KR20170134017A - 정수기 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수기 냉각장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열전소자의 흡열을 이용하여 정수기 물을 유로를 통해 1차와 2차로 구분하여 냉각함으로써 순간 냉각효율을 높일 수 있는 정수기 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 정수기 냉각장치는, 물이 저장되는 저장 탱크에 1차 유로가 형성되고 상기 1차 유로 하부에 2차 유로가 1차 유로보다 얕게 형성되는 냉각 본체와, 소정의 두께를 갖는 열 양도체의 판 형상을 하고 상기 냉각 본체에 결합되는 흡열 커버와, 상기 흡열 커버에 부착되고 양면 중 일면이 흡열하면 타면이 발열하여 1차 유로와 2차 유로의 물을 냉각하는 열전소자, 및 상기 열전소자의 타면에 부착되어 열전소자 타면의 열을 흡수하여 방열하는 히트싱크를 포함하여 구성된다.

Description

정수기 냉각장치 {Wwater purifier cooling device}

본 발명은 정수기 냉각장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열전소자의 흡열을 이용하여 정수기 물을 유로를 통해 1차와 2차로 구분하여 냉각함으로써 순간 냉각효율을 높일 수 있는 정수기 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 정수기에서 열전소자를 이용한 냉각수 공급시스템은 대부분 물을 저장하는 탱크에 열전소자를 설치하여 열전소자의 흡열기능에 의하여 탱크에 담긴 물을 냉각시키는 구조이다.

이러한 열전소자를 이용한 냉각장치는 탱크에 담긴 전체의 물을 냉각시키는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 탱크에 담긴 물이 충분한 열 교환 작용을 수행하지 못하고 배출될 수 있기 때문에 순간 냉각효율을 얻을 수 없는 문제점이 있다.

예를 들어 선행기술문헌 등록실용신안 제20-0226905호(열전반도체소자를 이용한 냉각수 공급장치)는 물탱크의 내부에 유입구로 유입된 물이 지그재그식으로 흘러서 유출구로 배출되도록 통공이 형성된 다수개의 열전도성 격판을 설치하고 있는 바, 이는 열전반도체소자의 흡열부가 물탱크의 열을 흡수하여 물탱크와 격판이 냉각되도록 하는데 냉각된 물탱크 내로 유입된 물은 다수개의 격판을 지그재그식으로 거치면서 격판 및 물탱크와 열 교환되어 충분히 냉각된 뒤 유출구를 통하여 배출되게 한 것이다.

이는 물탱크 내에 물의 체류시간이 길어지게 되고 물이 냉각된 물탱크 및 격판과 접하므로 물탱크로 유입된 물의 냉각효율이 향상되도록 한 것이나, 물탱크에 담긴 전체의 물을 냉각시키는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 순간 냉각효율을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

등록번호 제20-0226905호(공고일자 2001년06월15일) 등록번호 제10-1262719호(공고일자 2013년05월09일)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열 양도체 블록의 흡열을 이용하여 블록 내부의 1차 유로의 물을 일정 저온의 온도로 냉각하고, 물은 적게 흐르게 하면서 표면적은 최대로 형성된 2차 유로를 이용하여 1차 냉각된 일정량의 물을 냉각하여, 순간 냉각 효율을 높일 수 있도록 하는 정수기 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 정수기 냉각장치는, 물이 저장되는 저장 탱크에 1차 유로가 형성되고 상기 1차 유로 하부에 2차 유로가 1차 유로보다 얕게 형성되는 냉각 본체;

소정의 두께를 갖는 열 양도체의 판 형상을 하고 상기 냉각 본체에 결합되는 흡열 커버;

상기 흡열 커버에 부착되고 양면 중 일면이 흡열하면 타면이 발열하여 1차 유로와 2차 유로의 물을 냉각하는 열전소자; 및

상기 열전소자의 타면에 부착되어 열전소자 타면의 열을 흡수하여 방열하는 히트싱크;

를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 저장 탱크 내부에 다수의 칸막이가 상하로 수평 배열되되, 상하로 배열된 칸막이의 좌우 양측이 교대로 개방되는 것에 의해 칸막이 사이와 개방된 칸막이의 좌우 양측이 서로 연통되어 지그재그 형상의 1차 유로가 형성되고,

