KR100686594B1 - 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수매트와, 온수공급호스 및 난방수회수호스에 의해 상기 온수매트와 연결된 전기보일러를 구비하는 온수매트장치로서, 상기 온수매트는, 온수관설치홈과 쿠션부재설치홈이 교대로 복수개 형성되는데, 그들의 경계부분에는 박음질이 되어 있는 상부커버천 및 하부커버천; 상기 쿠션부재설치홈의 내부에 충진되며 신축성을 갖는 재질로 제조되는 쿠션부재; 상기 온수관설치홈의 중간 부분에 삽입되어 있고 유연성을 갖는 재질로 제작되는 온수관; 및 상기 온수매트의 일측에 상기 온수관을 분배하기 위해 설치된 관분배기;를 포함하고, 상기 전기보일러는, 덮개와 하부케이스로 구분된 케이스; 상기 케이스의 내부에 설치되고 물을 가열하기 위한 발열체를 구비하는 물탱크실; 상기 물탱크실에 인접하여 상기 물탱크실에 연통되게 설치되는 압력조절장치; 상기 물탱크실에 연결되어 온수를 순환시키기 위한 순환펌프; 및 상기 물탱크실의 온수 가열과 순환펌프의 작동을 제어하기 위한 컨트롤장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전기보일러, 온수매트, 관분배기, 압력조절장치, 순환펌프, 연결장치

Description

밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치{HOT WATER MAT APPARATUS USING AIRTIGHT SMALL ELECTRIC BOILER}

도 1은 본 발명에 따른 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치의 개략적인 사시도;

도 2는 본 발명의 쿠션부재와 온수관이 분리 설치되어 있는 상태를 나타낸 부분 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 온수매트의 사용상태를 도시한 부분 단면도;

도 4는 본 발명의 일 구성요소인 관분배기를 도시한 분해 사시도;

도 5는 본 발명의 밀폐식 소형 전기 보일러를 나타낸 부분 분해사시도;

도 6은 본 발명의 압력조절장치실에 설치된 팽창관이 수축된 상태를 도시한 부분 사시도;

도 7은 본 발명의 압력조절장치실에 설치된 팽창관이 팽찬된 상태를 도시한 부분 사시도;

도 8은 본 발명의 팽창관이 수축되어 있을 때의 소형 전기보일러를 나타낸 단면 개략도;

도 9는 본 발명의 팽창관이 팽창되어 있을 때의 소형 전기보일러를 나타낸 단면 개략도;

도 10은 본 발명의 일부 구성요소인 순환펌프를 구체적으로 도시한 분해사시 도;

도 11은 본 발명의 일부 구성요소인 호스 연결장치를 구체적으로 도시한 분해사시도;

도 12a는 도 11에 도시한 호스 연결장치가 분리된 상태를 도시한 단면도; 및

도 12b는 도 11에 도시한 호스 연결장치가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 온수매트 11 : 상부커버천

12 : 하부커버천 30 : 온수관

40 : 전기보일러 50 : 관분배기

80 : 연결장치 83 : 온수공급호스

85 : 난방수회수호스

본 발명은 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 온수매트에 온수관을 삽입하고 전기보일러 등을 통해 온수관 내부의 온수를 순환시키도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치에 관한 것이다.

온수매트는 일반적인 전열장판이나 전열매트 등이 인체에 유해한 전자파를 발생하고 전기 소모가 많은 점을 개선하기 위해 개발된 것으로 매트 내부에 열선 대신 온수관을 삽입하고 전기보일러 등을 통해 온수관 내부의 온수를 순환시키도록 된 것이다.

이와 같은 온수매트에 관한 기술로 순환관의 노출에 따른 신체 접촉부위의 불쾌감을 최소화하기 위한 '온수순환 매트'(한국 등록실용신안공보 제20-0360229호)가 안출되었다.

또한, 안락한 침대의 쿠션감을 느낄 수 있도록 한 '온수로가 내설된 매트'한국 등록실용신안공보 제20-0378289호)가 안출되기도 하였다.

위와 같은 온수매트는 쿠션재의 상면에 루우프 형태의 삽입홈이 형성되어 있어 이 삽입홈에 순환관이 설치되어 있다.

그런데, 이러한 온수매트들은 매트를 접을 경우 합성수지로 되어 있는 순환관과 쿠션재의 탄성력이 달라 순환관이 삽입홈으로부터 이탈하려는 힘이 커지게 된다.

따라서, 장기간 매트를 접고 피는 동작을 반복하게 되면 순환관이 삽입홈으로부터 이탈되게 되는 문제점이 발생된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 그물망 형태의 철망을 준비하여 철망에 순환관을 꼬아 설치하거나 기타 구조물에 순환관을 설치하면서 끈으로 묶어 고정할 수도 있으나 이 역시 순환관이 완전히 고정되지 못하고 온수매트를 접거나 펼 때 순환관이 이탈하는 문제점이 발생된다.

