KR102325628B1

KR102325628B1 - 온수 발생 장치

Info

Publication number: KR102325628B1
Application number: KR1020200060401A
Authority: KR
Inventors: 이성희; 진성월
Original assignee: 코웨이 주식회사
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-11-12
Also published as: KR20200062104A

Abstract

관 형상으로 형성되는 제1 관부와 제2 관부 및 상기 제1 관부의 일단과 상기 제2 관부의 일단을 연통하는 유로부를 포함하는 하우징; 외부면이 상기 제1 관부의 내부면에 인접하도록 상기 제1 관부와 동축 상에 배치되는 제1 히터; 및 외부면이 상기 제2 관부의 내부면에 인접하도록 상기 제2 관부와 동축 상에 배치되는 제2 히터;를 포함하여 구성되고, 상기 하우징은, 상기 제1 관부의 타단 측과 연통되도록 형성되는 입수구 및 상기 제2 관부의 타단 측과 연통되도록 형성되는 출수구를 포함하고, 상기 제1 관부는, 내부면에 형성된 나선 형상의 돌기 또는 홈으로 구성된 제1 나선 유동 형성부를 포함하고, 상기 제2 관부는, 내부면에 형성된 나선 형상의 돌기 또는 홈으로 구성된 제2 나선 유동 형성부를 포함하고, 상기 제1 히터는, 상기 입수구를 통해 입수되어 상기 제1 관부의 내부면, 상기 제1 히터의 외부면 및 상기 제1 나선 유동 형성부에 의해 정의되는 경로를 따라 나선 형상으로 회전하면서 유동하는 물을 1차 가열하고, 상기 제2 히터는, 상기 유로부를 통해 상기 제1 관부에서 입수되어 상기 제2 관부의 내부면, 상기 제2 히터의 외부면 및 상기 제2 나선 유동 형성부에 의해 정의되는 경로를 따라 나선 형성으로 회전하면서 유동하는 물을 2차 가열하는 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치가 개시된다.

Description

온수 발생 장치{Apparatus for generating hot water}

본 발명은 온수 발생 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비데 등에 구비되는 온수 발생 장치는 하우징과, 하우징 내에 장착되는 세라믹 히터 및 세라믹 히터를 하우징에 고정하는 고정 부재를 포함하여 이루어진다.

하우징과 세라믹 히터는 원통형 형상을 가지며, 통상적으로 동축상에 배치된다. 고정 부재에는 세라믹 히터의 내부와 연통하는 입수구가 형성되고 하우징에는 출수구가 형성된다.

따라서, 입수구로 들어온 물은 세라믹 히터의 내부를 통과하고 세라믹 히터의 외부를 따라 흘러 출수구를 통해 배출된다. 물이 세라믹 히터의 내부를 흐를 때 세라믹 히터의 내벽과 접촉하여 가열되고, 물이 세라믹 히터의 외부를 흐를 때 세라믹 히터의 외벽과 접촉하여 가열되며 이 가열된 물이 출수구로 배출된다.

그런데, 이와 같이 구성되는 온수 발생 장치는 유로가 단순하여 히터를 지나는 물이 히터의 발열면에 충분히 접촉하지 못하여 열낭비가 발생하는 문제가 있다.

