KR101308122B1

KR101308122B1 - 과열방지가 가능한 온수탱크

Info

Publication number: KR101308122B1
Application number: KR1020110095930A
Authority: KR
Inventors: 김동은; 노진환
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-09-12
Also published as: WO2012044092A2; WO2012044092A3; EP2622281B1; EP2622281A4; KR20120033989A; EP2622281A2

Abstract

안정적으로 발열부의 과열을 안정적으로 방지할 수 있는 온수탱크가 개시된다.
상기 온수탱크는, 내부에 물이 수용되는 공간을 갖는 탱크몸체; 상기 탱크몸체에 구비되어 상기 탱크몸체에 수용된 물을 가열하는 발열부; 상기 탱크몸체의 상부에 구비되어 제1 설정온도 이상이 되면 상기 발열부에 공급되는 전원을 차단하는 상부 과열방지장치; 및 상기 탱크몸체의 하부에 구비되어 제2 설정온도 이상이 되면 상기 발열부에 공급되는 전원을 차단하는 하부 과열방지장치;를 포함하며, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치는 동시에 작동되면서, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 발열부로의 전원공급이 차단되도록 한다.

Description

과열방지가 가능한 온수탱크{Hot water tank capable of preventing overheat}

본 발명은 정수기, 온수기, 비데, 보일러 등에 구비되어 가열된 온수를 수용하는 온수탱크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 안정적으로 과열방지가 가능한 온수탱크에 관한 것이다.

정수기, 온수기, 비데, 보일러 등에서는 상온보다 높은 온도의 물을 사용자에게 공급할 수 있도록 온수를 보관, 저장하는 온수탱크를 구비한다.

이러한 온수탱크의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 온수탱크(10)는 원수가 입수되는 입수구(미도시)와 출수구(미도시)를 구비하며 내부에 물을 수용하는 공간이 형성된 탱크몸체(11)와, 상기 탱크몸체(11) 내부에 수용된 물을 가열하는 발열부(20)를 구비한다. 이러한 발열부(20)는 여러가지 형태로 공지되어 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이 탱크몸체(11) 내부에 수용된 물과 직접 접촉하면서 발열하는 시즈히터가 많이 사용되고 있다.

또한, 종래의 온수탱크(10)는 상기 탱크몸체(11)에 수용된 물의 수위를 조절하기 위하여 만수위(A)를 감지하는 만수위 센서(31)와, 저수위(B)를 감지하는 저수위 센서(32)를 구비한다. 이때, 상기 만수위 센서(31)는 탱크몸체(11) 내부에 만수위(A)를 넘어서서 물이 공급되는 것을 차단하기 위하여 구비되며, 상기 저수위 센서(32)는 탱크몸체(11) 내부에 일정수위{저수위(B)}보다 적은 물이 수용된 경우 탱크몸체(11) 내부에 물이 추가로 공급되도록 하기 위하여 구비된다.

그리고, 종래의 온수탱크(10)는 탱크몸체(11)에 수용된 물의 온도를 측정하고 이를 통하여 발열부(20)의 작동을 제어함으로써 온수 온도의 조절이 가능하도록 하기 위한 온도센서(50)와, 수위센서나 온도센서(50)의 고장 또는 제어부(미도시)의 오작동 등에 의해 상기 발열부(20)에서 과열이 발생하는 경우 이를 차단하기 위한 과열방지장치(40)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 온도센서(50)에서 감지된 온도를 통하여 제어부(미도시)는 발열부(20)의 발열을 제어하도록 구성되어 있지만, 수위센서나 온도센서(50)의 고장 또는 제어부(미도시)의 오작동 등으로 인하여 발열부(20)의 전원 공급이 차단되지 않는 상태가 되는 경우 이를 강제적으로 차단하기 위하여 과열방지장치(40)가 제공된다.

