KR100733304B1

KR100733304B1 - 전극을 이용한 물 가열 장치

Info

Publication number: KR100733304B1
Application number: KR1020050014016A
Authority: KR
Inventors: 조성호; 최제호; 박성일; 김형준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2007-06-28
Also published as: RU2314660C2; US20060204231A1; EP1703225A3; KR20060093192A; US7403701B2; EP1703225A2

Abstract

본 발명에 따른 전극을 이용한 물 가열 장치는, 전해질 용액이 저장되는 가열 탱크와; 상기 가열 탱크 내부에 양전극과 음전극이 이루는 복수의 쌍이 균일하게 배열된 가열 전극을 포함하여 구성됨으로써, 복수의 쌍의 전극이 탱크 내에 일정 간격마다 균일하게 배치되기 때문에 최소 설정 수위까지는 탱크의 방향에 상관없이 항상 가열 작동이 가능하여 물을 가열하거나 스팀 등을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 기울어지거나 뒤집어지는 등 방향성이 없는 제품에도 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있다.

스팀, 청소기, 오븐, 전극, 전해질, 가열 탱크, 수위

Description

전극을 이용한 물 가열 장치{Water heating apparatus using electrodes}

도 1은 종래 물 가열 장치가 구비된 스팀 청소기의 주요부 블럭도,

도 2는 종래 물 가열 장치가 도시된 사시도,

도 3은 종래 물 가열 장치가 도시된 정단면도,

도 4 내지 도 6은 종래 물 가열 장치의 위치 변화에 따른 전극와 전해질 용액의 접촉 상태를 나타낸 도면들,

도 7은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 도시된 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 도시된 정단면도,

도 9는 본 발명에 따른 물 가열 장치가 도시된 평단면도,

도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 수평으로 기울었을 때 전극와 전해질 용액의 접촉 상태를 나타낸 도면들,

도 12 내지 도 13은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 일정 각도 기울었을 때 전극와 전해질 용액의 접촉 상태를 나타낸 도면들이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 가열 탱크 52 : 원통부

53 : 상면부 54 : 저면부

55 : 유입구 56 : 배출구

60, 60' : 가열 전극

본 발명은 스팀 청소기나 오븐 등에 사용될 수 있는 물 가열 장치에 관한 것으로서, 특히 탱크 내에 3개 이상의 전극들을 배치하여 탱크의 방향에 관계없이 액체의 가열이 가능하도록 하는 전극을 이용한 물 가열 장치에 관한 것이다.

일반적인 스팀 청소기는, 도 1에 도시된 바와 같이 청소기 본체 내에 물을 저장하는 공간인 물탱크(1)가 구비되고, 상기 물탱크(1)에서 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시키도록 보일러(10)가 구비된다. 여기서 상기 물탱크(1)와 보일러(10) 사이에는 물을 공급할 수 있도록 펌프(3)가 설치된다. 펌프(3) 대신 또는 추가로 유로를 개폐하는 밸브가 설치될 수 있다.

그리고, 청소기에서 청소 대상물에 접촉되는 헤드(미도시)에는 상기 보일러(10)에서 발생된 스팀을 청소 대상물에 분사시키는 스팀 노즐(7)이 구비된다.

상기와 같이 구성되는 스팀 청소기나 음식물을 조리하는 오븐 등에는 스팀을 발생시키는 보일러(10) 등 가열 장치가 이용되고 있는 바, 도 2는 탄소 전극을 이용하여 스팀을 발생시키는 물 가열 장치가 도시된 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이 탄소 전극을 이용한 물 가열 장치(10')는, 크게 가열 탱크(11)와 탄소 전극(15)으로 이루어진다.

상기 가열 탱크(11)는 전해질 용액을 공급하는 물 공급구(12)와 스팀이 배출되는 증기 배출구(13)가 구비되고, 상기 탄소 전극(15)은 두 개 이상의 전극이 상기 가열 탱크(11)의 하부에 장착되어 각 전극에 전류를 흘림으로써 상기 가열 탱크(11) 내부에 존재하는 전해질을 가열할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 전해질은 공급이 용이한 소금물 등이 이용될 수 있고, 상기 전극은 반응성이 낮은 탄소 재료가 주로 사용된다.

이와 같이 구성되는 탄소 전극을 이용한 물 가열 장치(10')는, 양전극과 음전극으로 이루어진 한 쌍의 탄소 전극(15)이 도 3에 도시된 바와 같이 가열 탱크(11) 내의 전해질에 잠겨 있는 상태에서 상기 탄소 전극(15)에 전류가 흐르게 되면, 전해질을 통해 전류가 흐르면서 전해질을 가열하여 스팀을 발생시키게 된다.

