KR102256970B1 - 전기온수보일러용 물탱크 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버를 갖는 마개부로 인해 보충수 주입구를 통해 물탱크로의 물보충 횟수를 최대한 줄일 수 있는 전기온수보일러용 물탱크 조립체에 관한 것으로서, 특히 물탱크 내부에 순간 과압이 걸리는 단속적인 챔버의 개방을 통해 최대한의 누출 방지와 더불어 챔버 내로 들어와 고인 액체가 챔버의 개방 시 다시 물탱크 내로 들어가게 하는 전기온수보일러용 물탱크 조립체에 관한 것이다.

Description

전기온수보일러용 물탱크 조립체{water tank assembly for electric hot water boiler}

본 발명은 챔버를 갖는 마개부로 인해 보충수 주입구를 통해 물탱크로의 물보충 횟수를 최대한 줄일 수 있는 전기온수보일러용 물탱크 조립체에 관한 것으로서, 특히 물탱크 내부에 순간 과압이 걸리는 단속적인 챔버의 개방을 통해 최대한의 누출 방지와 더불어 챔버 내로 들어와 고인 액체가 챔버의 개방 시 다시 물탱크 내로 들어가게 하는 전기온수보일러용 물탱크 조립체에 관한 것이다.

종래 대기차단식 온수매트용 보일러로서 예컨대 특허문헌 1(한국등록특허 제10-1805244호)이 개시되어 있다.

이 특허문헌 1의 대기차단식 온수매트용 보일러는 다이어프램에 의해 외부와의 기밀(밀폐)이 이루어진 수조 내부의 고온의 온수가 외부로 유출되지 않아 안전사고를 방지하며, 그 기밀에 의해 수조 내부에서 온수를 생성시에 그 온수의 외부증발을 방지하여 외부로 유실되는 물의 양을 현저히 저하함으로써, 보충횟수를 최소화할 수 있고, 다이어프램에 의해 난방을 위한 순환회로 내에 일정압력이 형성될 수 있도록 함으로써, 용존산소의 배출은 물론, 순환성능이 향상되어 난방시 발생하는 흐름의 소음과 순환모터 자체의 소음도 방지할 수 있으며, 제어부를 통해 매트 내부에 각각 독립적으로 분리설치된 다수의 순환로들 중 적어도 어느 하나 이상 난방에 필요한 온수가 순환될 수 있도록 구동밸브를 개폐함으로써, 매트의 전체면적인 난방은 물론, 사용자가 원하는 부분에만 선택적으로 난방이 가능하여 에너지를 절약할 수 있다.

그런데, 위와 같은 대기차단식 보일러는 물이 가열되는 수조가 밀폐되는 형태로 되어 있어 물의 가열에 따른 수조 내부 압력이 상승할 경우 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 특허문헌 2(한국공개실용신안 제20-2011-0005104호)의 소형 온수 보일러의 급수탱크의 보충수 주입구를 막는 마개에 작은 공기구멍을 형성해 팽창된 물과 공기가 밖으로 빠져나가 압력 상승이 발생하지 않도록 한 것들이 안출되기도 하였다.

그런데, 마개의 작은 구멍을 통해 평상시 수증기나 과압이 걸려 물이나 공기가 빠져나가게 되면, 보충수 주입구로 물을 자주 보충해 주어야 하는 번거로움이 있다.

또한, 수시로 물이 빠져나오게 되면 주변이 지저분해질 우려도 크고, 경우에 따라서는 넘친 뜨거운 물로 화상 입을 우려도 크다.

