KR101398736B1

KR101398736B1 - 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기

Info

Publication number: KR101398736B1
Application number: KR1020130131699A
Authority: KR
Inventors: 김인철
Original assignee: 김인철
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-05-27

Abstract

본 발명은 열매유를 가열하여 가온된 열매유가 코일 내측의 물을 가온시키도록 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기에 관한 것이다.
특히 본 발명은 열매유를 통해서 코일 내측의 물을 일차적으로 가온시키지만, 이 물의 온도가 낮을 경우에는 열매유의 팽창도를 물의 온도로 대비하여 측정하여 재가열관의 내측에 비치한 보조히터를 가동함으로 항상 순간적으로 뜨거운 열수를 얻을 수 있도록 하면서도, 보조히터의 가동방식이 열매유의 팽창률 즉, 열수의 온도에 따라 간헐적으로 가동될 수 있도록 하여 전력의 소비를 막고, 전력을 ON/OFF시키는 접지의 방식이 물리적인 클릭작용을 통해서 달성되기에 오작동을 막고 안전하게 열수를 얻을 수 있도록 하는 열효율이 높은 온수기에 관한 것이다.

Description

순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기{a water heater to increase heating efficiacy}

본 발명은 열매유를 가열하여 가온된 열매유가 코일 내측의 물을 가온시키도록 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기에 관한 것이다.

특히 본 발명은 열매유를 통해서 코일 내측의 물을 일차적으로 가온시키지만, 이 물의 온도가 낮을 경우에는 열매유의 팽창도를 물의 온도로 대비하여 측정하여 재가열관의 내측에 비치한 보조히터를 가동함으로 항상 순간적으로 뜨거운 열수를 얻을 수 있도록 하면서도, 보조히터의 가동방식이 열매유의 팽창률 즉, 열수의 온도에 따라 간헐적으로 가동될 수 있도록 하여 전력의 소비를 막고, 전력을 ON/OFF시키는 접지의 방식이 물리적인 클릭작용을 통해서 달성되기에 오작동을 막고 안전하게 열수를 얻을 수 있도록 하는 열효율이 높은 온수기에 관한 것이다.

일반적으로 온수기는 다양한 형태로 존재하는데, 대표적으로 온수만을 생산하는 온수기는 작업장에서 큰 부피의 보일러없이 간편에게 물을 데워 온수로 사용할 수 있도록 하는 형태로 실시된다.

그런데 이러한 온수기는 항상 다양한 문제점이 존재한다. 특히 온수기는 물기에 젖어 있는 상태가 많고, 물기가 많은 욕실에 설치될 소지가 많기에 케이스를 녹슬게 하지 않도록 도장처리를 깔끔하게 해야만 한다. 나아가 온수기는 물기가 많은 위치와 젖은 상태로 있는 경우가 많기에 전기적인 단락을 이용한 스위치의 작동에 문제가 있을 소지가 많다.

전기적인 접지의 방식(전자방식)으로 히터를 가동하게 되면, 물기에 젖어 방전이 발생될 소지가 많고, 과도하게 가동되어 전력이 낭비될 소지가 높다. 결국 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 물리적이고, 기구적인 작동의 방식으로 히터 가동의 단락이 이루어져야 하는데, 종래 온수기로는 이를 달성하기 힘들다.

참고로 이러한 온수기를 살펴보면, 출원번호 10-2004-7005774로 출원된 "전기온수기"나 출원번호 10-2005-0089327로 출원된 "수위 검지기능을 갖는 온수기"가 있으나, 이 건들의 경우도 본 발명이 해결한 문제점은 해결할 수 없었다.

특히 출원번호 10-2007-0097087호인 "온수기"는 이 건 발명과 유사하게, 열매체를 선 가열하여 열수를 생산하기 위한 온수기인데, 도시된 도 1과 2에 상세히 도시되어 있다.

본 발명에 따른 온수기는 밀폐된 내부 공간을 갖는 열교환탱크(100)가 구비되고, 열교환탱크(100)의 내부에는 열매체(400)가 충전된다. 열교환탱크(100)의 내부 소정위치에는 열매체(400)를 가열하기 위한 주히터(200)가 구비되는데, 주히터(200)가 구비되는 위치는 열매체(400)가 열교환탱크(100) 내부에서 원활하게 대류 작용을 하도록 열교환탱크(100)의 내부공간 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 내부에 물이 공급되어 흘러가는 급수관(300)이 열교환탱크(100)를 관통하며 구비되고, 이때 급수관(300)은 열교환탱크의 내부에서 열매체(400)와의 열교환 면적이 넓어지도록 지그재그로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러, 열교환탱크(100)의 내부에는 압력에 의해 부피가 신축적으로 변화하는 압착기(110)가 구비되는데, 이때 압착기(110)는 주름지게 형성되어 주름에 따라 접히거나 펴지면서 부피가 변화되는 방식으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 압착기(110)는 열교환탱크(100)의 외부와 연통되며 주름이 형성된 부위가 열교환탱크(100)의 내부에 위치하도록 형성되고, 이에 따라 외부로부터의 대기압 및 열교환탱크(100) 내부에 충전된 열매체(400) 압력의 강약에 따라 부피가 신축적으로 변화한다. 즉, 주히터(200)가 작동하지 않고 열매체(400)가 상온 상태일때 압착기(110)는 외부의 대기압에 의해 주름이 펴지면서 정상상태의 부피를 유지하고, 주히터(200)에 의해 열매체(400)가 가열되면 밀폐된 열교환탱크(100) 내부에서 열매체(400)가 팽창하며 압력이 증가하므로 이에 대한 보상으로 압착기(110)가 주름을 따라 접히며 열교환탱크(100)의 내부 압력을 보상해준다.

