KR100193877B1

KR100193877B1 - 인입수 온도 조절 장치

Info

Publication number: KR100193877B1
Application number: KR1019970003888A
Authority: KR
Inventors: 김광수
Original assignee: 정휘동; 청호정밀주식회사
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980067675A

Abstract

본 발명은 공급라인을 통해 흐르는 물을 순간 가열하여 적정온도로 유지공급하는 인입수 온도 조절장치에 관한 것으로, 인입수 온도를 조절하는 온도컨트롤러(10)와, 수류안내홈을 가진 하우징(20)과, 수류안내홈을 따라 흐르는 물을 가열하는 전열케이스(30)와 이 전열케이스(30)를 히팅하는 PTC소자(80)와 이 PTC소자(80)의 상하단에 배치되어 PCT소자에 전원을 인가하는 양극판(50)및 음극판(90)과, 상기 PTC소자(80)를 정위치에 배열시켜주는 PTC배열판(6)등으로 구성된 특징이 있다.

Description

인입수 온도 조절장치

본 발명은 흐르는 물을 순간 가열하여 적정온도로 유지공급 하는 인입수 온도 조절장치에 관한 것으로, 특히, 정수기의 인입수를 적정온도를 가열하여 정수기능의 저하를 방지할 수 있게한 인입수 온도조절장치에 관한 것이다.

근래에 들어 정수기능이 크게 향상된 정수기등이 많이 개발되고 있으나, 그 중에서도 역삼투압필터를 채용한 정수기의 정수효과가 가장 뛰어난 것으로 알려져 있다.

그러나, 역삼투압필터는 인입수의 수온이 낮을 경우 역삼투압필름에 형성되어 있는 아주작은 미세공이 수축되어 정수기능을 저하시키므로 인입수의 온도를 적정온도로 유지시켜야 할 필요가 있다.

그러함에도 불구하고 지금까지는 인입수의 온도에 큰 관심을 두지 않았기 때문에 정수기 사용자들은 특히 겨울철 인입수의 온도가 낮아져 정수기능이 저하된 경우에도 정수기를 그대로 사용할 수 밖에 없었던 문제점이 있었다.

따라서, 역삼투입필터 방식을 채용한 정수기의 경우 인입수의 온도를 적정온도로 유지해 줄 수 있는 기능이 요구되어 왔다.

본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점 및 요구조건을 해결하기 위하여 정수기로의 인입수를 적정온도로 가열하여 공급할 수 있는 인입수 온도 조절장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 소정개수의 장전공이 형성되어 있는 PTC배열판에 PTC소자를 배치하되 그 상하부에 PTC소자와 전기적으로 접촉되도록 양극판과 음극판을 설치하고 상기 양극판의 상부에 전열케이스를 설치하고 이 전열케이스를 수류안내홈의 직하법에 위치하도록 하우징의 내부에 중첩삽입시키며 상기 양극판과 음극판에 인가되는 전원은 온도컨트롤러에 의해 제어되도록 하며 온도 컨트롤러의 더어미스터와 바이메탈스위치는 하우징의 상면온도에 따라 작동되도록 하여서된 특징이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 분해 사시도

도 2는 본 발명의 조립단면도

도 3은 본 발명의 하우징 내부에 형성된 수로를 보여주기 위한 저면도

도 4는 본 발명의 컨트롤러의 회로도

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

10: 온도컨트롤러, 20: 하우징, 23: 수출안내홈,

30: 전열케이스, 40: 절연판, 50: 양극판,

60: PTC배열판, 61: 장전공, 80: PTC 소자,

81: 스프링, 90: 음극판, 100: PTC 받침판,

110: 하우징기판, TH: 더어미스터, BM: 바이메탈스위치,

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 조립상태 단면도이다.

도면부호 10은 온도컨트롤러로서, 본 발명의 가열장치의 온도를 컨트롤 하기위한 회로장치이며, 다음과 같은 회로구성을 갖는다.