또한, 쿠션재 위에 순환관이 안착된 구조로 되어 있어 장시간 사용에 따른 쿠션재의 성능이 감소되는 경우, 구체적으로 스폰지 등의 쿠션재를 오래 사용할 경우 쿠션감이 줄어들게 되는데 이때 순환관이 돌출된 형태를 취하게 되어 사용자의 접촉 부위에 불쾌감을 주게 되는 문제점이 있었다.

또한, 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 온수매트 상부에 다수 겹의 커버시트나 쿠션재를 설치할 수도 있으나, 이는 사용자의 피부로의 열전달을 차단시켜 전기보일러 사용 효율 및 열효율을 반감시키는 문제점이 있다.

특히, 매트를 접거나 펴는 동작을 반복할 때 쿠션재 일측에 하중이 집중되는 현상이 발생되어 이 부분의 쿠션감이 줄어들게 되는데, 특히 이 하중 집중 지점에서는 순환관이 다른 부위보다 돌출되게 되어 사용자 접촉부위를 자극하게 되는 문제점도 있었다.

그리고, 쿠션재를 오래 사용한 경우 순환관과 쿠션재를 모두 버릴 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

한편, 이러한 온수매트 등에 사용되는 소형 전기 보일러에 관련된 기술로 '조립되는 수중모터 케이스를 갖는 온수매트의 보일러'(한국 등록실용신안공보 제20-0360548호)가 안출되었다.

또한, '온수가열수단을 가지는 온수순환펌프 및 상기온수순환펌프를 이용한 온수매트 구조'(한국 공개특허공보 제10-2005-0120844호)가 안출되기도 하였다.

그런데, 위와 같은 소형 전기 보일러는 물이 가열되는 하우징이 밀폐되 형태 로 되어 있어 물의 가열에 따른 하우징 내부 압력이 상승할 경우 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 최근에 온수매트의 전기 보일러의 하우징 상부에 작은 공기구멍을 형성해 팽창된 물과 공기가 밖으로 빠져 나가 압력 상승이 발생하지 않도록 한 것들이 안출되기도 하였다.

그런데, 온수매트 등은 보통 휴대용으로 사용하거나 접을 수 있는 것들을 사용하기 때문에 이 공기구멍을 통해 하우징 내부의 물이 밖으로 흘러나오게 되는 문제점도 있었다.

이처럼 내부의 물이 밖으로 새 나오는 구조는 특히 접거나 펼치는 동작을 반복하는 휴대용의 온수매트에는 적합하지 않다.

또한, 물이 밖으로 흘러 나오는 구조는 합선을 유도할 수 있고, 가열된 물이 샐 경우 화상 사고를 발생시킬 수도 있어 안전상 문제가 많다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소형 전기 보일러의 압력조절장치를 이용해 발열체의 가열에 의해 물탱크실 내부의 압력이 팽창하더라도 압력조절장치가 팽창된 물과 공기를 수용할 수 있도록 해 팽창압에 의해 케이스가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 쿠션부재와 온수관을 각각 독립된 쿠션부재설치홈과 온수관설치홈에 설치함으로써 매트를 접거나 펴는 동작을 장시간 반복하더라도 온 수관이 돌출되거나 하는 현상이 발생되지 않도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 매트 전체적으로 보았을 때 다수 개의 쿠션부재가 분리된 채 설치되어 있어 매트를 접거나 펴는 동작을 반복하더라도 쿠션부재 일측에 하중이 집중되는 현상이 발생되지 않아 쿠션부재의 수명을 연장시키고, 사용자의 피부를 온수관이 자극하지 않도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 쿠션부재와 온수관이 별도로 설치됨으로써 각기 수명이 다른 부재를 개별적으로 교체할 수 있도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 온수매트와 소형 전기보일러의 연결에 있어서도 연결부위가 간결하게 정리되어 외관상 보기 좋고 실제 조립이나 설치에 있어서도 편리성을 크게 증대시킬 수 있도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보일러 내부에 사용되는 펌프의 구조 및 재질을 변경함으로써, 소음을 크게 감소시키고 물과의 접촉으로 인한 부식을 방지할 수 있도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 난방용 호스의 연결장치를 개량하여, 연결시에는 온수를 통과시키고 연결해제시에는 온수의 공급을 차단시킬 수 있도록 한 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치는, 온수매트와, 온수공급호스 및 난방수회수호스에 의해 상기 온수매트와 연결된 전기보일러를 구비하는 온수매트장치로서,

상기 온수매트는,

온수관설치홈과 쿠션부재설치홈이 교대로 복수개 형성되는데, 그들의 경계부분에는 박음질이 되어 있는 상부커버천 및 하부커버천;

상기 쿠션부재설치홈의 내부에 충진되며 신축성을 갖는 재질로 제조되는 쿠션부재;

상기 온수관설치홈의 중간 부분에 삽입되어 있고 유연성을 갖는 재질로 제작되는 온수관; 및

상기 온수매트의 일측에 상기 온수관을 분배하기 위해 설치된 관분배기;를 포함하고,

상기 전기보일러는,

덮개와 하부케이스로 구분된 케이스;