그러나, 상기 한 쌍의 탄소 전극(15) 중 어느 하나라도 전해질 용액 내에 잠겨 있지 않게 되면, 전류가 흐르지 않게 되고, 이 때에는 정상적인 가열 작동이 이루어지지 않은 문제점이 있다.

즉, 가열 탱크의 하부에 한 쌍의 전극이 구비되어 있으므로, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 가열 탱크가 일정 각도 이상 기울어지거나, 뒤집어질 경우에는 전해질이 한 쌍의 탄소 전극(15) 중 어느 하나와 닿지 않게 되므로, 전류는 통하지 않으며 가열 장치의 작동이 멈추게 되는 문제점이 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 종래 탄소 전극을 이용한 물 가열 장치는 진동이 심한 장치나, 특별한 방향성이 없는 장치에 적용될 경우에 가열 장치의 작동이 정상적으 로 이루어지지 않은 경우가 발생되어 제품 적용에 한계가 있는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 가열 탱크가 기울어지거나 뒤집어지더라도 어느 정도 전해질이 차있는 조건에서는 항상 정상적인 가열 작동이 가능하도록 함으로써, 적용 제품의 방향성에 관계없이 물을 가열하거나 스팀을 발생시킬 수 있는 전극을 이용한 물 가열 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 전극을 이용한 물 가열 장치는, 전해질 용액이 저장되는 가열 탱크와; 상기 가열 탱크 내부에 양전극과 음전극이 이루는 복수의 쌍이 균일하게 배열된 가열 전극을 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

상기 가열 전극은 상기 가열 탱크의 내측 둘레면을 따라 양전극과 음전극이 교대로 일정 간격마다 배치된다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 전극을 이용한 물 가열 장치는, 전해질 용액이 저장되는 가열 탱크와; 상기 가열 탱크 내부에 양전극과 음전극이 이루는 복수의 쌍이 배열된 가열 전극으로 구성되되, 상기 가열 전극은 상기 가열 탱크의 방향과 위치에 관계없이, 최소 설정 수위 이상의 전해질 용액이 저 장된 상태에서 적어도 한 쌍의 전극 중 적어도 일부분이 전해질 용액에 항상 잠겨 있도록 배치된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 도시된 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 도시된 정단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 물 가열 장치가 도시된 평단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전극을 이용한 물 가열 장치는, 전해질 용액이 저장되는 가열 탱크(51)와, 상기 가열 탱크(51) 내부에 양전극과 음전극이 이루는 복수의 쌍이 균일하게 배열된 가열 전극(60)으로 구성된다.

여기서 상기 가열 전극(60)은 상기 가열 탱크(51)의 방향과 위치에 관계없이, 최소 설정 수위 이상의 전해질 용액이 저장된 상태에서 적어도 한 쌍의 전극 중 적어도 일부분이 전해질 용액에 항상 잠겨 있도록 배치되어, 상기 가열 탱크(51) 내의 저장된 물을 항상 가열할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 물 가열 장치는 구체적으로 살펴보면, 먼저 상기 가열 탱크(51)는 원통형 구조로 형성된 원통부(52)와, 상기 원통부(52)의 양측면을 이루는 상면부(53)와 저면부(54)로 구성된다. 상기 상면부(53)와 저면부(54)에는 물이 유입되는 공급구(55)와 증기가 배출되는 배출구(56)가 각각 형성된다.

여기서, 상기 가열 탱크(51)는 원형이 아닌 사각 또는 오각 등 다각 구조로 형성될 수 있고, 또한 상기 공급구(55) 및 배출구(56)도 실시 조건에 따라 그 위치 를 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

상기 가열 전극(60)은 최소 설정 수위 이상의 전해질 용액이 저장된 상태에서도 적어도 한 쌍의 전극에 전류가 흐르도록, 상기 가열 탱크(51)의 내측 둘레면을 따라 양전극과 음전극이 교대로 일정 간격마다 배치된다.

즉, 상기 가열 탱크(51)가 원통형 구조로 형성된 경우에, 상기 가열 전극(60)은 상기 가열 탱크(51) 내에 원주 방향으로 일정 간격마다 상면부(53)와 저면부(54)에 길게 배치된다.

여기서, 본 실시예의 도면에서는 3 쌍씩 6개의 전극이 구성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 아니하고, 그 이하 또는 이상의 쌍으로 구성하는 것도 물론 가능하다.

이 때, 상기 가열 전극(60)은 전극 쌍의 개수가 많아질수록 상기 가열 탱크(51)의 최소 설정 수위는 더 내려가게 된다.

