물매트용 냉온수 보일러의 냉각타워 및 상기 냉각타워를 갖는 물매트용 냉온수 보일러{Cooling tower of cold and hot water boiler for water mat}
본 발명은 물을 순환시켜 매트를 난방 또는 냉방시키도록 하는 냉온수 보일러에 있어서, 상기 냉온수 보일러는 온수 생성 외에 선택에 따라 물을 차갑게 냉각시키기 위하여 별도의 냉각타워를 부설한 뒤 내부 유로를 통해 이송 중인 물이 외부 얼음통에 하여금 냉각되도록 한 것으로, 이송 중인 물을 신속하게 냉각하도록 함으로써, 사용자로 하여금 사계절 매트 사용이 가능하도록 함은 물론 편리한 냉난방 제어가 가능하고, 냉방에 따른 얼음통의 교환 교체가 용이하여 여름철 사용성이 개선되는 것을 특징으로 하는 물매트용 냉온수 보일러의 냉각타워 및 상기 냉각타워를 갖는 물매트용 냉온수 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 온수매트는 특허출원 제10-2009-0021259호(도 13참조)의 종래기술에 개시된 바와 같이, 매트본체(50)와, 온수보일러(60) 및 순환호스(70)로 크게 구성된다. 이때, 상기 매트본체(50)는 내측에 순환호스(70)를 수용하며 온수보일러(60)로부터 가열된 온수를 통해 난방되도록 형성된다. 이때, 상기 온수보일러(60)는 내측에 형성된 별도의 순환펌프와 순환호스(70)를 통해 이송되는 물을 임시적으로 집수시켜 순간 가열시키도록 형성되는 온수조와, 상기 온수조의 내측에 부설되어 경유하는 물을 설정된 온도로 가열시키도록 형성되는 히터와, 상기 히터의 설정온도를 제어하거나 순환펌프의 운전을 제어하도록 형성되는 제어장치로 크게 구성된다. 다시 말해, 종래의 온수매트는 일반적인 전기매트 전열선 대신 매트 내부에 난방수가 흐를 수 있는 호스관을 매설하고, 소형 전기 보일러로 가열한 물을 호스관(튜브) 내로 순환시키는 방법으로 매트를 가열할 수 있도록 형성된다. 그러나, 종래에는 오로지 온수만을 제공하여 겨울철에만 사용되는 온수매트가 제공되고 있을 뿐, 여름철에 사용할 수 있는 냉수 매트가 전무하여 소비자의 출시 요구가 계속되고 있는 실정이다. 이에, 최근에는 냉수를 온수와 개별로 구동하여 냉난방을 임의 선택에 따라 구동시킬 있는 매트가 출원(10-2005-0022394)되어 있기는 하나, 이러한 냉수 및 온수공급 방식은 난방의 경우 외부의 별도의 보일러에서 물을 가열하여 매트 내부에 공급하고, 이를 순환펌프로 돌려서 물을 순환시키는 방식으로 작동하며, 냉각의 경우 순환펌프로 물을 순환하여 물이 침대를 돌고 나서 외부의 컨트롤 장치를 거치는 사이 자연적으로 열을 발산하여 다시 매트로 공급되는 방식으로, 실제로 냉각되는 정도가 적을 뿐만 아니라 물이 공급되는 대상인 침대에 열원이 있을 경우 오히려 수온이 상승되어 실제적인 냉각효과가 거의 없는 문제점이 계속되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 물을 순환시켜 매트를 난방 또는 냉방시키도록 하는 냉온수 보일러에 있어서, 상기 냉온수 보일러는 온수 생성 외에 선택에 따라 물을 차갑게 냉각시키기 위하여 별도의 냉각타워를 부설한 뒤 내부 유로를 통해 이송 중인 물이 외부 얼음통에 하여금 냉각되도록 한 것으로, 이송 중인 물을 신속하게 냉각하도록 함으로써, 사용자로 하여금 사계절 매트 사용이 가능하도록 함은 물론 편리한 냉난방 제어가 가능하고, 냉방에 따른 얼음통의 교환 교체가 용이하여 여름철 사용성이 개선되는 것을 특징으로 하는 물매트용 냉온수 보일러의 냉각타워 및 상기 냉각타워를 갖는 물매트용 냉온수 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 냉각타워는 파동형 유로를 갖는 일 실시예로서, 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수관(111)과 출수관(112)이 형성되는 냉각탑(110)의 내부에 격벽(113)이 구비되어 산과 골을 이루면서 지그재그 형태의 유로(114)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100)와; 타워 본체(100)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210)이 형성되고, 끼움홈(210)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220)이 형성되는 얼음통(200)이; 구성되어 이루어진다. 