이러한 과열방지장치(40)는 통상적으로 설정온도 이상이 되는 경우 자동적으로(또는 기계적으로) 발열부(20)로의 전원 공급을 차단하도록 바이메탈 등이 사용된다. 따라서, 온도센서(50) 등에 이상이 발생한 경우라도 안전하게 발열부(20)의 구동을 제어할 수 있게 된다.

예를 들어, 도 1에 도시된 온수탱크(10)를 참조하면, 탱크몸체의 수위가 만수위(A)와 저수위(B) 사이에 있는 경우 발열부(20)의 과열이 발생하여 온수의 온도가 과열방지장치(40)의 반응온도(설정온도)(예를 들어, 대략 90℃ 내외)보다 높게 상승하는 경우에는 탱크몸체(11) 하부에 설치된 과열방지장치(40)가 반응하여 발열부(20)에 공급되는 전원을 차단하게 된다.

그러나, 저수위 센서(32)에 이상이 발생하여 저수위를 감지하지 못하거나 원수차단 등으로 인하여 탱크몸체(11)에 물이 추가적으로 공급되지 않는 경우에는 물의 수위가 저수위(B)보다 수위가 낮아질 수 있다.

특히, 지속적인 출수 등으로 인하여 온수의 수위가 발열부(20)로서 사용되는 시즈히터의 발열집중부(21), 즉 코일형태로 감겨진 부분보다 낮아지는 경우가 발생할 수 있다.

이와 같이, 온수의 수위가 발열집중부(21)보다 낮은 하측수위(C), 또는 이와 인접한 수위에서 발열부(20)의 동작이 계속되는 경우에는 발열부(20)의 발열이 물에 전달되지 않고 하측수위(C) 상부에 존재하는 공기에 주로 전달된다. 이러한 경우, 하측수위(C)보다 낮은 위치의 물은 발열부(20)에 의해 가열되는 공기와 과열방지장치(40) 사이에서 단열기능을 수행하여 과열방지장치(40)의 승온을 방지하거나 더디게 한다. 즉, 하측수위(C) 상부의 공기는 발열부(20)의 발열로 인하여 물의 끓는점보다 매우 높은 온도로 가열되어 공기와 접촉하는 탱크몸체(11)의 표면온도를 높이는 반면, 하측수위(C)의 물은 그 수면에서만 증발이 이루어질 뿐 수면 아래의 물은 높은 온도의 공기와 과열방지장치(40) 사이의 열전달을 방해하게 된다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이 탱크몸체(11)의 하부에 과열방지장치(40)가 설치된 종래의 온수탱크(10)는 온수의 수위가 발열집중부(21)보다 낮은 하측수위(C)에 해당하는 경우 상당한 시간 동안 과열이 이루어지게 되고, 이로 인해 사실상 과열방지기능을 수행할 수 없어 화재 등의 위험상황에 노출되는 문제가 있다.

이와는 달리, 도 2에 도시된 바와 같이 탱크몸체(11)의 측면 상부에 과열방지장치(40')가 설치된 온수탱크(10')를 고려할 수 있다.

이러한 과열방지장치(40')는 만수위와 저수위 사이, 즉 물이 항상 유지되지 않는 수위에 설치되므로 물의 온도에 따른 열전달에 직접적으로 반응하도록 구성될 수 없고, 수증기의 온도에 의한 열전달에 반응하도록 반응온도(설정온도)(예를 들어, 대략 105℃ 내외)가 설정된다.

따라서, 도 2에 도시된 온수탱크(10')는 수위센서나 온도센서(50)의 고장 또는 제어부(미도시)의 오작동 등이 발생하는 경우, 발열부(20)에서 과열이 일어나 온수의 증발이 계속되고 이로 인하여 과열방지장치(40')가 설치된 위치의 온도가 반응온도를 넘는 경우에 발열부(20)에 공급되는 전원을 차단하도록 구성된다.

