JP6739813B2 - 予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置および家庭用浄水器 - Google Patents

Description

本発明は、瞬間温水装置に関するもので、より詳しくは複数のヒーターが選択的に駆動され、予め予熱された水を追加的に加熱する方法で、９０℃以上の温水を供給する、予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置および家庭用浄水器に関するものである。

浄水器などに使用される温水供給装置は、大きく分けて水のタンク内にヒーターを設置するタンク型と供給される水に対して必要な時にヒーターを利用し加熱する瞬間温水型の二種類がある。

タンク型温水供給装置は、温水の使用有無に係わらずタンク内の水の温度が常に設定温度を維持するため、待機電力の浪費とタンクが空間を大きく取ることになる。従って、最近では使用者の要請を反映し、瞬間的に水を加熱し、温水を供給する瞬間温水供給装置が広く使用されている（例えば、特許文献１参照）。

従来の瞬間温水供給装置の場合、使用者が温水を取水しようとした時、常温水タンクからヒータータンクに流入される水を加熱して使用者に提供するため、出水される温水の温度が低く、使用者に供給するまでの時間が多く所要され、抽出流量が相対的に少ないといった問題点があった。

また、ヒータータンク内部の水を短時間で加熱するため、高い出力が発生するので使用環境によっては家庭の遮断器（ブレーカー）が作動し、入力電源が遮断される問題が発生することがあった。

大韓民国登録特許公報第１０−０４０９１５７号

従って、本発明が解決しようとする課題はこのような従来の問題点を解決するためのもので、９０℃以上の温水を充分かつ迅速に供給でき、加熱時に所要される電力を低め、安定的に動作できる予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置を提供することである。

その他、本発明の目的は添付された図面を参照して説明される本発明の詳細な説明によってすべて達成できる。

上記のような目的を達成するために、本発明の予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置は、前面部が開放され、当該前面部と対向する後面部と周面部とで扁平な筐体形状に形成された温水ハウジング（１００）；前記温水ハウジング（１００）の前面をカバーするように結合される蓋部（２００）；前記温水ハウジング（１００）の内部に装着される熱源がパイプ内に発熱線が設置されるシーズヒーターであって、前記パイプが上下方向に延びて巻回されることによって前記扁平な筐体形状の温水ハウジング（１００）内に納まるように配置され、前記蓋部（２００）でカバーされた前記温水ハウジング（１００）の内部に供給された水を目標温度より低い第１温度に予熱する予熱ヒーター（５００）；前記温水ハウジング（１００）の前記後面部および前記蓋部（２００）にそれぞれ装着される熱源が、それぞれセラミック加熱板がコーティングされるルテノックスヒーターであって、前記温水ハウジング（１００）の前記後面部および前記蓋部に設けられた前記ルテノックスヒーターで前記予熱ヒーター（５００）を両側から挟むように互いに対向するように配置して前記第１温度に予熱された水を前記目標温度であるもっと熱い第２温度に加熱する主加熱ヒーター（６００）；および平常時には前記予熱ヒーター（５００）の電源は入力し、前記主加熱ヒーター（６００）の電源は遮断し、前記温水ハウジング（１００）に入っている水を前記予熱ヒーター（５００）で前記目標温度より低い前記第１温度を維持する待機モードで待機し、使用者のボタン信号が入力されたら、前記主加熱ヒーター（６００）の電源を入力し、第１温度の水を前記目標温度である前記第２温度に瞬間的に加熱する瞬間加熱モードに転換する制御部；を含めることを特徴とする。

本発明による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置において、前記予熱ヒーター（５００）の出力が前記主加熱ヒーター（６００）の出力より低く構成されることができる。

本発明による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置において、前記温水ハウジングの内部の水の温度と熱量及び時間との関係において、前記温水ハウジングの内部の水を所定温度から前記第２温度まで上昇させるために要する加熱所要時間を示す第１曲線と、前記温水ハウジングの内部の水を所定温度から前記第２温度まで上昇させるために要する所要熱量を示す第２曲線とが交差する点の温度が前記第１温度に設定されることができる。