한국등록특허 제10-1805244호 한국공개실용신안 제20-2011-0005104호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 물탱크의 내부의 과압에도 안정적일 뿐만 아니라 물탱크의 물보충 횟수를 최대한 줄일 수 있는 전기온수보일러용 물탱크 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 전기온수보일러용 물탱크 조립체는, 출수와 입수, 보충수 주입구를 포함하는 물탱크와, 상기 보충수 주입구를 개폐하는 마개조립체를 포함하는 전기온수보일러용 물탱크 조립체로서, 상기 마개조립체는, 상기 보충수 주입구에 착탈 가능하게 설치되며 내부에 챔버를 갖는 마개부와, 상기 마개부에 설치되어 상기 물탱크에 대해 상기 챔버를 개폐하는 개폐부를 포함하되, 상기 마개부는 바닥에 챔버개폐홀이 형성되는 컵형 마개부와, 상기 컵형 마개부의 상측을 덮어 상기 챔버를 형성하는 덮개용 마개부를 포함하고, 상기 개폐부는 상기 챔버개폐홀을 개폐하는 개폐판과, 상기 덮개용 마개부에 대해 상기 개폐판에 탄성을 가하는 스프링과, 상기 챔버개폐홀 주변에 형성되어 상기 개폐판의 승강을 가이드하는 가이드부를 포함한다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 전기온수보일러용 물탱크 조립체에 있어서, 상기 덮개용 마개부는 상기 컵형 마개부에 체결 고정되는 덮개판과, 상기 덮개판의 상면에 일자로 돌출 형성되는 노브와, 상기 덮개판의 하면 중앙에서 아래로 돌출한 돌출봉과, 상기 돌출봉의 하측 내면에 형성되어 상기 스프링의 일부가 삽입되는 스프링삽입홈과, 상기 덮개판의 가장자리 하면에 형성되는 에어벤트홈을 포함한다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 전기온수보일러용 물탱크 조립체에 있어서, 상기 물탱크는 바닥판과 측판, 상기 보충수 주입구를 갖는 덮개판을 포함하고, 상기 물탱크의 입수측 출구는 상기 물탱크의 출수측 입구보다 높은 곳에 배치되되, 상기 물탱크의 출수측 입구는 상기 바닥판에 형성된 출수홀이고, 상기 물탱크의 입수측 출구는 상기 바닥판의 모서리에 형성된 입수홀의 외곽과 모서리를 감싸도록 위로 돌출 형성되는 입수 파이프의 상단이다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

물탱크의 내부에 과압이 걸릴 때에만 해소시키는 개폐부와, 개폐부를 통해 나온 수증기나 액체가 고이는 챔버의 구성을 채택 결합시킴으로써, 간헐적 개폐로 최소한의 액체(수증기나 넘친 뜨거운 물)가 챔버 내로 들어오고, 들어온 액체가 다시 물탱크 내부로 보충시켜, 과압의 해소 및 최소한의 물보충 횟수를 구현할 수 있다.

또한, 챔버를 만드는 덮개판에 형성된 노브를 잡고 회전시키면, 마개부를 보충수 주입구에서 쉽게 탈착시킬 수 있다.

또한, 덮개판의 가장자리의 하면에 에어벤트홈을 둠으로써, 물탱크의 내부에 찬 에어 만을 옆으로 유동시키고 수증기의 액체는 덮개판에 부딪혀 아래로 떨어져 챔버 내에 고일 확률을 매우 높여 물보충 횟수를 현저히 줄이는데 기여한다.

또한, 입수와 출수의 입구(시작점)가 물탱크의 바닥판에 나란히 둠으로써, 측판에서 바깥으로 튀어나오는 부분이 없어 전기온수보일러의 좌우 슬림화에 기여한다.

특히, 물탱크의 입수의 출구가 출수의 입구보다 위쪽에 배치됨으로써, 상대적으로 온도가 낮은 입수로 인해 위쪽보다 아래쪽의 물이 차가운 물탱크의 상하 온도차를 최소화시켜, 전기히터의 민감한 제어로 적정한 온수가 출수되게 된다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물탱크 조립체를 갖는 전기온수보일러의 외관으로서, 마개부의 개폐로 물 보충 완료 전후를 나타낸 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1b에서 외부 케이스를 제거한 물탱크 조립체를 위와 아래에서 본 사시도.
도 4 및 도 5는 도 2의 마개조립체를 분리 도시한 사시도 및 정면 단면도.
도 6은 도 2의 6-6선을 취하여 본 단면도.
도 7 및 도 8은 마개부를 상하에서 본 분리 사시도.
도 9 및 도 10은 마개조립체의 작동 전후를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물탱크 조립체를 갖는 전기온수보일러의 외관으로서, 마개부의 개폐로 물 보충 완료 전후를 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1b에서 외부 케이스를 제거한 물탱크 조립체를 위와 아래에서 본 사시도이고, 도 4 및 도 5는 도 2의 마개조립체를 분리 도시한 사시도 및 정면 단면도이고, 도 6은 도 2의 6-6선을 취하여 본 단면도이고, 도 7 및 도 8은 마개부를 상하에서 본 분리 사시도이고, 도 9 및 도 10은 마개조립체의 작동 전후를 도시한 단면도이다.

본 실시예에 따른 전기온수보일러(1)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 외형을 이루는 외관 케이스(3)와, 외관 케이스(3)에 수납되는 물탱크 조립체(100)를 포함한다.

외관 케이스(3)는 상면이 개방된 전후 케이스(5)(7)로 이루어진다.

