KR101860721B1

KR101860721B1 - 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기

Info

Publication number: KR101860721B1
Application number: KR1020160092486A
Authority: KR
Inventors: 강민수
Original assignee: 강민수
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-05-24
Also published as: KR20180010430A

Abstract

본 발명은 순환되는 물을 간접 접촉방식과 여러 방면에서 동시에 가열함으로써 부식현상이 발생하지 않으며 가열을 위한 열전달과 열효율을 극대화시키는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물이 유입되고 배출되며 순환 방향을 변경하는 공급몸체, 물이 반복적으로 순환하도록 순환로가 형성된 순환몸체를 단열재로 감싼 가열부, 물의 순환 방향을 변경하는 마감몸체, 외부로 열손실을 방지하는 외부단열재로 구성하여; 순환하는 물이 발열부의 열을 전도방식으로 여러 방향에서 동시적으로 전달받아 가열 효율성을 증대시켜 최단시간에 직접 공급되는 냉수를 온수로 가열하여 빠르게 온수를 지속적으로 사용가능한 효과가 있다.

Description

다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기{Repeat circulation of non-contact instantaneous water heater heating system}

본 발명은 순간온수기에 관한 것으로, 특히 직접 공급되는 물을 짧은 시간 내에 여러 번 순환시키면서 열 손실 없이 가열하여 온수를 공급할 수 있는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기에 관한 것이다.

보일러(boiler)는 일반 가정이나 공공 건물 등에서 난방용이나 온수용으로 사용되고 있다. 통상적으로 순간식 보일러(instantaneous boiler)는 난방 및 온수를 공급하는 용도로 사용되며, 주로 난방을 우선으로 하고 온수를 부수적인 기능으로 인식하여 왔으나 최근 주택의 단열 성능의 향상에 따라 난방에 필요한 난방용량은 감소하는 추세에 있으며, 오히려 온수 필요량은 증가하는 추세에 있다.

일반적으로 순간식 보일러는 이중 관 열교환기(dual pipe heat exchanger) 방식 또는 단일관 열교환기(single pipe heat exchanger) 방식을 사용하고 있다. 이중관 열교환기 방식이란 온수 열교환관이 난방 열교환관 안으로 삽입설치된 것을 말하며, 단일관 열교환기 방식이란 온수 열교환관이 난방 열교환관과 분리 설치된 것을 말한다.

이러한, 이 중관 열교환기 방식은 단일관 열교환기 방식보다 콤팩트(compact)한 구조의 보일러를 제작할 수 있어 제조 원가를 낮출 수 있으며 열효율이 우수한 장점이 있다.

상기와 같은, 종래의 이중 관 열교환기 방식은 난방 유로가 외관(outer pipe)에 형성되고, 온수 유로는 내관(inner pipe)에 형성되어 버너로부터의 연소열이 일차적으로 외관에 먼저 전달된 후 2차적으로 내관에 전달되는 구조이다.

그리고, 온수 사용시에는 신속한 급탕을 위해 보통 삼방 밸브(3-way valve)에 의해 난방 라인을 차단함으로써 버너의 연소열이 상기 외관를 통하여 내관으로 전달되도록 설계되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 순간식 보일러는 버너로부터 전달되는 열이 물이 유동하는 유로를 직접 가열함으로써 열과 물에 의한 부식현상이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 순간식 보일러는 부피가 크고 가열 효율이 낮아 사용상의 불편한 점이 있었다.

이로 인하여, 작은 체적의 몸체에서 열 손실 없이 물을 여러 번 순환시키면서 물을 전도방식으로 가열하여 부식현상을 방지할 수 있으며, 물이 순환되는 몸체 전체를 통해 가열됨으로써 가열 효율성이 증대되고 가열 시간을 단축할 수 있도록 개선된 순간온수기가 절실하게 요구되는 실정이다.

