KR101615347B1 - 피티씨 히터를 이용한 온수생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수 생성장치에 관한 것으로, 내부로 냉수를 유입하여 가열한 후 온수를 배출하는 온수생성장치에 있어서, 유입된 물을 수용하여 가열하는 공간을 가진 몸체부(100); 상기 몸체부의 공간을 상하로 구획하도록 횡방향으로 배치되는 제1 내지 제3격벽(121,131,141); 상기 제1 내지 제3격벽에 의해 구획되어 형성된 냉수유입룸(110), 제1가열룸(120), 제2가열룸(130) 및 벤트룸(140); 상기 제1가열룸(120)과 제2가열룸(130)에 각각 배치되는 제1 및 제2PTC히터(125,135); 및 상기 벤트룸에서 배출되는 온수를 상기 냉수유입룸으로 재유입시키는 바이패스관(150);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 구성과 같이 내부 공간이 상하로 구획되고 구획된 공간에 가열용 피티씨 반도체 히터를 구비한 후 가열하고, 이들 공간 사이에 물이 쉽게 섞어지 않도록 함으로써 냉수를 효과적으로 가열하여 온수로 생성후 배출하여 이용할 수 있고, 또한, 본 발명은 바이패스관을 구비하여 배출되는 온수를 이용함으로써 원수(냉수)를 예열하여 에너지를 효율적으로 이용할 수도 있게 된다.

Description

피티씨 히터를 이용한 온수생성장치{HOT WATER HEATER USING PTC}

본 발명은 피티씨(PTC) 반도체 히터를 이용한 온수 생성 장치에 관한 것이며, 구체적으로는 PTC 반도체 히터를 사용하여 온수를 생성하면서 온수가 가열되는 공간은 구획하고 또한 PCT 반도체 히터를 다수 구비하여 온수가 가열하되 벤트 되어 배출되는 온수가 역류하는 것을 방지하는 등의 구성을 가진 온수생성장치에 관한 것이다.

피티씨(PTC) 히터를 이용한 온수 생성장치로는 공개특허번호 제2012-0023170 호(2012.03.12 공개)에서 개시된 바와 같이 욕조와 같은 곳의 물을 가열하여 온수를 지속적으로 공급하는 등의 내용이 개시되어 있다. 그러나, 종래 기술의 PTC 히터를 사용한 온수 생성장치는 냉수를 유입하고 PTC 발열체가 유입된 냉수와 열전달을 하여 온수를 생성하는 단순한 내용이며 냉수를 보다 효율적으로 온수로 교환하는 내용은 개시되어 있지 않았다.

본 발명은 피티씨 반도체 히터를 이용한 온수 생성 장치에 관한 것이다.PTC 반도체 히터를 사용하여 온수를 생성하면서 온수가 가열되는 공간은 구획하고 또한 PCT 반도체 히터를 다수 구비하여 온수가 가열하되 벤트 되어 배출되는 온수가 역류하는 것을 방지하는 등의 구성을 가진 온수생성장치에 관한 것이다.

본 발명은, 내부로 냉수를 유입하여 가열한 후 온수를 배출하는 온수생성장치에 있어서, 유입된 물을 수용하여 가열하는 공간을 가진 몸체부(100); 상기 몸체부의 공간을 상하로 구획하도록 횡방향으로 배치되는 제1 내지 제3격벽(121,131,141); 상기 제1 내지 제3격벽에 의해 구획되어 형성된 냉수유입룸(110), 제1가열룸(120), 제2가열룸(130) 및 벤트룸(140); 상기 제1가열룸(120)과 제2가열룸(130)에 각각 배치되는 제1 및 제2PTC히터(125,135); 및 상기 벤트룸에서 배출되는 온수를 상기 냉수유입룸으로 재유입시키는 바이패스관(150);을 포함하는 것을 특징으로 하는 PTC 히터를 이용한 온수생성장치를 제공한다.

상기 냉수유입룸과 제1가열룸은 상기 제1격벽(121)에 의해 구획되고, 상기 제1가열룸과 제2가열룸은 상기 제2격벽(131)에 의해 구획되고, 상기 제1 및 제2격벽에는 물이 상하로 이동하는 통로인 제1개구 및 제2개구(121a,131a)가 형성된다.

상기 바이패스관(150)에는 벤트룸 방향으로 물의 역류를 방지하는 일방향 밸브(151)가 구비되고, 상기 제3격벽(141)에는 내부 수용된 물의 수위를 감지하는 수위센서(145)가 구비된다.