상기 1차 유로 하부에 소정깊이의 요홈이 1차 유로와 연통되게 수평으로 다수 형성되되, 상하 요홈 사이의 격벽의 좌우 양측이 교대로 개방되는 것에 의해 요홈과 개방된 격벽의 좌우 양측이 개방되어 지그재그 형상의 2차 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡열 커버는 냉각 본체와 결합되는 일면이 스테인리스(SUS)로 이루어지고 그 반대의 타면이 알루미늄(Al)으로 이루어져 서로 열 용착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 흡열 커버에 2차 유로와 대응되게 소정깊이의 요홈이 수평으로 다수 형성되되, 격벽에 의해 분리되어 2차 보조 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열전소자가 부착되는 흡열 커버와 히트싱크에 스페이서가 각각 돌출 형성되어, 상기 스페이서에 열전소자가 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2차 유로의 유출구에 펌프가 연결되어, 상기 펌프를 이용하여 흐르는 샘물 원리를 이용, 2차 유로의 냉각 온도를 빙점 이하로 관리하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 열전소자는 유로의 수만큼 상하에 2개 구비되어 상부의 열전소자에 전원을 인가하여 1차 유로의 물을 일정 온도로 제어하여 관리하고, 2차 유로의 물은 하부의 열전소자에 저전류의 전원을 공급하여 빙점을 관리하며 물을 식용으로 사용시 하부의 열전소자에 저전류가 아닌 다른 전류를 공급하는 다중 온도로 제어하여 관리하는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제의 해결 수단에 의하면, 열 양도체 블록의 흡열을 이용하여 블록 내부의 1차 유로의 물을 일정 저온의 온도로 냉각하고, 물은 적게 흐르게 하면서 표면적은 최대로 형성된 2차 유로를 이용하여 1차 냉각된 일정량의 물을 냉각하여 순간 냉각 기능을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 냉각 효율성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정수기 냉각장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1을 다른 각도에서 본 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 의해 조립된 정수기 냉각장치의 조립 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 냉각 본체의 사시도이다.

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 정수기 냉각장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1을 다른 각도에서 본 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 의해 조립된 정수기 냉각장치의 조립 사시도이며, 도 4는 도 1에 나타낸 냉각 본체의 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 정수기 냉각장치(100)는 냉각 본체(110), 히트싱크(120), 열전소자(130), 흡열 커버(140), 실링부재(150), 냉각팬(160) 및 펌프(170)를 포함하여 구성된다.

여기서 흡열 커버(140)는 열이 잘 통하는 열 양도체이고, 냉각 본체(110)는 열이 통하지 않는 열 부도체이다.

수지와 같은 열 부도체인 냉각 본체(110)는 대략 직사각형 형상을 하고 상하좌우 테두리에 흡열 커버(140)와 한 쌍으로 결합할 수 있도록 플랜지(116)가 형성된다.

상기 냉각 본체(110)의 상단부에 정수된 물이 유입되는 유입구(113)가 형성되고 하단부에 냉각된 물이 유출되는 유출구(118)가 형성되며, 그 사이에 1차 유로(114)와 2차 유로(116)가 구비된다.

상기 유입구(113)에 연통되어 물을 저장하는 저장 탱크(111)가 냉각 본체(110)의 상부에 형성되고, 상기 저장 탱크(111) 내부에 도면에서 다수의 칸막이(112)가 상하로 수평 배열되되, 상하로 배열된 칸막이(112)의 좌우 양측이 교대로 개방되는 것에 의해 칸막이(112) 사이와 칸막이(112)의 개방된 좌우 양측이 서로 연통되어 지그재그 형상의 1차 유로(114)를 형성한다.

이와 같은 지그재그 형상의 1차 유로(114)에 의해 일정량 유입된 물이 충분한 열 교환이 가능하도록 유로 흐름 공간을 마련할 수 있으며, 냉각된 물이 냉각되지 않은 물과 섞이지 않고 냉각된 물만 배출되어 후술하는 2차 유로(116)에 공급할 수 있다.

상기 냉각 본체(110)의 하부는 소정 두께를 갖는 판 형상으로, 1차 유로(114) 하부에 소정깊이의 요홈이 1차 유로(114)와 연통되게 수평으로 다수 형성되되, 상하 요홈 사이의 격벽(115)의 좌우 양측이 교대로 개방되는 것에 의해 요홈과 격벽(115)의 개방된 좌우 양측이 개방되어 지그재그 형상의 2차 유로(116)가 1차 유로(114)보다 얕게 형성된다.

이와 같은 지그재그 형상의 얕게 형성된 2차 유로(116)에 의해 물이 하나(한 줄기)의 흐름으로 이루어진 작은 유로를 형성하여 순간 냉각이 가능하도록 유로의 표면적은 최대화하면서 유량은 최소화하므로, 흐르는 물에 대해 충분한 냉각 효율을 얻을 수 있다.

