KR100754003B1 - 전기순간온수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기순간온수기에 관한 것이다. 본 발명의 전기순간온수기는, 내측으로 공기가 흐르는 내부통로를 갖는 케이싱(Casing)과; 케이싱 내부에 설치되며, 케이싱의 내부로 유입된 공기를 가열하는 발열장치와; 발열장치로부터 가열된 공기와 열교환하여 물을 가열하도록 케이싱의 내부통로에 설치된 라디에이터(Radiator)와; 케이싱의 내부통로에 공기를 유입하여 이송하는 흡기팬을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, 면상 발열체를 적용함에 있어서 저전력으로 높은 열효율을 낼 수가 있어 한꺼번에 많은 양의 온수를 얻을 수 있는 장점이 있다. 또한 면상 발열체를 적용한 간접가열방식으로 온수를 생산하므로 열 효율이 높고, 온수에 따른 용량제한이 없어 무제한으로 온수생산이 가능하며 반영구적으로 사용을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

전기순간온수기 {ELECTRIC WATER HEATER}

도 1은, 본 발명에 따른 전기순간온수기의 구성을 나타낸 단면도.

도 2는, 본 발명에 따른 전기순간온수기의 발열장치를 나타낸 사시도.

도 3은, 본 발명에 따른 전기순간온수기의 다른 실시 예를 나타낸 단면도.

도 4는, 본 발명에 따른 전기순간온수기의 다른 실시 예에 대한 발열장치를 나타낸 사시도.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1 : 온수기 10 : 케이싱(Casing)

11 : 물 주입구 12 : 온수배출구

13 : 유로 14 : 도입구

15 : 토출구 16 : 내부통로

17 : 발열장치 18 : 면상발열체

19 : 전극 20 : 발열튜브

21 : 라디에이터(Radiator) 22 : 튜브(Tube)

23 : 열교환핀 24 : 흡기팬

25 : 컨트롤러(Controller) 26 : 평면형 발열기판

27 : 공기유로 28 : 지지대

본 발명은 전기순간온수기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 저전력으로 높은 열 효율을 내어 에너지 손실을 줄일 수 있고, 반영구적으로 사용할 수 있는 전기순간온수기에 관한 것이다.

일반적으로, 온수기는 에너지원으로 열에너지를 발생시킨 다음, 발생한 열에너지로 물을 가열하여 온수로 사용하는 장치이다.

이러한 온수장치는, 용수를 가열시키는 에너지원에 따라, 기름, 가스, 전기를 이용한 다양한 장치들이 출시되어 있다. 한편 이러한 온수장치들은 용수를 가열시키는 가열장치와 용수를 저장하는 온수탱크를 구비하며, 대부분 물이 저장된 온수탱크 내에 가열장치를 장착하여 직접 가열방식으로 물을 가열한다.

그런데 이러한 온수장치는 다음과 같은 문제점을 야기하고 있다.

우선 기름을 사용하는 온수기는, 유지비가 많이 들고 소음이 많으며 기름탱크를 설치해야 하는 문제점이 있다. 또한, 가격이 비싸고 초기 설치 비용에 대한 부담이 큰 문제점이 있다.

그리고 가스를 사용하는 온수기는, 가격이 비싸고 초기 설치 비용 또한 부담이 큰 문제점이 있다. 또한, 가스누출 및 폭발 사고의 가능성이 있으며, 욕실에 설치시 장시간 사용하면 가스연소 때문에 실내의 산소가 부족해져 신체에 유해하다는 문제점이 있다.

한편 전기순간온수기의 경우에는, 소음이 없고 가격이 저렴한 장점은 있지만, 용수를 가열하기 위한 발열체가 온수탱크 안에 구비되어 있기 때문에, 히터의 산화, 수도압력과 자체 팽창압력으로 파손 및 균열위험이 있으며, 온수탱크의 내장으로 인하여 온수의 사용에 제한이 있다. 또한, 탱크 내 수도압력과 팽창압력이 탱크 내에 작용하므로 안전핀이 수시로 작동하여 더운물이 하수도로 빠져나가므로 에너지가 소모되는 단점이 있다.

또한, 이러한 온수기들은 탱크저장식이기 때문에, 온수를 사용하고 난 뒤, 재사용시 다시 탱크안에 있는 용수전체를 가열해야 하기 때문에, 에너지 효율성에서 떨어지는 문제점이 있다.

온수기의 다른 예로서, 순간적으로 물을 가열하는 가스 및 전기순간온수기를 들수 있다. 상기 순간온수기들은, 가격이 저렴하고 초기비용 부담이 없으며 곧바로 따뜻한 물을 사용할 수 있다는 장점이 있지만, 전기를 이용하는 순간온수기의 경우, 욕실에 설치시 습기로 인하여 잦은 고장이 발생하고 전기가 많이 소요된다는 문제점을 가지고 있다.