상기 케이스의 내부에 설치되고 물을 가열하기 위한 발열체를 구비하는 물탱크실;

상기 물탱크실에 인접하여 상기 물탱크실에 연통되게 설치되는 압력조절장치;

상기 물탱크실에 연결되어 온수를 순환시키기 위한 순환펌프; 및

상기 물탱크실의 온수 가열과 순환펌프의 작동을 제어하기 위한 컨트롤장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 쿠션부재는 압축 부직포 재질의 상부쿠션재, 중앙쿠션재, 하부쿠션재의 3중 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 관분배기는 상부케이스와 상기 상부케이스에 대응하여 결합되는 하부케이스를 구비하며, 상기 하부케이스의 내면 일측에는 한 쌍의 분기벽이 일체로 형성되어 있으며, 상기 하나의 분기벽은 상기 온수공급호스와 연결된 3개의 온수관을 지지할 수 있도록 3개의 분기유로가 형성되어 있고, 다른 하나의 분기벽은 상기 난방수회수호스와 연결된 3개의 온수관을 지지할 수 있도록 3개의 분기유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 압력조절장치는, 상하로 팽창 또는 수축가능하도록 주름관 형상을 가지며, 압력라인에 의해 상기 물탱크실과 연통된 팽창관; 및 상기 팽창관의 하부에 설치되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 순환펌프는, 원통형 하우징; 상기 원통형 하우징의 외부에 장착되는 고정자; 상기 고정자에 대응하여 상기 원통형 하우징의 내부에 회전가능하게 삽입되는 회전자; 상기 회전자의 중심으로부터 양측으로 길게 연장되어 상기 회전자에 결 합된 회전축; 상기 하우징이 장착되고 물배출구가 일체로 형성된 펌프케이스; 상기 펌프케이스의 내부에 설치되며 상기 회전축과 결합된 회전날개; 및 상기 펌프케이스의 상부에 장착되는 펌프덮개;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전축은 세라믹재질로 제작되고, 상기 회전자의 외주면에는 부식을 방지하기 위하여 테프론수지가 코팅되는 것을 특징으로 한다.

상기 온수공급호스 또는 상기 난방수회수호스 각각의 호스는 제 1연결장치와 제 2연결장치에 의해 분리가능하게 연결되며,

상기 제 1연결장치는, 온수공급호스에 결합되는 중공몸체; 상기 중공몸체의 개방단부에 결합되며 그 내주면에 암나사부가 형성된 머리부; 상기 중공몸체의 내부에 장착되는 스프링; 및 상기 중공몸체의 전방단부(머리부쪽 단부)에 병진운동 가능하게 설치되는 이동체;를 포함하고,

상기 제 2연결장치는, 제 2온수공급호스에 결합되는 중공몸체; 상기 중공몸체의 개방단부에 결합되며 그 외주면에 숫나사부가 형성된 머리부; 상기 중공몸체의 내부에 장착되는 스프링; 및 상기 중공몸체의 전방단부(머리부쪽 단부)에 병진운동 가능하게 설치되는 이동체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 각각의 이동체는 원뿔형상을 갖는 것으로, 뿔부분은 상기 중공몸체의 외부로 돌출되어 있고, 원형단면부는 상기 중공몸체의 내부에 숨겨져서 상기 스프 링에 접촉하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 구체적으로 설명하기 위한 하나의 예를 도시한 것에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 쿠션부재와 온수관이 분리 설치되어 있는 상태를 나타낸 부분 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치는, 크게 온수매트(10), 물을 가열하기 위한 전기보일러(40), 및 상기 온수매트(10)와 전기보일러(40)를 연결하여 온수를 공급하고 난방을 완료한 온수를 회수하기 위한 온수공급호스(83) 및 난방수회수호스(85)를 포함한다. 상기 온수공급호스(83)와 난방회수호스(85)는 각각 연결장치(80)에 의해 분리가능하게 연결되어 있다.

먼저, 온수매트(10)에 대하여 설명하면, 본 발명의 일 구성요소인 온수매트(10)는 상부커버천(11)과 하부커버천(12)이 결합되어 형성되어 있다. 이때, 상기 상부커버천(11)과 하부커버천(12)은 루프진 형태를 취하고 있으며, 두 천이 결합되 면서 온수관설치홈(14)과 쿠션부재설치홈(13)이 교대로 형성된 구조를 취하게 된다.

여기서, 온수관설치홈(14)의 두께는 쿠션부재설치홈(13)의 두께보다 작게 되어 있는 특징을 갖는다. 두 천을 결합하는 방법은 도시되어 있지는 않으나 박음질을 통해 이루어진다.