결국, 상기 냉각 본체(110)에는 열 양도체인 흡열 커버(140)로부터 흡수된 냉각 유체(물)의 흐름을 원활하도록 구성한 유체 흐름의 구조를 갖는다.

열 양도체이면서 상기 냉각 본체(110)에 결합되어 한 쌍을 이루는 흡열 커버(140)는 소정 두께를 갖는 판 형상으로 이루어진다.

이때 물의 누수를 막기 위해 상기 냉각 본체(110)와 흡열 커버(140) 사이에 실링부재(150)가 개재된 상태에서 한 쌍으로 결합할 수 있다.

상기 흡열 커버(140)의 하부에 상기 2차 유로(116)와 대응되게 소정깊이의 요홈이 수평으로 다수 형성되되, 격벽(143)에 의해 분리되게 형성되어 2차 보조 유로(144)가 1차 유로(114)보다 얕게 형성된다.

즉, 상기 2차 유로(116) 하나를 형성할 수도 있고, 그 표면적을 더 넓혀 순간 냉각할 수 있도록 2차 유로(116)와 2차 보조 유로(144)를 함께 형성할 수도 있다.

또한, 여기서는 1차 유로(114)와 2차 유로(116) 또는 2차 보조 유로(144)를 형성하여 물의 흐름을 1차와 2차로 두 번 분리하여 순간 냉각 효율을 높이는 것을 예를 들었으나, 그 이상으로 분리하여 순간 냉각 효율을 높일 수도 있다.

상기 흡열 커버(140)에서 냉각 본체(110)와 결합되는 일면(2차 유로가 형성된 면)은 물의 식용이 가능하도록 스테인리스(SUS)로 이루어지고 그 반대의 타면은 열 전달에 유리하도록 알루미늄(Al)으로 이루어져 스테인리스와 알루미늄이 열 용착될 수 있다.

또는 상기 흡열 커버(140)는 모두 알루미늄으로 이루어지되, 냉각 본체(110)와 결합되는 일면에 물을 식용할 수 있도록 테프론 코팅 처리할 수도 있다.

이와 같이 흡열 커버(140)로 알루미늄 재질을 사용하면서 물의 식용이 가능하도록 함으로써 열 교환 효율을 높일 수 있다.

상기 흡열 커버(140)의 타면에 돌출 형성된 스페이서(142)에 부착되는 열전소자(130)는, 양면 중 일면이 흡열하면 그 타면은 발열하도록 구성되는 것으로서, 여기서 흡열 커버(140)의 스페이서(142)에 부착되는 일면이 흡열하고 그 타면이 발열하도록 구성된다.

상기 흡열 커버(140)의 평판에 열전소자(130)의 일면을 직접 부착하는 경우 열전소자(130)의 두께가 3~4mm로 매우 얇아 흡열 커버(140)와 후술하는 열전소자(130)의 타면에 부착되는 히트싱크(120) 사이의 간격이 좁아질 수밖에 없고, 이에 의해 두께가 얇은 열전소자(130) 일면에서 흡열하는 열과 타면에서 발열하는 열이 반대편의 히트싱크(120)와 흡열 커버(140)에 영향을 미쳐 열 교환 효율이 떨어질 수밖에 없다.

이에 따라 결국 정수된 물을 냉각할 수 없거나 덜 차가워진 냉수가 될 수밖에 없다.

이를 위해 본 발명에서는 전술한 바와 같이 흡열 커버(140)에 스페이서(142)를 돌출 형성하여 그 스페이서(142)에 열전소자(130)의 일면을 부착하게 된다.

본 발명에서 상기 열전소자(130)는 유로의 수만큼 상하에 2개 구비되어 상부의 열전소자(130)에 전원을 인가하여 1차 유로(114)의 물을 일정 온도로 제어하여 관리하고, 2차 유로(116)의 물은 하부의 열전소자(130)에 저전류의 전원을 공급하여 빙점을 관리하며 물을 식용으로 사용시 하부의 열전소자(130)에 저전류가 아닌 다른 전류를 공급하는 다중 온도로 제어하여 관리한다.

상기 히트싱크(120)에도 스페이서(122)를 돌출 형성하여 그 스페이서(122)에 열전소자(130)의 타면을 부착하게 된다.

이와 같은 상태에서 흡열 커버(140)와 히트싱크(120)를 스크루나 볼트와 같은 결합부재(미도시)로 결합하게 되고, 이때 두 스페이서(142,122) 및 열전소자(130)의 두께만큼 흡열 커버(140)와 히트싱크(120) 사이의 간격이 넓어져 열전소자 일면에서 흡열하는 열과 타면에서 발열하는 열이, 반대편의 히트싱크(120)와 흡열 커버(140)에 영향을 미치지 않음으로써 열 교환 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 스페이서(122) 반대의 히트싱크(120)에는 다수의 방열핀(124)이 형성되며, 상기 방열핀(124)에는 방열핀(124)에서 방열된 열을 외부로 송풍시키는 송풍팬(160)이 구비된다.

