 밸브(311), 온수 조절 밸브(35), 냉수 조절 밸브(36) 및, 냉수 유입 조절 밸브(311)를 제어시켜 온수와 냉수의 공급 양 또는 혼합 양을 조절시켜 최종적으로 배출되는 미온수의 온도를 제어시키는 작용을 한다.
케이스부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 온수탱크(21)를 둘러싸는 전방 케이스(11)와, 세척액탱크와 배관부와 메인펌프 및 제어부를 둘러싸면서 전방 케이스(11)에 결합되는 후방 케이스(12)와, 전방 케이스(11) 및 후방 케이스(12)의 저면에 설치되는 캐스터(13)로 이루어진다. 특히 상기 배관부는 모두 후방 케이스(12)의 하부에 설치됨으로써 본 발명에 다른 미온수기는 휴대가 간편하면서도 즉석에서 세재가 알맞게 녹은 세정수가 혼합된 미온수를 분사시킬 수 있다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이 제어부는 온수탱크(21) 내부에 설치되는 제1온도센서와, 미온수 배출관에 설치되는 제2온도센서를 더 포함하여, 제2온도센서의 측정 온도가 목표로 하는 미온수 온도보다 낮을 경우에는 목표로 하는 미온수 온도에 대응되는 온수탱크(21) 내부 온도까지 제1온도센서의 측정 온도가 상승하도록 히터(211)를 가동시키면서 온수 배출 관(34)에서 배출되는 온수 배출 양을 증가시킨다.
이와 같이 구성됨으로써, 본 발명에 따른 미온수기는 부피가 최소화되어 휴대가 간편하고, 또한 적정 양의 온수가 상시적으로 보유되되, 만일 히터(211) 가동 후 정지 시간이 일정 이상 경과되어 제1온도센서의 측정값으로 온수탱크(21) 내부의 온수 온도가 미온수 온도에 근접되는 것이 확인되면 냉수 조절 밸브(36)를 차단시키고 온수 조절 밸브(35)만 개방시킴으로써 불필요한 히터(211)의 가동으로 낭비될 수 있는 전력 또는 연료 소모 및 물의 낭비가 최소화될 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 온수탱크(21)에 설치된 히터(211)에는 히터(211) 외부에 히터(211)를 둘러싸는 관 형태로서 히터(211) 주변의 온수 온도를 더욱 증가시키면서 온수를 순환시키는 열 집중 순환 유닛(212)이 설치될 수 있다.
여기서 열 집중 순환 유닛(212)은 도 7에 도시된 바와 같이 내부에 히터(211)가 배치되고 일단은 개방되며 타단은 밀폐된 형태의 관으로서, 방사상으로 복수개의 오리피스 배출구(2123)가 형성되어, 상기 일단으로 유입되는 물이 가열되면서 오리피스 배출구(2123)를 통해 배출됨으로써, 온수탱크(21) 내부의 물이 대류가 일어나는 과정에서 히터(211) 인접부위에 열이 집중되며, 상기 온수 배출 관(34)과 열 집중 순환 유닛(212) 내부는 온수 집중 관(341)으로 연결되어, 히터(211) 주변에서 집중적으로 가열된 온수가 온수 배출 관(34)을 통하여 냉수 분기 관(38)과 만나게 된다.
즉 미온수 형성을 위해 온수탱크(21)로부터 배출되는 온수는 열 집중 순환 유닛(212) 내부에서 히터(211)에 근접되어 가장 높은 온도로 형성된 온수가 되는 것이다.
이러한 구조는 급하게 미온수기가 가동될 필요가 발생될 경우에, 온수탱크(21) 내부의 온수가 미온수 온도에도 미치지 못할 정도로 식은 상태라 하더라도 급속도로 가열된 온수가 만들어질 수 있는 작용을 한다.
보다 구체적으로 도 7을 참조하면, 열 집중 순환 유닛(212)은 원통 형상의 유닛 몸체(2121)와, 유닛 몸체(2121)에 방사상으로 형성된 오리피스 배출구(2123) 및 유닛 몸체(2121)의 개방된 일단에 형성된 벨마우스(2122)로 이루어진다. 그리고 내부에 히터(211)가 배치됨으로써 내부의 물이 가열되어 열 집중 순환 유닛(212) 내부 수압이 외부보다 높게 형성된다.
그런데 열 집중 순환 유닛(212)에서 하나의 오리피스 배출구(2123) 확대 형상을 도 7을 참조하여 살펴보면, 유닛 몸체(2121) 내부의 수압을 P1, 유닛 몸체(2121) 외부의 수압을 P3, 오리피스 배출구(2123)의 내부 수압을 P2라고 둘 때, 유닛 몸체(2121) 내부 수압이 외부보다 높으므로 P1 > P3의 관계가 성립하고, 오리피스 배출구(2123) 내부는 구경이 끝단으로 갈수록 급속하게 좁아지므로 유속이 빨라지면서 압력이 낮아져서 결국 P1 > P3 > P2의 관계가 성립한다.
유체는 압력이 높은 부위에서 낮은 부위로 이동되며, P1의 압력이 가장 높으므로 오리피스 배출구(2123) 내부에는 외부 보다는 내부의 가열되어 팽창되는 온수가 유입됨으로써 오리피스 배출구(2123)는 가열된 온수가 배출되어 온수탱크(21) 내부로 순환될 수 있는 배출구로 작용된다.
특히 온수 수요가 있게 되어 열 집중 순환 유닛(212) 내부의 가열된 온수가 온수 집중 관(341)을 통하여 유출되면 열 집중 순환 유닛(212) 내부에는 벨마우스(2122)가 형성된 유닛 몸체(2121)의 일단을 통하여 유입되며 유입되어 가열된 온수는 온수 집중 관(341)을 통하여 배출되거나 또는 오리피스 배출구(2123)로 유출되어 온수탱크(21) 내부를 순환함으로써 대류에 의한 열 순환을 일으킨다.