1. 등록번호 제10-0721459호 (난방 및 온수겸용 순간식 보일러의 이중관 열교환기 및보일러) 2. 등록번호 제10-1288546호 (순간전기보일러) 3. 등록번호 제10-1474385호 (전기식 순간가열 보일러 및 그의 운전제어 방법) 4. 등록번호 제10-1446686호 (핫스팟형 전기온수기)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 순환하는 물이 발열부의 열을 전도방식으로 여러 방향에서 동시적으로 전달받아 가열 효율성을 증대시켜 최단시간에 직접 공급되는 냉수를 온수로 가열하도록 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 발열부의 열이 몸체를 통해 전도되는 간접 가열방식을 이용함으로써 발열부에 부식 및 수명저하 현상이 발생하지 않으며 순환로에 이물질이 생성되지 않도록 하는 데 있다.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 일반적으로 사용하는 수도전과 샤워시설에 연결하여 사용할 수 있도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은 순환로의 사이를 이격하고 단열재를 충진함으로써 서로 다른 온도로 순환하는 물이 온도차 영향을 받지 않도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 순환되는 물을 분할하고 자기장을 조사하여 물을 클러스터 단위로 분할하여 가열 효율성을 증대시키도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 직접 공급되는 물을 연속적으로 순간 가열하여 온수를 만드는 장치에 있어서, 물을 유입하는 유입구가 형성되며 물의 순환방향을 바꾸는 제1유로를 공급몸체의 일 끝단에 형성하고, 상기 공급몸체가 일 끝단에 설치되고, 물을 가열하기 위한 발열부가 설치되는 주변으로 물이 순환하는 다수 개의 순환로를 서로 이격시켜 형성하는 순환몸체를 프로파일 방식으로 제작하며, 상기 순환몸체를 통 형상의 외부몸체에 삽입 후 순환몸체와 외부몸체의 사이에 단열재를 충진하여 가열부를 형성하되, 상기 가열부의 순환몸체는 중앙에는 발열부가 설치되는 발열홀을 형성하며, 상기 발열홀의 주변으로 순환로를 형성하는 다수개의 순환체의 사이에 형성하는 분리공간에 의해 순환로를 순환하는 물이 서로 다른 온도차에 의한 열 손실이 발생하지 않도록 형성하며, 상기 가열부의 타 끝단에 설치하고 가열된 물을 배출하는 배출구가 형성되며 물의 순환방향을 바꾸는 제2유로를 마감몸체의 일 끝단에 형성하고, 상기 공급몸체와 가열부, 마감몸체의 외부를 외부단열재로 감싸 구성하여, 물이 유입구, 순환로, 제1,2유로, 배출구의 순으로 유동시 발열부의 열을 순환몸체의 전체를 통해 전달받으며, 상기 발열부와 물이 간접방식으로 가열되어 몸체의 부식 및 순환로의 내면에 침착 이물질의 생성을 방지하도록 순간적으로 물을 가열하는 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기를 제공한다.

이상에서와 같이 본 발명은 순환하는 물이 발열부의 열을 전도방식으로 여러 방향에서 동시적으로 전달받아 가열 효율성을 증대시켜 최단시간에 직접 공급되는 냉수를 온수로 가열하여 빠르게 온수를 지속적으로 사용가능한 효과가 있다.

그리고, 발열부의 열이 몸체를 통해 전도되는 간접 가열함으로써 발열부에 부식이 발생하지 않으며 순환로에 이물질이 생성되지 않아 내구성이 증대되며 유지관리비용이 불필요한 효과가 있다.

더불어, 일반적으로 사용하는 수도전과 샤워시설에 연결하여 사용할 수 있어 적용성이 우수하며 휴대용으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 순환로의 사이를 이격하고 단열재를 충진함으로써 서로 다른 온도로 순환하는 물이 온도차 영향을 받지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 순환되는 물을 분할하고 자기장을 조사하여 물을 클러스터 단위로 분할하여 가열 효율성을 증대시켜 가열시간을 단축하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기(100a)를 나타낸 분해사시도,
도 2에서 가열부에 발열부를 설치한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 가열부에 공급몸체와 마감몸체를 결합한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 가열부 및 공급몸체와 마감몸체의 외면에 외부단열재를 설치한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 공급몸체와 마감몸체의 유입구와 배출구에서 확장부와 축소부를 나타낸 부분 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 순간온수기(100a)의 순환몸체 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 순환몸체의 내벽 및 날개판에 코팅층을 형성하는 일 예의 과정도,
도 8은 본 발명에 따른 공급몸체에 자석을 설치한 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 순간온수기(100a)의 순환과정도,
도 10은 발열부의 다른 실시 예로써 도면 a는 순환몸체와 발열부의 분해사시도, 도면 b는 순환몸체의 발열홀에 발열부가 설치된 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 순간온수기(100b)의 분해사시도,
도 12는 본 발명에 따른 순간온수기(100b)의 순환몸체 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 순간온수기(100b)의 순환과정도이다.