실질적으로 이 종래발명의 경우도 문제가 많이 있다. 열매유를 가열하여 열수를 생산하는 방식이기는 하지만, 열매유가 정상적으로 자기의 열에너지를 발하기 전에는 주히터는 물론 보조히터를 가동하여도 열수를 생산하기 힘들다. 나아가 보다 정확한 기체의 가동과 중단을 위한 해결수단이 없다.

본 발명은 열매유를 가열하여 가온된 열매유가 코일 내측의 물을 가온시키도록 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기를 제공하고자 한다.

특히 본 발명은 열매유를 통해서 코일 내측의 물을 일차적으로 가온시키지만, 이 물의 온도가 낮을 경우에는 열매유의 팽창도를 물의 온도로 대비하여 측정하여 재가열관의 내측에 비치한 보조히터를 가동함으로 항상 순간적으로 뜨거운 열수를 얻을 수 있도록 하면서도, 보조히터의 가동방식이 열매유의 팽창률 즉, 열수의 온도에 따라 간헐적으로 가동될 수 있도록 하여 전력의 소비를 막고, 전력을 ON/OFF시키는 접지의 방식이 물리적인 클릭작용을 통해서 달성되기에 오작동을 막고 안전하게 열수를 얻을 수 있도록 하는 열효율이 높은 온수기를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기는, 내부가 빈 공간부(11)를 갖고, 상단의 커버판(12)을 가진 직육면체 형상의 바디케이스(10); 상기 바디케이스(10)의 일측에 내장되어 일측단에서 돌출되는 급수구(13)가 바디케이스(10)의 측면을 관통하도록 설치하되, 타측단에서 돌출되는 토출구(14)도 형성되어 급수구(13)를 통해서 급수된 물이 토출구(14)를 통해서 배출되도록 한 열수공급코일(20); 상기 바디케이스(10)의 커버판(12)에 헤드(31)를 스크류체결하되, 바디케이스(10)의 내측으로 삽입되는 히터봉(32)은 상기 열수공급코일(20)의 정 중심부를 관통하도록 설치되는 주히터(30); 상기 바디케이스(10)의 커버판(12)에 체결되어, 바디케이스(10)의 내측으로 그 몸체를 내장하도록 스크류 체결하되, 바디케이스(10)의 일측 모서리 부분에 설치되는 부피보상수단(40); 및, 상기 바디케이스(10)의 내측 공간부(11)에 고열을 받을 시 높은 열에너지를 방출하도록 하는 열매유(51);를 포함하여 구성되어, 주히터(30)에서 발생되는 전기적인 고온의 열에너지가 열매유(51)를 고온화시키고, 급수구(13)로 공급된 물이 열수공급코일(20)을 통과하는 동안에 열매유(51)의 열을 전도받아 순간적으로 열수로 상태변화되어 토출구(14)로 배출시킨다.

또한 본 발명 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기에 따른, 상기 열수공급코일(20)의 토출구(14)측에는 수직방향으로 직립되는 재가열관(61)을 바디케이스(10)의 내측에 설치하여 토출구(14)와 재가열관(61)을 연통시키고, 상기 재가열관(61)의 하단에서 연통되는 배수관(63)을 바디케이스(10)의 측면을 관통하도록 설치하며; 상기 재가열관(61)의 내측에는 보조히터(62)를 삽입하여 보다 빠른 속도로 물을 가열할 수 있도록 한 보조가열유닛(60)을 형성하고 : 보조가열유닛(60)은, 바디케이스(10)의 중심부분에 위치하되, 일측 내주면에 근접되게 커버판(12)에 체결되어 수직으로 내려서는 상부만 개방된 원통형의 재가열관(61); 상기 재가열관(61)의 내측 중심부분에 끼워지도록 내려서는 보조히터봉(66)을 가지고, 보조히터봉(66)의 최상단 헤드(64)에 형성된 스크류를 통해서 스크류체결되도록 설치되는 보조히터(62);를 포함하여 구성되어, 토출관(14)을 통해서 넘어온 물이 보조히터(62)의 전기적인 열에너지를 통해서 재가열되어 급속도로 열수로 상태변화하며 : 바디케이스(10)의 일측 모서리 부분에 설치되는 부피보상수단(70)은, 중심부분에 설치된 보조히터(62)의 측방에 설치하되, 바디케이스(10)의 내측으로 매립되도록 안착되는 상부가 개방되고 최 하단이 내주면으로 말린 스톱핑 단턱(79)을 형성한 실린더케이스(71); 실린더케이스(71)의 내측에 그 내주면에 끼여 슬라이딩될 수 있도록 설치되는 피스톤(72); 상기 실린더케이스(71)를 체결한 상태로 바디케이스(10)의 커버판(12)에 안착되는 실린더헤드(73); 및, 상기 피스톤(74)을 항상 실린더케이스(71)의 내부에서 하향하는 형태로 탄성력을 부여하는 제1탄성스프링(75)을; 포함하여 구성되어, 상기 실린더케이스(71)의 내측 열매유(61)가 열에너지를 받아 부피가 팽창하면, 피스톤(74)이 제1탄성스프링(75)의 탄성력을 이기고 상승하여 부피를 자동으로 보상할 수 있도록 한다.