本発明による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置において、前記ハイブリット瞬間温水装置（１０）は、浄水器本体（３）に装着され、前記ハイブリット瞬間温水装置（１０）は、前記温水ハウジング（１００）の上部に結合され加熱されていない水を前記温水ハウジング（１００）の内部へ供給する給水管（３００）；および前記温水ハウジング（１００）の下部に結合され前記第１温度に予熱された水または前記第２温度に予熱された水が排出される排出管（４００）；をさらに含み、前記浄水器本体（３）にはコップが置かれる置き台の上に一定の高さで設置される出水管（４）と、別途の冷却装置により冷却された水を前記出水管（４）に伝達する第１連結管と、加熱されていない水を前記出水管（４）に直接伝達する第２連結管と、前記排出管（４００）と前記出水管（４）を連結する第３連結管が具備されることができる。

本発明による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置において、前記浄水器本体（３）には、前記第１連結管を電気的信号により開閉する第１電磁弁、前記第２連結管を電気的信号により開閉する第２電磁弁および前記第３連結管を電気的信号により開閉する第３電磁弁がさらに具備され、前記浄水器本体（３）の上部には、前記制御部にそれぞれ独立的な信号を出力する冷水ボタン（Ｂ１）、温水ボタン（Ｂ２）、中温水ボタン（Ｂ３）および直水ボタン（Ｂ４）がそれぞれ具備され、前記制御部は、前記冷水ボタン（Ｂ１）、温水ボタン（Ｂ２）、中温水ボタン（Ｂ３）および直水ボタン（Ｂ４）のうちいずれひとつのボタン信号によって、前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、前記第３電磁弁を選択的に制御することが出来る。

本発明の予熱ヒーターを含めるハイブリット瞬間温水装置によると、温水ハウジングの内部に供給された水を予め一定温度に予熱し、使用者の入力信号に従い選択的に水を瞬間加熱することにより、所望の温度で温水が供給されることができ、温水を供給するまでの所要時間が短縮することができ、充分な流量で温水を供給することができる効果を得ることが出来る。

また、本発明は水が予め予熱された状態であるため、瞬間加熱に必要な電力が相対的に減ることで、高い出力によりブレーカーが落ちる問題を解消することが出来、高温の温水を使用するときだけ過熱するため、省電力の側面でも有利な効果を得ることが出来る。

特に、本発明は４種類の温度のうち、使用者が所望する温度の水を選択的に供給することが出来る付加的な効果があり、特に、４５℃〜５０℃は赤ちゃんの粉ミルクを作るのに適切な温度のため、既存の粉ミルクポットの機能と浄水器の機能がひとつにまとまる特有の効果を得ることが出来る。

本実施例による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置の全体構造をレンダリングで表した図面である。 図１の予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置の分解斜視図である。 図１の予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置に設定された第１温度の数字限定意義を説明するための図面である。 図１の予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置が装着された家庭用浄水器を表した斜視図である。

以下、本発明による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置の実施例を添付された図面を参照し、詳しく説明する。本発明と関連して公知された技術に対する説明が本発明の要旨と重なることがあると判断される場合、公知された技術に対する具体的な説明を省略する。

図１は、本実施例による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置の全体構造をレンダリングで表した図面で、図２は、図１の予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置の分解斜視図で、図３は、図１の予熱ヒーターを含めるハイブリット瞬間温水装置に設定された第１温度の数字限定意義を説明するための図面である。

図１に示すように、本発明の一実施例による予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置（１０）は、複数のヒーターが選択的に駆動され予め予熱された水を追加的に加熱する方法で９０℃以上の温水を供給する装置として、温水ハウジング（１００）、蓋部（２００）、給水管（３００）、排出管（４００）、予熱ヒーター（５００）、主加熱ヒーター（６００）および制御部（未図示）を含めて構成される。

温水ハウジング（１００）は、図２に図示されたとおり、前面部が開放され、当該前面部と対向する後面部と周面部とで扁平な筐体形態で製作される。温水ハウジング（１００）の内部には水が入るので、温水ハウジング（１００）は、熱伝導係数が低い材質で製作されるか中間に断熱材が介在されることが望ましい。

蓋部（２００）は、開放された温水ハウジング（１００）の前面をカバーするように結合される。

給水管（３００）は、図１に図示されたように、温水ハウジング（１００）の上部に結合され、加熱されない水を温水ハウジングの（１００）の内部へ供給する管である。本実施例で給水管（３００）は、給水された水が後述される予熱ヒーター（５００）へすぐに落ちないように温水ハウジング（１００）の内部で側面に向け、折曲された形態で構成される。