특히 전기순간온수기는 용수를 가열하는 발열체가 전기열선방식이기 때문에 열선의 노화로 인하여 피복이 벗겨지면 감전 위험이 생길 우려가 있다.

또한, 가스순간온수기의 경우, 사용이 간편하고 경제적이지만, 가스의 연소문제로 인체에 유해하고 가스누출의 위험성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 유지비가 적게 들고 소음이 없으며, 저전력으로 높은 효율을 내어 에너지 손실을 최대한 줄일 수 있는 전기순간온수기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 용수를 가열하기 위한 발열체의 산화 및 균열위험이 없어 깨끗한 온수를 공급할 수 있고, 온수사용에 제한이 없는 전기순간온수기를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 욕실에 설치시 습기로 인한 고장을 예방하고 전기요금이 저렴한 전기순간온수기를 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 작동시 인체에 해로운 유해물질 및 전자파를 발생시키지 않고, 화상 및 화재의 위험이 없는 전기순간온수기를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내측으로 공기가 흐르는 내부통로를 갖는 케이싱(Casing)과; 상기 케이싱 내부에 설치되며, 상기 케이싱의 내부로 유입된 공기를 가열하는 발열장치와; 상기 발열장치로부터 가열된 공기와 열교환 하여 물을 가열하도록 상기 케이싱의 내부통로에 설치된 라디에이터와; 상기 케이싱의 내부통로에 공기를 유입하여 이송하는 흡기팬을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 발열장치가 상기 내부통로에 병렬형태로 서로 나란하게 배열되어 있으며, 공기가 흐르는 길이 방향으로 적어도 하나 이상으로 설치된 발열튜브와; 상기 발열튜브의 외측면으로 도포되어 박막을 이루어, 상기 내부통로에 흐르는 공기를 가열하는 면상발열체를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 발열장치가, 서로 간에 공기유로를 형성하도록 상기 내부통로에 간격을 두고 나란하게 설치되는 적어도 하나 이상으로 설치된 평판형 발열기판과; 상기 평판형 발열기판의 외면에 도포되어 박막을 이루어, 상기 내부통로에 흐르는 공기를 가열하는 면상발열체를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 흡기팬이 상기 내부통로의 토출구측에 설치되어 상기 내부통로로 공기를 흡입하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 면상발열체를 적용한 온수장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 면상 발열체를 적용한 온수장치의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 면상 발열체를 적용한 온수장치의 발열장치를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 면상 발열체를 적용한 온수장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 면상 발열체를 적용한 온수장치의 다른 실시 예의 발열장치를 나타낸 사시도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 전기순간온수기는 케이싱(10)을 구비한다. 상기 케이싱(10)은 정육면체의 박스형태로 구성되어 있으며, 상기 케이싱(10)은 내부에 내부통로(16)가 형성되어 있고, 상기 내부통로(16)의 일측에 도입구(14)와, 타측에 토출구(15)를 구비한다. 상기 도입구(14)는 공기를 유입하고, 상기 토출구(15)는 공기를 배출한다. 또한, 상기 케이싱(10)에는 장치를 제어하기 위한 컨트롤러(26)가 설치된다.

한편, 상기 케이싱(10)의 외측단에는 물이 주입되는 물 주입구(11)와 타측에 는 물이 배출되는 온수 배출구(12)가 형성되어 있다. 또한, 상기 케이싱(10)의 내측으로 상기 물 주입구(11)에 유입된 물이 상기 내부통로(16)를 둘러싸여 형성되어 있으며, 상기 내부통로(16)에 가열되는 공기와 용이하게 열교환 할 수 있게 미리 예열하도록 하기 위한 유로(13)가 형성된다.

한편, 케이싱(10)의 내부에는 도입구(14)로 부터 유입된 공기를 가열하는 발열 장치(17)를 구비한다.

상기 발열장치(17)는 면상 발열체(18)를 적용한 장치로서, 상기 내부통로(16)의 도입구(14) 측으로 다수의 발열튜브(20)들이 병렬 형태로 서로 나란하게 설치된다. 상기 발열튜브(20)는, 내열성 및 저팽창 특성을 갖는 소재로서, 석영과 세라믹 등이 사용될 수 있다. 발열튜브(20)는, 내부통로(16)로 유입된 공기를 효과적으로 가열하기 위하여 케이싱(10)의 크기에 맞게 길이 방향으로 서로 나란하게 일렬로 설치되어 있다.