상기 제3격벽(141)에는, 상기 제2가열룸(130)의 온수 또는 수증기를 상기 벤트룸(140)으로 배출시키는 내부벤트(v1)가 구비되고, 상기 몸체부의 상측에는, 상기 벤트룸(140)의 에어를 외부로 배출시키는 외부벤트(v2)가 구비된다.

또한, 본 발명은, 내부로 냉수를 유입하여 가열한 후 온수를 배출하는 온수생성장치에 있어서, 유입된 물을 수용하여 가열하는 공간을 가진 몸체부(100); 상기 몸체부의 공간을 상하로 구획하도록 횡방향으로 배치되는 제1 내지 제3격벽(121,131,141); 상기 제1 내지 제3격벽에 의해 구획되어 형성된 냉수유입룸(110), 제1가열룸(120), 제2가열룸(130) 및 벤트룸(140); 상기 제1가열룸(120)에 배치되는 제1PTC히터(125); 및 상기 벤트룸에서 배출되는 온수를 상기 냉수유입룸으로 재유입시키는 바이패스관(150);를 포함하고, 상기 냉수유입룸과 제1가열룸은 상기 제1격벽(121)에 의해 구획되고, 상기 제1가열룸과 제2가열룸은 상기 제2격벽(131)에 의해 구획되고, 상기 제1 및 제2격벽에는 물이 상하로 이동하는 통로인 제1개구 및 제2개구(121a,131a)가 형성되고, 상기 바이패스관(150)에는 벤트룸 방향으로 물의 역류를 방지하는 일방향 밸브(151)가 구비되는 것을 특징으로 하는 PTC 히터를 이용한 온수생성장치를 제공한다.

상기 바이패스관에는, 외부배출라인 및 상기 냉수유입룸과 선택적으로 연통시키는 3방향 밸브가 구비되고, 상기 외부배출라인은 바이패스관의 온수 또는 수증기를 외부로 배출한다.

본 발명은 상기 구성과 같이 내부 공간이 상하로 구획되고 구획된 공간에 가열용 피티씨 반도체 히터를 구비한 후 가열하고, 이들 공간 사이에 물이 쉽게 섞어지 않도록 함으로써 냉수를 효과적으로 가열하여 온수로 생성후 배출하여 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은 바이패스관을 구비하여 배출되는 온수를 이용함으로써 원수(냉수)를 예열하여 에너지를 효율적으로 이용할 수도 있게 된다.

또한, 가열된 고온의 온수의 압력을 이용하여 온수 배출의 압력을 증가 시켜주는 효과를 동시에 얻게 된다.

상하로 구분되어진 격벽은 하부로 유입된 냉수가 상부의 가열 된 온수와 섞이는 현상을 최소화 하고, 물의 대류현상에 따라 데워진 물은 위로 상승하는 원리에 의해 온수의 배출을 상부로 하여 배출되는 온수의 온도를 최적화한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PTC 반도체 히터를 이용한 온수 생성 장치의 내부 모습이며,
도 2 내지 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 PTC 반도체 히터를 이용한 온수 생성 장치의 내부 모습이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PTC 반도체 히터를 이용한 온수 생성 장치의 내부 모습이다.

본 발명에 따른 온수생성장치는, 아래쪽에서 내부로 냉수를 유입하여 가열한 후 온수를 상측으로 배출하는 온수생성장치이다.

도 1을 보면, 본 발명의 온수생성장치는, 유입된 물을 수용하여 가열하는 공간을 가진 몸체부(100); 상기 몸체부의 공간을 상하로 구획하도록 횡방향으로 배치되는 제1 내지 제3격벽(121,131,141); 상기 제1 내지 제3격벽에 의해 구획되어 형성된 냉수유입룸(110), 제1가열룸(120), 제2가열룸(130) 및 벤트룸(140); 상기 제1가열룸(120)과 제2가열룸(130)에 각각 배치되는 제1 및 제2PTC히터(125,135); 및 상기 벤트룸에서 배출되는 온수를 상기 냉수유입룸으로 재유입시키는 바이패스관(150);을 포함한다.

상기 제1, 제2 및 제3격벽(121,131,141)은 차례로 아래쪽부터 위쪽으로 배치되며 내부공간을 횡방향으로 구획한다. 상기 냉수유입룸과 제1가열룸은 상기 제1격벽(121)에 의해 구획되고, 상기 제1가열룸과 제2가열룸은 상기 제2격벽(131)에 의해 구획되고, 상기 제1 및 제2격벽에는 물이 상하로 이동하는 통로인 제1개구 및 제2개구(121a,131a)가 형성된다.