이에 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기는 직접 공급되는 물을 연속적으로 순간 가열하여 온수를 만드는 장치에 관한 것으로, 물이 유입되고 배출되며 순환 방향을 변경하는 공급몸체(10), 물이 반복적으로 순환하도록 순환로(31)가 형성된 순환몸체(30)를 단열재(42)로 감싼 가열부(40), 물의 순환 방향을 변경하는 마감몸체(50), 외부로 열손실을 방지하는 외부단열재(60)로 순간온수기(100)를 구성한다.

우선, 상기 공급몸체(10)는 물을 유입하는 유입구(11)가 형성되며 물의 순환방향을 바꾸는 제1유로(12)를 공급몸체(10)의 일 끝단에 형성한다.

이때, 상기 유입구(11)는 수도전에 직접 연결하는데 찬 물을 공급되는 수도전과 나선방식이나 커플러 방식을 이용하여 연결 구성하는 것이 바람직할 것이다.

아울러, 상기 공급몸체(10)의 유입구(11)는 외부로 노출되는 관 형태의 유입연결부(11a)와 연통되는 확장부(11b)를 형성하고, 상기 확장부(11b)에 간섭되지 않는 위치에 제1유로(12)는 반 원호 형태의 홈으로 구성한다.

여기서, 상기 확장부(11b)는 유입구(11)를 거쳐 유입되는 냉수가 확산되면서 순환로(31)로 유입하여 물이 잘게 부서지도록 구성한다.

한편, 상기 가열부(40)는 공급몸체(10)가 일 끝단에 설치되고, 물을 가열하기 위한 발열부(20)가 설치되는 주변으로 물이 순환하는 다수 개의 순환로(31)를 서로 이격시켜 형성하는 순환몸체(30)를 프로파일 방식으로 제작하며, 상기 순환몸체(30)를 통 형상의 외부몸체(41)에 삽입 후 순환몸체(30)와 외부몸체(41)의 사이에 단열재(42)를 충진하여 형성된다.

여기서, 상기 가열부(40)의 순환몸체(30)는 중앙에는 발열부(20)가 설치되는 발열홀(33)을 형성하며, 상기 발열홀(33)의 주변으로 순환로(31)를 형성하는 다수개의 순환체(34)의 사이에 분리공간(35)을 형성한다.

즉, 상기 분리공간(35)에 의해 순환로(31)를 순환하는 물이 서로 다른 온도차에 의한 열 손실이 발생하지 않도록 구성한다.

더불어, 상기 순환몸체(30)의 순환체(34) 단면은 발열홀(33)을 중심으로 순환로(31)가 분할된 방사선 형태이며 일체로 형성하되, 상기 발열홀(33)을 기준으로 유입구(11)와 연결되는 순환로(31)쪽의 제1테두리(30a)는 열의 보관하며 발열하도록 두껍게 형성하고, 상기 발열홀(33)을 기준으로 배출구(51)와 연결되는 순환로(31)쪽의 제2테두리(30b)는 열을 빨리 발열하도록 얇게 구성한다.

즉, 상기 발열홀(33)은 순환몸체(30)의 단면 정 중앙에 설치되며, 냉수가 유입되는 유입구(11)와 연결되는 순환로(31)쪽의 제1테두리(:단면의 두께)는 두껍게 형성하여 많은 열의 보관하며 발열하도록 형성하고, 마감몸체(50)의 온수가 배출되는 배출구(51)와 연결되는 순환로(31)쪽의 제2테두리(:단면의 두께)는 얇게 형성하여 열을 빨리 발산하도록 구성한 것이다.

아울러, 상기 순환몸체(30)의 순환체(34) 단면은 발열홀(33)을 중심으로 순환로(31)가 분할된 방사선 형태이며 일체로 형성하되, 상기 발열홀(33)과 연장되는 중앙부분은 두껍게 형성하고 외측으로 진행할수록 얇게 형성하여 열의 보관 능률과 발열 기능을 향상시켜 구성한다.