그러나, 도 2의 과열방지장치(40')는 물의 끓는점(100℃)보다 높은 온도에서 전원차단의 기능을 하도록 반응온도가 설정되어 있으므로 수위가 과열방지장치(40')가 설치된 위치 아래의 수위(D)로 하강하지 않는 경우에는 과열방지장치(40')가 작동하지 않게 된다. 따라서, 수위하강에 소요되는 상당시간 동안 지속적으로 스팀이 발생하고 이로 인해 스팀이 추출코크 등의 출수부 측으로 배출되어 화상의 염려가 있을 뿐만 아니라 적절한 과열방지 기능을 수행할 수 없다는 문제점이 있다.

이와 같이, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 온수탱크(10,10')는 과열방지장치(40,40')를 어느 위치에 설치하더라도 과열방지기능을 효과적으로 수행할 수 없기 때문에 새로운 방식의 과열방지 기능을 갖는 온수탱크가 요청되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 고안된 것으로, 온수탱크의 수위에 관계없이 안정적으로 발열부의 과열을 방지할 수 있는 온수탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 발열부의 과열에 대해 보다 민감하게 반응할 수 있는 온수탱크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 내부에 물이 수용되는 공간을 갖는 탱크몸체; 상기 탱크몸체에 구비되어 상기 탱크몸체에 수용된 물을 가열하는 발열부; 상기 탱크몸체의 상부에 구비되어 제1 설정온도 이상이 되면 상기 발열부에 공급되는 전원을 차단하는 상부 과열방지장치; 및 상기 탱크몸체의 하부에 구비되어 제2 설정온도 이상이 되면 상기 발열부에 공급되는 전원을 차단하는 하부 과열방지장치;를 포함하며, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치는 동시에 작동되면서, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 발열부로의 전원공급이 차단되도록 하는, 과열방지가 가능한 온수탱크를 제공한다.

또한, 본 발명의 일 측면에 의한 온수탱크는 상기 탱크몸체에 수용된 물의 온도를 측정하는 온도센서; 및 상기 온도센서에서 감지된 값에 따라 상기 발열부로의 전원 공급을 제어하는 제어부;를 추가로 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치는 상기 발열부로 전원을 공급하는 회로에 전기적으로 직렬 연결되도록 설치되어, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 상기 발열부로의 전원공급이 차단되도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 상부 과열방지장치가 반응하는 상기 제1 설정온도는 상기 하부 과열방지장치가 반응하는 상기 제2 설정온도보다 높게 설정될 수 있다. 이때, 상기 제1 설정온도는 물의 끓는점보다 높고, 상기 제2 설정온도는 물의 끓는점보다 낮게 설정될 수 있다.

또한, 상기 상부 및 하부 과열방지장치는 바이메탈을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 측면에 의한 온수탱크는 상기 탱크몸체의 측면 상부에 설치되어 만수위를 감지하는 만수위 센서; 및 상기 탱크몸체의 측면 하부에 설치되어 저수위를 감지하는 저수위 센서;를 추가로 포함할 수 있으며, 이때, 상기 상부 과열방지장치는 만수위보다 낮은 위치에 설치될 수 있다.

바람직하게, 상기 발열부는, 상기 탱크몸체 내부에 수용되며 코일형태로 감긴 발열집중부를 갖는 시즈히터를 포함하여 구성될 수 있다. 이와는 달리, 상기 발열부는, 상기 탱크몸체 외면과 접촉하는 발열집중부를 갖는 밴드히터를 포함하여 구성될 수도 있다.

이때, 상기 하부 과열방지장치는 상기 발열집중부의 하단 높이보다 낮은 위치에 설치될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 온수탱크의 수위가 낮은 경우에는 상부 과열방지장치를 통한 과열방지가 가능하고, 온수탱크의 수위가 높은 경우에는 하부 과열방지장치를 통한 과열방지가 가능하므로 온수탱크의 수위에 관계없이 안정적으로 과열을 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하부 및 상부 과열방지장치를 통하여 온수탱크에 수용된 온수 및 수증기(또는 과열공기)의 열전달에 의한 과열상태에 모두 반응할 수 있으므로, 온수 또는 수증기(또는 과열공기) 중 어느 일측만의 열전달에 의한 과열상태에 반응하는 종래의 온수탱크에 비해 안정적인 과열방지 효과가 있게 된다.