외관 케이스(3)의 하면에는 후술되는 물탱크 조립체(100)의 출수와 입수를 위한 호스(미도시)가 연통되는 연통홀(미도시)이 형성되어 있다.

외관 케이스(3)의 상면에는 물탱크 조립체(100)를 커버하는 커버판(미도시)이 착탈 가능하게 설치된다.

커버판(미도시)의 착탈은 물보충을 위해 보충수 주입구(250)로부터 마개부(310)를 도 1a와 같이 분리할 때 필요하다.

물탱크 조립체(100)는 도 2 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 출수(210)와 입수(230) 및 보충수 주입구(250)를 포함하는 물탱크(200)와, 보충수 주입구(250)를 개폐하는 마개조립체(300)를 포함한다.

물탱크(200)는 육면체 박스 형상으로서, 바닥판(201)과 측판(203), 보충수 주입구(250)를 갖는 덮개판(205)을 포함한다.

덮개판(205)은 물탱크(200)의 내부에 전기히터(미도시) 등을 탑재나 A/S 등을 하기 위해 탈착 가능하게 설치된다.

또한, 덮개판(205)에는 물탱크(200)의 내부 온도를 측정하는 센서(미도시), PCB(미도시) 등이 설치된다.

출수(210)는 물탱크(200) 내부의 물이 가열된 온수가 사용처로 나가는 곳으로서, 도 6과 같이 바닥판(201)에 관통 형성된 출수홀(211)과, 출수홀(211)과 서로 통하게 바닥판(201)의 밑에서 아래로 연장되는 원통형 출수구(213)를 포함한다.

출수홀(211)은 출수측 입구(출수 시작점)로서 기능을 한다.

원통형 출수구(213)에는 펌프(미도시) 등이 배치된다.

입수(230)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 바닥판(201)의 모서리 측에 관통 형성된 입수홀(231)과, 입수홀(231)의 외곽과 모서리를 감싸도록 위로 돌출 형성되는 입수 파이프(233)를 포함한다.

즉, 입수홀(231)은 입수측 입구이고, 입수 파이프(233)의 상단(233a)은 입수측 출구로서 기능을 한다.

입수 파이프(233)의 상단(233a)은 덮개판(205)의 하면 가까이에 배치되어 있기 때문에, 물탱크의 입수측 출구인 입수 파이프(233)의 상단(233a)은 물탱크의 출수측 입구인 출수홀(211) 보다 높은 곳에 배치된다.

이러한 출수(210)와 입수(230)의 높이 차이를 두는 이유는 아래와 같다.

물탱크 내부의 온도는 동일하게 가열되지만 뜨거운 열기는 위로 올라가는 성질로 인해 아래쪽보다 위쪽이 더 온도가 높아 물탱크(200)의 물의 온도에 편차가 생기게 마련인데, 온도 센서는 물의 위쪽을 감지해서 상대적으로 차가운 아래쪽 물이 출수되어 온수 효율이 떨어질 수 있는데, 물의 위쪽으로 입수로 인해 전체적인 물의 온도를 균등하게 해서 전기히터의 제어를 보다 정밀하게 해서 적정한 온도의 온수가 출수되는데 기여를 한다.

또한, 입수(230) 라인이 바닥판(201)과 물탱크(200)의 내부에 형성시킴으로써, 출수(210)와 같은 배치로 인해 아래쪽으로만 호스를 연결하고 좌우로는 호스를 연결할 필요가 없어, 전체적으로 좌우가 슬림화한 콤팩트 보일러의 제공이 가능하게 된다.

바닥판(201)에는 도 3과 같이 배수구(237)가 형성되어, 물탱크(200) 내부의 물을 드레인한다.

보충수 주입구(250)는 덮개판(205)의 중심에서 위로 돌출한 원통 형상이다.

또한, 보충수 주입구(250)의 하단에는 도 6, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 거름망(251)이 형성되어, 보충수의 주입 시 이물질 등을 걸러내는 역할을 한다.

한편, 마개조립체(300)는 보충수 주입구(250)에 착탈 가능하게 설치되며 내부에 챔버(311)를 갖는 마개부(310)와, 마개부(310)에 설치되어 물탱크(200)에 대해 챔버(311)를 개폐하는 개폐부(360)를 포함한다.

마개부(310)는 도 4, 도 5, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 바닥에 챔버개폐홀(321)이 관통 형성되는 컵형 마개부(320)와, 컵형 마개부(320)의 상측을 덮어 챔버(311)를 형성하는 덮개용 마개부(330)를 포함한다.

