KR100631339B1 - Electric instant water heater - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 전기순간온수기를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an electric instant water heater according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 열교환부에 대한 정면도, 좌우측면도, 및 단면도이다.2 is a front view, a left and right side view, and a cross-sectional view of the heat exchanger of FIG. 1.
도 3은 도 2의 우측면도에 대한 단면도와, 이에 대한 좌우측면도 및 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of the right side view of FIG. 2, and left and right side views and a cross-sectional view thereof.
도 4는 도 1의 열교환부에 대한 분해도이다. 4 is an exploded view of the heat exchanger of FIG. 1.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1a: 열교환 수로 9: 제1히터1a: heat exchange channel 9: first heater
10: 제2히터 40: 온도센서10: second heater 40: temperature sensor
50: 밸브 60: 열교환부50: valve 60: heat exchanger
70: 제어부 70: control unit
본 발명은 전기히터를 이용하여 물을 순간적으로 가열하는 전기순간온수기에 관한 것이다.The present invention relates to an electric instant water heater for heating water instantaneously using an electric heater.
생수나 여과된 수돗물을 이용하는 식수용 냉온수기나 커피자판기 등에서 고온수를 얻는데는 온수탱크를 갖는 전기온수기가 주로 이용되고 있다. In order to obtain hot water from a cold or hot water machine or a coffee vending machine using bottled water or filtered tap water, an electric water heater having a hot water tank is mainly used.
이러한 온수탱크를 갖는 전기온수기는 85~90℃ 정도의 고온수를, 필요로 하는 즉시 이용할 수 있도록 하기 위해서 온수탱크 내의 코일히터와 자동온도조절기를 이용하여 항상 이 온도를 유지하게 된다. 이때 온수탱크 내의 고온수가 바로바로 사용되면 별 문제가 없으나, 예컨대 고온수가 며칠씩 사용되지 않는 경우에는 물맛이 현저히 나빠지게 된다. 이는 온수탱크 내에서 코일히터 주위의 물이 끓어서 순환되어 85~90℃ 정도의 수온을 유지하게 되는데, 이와같이 장시간 동안 같은 물이 반복적으로 끓게 되면 물이 변질되기 때문이다. The electric water heater having such a hot water tank always maintains this temperature by using a coil heater and a thermostat in the hot water tank so that hot water of about 85 to 90 ° C. can be immediately used as needed. At this time, if the hot water in the hot water tank is used immediately, there is no problem, for example, if the hot water is not used for several days, the water taste is significantly worse. This is because the water around the coil heater in the hot water tank boils and circulates to maintain a water temperature of about 85 ~ 90 ℃, because the water is deteriorated if the same water is boiled repeatedly for a long time.
한편, 목욕 등의 세정용이나 난방용으로 가스 또는 전기를 이용한 순간온수기가 많이 사용되고 있다. 이러한 순간온수기는 냉수에 순간적으로 고전력을 가하여 고온수를 얻는 것으로서, 위와 같은 소용량의 식수용 순간온수기에는 그대로 적용하기가 곤란하다. 왜냐하면 세정용이나 난방용의 경우 대량의 물이 사용되기 때문에 밸브개방시 처음에 배출되는 물이 반드시 고온일 필요가 없으나, 소량의 고온수를 필요로 하는 식수용 순간온수기에 있어서는 처음에 배출되는 물이 반드시 고온이어야 하기 때문이다. On the other hand, instantaneous water heaters using gas or electricity are often used for cleaning or heating such as baths. This instant water heater is to obtain a high temperature water by applying instantaneous high power to the cold water, it is difficult to apply to the instantaneous water heater for small capacity drinking water as described above. Because a large amount of water is used for washing or heating, the water discharged at the time of opening the valve does not necessarily have to be high temperature, but in the instantaneous water heater that requires a small amount of hot water, the water discharged initially is It must be high temperature.