따라서, 본 발명은 이러한 안정적인 과열방지의 결과로서, 화재 등의 위험상황을 초래하지 않을 뿐만 아니라 과열로 인한 에너지 소비를 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 온수탱크의 일 예를 도시한 개략도.
도 2는 종래의 온수탱크의 다른 예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크의 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 온수탱크의 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크에 구비되는 과열방지장치에 관련된 회로도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그리고, 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "가지다(갖다)" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크의 개략도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 온수탱크의 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크에 구비되는 과열방지장치에 관련된 회로도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크(100)에 대해 살펴본다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크(100)는 물을 가열하여 보관하는 것으로서, 내부에 물이 수용되는 공간을 갖는 탱크몸체(111)와, 상기 탱크몸체(111)에 구비되어 상기 탱크몸체(111)에 수용된 물을 가열하는 발열부(120)를 구비하며, 상기 탱크몸체(111)의 상부 및 하부에 각각 설치된 과열방지장치(141,142)를 통하여 발열부(120)의 과열을 방지하게 된다.

구체적으로, 상기 탱크몸체(111)는 원수가 입수되는 입수구(미도시)와 출수구(미도시)를 구비하며 내부에 물을 수용하는 공간이 형성된다.

또한, 상기 발열부(120)는 탱크몸체(111)에 수용된 물을 가열하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 탱크몸체(111) 내부에 수용된 물과 직접 접촉하면서 발열하는 시즈히터를 포함하여 구성될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 탱크몸체(111) 외면과 접촉된 상태에서 발열을 수행하는 밴드히터를 포함하여 구성될 수도 있다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 발열부(120)는 탱크몸체(111)에 수용된 물을 가열할 수 있다면 전술한 구성뿐만 아니라, 다른 공지의 발열수단으로 구성될 수도 있다.

이러한 발열부(120)는 온수탱크(100) 외부에 설치된 전원공급장치(미도시)로부터 전원을 공급받게 된다. 이때, 시즈히터는 코일형태로 감겨져 발열이 집중적으로 이루어지는 발열집중부(121)를 구비하며, 밴드히터는 탱크몸체(111) 외면과 직접 접촉하여 발열이 집중적으로 이루어지는 발열집중부(121)를 구비한다.

그리고, 상기 과열방지장치(141, 142)는 상기 탱크몸체(111)의 상부에 구비되는 상부 과열방지장치(141)와, 상기 탱크몸체(111)의 하부에 구비되는 하부 과열방지장치(142) 등 적어도 2개의 과열방지 수단을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예의 의한 온수탱크(100)는 상기 상부 과열방지장치(141)와 하부 과열방지장치(142) 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 발열부(120)에 전원공급이 차단이 이루어짐으로써 안정적인 과열방지가 가능하게 된다.

한편, 도 3 및 도 4에서는 상기 상부 과열방지장치(141)와 하부 과열방지장치(142)가 하나씩 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 그 설치개수는 특별히 제한되지 않는다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크(100)는 종래의 온수탱크와 마찬가지로 수위센서와 온도센서를 구비할 수 있다.

구체적으로, 수위센서는 상기 탱크몸체(111)에 수용된 물의 수위를 조절하기 위하여 만수위(도 1의 A)를 감지하는 만수위 센서(131)와, 저수위(도 1의 B)를 감지하는 저수위 센서(132)를 포함하여 복수개가 구비될 수 있다. 즉, 만수위 센서(131)와 저수위 센서(132) 사이에 하나 이상의 수위센서가 추가로 구비될 수도 있다.

상기 만수위 센서(131)는 탱크몸체(111) 내부에 만수위를 넘어서서 물이 공급되는 것을 차단하기 위하여 구비되며, 상기 저수위 센서(132)는 탱크몸체(111) 내부에 일정수위{저수위(도 1의 B)}보다 적은 물이 수용된 경우 탱크몸체(111) 내부에 물이 추가로 공급되도록 하기 위하여 구비된다.