또한 본 발명 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기에 따른, 상기 실린더헤드(73)에는 그 중심부분에서 하향하며 관통된 관통공에 삽입되는 슬라이딩바(77)를 형성하되, 최상단은 원형의 스냅판(78)를 형성하고, 최 하단은 지지판(79)을 형성하여 스냅판(78)과 지지판(79) 사이에 상기 제1탄성스프링(75)의 내부에 수용될 수 있는 제2탄성스프링(81)을 형성하고; 상기 슬라이딩바(77)의 길이는 실린더케이스(71)의 내부공간에서 수용할 수 있는 열매유(61)의 열팽창률에 비례하여 대응되는 길이로 형성하여, 사실상 실린더케이스(71)의 길이는 피스톤(74)이 연동할 수 있는 일정량의 허용간격(AB)을 가질 수 있도록 하며; 상기 피스톤(74)이 열매유(61)의 열팽창으로 인하여 상승함에 따라 지지판(79)을 가압하면, 슬라이딩바(77)가 상승하면서, 별도의 클릭스위치부(K)를 가압하여 보조히터(62)의 작동을 중지시키고 : 상기 클릭스위치부(K)는 실린더헤드(73)의 측면으로 돌출되는 경첩(83)에 힌지체결될 수 있는 "Z"형상의 클릭스위치(84)를 결합하고, 클릭스위치(84)의 일측단은 원형의 패드 형태의 버튼판(85)으로 슬라이딩바(77) 스냅판(78)에 밀착되도록 안착되고, 클릭스위치(84)의 타측단은 보조히터(62)의 전원을 허가하는 버튼스위치(86)로 연장된 버튼패드(87)를 형성하여, 상기 슬라이딩바(77)의 스냅판(78)이 상승하면, 버튼판(85)이 상승하며 버튼패드(87)로 버튼스위치(86)를 가압하여 보조히터(62)의 전원을 차단하며 : 상기 슬라이딩바(77)의 스냅판(78)과 클릭스위치(84)의 버튼판(85)은 자력을 가지도록 한다.

본 발명에 따라, 바디케이스 내측에 열매유를 채우고, 이를 가열하여 온수를 얻는 방식을 택하였기에 소형은 물론 대용량의 온수기에 적용하여도 항상 균일한 온수나 열수를 얻을 수 있다는 점에서 큰 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라, 만일 열매유의 온도가 낮아 코일 내의 온수를 가온시키기 어려워 순간적인 열수를 얻기 어렵다면, 재가열관의 내측 보조히터를 자동으로 가동시켜 항상 열수를 얻을 수 있도록 했다는 점에서 큰 장점이 있다.

또한 본 발명에 따라, 온수를 얻을 때, 주히터만으로 가동이 가능하면 자동적으로 보조히터의 전원을 단락하여 전기에너지의 낭비를 막으면서도, 이 단락을 위한 자동적인 작동의 방식도 기구적인 방식을 택하여 정확하고 안전하게 작동시킬 수 있도록 했다는 점에서 큰 장점이 있다.

도 1은 종래 일반적으로 사용하는 온수기의 일실시예를 도시한 도면,
도 2는 상기 종래 발명의 다른 모습을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 온수기를 전방을 절단하여 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 온수기를 전체적으로 도시한 사시도,
도 5는 본 발명의 요부인 부피보상수단의 모습을 단면하여 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 열수공급코일을 단면하여 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 부피보상수단을 통해서 보조히터가 가동될 수 있는 클릭스위치를 확대하여 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 보조히터가 체결되는 모습을 도시한 단면도이다.

본 발명은 열매유를 이용하여 열수를 생산하는 온수기에 관한 것이다. 따라서 본 발명의 구성과 그 작동의 방식을 도시된 도면을 통해서 상세히 설명한다.