상기 쿠션부재설치홈(13)의 내부에 삽입되는 쿠션부재(20)는 신축성을 갖는 재질로 제작되며, 도면에서 보는 바와 같이 다수 겹으로 적층된 상태로 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 쿠션부재(20)는 상부쿠션재(21), 중앙쿠션재(22), 하부쿠션재(23)의 3겹으로 이루어진 것을 볼 수 있는데, 이처럼 3겹으로 형성한 것은 바닥에 접촉하는 부분, 사용자의 피부(60)와 접촉하는 부분은 장시간 사용에 따라 탄성복원력이 차츰 감소하게 되는데, 이럴 경우 후술하는 온수관(30)이 돌출되어 사용자의 피부(60)를 자극하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 단점을 방지하기 위해 쿠션부재(20)를 상부쿠션재(21), 중앙쿠션재(22) 및 하부쿠션재(23)의 3겹으로 형성하게 되면, 상부쿠션재(21)와 하부쿠션재(23)는 탄성복원력이 차츰 감소하게 되더라도 중앙쿠션재(22)의 탄성복원력 감소율이 비교적 적어 온수관(30)이 돌출되지 않게 되어 사용자의 피부를 자극하지 않게 되는 것이다.

따라서, 쿠션부재(20)는 최소 3겹 이상의 다수 겹으로 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 쿠션부재(20)는 바람직하게는 압축 부직포와 같은 것이 좋으나, 반드 시 이에 한정되는 것은 아니며 기타 다른 탄성력을 가진 부재를 사용할 수도 있다.

본 발명의 구성요소인 온수관(30)은 상기 온수관설치홈(14)에 삽입되어 위치하는 것으로, 유연성을 재질로 되어 있다. 따라서, 통상적으로 많이 사용되는 합성수지재 파이프를 사용할 수 있다.

상기 온수관(30)은 온수관설치홈(14)을 따라 설치되는데, 온수관설치홈(14)은 온수가 온수매트(10) 전체를 순환할 수 있도록 되어 있는 것을 볼 수 있다.

특히, 도면에서는 세 개의 온수관(30)이 관분배기(50)로부터 분배되어 각기 커버천(10)의 일정 구역을 순환하도록 되어 있는 것을 볼 수 있다.

이러한 온수관(30)의 설치 예는 하나의 실시예에 불과한 것으로 관분배기(50) 없이 하나의 온수관(30)만으로 커버천(10) 전체를 순환하도록 할 수도 있다.

본 발명의 온수매트는 쿠션부재(20)와 온수관(30)이 서로 평행하게 교대로 설치되어 있는 것이 바람직한데, 이러한 이유는 온수매트를 사용하지 않을 때에 온수매트를 용이하게 접을 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 쿠션부재설치홈(13)의 두께가 온수관설치홈(14)의 두께보다 커 사용시 온수관(30)이 사용자의 피부(60)를 자극하지 않게 하는 것이 좋다.

특히, 하중에 따른 쿠션부재(20)의 두께 감소율을 검토하여 쿠션부재설치홈(13)을 충분히 두껍게 형성하는 것이 좋다.

일예로, 하중 60kg을 받을 경우 쿠션부재(20)의 두께가 5cm에서 3cm 로 감소할 경우 온수관(30)의 두께는 3cm 보다 작은 2cm 정도의 것을 설치함으로써 사용자 피부(60)를 자극하지 않게 할 수 있다.

또한, 각 쿠션부재설치홈(13) 형성 부분마다 개구부를 형성하고 이 개구부는 단추나 지퍼 등을 이용해 개폐가 가능하도록 할 수 있다. 이렇게 하면 박음질 되어 있는 것을 푼 다음 쿠션부재(20)를 교체한 후 다시 박음질하는 불편함 없이 쉽게 쿠션부재(20)를 교체할 수 있게 된다.

도 3은 온수매트(10)가 천 재질의 시트(70) 내부에 들어 있고, 이 위에 사용자의 하중이 가해진 상태를 나타낸 것이다. 사용자의 하중을 받았을 때 쿠션부재(20)가 압축되어 두께가 감소하더라도 온수관(30)의 두께보다 얇아지지 않게 되어 있는 것을 볼 수 있다. 이러한 것은 비단 사용자의 피부(60)를 자극하지 않는 장점만을 갖는 것이 아니다.

도 4는 본 발명의 일 구성요소인 관분배기를 도시한 분해 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 구성요소인 관분배기(50)는 상부케이스(510)와 상기 상부케이스(510)에 대응하여 결합되는 하부케이스(520)를 구비한다. 상기 하부케이스(520)의 내면 일측에는 한 쌍의 분기벽(523),(525)이 일체로 형성되어 있다. 하나의 분기벽(523)은 상기 온수공급호스(83)와 연결된 3개의 온수관(30)을 지지할 수 있도록 3개의 분기유로가 형성되어 있고, 또 하나의 분기벽(525)도 동일하게 상기 난방수회수호스(85)와 연결된 3개의 온수관(30)을 지지할 수 있도록 3개의 분기유로가 형성되어 있다.

상기 상부케이스(510)와 하부케이스(520)는 도시되지는 않았지만, 삽입돌부와 끼움홈의 구조에 의해 결합될 수 있다.