다만, 온수탱크(100)가 압력탱크로 사용되는 경우에는 외부에서 공급되는 물의 압력과 탱크몸체(111) 내부의 압력 차이에 의해 물의 공급이 조절되므로 이러한 수위센서가 구비되지 않을 수도 있다. 또한, 만수위 센서(131)와 저수위 센서(132) 중 어느 하나만 사용되는 것도 가능하다. 예를 들어, 만수위 센서(131)로서 부력에 의해 승하강하는 플로트를 사용할 수 있으며, 저수위 센서(132)가 설치되지 않는 것도 가능하다.

또한, 온도센서(150)는 탱크몸체에 수용된 물의 온도를 측정하고, 제어부(도 5의 160)는 상기 온도센서(150)에서 감지된 수온을 기초로 하여 발열부(120)의 작동을 제어함으로써 온수 온도의 조절이 가능하게 된다. 이러한 온도센서(150)는 온도 상승에 따라 전기 저항이 증가하는 서미스터(thermistor)를 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

만약, 수위센서(131,132) 또는 온도센서(150)의 고장이나 제어부(160)의 오작동 등에 의해 상기 발열부(120)에서 과열이 발생하는 경우 상기 과열방지장치(141,142)에 의해 발열부(120)로의 전원공급이 자동적으로 차단된다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크(100)에 구비되는 과열방지장치(141,142)에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

전술한 바와 같이 과열방지장치(141, 142)는 상기 탱크몸체(111)의 상부 및 하부에 각각에 구비된다. 이때, 상부 과열방지장치(141)는 제1 설정온도(반응온도) 이상이 되면 상기 발열부(120)에 공급되는 전원을 차단하게 되며, 하부 과열방지장치(142)는 제2 설정온도(반응온도) 이상이 되면 상기 발열부(120)에 공급되는 전원을 차단하게 된다.

이러한 상기 상부 과열방지장치(141) 및 하부 과열방지장치(142)는 미리 설정된 반응온도에서 전기적 접속이 자동적으로(기계적으로) 해제되어 발열부(120)로의 전원공급을 차단하도록 바이메탈과 같은 기계적 장치가 사용될 수 있으나, 특정 반응온도 또는 그 이상의 온도에서 발열부(120)의 전기적 접속이 해제될 수 있다면 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 하부 과열방지장치(142)는 발열부(120)에 의해 가열되는 온수로부터 탱크몸체(111)에 전달된 열에 반응되도록 구성될 수 있다. 이러한 점을 감안하여 상기 하부 과열방지장치(142)는 탱크몸체(111)에 수용된 물의 수위가 아주 낮은 경우라도 온수의 열전달에 의한 반응이 이루어질 수 있도록 탱크몸체(111)의 하부영역, 예를 들어 발열이 집중되는 발열집중부(121)의 하단높이보다 낮은 위치에 설치될 수 있다. 특히, 상기 하부 과열방지장치(142)는 아주 낮은 수위에서도 반응할 수 있도록 탱크몸체(111)의 하면에 장착되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제2 설정온도(반응온도)는 가열되는 온수의 온도를 감안하여 대략 90℃ 내외로 설정될 수 있으며, 이는 온수로부터 탱크몸체(111)를 거쳐 하부 과열방지장치(142)에 전달되는 열전달량, 탱크몸체(111)의 재질 등에 의해 변경가능하다.