이때, 상기 파동형 유로를 갖는 타워 본체의 냉각탑(110)은 외관이 원기둥, 다면체 형상 중 어느 하나로서, 상협하광의 사다리꼴 형태의 단면적을 이루도록 형성되고, 상기 얼음통의 끼움홈(210)은 냉각탑(110)의 외주면과 대응되도록 내주연이 형성되어 밀착되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 냉각타워는 분화폭포 형태의 유로를 갖는 다른 실시예로서, 하부에 엘보형 입수관(111-1)이 형성되고, 입수관(111-1)의 수직방향과 직교되는 일측 면상에 배수관(112-1)이 형성되는 냉각탑(110-1)의 내부에 격벽(113-1)이 구비되어 산과 골을 이루면서 분화폭포 형태의 유로(114-1)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100-1)와; 타워 본체(100-1)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210-1)이 형성되고, 끼움홈(210-1)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220-1)이 형성되는 얼음통(200-1)이; 구성되어 이루어진다. 이에, 상기 분화폭포 형태의 유로를 갖는 타워 본체의 냉각탑(110-1)은 상기 파동형 유로를 갖는 타워 본체의 냉각탑(110)과 동일하게 외관이 원기둥, 다면체 형상 중 어느 하나로서, 상협하광의 사다리꼴 형태의 단면적을 이루도록 형성되고, 상기 얼음통의 끼움홈(210-1)은 냉각탑(110-1)의 외주면과 대응되도록 내주연이 형성되어 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상술한 상기 타워 본체(100,100-1)는 저면에 발열수단(300)이 결합되도록 하되, 상기 발열수단(300)은 열전소자(310)가 타워 본체(100,100-1)의 일면에 직착되도록 형성되고, 상기 열전소자(310)의 일측에는 방열팬(320)을 갖는 방열판(330)이 결합되도록 하는 것이 가능하다. 또한, 상기 타워 본체(100,100-1)는 재질이 알루미늄으로 형성되고, 얼음통(200,200-1)은 알루미늄 또는 합성수지재로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 냉각타워를 이용한 물매트용 냉온수 보일러는 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수구(11)와 출수구(12)가 형성되고, 발열수단(13)에 의해 수용된 물이 가열되도록 하는 함체 형태의 물통(10)과; 상기 물통(10) 내의 물을 펌핑하여 일방향으로 순환시키도록 물통의 출수구(12)와 일측이 연결되고, 타측은 순환호스(2)의 일측과 연결되도록 하는 순환모터(20)와; 상기 순환모터(20)를 통해 배출되는 물은 매트(1) 내부로 유입되기 전에 냉각되도록 순환호스(2)의 일측 선상에 냉각타워(30)가 형성되도록 하되, 상기 냉각타워(30)는 파동형 유로를 갖는 일 실시예로서, 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수관(111)과 출수관(112)이 형성되는 냉각탑(110)의 내부에 격벽(113)이 구비되어 산과 골을 이루면서 지그재그 형태의 유로(114)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100)와; 타워 본체(100)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210)이 형성되고, 끼움홈(210)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220)이 형성되는 얼음통(200)이; 구성되어 이루어진다. 