도시된 도면에서처럼, 내부가 빈 공간부(11)를 갖고, 상단의 커버판(12)을 가진 직육면체 형상의 바디케이스(10)가 있고, 상기 바디케이스(10)의 일측에 내장되어 일측단에서 돌출되는 급수구(13)가 바디케이스(10)의 측면을 관통하도록 설치하되, 타측단에서 돌출되는 토출구(14)도 형성되어 급수구(13)를 통해서 급수된 물이 토출구(14)를 통해서 배출되도록 한 열수공급코일(20)가 있으며, 상기 바디케이스(10)의 커버판(12)에 헤드(31)를 스크류체결하되, 바디케이스(10)의 내측으로 삽입되는 히터봉(32)은 상기 열수공급코일(20)의 정 중심부를 관통하도록 설치되는 주히터(30)가 있다. 또한 상기 바디케이스(10)의 커버판(12)에 체결되어, 바디케이스(10)의 내측으로 그 몸체를 내장하도록 스크류 체결하되, 바디케이스(10)의 일측 모서리 부분에 설치되는 부피보상수단(40)이 있고, 상기 바디케이스(10)의 내측 공간부(11)에 고열을 받을 시 높은 열에너지를 방출하도록 하는 열매유(51)를 포함하여 구성된다. 따라서 주히터(30)에서 발생되는 전기적인 고온의 열에너지가 열매유(51)를 고온화시키고, 급수구(13)로 공급된 물이 열수공급코일(20)을 통과하는 동안에 열매유(51)의 열을 전도받아 순간적으로 열수로 상태변화되어 토출구(14)로 배출시키는 것이다.

본 발명의 주요한 특징은 전기적인 전기에너지를 통해서 열에너지를 생산하고, 이 열에너지를 이용하여 열수공급코일(20) 내측의 물을 가온시키는 방식을 택한 것이다. 이를 위해서 본 발명에서는 바디케이스(10)의 내측에 열수공급코일(20)을 가진다. 이 열수공급코일(20)은 하나의 관을 꼬아 놓을 형상을 하고 있으면서도, 일측은 급수구(13)가 되고 타측은 토출구(14)가 된다. 이 열수공급코일(20)의 내측으로 즉, 급수구(13)를 통해서는 항상 물이 공급되고 있기에 타측 토출구(14)로는 코일을 통과한 물이 배출된다. 이때 상기 원통형 열수공급코일(20)의 내측 중심부에는 도시된 주히터(30)가 내장된 상태를 유지하고 있다.

보다 상세하게는 바디케이스(10)의 커버판(12)을 관통하고 하단으로 내려서는 히터봉(32)이 상기 열수공급코일(20)의 내측 중심부를 관통한 상태를 유지한다는 것이다. 이 히터봉(32)은 전기를 통전시키면 고온으로 열에너지를 발하게 되는데, 이 열에너지가 상기 열수공급코일(20) 내측(=관내부)의 물을 가온시키지 않는다. 상기 바디케이스(10)의 내측은 받은 열에너지를 통해서 물에 비하여 고온을 발하는 열매유(51)가 채워진 상태이기에 이 열매유(51)의 고열이 상기 열수공급코일(20) 내측의 물을 가온시킨다.

그럼 이러한 본 발명의 보다 구체적이고 세부적인 실시예들을 도시된 도면과 함께 상세히 설명한다.

즉, 본 발명의 도시된 도 3에서처럼, 이 건 발명의 경우, 상기 열수공급코일(20)의 토출구(14)측에는 수직방향으로 직립되는 재가열관(61)을 바디케이스(10)의 내측에 설치하여 토출구(14)와 재가열관(61)을 연통시키고, 상기 재가열관(61)의 하단에서 연통되는 배수관(63)을 바디케이스(10)의 측면을 관통하도록 설치하며, 상기 재가열관(61)의 내측에는 보조히터(62)를 삽입하여 보다 빠른 속도로 물을 가열할 수 있도록 한 보조가열유닛(60)을 형성하는 것이 바람직하다.

바디케이스(10)의 내측에 재가열관(61)을 더 설치하는 방식이다. 실질적으로 열매유(51)가 고열을 발하여 열수공급코일(20) 내측으로 차가운 물이 흐르는 동안에 뜨거운 열수로 상태변화하기는 어려운 일이 아니다. 그러나 이 온수기의 가동은 항상 전원이 켜진 상태를 유지하기 힘들기에 사용자의 사용의 정도에 따라서, off되어 있는 시간도 있다. 이러한 시간이 일정시간 흐르게 되면 열매유(51)의 온도는 떨어져 주히터(30)를 가동하여도 열매유(51)의 온도가 올라가는 시간이 필요하다. 바로 이러한 경우에는 급수구(13)에서 토출구(14)로 빠져나오는 물이 충분히 가온되지 못한 경우도 발생될 수 있다.

바로 이러한 경우를 대비하여 이 건 발명의 경우 보조적인 가열수단을 비치하고 있는데, 이것이 보조히터(62)이다. 보조히터(62)는 열수공급코일(20)의 외주면에서 일정한 간격을 두고 설치하되, 되도록 이면 세로변의 중심부분에 설치하여 전도되는 열이 고르게 퍼질 수 있도록 한다. 이를 보조가열유닛(60)이라고 본 발명에서는 칭하고 있는데, 상기 열수가열코일(20)의 토출구(14)가 재가열관(61)의 상단에 연통될 수 있도록 한다. 그리고 이 재가열관(61)의 내측으로는 보조히터(62)를 내장하여 열수공급코일(20)을 통과하여 가온된 물이 재가열관(61)에서 발하는 보조히터(62)의 열을 통해서도 재 가열될 수 있도록 한다.