컵형 마개부(320)는 보충수 주입구(250)의 내측에 삽입되는 제1컵형 마개부(320a)와, 보충수 주입구(250)의 상단에 걸리는 제2컵형 마개부(320b)를 포함한다.

제1컵형 마개부(320a)는 바닥을 갖는 컵 형상으로서, 그 바닥에는 상하로 관통한 챔버개폐홀(321)이 형성되어 있다.

또한, 제1컵형 마개부(320a)의 외주면에는 보충수 주입구(250)의 내면에 형성된 체결돌기(340a)에 아래로 끼워 회전시켜 체결되는 체결홈(340b)이 형성되어 있다.

또한, 제2컵형 마개부(320b)는 상하가 관통한 형상으로서, 그 외주면에는 보충수 주입구(250)의 내면에 형성된 안착턱(342a)에 걸려 안착되는 제1걸림턱(342b)이 형성되어 있다.

덮개용 마개부(330)는 도 5, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 컵형 마개부(320)에 체결 고정되는 덮개판(331)과, 덮개판(331)의 상면에 일자로 돌출 형성되는 노브(333)와, 덮개판(333)의 하면 중앙에서 아래로 돌출한 돌출봉(335)과, 돌출봉(335)의 하측 내면에 형성되어 후술된 스프링(363)의 일부가 삽입되는 스프링삽입홈(337)과, 덮개판(331)의 가장자리 하측면에 형성되는 에어벤트홈(339)을 포함한다.

덮개판(333)은 컵형 마개부(320)의 내측에 형성된 안착턱(350)에 걸린 채 피스로 체결 고정된다.

즉, 안착턱(350)에는 체결리브(351)가 형성되고, 덮개판(333)에는 체결리브(351)에 삽입되는 체결삽입홈(353)이 형성되어 있다.

단순히 덮개판(333)을 안착턱(350)에 안착시킨 후 피스로 체결하지 않고, 체결리브(351)와 체결삽입홈(353)을 이용해서 피스로 체결하는 이유는, 마개부(320)를 보충수 주입구(250)에 체결 또는 분리할 때 노브(333)를 잡고 돌릴 때의 전단력이 체결리브(351)와 체결삽입홈(353)으로 분사 전달시켜 피스의 전단 파괴나 헐거워짐을 방지할 수 있다.

노브(333)는 제2컵형 마개부(320b)의 내부에 배치되어 외부에서 볼 때 노출되어 있지 않다.

돌출봉(335)은 후술된 스프링(363)의 안정적 삽입을 위한 스프링삽입홈(337)을 형성하기 위한 것이다.

에어벤트홈(339)은 챔버(311) 내의 에어만 빠져나가게 하기 위한 것이다.

즉, 에어는 잘 빠져나가고 증기나 물은 빠져나가기 어렵게 하기 위해서, 옆으로 유동되는 유로를 갖는 홈으로서, 덮개판(331)의 밑면에 부딪힌 에어는 에어벤트홈(339)으로 빠져나가지만 수증기나 액체가 덮개판(331)의 밑면에 부딪히면 물방울 그대로 아래로 떨어져 챔버(311) 내로 회수되어, 물보충 횟수를 현저히 줄일 수 있다.

물론 에어벤트홈(339)이 없더라도 덮개판(331)과 안착턱(350) 사이로 미세하지만 에어 만은 누출될 수 있지만, 보일러의 특성상 에어를 빼는 것도 중요한 역할 중 하나이기 때문에 강제 누출을 위한 에어벤트홈(339)이 있는게 바람직하다.

개폐부(360)는 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 챔버개폐홀(321)을 개폐하는 개폐판(361)과, 덮개용 마개부(330)에 대해 개폐판(361)에 탄성을 가하는 스프링(363)과, 챔버개폐홀(321) 주변에서 위로 돌출 형성되어 개폐판(361)의 승강을 가이드하는 가이드부(365)를 포함한다.

개폐판(361)은 디스크 형태로서 고무패킹 등이 사용될 수 있다.

스프링(361)은 그 상측이 스프링삽입홈(337)에 삽입된 채 개폐판(361)을 탄성 가압하여 챔버개폐홀(321)을 막는 역할을 한다.

물론, 물탱크(200)의 내부 과압이 스프링(361)의 탄성력보다 크면 개폐판(361)을 들어올려 챔버개폐홀(321)을 통해 빠져 해소시킨다.

가이드부(365)는 개폐판(361)이 정확히 상하로 움직이게 가이드 하면서도 챔버개폐홀(321)을 통해 들어온 기체나 액체를 챔버(311) 내로 유동시키는 역할을 한다.