이에, 본 발명에 따른 냉각타워를 이용한 물매트용 냉온수 보일러는 냉각타워가 분화폭포 형태의 유로를 갖는 다른 실시예로서, 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수구(11)와 출수구(12)가 형성되고, 발열수단(13)에 의해 수용된 물이 가열되도록 하는 함체 형태의 물통(10)과; 상기 물통(10) 내의 물을 펌핑하여 일방향으로 순환시키도록 물통의 출수구(12)와 일측이 연결되고, 타측은 순환호스(2)의 일측과 연결되도록 하는 순환모터(20)와; 상기 순환모터(20)를 통해 배출되는 물은 매트(1) 내부로 유입되기 전에 냉각되도록 순환호스(2)의 일측 선상에 냉각타워(30)가 형성되도록 하되, 상기 냉각타워(30)는 하부에 엘보형 입수관(111-1)이 형성되고, 입수관(111-1)의 수직방향과 직교되는 일측 면상에 배수관(112-1)이 형성되는 냉각탑(110-1)의 내부에 격벽(113-1)이 구비되어 산과 골을 이루면서 분화폭포 형태의 유로(114-1)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100-1)와; 타워 본체(100-1)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210-1)이 형성되고, 끼움홈(210-1)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220-1)이 형성되는 얼음통(200-1)이; 구성되어 이루어진다. 이때, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 바이메탈 센서(13-1)를 갖는 코일형 히터(13-2)가 물통(10)의 내부에 내장되어 설정에 따라 물을 가열하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 가열 방법의 일 실시예로서, 순환모터(20)를 통해 배출되는 물이 매트(1) 내부로 유입되기 전인 순환호스(2)의 어느 일측 선상에서 형성되도록 하되, 도체로 된 열교환 금속관(13-3)이 단락된 순환호스(2) 사이에 형성되고, 상기 열교환 금속관(13-3)은 외주면에 에어 갭(13-4)을 두고 이격된 가열코일 지지물(13-5)이 형성되되, 상기 가열코일 지지물(13-5) 면상에는 가열코일(13-6)이 권선되어 IH(Induction Heating) 인버터 방식의 와전류 금속 가열 방식으로 인해 열교환 금속관(13-3)을 가열하도록 함으로써, 열교환 금속관(13-3) 내에서 이송 순환 중인 물을 간접 방식으로 가열하도록 하되, 열교환 금속관(13-3)의 입수단에는 물 온도 측정용 센서(133-1)가 구비되도록 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 가열 방법의 다른 실시예로서, 물통(10)의 저면에 형성되도록 하되, 에어 갭(13-4)을 두고 이격된 가열코일 지지물(13-5)이 형성되고, 상기 가열코일 지지물(13-5) 면상에는 가열코일(13-6)이 권선되어 IH(Induction Heating) 인버터 방식의 와전류 금속 가열 방식으로 인해 물통(10)의 하부면을 가열하도록 함으로써, 물통(10) 내에 수용된 물을 간접 방식으로 가열하도록 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 가열 방법의 또 다른 실시예로서, 순환모터(20)를 통해 배출되는 물이 매트(1) 내부로 유입되기 전인 순환호스(2)의 어느 일측 선상에서 형성되도록 하되, 상기 발열수단(13)은 입수배관(13-7)과 출수배관(13-8)을 갖는 배관이 도체로 된 금속판(133-3)의 내부에 형성되도록 하고, 상기 입수배관(13-7)과 출수배관(13-8)은 단락된 순환호스(2) 사이에서 결합되도록 형성되며, 상기 금속판(133-3)의 내부에는 히터 코일(13-9)이 내장되어 이송 순환 중인 물을 간접 방식으로 가열하도록 형성되어 이루어진다.