상기 송풍팬(160)은 정수기의 용량에 따라 다수 개 구비될 수도 있다.

펌프(170)는 상기 2차 유로(116)의 유출구(118)에 연결되는 것으로, 상기 펌프(170)를 이용하여 2차 유로(116)에 미세한 양의 물이 흐르게 하여 냉각 온도를 빙점 이하로 관리하므로 충분한 냉각 효율을 얻을 수 있다(흐르는 샘물 원리).

이와 같은 정수기 냉각장치(100)의 구성에 의해 1차 유로(114)의 물을 열전소자(130)의 흡열에 의해 일정 저온의 온도로 냉각하고, 2차 유로(116)를 이용하여 1차 냉각된 일정 온도의 물을 순간 냉각이 가능하도록 열전소자(130)의 흡열을 통해 저온의 물을 얻을 수 있다.

이때 1차 유로(114)에서 필요시 내부에 요철 돌기를 형성하여 1차 유로(114)의 물과 접촉하게 함으로써 열 교환 효율을 최대화하여 물을 냉각할 수 있다.

2차 유로(116)는 상기 1차 유로(114)와 같은 형상의 구조를 하면서 물의 저장 능력이 없으나, 소량의 물을 흐르게 하여 열 교환 시간을 최대화함으로써 저온의 냉각수가 유출구(118)를 통해 유출된다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

100: 정수기 냉각장치 110: 냉각 본체
120: 히트싱크 130: 열전소자
140: 흡열 커버 150: 실링부재
160: 냉각팬 170: 펌프

Claims (7)

1. 물이 저장되는 저장 탱크에 1차 유로가 형성되고 상기 1차 유로 하부에 2차 유로가 1차 유로보다 얕게 형성되는 냉각 본체;
   소정의 두께를 갖는 열 양도체의 판 형상을 하고 상기 냉각 본체에 결합되는 흡열 커버;
   상기 흡열 커버에 부착되고 양면 중 일면이 흡열하면 타면이 발열하여 1차 유로와 2차 유로의 물을 냉각하는 열전소자; 및
   상기 열전소자의 타면에 부착되어 열전소자 타면의 열을 흡수하여 방열하는 히트싱크;
   를 포함하는 정수기 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저장 탱크 내부에 다수의 칸막이가 상하로 수평 배열되되, 상하로 배열된 칸막이의 좌우 양측이 교대로 개방되는 것에 의해 칸막이 사이와 개방된 칸막이의 좌우 양측이 서로 연통되어 지그재그 형상의 1차 유로가 형성되고,
   상기 1차 유로 하부에 소정깊이의 요홈이 1차 유로와 연통되게 수평으로 다수 형성되되, 상하 요홈 사이의 격벽의 좌우 양측이 교대로 개방되는 것에 의해 요홈과 개방된 격벽의 좌우 양측이 개방되어 지그재그 형상의 2차 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기 냉각장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡열 커버는 냉각 본체와 결합되는 일면이 스테인리스(SUS)로 이루어지고 그 반대의 타면이 알루미늄(Al)으로 이루어져 서로 열 용착되는 것을 특징으로 하는 정수기 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 흡열 커버에 2차 유로와 대응되게 소정깊이의 요홈이 수평으로 다수 형성되되, 격벽에 의해 분리되어 2차 보조 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 정수기 냉각장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자가 부착되는 흡열 커버와 히트싱크에 스페이서가 각각 돌출 형성되어, 상기 스페이서에 열전소자가 부착되는 것을 특징으로 하는 정수기 냉각장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 2차 유로의 유출구에 펌프가 연결되어, 상기 펌프를 이용하여 흐르는 샘물 원리를 이용, 2차 유로의 냉각 온도를 빙점 이하로 관리하는 것을 특징으로 하는 정수기 냉각장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 열전소자는 유로의 수만큼 상하에 2개 구비되어 상부의 열전소자에 전원을 인가하여 1차 유로의 물을 일정 온도로 제어하여 관리하고, 2차 유로의 물은 하부의 열전소자에 저전류의 전원을 공급하여 빙점을 관리하며 물을 식용으로 사용시 하부의 열전소자에 저전류가 아닌 다른 전류를 공급하는 다중 온도로 제어하여 관리하는 것을 특징으로 하는 정수기 냉각장치.

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