즉, 분압저항(R1)과 온도에 따라 가변저항값을 갖는 더어미스터(TH)로부터 검출된 전압(E1)이 저항(R4)를 통해 비교기(OP)의 비반전입력단(+)에 인가되며, 저항(R2,R3)과 가변저항(VRI)으로 설정된 기준전압(E2)이 저항(R5)을 거쳐 비교기(OP)의 반전입력단(-)에 인가되도록 접속되고, 상기 비교기(OP)는 비반전입력단(+)과 반전입력단(-)에 인가된 전압으로 출력전압(Vo)을 결정하는 한편, 상기 출력전압(Vo)은 저항(R6)을 통해 포토다이오드(PD)에 인가되게 접속되며, 포토다이아드(PD)의 광신호에 의해 동작되는 다이액(DC)의 트리거 펄스신호로 부하(PTC소자(80), 양극판(50), 음극판(90)으로 이루어지는 히터)가 동작되도록 트라이액(TAC)을 구비하되,과열시 부하(히터)를 오프시키는 바이메탈스위치(BM)가 트라이액(TAC)과 전원(AC)사이에 개재 되어 있으며 미설명부호 C1은 콘덴서이며, R7,R8,C2는 트리거 펄스를 발생시키기 위한 저항 및 콘덴서이다.

20은 하우징으로서, 상부에 온도컨트롤러(10)를 설치하기 위한 재치부(21)가 형성되고 이 재치부(21)의 내부에는 온도컨트롤러(10)의 일부 소자인 바이메탈스위치(BM)와 더어미스터(TH)가 설치되는 감온소자 설치공간부(22)가 마련되어 있다.

또 상기 하우징(20)은 하방으로 개구된 캡(∩) 형상으로 구성되고 내부에 입수관(23a)과 출수관(23b)으로 연결되는 수류안내홈(23)이 도 3에 표시된 바와같이 지그재그형으로 좁고 길게 형성되어 있다.

또, 상기 하우징(20)의 하단에는 수개의 구멍(25)들이 천공된 플랜지(24)가 형성되어 있다.

30은 전열케이스로서, 전체형상이 상기 하우징(20)과 비슷하게 하법이 개구된 캡(∩) 형상으로 구성되고 그 상부는 하우징(20)에 형성된 수류안내홈(23)에 밀착되어 수류가 혼류되지 않으면서 수류안내홈(23)을 흐르는 물을 가열시켜주도록 편평한 가열면(31)이 형성되어 있다.

상기 전열케이스(30)는 다음에서 설명되는 히터의 열을 전도하여 수류안내홈(23)의 물을 가열시켜야 하므로 열전도성이 좋은 재질이어야 하고 동시에 물을 접하기 때문에 부식되지 아니하는 재질이어야 하므로, 바람직하게는 스테인레스 스틸이 좋다. 그리고 전열케이스(30)와 상기 하우징(20) 사이에는 패킹(33)을 개재시켜 수밀상태를 유지하여야 한다. 이 패킹(33)은 전열케이스(30)에 형성된 플랜지(32)에 의해 받쳐진다.

40은 전기적 절연판으로, 하기의 양극판과 전열케이스(30)사이에 설치되어 양극판의 전류가 전열케이스(30)에 전달되지 못하도록 하는 역할을 한다.

50은 전기도체재질의 양극판으로, 중앙에 통공(51)을 갖는 도너츠 형으로 구성되며 통공(51)의 내주변으로부터 단자(52)(52)가 연장형성되어 있다.

60은 PTC배열판으로, 외곽 동심원 상에 다수의 PTC 장전공(61)이 배설되어 있고 그 내측에 양극판(50)의 단자(52)(52)가 관통하는 단자 관통공 (62)(62)이 천공되어 있으며 중앙에는 PTC 고정너트(70)를 설치할 수 있는 너트재치부(63)가 마련되어 있다. 이 배열판(60)의 재질은 전기절연기능을 가진 것이어야됨은 물론이다.