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물맛을 떨어뜨리지 않고도 밸브개방시 처음부터 고온수를 배출할 수 있도록 하는 전기순간온수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an electric instant water heater that can discharge the hot water from the beginning when opening the valve without dropping the taste of water.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 중 제1발명에 의한 전기순간온수기는 물이 통과하는 열교환 수로; 열교환 수로를 통과하는 물에 열을 전달하는 제1히터; 열교환 수로를 통과하는 물에 열을 전달하며 상기 제1히터와 이격되어 설치되는 제2히터; 열교환 수로의 온도를 감지하는 온도센서; 열교환 수로의 출구측에 설치되는 밸브; 및 제1히터, 제2히터, 온도센서, 및 밸브에 전기적으로 연결되며, 밸브가 닫혀 있는 경우 제1히터에 소정의 제1전력을 공급하여 열교환 수로를 통과하는 물의 온도가 소정의 보온온도로 자동으로 유지되도록 하며, 밸브가 열려 있는 경우 제1히터와 제2히터에 동시에 제1전력보다 큰 소정의 제2전력을 공급하여 출구측으로 배출되는 물의 온도가 상기 보온온도보다 높은 소정의 배출온도로 자동으로 유지되도록 하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the instantaneous electric water heater according to the first invention of the present invention is a heat exchange channel through which water passes; A first heater transferring heat to water passing through the heat exchange channel; A second heater transferring heat to water passing through a heat exchange channel and spaced apart from the first heater; A temperature sensor for sensing a temperature of the heat exchange channel; A valve installed at an outlet side of the heat exchange channel; And a temperature electrically connected to the first heater, the second heater, the temperature sensor, and the valve, and supplying a predetermined first electric power to the first heater when the valve is closed so that the temperature of the water passing through the heat exchange channel becomes a predetermined warming temperature. If the valve is open, supply the predetermined second power greater than the first power to the first heater and the second heater at the same time, the temperature of the water discharged to the outlet side to a predetermined discharge temperature higher than the warming temperature It includes a control unit to be automatically maintained.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명 중 제2발명에 의한 전기순간온수기는 물이 통과하는 열교환 수로; 열교환 수로를 통과하는 물에 열을 전달하는 히터; 열교환 수로의 온도를 감지하는 온도센서; 열교환 수로의 출구측에 설치되는 밸브; 및 히터, 온도센서, 및 밸브에 전기적으로 연결되며, 밸브가 닫혀 있는 경우 히터에 소정의 제1전력을 공급하여 열교환 수로를 통과하는 물의 온도가 소정의 보온온도로 자동으로 유지되도록 하며, 밸브가 열려 있는 경우 히터에 제1전력보다 큰 소정의 제2전력을 공급하여 출구측으로 배출되는 물의 온도가 상기 보온온도보다 높은 소정의 배출온도로 자동으로 유지되도록 하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the instantaneous electric water heater according to the second invention of the present invention is a heat exchange channel through which water passes; A heater transferring heat to the water passing through the heat exchange channel; A temperature sensor for sensing a temperature of the heat exchange channel; A valve installed at an outlet side of the heat exchange channel; And electrically connected to the heater, the temperature sensor, and the valve, and when the valve is closed, supplies a predetermined first electric power to the heater so that the temperature of the water passing through the heat exchange channel is automatically maintained at a predetermined warming temperature. And a control unit for supplying a predetermined second electric power greater than the first electric power to the heater when open so that the temperature of the water discharged to the outlet side is automatically maintained at a predetermined discharge temperature higher than the warming temperature.