국내 등록특허공보 제10-1504642호

온수의 발생을 위한 히터의 효율을 증대시킬 수 있는 온수 발생 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 온수 발생 장치는, 관 형상으로 형성되는 제1 관부, 관 형상으로 형성되는 제2 관부 및 상기 제1 관부의 일단과 상기 제2 관부의 일단을 연통하는 유로부를 포함하는 하우징; 외부면이 상기 하우징의 상기 제1 관부의 내부면에 인접하도록 상기 제1 관부와 동축 상에 배치되는 제1 히터; 및 외부면이 상기 하우징의 상기 제2 관부의 내부면에 인접하도록 상기 제2 관부와 동축 상에 배치되는 제2 히터;를 포함하여 구성되고, 상기 하우징은, 상기 제1 관부의 타단 측과 연통되도록 형성되는 입수구 및 상기 제2 관부의 타단 측과 연통되도록 형성되는 출수구를 포함하고, 상기 제1 관부는, 내부면에 형성된 나선 형상의 돌기 또는 홈으로 구성된 제1 나선 유동 형성부를 포함하고, 상기 제2 관부는, 내부면에 형성된 나선 형상의 돌기 또는 홈으로 구성된 제2 나선 유동 형성부를 포함하고, 상기 유로부는 상기 하우징의 일단에 상기 제1 나선 유동 형성부와 상기 제2 나선 유동 형성부를 연결하는 홈으로 형성되고, 상기 제1 히터는, 상기 입수구를 통해 입수되어 상기 제1 관부의 내부면, 상기 제1 히터의 외부면 및 상기 제1 나선 유동 형성부에 의해 정의되는 경로를 따라 나선 형상으로 회전하면서 유동하는 물을 1차 가열하고, 상기 제2 히터는, 상기 유로부를 통해 상기 제1 관부에서 입수되어 상기 제2 관부의 내부면, 상기 제2 히터의 외부면 및 상기 제2 나선 유동 형성부에 의해 정의되는 경로를 따라 나선 형성으로 회전하면서 유동하는 물을 2차 가열하며, 상기 유로부는 상기 제1 나선 유동 형성부와 상기 제2 나선 유동 형성부를 접선방향으로 연결하는 영역을 포함하며 상기 제1 관부의 일단과 연통하는 간격이 상기 제2 관부의 일단과 연통하는 간격보다 크게 형성되며, 상기 유로부의 간격은 상기 제2 관부로 갈수록 감소하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징은, 상기 제1 관부의 일단 및 상기 제2 관부의 일단을 폐쇄하도록 상기 하우징의 일단과 결합하는 캡부재; 및 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 고정하고, 상기 제1 관부의 타단 및 상기 제2 관부의 타단을 폐쇄하도록 상기 하우징의 타단과 결합하는 히터 설치부재;를 추가로 포함할 수 있다.

그리고, 상기 유로부는, 상기 제1 관부의 일단과 연통하는 간격이 상기 제2 관부의 일단과 연통하는 간격의 2배로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 나선 유동 형성부 및 상기 제2 나선 유동 형성부는, 피치 간격이 서로 동일할 수 있다. 이와는 달리, 상기 제2 나선 유동 형성부는, 상기 제1 나선 유동 형성부의 피치 간격보다 작은 피치 간격을 가질 수 있다.

그리고, 상기 제1 나선 유동 형성부 및 상기 제2 나선 유동 형성부는, 9mm 내지 11mm의 피치 간격을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1 나선 유동 형성부 및 상기 제2 나선 유동 형성부는, 수평면에 대해 60도 내지 70도의 각도를 갖는 나선 형상일 수 있다.

그리고, 상기 제1 히터의 외부면과 상기 제1 관부의 내부면 사이의 간격은 1 mm 이상이고, 상기 제2 히터의 외부면과 상기 제2 관부의 내부면 사이의 간격은 1 mm 이상일 수 있다.

또한, 상기 제1 관부 및 상기 제2 관부는, 내부면의 단면이 원형인 관 형상으로 형성되고, 상기 제1 히터 및 상기 제2 히터는, 외부면의 단면이 원형인 막대 형상으로 형성될 수 있다.

히터와의 접촉시간 증대로 인해 히터의 효율을 증대시켜 목표한 온도의 온수를 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온수 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온수 발생 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온수 발생 장치에 구비되는 하우징의 일단부를 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 온수 발생 장치에 구비되는 하우징의 바디를 나타내는 일부 절개 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온수 발생 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 온수 발생 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온수 발생 장치에 구비되는 하우징의 일단부를 나타내는 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 발생 장치(100)는 일예로서, 하우징(120), 히터(160)를 포함하여 구성될 수 있다.

하우징(120)은 입수구(122)와 출수구(124)를 가지며 내부 공간을 가진다. 한편, 하우징(120)은 히터(160)가 삽입 배치되는 원형의 관 형상의 제1,2 관부(132,134)를 가지는 바디(130)와, 바디(130)의 일단에 결합되는 캡부재(140) 및 바디(130)의 타단에 결합되며 히터(160)가 설치되는 히터 설치부재(150)를 구비할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 제1,2 관부(132,134)가 원형의 관 형상을 가지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제1,2 관부(132,134)의 형상은 다양하게 변경 가능할 것이다. 일예로서, 제1,2 관부(132,134)는 사각형 관 형상을 가질 수 있다.

또한, 입수구(122)는 제1 관부(132)의 일단부에 형성되며, 출수구(124)는 제2 관부(134)의 일단부에 형성된다.

물은 입수구(122)를 통해 제1 관부(132)로 유입되어 제1 관부(132)를 통과하여 제2 관부(134)로 유입된다. 이후, 제2 관부(134)를 통과하여 제2 관부(134)의 출수구(124)를 통해 하우징(120)의 외부로 유출된다.