각 발열튜브(20)의 외주면에는 면상 발열체(18)가 설치되어 있으며, 면상 발열체(18)의 표면에는 전원이 인가할 수 있도록 복수의 전극(19)이 부착되어 있다. 상기 면상 발열체(18)는 일종에 저항체로서 전기 저항을 갖는 세라믹 저항체의 발열 부위에 발열도료를 도포하여 박막을 구성한 것으로, 전기에너지를 열에너지로 변환을 시켜주는 기능을 갖는다. 참고로 상기 면상발열체(18)는, 낮은 전력에서도 높은 효율을 낼 수 있으며, 인가되는 전류의 흐름을 제어하면 발열온도가 제어되는 특징을 갖는다. 상기 면상발열체(18)는 이미 공지된 기술이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 발열튜브(20)의 외측에는 지지대(28)가 설치되어 상기 내부통로(16)에 지지하고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전기순간온수기는 토출구(15) 측으로 가열된 공기와 열교환 하여 물을 가열시키는 라디에이터(21)를 구비한다.

상기 라디에이터(21)는 상기 케이싱(10)의 내부통로(16) 중앙에 설치되어 있으며, 상기 케이싱(10)의 외측면에 형성된 유로(13)에 연결되어 폭방향으로 지그재그로 형성된 동관 재질의 튜브(22)와, 상기 튜브(22)에 교차하여 길이방향으로 겹층으로 결합 형성된 열교환핀(23)이 구비된 장치이다. 그리고 상기 라디에이터(21)는 상기 튜브(22)에 유입되는 물을 발열장치(17)로부터 가열된 공기와 열교환 하여 물을 가열시켜 온수로 생산하는 기능을 갖는다.

또한, 상기 라디에이터(21)는, 물이 상기 튜브(22)에 유입되기 전 상기 유로(13)측에 1차적으로 균등하게 물이 예열이 되고, 2차적으로 상기 라디에이터(21)에 의해 물이 가열되기 때문에, 단시간에 온수를 무제한 생산하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 전기순간온수기는, 내부 통로(16)에 공기를 유입하고, 또한 사용한 공기를 외부로 토출 시키는 흡기팬(24)을 구비한다.

상기 흡기팬(24)은 케이싱(10)의 토출구(15)측에 설치되며, 외측의 공기를 도입구(14)로 흡입하여, 흡입한 공기를 상기 발열장치(17)로 통과하도록 한다.

또한 흡기팬(24)은, 흡입된 공기를 발열장치(17)로 불어 넣음으로써 상기 발 열장치에 유입된 공기가 발열 튜브(20)에 의해 가열하도록 한다. 그리고 상기 라디에이터(21)를 통과하여 물과 열교환을 한 뒤 사용된 공기는, 케이싱(10)의 토출구(15)를 통해 외부로 송풍될 수 있게 한다. 한편, 이러한 흡기팬(24)은 터보형 팬으로 구성되며, 소음이나 공기의 토출위치등 경우에 따라 시로코형 팬으로 구성될 수 있다.

그리고 본 발명의 전기순간온수기는 외부에 설치된 컨트롤러(26)를 통해 각 장치들을 제어한다. 상기 컨트롤러(26)는 본 발명의 각 부분을 제어하기 위한 것으로서, 전원 및 발열장치의 온도제어, 예약시간등 여러 기능을 제어한다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동 예를 도 1과 도 2를 참조하여 설명한다. 우선 본 발명의 전기순간온수기 사용시 컨트롤러(26)의 전원을 작동시킨다. 그러면, 상기 발열장치(17)에 형성된 전극(19)에 전원이 들어오게 되고, 상기 발열장치(17)에 형성된 면상 발열체(18)가 발열이 된다.

이와 동시에 흡기팬(24)이 작동하면서, 상기 발열장치(17)에 공기가 유입되도록 도입구(14)측으로 공기가 흡입된다.

한편, 상기 도입구(14) 측으로 공기가 유입되어 상기 내부통로(16)를 통과하면, 상기 발열장치(17)의 면상발열체(18)에 의해 공기가 가열이 된다. 그 다음, 물 주입구(11)로 물이 공급되어 유로(13)에 물이 충만되면, 상기 가열된 공기와 접촉하여 1차적으로 열교환이 되어 예열을 하게 된다.

그리고 1차적으로 예열된 물은, 상기 라디에이터(21)의 튜브(22)에 유입이 되고, 상기 예열된 물이 유입된 상기 튜브(22)는, 열교환핀(23) 사이로 가열된 공 기가 통과할때 2차적으로 열교환을 하게 된다. 그러면 물은 더욱 가열되어 뜨거운 온수를 생산하게 되고, 온수배출구(12)를 통해 온수를 배출하게 된다.