도 5는 본 발명의 밀폐식 소형 전기 보일러를 나타낸 부분 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 압력조절장치실에 설치된 팽창관이 수축된 상태를 도시한 부분 사시도이며, 도 7은 본 발명의 압력조절장치실에 설치된 팽창관이 팽창된 상태를 도시한 부분 사시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기보일러는, 크게 덮개(412)와 하부케이스(411)로 구분된 케이스(410), 상기 케이스(410)의 내부에 설치되는 물탱크실(413), 상기 물탱크실(413)에 인접하여 그와 연통되게 설치되는 압력조절장치(450), 상기 물탱크실(413)에 연결되어 온수를 순환시키기 위한 순환펌프(430), 및 상기 물탱크실(413)의 온수 가열과 순환펌프(430)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤장치(440)를 포함한다.

상기 덮개(412)의 일측에는 물을 공급하기 위한 물공급홀(415)이 형성되어 있고, 상기 물공급홀(415)은 최종적으로 상기 물탱크실(413)과 연통되며 마개(418)에 의해 밀폐될 수 있다. 또한, 상기 덮개(412)에는 상기 컨트롤장치(440)와 연계된 계기판(도면부호 미기재)이 장착된다.

상기 물탱크실(413)은 외부로부터 물을 공급받아 내부에 물이 채워지는 구조로 되어 있으며, 그 상부에는 상기 물공급홀(415)과 연통되어 물을 공급하기 위한 홀(483)이 형성된 커버(480)가 밀폐식으로 덮여진다.

선택적으로, 상기 커버(480)의 상기 압력조정장치실(414)에 인접한 부분에 팽창관삽입구(412a)가 형성되어 있어, 하기에 서술될 팽창관의 압력라인이 상기 팽 창관삽입구(412a)에 삽입될 수도 있다.

상기 물탱크실(413)의 내부에는 발열체(420)가 설치되어 있으며 상기 발열체(420)는 상기 컨트롤장치(440)의 제어에 의해 물을 가열할 수 있는 것이다. 상기 발열체(420)는 공지되어 있는 일반 소형 전기 보일러에 사용되는 발열체를 사용하면 된다.

또한, 상기 물탱크실(413)의 외측에는 압력조절장치실(414)이 형성되어 있어, 상기 압력조절장치실(414)에 상기 압력조절장치(450)가 설치된다.

상기 압력조절장치(450)는 상하로 팽창 또는 수축가능한 팽창관(452)과 상기 팽창관(452)의 하부에 설치되는 탄성부재(451)를 포함한다.

상기 팽창관(452)은 내부가 비어 있는 주름관(452a) 형상을 갖는 것으로, 상부 일측은 압력라인(453)에 의해 상기 물탱크실(413)에 연통된다. 상기 팽창관(452)의 몸통부는 상하로 팽창하거나 수축할 수 있어 발열체(20)의 가열에 따라 팽창된 물탱크실(13) 내부의 물과 공기를 수용할 수 있도록 되어 있다.

상기 탄성부재(451)는 복원스프링인 것이 바람직하며, 상기 팽창관(452)의 내부에 가해지는 압력에 의해 압축되었다 복원되는 동작을 한다.

또한, 도 5를 보면, 물탱크실(413)의 일측에는 공급측순환관(415)이 연결되어 있고, 타측에는 물탱크실배출관(416)이 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

상기 공급측순환관(415)은 상기 난방수회수호스(85)에 연결되어 상기 온수매트(10)로부터 회수되는 난방수를 물탱크실(413)로 공급하는 역할을 하고, 상기 물탱크실배출관(416)은 상기 순환펌프(430)에 온수를 공급하는 역할을 한다.

또한, 상기 하부케이스(411)의 일측에 배출측순환관(417)이 연결되어 있고, 상기 배출측순환관(417)에는 온수공급호스(83)가 연결되어 상기 전기보일러로부터 공급되는 온수를 상기 온수매트(10)에 공급하는 역할을 한다.

즉, 상기 물탱크실(413)의 내부에서 가열된 온수는 배출측순환관(17)을 통해 온수공급호스(83)로 이동하고, 최종적으로 온수관(30)을 통해 온수매트(10)를 난방한다. 온수매트(10)를 난방하고 열교환에 의해 냉각된 난방수는 공급측순환관(415)을 통해 다시 본 발명의 전기 보일러 물탱크실(413)로 유입되는 것이다.

상기 순환펌프(430)는 물탱크실(413)에서 가열된 온수를 외부로 배출하도록 되어 있다. 도면을 보면 순환펌프(430)의 일측에는 물탱크실배출관(416) 연결되어 있고, 타측에는 배출측순환관(417)이 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

즉, 상기 순환펌프(430)는 물탱크실배출관(416)으로부터 배출측순환관(417)으로 물을 이동시키는 역할을 하게 되며, 온수매트 전체로 보았을 때는 온수관을 통해 온수를 순환시키는 역할을 하게 된다.

상기 컨트롤장치(440)는 위에서 설명한 발열체(420)와 순환펌프(430)와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 외부로부터 전원을 공급받아 발열체(420)를 가열시키고 순환펌프(430)를 작동시켜 가열된 온수를 순환시키도록 하는 역할을 한다.