이와 같이, 본 발명은 물을 순환시켜 매트를 난방 또는 냉방시키도록 하는 냉온수 보일러에 있어서, 상기 냉온수 보일러는 온수 생성 외에 선택에 따라 물을 차갑게 냉각시키기 위하여 별도의 냉각타워를 부설한 뒤 내부 유로를 통해 이송 중인 물이 외부 얼음통에 하여금 냉각되도록 한 것으로, 이송 중인 물을 신속하게 냉각하도록 함으로써, 사용자로 하여금 사계절 매트 사용이 가능하도록 함은 물론 편리한 냉난방 제어가 가능하고, 냉방에 따른 얼음통의 교환 교체가 용이하여 여름철 사용성이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉온수 보일러가 적용된 냉온수 매트의 일 예시를 나타낸 개략적 구성도,
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 얼음통을 나타낸 예시도,
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 냉각타워의 일 실시예를 나타낸 예시도,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 냉각타워의 다른 실시예를 나타낸 예시도,
도 10 내지 도 12는 발열수단의 다양한 실시예를 나타낸 예시도,
도 13은 일반적인 온수매트를 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다. 먼저, 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 냉각타워는 파동형 유로를 갖는 일 실시예로서, 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수관(111)과 출수관(112)이 형성되는 냉각탑(110)의 내부에 격벽(113)이 구비되어 산과 골을 이루면서 지그재그 형태의 유로(114)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100)와; 타워 본체(100)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210)이 형성되고, 끼움홈(210)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220)이 형성되는 얼음통(200)이; 구성되어 이루어진다. 이때, 상기 파동형 유로를 갖는 타워 본체의 냉각탑(110)은 외관이 원기둥, 다면체 형상 중 어느 하나로서, 상협하광의 사다리꼴 형태의 단면적을 이루도록 형성되고, 상기 얼음통의 끼움홈(210)은 냉각탑(110)의 외주면과 대응되도록 내주연이 형성되어 밀착되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 냉각타워는 분화폭포 형태의 유로를 갖는 다른 실시예로서, 하부에 엘보형 입수관(111-1)이 형성되고, 입수관(111-1)의 수직방향과 직교되는 일측 면상에 배수관(112-1)이 형성되는 냉각탑(110-1)의 내부에 격벽(113-1)이 구비되어 산과 골을 이루면서 분화폭포 형태의 유로(114-1)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100-1)와; 타워 본체(100-1)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210-1)이 형성되고, 끼움홈(210-1)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220-1)이 형성되는 얼음통(200-1)이; 구성되어 이루어진다. 이에, 상기 분화폭포 형태의 유로를 갖는 타워 본체의 냉각탑(110-1)은 상기 파동형 유로를 갖는 타워 본체의 냉각탑(110)과 동일하게 외관이 원기둥, 다면체 형상 중 어느 하나로서, 상협하광의 사다리꼴 형태의 단면적을 이루도록 형성되고, 상기 얼음통의 끼움홈(210-1)은 냉각탑(110-1)의 외주면과 대응되도록 내주연이 형성되어 밀착되도록 하는 것이 바람직하다. 이때, 상술한 상기 타워 본체(100,100-1)는 저면에 발열수단(300)이 결합되도록 하되, 상기 발열수단(300)은 열전소자(310)가 타워 본체(100,100-1)의 일면에 직착되도록 형성되고, 상기 열전소자(310)의 일측에는 방열팬(320)을 갖는 방열판(330)이 결합되도록 하는 것이 가능하다. 또한, 상기 타워 본체(100,100-1)는 재질이 알루미늄으로 형성되고, 얼음통(200,200-1)은 알루미늄 또는 합성수지재로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 냉각타워를 이용한 물매트용 냉온수 보일러는 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수구(11)와 출수구(12)가 형성되고, 발열수단(13)에 의해 수용된 물이 가열되도록 하는 함체 형태의 물통(10)과; 상기 물통(10) 내의 물을 펌핑하여 일방향으로 순환시키도록 물통의 출수구(12)와 일측이 연결되고, 타측은 순환호스(2)의 일측과 연결되도록 하는 순환모터(20)와; 상기 순환모터(20)를 통해 배출되는 물은 매트(1) 내부로 유입되기 전에 냉각되도록 순환호스(2)의 일측 선상에 냉각타워(30)가 형성되도록 하되, 상기 냉각타워(30)는 파동형 유로를 갖는 일 실시예로서, 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수관(111)과 출수관(112)이 형성되는 냉각탑(110)의 내부에 격벽(113)이 구비되어 산과 골을 이루면서 지그재그 형태의 유로(114)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100)와; 타워 본체(100)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210)이 형성되고, 끼움홈(210)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220)이 형성되는 얼음통(200)이; 구성되어 이루어진다. 이에, 본 발명에 따른 냉각타워를 이용한 물매트용 냉온수 보일러는 냉각타워가 분화폭포 형태의 유로를 갖는 다른 실시예로서, 일측 및 타측에 각각 물 순환용 입수구(11)와 출수구(12)가 형성되고, 발열수단(13)에 의해 수용된 물이 가열되도록 하는 함체 형태의 물통(10)과; 상기 물통(10) 내의 물을 펌핑하여 일방향으로 순환시키도록 물통의 출수구(12)와 일측이 연결되고, 타측은 순환호스(2)의 일측과 연결되도록 하는 순환모터(20)와; 상기 순환모터(20)를 통해 배출되는 물은 매트(1) 내부로 유입되기 전에 냉각되도록 순환호스(2)의 일측 선상에 냉각타워(30)가 형성되도록 하되, 상기 냉각타워(30)는 하부에 엘보형 입수관(111-1)이 형성되고, 입수관(111-1)의 수직방향과 직교되는 일측 면상에 배수관(112-1)이 형성되는 냉각탑(110-1)의 내부에 격벽(113-1)이 구비되어 산과 골을 이루면서 분화폭포 형태의 유로(114-1)를 갖도록 형성되는 타워 본체(100-1)와; 타워 본체(100-1)의 외주면에 대응되면서 끼움 결합시 맞닿도록 내부 중앙에 하부가 개구된 끼움홈(210-1)이 형성되고, 끼움홈(210-1)을 기준으로 2중벽을 이루면서 형성되는 외측에는 얼음이 수용될 수 있도록 받이컵(220-1)이 형성되는 얼음통(200-1)이; 구성되어 이루어진다. 이때, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 바이메탈 센서(13-1)를 갖는 코일형 히터(13-2)가 물통(10)의 내부에 내장되어 설정에 따라 물을 가열하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 바이메탈 센서는 물통 내에서 코일형 히터가 물이 보족한 상태에서 과열되어 보일러가 타거나 화재가 발생하는 것을 차단하는 것으로, 히터가 설정된 온도 이상이 되면 운전을 정지시키도록 형성된다. 또한, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 가열 방법의 일 실시예로서, 순환모터(20)를 통해 배출되는 물이 매트(1) 내부로 유입되기 전인 순환호스(2)의 어느 일측 선상에서 형성되도록 하되, 도체로 된 열교환 금속관(13-3)이 단락된 순환호스(2) 사이에 형성되고, 상기 열교환 금속관(13-3)은 외주면에 에어 갭(13-4)을 두고 이격된 가열코일 지지물(13-5)이 형성되되, 상기 가열코일 지지물(13-5) 면상에는 가열코일(13-6)이 권선되어 IH(Induction Heating) 인버터 방식의 와전류 금속 가열 방식으로 인해 열교환 금속관(13-3)을 가열하도록 함으로써, 열교환 금속관(13-3) 내에서 이송 순환 중인 물을 간접 방식으로 가열하도록 하되, 열교환 금속관(13-3)의 입수단에는 물 온도 측정용 센서(133-1)가 구비되도록 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 가열 방법의 다른 실시예로서, 물통(10)의 저면에 형성되도록 하되, 에어 갭(13-4)을 두고 이격된 가열코일 지지물(13-5)이 형성되고, 상기 가열코일 지지물(13-5) 면상에는 가열코일(13-6)이 권선되어 IH(Induction Heating) 인버터 방식의 와전류 금속 가열 방식으로 인해 물통(10)의 하부면을 가열하도록 함으로써, 물통(10) 내에 수용된 물을 간접 방식으로 가열하도록 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 냉온수 보일러의 발열수단(13)은 가열 방법의 또 다른 실시예로서, 순환모터(20)를 통해 배출되는 물이 매트(1) 내부로 유입되기 전인 순환호스(2)의 어느 일측 선상에서 형성되도록 하되, 상기 발열수단(13)은 입수배관(13-7)과 출수배관(13-8)을 갖는 배관이 도체로 된 금속판(133-3)의 내부에 형성되도록 하고, 상기 입수배관(13-7)과 출수배관(13-8)은 단락된 순환호스(2) 사이에서 결합되도록 형성되며, 상기 금속판(133-3)의 내부에는 히터 코일(13-9)이 내장되어 이송 순환 중인 물을 간접 방식으로 가열하도록 형성되어 이루어진다. 즉, 이러한 본 발명은 겨울에 물통의 발열수단이 동작되어 난방을 제공하도록 형성되고, 여름에는 발열수단이 정지된 상태에서 냉각수단이 동작하여 냉방을 제공하도록 형성된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1 ... 매트 2 ... 순환호스
100 ... 타워 본체 110 ... 냉각탑
111 ... 입수관 112 ... 출수관
113 ... 격벽 114 ... 유로
200 ... 얼음통 210 ... 끼움홈
220 ... 받이컵 |