즉, 가이드부(365)는 양쪽으로 분할된 부채꼴 타입의 기둥이 서 있고, 그 사이의 공간(367)으로 기체나 액체가 빠져 나오게 된다.

이와 같은 개폐부(360)의 구성에 의해 물탱크(200)의 과압이 해소되어 안정적으로 동작할 뿐만 아니라, 간헐적 개폐로 누출된 수증기나 액체의 양이 많지 않고, 설령 누출되더라도 챔버(311) 내에 고이게 해서 다시 물탱크(200)로 회수되게 하여, 물탱크로의 보충수 횟수를 최대한 억제시킬 수 있다.

한편, 보충수 주입구(250)의 상단과 제2컵형 마개부(320b) 사이에는 패킹(400)이 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 패킹(400)은 보충수 주입구(250)의 상단에 끼워지고, 패킹(400)의 상면에는 제2컵형 마개부(320b)의 제2걸림턱(342c)이 안착되어 실링을 행한다.

또한, 패킹(400)이 보충수 주입구(250)의 상단에 끼워진 상태로 있기 때문에 벗겨질 우려를 없애기 위해, 패킹(400)의 가장자리를 누르는 보조 덮개판(410)을 덮개판(205)에 체결 고정시킨다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

100 : 물탱크 조립체 200 : 물탱크
210 : 출수 230 : 입수
250 : 보충수 주입구 300 : 마개조립체
311 : 챔버 310 : 마개부
321 : 챔버개폐홀 320 : 컵형 마개부
330 : 덮개용 마개부 331 : 덮개판
333 : 노브 335 : 돌출봉
337 : 스프링삽입홈 339 : 에어벤트홈
360 : 개폐부 361 : 개폐판
363 : 스프링 365 : 가이드부

Claims (3)

1. 출수(210)와 입수(230), 보충수 주입구(250)를 포함하는 물탱크(200)와, 보충수 주입구(250)를 개폐하는 마개조립체(300)를 포함하는 전기온수보일러용 물탱크 조립체(100)로서,
   마개조립체(200)는, 보충수 주입구(250)에 착탈 가능하게 설치되며 내부에 챔버(311)를 갖는 마개부(310)와, 마개부(310)에 설치되어 물탱크(200)에 대해 챔버(311)를 개폐하는 개폐부(360)를 포함하되,
   마개부(310)는 바닥에 챔버개폐홀(321)이 형성되는 컵형 마개부(320)와, 컵형 마개부(320)의 상측을 덮어 챔버(311)를 형성하는 덮개용 마개부(330)를 포함하고,
   개폐부(360)는 챔버개폐홀(321)을 개폐하는 개폐판(361)과, 덮개용 마개부(330)에 대해 개폐판(361)에 탄성을 가하는 스프링(363)과, 챔버개폐홀(321) 주변에 형성되어 개폐판(361)의 승강을 가이드하는 가이드부(365)를 포함하되,
   가이드부(365)는 기체나 액체가 빠져 나가는 공간(367)을 갖는 기둥으로 형성되어,
   챔버개폐홀(321)과 공간(367)을 통해 빠져나와 챔버(311) 내에 고인 액체는 개폐판(361)이 상승할 때 다시 공간(367)과 챔버개폐홀(321)을 통해 물탱크(200)로 회수되는, 전기온수보일러용 물탱크 조립체.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   덮개용 마개부(330)는 컵형 마개부(320)에 체결 고정되는 덮개판(331)과, 덮개판(331)의 상면에 일자로 돌출 형성되는 노브(333)와, 덮개판(331)의 하면 중앙에서 아래로 돌출한 돌출봉(335)과, 돌출봉(335)의 하측 내면에 형성되어 스프링(363)의 일부가 삽입되는 스프링삽입홈(337)과, 덮개판(331)의 가장자리 하면에 형성되는 에어벤트홈(339)을 포함하는 전기온수보일러용 물탱크 조립체.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   물탱크(200)는 바닥판(201)과 측판(203), 보충수 주입구(250)를 갖는 덮개판(205)을 포함하고,
   물탱크(200)의 입수측 출구는 물탱크(200)의 출수측 입구보다 높은 곳에 배치되되,
   물탱크(200)의 출수측 입구는 바닥판(201)에 형성된 출수홀(211)이고,
   물탱크(200)의 입수측 출구는 바닥판(201)의 모서리에 형성된 입수홀(231)의 외곽과 모서리를 감싸도록 위로 돌출 형성되는 입수 파이프(233)의 상단(233a)인 전기온수보일러용 물탱크 조립체.
   

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