즉, 상기 순환체(34)를 형성하는 순환로테두리(34a) 중 방사테두리(34b)는 발열홀(33)의 근처에서는 두껍고 외측은 얇게 형성하여 발열부(20)의 열을 두꺼운테두리(34c) 부분에서 전달/축열하면서 얇은테두리(34d)에서 빠르게 발산하도록 구성한다.

그리고, 상기 발열부(20)는 절연성을 갖는 절연심재(21)의 외면을 따라 코일 형태로 발열선(22)을 감아 순환몸체(30)의 발열홀(33)에 중앙에 배치 형성하며, 상기 발열홀(33)의 유격 공간에 절연재(23)를 충진하여 구성할 수도 있다.

이때, 상기 절연심재(21)는 마그네슘이나 운모를 봉 형태로 성형하여 형성할 수 있으며, 상기 발열선(22)은 니크롬이나 니켈선으로 형성한 단선 형태 또는 단선을 여러 개로 꼬아 로프 형태로 형성하고, 상기 절연재(23)는 마그네슘 또는 운모를 입경이 40~125 메쉬의 범위로 분쇄하여 충진하도록 구성하는 것이다.

상기 발열홀(33)에 발열부(20)가 설치된 양 끝단에는 발열부(20)의 배출을 방지하며 발열부(20)를 절연시키도록 발열홀(33)의 각 양단을 막음하여 접속부(24)를 설치가능하도록 구성된다.

이러한, 상기 발열부(20)에 전원을 공급하기 위해서 발열선(22)의 양 끝단에 각각 +극선과 -극선을 연결하는데 연결된 전원선(25)은 공급몸체(10)와 순환몸체(30)가 결합되는 경계면 사이나 순환몸체(30)와 마감몸체(50)의 경계면 사이로 인출되거나 공급몸체(10)나 마감몸체(50)을 통해 노출될 수 있는 것으로 본 발명에서는 공급몸체(10)를 통과해 끝단에는 플러그를 형성할 수도 있을 것이다.

다른 실시 예로써, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 발열부(20)는 발열홀(33)에 연통홀(26a)이 형성된 절연분할판(26)을 길이 방향으로 삽입하고, 상기 절연분할판(26)에 의해 분할된 발열홀(33)에 흑연분말(27)을 투입한 후, 상기 흑연분말(27)이 이탈하지 않도록 발열홀(33)의 각 양단에 절연마개(28)를 설치하도록 구성한다.

그리고, 상기 발열부(20)에 전원을 공급하기 위해서 절연분할판(26)에 의해 분할된 흑연분말(27)에 각각 +극선과 -극선을 연결하는데 연결된 전원선(25)은 공급몸체(10)와 순환몸체(30)가 결합되는 경계면 사이 및 순환몸체(30)와 마감몸체(50)의 경계면 사이로 인출되거나 공급몸체(10)나 마감몸체(50)을 통해 노출될 수 있는 것으로 본 발명에서는 공급몸체(10)를 통과해 끝단에는 플러그를 형성할 수도 있을 것이다.

한편, 상기 마감몸체(50)는 가열부(40)의 타 끝단에 설치하고 가열된 물을 배출하는 배출구(51)가 형성되며 물의 순환방향을 바꾸는 제2유로(52)를 일 끝단에 형성한다.

이때, 상기 배출구(51)는 샤워기나 노즐이 연결하는데 찬 물을 공급되는 수도전과 나선방식이나 커플러 방식을 이용하여 연결 구성하는 것이 바람직할 것이다.

아울러, 상기 마감몸체(50)의 배출구(51)는 외부로 노출되는 관 형태의 배출연결부(51a)와 연통되는 축소부(51b)를 형성하고, 상기 축소부(51b)에 간섭되지 않는 위치에 제2유로(52)를 반 원호 형태의 홈으로 구성한다.

여기서, 상기 축소부(51b)는 순환로(31)를 거쳐 통과된 온수가 유입구(11)를 통해 공급되는 냉수의 공급압력에 의해 유동할 때 물이 좁아지는 배출구(51)를 통해 빠르게 고압으로 분사하도록 구성한다.