80은 PTC(positive temperature coefficiemt)소자로서, 일반적인 정제형으로 형성되어 있고, 그 단자는 하방으로 부터 스프링(81)에 의해 탄압받도록 설치된다.

상기 스프링(81)은 PTC(80)소자들을 양극판(50)에 밀착시켜주는 역할과 함께 전기적 도선 역할을 겸하고 있다.

90은 전기도체재질의 음극판으로, 중앙에 통공(91)을 가지며 통공(91)의 내주변으로부터 단자(92)(92)가 연장형성되어 있다.

100은 PTC받침판으로, 중앙에 나사관통공(101)이 형성되고 그 주변에 양극판(50)과 음극판(90)의 단자(52)(92)(92)들이나 이 단자들에 연결되는 전선들이 관통하는 관통공(102)(103)이 형성되어 있다.

110은 상기 하우징(20)의 하방개구부를 덮어주는 하우징기판으로, 일측에 전선이 안내되는 전선안내홈(111)이 형성되어 있고, 외주변에 다수개의 나사체결공(112)이 형성되어 있다.

상기와 같은 각 부품은 다음과 같이 조립된다.

하우징(20)의 상부에 형성된 재치부(21)에 오링(26)을 얹고 그 위에 컨트롤러(10)를 재치한 다음 나사(27) 체결한다.

다음, 하우징(20)의 내부에는 패킹(33)과 전열케이스(30), 오링(71)이 끼워진 PTC고정너트(70), 절연판940), 양극판(50의 단자(52)가 관통공(62)에 끼워지도록 양극판(50)이 상부에 중첩된 PTC배열판 (60)을 차례로 적층하고, 상기 PTC배열판(60)의 각 장전공(61)마다 PTC소자(80)와 스프링(81)을 삽입시킨 후 그 하부에 음극판(90)의 단자(92)가 관통공(102)에 끼워지도록 음극판(90)이 상부에 중첩된 PTC받침판(100)을 차례로 중첩한 다음 PTC받침판(100)의 하방으로 부터 PTC고정나사(104)를 관통시켜 상부의 PTC고정너트(70)와 체결하고, 마지막으로 하우징 기판(110)과 하우징(20)을 구멍(25)과 나사체결공(112)을 통하여 나사(113) 체결하면 조립이 완료된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선, 온도컨트롤러(10)의 회로장치의 작용부터 설명하여 보면 상기와 같이 구성된 온도컨트롤러(10)는 비교기(OP)의 반전입력단(-)에 인가되는 기준전압(E2)은9VRI+R2/R2+VRI+R3)Vcc값으로 설정되며, 비교기(OP)의 비반전입력단(+)에 입력되는 검출전압(E1)은 (R1/R1+R_TH)Vcc 값으로 설정된다.

이에따라 비교기(OP)는 다음의 자료에 근거하여 출력전압(Vo)을 발생한다. 즉, 기준전압(E2)검출전압(E1) Vo=+Vcc,로 기준전압(E2)=검출전압(E1) Vo=+Vcc/2로, 기준전압(E2)검출전압(E1) Vo=0으로 발생한다.

이와같이 발생된 출력전압(Vo)에 따라 구동소자인 포토다이오드(PD), 쌍방향성 다이액(DC), 트라이액(TAC)을 도통시키는 일련의 과정을 통해 전원(AC)을 제어함으로써 부하(히터)를 단속한다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면 먼저, 온도를 검출하는 더어미스터(TH)가 설정온도 이상인 것으로 감지되면 이에 가변저항값을 갖는 더어미스터(TH)의 가변저항값(R_TH)이 감소되고 이에 검출전압(E1)은 식 (R1/R1+R_TH)Vcc에서 살펴본 바와 같이 검출전압(E1)이 상승된다.이러한 검출전압(E1)비교기(OP)에 입력되며, 비교기(OP)는 기준전압(E2)보다 클 경우 그 출력전압(Vo)을 0V로 발생시킨다.