排出管（４００）は、温水ハウジング（１００）の下部に結合され、第１温度に予熱された水または第２温度に加熱された水が排出される管である。本実施例で排出管（４００）は、温水ハウジング（１００）の側面で下部を向け折曲された形態で構成される。

予熱ヒーター（５００）は、図２に図示されたように、温水ハウジング（１００）の内部に装着される熱源として、温水ハウジング（１００）の内部に供給された水を第１温度に予熱する機能を果たす。

主加熱ヒーター（６００）は、温水ハウジング（１００）および蓋部（２００）にそれぞれ装着される熱源として、第１温度に予熱された水をさらに熱い第２温度に加熱する機能を果たす。

本実施例で予熱ヒーター（５００）は、温水ハウジング（１００）の内部を沿って螺旋形態で結合されたパイプ内に発熱線が設置されるシーズヒーターで、主加熱ヒーター（６００）は、温水ハウジング（１００）の内面と蓋部（２００）の内面にそれぞれセラミック加熱板がコーティングされるルテノックスヒーターである。

シーズヒーターは、螺旋形態のように多様な形態に加工するのに制限のない方式のヒーターであるので予熱ヒーター（５００）に適用され、ルテノックスヒーターは、面対面方式で多くの熱を伝達することができるので主加熱ヒーター（６００）に適用された。

予熱ヒーター（５００）は、水を低い第１温度に予熱することができれば充分であるためその出力は２００Ｗ〜６００Ｗで相対的に低く構成されることが設備側面で望ましく、主加熱ヒーター（６００）は、水を高い第２温度に加熱しなければならないのでその出力は１，５００Ｗ〜２，５００Ｗで相対的に高く構成されるのが機能上望ましい。

ここで、第２温度は９０℃に設定される。水は知られている通り、９０℃から沸くので、目標温度である第２温度は９０℃に設定される。

予熱温度である第１温度は多様に設定されることが出来るが、４５℃〜５５℃の間の温度に設定されるのが望ましい。その理由は次の通りである。

図３に図示されている通り、室内温度および給水された水の温度は１８℃前後である。目標温度である第２温度が９０℃である仮定の下、グラフ左側の第１曲線（Ｌ１）は、第１温度が１８℃から９０℃へ高くなることによる第２温度への加熱所要時間を表した線図で、グラフ右側の第２曲線（Ｌ２）は、第１温度が１８℃から９０℃へ高くなることによる第２温度への所要熱量を表した線図である。

両曲線が交わる地点の温度は約４５℃〜５５℃（季節別室内温度の差異を反映）で、水の予熱温度である第１温度が上記下限値温度より低いと、第２温度への加熱所要時間が長くなり、第１温度が上記上限値温度より高いと、第２温度への所要熱量が多くなる。

よって、第１温度が上記の数値範囲内で決定されることが熱エネルギー効率と待機時間側面で望ましい。

制御部（未図示）は平常時、予熱ヒーター（５００）の電源が入力、主加熱ヒーター（６００）の電源は遮断し、温水ハウジング（１００）に入っている水を第１温度に維持する待機モードでいて、使用者のボタン信号が入力されたら主加熱ヒーター（６００）の電源を入力し、第１温度の水を第２温度に瞬間的に加熱する瞬間加熱モードに転換する。

このように構成される本発明は、温水ハウジング（１００）の内部に予熱ヒーター（５００）を追加し、予め水の温度を第１温度、例えば５０℃を維持し、使用者が特定のボタンを押したら、主加熱ヒーター（６００）が作動し、第２温度、例えば９０℃以上の温度の温水が抽出される。

従来の瞬間温水供給装置の場合、使用者が温水を取水しようとした時、ヒータータンク内の水と温水出水流路の水を排水し、浄水タンクからヒータータンクに流入される水を加熱し使用者に供給することが故に、出水される温水の温度が低く、使用者に温水を供給するまでの時間が多く所要され、抽出流量が相対的に落ちる問題点があった。また、ヒータータンク内部の水を短時間内に加熱するため、高い出力が発生するので使用環境によっては家庭の遮断器が作動し、入力電源が遮断される問題点があった。