그리고, 상기 순환로(31)의 길이방향을 따라 내 벽면에는 발열부(20)의 빠른 열 발산과 물을 분산시키는 날개판(36)을 하나 이상으로 각각 형성한다.

이러한, 상기 순환로(31) 및 제1,2유로(12)(52)의 내벽면, 날개판(36)의 표면에는 코팅층(37)을 형성하여 부식을 최소화하며 물에 열전달 및 열 흡수율을 향상시키도록 구성한다.

여기서, 상기 코팅층(37)을 형성하기 위해서는 순환몸체(30)를 프로파일방식으로 제조한 후 순환로(31)의 내부로 코팅노즐(90)을 삽입하여 분사하는 방식으로 형성할 수도 있다.

특히, 상기 코팅층(37)은 식물성 PLA(Poly Lactic Acid)수지와 광물첨가제를 혼합한 혼합액을 코팅 또는 증착시켜 형성할 수 있으며, 상기 코팅층(23)을 이용하여 순환로(31)나 날개판(36)의 자체 표면 강도 보강 및 오염을 방지하도록 구성한 것이다.

여기서, 상기 날개판(36)은 두께를 얇게 형성하는 것이 바람직하며, 단면의 형태는 일자 형태이거나 메인날개(36a)의 양 측면으로 보조날개(36b)가 빗살 형태로 구성할 수도 있다.

한편, 상기 공급몸체(10), 가열부(40)의 순환몸체(30), 마감몸체(50)에는 순환로(31)의 내부 공간으로 끝단이 노출되도록 자석(70)을 설치하여, 상기 순환로(31)를 따라 유동하는 물에 자기장 영향을 주어 클러스터 단위로 분해되도록 구성한다.

이러한, 상기 자석(70)은 순환로(31)를 따라 흐르는 물에 함유된 금속 이물질을 자기장 및 자력으로 부착시켜 필터링 하도록 구성한다.

한편, 상기 공급몸체(10)와 가열부(40), 마감몸체(50)의 외부를 외부단열재(60)로 감싸 구성한다.

추가로, 상기 가열부(40)는 순환몸체(30)와 외부몸체(41), 단열재(42)로 형성되는데, 상기 순환몸체(30)를 외부몸체(41)의 내부에 설치한 후 순환몸체(30)와 외부몸체(41)의 순환체(34)의 사이 및 외부로 단열재(42)를 충진하고, 공급몸체(10)와 마감몸체(50)를 가열부(40)의 양 끝단에는 밀폐링(43)을 결합한 상태에서 각각 접착방식이나 볼트 체결방식 등으로 결합하도록 구성한다.

이러한, 상기 순간온수기(100)는 물이 유입구(11), 순환로(31), 제1,2유로(12)(52), 배출구(51)의 순으로 유동시 발열부(20)의 열을 순환몸체(30)의 전체를 통해 전달받으며, 상기 발열부(20)와 물이 간접방식으로 가열되어 순환몸체(30)의 부식 및 순환로(31)의 내면에 침착 이물질의 생성을 방지하며 동시적으로 물을 가열하는 구성하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 순간온수기(100)의 구성적 설명을 위하여 일 예로 유입구(11)와 배출구(51)는 각각 하나씩 일직선상에 위치하도록 형성하고, 순환몸체(30)의 순환로(31)는 3개로 이루어진 제1순간온수기(100a), 순환로(31)가 5개로 이루어진 제2순간온수기(100b)를 예로 들어 설명한다.

이때, 상기 제1순간온수기(100a)의 순환로(31)는 제1~제3순환로(31a)(31b)(31c)로 형성하며, 공급몸체(10)의 제1유로(12)가 형성되고 마감몸체(50)에는 제2유로(52)가 형성되는데, 상기 제2유로(52)는 유입구(11) -> 확장부(11b)를 통해 유입된 냉수가 제1순환로(31a)를 거쳐 제2순환로(31b)로 유동하도록 하며, 제1유로(12)는 제2순환로(31b)를 유동하는 온수가 제3순환로(31c)로 유동하도록 한 다음 축소부(51b) -> 배출구(51)를 통해 배출되도록 한다.