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1은 제1발명의 한 실시예에 의한 전기온수기를 도시한 것이고, 도 2 내지 도 4는 이러한 전기온수기의 열교환부(60)를 도시한 것이다. 1 illustrates an electric water heater according to one embodiment of the first invention, and FIGS. 2 to 4
제1발명은 열교환 수로(1a), 제1히터(9), 제2히터(10), 및 온도센서(40)를 포함하는 열교환부(60)와, 밸브(50)와, 제어부(70)를 포함한다(도 1 및 도 3 참조).The first invention includes a
먼저, 열교환 수로(1a)는 물이 이동하는 통로로서, 다양한 형태를 가질 수 있으나 도 4에서 보는 바와 같이 알루미늄과 같은 전도성이 큰 금속평판 상의 몸체(1, 1')에 수로가 형성되어 있는 형태를 가지는 것이 바람직하다.First, the
제1히터(9)와 제2히터(10)는 서로 이격되어 있으며 열교환 수로(1a)를 통과하는 물에 열을 전달한다. 이러한 히터로는 다양한 종류가 사용가능하나, 저온에서 급속하게 가열되고 온도가 올라갈수록 저항이 증가하여 소비전력이 낮아지는 PTC(Positive Temperature Coefficient thermister: 정저항온도계수 서미스터) 히터가 바람직하다. 제1히터(9)와 제2히터(10)는 열교환 수로(1a)에 열을 효율적으로 전달할 수 있다면 어디든 위치할 수 있으나, 도 4에서 보는 바와 같이 열교환 수로(1a)가 금속재질의 2개의 몸체(1, 1')에 형성되어 있는 경우에는 2개의 몸체(1, 1') 사이에 위치하는 것이 열전달 효율면에서 바람직하다. The
온도센서(40)는 열교환 수로(1a)의 온도를 감지하여 제어부(70)에 그 신호를 전달한다. The
밸브(50)는 열교환 수로(1a)의 출구측에 설치되어 고온수의 배출을 조절하며 밸브가 열리거나 닫힐 때 그 신호를 제어부에 전달한다. 이러한 밸브(50)로는 솔레 노이드 밸브가 바람직하다. The
제어부(70)는 제1히터(9), 제2히터(10), 온도센서(40), 및 밸브(50)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라 밸브(50)가 닫혀 있는 경우에는 제1히터(9)에 소정의 제1전력을 공급하여 열교환 수로(1a)를 통과하는 물의 온도가 소정의 보온온도(예컨대 60℃ 정도)로 자동으로 유지되도록 한다. 한편, 밸브(50)가 열려 있는 경우 제1히터(9)와 제2히터(10)에 동시에 상기 제1전력보다 큰 소정의 제2전력을 공급하여 출구측으로 배출되는 물의 온도가 상기 보온온도보다 높은 소정의 배출온도(예컨대 85~90℃ 정도)로 자동으로 유지되도록 한다. The
이와같이 본 발명에서는 물의 온도를 보온온도로 유지하고 있다가 배출시에 이를 더 가열하여 고온수를 얻게 된다. 이는 기존의 온수탱크를 갖는 전기온수기에서 항상 고온상태를 유지하고 있다가 필요시 그대로 배출하거나, 세정용 등의 전기순간온수기에서 냉수를 바로 가열하여 배출하는 방식과는 차이가 있는 것이다. As described above, the present invention maintains the temperature of the water at a warming temperature and further heats it when discharged to obtain hot water. This is different from the method of maintaining the high temperature in the electric water heater having the hot water tank at all times and discharging as it is needed, or directly discharging the cold water from the electric instant water heater for cleaning.
상기 보온온도는 제2히터(10)의 용량, 열교환부(60)가 갖는 온도상승 특성 등을 고려하여 적절히 설정된다. 밸브(50)가 닫혀 있는 경우에는 이 보온온도를 유지하기 위해서 제1히터(9)만이 열을 공급하게 되며, 밸브(50)가 열리게 되면 그 즉시 제1히터(9)와 제2히터(10) 각각에 설정된 최대전력이 공급되어 최단시간에 물의 온도가 보온온도에서 배출온도로 도달하도록 한다. 이러한 배출온도에 도달하면 제어부(70)에서 그 온도를 자동으로 유지하게 된다. 이 상태에서 다시 밸브(50)가 닫히게 되면 제어부(70)에서 다시 보온온도를 자동으로 유지하게 되며 그 온도보다 낮아지면 다시 제1히터(9)만이 열을 공급하게 된다. 이후 이러한 사이클이 반복된 다. The warming temperature is appropriately set in consideration of the capacity of the
이하에서 제1발명에 의한 전기순간온수기의 한 예에 대한 제조방법을 설명한다. Hereinafter, a manufacturing method for an example of an electric instant water heater according to the first invention will be described.