따라서 출력전압(Vo)은 저항(R6)을 통해 0V가 포토다이오드(PD)에 인가되므로 다이액(DC) 및 트라이액(TAC)이 오프됨으로써 전원(AC)이 단속되어 부하(히터)가 동작 중지된다.

이후, 온도를 검출하는 더어미스터(TH)설정온도 이하인 것으로 감지되면 이에 가변저항값을 갖는 더어미스터(TH)의 가변저항값(R_TH)이 증가되고 검출전압(E1)은 식 (R1/R1+R_TH)Vcc에서 살펴본 바와 같이 검출전압(E1)이 저하된다. 이러한 검출전압(E1)은 비교기(OP)는 기준전압(E2)보다 작거나 같을 경우 그 출력전압(Vo)을 Vo=+Vcc나, 또는 Vo=+Vcc/2로 발생시킨다.

따라서 상기 출력전압(Vo)이 저항(R6)을 통해 포토다이오드(PD)에 인가되므로, 포토다이오드(PD)에서 광신호가 발생되고 이 광신호를 감지한 다이액(DC)의 트리거 펄스신호로 트라이액(TAC)이 온됨으로써 전원(AC)이 인가되어 부하(히터)가 동작된다.

한편, 전술한 동작이 계속진행되는 도중 어떤 원인으로 인해 온도변화가 심할 경우 한쪽으로 만곡되는 성질을 이용한 바이메탈스위치(BM1)가 즉시, 오프되어 전원(AC)을 차단시키므로 과열로 인한 위험을 방지할 수 있다.

상기와 같은 회로구성의 작용에 의해 PTC소자(80), 양극판(50),음극판(90)에 의해 전열케이스(30)가 가열되어 적정온도를 유지하게 되며, 이 전열케이스(30)는, 하우징(20)의 입수관(23a)으로 들어와 수류안내홈(23)을 흐르는 물을 적정온도로 데워 주게되고 가열된 물은 출수관을 통해 정수기를 공급되어진다. 상기 전열케이스(30)와 양극판(50)사이에는 절연판(40)이 개재되어 전열케이스(30)의 상면에 접하는 물에 전류가 전도되는것이 방지되고, 상기 PTC 소자(80)는 PTC소자배열판(60)에 의해 정위치에 정확하게 배열설치된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 정수기로 보내어지는 인입수의 온도(예로서 4℃)를 적정온도(예로서 11∼12℃)로 유지시켜 정수기에 내장된 역삼투압의 이상수축을 방지함으로써 정수기능이 저하됨을 방지해 주는 효과가 있으며, PTC소자를 이용하여 적은 소비전력으로 인입수를 희망온도 조건으로 가열할 수 있고, 특히 컨트롤 설정을 15℃에 맞추면 인입수온도가 15℃ 이내에서만 작동하므로 가열이 필요치 않는 하절기에는 자동 OFF 상태가 되므로 동절기에만 작동하게 되어 별도의 ON/OFF 수위치가 필요치 않는 등이 효과가 있다.

Claims

소정개수의 장전공(61)이 형성되어 있는 PTC배열판(60)에 PTC소자(80)를 배치하되 그 상하부에 PTC소자(80)와 전기적으로 접촉되도록 양극판(50)과 음극판(90)을 설치하고 상기 양극판(50)의 상부에 전열케이스(30)를 설치하고 이 전열케이스(30)를 수류안내홈(23)의 직하방에 위치하도록 하우징(20)의 내부에 중첩삽입시키며 상기 양극판(50)과 음극판(90)에 인가되는 전원은 온도컨트롤러(10)에 의해 제어되도록 하며 온도컨트롤러(10)의 더어미스터(TH)와 바이메탈스위치(BM)는 하우징(20)의 상면온도에 따라 작동하도록 구성하여서됨을 특징으로 하는 인입수 온도 조절장치.