보다 상세하게 이 건 발명의 보조가열유닛(60)을 설명하자면, 도시된 도 3에서처럼, 바디케이스(10)의 중심부분에 위치하되, 일측 내주면에 근접되게 커버판(12)에 체결되어 수직으로 내려서는 상부만 개방된 원통형의 재가열관(61)이 있고, 상기 재가열관(61)의 내측 중심부분에 끼워지도록 내려서는 보조히터봉(66)을 가지고, 보조히터봉(66)의 최상단 헤드(64)에 형성된 스크류를 통해서 스크류체결되도록 설치되는 보조히터(62)를 가진다. 따라서 토출관(14)을 통해서 넘어온 물이 보조히터(62)의 전기적인 열에너지를 통해서 재가열되어 급속도로 열수로 상태변화하는 것이다.

재가열관(61)의 구조적인 모습은 상부가 개방된 형태로 원통형을 유지한다. 재가열관(61)의 상단부분에 열수공급코일(20)의 토출구(14)를 연통시키고, 이 토출구(14)에서 빠져나온 물이 모두 재가열관(61)의 내측으로 유입될 수 있도록 한다. 재가열관(61)에 유입된 물은 그 온도가 떨어진 경우에는 항상 보조히터(62)의 열원을 받아 다시 고온으로 상태변화하게 되는데, 상기 재가열관(61)의 하단에 형성되는 배수관(63)을 통해서 배출될 수 있도록 한다. 바로 사용자는 재가열관(61)을 통과한 열수만을 사용할 수 있도록 하는 것이다. 2번의 가열을 통해서 항상 고온의 열수를 얻을 수 있도록 함이 이 건 발명의 특징이다.

열수공급코일(20)을 통과하면서 열매유(51)의 고온을 전도받아 온도가 상승된 물은 만일 그 물의 온도가 낮을 경우에는 재가열관(61)에 유입되고, 이 유입된 재가열관(61)에서는 보조히터(62)에서 발하는 고온의 열을 받아 실질적으로 열수로 상태변화를 한다. 상기 주히터(30)와 보조히터(62)는 폐쇄된 공간 내측에 있으며, 이를 둘러싼 열매유(51)와 물을 가온시키는 위치를 확보하고 있기에 새어나가는 열에너지가 없다. 본 발명은 이러한 방식으로 열수를 생산한다.

그런데 이러한 본 발명에서 유의할 점이 있다. 이는 폐쇄된 공간을 가진 이 건 발명의 바디케이스(10)는 열매유(51)가 고온으로 발하면서 부피가 팽창하게 되면 그 부피를 보상할 수단이 있어야 한다. 이 건 발명에서는 도시된 도 5에 이 부피보상수단(70)을 도시하고 있다. 즉, 바디케이스(10)의 일측 모서리 부분에 설치되는 부피보상수단(70)은, 중심부분에 설치된 보조히터(62)의 측방에 설치하되, 바디케이스(10)의 내측으로 매립되도록 안착되는 상부가 개방되고 최 하단이 내주면으로 말린 스톱핑 단턱(79)을 형성한 실린더케이스(71)가 있고, 실린더케이스(71)의 내측에 그 내주면에 끼여 슬라이딩될 수 있도록 설치되는 피스톤(72)가 있으며, 상기 실린더케이스(71)를 체결한 상태로 바디케이스(10)의 커버판(12)에 안착되는 실린더헤드(73) 및, 상기 피스톤(74)을 항상 실린더케이스(71)의 내부에서 하향하는 형태로 탄성력을 부여하는 제1탄성스프링(75)을 포함하여 구성된다. 따라서 상기 실린더케이스(71)의 내측 열매유(61)가 열에너지를 받아 부피가 팽창하면, 피스톤(74)이 제1탄성스프링(75)의 탄성력을 이기고 상승하여 부피를 자동으로 보상할 수 있도록 한다.

이 부피보상수단(70)이 작동되는 방식은 간단하다. 보조히터(62)의 측방에 장착되는 이 것은 실린더케이스(71)를 가지고 있으며, 이 실린더케이스(71)는 바디케이스(10)에 내장된다. 원통형으로 이루어진 실린더케이스(71)는 최 하단에 도시된 것처럼 스톱핑 단턱(79)을 가진다. 이 내주면에는 피스톤(74)이 끼워진 상태이기에 이 피스톤(74)은 승하강 슬라이딩 작동을 한다. 만일 열매유(51)가 팽창하게 되면 피스톤(74)을 가압하게 되고, 이 피스톤(74)의 가압이 피스톤(74)을 상승하게 만들어 팽창하는 열매유(51)의 부피를 보상한다.