상기 제1 및 제2PTC히터(125,135)는 외부에서 전원을 공급받아서 열을 발생시키는 수단이며, 공지된 PTC히터를 이용하므로 구체적인 형상에 대한 설명은 생략하도록 한다. 제1PTC히터는 상기 제1가열룸에서 수용된 물을 가열하여 제1온수로 만들고, 제2PTC히터는 제2가열룸에서 수용된 물을 가열하여 제2온수로 만드는 역할을 한다.

원수(냉수)는 원수 입수라인(P)을 통해 내부로 입수되며, 역류하는 것을 방지하기 위해 원수용 일방향밸브(P1)가 구비된다.

상기 제1격벽(121)은 입수된 원수의 압력을 분산시키고 제1가열룸(120)에서 가열된 제1온수와 입수된 원수(냉수)가 상호 섞이는 현상을 지연시키는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 제2격벽(131)은 1차 가열 제1온수와 제2가열룸(130)에서 2차 가열된 제2온수 간에 서로 섞이는 현상을 지연시키는 역할을 하게 된다. 또한, 상기 제1 및 제2격벽에는 물이 상하로 이동하는 통로인 제1개구 및 제2개구(121a,131a)가 형성된다. 상기 제1개구 및 제2개구(121a,131a)는 상기 제1 및 제2격벽의 모서리 부분 또는 측면 부분에서 적절한 크기로 형성되어 아래쪽의 물이 천천히 위쪽으로 흘러갈 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 상기 제3격벽(141)의 하단에는 내부에 수용된 물의 수위를 감지하는 수위센서(145)가 구비된다. 제2가열룸의 물이 감소 되었을 시 상기 수위센서가 신호를 보내서 원수 입수용 솔레노이드 밸브(미도시)를 개방하여 온수생성장치 내부로 물을 채워주는 역할을 하게 된다. 그리고, 온수생성장치 몸체의 측벽에는 생성된 온수를 외부로 배출하는 출수구(180)가 형성된다.

본 발명의 온수생성장치 내부공간은 상기 제3격벽에 의해 제2가열룸(130)과 벤트룸(140)으로 구획되며, 제3격벽에는 내부벤트(v1)가 형성된다. 상기 내부벤트(v1)는, 상기 제2가열룸(130)에서 생성된 온수 또는 수증기를 상기 벤트룸(140)으로 배출시키는 통로 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 몸체부의 상측에는, 상기 벤트룸(140)의 에어를 외부로 배출시키는 외부벤트(v2)가 구비된다.

또한, 본 발명은 상기 벤트룸에 존재하는 온수를 원수 입수라인으로 보내어 주는 바이패스관(150)을 구비하며, 이를 위해 상기 바이패스관은 일단이 상기 벤트룸에 연통되고 타단은 상기 원수 입수라인(P)에 연통된다. 그리고, 상기 바이패스관(150)에는 내부의 물이 벤트룸 방향으로 역류하는 것을 방지하는 일방향 밸브(151)가 구비된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PTC 반도체 히터를 이용한 온수 생성 장치의 내부 모습이며, 온수 생성을 위한 PTC히터가 상기 제1가열룸에만 존재하도록 하여 전체적인 크기를 줄인 것이다. 그 외 구성은 도 1에서 설명한 바와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

즉, 도 2의 온수생성장치는, 내부로 냉수를 유입하여 가열한 후 온수를 배출하는 온수생성장치에 있어서, 유입된 물을 수용하여 가열하는 공간을 가진 몸체부(100); 상기 몸체부의 공간을 상하로 구획하도록 횡방향으로 배치되는 제1 내지 제3격벽(121,131,141); 상기 제1 내지 제3격벽에 의해 구획되어 형성된 냉수유입룸(110), 제1가열룸(120), 제2가열룸(130) 및 벤트룸(140); 상기 제1가열룸(120)에 배치되는 제1PTC히터(125); 및 상기 벤트룸에서 배출되는 온수를 상기 냉수유입룸으로 재유입시키는 바이패스관(150);를 포함하고, 상기 냉수유입룸과 제1가열룸은 상기 제1격벽(121)에 의해 구획되고, 상기 제1가열룸과 제2가열룸은 상기 제2격벽(131)에 의해 구획되고, 상기 제1 및 제2격벽에는 물이 상하로 이동하는 통로인 제1개구 및 제2개구(121a,131a)가 형성되고, 상기 바이패스관(150)에는 벤트룸 방향으로 물의 역류를 방지하는 일방향 밸브(151)를 구비한다.