또한, 상기 상부 과열방지장치(141)는 발열부(120)에 의한 가열이 이루어질 때 발생하는 수증기 또는 과열공기로부터 탱크몸체(111)를 거친 열전달에 의해 반응하여 발열부(120)로의 전원 공급을 자동적으로 차단하도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 상부 과열방지장치(141)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 만수위(도 1의 A)보다 낮은 위치에 설치될 수 있으나, 만수위보다 높은 위치에 설치되는 것도 가능하다. 이러한 상부 과열방지장치(141)는 과열로 인하여 지속적인 증발이 이루어지고 이로 인해 수증기 또는 공기의 온도가 제1 설정온도(반응온도) 이상이 되는 경우 발열부(120)의 전원공급을 차단하게 된다. 이때, 상기 제1 설정온도는 물의 끓는점 이상으로 가열된 수증기 또는 과열공기에 의한 열전달에 반응할 수 있도록 대략 105℃ 내외로 설정될 수 있으며, 이는 가열된 수증기(과열공기)로부터 탱크몸체(111)를 거쳐 상부 과열방지장치(141)에 전달되는 열전달량, 탱크몸체(111)의 재질 등에 의해 변경가능하다.

이와 같이, 제1 설정온도는 가열된 수증기(과열공기)에 의해 반응하는 온도로 설정되므로 과열 온수에 의해 반응하는 제2 설정온도보다는 높게 설정된다.

즉, 상기 제1 설정온도는 물의 끓는점보다 높고, 상기 제2 설정온도는 물의 끓는점보다 낮게 설정될 수 있다.

이러한 상부 과열방지장치(141)와 하부 과열방지장치(142)는 도 5에 도시된 바와 같이, 발열부(120)로 전원을 공급하는 회로에 전기적으로 직렬 연결되도록 설치된다. 따라서, 상기 상부 과열방지장치(141)와 하부 과열방지장치(142) 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 상기 발열부(120)로의 전원공급이 차단되도록 할 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 제어부(160)는 온도센서(150)에서 감지된 온도값을 통하여 발열부(120)에 전원을 공급하거나 전원공급을 중단하도록 스위치(SW)를 온(ON) 또는 오프(OFF)시킨다. 발열부(120)로의 전원공급에 의해 발열부(120)는 탱크몸체(111) 내에 수용된 물을 가열하게 된다. 이때, 발열부(120)의 과열로 인하여 상부 과열방지장치(141)가 제1 설정온도 이상이 되면 상부 과열방지장치(141)의 제1 스위치(SW1)가 오프(OFF)되어 발열부(120)로의 전원공급을 차단하게 되며, 하부 과열방지장치(142)가 제2 설정온도 이상이 되면 하부 과열방지장치(142)의 제2 스위치(SW2)가 오프(OFF)되어 발열부(120)로의 전원공급을 차단하게 된다.

따라서, 상부 과열방지장치(141)와 하부 과열방지장치(142) 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 상기 발열부(120)로의 전원공급이 차단되므로 온수탱크(100)의 과열을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크(100)는 가열된 온수로부터의 열전달에 의해 반응하도록 탱크몸체(111)의 하부에 설치된 하부 과열방지장치(142)를 통해 과열차단을 함과 동시에, 탱크몸체(111)의 가열된 수증기(과열공기)의 열전달에 의해 반응하도록 탱크몸체(111)의 상부에 설치된 상부 과열방지장치(141)를 통해 과열차단을 수행하게 되므로, 어떠한 상황에서도 신속한 과열방지를 수행할 수 있게 된다.

특히, 도 1에서 설명한 바와 같이 탱크몸체(11)의 하부에만 과열방지장치(40)가 설치된 종래의 온수탱크(10)는 발열집중부(21) 이하의 하측수위(C)에서는 과열방지가 충분히 이루어질 수 없지만, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크는 도 3에 도시된 바와 같이, 발열집중부(121) 이하의 하측수위(H2)에서는 그 수위 상측의 가열 수증기(과열공기)에 의해 상부 과열방지장치(141)가 먼저 반응하게 되므로 안정적인 과열방지가 가능하게 된다.