상기 피스톤(74)은 그 상부로 제1탄성스프링(75)에 의해서 지지를 받고 있기에 특별한 힘의 작용이 없다면 그 탄성력에 의해서 피스톤(74)을 밀어 하단으로 내려가게 만든다. 그러나 열매유(51)가 팽창하여 부피가 늘어나게 되면 피스톤(74)은 제1탄성스프링(75)의 탄성력을 이기고 상승하여 부피를 확대한다. 이와 같은 방식으로 작동되는 이 건 발명의 부피보상수단(70)은 아주 안정적이다.

이 건 발명은 상기 부피보상수단(70)의 작동을 활용하여 전기에너지의 낭비를 막으면서도 기체 가동의 안정성과 정확성을 향상시키는 별도의 기구적인 구성을 추가하고 있는데, 이는 도시된 도면에서와 같은 클릭스위치부(K)이다. 이 클릭스위치부(K)는 이미 전술한 보조가열유닛(60)의 작동 방식을 제어한다.

즉, 상기 실린더헤드(73)에는 그 중심부분에서 하향하며 관통된 관통공에 삽입되는 슬라이딩바(77)를 형성하되, 최상단은 원형의 스냅판(78)를 형성하고, 최 하단은 지지판(79)을 형성하여 스냅판(78)과 지지판(79) 사이에 상기 제1탄성스프링(75)의 내부에 수용될 수 있는 제2탄성스프링(81)을 형성하고, 상기 슬라이딩바(77)의 길이는 실린더케이스(71)의 내부공간에서 수용할 수 있는 열매유(61)의 열팽창률에 비례하여 대응되는 길이로 형성하여, 사실상 실린더케이스(71)의 길이는 피스톤(74)이 연동할 수 있는 일정량의 허용간격(AB)을 가질 수 있도록 하며, 상기 피스톤(74)이 열매유(61)의 열팽창으로 인하여 상승함에 따라 지지판(79)을 가압하면, 슬라이딩바(77)가 상승하면서, 별도의 클릭스위치부(K)를 가압하여 보조히터(62)의 작동을 중지시키는 것이다.

간단하게 클릭스위치부(K)의 작동의 방식은, 상기 실린더헤드(73)에 슬라이딩바(77)를 끼워 넣는다. 슬라이딩바(77)는 실린더헤드(73)를 관통하고 하향한 상태로 위치하는데, 상기 슬라이딩바(77)의 최상단은 도시된 것처럼 원형의 스냅판(78)이 일체로 형성된다. 물론 최하단은 원형의 지지판(79)이 형성되어 있어서, 상기 스냅판(8)은 실린더헤드(3)의 상단으로 돌출되고, 지지판(79)은 실린더케이스(10)의 내측에 위치한다. 슬라이딩바(77)의 외주면에는 제2탄성스프링(81)을 내장하고 있기에 상기 슬라이딩바(77)는 제2탄성스프링(81)의 힘에 의해서 항상 하향하는 힘들 받아 슬라이딩바(77)가 그 실린더헤드(73) 하단으로 직립될 수 있도록 하고 있다.

만일 열매유(51)가 팽창하여 피스톤(74)이 상승하게 되면, 허용간격(AB)을 지나서 지지판(79)을 가압하게 된다. 여기서 허용간격(AB)이란 열매유(51)가 주히터(30)의 고열을 받아 열수를 생산할 수 있을 정도로 충분히 열에너지를 발하고 있을 때의 부피에 대응되는 피스톤실린더 간격이다. 만일 열에너지가 충분하다면 열매유(51)는 일정한 부피의 팽창을 가져올 것이고 이는 이 건 발명의 부피보상수단(70)인 피스톤(74)의 상승을 가져와 일정한 높이까지 상승한 상태를 유지할 것이다. 바로 이 순간까지는 보조히터(62)의 가열이 필요하다. 열매유(51)가 충분한 열에너지를 발생시키지 않고 있기에 배출되는 온수의 온도는 낮을 소지가 있고, 이때에는 보조히터(62)를 가열하여 더 높은 열수로 상태변화하여야 할 것이다. 바로 이 정도의 열에너지를 발하는 순간까지를 허용하는 높이를 본 발명에서는 허용간격(AB)이라 칭한다.

그런데 만일 이 간격을 넘어서까지 열매유(51)가 팽창하게 되면, 열매유(51)의 열에너지는 충분하기에 상기 열수공급코일(20) 내측의 물은 충분히 열수로 상태변화할 수 있다. 바로 이러한 때에는 상기 보조히터(62)의 가동은 중지해도 무방하다. 이 건 발명에서는 별도의 온도 측정의 방식없이 열매유(51)의 팽창도에 따라서 보조히터(62)의 가동을 단락시키고 있다. 이는 상기 피스톤(74)의 상승과 슬라이딩바(77)의 승하강 작동을 활용하여 실시한 클릭스위치부(K)의 작동에 따른다. 즉, 보조히터(62)에 전력을 공급하고, 공급을 차단하는 방식이 피스톤(74)이 상승하여 슬라이딩바(77)를 가압하는 기구적인 작동의 방식에 의존한다는 것이다.