이때, 상기 제2순간온수기(100b)의 순환로(31)는 제1~제5순환로(31a)(31b)(31c)(31d)(31e)로 형성하며, 공급몸체(10)의 제1,3유로(12)(13)가 형성되고 마감몸체(50)에는 제2,4유로(52)(53)가 형성되는데, 상기 제2유로(52)는 유입구(11) -> 확장부(11b)를 통해 유입된 냉수가 제1순환로(31a)를 거쳐 제2순환로(31b)로 유동하도록 하며, 제1유로(12)는 제2순환로(31b)를 유동하는 온수가 제3순환로(31c)로 유동하도록 하고, 제4유로(53)는 제3순환로(31c)를 유동하는 온수가 제4순환로(31)로 유동하도록 하며, 제3유로(52)는 제4순환로(31)를 유동하는 온수가 제5순환로(31)로 유동하도록 한 다음 축소부(51b) -> 배출구(51)를 통해 배출되도록 한다.

이러한, 상기 순간온수기(100)는 외부몸체(41)의 내부로 순환몸체(30)를 삽입한 후 분리공간(35) 및 순환몸체(30)와 외부몸체(41)에 형성되는 이격 공간에 단열재(42)를 틈새 없이 긴밀하게 충진한다.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 순간온수기(100)는 순환몸체(30)의 발열홀(33)에 발열부(20)를 삽입하고 일 끝단에는 접속부(24)를 설치한 다음 접속부(24)에 +극,-극의 전원선(25)을 연결한다.

이후, 상기 순환몸체(30)와 외부몸체(41)가 결합된 일 끝단에는 공급몸체(10)를 배치하고 타 끝단에는 마감몸체(50)를 배치시킨 다음 접착방식이나 볼트(B)를 이용하여 공급몸체(10), 순환몸체(30), 마감몸체(50)를 누수되지 않도록 긴밀하게 일체로 연결한다.

이때, 상기 순환몸체(30)와 외부몸체(41)의 일 끝단에 공급몸체(10)를 결합시 공급몸체(10)에 형성된 전원선홀(14)을 통해 전원선(25)을 통과시켜 발열부(20)와 연결하고 내열 실리콘이나 내열 밀폐재를 이용하여 긴밀하게 충진하여 마감한다.

그리고, 상기 순간온수기(100)의 모든 외면을 외부단열재(60)를 이용하여 감싸서 발열부(20)의 발열 및 가열된 순환몸체(30)의 열이 외부로 방출되는 것을 완전하게 차단하는 특징이 있다.

다음으로, 상기 유입구(11)는 냉수를 공급받을 수 있는 수도전에 연결하고 배출구(51)는 샤워기나 노즐에 연결하고, 발열부(20)가 작동하도록 전원을 공급한 후 수도전의 오픈시켜 냉수를 공급한다.

여기서, 상기 유입구(11)와 배출구(51)는 일직선상에 위치되어 수도전과 샤워기나 노즐에 연결하여 직립상태로 사용할 경우 무게가 편심되지 않아 한쪽으로 회전하는 현상이 발생하지 않는 특징이 있다.

이때, 상기 발열부(20)가 발열작동을 하면 순환몸체(30)의 전체면적에 걸쳐 열이 빠르게 전도되어 순환로(31)를 따라 유동하는 물은 순환방향이나 순환지점에 관계없이 동시적으로 가열되는 특징이 있다.

그 다음으로, 상기 순간온수기(100) 중 제1순간온수기(100a)는 수도전을 통해 공급되는 냉수가 온수로 가열되어 배출되는 과정을 살펴보면, 공급몸체(10)의 유입구(11)를 통해 유동된 후 순환몸체(30)의 순환로(31) 중 제1순환로(31a)를 따라 유동 -> 마감몸체(50)의 제2유로(52)를 따라 유동 -> 순환로(31) 중 제2순환로(31b)를 따라 유동 -> 공급몸체(10)의 제1유로(12)를 따라 유동 -> 순환로(31) 중 제3순환로(31c)를 따라 유동 -> 배출구(12)를 통해 샤워기나 노즐로 배출된다.