これに反して、本発明は温水ハウジングの内部に供給された水を予め一定温度に予熱し、使用者の入力信号に従い選択的に水を瞬間加熱するため、好みの温度で温水が供給されることが出来、温水を供給するまで所用される時間がその分短縮されることが出来、充分な流量で温水を供給することが出来る効果を得ることが出来る。

また、本発明は水が予め予熱された状態であるため、瞬間加熱に必要な電力が相対的に減ることで、高い出力による電力遮断問題を解消することが出来、高温水使用時のみ熱を加えるため、エネルギー効率的側面でも有利な効果を得ることが出来る。

図１で説明されていない図面符号５０は、温水ハウジング（１００）を固定するために装着されるブラケットで、図面符号６０は、水の温度制御のために温水ハウジング（１００）一面に設置されるバイメタルで、図面符号７０は、温水ハウジング（１００）の内部に入った水の温度を実時間で測定できる温度センサーである。

これからは、予熱ヒーターを含めるハイブリット瞬間温水装置が装着された家庭用浄水器について説明する。図４は、図１の予熱ヒーターを含めるハイブリット瞬間温水装置が装着された家庭用浄水器を表した斜視図である。

図１と図４を参照するとハイブリット瞬間温水装置（１０）は、浄水器本体に装着される。

浄水器本体（３）には、コップが置かれる置き台の上に一定の高さで設置される出水管（４）と、別途の冷却装置によって冷却された水を出水管（４）に伝達する第１連結管（Ｐ１）と、加熱されていない水を出水管（４）に直接伝達する第２連結管（Ｐ２）と、排出管（４００）と出水管（４）を連結する第３連結管（Ｐ３）が具備される。

また、浄水器本体（３）には、第１連結管（Ｐ１）を電気的信号により開閉する第１電磁弁（Ｓ１）、上記第２連結管（Ｐ２）を電気的信号により開閉する第２電磁弁（Ｓ２）、および第３連結管（Ｐ３）を電気的信号により開閉する第３電磁弁（Ｓ３）がさらに具備され、浄水器本体（３）の上部には制御部にそれぞれ独立的な信号を出力する冷水ボタン（Ｂ１）、温水ボタン（Ｂ２）、中温水ボタン（Ｂ３）、および直水ボタン（Ｂ４）がそれぞれ具備される。

制御部は、冷水ボタン（Ｂ１）、温水ボタン（Ｂ２）、中温水ボタン（Ｂ３）、および直水ボタン（Ｂ４）のうち、どれかひとつのボタン信号に従って、第１電磁弁（Ｓ１）、第２電磁弁（Ｓ２）、および第３電磁弁（Ｓ３）を選択的に制御するようになる。

例えば、冷水ボタン（Ｂ１）から第１信号が入力されると、制御部は待機モードを維持した状態で第１電磁弁（Ｓ１）だけを開放されるように制御する。出水管（４）から冷たい水が出るようになる。

温水ボタン（Ｂ２）から第２信号が入力されると、制御部は瞬間過熱モードに転換した後、水が９０℃までに加熱されたら、第３電磁弁（Ｓ３）だけを開放されるように制御する。出水管（４）から熱い水が出るようになる。

中温水ボタン（Ｂ３）から第３信号が入力されると、制御部は待機モードを維持した状態で第３電磁弁（Ｓ３）だけを開放されるように制御する。４５℃〜５０℃に予熱された温かい水が出るようになる。

直水ボタン（Ｂ４）から第４信号が入力されると、制御部は待機モードを維持した状態で第２電磁弁（Ｓ２）だけを開放されるように制御する。予熱／加熱されていない常温の水が出るようになる。

このように、本発明は４種類の温度中、使用者が望む温度の水を選択的に供給することが出来る付加的な効果が得られ、特に、４５℃〜５０℃は赤ちゃんの粉ミルクを溶かすのに適切な温度で、既存の粉ミルクポットの機能と浄水機器の機能がひとつに合体される特有の効果を得ることが出来る。

本発明の権利範囲は、上述した実施例および変形例に限定されるのではなく添付された特許請求範囲内で多様な形態の実施例に具現されることが出来る。特許請求範囲で請求する本発明の要旨を離脱することなく当該発明が属する技術分野で通常の知識を持ったものであれば誰でも変形可能な多様な範囲まで本発明の請求範囲記載の範囲内にあるものと見る。

