KR101460346B1 - 온수 매트용 온수 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수의 전달경로에 따른 열손실을 최소화시킬 수 있는 온수 매트용 온수 보일러를 제공하기 위한 것으로서, 메인탱크와; 펌프조립체와; 가열탱크와; 히터와; 온도센서와; 과열차단부와; 수위센서와; 조작부와; 표시부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 물을 저장하기 위한 저장공간 즉 메인탱크와, 물을 가열하기 위한 체류공간 즉, 가열탱크를 각각 구획되게 하여, 체류공간에서 가열된 물을 온수 매트의 온수관으로 직접 공급함으로써 온수의 전달경로에 따른 열손실을 최소화시킬 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 펌프조립체의 임펠러가 회전함에 따라 펌프 내에서 발생하는 기포를 용이하게 제거함으로써 온수의 순환을 원활하게 하고, 순환되는 물의 온도에 의한 임펠러의 열변형에 따른 파손 및 손상을 방지함으로써 효과적인 온수 공급이 가능한 장점을 가진다.

Description

온수 매트용 온수 보일러{Boiler for hot water mat}

본 발명은 온수 매트용 온수 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기를 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물을 온수 매트의 온수관으로 공급하는 온수 매트용 온수 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 온수매트란 매트 본체 내부에 온수가 순환되는 온수호스가 내장되어 매트 본체와 연결호스로 연결된 소형 온수보일러에 의해 공급되는 온수에 의해 난방되도록 구성된 난방용 매트를 말한다. 이러한 온수매트는 매트 본체의 내부에 전기발열선이 내장되도록 구성된 기존의 전기매트가 가진 유해 전자파 및 전기열선에 의한 화재나 감전 등의 위험성을 해소할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 기존의 온수매트에 널리 사용되고 있는 온수보일러는 대부분 전기히터에 의해 가열된 온수를 순환시키기 위하여 전기펌프조립체를 사용하고 있는데, 이러한 온수매트용 온수보일러는 고온환경에서 작동하게 되는 전기펌프조립체의 잦은 고장으로 인해 내구성이 현저히 저하될 뿐 아니라, 전기펌프조립체의 구동시 모터의 소음 및 진동이 외부로 그대로 발산되어 불쾌한 소음을 유발하게 되므로 조용하고 편안한 수면을 방해하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 기존의 온수매트용 온수보일러는 사용자의 부주의 등으로 온수매트의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 될 경우 온수를 순환시키는 전기펌프조립체에 과부하가 걸리게 되므로 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 온수가열시 온수가열탱크에서 생성되는 증기압을 이용하여 온수를 온수매트의 내부로 순환시키도록 구성된 온수매트용 온수보일러가 제안된 바 있으나, 이와 같은 증기압을 이용한 자연순환식 온수보일러는 사용자의 부주의 등으로 온수매트의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 되는 경우 과도한 증기압의 생성으로 인한 폭발의 위험이 있는 문제점이 있다.