그럼 본 발명의 클릭스위치부(K)의 보다 정확한 구성을 설명한다.

상기 클릭스위치부(K)는 실린더헤드(73)의 측면으로 돌출되는 경첩(83)에 힌지체결될 수 있는 "Z"형상의 클릭스위치(84)를 결합하고, 클릭스위치(84)의 일측단은 원형의 패드 형태의 버튼판(85)으로 슬라이딩바(77) 스냅판(78)에 밀착되도록 안착되고, 클릭스위치(84)의 타측단은 보조히터(62)의 전원을 허가하는 버튼스위치(86)로 연장된 버튼패드(87)를 형성하여, 상기 슬라이딩바(77)의 스냅판(78)이 상승하면, 버튼판(85)이 상승하며 버튼패드(87)로 버튼스위치(86)를 가압하여 보조히터(62)의 전원을 차단한다.

도시된 도 5에서처럼, 이 건 발명의 경우 상기 슬라이딩바(77)의 최 상단에는 스냅판(78)이 일체된 상태이다. 이 상부로는 이 건 발명의 클릭스위치(84)가 안착되는데, 살짝 안착되는 방식이다. 이 클릭스위치(84)는 실린더헤드(73)의 측면에서 돌출되는 경첩(83)에 힌지(88)체결되는데, "Z"자의 형상을 유지한다. 결국 클릭스위치(84)의 일측단은 버튼판(85)이 되어 스냅판(78) 위에 안착되어 있다. 이에 반하여 타측은 버튼패드(87)가 씌워진 상태로 커버판(12) 상단에 위치하는 버튼스위치(86)의 상부에 위치하고 있다.

만일 상기 슬라이딩바(77)가 상승하게되면, 스넵판(78)이 상승하고, 스넵판(78)은 버튼판(85)을 상승시킨다. 이 버튼판(85)의 상승은 클릭스위치(84)의 타측인 버튼패드(87)를 하향시키게 된다. 버튼패드(87)는 버튼스위치(86)를 가압하게 되고 이 작동이 보조히터(62)의 전력을 차단하게 된다. 결국 이 건 발명의 작동 방식을 간단하다.

열매유(51)가 충분한 열을 내지 못하여 부피가 팽창하지 못하는 경우에는 보조히터(62)까지 가동하여 열수를 생산하게 된다. 그러나 열매유(51)가 주히터(30)만으로도 충분한 열에너지를 방출하게 되면 필연적으로 부피 팽창을 가져오는데, 그 수치는 일정하다. 이 수치까지 팽창하게 되면 상기 피스톤(74)과 클릭스위치(84)는 작동하게 되고, 이 작동으로 인하여 상기 버튼스위치(86)가 가압되며, 보조히터(62)의 전력을 차단한다.

간단한 작동의 방식으로 무방비한 전력의 낭비를 차단한 것이다.

나아가 상기 슬라이딩바(77)의 스냅판(78)과 클릭스위치(84)의 버튼판(85)은 자력을 가지도록 한다. 스냅판(78)과 클릭스위치(84)의 버튼판(85)은 특별한 힘을 부여 받지 못한 경우에는 항상 자력으로 붙어 있을 수 있도록 한다. 스냅판(78)의 상부에 항상 버튼판(85)이 안착된 안정적인 자세를 유지하다가 스넵판(78)이 상승하면 버튼판(85)도 상승하며 힌지(88)를 축으로 회전운동을 하기에 자연스럽게 떨어지게 된다. 이후 스냅판(78)의 상승력이 떨어지게 되면 상기 버튼판(85)과 스냅판(78)은 서로 자력을 통해서 밀착되어 안정적인 위치를 확보한다.

도시된 도면에서 도시된 스위치커버(91)와 스위치부커버(92)는 내측에 먼지가 끼는 현상을 방지하고, 항상 깔끔한 미감을 줄 수 있도록 하기 위해서 마련되었다. 이 건 발명의 주요한 사항은 혹시라도 이 부분에 먼지나 물이 스며들더라도, 물리적이고 기구적인 작동의 방식으로 전력의 단락을 달성하였기에 누전되는 현상이나 방전의 현상도 차단할 수 있다는 사실이다.

10; 바디케이스 12; 커버판
13; 급수구 14; 토출구
20; 열수공급코일 30; 주히터
40; 부피보상수단 60; 보조가열유닛
61; 재가열관 62; 보조히터