또한, 상기 라디에이터(21)와 열교환된 공기는 흡기팬(24)을 통해 토출구(15)로 외부로 배출되게 된다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 낮은 전력으로 열효율이 높은 면상 발열체(18)를 사용하므로, 가동비를 줄이고 크기를 소형화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 용수에 대한 간접가열방식이므로 직접가열방식에 의한 발열체의 산화 및 균열을 방지하고, 무제한으로 온수를 생산할 수 있는 장점이 있다.

다음으로 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 면상 발열체를 적용한 온수장치의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다.

다른 실시 예의 온수장치는, 상기 실시 예에 적용된 발열장치(17)를 대체한 것으로서 케이싱(10)의 내부 통로(16)에 지지대(28)가 설치되고, 이들 상기 지지대(28)에 다수의 평판형 발열기판(26)이 간격을 두고 서로 나란하게 다단으로 설치되며, 이들 각각의 상기 평판형 발열 기판(26)에 면상 발열체(18)가 설치된다.

상기 평판형 발열기판(26)은, 상기 평판형 발열기판(26)에 상기 면상 발열체(18)를 도포하여 박막으로 구성한다.

또한 상기 평판형 발열기판(26)은, 도입구(14)와 토출구(15)와 정렬되게 서로 간격을 두고 배열되며, 이에 따라 서로 간에 공기유로(27)가 형성되고, 상기 도입구(14)로부터 유입된 공기가 상기 공기유로(27)를 흐르면서 공기를 가열하게 하여 고온의 온풍으로 만들어 준다.

한편, 고온의 온풍으로 만들어진 공기는 상기 실시 예와 같은 원리로 물을 가열하게 되고, 가열한 공기는 토출구(15)로 배출된다.

이러한 다른 실시 예의 발열장치(17)는, 공기를 가열하는 수단으로서, 상기 면상발열체(18)를 도포한 평판형 가열기판(26)을 사용하므로, 케이싱(10)의 내부통로(16)에 보다 많은 평판형 가열기판(26)을 배열할 수 있으므로 공기의 가열면적으로 최대한으로 증대시킬 수가 있다. 따라서, 온수가 가열되는 시간을 단축 시킬 수 있다.

이상에서 설명된 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시 예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 면상 발열체를 적용한 온수장치에 의하면, 저전력으로 높은 효율을 낼 수 있는 면상 발열체를 사용하므로, 에너지 손실을 최대한 줄일 수 있고, 깨끗한 온수를 공급할 수 있으며, 제작 비용을 절감하고 온수에 따른 용량제한이 없이 무제한 온수공급이 가능한 효과가 있다.

또한, 면상 발열체 특성상, 작동시 인체에 해로운 유해물질 및 전자파를 발생시키지 않고, 크기를 소형화 및 경량화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 내측으로 공기가 흐르는 내부통로(16)를 갖는 케이싱(Casing)(10)과; 상기 케이싱(10) 내부에 설치되며, 상기 케이싱(10)의 내부로 유입된 공기를 가열하는 발열장치(17)와; 상기 발열장치(17)로부터 가열된 공기와 열교환하여 물을 가열하도록 상기 케이싱(10)의 내부통로(16)에 설치된 라디에이터(Radiator)(21)와; 상기 내부통로(16)의 토출구(15)측에 설치되어, 상기 케이싱(10)의 내부통로(16)로 공기를 흡입하는 흡기팬(24)을 포함하여 이루어지는 전기순간온수기에 있어서,

   상기 케이싱(10)의 외측면으로, 가열을 하기 위한 물이 상기 라디에이터(21)에 도입되는 물을 미리 예열할 수 있도록, 상기 라디에이터(21)에 도입되기 전의 물을 도입하여 유통시키는 유로(13)가 상기 케이싱(10)의 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 전기순간온수기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 발열장치(17)는, 상기 내부통로(16)에 병렬형태로 서로 나란하게 배열되어 있으며, 공기가 흐르는 길이 방향으로 적어도 하나 이상으로 설치된 발열튜브(20)와;

   상기 발열튜브(20)의 외측면으로 도포하여 박막을 이루어, 상기 내부통로(16)에 흐르는 공기를 가열하도록 면상발열체(18)를 구비한 것을 특징으로 하는 전기순간온수기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 발열장치(17)는, 서로 간에 공기유로(23)를 형성하도록 상기 내부통로(16)에 간격을 두고 나란하게 설치되는 적어도 하나 이상으로 설치된 평판형 발열기판(30)과;

   상기 평판형 발열기판(26)의 외면에 도포하여 박막을 이루어, 상기 내부통로(16)에 흐르는 공기를 가열하는 면상발열체(18)를 구비한 것을 특징으로 하는 전기순간온수기.
5. 삭제

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