한편, 상기와 같은 증기압을 이용한 자연순환식 온수보일러의 문제점을 해소하기 위하여 전기히터가 내장된 온수가열탱크의 외부에 온수가열탱크에서 생성된 온수가 이동하여 저장되는 온수저장탱크를 연결함으로써 전기히터에 의한 온수가열시 온수가열탱크의 내부에서 생성된 온수가 온수가열탱크에서 형성되는 증기압에 의해 온수저장탱크로 이동하여 저장된 후 온수가열탱크의 내부에 형성되는 진공흡입력에 의해 온수매트 내부의 온수가 순환되도록 구성된 온수매트용 온수보일러가 국내 공개특허 제10-2009-0044384호에 공지된 바 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수순환용 전기펌프조립체없이 온수를 간편하게 순환시킬 수 있게 되므로 소음 및 진동을 대폭 저감시키고 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 사용자의 부주의 등으로 온수매트의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 될 경우에도 온수가열탱크에서 생성된 증기압이 온수저장탱크를 통해 소진되어 폭발의 위험이 방지되므로 안전성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수가열탱크와 온수저장탱크로만 구성되어 있기 때문에 온수가 한번 순환할 때마다 온수저장탱크의 상단에 형성된 공기배출단부를 통해 온수저장탱크에서 발생된 증기가 보일러의 외부로 배출됨에 따라 물부족현상이 빨리 발생하게 되는데, 이와 같이 온수저장탱크의 물부족현상이 빨리 발생하게 되면 진공흡입력에 의한 온수의 순환시 온수저장탱크에 있던 에어가 온수매트의 온수호스를 거쳐 온수가열탱크의 내부로 흡입되는 현상이 발생하게 되고, 이렇게 온수가열탱크의 내부에 에어가 흡입되는 현상이 발생하게 되면 온수가열탱크의 내부로 흡입된 에어의 부피로 인해 온수가열탱크의 내부로 흡입될 수 있는 물량이 현저히 감소하게 됨에 따라 온수순환량이 적어져 물부족 주기가 더욱 짧아지게 되므로 온수가열탱크에 물을 자주 보충해주어야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수매트의 온수호스가 막힘에 따라 온수저장탱크에 저장된 온수가 원활하게 순환되지 않아 온수저장탱크의 내부에 온수가 과잉저장될 경우 과잉저장된 온수가 온수저장탱크의 상단부에 형성된 공기배출단부를 통해 보일러의 외부로 토출되는 현상이 발생하게 되므로 사용시 온수토출로 인해 불편을 겪게 되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수가 한번 순환할 때마다 온수저장탱크의 상단에 형성된 공기배출단부를 통해 온수저장탱크에서 생성된 증기가 보일러의 외부로 배출됨에 따라 온수보일러의 조작시 화상을 입게 될 우려가 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물을 저장하기 위한 저장공간과 물을 가열하기 위한 체류공간을 각각 구획하여, 체류공간에서 가열된 물을 온수 매트의 온수관으로 직접 공급함으로써 온수의 전달경로에 따른 열손실을 최소화시킬 수 있는 온수 매트용 온수 보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 펌프조립체의 임펠러가 회전함에 따라 펌프 내에서 발생하는 기포를 용이하게 제거함으로써 온수의 순환을 원활하게 하고, 순환되는 물의 온도에 의한 임펠러의 열변형에 따른 파손 및 손상을 방지함으로써 효과적인 온수 공급이 가능한 온수 매트용 온수 보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 내부에 물을 저장하기 위한 저수공간이 형성되고, 상기 저수공간으로 물을 주입하기 위한 주입부가 형성되며, 상기 저수공간에 저장된 물을 외부로 배수시키기 위한 배수부가 형성된 메인탱크와; 상기 배수부와 연결되는 흡입부와, 상기 흡입부를 통해 흡입된 물을 외부로 토출시키기 위한 토출부가 구비되며, 상기 메인탱크에 저장된 물을 흡입하여 상기 토출부를 통해 외부로 토출시키는 펌프조립체와; 상기 토출부와 연결되는 유입부가 형성되고, 내부에는 상기 유입부를 통해 유입된 물을 체류시키기 위한 체류공간이 형성되며, 상기 체류공간에 체류하는 물을 온수매트의 온수관으로 배출시킬 수 있도록 상기 온수관에 연결되는 배출부가 형성된 가열탱크와; 상기 가열탱크에 설치되어 상기 가열탱크에 저장된 물을 가열하는 히터와; 상기 가열탱크에 체류하는 물의 온도를 측정하는 온도센서와; 상기 히터의 과열을 감지하여 상기 히터에 인가되는 전원을 차단하기 위한 과열차단부와; 상기 메인탱크에 설치되어 상기 메인탱크의 수위를 감지하는 수위센서와; 상기 히터에 인가되는 전원을 제어하여 상기 가열탱크 내부에 물의 온도를 조절 및 상기 히터의 가동시간을 조절하기 위한 조작부와; 상기 온도센서에서 측정된 온도와, 상기 히터의 가동상태를 표시하기 위한 표시부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 배출부는 상기 가열탱크의 수위가 일정 수위 이상일 때, 상기 체류공간 내의 물을 배출시킬 수 있도록 입구가 상기 체류공간의 상측에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 메인탱크의 바닥에는 상기 가열탱크의 배출부로부터 상기 온수 매트의 온수관으로 공급된 물을 회수하기 위한 회수부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 펌프조립체는 상측에는 하방으로 인입된 제1수용홈이 형성되고, 상기 제1수용홈의 바닥 중앙에는 하방으로 인입된 제2수용홈이 형성되며, 하측에는 상기 제2수용홈에 대응하는 가장자리 영역을 따라 상방으로 인입된 제3수용홈이 형성된 본체와, 상기 본체의 제2수용홈에 삽입되며 중앙에 제1중공부가 형성된 자석부와, 상기 제3수용홈에 삽입되어 상기 자석부를 회전시키는 계자와, 상기 제1중공부에 삽입되어 상기 자석부와 함께 회전되는 임펠러와, 상기 제2수용홈에 설치되어 상기 임펠러를 회전가능하게 지지하는 지지축과, 상기 자석부의 하방에서 상기 임펠러의 하단에 결합되어 상기 임펠러에 대하여 상기 자석부를 지지하는 지지플레이트와, 상기 본체의 상부에 결합되며, 저면에는 상방으로 인입되어 상기 제1수용홈과 함께 상기 임펠러의 날개가 회전될 수 있는 회전공간을 제공하도록 제1인입홈이 형성되고, 상부에는 상방으로 연장되어 상기 회전공간으로 물을 흡입하기 위한 흡입부가 형성되며, 일 측에는 상기 회전공간으로 흡입된 물을 상기 임펠러의 회전에 의해 상기 회전공간 외부로 토출시키기 위한 토출구가 형성된 덮개를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 자석부에는 상기 제1중공부의 내주면으로부터 상기 제1중공부의 중심을 향하여 돌출되어 상기 임펠러의 외주면에 접촉되는 복수의 제1걸림돌기들이 상기 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성되고, 상기 임펠러는 상기 제1중공부에 삽입되고 중앙에는 상기 지지축을 통과시킬 수 있도록 상하로 연장된 제2중공부가 형성된 몸체와, 상기 몸체의 상부에 상기 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖도록 방사상으로 연장되고 중앙에 상기 지지축의 직경에 대응하는 직경을 갖는 통과구멍이 형성된 확장판과, 상기 확장판의 상면에 방사상으로 배치된 복수의 날개들을 포함하며, 상기 몸체에는 상기 제1걸림돌기와 대응하는 패턴으로 상기 몸체의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되어 상기 자석부의 내주면에 접촉되는 복수의 제2걸림돌기들이 상기 몸체의 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 덮개의 중앙에는 상기 지지축의 상단을 회전가능하게 결합시킬 수 있도록 저면으로부터 상방으로 인입된 끼움홈을 갖는 결합부가 형성되고, 상기 지지축의 상단과 상기 끼움홈 사이에 결합되어 상기 지지축이 휘어지는 것을 방지하기 위한 완충캡과, 상기 제2중공부를 점유하도록 상기 지지축과 상기 몸체 사이에 개재되는 세라믹부싱과, 상기 지지축이 통과할 수 있도록 중앙에 구멍이 형성되고, 상기 본체의 제2수용홈 바닥 중앙에 형성되어 상기 지지축을 고정하기 위한 축수부의 상면과 상기 확장판의 상면에 각각 안착되어 상기 지지축의 회전시 상기 지지축의 회전중심을 유지시키는 위한 폴리와셔를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 물을 저장하기 위한 저장공간 즉 메인탱크와, 물을 가열하기 위한 체류공간 즉, 가열탱크를 각각 구획되게 하여, 체류공간에서 가열된 물을 온수 매트의 온수관으로 직접 공급함으로써 온수의 전달경로에 따른 열손실을 최소화시킬 수 있는 장점을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 펌프조립체의 임펠러가 회전함에 따라 펌프 내에서 발생하는 기포를 용이하게 제거함으로써 온수의 순환을 원활하게 하고, 순환되는 물의 온도에 의한 임펠러의 열변형에 따른 파손 및 손상을 방지함으로써 효과적인 온수 공급이 가능한 장점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러의 분리사시도.
도 2는 도 1에 도시된 메인탱크, 히터, 온도센서, 과열차단부를 나타낸 확대사시도.
도 3은 도 1에 도시된 온수 매트용 온수보일러를 나타낸 단면도.
도 4는 도 1 및 도 3에 도시된 온수 매트용 온수 보일러의 펌프조립체를 나타낸 분리사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 온수 매트용 온수 보일러에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 메인탱크(10)와; 펌프조립체(20)와; 가열탱크(30)와; 히터(40)와; 온도센서(50)와; 과열차단부(60)와; 수위센서(70)와; 조작부(80)와; 표시부(90);를 구비한다.