도 1에서는 바이패스관의 도면 번호를 하나로 150으로 표기하였으나, 도 3에서는 설명을 위해 바이패스관의 도면 번호를 달리하여 제1바이패스관(150-1)과 제2바이패스관(150-2)로 표기하기로 하며, 그 사이에 3방향 밸브(200)가 배치된다. 상기 3방향 밸브에는 또한 외부로 공기 또는 수증기를 배출하는 외부배출라인(150-3)이 구비된다.

상기 제1바이패스관(150-1)은 상기 벤트룸(140)의 수증기 또는 온수를 3방향 밸브(200)로 보내어 주는 라인이며, 외부배출라인(150-3)은 제1바이패스관과 3방향 밸브를 거친 수증기 등을 배출하는 라인이다. 제2바이패스관(150-2)은, 제1바이패스관과 3방향 밸브를 거친 수증기 등을 재입수시키는 라인이다.

상기 3방향 밸브는 제1바이패스관에서 나오는 온수 또는 수증기를 제2바이패스관(150-2) 또는 외부배출라인(150-3)과 선택적으로 연통시키는 역할을 하는 솔레노이드 밸브이다.

특히, 본 발명에서는 온수생성장치에서 온수를 외부로 출수하는 때(즉, 온수 출수시) 상기 3방향 밸브에서 상기 제1바이패스관과 제2바이패스관을 연통시킴으로써, 상기 제1바이패스관에서 나오는 온수 또는 수증기를 물을 원수 공급라인으로 보내어 재입수시키도록 한다. 이를 통해, 벤트룸(140)에 고여 있던 고온수를 저온의 원수를 예열시켜 주는 역할을 하도록 함으로써 효율을 높일 수 있게 된다.

본 실시예에서 도시된 장치와 시스템은 도면에서는 수직으로 세워지고 수직 방향으로 길게 구성이 되어있으나, 용도 및 공간 및 용량에 따라, 횡방향으로 눕힐 수 있도록 형성될 수 있음은 물론이며, 그 크기와 형상 배치방향과 수직 방향의 높이 및 폭 방향 길이 등은 적절히 변경할 수 있다.

Claims (7)

1. 내부로 냉수를 유입하여 가열한 후 온수를 배출하는 온수생성장치에 있어서,
   유입된 물을 수용하여 가열하는 공간을 가진 몸체부(100);
   상기 몸체부의 공간을 상하로 구획하도록 횡방향으로 배치되는 제1 내지 제3격벽(121,131,141);
   상기 제1 내지 제3격벽에 의해 구획되어 형성된 냉수유입룸(110), 제1가열룸(120), 제2가열룸(130) 및 벤트룸(140);
   상기 제1가열룸(120)과 제2가열룸(130)에 각각 배치되는 제1 및 제2PTC히터(125,135); 및
   상기 벤트룸에서 배출되는 온수를 상기 냉수유입룸으로 재유입시키는 바이패스관(150);을 포함하고,
   상기 냉수유입룸과 제1가열룸은 상기 제1격벽(121)에 의해 구획되고,
   상기 제1가열룸과 제2가열룸은 상기 제2격벽(131)에 의해 구획되고,
   상기 제1격벽(121)에는 물이 상측으로 이동하는 통로인 제1개구(121a)가 상기 몸체부(100)의 좌측에 인접하여 형성되고,
   상기 제2격벽(131)에는 물이 상측으로 이동하는 통로인 제2개구(131a)가 상기 몸체부(100)의 우측에 인접하여 형성되고,
   상기 제3격벽(141)에는, 상기 제2가열룸(130)의 온수 또는 수증기를 상기 벤트룸(140)으로 배출시키는 내부벤트(v1)가 구비되고,
   상기 몸체부의 상측에는, 상기 벤트룸(140)의 에어를 외부로 배출시키는 외부벤트(v2)가 구비되는 것을 특징으로 하는 PTC 히터를 이용한 온수생성장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 바이패스관(150)에는 벤트룸 방향으로 물의 역류를 방지하는 일방향 밸브(151)가 구비되는 것을 특징으로 하는 PTC 히터를 이용한 온수생성장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제3격벽(141)에는 내부 수용된 물의 수위를 감지하는 수위센서(145)가 구비되는 것을 특징으로 하는 PTC 히터를 이용한 온수생성장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

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