아울러, 상기 순간온수기(100) 중 제2순간온수기(100b)는 수도전을 통해 공급되는 냉수가 온수로 가열되어 배출되는 과정을 살펴보면, 공급몸체(10)의 유입구(11)를 통해 유동된 후 순환몸체(30)의 순환로(31) 중 제1순환로(31a)를 따라 유동 -> 마감몸체(50)의 제2유로(52)를 따라 유동 -> 순환로(31) 중 제2순환로(31b)를 따라 유동 -> 공급몸체(10)의 제1유로(12)를 따라 유동 -> 순환로(31) 중 제3순환로(31c)를 따라 유동 -> 마감몸체(50)의 제4유로(41b)를 따라 유동 -> 순환로(31) 중 제4순환로(31)를 따라 유동 -> 공급몸체(10)의 제3유로(52)를 따라 유동 -> 순환로(31) 중 제5순환로(31)를 따라 유동 -> 배출구(12)를 통해 샤워기나 노즐로 배출된다.

이렇게, 상기 순간온수기(100)는 유입구(11)로 유입된 물이 순환몸체(30)의 내부에서 순환로(31)를 따라 3번이나 5번을 순환하면서 발열부(20)의 열을 반복적으로 전달받음으로써 짧은 시간 동안 가열 효율이 급격히 증대하는 특징이 있다.

일 예로 상기 발열부(20)의 가열 효율은 전원선(25)을 통해 약 600~800w의 전력을 인가하면 발열부(20)의 발열 온도는 약 800~1000℃로 발열하고, 순환몸체(30)는 약 400~650℃로 가열됨으로써 순환로(31)를 순환하는 냉수는 약 약 3~5초 후에 배출구(51)를 통해 약 30~40℃의 온수로 배출되는 것이다.

아울러, 상기 물이 순환로(31)를 따라 유동시 코팅층(37)에 접촉함으로써 순환몸체(30)가 고열을 발생하더라도 물의 소모를 최소화할 수 있으며 부식이나 경화 부착물이 발생하지 않는 특징이 있다.

더불어, 상기 물이 순환로(31)를 따라 유동시 날개판(22)에 의해 작은 입자 형태로 분할되거나 자석(70)으로 물에 자기장 영향을 주어 클러스터 단위로 분해함으로써 입자간 가열 시간이 단축되는 동시에 열 전달율이 빠르게 이루어져 순간 가열 효율이 증대되는 특징이 있다.

또한, 상기 자석(70)의 자력을 이용하여 순환로(31)를 따라 흐르는 물에 함유된 금속 이물질을 필터링 하여 순환로(31)에 금속 침착물의 부착을 방지하는 특징이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

10 : 공급몸체 11 : 유입구
11a : 유입연결부 11b : 확장부
12 : 제1유로 13 : 제3유로
20 : 발열부 21 : 절연심재
22 : 발열선 23 : 절연재
24 : 접속부 25 : 전원선
26 : 절연분할판 26a : 연통홀
27 : 흑연분말 28 : 절연마개
30 : 순환몸체 30a : 제1테두리
30b : 제2테두리 31 : 순환로
31a~31e : 제1~제5순환로
33 : 발열홀 34 : 순환체
34a : 순환로테두리 34b : 방사테두리
34c : 두꺼운테두리 34d : 얇은테두리
35 : 분리공간 36 : 날개판
36a : 메인날개 36b : 보조날개
37 : 코팅층
40 : 가열부 41 : 외부몸체
42 : 단열재 43 : 밀폐링
50 : 마감몸체 51 : 배출구
51a : 배출연결부 51b : 축소부
52 : 제2유로 53 : 제4유로
60 : 외부단열재 70 : 자석
80 : 코팅노즐 100 : 순간온수기
100a : 제1순환온수기 100b : 제2순환온수기
B : 볼트

Claims

직접 공급되는 물을 연속적으로 순간 가열하여 온수를 만드는 장치에 있어서,
물을 유입하는 유입구(11)가 형성되며 물의 순환방향을 바꾸는 제1유로(12)를 공급몸체(10)의 일 끝단에 형성하고,
상기 공급몸체(10)가 일 끝단에 설치되고, 물을 가열하기 위한 발열부(20)가 설치되는 주변으로 물이 순환하는 다수 개의 순환로(31)를 서로 이격시켜 형성하는 순환몸체(30)를 프로파일 방식으로 제작하며, 상기 순환몸체(30)를 통 형상의 외부몸체(41)에 삽입 후 순환몸체(30)와 외부몸체(41)의 사이에 단열재(42)를 충진하여 가열부(40)를 형성하되,
상기 가열부(40)의 순환몸체(30)는 중앙에는 발열부(20)가 설치되는 발열홀(33)을 형성하며, 상기 발열홀(33)의 주변으로 순환로(31)를 형성하는 다수개의 순환체(34)의 사이에 형성하는 분리공간(35)에 의해 순환로(31)를 순환하는 물이 서로 다른 온도차에 의한 열 손실이 발생하지 않도록 형성하며,
상기 가열부(40)의 타 끝단에 설치하고 가열된 물을 배출하는 배출구(51)가 형성되며 물의 순환방향을 바꾸는 제2유로(52)를 마감몸체(50)의 일 끝단에 형성하고,
상기 공급몸체(10)와 가열부(40), 마감몸체(50)의 외부를 외부단열재(60)로 감싸 구성하여,
물이 유입구(11), 순환로(31), 제1,2유로(12)(52), 배출구(51)의 순으로 유동시 발열부(20)의 열을 순환몸체(30)의 전체를 통해 전달받으며, 상기 발열부(20)와 물이 간접방식으로 가열되어 순환몸체(30)의 부식 및 순환로(31)의 내면에 침착 이물질의 생성을 방지하도록 순간적으로 물을 가열하는 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.
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제 1항에 있어서, 상기 순환몸체(30)의 순환체(34) 단면은 발열홀(33)을 중심으로 순환로(31)가 분할된 방사선 형태이며 일체로 형성하되, 상기 발열홀(33)을 기준으로 유입구(11)와 연결되는 순환로(31)쪽의 제1테두리(30a)는 열의 보관하며 발열하도록 두껍게 형성하고, 상기 발열홀(33)을 기준으로 배출구(51)와 연결되는 순환로(31)쪽의 제2테두리(30b)는 열을 빨리 발열하도록 얇게 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.
제 1항에 있어서, 상기 순환몸체(30)의 순환체(34) 단면은 발열홀(33)을 중심으로 순환로(31)가 분할된 방사선 형태이며 일체로 형성하되, 상기 발열홀(33)과 연장되는 중앙부분은 두껍게 형성하고 외측으로 진행할수록 얇게 형성하여 열의 보관 능률과 발열 기능을 향상시켜 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.
제 1항에 있어서, 상기 순환로(31)의 길이방향을 따라 내 벽면에는 발열부(20)의 빠른 열 발산과 물을 분산시키는 날개판(36)을 하나 이상으로 각각 형성하며,
상기 순환로(31) 및 제1,2유로(12)(52)의 내벽면, 날개판(36)의 표면에는 코팅층(37)을 형성하여 부식을 최소화하며 물에 열전달 및 열흡수율을 향상시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.
제 1항에 있어서, 상기 공급몸체(10), 가열부(40)의 순환몸체(30), 마감몸체(50) 에는 순환로(31)의 내부에 끝단이 노출되도록 자석(70)을 설치하여, 상기 순환로(31)를 따라 유동하는 물에 자기장 영향을 주어 클러스터 단위로 분해되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.
제 7항에 있어서, 상기 자석(70)은 순환로(31)를 따라 흐르는 물에 함유된 금속 이물질을 필터링 하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.
제 7항에 있어서, 상기 발열부(20)는 절연성을 갖는 절연심재(21)의 외면을 따라 코일 형태로 발열선(22)을 감아 순환몸체(30)의 발열홀(33)에 중앙에 배치 형성하며, 상기 발열홀(33)의 유격 공간에 절연재(23)를 충진하여 구성하거나,
상기 발열부(20)는 발열홀(33)에 연통홀(26a)이 형성된 절연분할판(26)을 길이 방향으로 삽입하고, 상기 절연분할판(26)에 의해 분할된 발열홀(33)에 흑연분말(27)을 투입하며, 상기 발열홀(33)의 하부에는 절연마개(28)을 결합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 다 순환 비접촉 가열방식의 순간온수기.