상기 메인탱크(10)는 내부에 물을 저장하기 위한 저수공간이 형성되고, 상부에는 상기 저수공간으로 물을 주입하기 위한 주입부(11)가 형성되어 있으며, 상기 저수공간에 저장된 물을 외부로 배수시키기 위한 배수부(12)가 바닥(15)에 형성되어 있다. 상기 메인탱크(10)는 외부에서 수위를 확인할 수 있도록 투명한 소재로 형성되어 있다.

그리고, 상기 메인탱크(10)의 바닥(15)에는 상기 가열탱크(30)의 배출부로부터 상기 온수 매트의 온수관으로 공급된 물을 회수하기 위한 회수부(13)가 구비되어 있다. 상기 회수부(13)는 상기 배수부(12)에 간섭되지 않도록 메인탱크(10)의 바닥(15) 가장자리 측에 구비되어 있다. 상기 메인탱크(10)의 주입구에는 주입부(11)를 개폐할 수 있도록 뚜껑(17)이 탈부착 가능하게 설치되어 있으며, 상기 뚜껑(17)에는 통기구멍이 형성되어 있다. 그리고, 상기 메인탱크(10)의 일 측에는 메인탱크(10) 내의 수위를 감지하기 위한 수위센서(70)가 설치되어 있다.

상기 펌프조립체(20)는 상기 메인탱크(10)의 하방에 배치되어 있으며, 상기 메인탱크(10)의 배수부(12)와 연결되는 흡입부(21)와, 상기 흡입부(21)를 통해 흡입된 물을 외부로 토출시키기 위한 토출부(22)가 구비되며, 상기 메인탱크(10)에 저장된 물을 흡입하여 상기 토출부(22)를 통해 외부로 토출시키도록 되어 있다.

도 4를 참조하면, 상기 펌프조립체(20)는 수용홈을 갖는 본체(100)와; 본체(100)에 삽입 장착되는 자석부(200)와; 자석부(200)를 회전시키는 계자(300)와; 자석부(200)와 함께 회전되는 임펠러(400)와; 임펠러(400)를 회전가능하게 지지하는 지지축(470)과; 자석부(200)를 임펠러(400)에 지지시키는 지지플레이트(460)와; 본체(100)에 결합되는 덮개(500)를 구비한다.

상기 본체(100)는 상측에 하방으로 인입된 원형의 제1수용홈(111)이 형성되고, 상기 제1수용홈(111)의 바닥 중앙에는 하방으로 인입된 원형의 제2수용홈(112)이 형성되며, 하측에는 상기 제2수용홈(112)에 대응하는 가장자리 영역을 따라 상방으로 인입된 고리 형상의 제3수용홈(113)이 형성되어 있다. 상기 제1수용홈(111)과 제2수용홈(112)은 단차지게 형성되어 있으며, 상기 제2수용홈(112)이 제1수용홈(111)보다 더 깊고 넓은 공간을 점유하도록 형성되어 있다. 그리고, 상기 본체(100)의 상면 가장자리 영역에는 본체(100)와 덮개(500) 사이를 밀봉하기 위한 패킹부재가 삽입되는 패킹홈(114)이 원주방향을 따라 형성되어 있다.

상기 본체(100)의 내측, 더욱 상세하게는 제2수용홈(112)의 바닥 중앙에는 지지축(470)이 고정되는 축수부(115)가 형성되어 있으며, 본체(100)의 가장자리 외측에는 덮개(500)와의 결합을 위한 체결부(116)가 반원 형상으로 돌출되어 있다. 상기 체결부(116) 내부에는 체결볼트(117)를 통해 본체(100)와 덮개(500)를 서로 결합시킬 수 있도록 상하로 연장된 나사구멍이 형성되어 있다.

상기 자석부(200)는 상기 본체(100)의 제2수용홈(112)에 삽입되며 중앙에는 임펠러(400)의 몸체(410)를 삽입하기 위한 제1중공부(201)가 형성되어 있다. 상기 자석부(200)는 상기 제2수용홈(112)의 내경보다 작은 외경을 가지며, 상기 제1중공부(201)의 내주면으로부터 상기 제1중공부(201)의 중심을 향하여 소정길이 돌출되어 임펠러(400)의 몸체(410) 외주면에 접촉되는 복수의 제1걸림돌기(210)들이 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성되어 있다. 상기 제1걸림돌기(210)는 임펠러(400)의 제2걸림돌기(420)에 간섭되어 임펠러(400)를 자석부(200)와 함께 회전시키면서, 임펠러(400)와 접촉되는 면적을 작게 함으로써 온수에 의한 자석부(200) 및 임펠러(400)의 열팽창 및 변형에 따른 파손 및 손상을 예방하기 위한 것이다.

상기 계자(300)는 상기 자석부(200)를 회전시키는 회전력을 제공하기 위한 것으로서, 방사상으로 다수의 권취부(310)가 형성되고, 상기 권취부(310)에 각각 코일(320)이 권취된 구조를 가진다. 상기 계자(300)는 교류전류가 인가되면 전자기유도에 의해 자기장이 연속적으로 변화하며, 이러한 자기장의 변화를 통해 자석부(200)를 회전시키는 토크를 제공한다. 상기의 계자(300)는 통상적으로 회전전기기기 등에서의 계자(界磁, magnetic field)를 적용하며 상세한 설명은 생략한다.

상기 계자(300)는 상기 본체(100)의 하방에서 상기 제3수용홈(113)에 삽입되어 있으며, 물에 닿지 않도록 본체(100)에 의해 자석부(200)로부터 격리되어 있다.

상기 임펠러(400)는 상기 제1중공부(201)에 삽입되어 상기 자석부(200)와 함께 회전되는 것으로서, 몸체(410)와, 확장판(430)과 복수의 날개(450)들을 포함하여 구성되어 있다.

상기 몸체(410)는 상기 제1중공부(201)에 삽입되고 중앙에는 상기 지지축(470)을 통과시킬 수 있도록 상하로 연장된 제2중공부가 형성되어 있다. 상기 몸체(410)는 자석부(200)의 상하 길이와 대응하는 길이를 가지며, 제1중공부(201)의 내경보다 작은 외경을 가진다.

그리고 상기 몸체(410)에는 상기 자석부(200)의 제1걸림돌기(210)와 대응하는 패턴으로 상기 몸체(410)의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되어 상기 자석부(200)의 내주면에 접촉되는 복수의 제2걸림돌기(420)들이 상기 몸체(410)의 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성되어 있다. 상기 제2걸림돌기(420)들은 제1걸림돌기(210)에 간섭되면서 자석부(200)의 회전력을 몸체(410)에 전달하도록 되어 있으며, 자석부(200)의 제2중공부 내주면에 접촉되게 연장되어 있다.

그리고, 상기 제2걸림돌기(420)의 하단에는 후술하는 지지플레이트(460)를 임펠러(400)에 결합시키기 위해 하방으로 연장된 끼움돌기(421)가 형성되어 있다.

상기 제2걸림돌기(420)는 제1걸림돌기(210)의 길이와 대응하는 길이로 돌출되어 있으며, 상기 몸체(410)와 상기 자석부(200) 사이에는 제1걸림돌기(210)와 제2걸림돌기(420)에 의해 이격공간(250)이 형성된다.

상기 확장판(430)은 상기 몸체(410)의 상부에 형성된 것으로서, 상기 몸체(410)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 방사상으로 연장되고 중앙에 상기 지지축(470)의 직경에 대응하는 직경을 갖는 통과구멍이 형성되어 있다.

상기 날개(450)들은 본체(100)와 덮개(500) 사이에 형성된 회전공간으로 유입되는 물을 덮개(500)의 토출부(22)로 이동시키기 위한 것으로서, 상기 확장판(430)의 상면에 확장판(430)의 일부를 각각 점유하도록 방사상으로 배치되어 있으며 회전방향과 대향되는 방향으로 끝 부분이 휘어지게 형성되어 있다.

상기 지지축(470)은 상기 임펠러(400)를 상기 제2수용홈(112)에서 회전가능하게 지지하는 것으로서, 상기 제2수용홈(112)에 마련된 축수부(115)에 고정설치되어 있다.

상기 지지플레이트(460)는 상기 자석부(200)의 하방에서 상기 임펠러(400)의 하단에 결합되어 상기 임펠러(400)에 대하여 상기 자석부(200)를 지지하는 것으로서, 중앙에 구멍이 형성된 원판 구조로 형성되고, 자석부(200)의 저면 면적에 대응하는 면적을 가지며, 제2걸림돌기(420)의 하부에 마련된 끼움돌기(421)를 삽입시킬 수 있는 끼움홀(461)이 형성되어 있다.

상기 덮개(500)는 상기 본체(100)의 상부에 결합되며, 저면에는 상방으로 인입되어 상기 제1수용홈(111)과 함께 상기 임펠러(400)의 날개(450)가 회전될 수 있는 회전공간을 제공하도록 제1인입홈이 형성되어 있고, 상부에는 상방으로 연장되어 상기 회전공간으로 물을 유입시키기 위한 흡입부(21)가 형성되며, 일 측에는 상기 회전공간으로 유입된 물을 상기 임펠러(400)의 회전에 의해 상기 회전공간 외부로 배출시킬 수 있도록 외측으로 연장된 형성된 토출부(22)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 덮개(500)의 중앙에는 상기 지지축(470)의 상단을 회전가능하게 결합시킬 수 있도록 저면으로부터 상방으로 인입된 끼움홈을 갖는 결합부가 형성되어 있으며, 상기 덮개(500)의 가장자리 영역에는 체결볼트(117)를 통해 본체(100)와 덮개(500)를 서로 결합시킬 수 있도록 체결구멍이 형성되어 있다.

상기 결합부는 흡입부(21)의 내주면으로부터 흡입부(21)의 중심으로 연장된 다수의 지지리브들에 의해 중앙에 지지 및 배치되어 있다.

상기 펌프조립체(20)는 임펠러(400)가 자석부(200)의 제1걸림돌기(210)에 의해 제2걸림돌기(420)가 간섭되는 구조이므로 자석부(200)와 임펠러(400)가 서로 접촉되는 면적이 작아 순환되는 온수에 의한 임펠러(400)의 열변형에 따른 파손 및 손상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 효과적인 온수 공급이 가능한 장점을 가진다.

상기 펌프조립체(20)는 상기 지지축(470)의 상단과 덮개(500)에 형성된 결합부(530)의 끼움홈(531) 사이에 개재되어 상기 지지축(470)이 휘어지는 것을 방지하기 위한 완충캡(550);을 더 구비한다. 상기 완충캡(550)은 탄성을 갖는 고무소재로 형성되어 있으며, 지지축(470)이 열변형에 의한 비틀림 등과 같은 변형이 발생하는 경우 상기와 같은 변형에 의한 부가적인 응력을 흡수하여 축의 휨을 방지하도록 되어 있다. 또한, 상기 완충캡(550)은 본체(100)와 덮개(500)를 조립할 시 지지축에 가해지는 응력을 흡수하여 지지축(470)뿐만 아니라 후술하는 세라믹부싱(480)이 파손되는 것을 방지한다.

그리고, 상기 펌프조립체(20)는 상기 제2중공부를 점유하도록 상기 지지축(470)과 상기 몸체(410) 사이에 개재되는 세라믹부싱(480);을 더 구비한다. 상기 세라믹부싱(480)은 지지축(470)의 외측에서 지지축(470)이 휘어지는 것을 방지함과 동시에 몸체(410) 내부에 공기가 잔류하는 것을 방지하도록 제2중공부를 점유하는 원통 형상으로 형성되어 있다.

또한, 상기 펌프조립체(20)는 상기 본체(100)의 제2수용홈(112) 바닥 중앙에 형성되어 상기 지지축(470)을 고정하기 위한 축수부(115)의 상면과 상기 확장판(430)의 상면에 각각 안착되어 상기 지지축(470)의 회전시 상기 지지축(470)의 안정적인 회전을 가능하도록 상기 지지축(470)의 회전중심을 유지시키는 위한 폴리와셔(490);를 더 구비한다. 상기 폴리와셔(490)는 지지축(470)이 통과할 수 있도록 중앙에 구멍이 형성된 원판 형상으로 형성되어 있으며, 적어도 둘 이상이 상하로 적층되게 배치되어 있다.

상기 가열탱크(30)는 상기 펌프조립체(20)의 토출부(22)와 연결되는 유입부(31)가 형성되고, 내부에는 상기 유입부(31)를 통해 유입된 물을 체류시키기 위한 체류공간(32)이 형성되며, 상기 체류공간(32)에 체류하는 물을 온수매트의 온수관으로 배출시킬 수 있도록 상기 온수 매트의 온수관에 연결되는 배출부(33)가 형성되어 있다.

상기 배출부(33)는 상기 가열탱크(30)의 수위가 일정 수위 이상일 때, 상기 체류공간(32) 내의 물을 배출시킬 수 있도록 입구(33a)가 상기 체류공간(32)의 상측에 위치하도록 형성되어 있다. 상술한 바와 같이 입구(33a)가 상측에 위치하는 배출부(33)는 가열탱크(30) 내부로 유입되는 물이 설정된 높이까지 차오르는 동안 히터(40)에 의해 지속적으로 가열되어 설정된 온도로 가온된 상태의 물을 배출되게 한다.

상기 히터(40)는 상기 가열탱크(30)에 저장된 물을 가열하기 위해 상기 가열탱크(30) 내부에 설치되는 것으로서, 내부에 중공이 형성되고 스테인레스 소재로 형성되며 체류공간을 향하여 구불구불하게 연장된 파이프와, 상기 파이프 내부에 삽입되는 열선을 포함한다. 상기 히터(40)는 열선에 공급되는 전류의 양에 따라 발열량을 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기 온도센서(50)는 상기 가열탱크(30)에 체류하는 물의 온도를 측정하기 위해 상기 가열탱크(30) 내부에 설치되어 있다. 상기 온도센서(50)는 온수 매트의 온수관으로 공급되는 온수의 온도를 정확하게 측정할 수 있도록 배출부(33)의 입구(33a)와 인접하는 위치에 배치할 수 있다.

상기 과열차단부(60)는 상기 가열탱크(30) 내부에 설치되어 상기 히터(40)의 과열을 감지하여 상기 히터(40)에 인가되는 전원을 차단하기 위한 것으로서, 상기 히터(40)와 인접하는 위치에 설치되어 있다. 본 실시 예에서 상기 과열차단부(60)는 온도에 감응하여 설정된 온도 이하일 때에는 접점이 단락된 상태를 유지하다가 설정된 온도를 초과하면 접점이 개방되는 형태인 바이메탈 스위치(bimetal switch)를 적용한다. 상기 히터(40)는 상기 과열차단부(60)가 개방될 때, 히터(40)에 인가되는 전원을 차단할 수 있도록 상기 히터(40)와 직렬연결되어 있다.

상기 수위센서(70)는 상기 메인탱크(10)에 설치되어 상기 메인탱크(10)의 수위를 감지하는 것으로서, 통상적으로 수위 감지하기 위해 리드 스위치(Reed Switch)와 자석(Magnet)를 이용한 플로트 타입 레벨 스위치(Float Type Level Switch)를 적용할 수 있다. 상기 플로트 타입 레벨 스위치는 외부 플로트 내의 자석이 리드 시위치를 작동(On/Off)시킴으로써 접점 신호가 출력된다.

상기 조작부(80)는 상기 히터(40)에 인가되는 전원을 제어하여 상기 가열탱크(30) 내부에 물의 온도를 조절할 수 있도록 된 온도조절부(81)와, 상기 히터(40)의 가동시간을 조절하기 위한 타이머(82) 및 파워를 인가하기 위한 파워버튼(83) 등을 포함한다.

상기 표시부(90)는 상기 온도센서(50)에서 측정된 온도와, 상기 히터(40)의 가동상태를 표시하기 위한 것으로서, 메인탱크(10)와 가열탱크(30)를 감싸도록 형성된 커버(5a)의 상면에 형성되어 있다. 상기 커버(5a)는 가열탱크(30)가 안착되는 받침플레이트(5b)와 결합가능하게 형성되어 있다.

상기 표시부(90)는 온수의 온도 및 타이머에 의해 설정된 히터(40)의 잔여 가동시간 등을 표시할 수 있도록 7-세그먼트로 구성된 수치표시부(91)와, 히터(40)의 가동여부를 색상으로 확인할 수 있도록 된 히터가동확인부(92) 및 저수위 또는 고수위에 대한 정보를 확인할 수 있도록 된 수위확인부(93)를 포함한다.

하에서는 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러의 작용에 대하여 상세하게 설명한다.

사용자가 파워버튼을 통해 파워를 인가한 후, 온도조절부(81) 통해 원하는 온수의 온도를 설정하고, 타이머(82)를 통해 히터(40)의 가동시간을 설정하면, 펌프조립체(20)는 메인탱크(10)에 저장된 물을 흡입하여 가열탱크(30)로 공급한다. 가열탱크(30) 내부로 공급된 물은 가열탱크(30)의 상측, 체류공간의 상측에 위치한 배출구의 입구에 도달하기까지 히터(40)에 의해 지속적으로 가열된다.

체류공간에서 가열된 온수는 배출구를 통해 온수 매트의 온수관으로 공급되며, 온수관을 경유한 온수는 메인탱크(10)의 바닥에 구비된 회수부를 통해 메인탱크(10) 내부로 유입된다. 메인탱크(10) 내부로 유입된 온수는 펌프조립체(20)에 의해 재차 가열탱크(30) 내부로 공급되며, 이후의 과정은 상술한 바와 같이 반복적으로 이루어지게 된다.

히터(40)에 의해 체류공간에서 온수의 가열의 이루어질 때, 온도센서(50)에서는 체류공간에서 가열된 온수의 온도를 측정하게 되며, 측정된 온도는 사용자가 확인할 수 있도록 표시부(90)에 표시된다. 또한, 히터(40) 주변에 설치된 과열차단부(60)는 히터(40) 주변의 온도가 설정된 임계치보다 높아지면, 접점이 개방되면서 히터(40)로 공급되는 전원을 차단하고, 이후 온수의 온도가 임계치보다 낮아지면 접점이 단락되면서 히터(40)로 전원이 인가되게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 물을 저장하는 메인탱크(10)와, 물을 가열하기 위한 가열탱크(30)를 각각 구분하고, 히터(40)에 의해 가열된 온수를 온수 매트의 온수관으로 즉시 공급함으로써, 열 손실을 최소화할 수 있는 장점을 가진다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 온수 매트용 온수 보일러는 도면에 도시된 일 예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 메인탱크
20 : 펌프조립체
30 : 가열탱크
40 : 히터
50 : 온도센서
60 : 과열차단부
70 : 수위센서
80 : 조작부
90 : 표시부

Claims (6)

1. 내부에 물을 저장하기 위한 저수공간이 형성되고, 상기 저수공간으로 물을 주입하기 위한 주입부가 형성되며, 상기 저수공간에 저장된 물을 외부로 배수시키기 위한 배수부가 형성된 메인탱크와;
   상기 배수부와 연결되는 흡입부와, 상기 흡입부를 통해 흡입된 물을 외부로 토출시키기 위한 토출부가 구비되며, 상기 메인탱크에 저장된 물을 흡입하여 상기 토출부를 통해 외부로 토출시키는 펌프조립체와;
   상기 토출부와 연결되는 유입부가 형성되고, 내부에는 상기 유입부를 통해 유입된 물을 체류시키기 위한 체류공간이 형성되며, 상기 체류공간에 체류하는 물을 온수매트의 온수관으로 배출시킬 수 있도록 상기 온수관에 연결되는 배출부가 형성된 가열탱크와;
   상기 가열탱크에 설치되어 상기 가열탱크에 저장된 물을 가열하는 히터와;
   상기 가열탱크에 체류하는 물의 온도를 측정하는 온도센서와;
   상기 히터의 과열을 감지하여 상기 히터에 인가되는 전원을 차단하기 위한 과열차단부와;
   상기 메인탱크에 설치되어 상기 메인탱크의 수위를 감지하는 수위센서와;
   상기 히터에 인가되는 전원을 제어하여 상기 가열탱크 내부에 물의 온도를 조절 및 상기 히터의 가동시간을 조절하기 위한 조작부와;
   상기 온도센서에서 측정된 온도와, 상기 히터의 가동상태를 표시하기 위한 표시부;를 구비하고,
   상기 펌프조립체는
   상측에는 하방으로 인입된 제1수용홈이 형성되고, 상기 제1수용홈의 바닥 중앙에는 하방으로 인입된 제2수용홈이 형성되며, 하측에는 상기 제2수용홈에 대응하는 가장자리 영역을 따라 상방으로 인입된 제3수용홈이 형성된 본체와,
   상기 본체의 제2수용홈에 삽입되며 중앙에 제1중공부가 형성된 자석부와,
   상기 제3수용홈에 삽입되어 상기 자석부를 회전시키는 계자와,
   상기 제1중공부에 삽입되어 상기 자석부와 함께 회전되는 임펠러와,
   상기 제2수용홈에 설치되어 상기 임펠러를 회전가능하게 지지하는 지지축과,
   상기 자석부의 하방에서 상기 임펠러의 하단에 결합되어 상기 임펠러에 대하여 상기 자석부를 지지하는 지지플레이트와,
   상기 본체의 상부에 결합되며, 저면에는 상방으로 인입되어 상기 제1수용홈과 함께 상기 임펠러의 날개가 회전될 수 있는 회전공간을 제공하도록 제1인입홈이 형성되고, 상부에는 상방으로 연장되어 상기 회전공간으로 물을 흡입하기 위한 흡입부가 형성되며, 일 측에는 상기 회전공간으로 흡입된 물을 상기 임펠러의 회전에 의해 상기 회전공간 외부로 토출시키기 위한 토출구가 형성된 덮개를 구비하는 것을 특징으로 하는 온수 매트용 온수 보일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배출부는 상기 가열탱크의 수위가 일정 수위 이상일 때, 상기 체류공간 내의 물을 배출시킬 수 있도록 입구가 상기 체류공간의 상측에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 온수 매트용 온수 보일러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 메인탱크의 바닥에는 상기 가열탱크의 배출부로부터 상기 온수 매트의 온수관으로 공급된 물을 회수하기 위한 회수부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 온수 매트용 온수 보일러.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 자석부에는 상기 제1중공부의 내주면으로부터 상기 제1중공부의 중심을 향하여 돌출되어 상기 임펠러의 외주면에 접촉되는 복수의 제1걸림돌기들이 상기 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성되고,
   상기 임펠러는 상기 제1중공부에 삽입되고 중앙에는 상기 지지축을 통과시킬 수 있도록 상하로 연장된 제2중공부가 형성된 몸체와, 상기 몸체의 상부에 상기 몸체의 직경보다 큰 직경을 갖도록 방사상으로 연장되고 중앙에 상기 지지축의 직경에 대응하는 직경을 갖는 통과구멍이 형성된 확장판과, 상기 확장판의 상면에 방사상으로 배치된 복수의 날개들을 포함하며,
   상기 몸체에는 상기 제1걸림돌기와 대응하는 패턴으로 상기 몸체의 외주면으로부터 방사상으로 돌출되어 상기 자석부의 내주면에 접촉되는 복수의 제2걸림돌기들이 상기 몸체의 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성된 것을 특징으로 하는 온수 매트용 온수 보일러.
6. 제5항에 있어서,
   상기 덮개의 중앙에는 상기 지지축의 상단을 회전가능하게 결합시킬 수 있도록 저면으로부터 상방으로 인입된 끼움홈을 갖는 결합부가 형성되고,
   상기 지지축의 상단과 상기 끼움홈 사이에 결합되어 상기 지지축이 휘어지는 것을 방지하기 위한 완충캡과,
   상기 제2중공부를 점유하도록 상기 지지축과 상기 몸체 사이에 개재되는 세라믹부싱과,
   상기 지지축이 통과할 수 있도록 중앙에 구멍이 형성되고, 상기 본체의 제2수용홈 바닥 중앙에 형성되어 상기 지지축을 고정하기 위한 축수부의 상면과 상기 확장판의 상면에 각각 안착되어 상기 지지축의 회전시 상기 지지축의 회전중심을 유지시키는 위한 폴리와셔를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온수 매트용 온수 보일러.
   

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