따라서 온수탱크(21) 내부의 히터(211)가 가동 정지된 시점으로부터 상당한 시간이 경과하여 온수탱크(21) 내부의 온수 온도가 미온수 보다 더 낮아진 경우에도, 미온수 수요가 발생될 경우, 온수탱크(21) 내부의 온수 온도가 미온수 온도에 도달되기 이전에도 히터(211) 가동으로부터 단시간 내에 열 집중 순환 유닛(212) 내부의 온수 온도가 미온수에 도달되면 즉시 미온수의 공급이 가능하게 된다. 이로써, 온수탱크(21) 내부의 온수 전체를 최소한 미온수 온도로 올리기 위해서 불필요한 전력 또는 연료가 소모되는 것이 방지될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 : 케이스부 11 : 전방 케이스
12 : 후방 케이스 13 : 캐스터
21 : 온수탱크 22 : 세척액 탱크
31 : 냉수 유입구 32 : 메인 공급 관
33 : 온수탱크 공급 관 34 : 온수 배출 관
35 : 온수 조절 밸브 36 : 냉수 조절 밸브
37 : 미온수 배출 관 38 : 냉수 분기 관
40 : 메인 펌프 51 : 컨트롤 패널
52 : 제어반 211 : 히터
212 : 열 집중 순환 유닛 213 : 플로트
214 : 상부 해치 311 : 냉수 유입 조절 밸브
341 : 온수 집중 관 531 : 온수 온도 센서
532 : 미온수 온도 센서 2121 : 유닛 몸체
2122 : 벨마우스 2123 : 오리피스 배출구

Claims (6)

  1. 히터(211)가 내장되어 공급받는 냉수가 가열되어 저장되는 온수탱크(21)와, 온수탱크(21)와 이격되어 설치되는 세척액 탱크(22)로 이루어지는 탱크부와;
    냉수를 외부로부터 공급받아 일부는 온수탱크(21)로 이송하여 가열시키고 나머지는 온수탱크(21)에서 가열된 온수와 혼합시켜 온수와 냉수의 중간 온도인 미온수로 형성되게 하여 배출시키게 구성되는 배관부와;
    상기 배관부를 구동시켜 냉수와 온수를 이송시키는 메인 펌프(40)와;
    상기 히터(211)와 메인 펌프(40) 및 배관부에 설치된 하나 이상의 밸브를 제어시키는 제어부; 및,
    상기 온수탱크(21)를 둘러싸는 전방 케이스(11)와, 세척액탱크와 배관부와 메인펌프 및 제어부를 둘러싸면서 전방 케이스(11)에 결합되는 후방 케이스(12)와, 전방 케이스(11) 및 후방 케이스(12)의 저면에 설치되는 캐스터(13)로 이루어지는 케이스부(10);로 구성되어,
    세재가 가장 잘 녹을 수 있는 최적의 미온수를 즉석에서 공급시킬 수 있는 미온수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배관부는 냉수가 유입되는 메인 공급 관(32)과, 메인 공급 관(32)으로부터 두 갈래로 분기되는 관 중 하나의 관으로서 냉수 중 일부를 온수탱크(21)로 공급시키는 온수탱크 공급 관(33)과, 온수탱크(21)의 하부에 연결되는 온수 배출 관(34)과, 상기 두 갈래로 분기되는 관 중 나머지 관으로서 온수 배출 관(34)으로 연결되는 냉수 분기 관(38) 및, 온수 배출 관(34) 및 냉수 분기 관(38)이 만나서 연결되는 지점으로부터 외부로 연결되는 미온수 배출 관(37)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미온수기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온수탱크(21)에는 플로트(213)가 설치되어 온수탱크(21)에 채워지는 물이 일정한 수위 이상이 되면 제어부에서 온수탱크 공급 관(33)을 차단시키는 것을 특징으로 하는 미온수기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 온수탱크(21) 내부에 설치되는 제1온도센서와, 미온수 배출관에 설치되는 제2온도센서를 더 포함하여, 제2온도센서의 측정 온도가 목표로 하는 미온수 온도보다 낮을 경우에는 목표로 하는 미온수 온도에 대응되는 온수탱크(21) 내부 온도까지 제1온도센서의 측정 온도가 상승하도록 히터(211)를 가동시키면서 온수 배출 관(34)에서 배출되는 온수 배출 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 미온수기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온수탱크(21)에 설치된 히터(211)에는 히터(211) 외부에 히터(211)를 둘러싸는 관 형태로서 히터(211) 주변의 온수 온도를 더욱 증가시키면서 온수를 순환시키는 열 집중 순환 유닛(212)이 설치되는 것을 특징으로 하는 미온수기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열 집중 순환 유닛(212)은 내부에 히터(211)가 배치되고 일단은 개방되며 타단은 밀폐된 형태의 관으로서, 방사상으로 복수개의 오리피스 배출구(2123)가 형성되어, 상기 일단으로 유입되는 물이 가열되면서 오리피스 배출구(2123)를 통해 배출됨으로써, 온수탱크(21) 내부의 물이 대류가 일어나는 과정에서 히터(211) 인접부위에 열이 집중되며,
    상기 온수 배출 관(34)과 열 집중 순환 유닛(212) 내부는 온수 집중 관(341)으로 연결되어, 히터(211) 주변에서 집중적으로 가열된 온수가 온수 배출 관(34)을 통하여 냉수 분기 관(38)과 만나는 것을 특징으로 하는 미온수기.
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