이러한 컨트롤장치(40)의 외측에는 각종 조작스위치를 설치하여 사용자가 쉽게 조작하도록 할 수 있다.

상기 압력조절장치(450)는 물탱크실(413)의 물이 발열체(420)의 가열에 의해 온도가 상승하게 되면 내부가 팽창되게 되는데 이 팽창된 공기, 수증기 또는 물이 압력조절장치(450)의 팽창관(452)으로 유입되게 된다.(도 9참조)

반대로, 가열이 끝나게 되면 내부의 물과 공기가 수축하게 되는데, 이때 자연스럽게 스프링에 의해 팽창관(452)은 원래의 위치로 돌아오게 되고, 팽창관(452)을 팽창시킨 과량의 물과 공기도 수축하면서 물탱크실(413) 내부로 원위치하게 되는 것이다.(도 8참조)

도 10은 본 발명의 일부 구성요소인 순환펌프를 구체적으로 도시한 분해사시도이다.

본 발명에 따른 순환펌프(430)는 고정자(431)와 회전자(433)에 의해 회전하는 것으로, 회전자(433)는 원통형 하우징(437)의 내부에 회전가능하게 삽입되고 고정자(431)는 상기 하우징(437)의 외부에 설치된다. 상기 회전자(433)는 양측으로 길게 연장된 회전축(435)에 결합되는데, 상기 회전축(435)은 세라믹재질로 제작됨으로써 별도의 베어링이 필요없이도 원활한 회전력을 확보할 수 있으며 동시에 소음을 크게 절감할 수 있다.

또한, 상기 하우징(437)은 펌프케이스(471)에 장착되고, 상기 펌프케이스(471)의 내부에는 회전날개(475)가 장착되고 그 상부에는 펌프덮개(473)가 장착된다. 이때, 상기 회전축(435)의 일단이 접촉하는 펌프덮개(473)의 중심에는 세라믹부재(477)가 설치된다. 또한, 상기 펌프케이스(471)에는 물배출구(479)가 일체로 형성되어 있어, 상기 회전날개(475)의 회전력에 의해 내부의 물을 외부로 배출할 수 있는 것이다. 상기 물배출구(479)에는 상기 배출측순환관(417)이 연결되어 있어, 온수를 이동시키게 된다.

따라서, 상기 회전축(435)의 일단은 상기 펌프덮개(473)의 세라믹부재(477)에 회전가능하게 접하고 있고, 그의 타단은 상기 하우징(437)의 내부에 장착된 세라믹부재(미도시)에 회전가능하게 접하고 있다.

상기 회전자(433)의 외주면에는 부식을 방지하기 위하여 테프론수지가 코팅되어 있다. 이는 상기 회전자(433)가 물과의 접촉으로 인해 부식되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 순환펌프(430)의 작동을 보면, 상기 고정자(431)와 회전자(433)의 작동에 의해 회전자(433)가 회전하게 되고, 상기 회전자(433)와 결합된 상기 회전날개(475)가 회전하게 되며 상기 회전날개(475)의 회전력에 의해 상기 펌프케이스(471)의 내부 있는 온수를 상기 물배출구(479)를 통해 순환시키게 된다.

도 11은 본 발명의 일부 구성요소인 호스 연결장치를 구체적으로 도시한 분해사시도이고, 도 12a는 도 11에 도시한 호스 연결장치가 분리된 상태를 도시한 단면도이며, 도 12b는 도 11에 도시한 호스 연결장치가 결합된 상태를 도시한 단면도이다.

도 11 내지 도 12b는 온수공급호스(83)와 연결장치(80)에 대하여 설명하고 있지만, 난방수회수호스(85)도 동일한 연결장치(80)에 의해 연결되어 있음은 물론이다.

도 11 내지 도 12b에 도시된 바와 같이, 2개로 분리된 제 1온수공급호스(83a)와 제 2온수공급호스(83b)에는 각각 제 1연결장치(80a)와 제 2연결장치(80b)가 연결되어 있다.

상기 제 1연결장치(80a)의 중공몸체(810)은 제 1온수공급호스(83a)에 결합되고, 상기 중공몸체(810)의 개방단부에는 머리부(820)가 결합되는데, 상기 머리부(820)는 그 내주면에 암나사부(825)가 형성되어 있다. 또한, 상기 중공몸체(810)의 내부에는 스프링(840)이 장착되고, 상기 중공몸체(810)의 전방단부(머리부쪽 단부)에는 이동체(830)가 병진운동가능하게 설치되어 있다. 상기 이동체(830)는 원뿔형상을 갖는 것으로, 뿔부분은 상기 중공몸체(810)의 외부로 돌출되어 있고 원형단면부는 상기 중공몸체(810)의 내부에 숨겨져서 상기 스프링(840)에 접촉해 있다. 또한, 상기 이동체(830)의 일측에는 환형의 시일링(833)이 장착되어 있어서, 상기 이동체(830)와 상기 중공몸체(810) 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제 2연결장치(80b)의 중공몸체(810b)은 제 2온수공급호스(83b)에 결합되고, 상기 중공몸체(810b)의 개방단부에는 머리부(820b)가 결합되는데, 상기 머리부(820b)는 그 외주면에 숫나사부(825b)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 머리부(820b)의 숫나사부(825b)는 상기 머리부(820)의 암나사부(825)에 나사결합된다.

또한, 상기 중공몸체(810b)의 내부에는 스프링(840b)이 장착되고, 상기 중공몸체(810b)의 전방단부(머리부쪽 단부)에는 이동체(830b)가 병진운동가능하게 설치되어 있다. 상기 이동체(830b)는 원뿔형상을 갖는 것으로, 뿔부분은 상기 중공몸체(810b)의 외부로 돌출되어 있고 원형단면부는 상기 중공몸체(810b)의 내부에 숨 겨져서 상기 스프링(840b)에 접촉해 있다. 또한, 상기 이동체(830b)의 일측에는 환형의 시일링(833b)이 장착되어 있어서, 상기 이동체(830b)와 상기 중공몸체(810b) 사이에 기밀을 유지할 수 있도록 한다.

상기 연결장치의 작동을 살펴 보면 다음과 같다.

먼저, 온수매트(10)와 전기보일러(40)를 분리할 경우에, 도 12a에 도시된 바와 같이 머리부(820)와 머리부(820b)를 나사식으로 돌려서 분리하게 되면, 상기 스프링(840),(840b)에 의해 상기 이동체(830),(830b)가 각각 밀려서 상기 중공몸체(810),(810b)에 밀착되게 된다. 그러면, 상기 시일링(833),(833b)이 상기 중공몸체(810),(810b)의 내벽에 밀접하게 접촉하여 온수공급호스(83a),(83b)의 내부에 있는 물이 외부로 누출되지 않게 된다.

반대로, 온수매트(10)와 전기보일러(40)를 연결할 경우에, 도 12b에 도시된 바와 같이, 머리부(820)와 머리부(820b)를 나사식으로 돌려서 연결하게 되면, 상기 이동체(830),(830b)가 맞닿으면서 상호간에 각각 온수공급호스(83a),(83b)쪽으로 밀리게 되고 상기 스프링(840),(840b)은 압축되게 된다. 그로 인해, 상기 중공몸체(810),(810b) 사이에는 공간이 생기게 되고, 그를 통해 물이 흐르게 되는 것이다.

본 발명에 따른 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치는, 첫째 소형 전기 보일러의 압력조절장치를 이용해 발열체의 가열에 의해 물탱크실 내부의 압력이 팽창하더라도 압력조절장치가 팽창된 물과 공기를 수용할 수 있도록 해 팽창압에 의해 케이스가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 쿠션부재와 온수관을 각각 독립된 쿠션부재설치홈과 온수관설치홈에 설치함으로써 매트를 접거나 펴는 동작을 장시간 반복하더라도 온수관이 돌출되거나 하는 현상이 발생되지 않는다.

셋째, 매트 전체적으로 보았을 때 다수 개의 쿠션부재가 분리된 채 설치되어 있어 매트를 접거나 펴는 동작을 반복하더라도 쿠션부재 일측에 하중이 집중되는 현상이 발생되지 않아 쿠션부재의 수명을 연장시키고, 사용자의 피부를 온수관이 자극하지 않는다.

넷째, 쿠션부재와 온수관이 별도로 설치됨으로써 각기 수명이 다른 부재를 개별적으로 교체할 수 있다.

다섯째, 상기 온수매트와 소형 전기보일러의 연결에 있어서도 연결부위가 간결하게 정리되어 외관상 보기 좋고 실제 조립이나 설치에 있어서도 편리성을 크게 증대시킬 수 있다.

여섯째, 보일러 내부에 사용되는 순환펌프의 구조 및 재질을 변경함으로써, 소음을 크게 감소시키고 물과의 접촉으로 인한 부식을 방지할 수 있다.

일곱째, 난방용 호스의 연결장치를 개량하여, 연결시에는 온수를 통과시키고 연결해제시에는 온수의 공급을 차단시킬 수 있다.

Claims (14)

1. 온수매트(10)와, 온수공급호스(83) 및 난방수회수호스(85)에 의해 상기 온수매트(10)와 연결된 전기보일러(40)를 구비하는 온수매트장치로서,

   상기 온수매트(10)는,

   온수관설치홈(14)과 쿠션부재설치홈(13)이 교대로 복수개 형성되는데, 그들의 경계부분에는 박음질이 되어 있는 상부커버천(11) 및 하부커버천(12);

   상기 쿠션부재설치홈(13)의 내부에 충진되며 신축성을 갖는 재질로 제조되는 쿠션부재(20);

   상기 온수관설치홈(14)의 중간 부분에 삽입되어 있고 유연성을 갖는 재질로 제작되는 온수관(30); 및

   상기 온수매트(10)의 일측에 상기 온수관(30)을 분배하기 위해 설치된 관분배기(50);를 포함하고,

   상기 전기보일러(40)는,

   덮개(412)와 하부케이스(411)로 구분된 케이스(410);

   상기 케이스(410)의 내부에 설치되고 물을 가열하기 위한 발열체(420)를 구비하는 물탱크실(413);

   상기 물탱크실(413)에 인접하여 상기 물탱크실(413)에 연통되게 설치되는 압력조절장치(450);

   상기 물탱크실(413)에 연결되어 온수를 순환시키기 위한 순환펌프(430); 및

   상기 물탱크실(413)의 온수 가열과 순환펌프(430)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤장치(440);를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 쿠션부재(20)는 압축 부직포 재질의 상부쿠션재(21), 중앙쿠션재(22), 하부쿠션재(23)의 3중 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 상부커버천(11) 및 하부커버천(12)의 온수관설치홈(14)과 쿠션부재설치홈(13)은 일직선으로 교대로 형성되어 있고, 온수관설치홈(14)의 양 끝단은 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부커버천(11) 및 하부커버천(12)은 각 쿠션부재설치홈(13) 형성 부분마다 개구부가 형성되어 있고, 개구부는 개폐가 가능하도록 되어 있어 상기 쿠션부재(20)를 교체할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 관분배기(50)는 상부케이스(510)와 상기 상부케이스(510)에 대응하여 결합되는 하부케이스(520)를 구비하며,

   상기 하부케이스(520)의 내면 일측에는 한 쌍의 분기벽(523),(525)이 일체로 형성되어 있으며,

   상기 하나의 분기벽(523)은 상기 온수공급호스(83)와 연결된 3개의 온수관(30)을 지지할 수 있도록 3개의 분기유로가 형성되어 있고,

   다른 하나의 분기벽(525)은 상기 난방수회수호스(85)와 연결된 3개의 온수관(30)을 지지할 수 있도록 3개의 분기유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 압력조절장치(450)는,

   상하로 팽창 또는 수축가능하도록 주름관(452a) 형상을 가지며, 압력라인(453)에 의해 상기 물탱크실(413)과 연통된 팽창관(452); 및

   상기 팽창관(452)의 하부에 설치되는 탄성부재(451)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 탄성부재(451)는 복원스프링인 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보 일러를 이용한 온수매트장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 물탱크실(413)의 일측에는 난방수의 회수를 위한 공급측순환관(415)이 연결되어 있고, 타측에는 상기 순환펌프(430)로 온수를 공급하기 위한 물탱크실배출관(416)이 연결되어 있으며, 상기 하부케이스(411)의 일측에는 상기 온수매트(10)에 온수를 공급하기 위한 배출측순환관(417)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 순환펌프(430)는,

   원통형 하우징(437);

   상기 원통형 하우징(437)의 외부에 장착되는 고정자(431);

   상기 고정자(431)에 대응하여 상기 원통형 하우징(437)의 내부에 회전가능하게 삽입되는 회전자(433);

   상기 회전자(433)의 중심으로부터 양측으로 길게 연장되어 상기 회전자(433)에 결합된 회전축(435);

   상기 하우징(437)이 장착되고 물배출구(479)가 일체로 형성된 펌프케이스(471);

   상기 펌프케이스(471)의 내부에 설치되며 상기 회전축(435)과 결합된 회전날 개(475); 및

   상기 펌프케이스(471)의 상부에 장착되는 펌프덮개(473);를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 회전축(435)은 세라믹재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 회전자(433)의 외주면에는 부식을 방지하기 위하여 테프론수지가 코팅되는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 온수공급호스(83) 또는 상기 난방수회수호스(85) 각각의 호스는 제 1연결장치(80a)와 제 2연결장치(80b)에 의해 분리가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 제 1연결장치(80a)는,

    온수공급호스(83a)에 결합되는 중공몸체(810);

    상기 중공몸체(810)의 개방단부에 결합되며 그 내주면에 암나사부(825)가 형성된 머리부(820);

    상기 중공몸체(810)의 내부에 장착되는 스프링(840); 및

    상기 중공몸체(810)의 전방단부(머리부쪽 단부)에 병진운동 가능하게 설치되는 이동체(830);를 포함하고,

    상기 제 2연결장치(80b)는,

    제 2온수공급호스(83b)에 결합되는 중공몸체(810b);

    상기 중공몸체(810b)의 개방단부에 결합되며 그 외주면에 숫나사부(825b)가 형성된 머리부(820b);

    상기 중공몸체(810b)의 내부에 장착되는 스프링(840b); 및

    상기 중공몸체(810b)의 전방단부(머리부쪽 단부)에 병진운동 가능하게 설치되는 이동체(830b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 각각의 이동체(830),(830b)는 원뿔형상을 갖는 것으로, 뿔부분은 상기 중공몸체(810),(810b)의 외부로 돌출되어 있고, 원형단면부는 상기 중공몸체(810),(810b)의 내부에 숨겨져서 상기 스프링(840),(840b)에 접촉하는 것을 특징으로 하는 밀폐식 소형 전기보일러를 이용한 온수매트장치.

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