도 4에 도시한 형태를 갖는 알루미늄 재질의 2개의 몸체(1, 1') 사이에 제1히터(9)로서 220V, 1.5㎾, 100℃ 규격의 PTC 히터와, 제2히터(10)로서 220V, 1.5㎾, 180℃ 규격의 PTC 히터를 삽입하고 나사(21)로 고정한다. 고정된 몸체(1, 1')의 각각의 열교환 수로(1a)를 연결하기 위하여, 몸체(1, 1')의 일측면에 사이드 중간커버(2)와 사이드 커버(3)를 물이 새지 않도록 패킹과 함께 나사(22)로 고정한다. 다른 사이드 커버(4)에 제1히터 연결단자(7)와 제2히터 연결단자(8)를 절연에 유의하여 삽입·고정한 다음, 몸체(1, 1')의 타측면(입출구쪽)에 이 사이드 커버(4)를 물이 새지 않도록 패킹과 함께 나사(23)로 고정한다. 이 사이드커버(4)에 입구연결구(5)와 출구연결구(6)를 고정한다. 도 1에 도시한 것처럼 몸체(1, 1')의 일측에 온도센서(40)를 부착하고, 이렇게 온도센서(40)가 부착된 몸체(1, 1')의 외부에 단열재(24)를 씌운다.Between the two
조립이 완료된 열교환부(60)의 출구연결구(6)에 출구측 라인(16)을 연결하고 이 출구측 라인(16)에 솔레노이드 밸브(50)를 설치한다. 제어부(70)에 제1히터(9), 제2히터(10), 온도센서(40), 및 솔레노이드 밸브(50)를 결선하여 제품을 완성한다. 도 3 및 도 4의 미설명부호 2a는 열교환 수로 연결홈을, 도 1 내지 도 3의 미설명부호 30은 케이스를 나타낸다.The
이렇게 완성된 제품을 이용하는 경우, 보온온도는 60℃ 정도, 배출온도는 85~90℃ 정도로 설정되며, 보온시의 제1히터(9)의 소비전력(제1전력)은 200~300W 정도, 밸브개방시의 제1히터(9)와 제2히터(10)의 소비전력(제2전력)은 각각의 최대전력인 1.5㎾씩, 합해서 3㎾ 정도이다. 여기서 제1히터(9)는 그 정격전력인 1.5㎾보다 작은 전력(200~300W)을 사용하므로 전력제어가 필요하게 된다. 제2히터(10)는 그 정격전력인 1.5㎾가 그대로 소비전력이 되므로 별도의 전력제어를 필요로 하지 않는다. In the case of using the finished product, the thermal insulation temperature is set to about 60 ℃, the discharge temperature is about 85 ~ 90 ℃, the power consumption (first power) of the
다음으로, 제1발명에 의한 전기순간온수기의 다른 예에 대한 제조방법을 설명하면, 제1히터(9)로서 220V, 200W, 100℃ 규격의 PTC 히터와, 제2히터(10)로서 220V, 2.8㎾, 180℃ 규격의 PTC 히터를 사용한다. 이 방법에서는 제1히터(9)의 정격전력인 200W가 그대로 소비전력(제1전력)이 되고 제2히터(10)의 정격전력인 2.8 ㎾가 그대로 소비전력(제2전력은 3㎾)이 되므로 전력제어를 필요로 하지 않는다. 따라서 위의 예에 비해서 제어부의 구성이 간단해진다는 장점이 있다. 이 방법은 이렇게 제1 및 제2 히터(9, 10)의 정격전력이 다르고, 제어부의 구성이 간단해진다는 점을 제외하고는 위의 예와 동일하다.Next, a manufacturing method of another example of the instantaneous water heater according to the first invention will be described. As a
한편, 제2발명은 하나의 히터가 사용된다는 점에서 제1발명과 다르다. 제2발명의 경우에는 제어부에서 보온온도 유지시 이러한 하나의 히터에 제1전력(예컨대 200~300W)을 공급하고 고온수 배출시에 같은 히터에 제2전력(예컨대 3㎾)을 공급하게 된다. 히터로는 예컨대 220V, 3㎾, 180℃ 규격의 PTC 히터를 사용할 수 있을 것이다. 제2발명은 이렇게 히터가 하나이며 제어부의 기능이 약간 다르다는 점을 제외하고는 제1발명과 그 구성 및 작용이 동일하다. On the other hand, the second invention differs from the first invention in that one heater is used. In the case of the second invention, the control unit supplies the first electric power (for example, 200 to 300 W) to one such heater when the temperature is maintained, and the second electric power (for example, 3 kW) to the same heater when discharging the hot water. As the heater, for example, a PTC heater having a 220 V, 3 kW, and 180 ° C. specification may be used. The second invention has the same construction and operation as the first invention except that there is only one heater and the function of the controller is slightly different.
본 발명의 전기순간온수기는 주로 식수용으로 사용되나, 이에 한정되지 않고 밸브개방과 동시에 고온수를 배출시키는 것이 필요한 분야에는 어디든지 적용가능하다. The instantaneous electric water heater of the present invention is mainly used for drinking water, but is not limited thereto and can be applied to any field where it is necessary to discharge hot water at the same time as the valve is opened.
본 발명에 의한 전기순간온수기는 물맛을 떨어뜨리지 않고도 밸브개방시 처음부터 고온수를 배출할 수 있도록 한다.The instantaneous electric water heater according to the present invention allows to discharge hot water from the beginning when opening the valve without dropping the taste of water.
이상에서 살펴본 본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention described above has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. will be.
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |