KR101474385B1

KR101474385B1 - 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전제어 방법

Info

Publication number: KR101474385B1
Application number: KR20140050860A
Authority: KR
Inventors: 안광제
Original assignee: 주식회사 우성
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2014-12-18

Abstract

본 발명은 자동 운전과 상온수의 제공이 가능하고, 간이형에 맞게 콤팩트한 구조 및 누전이나 감전의 위험을 동시에 확보할 수 있으며, 누전 및 감전 위험 방지를 위한 별도의 부재를 취부할 필요가 없어 설치 적용성을 확대시킬 수 있는 간이형 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유입구와 배출구가 대향하는 단부에 형성되는 하우징; 상기 유입구로부터 유입되어 상기 배출구로 배출되는 물의 흐름이 지그재그(zigzag) 형태를 갖는 외곽 유로가 형성되고, 상기 외곽 유로와 연통되게 중앙부에 코어 유로(core path)가 형성되는 유로 형성 유닛; 상기 코어 유로 내에 설치되고 외부 전원을 제공받아 물과 직접 접촉하여 가열하는 히팅 수단; 상기 유로 형성 유닛에서 물이 공급되는 측의 상기 외곽 유로 측에 구비되어 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 수단을 제어하는 히터자동 제어유닛; 상기 히팅 수단에 연결되어 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블; 및 상기 히팅 수단을 제어하는 제어반을 포함하는 전기식 순간가열 보일러를 제공한다.

Description

전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전제어 방법{ELECTRIC TYPE HOT WATER BOILER AND OPERATING CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동 운전과 일정한 온수의 제공이 가능하고, 콤팩트한 구조 및 누전이나 감전의 위험을 동시에 확보할 수 있으며, 누전 및 감전 위험 방지를 위한 별도의 부재를 취부할 필요가 없어 설치 적용성을 확대시킬 수 있는 전기식 순간가열 보일러(온수기) 및 그의 운전 제어 방법에 관한 것이다.

전기식 순간온수기와 같은 순간가열 보일러는 그 용량 또는 가열방식에 따라 여러 가지 있으나 특히 온수세정기 등에 채용되는 비교적 용량이 작은 전기식 순간가열 보일러는 통상 버너 등으로 가열되는 열교환장치를 구비한 대형의 것과는 달리 그 가열원으로 전기저항을 이용한 방식이 대부분이며, 이는 크게 전열히터가 송수관 외부에 설치되는 것과 히터를 수로 상에 설치하는 것으로 구분될 수 있다.

송수관 외부에 히터를 설치한 것은 도전체의 송수관 외부에 전열선을 감아 전열선의 열과 송수관의 저항열로 하여금 송수관 내부를 흐르는 물을 순간적으로 가온하게끔 된 것이지만 송수관과 전열선의 발열이 송수관 내부에 모두 투여되지 않고 외부로 발산되는 폐열이 많기 때문에 열효율이 좋지 않은 문제가 있으며 미세한 전류이기는 하지만 누전이 발생하여 전력손실 및 감전의 우려가 있다.

한편, 전열히터를 송수 경로 내에 설치하는 방식은 절연히터를 사용하는 것과 절연하지 않은 노출히터를 쓰는 것으로 나눌 수 있는데 발열부인 노출히터를 쓰는 것은 누전이 발생하므로 이에 대한 대비책으로 반드시 접지단자 및 일정 이상 이격(유격)되는 절연체를 설치해야 하는 등 번거로운 경향이 있는 문제점이 있다.

다시 말해서, 종래 물을 데우는데 가열탱크 내에서 가열원인 히터가 물에 노출되어 사용되는 경우, 누전 및 감전을 방지하기 위하여 물이 유입되고 데워진 물이 유출되는 유입구와 유출구에서 일정 거리 이상 유격시키도록 규정하고 있고, 이에 따라 각 업체에서 제공하는 PVC 파이프와 같은 절연체를 통하여 이격시키지 사용하지 않으면 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

(문헌1) 대한민국실용신안공보 제1994-0005177호(1994.08.03)

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 급수량에 따른 온도 조절이 가능하고, 물의 공급 여부에 따라 자동으로 전기를 제어할 수 있도록 한 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기본적으로 전기식 순간가열 보일러의 제품화에 대한 장애요인인 전기적인 문제를 해결할 수 있고, 이와 동시에 기존 전체 구조에 비하여 상대적으로 콤팩트한 구조도 확보할 수 있는 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전 제어 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 누전 및 감전 위험의 전기적 문제에 대한 별도의 부재를 취부할 필요가 없어 설치 적용성을 확장시켜 범용성을 도모할 수 있는 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전 제어 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 유입구와 배출구가 대향하여 형성되는 하우징; 상기 하우징 내에 설치되고, 지그재그 형태의 유로를 갖는 유로 형성 유닛; 상기 유로 형성 유닛의 유로에서 중간부의 상기 유로 내에 구비되는 히팅 수단; 상기 유로 형성 유닛에서 물이 공급되는 유로 측에 구비되어 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 수단을 제어하는 히터자동 제어유닛; 상기 히팅 수단에 연결되어 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블; 및 상기 히팅 수단을 제어하는 제어반을 포함하는 전기식 순간가열 보일러를 제공한다.

본 발명의 제1 관점에 있어서, 상기 유로 형성 유닛은 상기 유입구로부터 유입되어 상기 배출구로 배출되는 물의 흐름이 지그재그(zigzag) 형태를 갖도록 형성되는 외곽 유로, 및 상기 외곽 유로와 연통되게 중앙부에 형성되고 상기 히팅 수단이 구비되는 코어 유로(core path)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 관점에 있어서, 상기 유로 형성 유닛은 중앙부가 관통되어 형성되는 코어 유로와, 중심을 가로지르는 중심선을 중심으로 일측은 공급되는 물이 지그재그로 흘러 상기 코어 유로로 유입 안내하는 유입측 외곽 유로, 및 상기 코어 유로로 안내되어 상기 히팅 수단에 의해 가열된 물이 지그재그로 흘러 상기 배출구 측으로 배출 안내하는 배출측 외곽 유로가 일체로 형성되는 몰딩체로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 유입구와 배출구가 대향하는 단부에 형성되는 하우징; 상기 유입구로부터 유입되어 상기 배출구로 배출되는 물의 흐름이 지그재그(zigzag) 형태를 갖는 외곽 유로가 형성되고, 상기 외곽 유로와 연통되게 중앙부에 코어 유로(core path)가 형성되는 유로 형성 유닛; 상기 코어 유로 내에 설치되고 외부 전원을 제공받아 물과 직접 접촉하여 가열하는 히팅 수단; 상기 유로 형성 유닛에서 물이 공급되는 측의 상기 외곽 유로 측에 구비되어 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 수단을 제어하는 히터자동 제어유닛; 상기 히팅 수단에 연결되어 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블; 및 상기 히팅 수단을 제어하는 제어반을 포함하는 전기식 순간가열 보일러를 제공한다.

본 발명의 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 히터자동 제어유닛은 상기 외곽 유로와 코어 유로가 연통되는 연통구 측의 유로 내에 이동가능하게 구비되는 유로 개폐 부재; 상기 유로 개폐 부재를 탄성 지지시켜 복원력을 제공하는 탄성 부재; 상기 유로 개폐 부재의 이동 유무에 따라 상기 히팅 수단을 온/오프시키는 스위칭 수단; 및 상기 스위칭 수단 측으로 노출되는 상기 유로 개폐 부재의 부위를 기밀하게 유지시키기 위한 기밀 부재를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유로 개폐 부재는 유로의 단면 형태에 대응하는 형상의 헤드부, 및 상기 헤드부로부터 연장되어 상기 스위칭 수단 측으로 연장하는 연장 로드로 이루어지고, 상기 스위칭 수단은 상기 유로 개폐 부재의 연장 로드에 접촉하는 접촉 플레이트와, 상기 접촉 플레이트가 자유단 형태로 구비되고, 입력 신호에 의해 상기 히팅 수단의 온/오프를 제어하는 제어회로 모듈, 및 상기 접촉 플레이트의 자유단 하방의 제어회로 모듈에 구비되는 접점을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 히팅 수단의 온도를 감지하는 히터 센서를 더 포함하고, 상기 제어회로 모듈은 상기 히터 센서를 통해 일정 이상 온도로 높아질 경우, 전원의 공급을 차단하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 제어반은 상기 전기식 순간가열 보일러의 작동 전원을 온/오프시키는 온/오프 스위치, 및 상기 전기식 순간가열 보일러의 동작 상태를 알리는 점등기를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 하우징은 평면에서 바라볼 때 그 단면 형상이 원형 또는 다각형의 통 형태로 형성되고, 상기 유로 형성 유닛은 상기 하우징의 평단면 형태에 대응하는 단면 형태를 가지며, 상기 외곽 유로와 코어 유로가 일체로 형성된 절연 재질의 몰딩체로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 몰딩체는 중앙부가 관통되어 형성되는 상기 코어 유로와; 중심을 가로지르는 중심선을 중심으로 일측은 공급되는 물이 지그재그로 흘러 상기 코어 유로로 유입 안내하는 유입측 외곽 유로; 및 상기 코어 유로로 안내되어 히팅 수단에 의해 가열된 물이 지그재그로 흘러 상기 배출구 측으로 배출 안내하는 배출측 외곽 유로가 일체로 형성되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 유입측 외곽 유로와 배출측 외곽 유로는 각각 일단에서 타단까지의 지그재그의 길이가 최소 1.2m 이상이 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 및 제2 관점에 있어서, 상기 히팅 수단은 히터 부재와; 상기 히터 부재를 감아 안내하도록 외면에 나선방향을 따라 형성된 가이드편을 갖는 권선 몰딩체; 및 상기 권선 몰딩체의 일단부에 형성되어 상기 히터 부재의 양 끝단부가 각각 접속되는 한 쌍의 전원 접속플레이트를 포함하고, 상기 히터 부재인 니크롬선의 중앙부를 접은 두 줄의 가닥을 상기 가이드편을 따라 감고 두 줄의 가닥의 각 단부가 상기 전원 접속플레이트에 각각 접속되도록 구성되고, 상기 권선 몰딩체의 일단과 상단에는 각각 유입배관과 배출배관이 구비되도록 구성되고, 상기 권선 몰딩체의 상단부와 하단부 측 각각에는 상기 유로형성유닛의 입구 및 출구와 연통되는 연통구가 형성되며, 상기 유입배관과 배출배관에는 결합하는 결합 대상물과 체결되는 너트 체결 부재가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 관점에 따르면, 전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법에 있어서, 전기식 순간가열 보일러 내에서 지그재그 형태의 유로를 따라 물을 공급하는 물공급 단계; 상기 물공급 단계에서 공급되는 물을 히팅 수단을 통해 히팅시키는 히팅 단계; 상기 히팅 단계에서 가열된 물을 지그재그 형태의 유로를 따라 온수를 배출하는 온수배출 단계를 포함하며, 상기 물공급 단계에서 히팅 단계로 물이 유입되기 전까지의 지그재그 형태의 유로와, 상기 히팅 단계에서 가열되어 나오는 물이 최종 배출되는 배출구까지의 지그재그 형태 유로는 최소 1.2m이상으로 구성하여 물이 유입 및 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 제3 관점에 있어서, 상기 물공급 단계에서 공급되는 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 단계의 온/오프를 제어하는 히팅제어 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 관점에 있어서, 상기 히팅제어 단계는 물의 수압에 따라 이동하는 이동체의 접촉 유무 신호를 받아 상기 히팅 수단의 온/오프를 제어하도록 하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 관점에 있어서, 상기 히팅제어 단계는 온도 센서를 통해 상기 히팅 수단의 온도를 감지하고, 검출값이 미리 설정된 일정 이상의 온도일 경우 상기 히팅 단계를 중단시키는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러는 온수를 항상 일정하게 제공할 수 있고, 온수 공급이 이루어지지 않을 때는 전기가 자동 제어되도록 하여 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전기식 순간가열 보일러의 제품화에 대한 장애요인인 전기적인 문제를 해결하고, 상대적으로 콤팩트한 구조를 갖도록 하여 전기식 순간가열 보일러를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 누전 및 감전 위험의 전기적 문제에 대한 별도의 부재를 취부할 필요가 없어 적용가능한 설치 환경을 확대시키고 범용성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 유로 형성 유닛을 도시한 도면으로, 내부 구성을 설명하기 위하여 중심선을 중심으로 분할하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 히팅 수단을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 히팅 수단의 권선 몰딩체를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 히터자동 제어 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 동작을 도시한 플로차트이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 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.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전 제어 방법에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 유로 형성 유닛을 도시한 도면으로, 내부 구성을 설명하기 위하여 중심선을 중심으로 분할하여 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 히팅 수단을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러를 구성하는 히팅 수단의 권선 몰딩체를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 순간 가열 보일러를 구성하는 히터자동 제어 유닛을 개략적으로 도시한 단면도이다. 아래 설명에서 본 발명의 전기식 순간가열 보일러는 전기식 순간가열 온수기를 포함하는 개념이다.

본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러(즉, 전기식 순간가열 온수기)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 대향하는 일단과 타단에 유입구(101)와 배출구(102)가 형성된 하우징(100); 상기 하우징(100) 내부에 설치되고, 유입 및 유출되는 물의 흐름이 지그재그(zigzag) 형태를 갖는 유입 측 외곽유로(211)와 유출 측 외곽 유로(212)가 형성되고, 중앙부에 상기 외곽유로(210)와 상하단에서 연통되는 코어 유로(core path)(220)가 형성되는 유로 형성 유닛(200); 상기 코어 유로(220) 내에 설치되고 외부 전원을 제공받아 히팅되어 통과하는 물을 가열하는 직접가열식 히팅 수단(300); 상기 유입 측 외곽 유로(211)와 코어 유로(220)가 연통되는 유입 측 외곽 유로(211)의 연통구(213) 측에 구비되어 유입되는 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 수단(300)의 작동을 제어하는 히터 자동제어유닛(400); 상기 히팅 수단(300)에 연결되어 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블(미도시); 및 상기 히팅 수단(300)을 제어하는 제어반(미도시)을 포함한다.

상기 하우징(100)은 평면에서 바라볼 때 그 단면 형상이 원형 또는 다각형 통 형태로 형성된다. 도면에서는 원통형으로 형성되는 경우를 도시하고 있다.

상기 하우징(100)의 유입구(101)에는 물을 공급하기 위한 유입배관(103)(도 1, 도 3 및 도 4 참고)이 설치될 수 있고, 이 유입배관(103)에는 결합되는 너트 체결 부재(미도시)가 구비되고, 배출구(102)에는 물을 배출하기 위한 배출배관(104)이 구비될 수 있고, 이 배출배관(104)에는 히팅 수단(300)에 의해 뜨거워진 물을 사용하기 위한 수전기구(미도시)와 결합되는 너트 체결 부재(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 너트 체결 부재라 함은 연결 배관이나 수전기구와 같은 결합 대상물의 나사산 형성 연결 배관과 체결되도록 구비되는 통상의 배관 체결 기구를 의미한다.

후술하겠지만, 이와 같이 본 발명은 유로 형성 유닛(200)을 통해 히팅 수단(300)이 구비되는 코어 유로와 연통하는 외곽유로의 입구와 출구가 규정에 만족하는 이격 거리를 가짐으로써 하우징(100) 자체 또는 후술할 히팅 수단 자체에 각각 유입배관과 수전기구가 구비되는 유입배관(103)과 배출배관(104)이 구비될 수 있다.

상기 유로 형성 유닛(200)은 지그재그 형태의 유로를 구비하고, 유로 중간부에 상기 히팅 수단(300)이 설치되는 단일 절연체로 이루어지는 것으로, 상기 유로 형성 유닛(200)은 상기 하우징(100)의 평단면 형태에 대응하는 단면 형태를 가지며, 상기 외곽 유로(210)와 코어 유로(220)가 형성된 몰딩체로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 상기 유로 형성 유닛(200)에 형성되는 유로는 중앙부가 관통되어 형성되는 코어 유로(220)와, 중심을 가로지르는 중심선을 중심으로 일측은 공급되는 물이 지그재그로 흘러 중앙부의 코어 유로(220)로 유입 안내하는 유입측 외곽 유로(211), 및 상기 코어 유로(220)로 안내되어 히팅 수단에 의해 가열된 물이 지그재그로 흘러 상기 배출구 측으로 배출 안내하는 배출측 외곽 유로(212)로 이루어진다.

여기에서, 상기 코어 유로(220)에 연통되는 유입측 외곽 유로(211)의 연통구(213)와 상기 코어 유로(220)에 연통되는 배출측 외곽 유로(212)의 연통구(214)는 각각 대향하는 단부, 즉 코어 유로(220)의 하단부와 상단부에서 연통되도록 형성된다. 이와 같이 구성됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 유입측 외곽 유로(211)를 통해 유입되는 물(파란색 화살표로 표시)은 연통구(213)를 통해 히팅 수단(300)이 설치된 코어 유로(220)의 일단부(도면에서 하단부)로 유입되고, 코어 유로(220)로 유입된 물은 그 코어 유로(220)를 통과하면서 히팅 수단(300)에 의해 가열되고 가열된 물(빨간색 화살표로 표시)은 코어 유로(220)의 타단부(도면에서 상단부)에서 연통구(214)를 통해 배출되어 배출측 외곽 유로(212)로 제공된다.

이와 같이 상기 유입측 외곽 유로(211)와 배출측 외곽 유로(212)는 각각 일단에서 타단까지의 지그재그의 길이가 최소 1.2m 이상이 되도록 하는 것이 바람직하며, 전기식 순간가열 보일러에 적용되는 것인 만큼, 외곽 유로가 조밀하게 구성되어 콤팩트하게 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 외곽 유로(210)가 하우징 내에 일체로 형성됨과 동시에 공급되는 일단으로부터 가열된 물이 배출되는 최종 타단까지의 거리가 최소 2.4m 이상의 절연체 라인을 따라 지나가게 되어 직접가열식 순간가열 보일러(전기식 순간가열 온수기)에서 규정하고 있는 규정을 만족할 수 있고, 접지 필요성을 생략하고 누전이나 감전을 방지하기 위한 별도의 취부 구성을 필요로 하지 않게 된다.

상기 히팅 수단(300)은 상기 유로 형성 유닛(200)의 코어 유로(220) 내에 설치되며, 그 코어 유로(220)를 흐르는 유체(물)와의 접촉 면적을 확장시키도록 하는 형태(도면에서는 코일형)로 형성되는 것이 바람직하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

구체적으로, 상기 히팅 수단(300)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 유로 형성 유닛(200)의 코어 유로(220) 내에 설치되는 사이즈로 이루어지는 것으로, 히터 부재(310); 상기 히터 부재(310)를 감아 안내하도록 외면에서 길이방향으로 소정 간격을 갖고 돌출형성된 가이드편(321)을 갖는 권선 몰딩체(320); 및 상기 권선 몰딩체(320)의 일단부(하단부)에 형성되어 상기 히터 부재(310)의 양 끝단부가 각각 접속되는 한 쌍의 전원 접속플레이트(330)(도 1 참조)를 포함한다.

상기 히터 부재(310)는 코일형 니크롬선으로 이루어질 수 있으며, 중앙부를 접어 두 가닥(두 줄)으로 한 다음 니크롬선을 감으면서 일단과 타단이 권선 몰딩체(320)의 일단(하단) 양측에 구비된 전원접속 플레이트(310)에 각각 연결되도록 한다. 이와 같이 구성함으로써 권선 몰딩체(320)에 히터 부재를 두 줄을 동시에 감아 조립함으로써 조립성을 향상시킬 수 있고, 권선 몰딩체(320)의 일단에 구비되는 전원접속 플레이트(전원접속부)(330)에 두 줄의 히터 부재 각 단부를 용이하게 연결할 수 있다.

상기 히터 부재(310)의 가이드편(321)은 히터 부재(310)가 나선형으로 감기도록 나선형의 돌출편으로 이루어지고, 이 돌출편은 연속되게 형성되거나 나선방향으로 일정 간격을 갖고 형성될 수도 있다.

상기 전원 접속플레이트(330)에는 상기 히팅 수단(300)의 일단과 타단이 각각 접속되고, 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블이 연결된다.

예를 들면, 상기 권선 몰딩체(200)는 일단부와 상단부에는 각각 앞서 설명한 유입배관(103)과 배출배관(104)이 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 권선 몰딩체(320)를 형성함에 있어 상기 유입배관(103)과 배출배관(104)이 각각 인서트 몰딩되어 형성될 수 있다.

여기에서, 유입배관(103)과 배출배관(104)이 일체로 인서트 몰딩 형성될 경우, 히터 부재(310)가 권선된 권선 몰딩체(320)는 상기한 유로 형성 유닛(200)의 코어 유로(220) 내에 위치되므로, 상기 권선 몰딩체(320)의 상단부 및 하단부 측 각각에는 유입 측 외곽 유로(211)의 입구(211a)(도 5 참조)와 연통되는 연통구(320a)(도 3 참조) 및 배출 측 외곽 유로(212)의 출구(212a)와 연통되는 연통구(미도시)가 형성된다.

다음으로, 상기 히터 자동제어 유닛(400)은 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 코어 유로(220)와 연통되는 연통구(213) 측의 유입 측 외곽 유로(211)에 이동가능하게 구비되는 유로 개폐 부재(410); 상기 유로 개폐 부재(410)를 탄성 지지시켜 복원력을 제공하는 탄성 부재(420); 및 상기 유로 개폐 부재(410)의 이동 유무에 따라 히팅 수단(300)을 온/오프시키는 스위칭 수단(430); 및 상기 유입 측 외곽 유로(211)에서 상기 유로 개폐 부재(410)가 외부로 노출되는 부위를 기밀하게 유지시키기 위한 기밀 부재(미도시)를 포함한다.

상기 유로 개폐 부재(410)는 유로의 단면 형태에 대응하는 형상의 헤드부와 상기 헤드부로부터 연장되어 상기 스위칭 수단(430) 측으로 연장하는 연장 로드(rod)로 이루어진다.

상기 탄성 부재(420)는 상기 유로 개폐 부재(410)를 탄성 지지하여 원위치로 복원시키는 탄성력을 제공할 수 있는 구성 또는 형태라면 어떠한 방식으로 구성되어도 무방하며, 도면에서는 코일 스프링 형태의 것을 도시하고 있다.

상기 스위칭 수단(430)은 상기 유로 개폐 부재(410)의 연장 로드에 접촉하는 접촉 플레이트(431), 상기 접촉 플레이트(431)가 자유단 형태로 구비되고, 입력 신호에 의해 상기 히팅 수단(300)의 온/오프를 제어하는 제어회로 모듈(432), 및 상기 접촉 플레이트(431)의 자유단 하방의 제어회로 모듈(432)에 구비되는 접점(433)을 포함한다.

본 발명은 상기 히팅 수단(300)의 온도를 감지하는 히터 센서(320)를 더 포함하고, 상기 제어회로 모듈(432)은 상기 히터 센서(320)를 통해 일정 이상 온도로 높아질 경우, 전원의 공급을 차단할 수 있도록 구성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 히터 자동제어 유닛(400)은 물이 공급됨에 따라 수압에 의해 유로 개폐 부재(410)가 하방으로 이동하게 되고, 유로 개폐 부재(410)가 하방으로 이동됨에 따라 유로 개폐 부재(410)는 접촉 플레이트(431)를 접점(433)에 접촉시켜 이러한 접촉 신호를 전달받은 제어회로 모듈(432)은 히팅 수단(300)가 온(ON)되어 가열(히팅)하도록 제어한다.

이와 동시에, 상기 유로 개폐 부재(410)의 하방 이동에 의해 유입 측 외곽 유로(211)와 코어 유로(220)는 연통구(213)에 의해 연통되어 물이 코어 유로(220) 측으로 공급되게 되며, 가열(히팅)되는 히팅 수단(300)에 의해 물이 가열되게 된다.

이와 반대로, 물의 공급이 중단되면(즉, 수압이 제거되면), 유로 개폐 부재(410)는 탄성 부재(320)의 복원력에 의해 원위치로 복귀되어 연통구(213)의 연통을 폐쇄하고, 이와 동시에 접촉 플레이트(431)는 접점(432)과 접촉 해제되어 제어회로 모듈(432)은 히팅 수단(300)으로의 전원공급을 중단시켜 히팅 수단(300)을 오프(OFF)시킨다.

여기에서, 본 발명은 물이 토출(배출)되는 측에 연결되는 결합 대상물인 수전기구에서 배출 유량을 제어함으로써 공급되는 온수의 온도를 일정 범위 내에서 제어할 수 있다. 즉, 수전기구에서 배출 유량을 많이 할 경우, 히팅 수단(300)에 의해 히팅되는 물의 양이 많아서 그만큼 열교환이 적게 이루어져 온도가 내려가는 반면, 배출 유량을 적게 할 경우 히팅 수단(300)에 의해 히팅되는 물의 양이 적어져 그만큼 열교환이 많이 이루어져 상대적으로 높은 온도의 온수를 제공받을 수 있다.

계속해서, 상기 제어반(미도시)은 전체 장치의 작동 전원(또는 히팅 수단(300)의 전원)을 온/오프 시키는 온/오프 스위치, 및 보일러의 동작(히팅 수단의 작동 상태)을 알리는 점등기 등을 포함한다.

다음으로, 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 동작을 도시한 플로차트이다.

본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 전기식 순간가열 보일러 내에서 지그재그 형태의 유로를 따라 물을 공급하는 물공급 단계(S100); 상기 물공급 단계에서 공급되는 물을 히팅 수단을 통해 직접 히팅하는 히팅 단계(S200); 상기 히팅 단계에서 가열된 물을 지그재그 형태의 유로를 따라 온수를 배출하는 온수배출 단계(S300)를 포함하며, 상기 물공급 단계에서 히팅 단계로 물이 유입되기 전까지의 지그재그 형태의 유로와, 상기 히팅 단계에서 가열되어 나오는 물이 최종 배출되는 배출구까지의 지그재그 형태 유로는 최소 1.2m이상으로 구성하여 물이 유입 및 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 물공급 단계(S100)에서 공급되는 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 단계(S200)의 온/오프를 제어하는 히팅제어 단계(S400)를 더 포함한다.

상기 히팅제어 단계(S400)는 물의 수압에 따라 이동하는 이동체의 접촉 유무 신호를 받아 상기 히팅 수단의 온/오프를 제어하도록 하는 것을 포함한다.

또한, 상기 히팅제어 단계(S400)는 온도 센서를 통해 상기 히팅 수단의 온도를 감지하고, 검출값이 미리 설정된 일정 이상의 온도일 경우 상기 히팅 단계를 중단시키는 것을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기식 순간가열 보일러는 온수를 항상 일정하게 제공할 수 있고, 온수 공급이 이루어지지 않을 때는 전기가 자동 제어되도록 하여 에너지를 절약할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 전기식 순간가열 보일러의 제품화에 대한 장애요인인 전기적인 문제를 해결하고, 상대적으로 콤팩트한 구조를 갖도록 하여 전기식 순간가열 보일러를 제공할 수 있으며, 누전 및 감전 위험의 전기적 문제에 대한 별도의 부재를 취부할 필요가 없어 적용가능한 설치 환경을 확대시키고 범용성을 도모할 수 있는 이점이 있다.

상기한 설명에서 보일러로 표현 내지 기재하고 있지만, 해당 용어는 온수기를 포함하는 개념의 표현이다.

본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 하우징
101: 유입구
102: 배출구
200: 유로 형성 유닛
210: 외곽 유로
211: 유입 측 외곽 유로
212: 배출 측 외곽 유로
220: 코어 유로
300: 히팅 수단
310: 전원접속 플레이트
400: 히터 자동제어 유닛
410: 유로 개폐 부재
420: 탄성 부재
430: 스위칭 수단
431: 접촉 플레이트
432: 제어회로 모듈
433: 접점
S100: 물공급 단계
S200: 히팅 단계
S300: 온수배출 단계
S400: 히팅제어 단계

Claims

유입구와 배출구가 대향하여 형성되는 하우징;
상기 하우징 내에 설치되고, 지그재그 형태의 유로를 갖는 유로 형성 유닛;
상기 유로 형성 유닛의 유로에서 중간부의 상기 유로 내에 구비되는 히팅 수단;
상기 유로 형성 유닛에서 물이 공급되는 유로 측에 구비되어 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 수단을 제어하는 히터자동 제어유닛;
상기 히팅 수단에 연결되어 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블; 및
상기 히팅 수단을 제어하는 제어반;을 포함하며.
상기 히팅 수단은 히터 부재와; 상기 히터 부재를 감아 안내하도록 외면에 나선방향을 따라 형성된 가이드편을 갖는 권선 몰딩체; 및 상기 권선 몰딩체의 일단부에 형성되어 상기 히터 부재의 양 끝단부가 각각 접속되는 한 쌍의 전원 접속플레이트를 포함하고,
상기 히터 부재인 니크롬선의 중앙부를 접은 두 줄의 가닥을 상기 가이드편을 따라 감고 두 줄의 가닥의 각 단부가 상기 전원 접속플레이트에 각각 접속되도록 구성되고,
상기 권선 몰딩체의 상단과 하단에는 각각 유입배관과 배출배관이 구비되도록 구성되고,
상기 권선 몰딩체의 상단부에는 상기 유로형성유닛의 입구와 연통되는 연통구가 형성되고 상기 권선 몰딩체의 하단부에는 상기 유로형성유닛의 출구와 연통되는 연통구가 형성되며,
상기 유입배관과 배출배관에는 결합하는 결합 대상물과 체결되는 너트 체결 부재가 구비되는
전기식 순간가열 보일러.
제1항에 있어서,
상기 유로 형성 유닛은
상기 유입구로부터 유입되어 상기 배출구로 배출되는 물의 흐름이 지그재그(zigzag) 형태를 갖도록 형성되는 외곽 유로, 및
상기 외곽 유로와 연통되게 중앙부에 형성되고 상기 히팅 수단이 구비되는 코어 유로(core path)를 포함하는
전기식 순간가열 보일러.
제1항에 있어서,
상기 유로 형성 유닛은
중앙부가 관통되어 형성되는 코어 유로와, 중심을 가로지르는 중심선을 중심으로 일측은 공급되는 물이 지그재그로 흘러 상기 코어 유로로 유입 안내하는 유입측 외곽 유로, 및 상기 코어 유로로 안내되어 상기 히팅 수단에 의해 가열된 물이 지그재그로 흘러 상기 배출구 측으로 배출 안내하는 배출측 외곽 유로가 일체로 형성되는 몰딩체로 구성되는
전기식 순간가열 보일러.
유입구와 배출구가 대향하는 단부에 형성되는 하우징;
상기 유입구로부터 유입되어 상기 배출구로 배출되는 물의 흐름이 지그재그(zigzag) 형태를 갖는 외곽 유로가 형성되고, 상기 외곽 유로와 연통되게 중앙부에 코어 유로(core path)가 형성되는 유로 형성 유닛;
상기 코어 유로 내에 설치되고 외부 전원을 제공받아 물과 직접 접촉하여 가열하는 히팅 수단;
상기 유로 형성 유닛에서 물이 공급되는 측의 상기 외곽 유로 측에 구비되어 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 수단을 제어하는 히터자동 제어유닛;
상기 히팅 수단에 연결되어 외부의 전원을 공급하는 전원공급 케이블; 및
상기 히팅 수단을 제어하는 제어반;을 포함하며,
상기 히팅 수단은 히터 부재와; 상기 히터 부재를 감아 안내하도록 외면에 나선방향을 따라 형성된 가이드편을 갖는 권선 몰딩체; 및 상기 권선 몰딩체의 일단부에 형성되어 상기 히터 부재의 양 끝단부가 각각 접속되는 한 쌍의 전원 접속플레이트를 포함하고,
상기 히터 부재인 니크롬선의 중앙부를 접은 두 줄의 가닥을 상기 가이드편을 따라 감고 두 줄의 가닥의 각 단부가 상기 전원 접속플레이트에 각각 접속되도록 구성되고,
상기 권선 몰딩체의 상단과 하단에는 각각 유입배관과 배출배관이 구비되도록 구성되고,
상기 권선 몰딩체의 상단부에는 상기 유로형성유닛의 입구와 연통되는 연통구가 형성되고 상기 권선 몰딩체의 하단부에는 상기 유로형성유닛의 출구와 연통되는 연통구가 형성되며,
상기 유입배관과 배출배관에는 결합하는 결합 대상물과 체결되는 너트 체결 부재가 구비되는
전기식 순간가열 보일러.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 히터자동 제어유닛은
상기 외곽 유로와 코어 유로가 연통되는 연통구 측의 유로 내에 이동가능하게 구비되는 유로 개폐 부재;
상기 유로 개폐 부재를 탄성 지지시켜 복원력을 제공하는 탄성 부재;
상기 유로 개폐 부재의 이동 유무에 따라 상기 히팅 수단을 온/오프시키는 스위칭 수단; 및
상기 스위칭 수단 측으로 노출되는 상기 유로 개폐 부재의 부위를 기밀하게 유지시키기 위한 기밀 부재
를 포함하는 전기식 순간가열 보일러.
제5항에 있어서,
상기 유로 개폐 부재는 유로의 단면 형태에 대응하는 형상의 헤드부, 및 상기 헤드부로부터 연장되어 상기 스위칭 수단 측으로 연장하는 연장 로드로 이루어지고,
상기 스위칭 수단은 상기 유로 개폐 부재의 연장 로드에 접촉하는 접촉 플레이트와, 상기 접촉 플레이트가 자유단 형태로 구비되고, 입력 신호에 의해 상기 히팅 수단의 온/오프를 제어하는 제어회로 모듈, 및 상기 접촉 플레이트의 자유단 하방의 제어회로 모듈에 구비되는 접점을 포함하는
전기식 순간가열 보일러.
제6항에 있어서,
상기 히팅 수단의 온도를 감지하는 히터 센서를 더 포함하고,
상기 제어회로 모듈은 상기 히터 센서를 통해 일정 이상 온도로 높아질 경우, 전원의 공급을 차단하도록 구성되는
전기식 순간가열 보일러.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 제어반은
상기 전기식 순간가열 보일러의 작동 전원을 온/오프시키는 온/오프 스위치, 및
상기 전기식 순간가열 보일러의 동작 상태를 알리는 점등기를 포함하는
전기식 순간가열 보일러.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 하우징은 평면에서 바라볼 때 그 단면 형상이 원형 또는 다각형의 통 형태로 형성되고,
상기 유로 형성 유닛은 상기 하우징의 평단면 형태에 대응하는 단면 형태를 가지며, 상기 외곽 유로와 코어 유로가 일체로 형성된 절연 재질의 몰딩체로 이루어지는
전기식 순간가열 보일러.
제9항에 있어서,
상기 몰딩체는
중앙부가 관통되어 형성되는 상기 코어 유로와; 중심을 가로지르는 중심선을 중심으로 일측은 공급되는 물이 지그재그로 흘러 상기 코어 유로로 유입 안내하는 유입측 외곽 유로; 및 상기 코어 유로로 안내되어 히팅 수단에 의해 가열된 물이 지그재그로 흘러 상기 배출구 측으로 배출 안내하는 배출측 외곽 유로가 일체로 형성되도록 구성되는
전기식 순간가열 보일러.
제10항에 있어서,
상기 유입측 외곽 유로와 배출측 외곽 유로는 각각 일단에서 타단까지의 지그재그의 길이가 최소 1.2m 이상이 되도록 구성되는
전기식 순간가열 보일러.
삭제
전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법에 있어서,
전기식 순간가열 보일러 내에서 지그재그 형태의 유로를 따라 물을 공급하는 물공급 단계;
상기 물공급 단계에서 공급되는 물을 히팅 수단을 통해 히팅시키는 히팅 단계;
상기 히팅 단계에서 가열된 물을 지그재그 형태의 유로를 따라 온수를 배출하는 온수배출 단계를 포함하며,
상기 물공급 단계 및 상기 온수배출 단계에서의 지그재그 형태의 유로는 각각 최소 1.2m이상으로 구성하여 물이 유입 및 배출되도록 하는 것을 특징으로 하고,
상기 히팅 단계에서 물을 히팅하는 상기 히팅 수단은 히터 부재와; 상기 히터 부재를 감아 안내하도록 외면에 나선방향을 따라 형성된 가이드편을 갖는 권선 몰딩체; 및 상기 권선 몰딩체의 일단부에 형성되어 상기 히터 부재의 양 끝단부가 각각 접속되는 한 쌍의 전원 접속플레이트를 포함하고,
상기 지그재그 형태의 유로는 중앙부가 관통되어 형성되는 코어 유로(core path)와, 중심을 가로지르는 중심선을 중심으로 일측은 공급되는 물이 지그재그로 흘러 상기 코어 유로로 유입 안내하는 유입측 외곽 유로, 및 상기 코어 유로로 안내되어 상기 히팅 수단에 의해 가열된 물이 지그재그로 흘러 배출 안내하는 배출측 외곽 유로가 일체로 형성되는 몰딩체를 통해 형성되는
전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 물공급 단계에서 공급되는 물의 공급 유무에 따라 상기 히팅 단계의 온/오프를 제어하는 히팅제어 단계를 더 포함하는
전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법.
제14항에 있어서,
상기 히팅제어 단계는 물의 공급라인에 구비되어 물의 수압에 따라 이동하고 복원되는 이동체의 접촉 유무 신호를 받아 상기 히팅 수단의 온/오프를 제어하도록 하는 것을 포함하는
전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 히팅제어 단계는 온도 센서를 통해 상기 히팅 수단의 온도를 감지하고, 검출값이 미리 설정된 일정 이상의 온도일 경우 상기 히팅 단계를 중단시키는 것을 포함하는
전기식 순간가열 보일러의 운전 제어 방법.