１００：温水ハウジング
２００：蓋部
３００：給水管
４００：排出管
５００：予熱ヒーター
６００：主加熱ヒーター

Claims (5)

1. 前面部が開放され、当該前面部と対向する後面部と周面部とで扁平な筐体形状に形成された温水ハウジング（１００）；
   前記温水ハウジング（１００）の前面をカバーするように結合される蓋部（２００）；
   前記温水ハウジング（１００）の内部に装着される熱源がパイプ内に発熱線が設置されるシーズヒーターであって、前記パイプが上下方向に延びて巻回されることによって前記扁平な筐体形状の温水ハウジング（１００）内に納まるように配置され、前記蓋部（２００）でカバーされた前記温水ハウジング（１００）の内部に供給された水を目標温度より低い第１温度に予熱する予熱ヒーター（５００）；
   前記温水ハウジング（１００）の前記後面部および前記蓋部（２００）にそれぞれ装着される熱源が、それぞれセラミック加熱板がコーティングされるルテノックスヒーターであって、前記温水ハウジング（１００）の前記後面部および前記蓋部に設けられた前記ルテノックスヒーターで前記予熱ヒーター（５００）を両側から挟むように互いに対向するように配置して前記第１温度に予熱された水を前記目標温度であるもっと熱い第２温度に加熱する主加熱ヒーター（６００）；および
   平常時には前記予熱ヒーター（５００）の電源は入力し、前記主加熱ヒーター（６００）の電源は遮断し、前記温水ハウジング（１００）に入っている水を前記予熱ヒーター（５００）で前記目標温度より低い前記第１温度を維持する待機モードで待機し、使用者のボタン信号が入力されたら、前記主加熱ヒーター（６００）の電源を入力し、第１温度の水を前記目標温度である前記第２温度に瞬間的に加熱する瞬間加熱モードに転換する制御部；
   を含めることを特徴とする予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置。
2. 請求項１において、
   前記予熱ヒーター（５００）の出力が前記主加熱ヒーター（６００）の出力より低く構成されるのを特徴とする予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置。
3. 請求項１において、
   前記温水ハウジングの内部の水の温度と熱量及び時間との関係において、前記温水ハウジングの内部の水を所定温度から前記第２温度まで上昇させるために要する加熱所要時間を示す第１曲線と、前記温水ハウジングの内部の水を所定温度から前記第２温度まで上昇させるために要する所要熱量を示す第２曲線とが交差する点の温度が前記第１温度に設定されることを特徴とする予熱ヒーターを含むハイブリット瞬間温水装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれの項に記載されたハイブリット瞬間温水装置（１０）は、浄水器本体（３）に装着され、
   前記ハイブリット瞬間温水装置（１０）は、前記温水ハウジング（１００）の上部に結合され加熱されていない水を前記温水ハウジング（１００）の内部へ供給する給水管（３００）；および前記温水ハウジング（１００）の下部に結合され前記第１温度に予熱された水または前記第２温度に予熱された水が排出される排出管（４００）；をさらに含み、前記浄水器本体（３）には、コップが置かれる置き台の上に一定の高さで設置される出水管（４）と、別途の冷却装置により冷却された水を前記出水管（４）に伝達する第１連結管と、加熱されていない水を前記出水管（４）に直接伝達する第２連結管と、前記排出管（４００）と前記出水管（４）を連結する第３連結管が具備されることを特徴とする家庭用浄水器。
5. 請求項４において、
   前記浄水器本体（３）には、前記第１連結管を電気的信号により開閉する第１電磁弁、前記第２連結管を電気的信号により開閉する第２電磁弁および前記第３連結管を電気的信号により開閉する第３電磁弁がさらに具備され、前記浄水器本体（３）の上部には、前記制御部にそれぞれ独立的な信号を出力する冷水ボタン（Ｂ１）、温水ボタン（Ｂ２）、中温水ボタン（Ｂ３）および直水ボタン（Ｂ４）がそれぞれ具備され、前記制御部は、前記冷水ボタン（Ｂ１）、温水ボタン（Ｂ２）、中温水ボタン（Ｂ３）および直水ボタン（Ｂ４）のうちいずれひとつのボタン信号によって、前記第１電磁弁、前記第２電磁弁、前記第３電磁弁を選択的に制御することを特徴とする家庭用浄水器。