이와 같은 상기 가열 전극(60)은 탄소 전극으로 이루어지는 것이 바람직하고, 그 모양은 도면에 도시된 바와 같은 원기둥형으로 형성되거나 도면에 도시되지는 않았으나, 직육면체 등 다각 막대 구조로 형성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 전극을 이용한 물 가열 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 수평으로 기울었을 때 가열 전극와 전해질 용액의 접촉 상태를 나타낸 도면들이고, 도 12 내지 도 13은 본 발명에 따른 물 가열 장치가 일정 각도 기울었을 때 전극와 전해질 용액의 접촉 상태를 나타낸 도면들이다.

상기 가열 탱크(51)가 수평으로 기울어진 경우에 도 11에 도시된 바와 같이 전해질의 수위가 반정도 차 있게 되면, 양전극 2개와 음전극 1개를 포함한 모두 3개의 가열 전극(60')이 전해질 용액에 잠기게 된다. 이와 같은 상태에서 상기 가열 전극(60)에 전기가 인가되면, 상기 전해질 용액에 잠긴 가열 전극(60')에 전류가 흐르면서 용액이 가열된다.

상기와 같은 도 10과 도 11에서는 가열 전극(60) 중 일부의 전극이 모두 전해질 용액 내에 잠긴 상태를 예시하여 설명하였으나, 도 12와 도 13은 가열 전극(60) 중 일부의 전극(60')에서 일부분만이 전해질 용액에 잠기는 구조를 예시하고 있다.

즉, 가열 탱크(51)가 수직 방향에 대하여 일정 각도로 기울어진 경우에 일부의 전극(60')의 하측에 위치된 부분만 전해질 용액에 잠겨있게 되고, 이 때에 양전극과 음전극이 일부라도 잠길 경우에 전해질 용액을 통해 전류가 흐르게 되므로, 용액을 가열하는 동작이 이루어지게 된다.

여기서, 상기 가열 탱크(51)에 차있는 전해질 수위가 더 내려가게 되어, 하나의 전극만이 전해질 용액에 잠기게 되면, 전류는 흐르지 않게 된다. 따라서, 상기 가열 탱크(51)의 방향에 따라 최소 수위가 정해지는 것이 바람직하며, 최소 수위를 더 낮게 설정하기 위해서는 더 많은 가열 전극(60)들을 가열 탱크(51) 내에 배열하여 구성할 필요가 있다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 전극을 이용한 물 가열 장치는, 종래와 같이 한 쌍의 전극만이 사용되지 않고, 복수의 쌍의 전극이 탱크 내에 일정 간격마다 균일하게 배치되기 때문에 최소 설정 수위까지는 탱크의 방향에 상관없이 항상 가열 작동이 가능하여 물을 가열하거나 스팀 등을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 기울어지거나 뒤집어지는 등 방향성이 없는 제품에도 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.

Claims

전해질 용액이 저장되는 가열 탱크와;

상기 가열 탱크 내부에 양전극과 음전극이 이루는 복수의 쌍이 균일하게 배열된 가열 전극을 포함하고,

상기 가열 전극은 상기 가열 탱크의 내측 둘레면을 따라 양전극과 음전극이 교대로 일정 간격마다 배치되고,

상기 가열 탱크는 원통형 구조로 형성된 원통부와, 상기 원통부의 양측면을 이루는 상면부와 저면부로 구성되되, 상기 하면부와 상면부에는 공급구와 배출구가 각각 형성된 전극을 이용한 물 가열 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 가열 전극은 상기 가열 탱크 내에 원주 방향으로 일정 간격마다 상기 상면부와 저면부 사이에 길게 배치된 것을 특징으로 하는 전극을 이용한 물 가열 장치.
전해질 용액이 저장되는 가열 탱크와;

상기 가열 탱크 내부에 양전극과 음전극이 이루는 복수의 쌍이 배열된 가열 전극을 포함하고,

상기 가열 전극은 상기 가열 탱크의 내측 둘레면을 따라 양전극과 음전극이 교대로 일정 간격마다 배치되고,

상기 가열 탱크는 원통형 구조로 형성된 원통부와, 상기 원통부의 양측면을 이루는 상면부와 저면부로 구성되되, 상기 하면부와 상면부에는 공급구와 배출구가 각각 형성되고,

상기 가열 전극은 상기 가열 탱크의 방향과 위치에 관계없이, 최소 설정 수위 이상의 전해질 용액이 저장된 상태에서 적어도 한 쌍의 전극 중 적어도 일부분이 전해질 용액에 항상 잠겨 있도록 배치된 전극을 이용한 물 가열 장치.