또한, 상기 하우징(120)에는 내부 공간으로 유입된 물이 히터(160)의 외부면을 따라 나선 형상으로 회전하면서 유동되도록 하는 나선 유동 형성부(136)가 구비될 수 있다.

그리고, 나선 유동 형성부(136)는 제1,2 관부(132,134)의 내부면에 형성되는 돌기 또는 홈으로 이루어질 수 있다.

한편, 제1 관부(132)의 내부면에 형성되는 나선 유동 형성부(136)의 피치(P1)와 제2 관부(134)의 내부면에 형성되는 나선 유동 형성부(136)의 피치(P2)는 동일할 수 있다.

바디(130)의 일단에는 물의 유동 경로를 안내하는 유로부(138)가 구비되며, 유로부(138)는 제1 관부(132)에 연결되는 유로부(138)의 간격(a)이 제2 관부(134)에 연결되는 유로부(138)의 간격(b)보다 클 수 있다. 일예로서, 제1 관부(132)에 연결되는 유로부(138)의 간격(a)과 제2 관부(134)에 연결되는 유로부(138)의 간격(b)의 비가 2 : 1일 수 있다.

이에 따라, 제1 관부(132)를 통과하면서 느려진 물의 유속을 유로부(138)를 통해 증가시켜 제2 관부(134)로 유입되도록 함으로써 물이 제2 관부(134)를 원활하게 통과할 수 있도록 한다.

일예로서, 나선 유동 형성부(136)는 수평면을 기준으로 하여 대략 60 내지 70도의 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 나아가, 나선 유동 형성부(136)의 나선 피치 간격은 일예로서 대략 9 내지 11mm일 수 있다.

한편, 나선 유동 형성부(136)의 나선 피치 간격이 좁을 경우 압력 손실이 발생되어 온수 정체 구간이 발생될 수 있으므로, 상기한 바와 같이 나선 유동 형성부(136)의 나선 피치 간격이 대략 9 내지 11mm이므로 온수 정체 구간이 발생되는 것을 저감시킬 수 있다.

히터(160)는 하우징(120)의 내부 공간에 배치된다. 한편, 히터(160)는 제1 관부(132)의 내부에 배치되는 제1 히터(162)와, 제2 관부(134)의 내부에 배치되는 제2 히터(164)를 구비할 수 있다.

일예로서, 제1,2 히터(162,164)는 히터 설치부재(150)에 고정 설치되며, 제1,2 히터(162,164)는 단면이 원형의 바 형상을 가질 수 있다.

한편, 일예로서 제1 히터(162)의 외부면과 제1 관부(132)의 내부면 사이의 최소 간격은 대략 1mm 이상일 수 있다. 다시 말해, 제1 히터(162)와 제1 관부(132)의 최소 간격이 대략 0.5 mm인 경우 압력 손실이 대략 30% 증가하여 출수 유량에 영향을 줄 수 있고 온수 정체 구간이 발생될 수 있다.

하지만, 제1 히터(162)와 제1 관부(132)의 사이 공간에서의 최소 간격은 대략 1mm 이상이므로, 제1 관부(132)에서의 압력 손실에 의해서 온수 정체 구간이 발생되는 것을 저감시킬 수 있다.

또한, 제2 히터(164)와 제2 관부(134)의 최소 간격 또한 대략 1mm 이상일 수 있다.

상기한 바와 같이, 나선 유동 형성부(136)를 통해 하우징(120)의 내부로 유입된 물이 히터(160)의 외부면을 따라 나선 형상으로 회전하면서 유동되도록 한다. 이에 따라, 물과 히터(160)와의 접촉시간 증대로 인해 히터(160)의 효율을 증대시켜 목표한 온도의 온수를 얻을 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 온수 발생장치에 대하여 설명하기로 한다.

한편, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 도면의 도시 및 자세한 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 온수 발생 장치에 구비되는 하우징의 바디를 나타내는 일부 절개 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제1 관부(232)의 내부면에 형성되는 나선 유동 형성부(236)의 피치(P1)가 제2 관부(234)의 내부면에 형성되는 나선 유동 형성부(236)의 피치(P2)보다 클 수 있다.