Claims

내부가 빈 공간부(11)를 갖고, 상단의 커버판(12)을 가진 직육면체 형상의 바디케이스(10);
상기 바디케이스(10)의 일측에 내장되어 일측단에서 돌출되는 급수구(13)가 바디케이스(10)의 측면을 관통하도록 설치하되, 타측단에서 돌출되는 토출구(14)도 형성되어 급수구(13)를 통해서 급수된 물이 토출구(14)를 통해서 배출되도록 한 열수공급코일(20);
상기 바디케이스(10)의 커버판(12)에 헤드(31)를 스크류체결하되, 바디케이스(10)의 내측으로 삽입되는 히터봉(32)은 상기 열수공급코일(20)의 정 중심부를 관통하도록 설치되는 주히터(30);
바디케이스(10)의 일측 모서리 부분에 설치하되, 중심부분에 설치된 보조히터(62)의 측방에 설치하되, 바디케이스(10)의 내측으로 매립되도록 안착되는 상부가 개방되고 최 하단이 내주면으로 말린 스톱핑 단턱(79)을 형성한 실린더케이스(71); 실린더케이스(71)의 내측에 그 내주면에 끼여 슬라이딩될 수 있도록 설치되는 피스톤(72); 상기 실린더케이스(71)를 체결한 상태로 바디케이스(10)의 커버판(12)에 안착되는 실린더헤드(73)와; 상기 피스톤(74)을 항상 실린더케이스(71)의 내부에서 하향하는 형태로 탄성력을 부여하는 제1탄성스프링(75); 으로 이루어져, 상기 실린더케이스(71)의 내측 열매유(61)가 열에너지를 받아 부피가 팽창하면, 피스톤(74)이 제1탄성스프링(75)의 탄성력을 이기고 상승하여 부피를 자동으로 보상할 수 있도록 한 부피보상수단(70); 및,
상기 바디케이스(10)의 내측 공간부(11)에 고열을 받을 시 높은 열에너지를 방출하도록 하는 열매유(51);를 포함하여 구성하되,
상기 부피보상수단(70)의 실린더헤드(73)에는 그 중심부분에서 하향하며 관통된 관통공에 삽입되는 슬라이딩바(77)를 형성하되, 최상단은 원형의 스냅판(78)를 형성하고, 최 하단은 지지판(79)을 형성하여 스냅판(78)과 지지판(79) 사이에 상기 제1탄성스프링(75)의 내부에 수용될 수 있는 제2탄성스프링(81)을 형성하고; 상기 슬라이딩바(77)의 길이는 실린더케이스(71)의 내부공간에서 수용할 수 있는 열매유(61)의 열팽창률에 비례하여 대응되는 길이로 형성하여, 사실상 실린더케이스(71)의 길이는 피스톤(74)이 연동할 수 있는 일정량의 허용간격(AB)을 가질 수 있도록 하며; 상기 피스톤(74)이 열매유(61)의 열팽창으로 인하여 상승함에 따라 지지판(79)을 가압하면, 슬라이딩바(77)가 상승하면서, 별도의 클릭스위치부(K)를 가압하여 보조히터(62)의 작동을 중지시키는 작동을 통해서, 실질적으로 냉수로 공급된 물이 순간적으로 열수로 상태변화되어 토출구(14)로 배출시키는 것을 특징으로 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기.
제1항에 있어서,
상기 열수공급코일(20)의 토출구(14)측에는 수직방향으로 직립되는 재가열관(61)을 바디케이스(10)의 내측에 설치하여 토출구(14)와 재가열관(61)을 연통시키고, 상기 재가열관(61)의 하단에서 연통되는 배수관(63)을 바디케이스(10)의 측면을 관통하도록 설치하며;
상기 재가열관(61)의 내측에는 보조히터(62)를 삽입하여 보다 빠른 속도로 물을 가열할 수 있도록 한 보조가열유닛(60)을 형성한 것을 특징으로 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기.
제2항에 있어서,
보조가열유닛(60)은,
바디케이스(10)의 중심부분에 위치하되, 일측 내주면에 근접되게 커버판(12)에 체결되어 수직으로 내려서는 상부만 개방된 원통형의 재가열관(61);
상기 재가열관(61)의 내측 중심부분에 끼워지도록 내려서는 보조히터봉(66)을 가지고, 보조히터봉(66)의 최상단 헤드(64)에 형성된 스크류를 통해서 스크류체결되도록 설치되는 보조히터(62);를 포함하여 구성되어, 토출관(14)을 통해서 넘어온 물이 보조히터(62)의 전기적인 열에너지를 통해서 재가열되어 급속도로 열수로 상태변화하는 것을 특징으로 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기.
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제1항에 있어서,
상기 클릭스위치부(K)는 실린더헤드(73)의 측면으로 돌출되는 경첩(83)에 힌지체결될 수 있는 "Z"형상의 클릭스위치(84)를 결합하고, 클릭스위치(84)의 일측단은 원형의 패드 형태의 버튼판(85)으로 슬라이딩바(77) 스냅판(78)에 밀착되도록 안착되고, 클릭스위치(84)의 타측단은 보조히터(62)의 전원을 허가하는 버튼스위치(86)로 연장된 버튼패드(87)를 형성하여, 상기 슬라이딩바(77)의 스냅판(78)이 상승하면, 버튼판(85)이 상승하며 버튼패드(87)로 버튼스위치(86)를 가압하여 보조히터(62)의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기.
제6항에 있어서,
상기 슬라이딩바(77)의 스냅판(78)과 클릭스위치(84)의 버튼판(85)은 자력을 가지도록 한 것을 특징으로 하는 순간온수를 위한 열효율이 높은 온수기.