또한, 도 2에서 설명한 바와 같이 탱크몸체(11)의 상부에만 과열방지장치(40')가 설치된 종래의 온수탱크(10')는 과열방지장치(40')가 설치된 높이가 가열 수증기(과열공기)에 의한 열전달이 이루어지는 영역이 될 때까지 온수의 증발이 지속된 후에야 과열방지장치(40')가 반응하게 되므로 과열방지 반응속도가 상당히 느리지만, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크는 도 3에 도시된 바와 같이 하측수위(H2)와 만수위 사이에서는 가열된 온수에 의해 하부 과열방지장치(142)가 먼저 반응하게 되므로 과열방지의 반응속도가 빠르고 불필요한 전력소모를 최소화할 수 있다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이 정상수위(H1), 즉 만수위와 저수위 사이 또는 만수위와 하측수위(H1) 사이에 온수의 수위가 유지되는 경우에는, 온수의 과열에 의한 하부 과열방지장치(142)의 전원 차단과 과열된 수증기(공기)에 의한 상부 과열방지장치(141)의 전원 차단에 의한 과열방지 기능을 모두 기대할 수 있으므로 과열방지의 안정성을 극대화할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수탱크(120)는 온도센서(150)에서 감지된 온도값을 통하여 발열부(120)에 전원을 공급하게 되는 경우, 상부 과열방지장치(141)와 하부 과열방지장치(142)를 이용하여 2중으로 과열을 방지하게 되므로 안정적인 과열방지를 달성할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

100... 온수탱크 110... 탱크몸체
120... 발열부 121... 발열집중부
131... 만수위 센서 132... 저수위 센서
141... 하부 과열방지장치 142... 상부 과열방지장치
150... 온도센서 160... 제어부

Claims

내부에 물이 수용되는 공간을 갖는 탱크몸체;
상기 탱크몸체에 구비되어 상기 탱크몸체에 수용된 물을 가열하는 발열부;
상기 탱크몸체의 상부에 구비되어 제1 설정온도 이상이 되면 상기 발열부에 공급되는 전원을 차단하는 상부 과열방지장치; 및
상기 탱크몸체의 하부에 구비되어 제2 설정온도 이상이 되면 상기 발열부에 공급되는 전원을 차단하는 하부 과열방지장치;를 포함하며,
상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치는 동시에 작동되면서, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 발열부로의 전원공급이 차단되도록 하는, 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항에 있어서,
상기 탱크몸체에 수용된 물의 온도를 측정하는 온도센서; 및
상기 온도센서에서 감지된 값에 따라 상기 발열부로의 전원 공급을 제어하는 제어부;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항에 있어서,
상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치는 상기 발열부로 전원을 공급하는 회로에 전기적으로 직렬 연결되도록 설치되어, 상기 상부 과열방지장치와 하부 과열방지장치 중 어느 하나라도 설정온도 이상이 되면 상기 발열부로의 전원공급이 차단되도록 하는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항에 있어서,
상기 상부 과열방지장치가 반응하는 상기 제1 설정온도는 상기 하부 과열방지장치가 반응하는 상기 제2 설정온도보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항에 있어서,
상기 제1 설정온도는 물의 끓는점보다 높고, 상기 제2 설정온도는 물의 끓는점보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항에 있어서,
상기 상부 및 하부 과열방지장치는 바이메탈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 탱크몸체의 측면 상부에 설치되어 만수위를 감지하는 만수위 센서; 및
상기 탱크몸체의 측면 하부에 설치되어 저수위를 감지하는 저수위 센서;
를 추가로 포함하며,
상기 상부 과열방지장치는 만수위보다 낮은 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발열부는, 상기 탱크몸체 내부에 수용되며 코일형태로 감긴 발열집중부를 갖는 시즈히터, 또는 상기 탱크몸체 외면과 접촉하는 발열집중부를 갖는 밴드히터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제8항에 있어서,
상기 하부 과열방지장치는 상기 발열집중부의 하단 높이보다 낮은 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.
제7항에 있어서,
상기 발열부는, 상기 탱크몸체 내부에 수용되며 코일형태로 감긴 발열집중부를 갖는 시즈히터, 또는 상기 탱크몸체 외면과 접촉하는 발열집중부를 갖는 밴드히터를 포함하여 구성되며,
상기 하부 과열방지장치는 상기 발열집중부의 하단 높이보다 낮은 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 과열방지가 가능한 온수탱크.