이에 따라, 유동하는 물이 입수구(222)로부터 출수구(224)까지 원활히 나선 형상으로 회전되면서 유동될 수 있는 것이다. 다시 말해, 제2 관부(234)에서의 나선 유동 형성부(236)의 피치가 작아지므로, 제2 관부(234)에서 느려지는 유동 속도를 증가시켜 제2 관부(234)에서 나선 형상으로 회전되면서 물이 원활히 유동되도록 할 수 있다.

이와 같이, 나선 유동 형성부(236)를 통해 하우징(120, 도 2 참조)의 내부로 유입된 물이 히터(160)의 외부면을 따라 나선 형상으로 회전하면서 유동되도록 한다. 이에 따라, 물과 히터(160)와의 접촉시간 증대로 인해 히터(160)의 효율을 증대시켜 목표한 온도의 온수를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100 : 온수 발생 장치
120 : 하우징
160 : 히터

Claims

관 형상으로 형성되는 제1 관부, 관 형상으로 형성되는 제2 관부 및 상기 제1 관부의 일단과 상기 제2 관부의 일단을 연통하는 유로부를 포함하는 하우징;
외부면이 상기 하우징의 상기 제1 관부의 내부면에 인접하도록 상기 제1 관부와 동축 상에 배치되는 제1 히터; 및
외부면이 상기 하우징의 상기 제2 관부의 내부면에 인접하도록 상기 제2 관부와 동축 상에 배치되는 제2 히터;를 포함하여 구성되고,
상기 하우징은, 상기 제1 관부의 타단 측과 연통되도록 형성되는 입수구 및 상기 제2 관부의 타단 측과 연통되도록 형성되는 출수구를 포함하고,
상기 제1 관부는, 내부면에 형성된 나선 형상의 돌기 또는 홈으로 구성된 제1 나선 유동 형성부를 포함하고,
상기 제2 관부는, 내부면에 형성된 나선 형상의 돌기 또는 홈으로 구성된 제2 나선 유동 형성부를 포함하고,
상기 유로부는 상기 하우징의 일단에 상기 제1 나선 유동 형성부와 상기 제2 나선 유동 형성부를 연결하는 홈으로 형성되고,
상기 제1 히터는, 상기 입수구를 통해 입수되어 상기 제1 관부의 내부면, 상기 제1 히터의 외부면 및 상기 제1 나선 유동 형성부에 의해 정의되는 경로를 따라 나선 형상으로 회전하면서 유동하는 물을 1차 가열하고,
상기 제2 히터는, 상기 유로부를 통해 상기 제1 관부에서 입수되어 상기 제2 관부의 내부면, 상기 제2 히터의 외부면 및 상기 제2 나선 유동 형성부에 의해 정의되는 경로를 따라 나선 형성으로 회전하면서 유동하는 물을 2차 가열하며,
상기 유로부는 상기 제1 나선 유동 형성부와 상기 제2 나선 유동 형성부를 접선방향으로 연결하는 영역을 포함하며 상기 제1 관부의 일단과 연통하는 간격이 상기 제2 관부의 일단과 연통하는 간격보다 크게 형성되며,
상기 유로부의 간격은 상기 제2 관부로 갈수록 감소하는, 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 하우징은,
상기 제1 관부의 일단 및 상기 제2 관부의 일단을 폐쇄하도록 상기 하우징의 일단과 결합하는 캡부재; 및
상기 제1 히터 및 상기 제2 히터를 고정하고, 상기 제1 관부의 타단 및 상기 제2 관부의 타단을 폐쇄하도록 상기 하우징의 타단과 결합하는 히터 설치부재;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 유로부는,
상기 제1 관부의 일단과 연통하는 간격이 상기 제2 관부의 일단과 연통하는 간격의 2배로 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 나선 유동 형성부 및 상기 제2 나선 유동 형성부는,
피치 간격이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 나선 유동 형성부는,
상기 제1 나선 유동 형성부의 피치 간격보다 작은 피치 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 나선 유동 형성부 및 상기 제2 나선 유동 형성부는,
9mm 내지 11mm의 피치 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 나선 유동 형성부 및 상기 제2 나선 유동 형성부는,
수평면에 대해 60도 내지 70도의 각도를 갖는 나선 형상인 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 히터의 외부면과 상기 제1 관부의 내부면 사이의 간격은 1 mm 이상이고,
상기 제2 히터의 외부면과 상기 제2 관부의 내부면 사이의 간격은 1 mm 이상인 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 관부 및 상기 제2 관부는, 내부면의 단면이 원형인 관 형상으로 형성되고,
상기 제1 히터 및 상기 제2 히터는, 외부면의 단면이 원형인 막대 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 발생 장치.