KR102427616B1 - 전극 보일러 시스템 - Google Patents

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KR102427616B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 유체를 가열하는 전극 보일러 디바이스로서, 전해수가 내측에 배치되도록 형성된 가열부, 적어도 일 영역에서 상기 전해수와 중첩되도록 상기 유체가 내측에 배치될 수 있도록 형성된 본체부, 상기 가열부 내에 배치되고 상기 본체부의 유체와 중첩되도록 배치되어 상기 전해수를 가열하도록 형성된 복수의 전극을 포함하는 전극부 및 상기 가열부와 상기 본체부의 사이에 배치된 방열부를 포함하는 전극 보일러 디바이스를 개시한다.

Description

전극 보일러 시스템{Electrode boiler device}
본 발명은 전극 보일러 디바이스에 관한 것이다.
기술 발전으로 인하여 기계, 전자 등의 다양한 기술을 이용한 제품이 개발되고 생산되고 있고, 이에 따라서 다양한 가열 시스템, 예를들면 보일러 시스템도 개발되고 있다.
보일러는 크게 산업용 보일러, 농업용 보일러, 가정용 보일러 등으로 구분할 수 있다. 또한, 다른 방법으로 직접가열방식 또는 물 등의 매체를 가열하여 순환시키는 간접가열방식으로 그 종류를 구분할 수도 있다.
또한, 보일러의 에너지원의 종류에 따라 구체적 예로서 석유류를 이용한 보일러, 연탄 등을 이용한 보일러, 나무를 이용하는 방식의 보일러, 가스를 이용한 보일러, 전기를 이용한 보일러 등이 사용 또는 연구되고 있다.
이 중 전기를 이용하여 열원을 공급하는 보일러는 석유나 석탄 등의 화석 연료에 비하여 매연이나 환경 문제 측면에서 장점이 있을 수 있다.
다만, 이러한 전기를 이용한 보일러의 열효율 및 전기적 안정성을 용이하게 확보하면서 보일러 시스템을 구현하는데 한계가 있다.
본 발명은 전기적 안정성 및 열효율을 향상하여 사용자의 사용 편의성을 증대할 수 있는 전극 보일러 디바이스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 유체를 가열하는 전극 보일러 디바이스로서, 전해수가 내측에 배치되도록 형성된 가열부, 적어도 일 영역에서 상기 전해수와 중첩되도록 상기 유체가 내측에 배치될 수 있도록 형성된 본체부, 상기 가열부 내에 배치되고 상기 본체부의 유체와 중첩되도록 배치되어 상기 전해수를 가열하도록 형성된 복수의 전극을 포함하는 전극부 및 상기 가열부와 상기 본체부의 사이에 배치된 방열부를 포함하는 전극 보일러 디바이스를 개시한다.
본 실시예에 있어서 상기 방열부는 상기 전해수를 향하는 일측에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 가열부, 상기 본체부 및 상기 방열부의 적어도 일 영역은 측면으로부터 연장되어 서로 중첩되어 서로 결합된 영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서 상기 방열부는 베이스 및 상기 베이스로부터 상기 유체를 향하도록 돌출되어 형성된 복수의 방열 돌출부를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 관한 전극 보일러 디바이스는 전기적 안정성 및 열효율을 향상하여 사용자의 사용 편의성을 증대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 A의 예시적인 확대도이다.
도 3은 도 1의 B의 예시적인 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 5의 M 방향에서 본 예시적인 도면들이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 11은 도 10의 K 방향에서 본 예시적인 도면이다.
도 12는 도 10의 M 방향에서 본 예시적인 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(100)는 가열부(110), 본체부(120), 방열부(130) 및 전극부(160)를 포함할 수 있다.
가열부(110)는 내측에 전해수(IW)가 배치되도록 형성될 수 있다.
예를들면 가열부(110)는 넓게 형성된 기둥 형태를 가질 수 있고, 구체적 예로서 원기둥과 유사한 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 가열부(110)는 상부가 덮이지 않고 노출된 형태를 가질 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)를 통하여 방열부(130)로의 열을 용이하게 전달할 수 있다.
전해수(IW)는 다양한 종류일 수 있다. 예를들면 전해수(IW)는 전해질 용액을 포함할 수 있고, 구체적 예로서 다양한 종류의 전해질 용액 중 하나 이상이 적절하게 희석된 증류수, 여과수, 생수, 수돗물 등을 포함할 수 있다.
전해수(IW)에 포함된 전해질 물질로는 식용소다, 아산염, 규산염, 폴리 인산염의 무기질, 아민류, 옥시산류 등을 주성분으로 하는 방청제 등을 포함하는 다양한 종류일 수 있다.
가열부(110)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 적어도 전해수(IW)의 출입을 제어하도록 형성될 수 있다. 예를들면 전해수(IW)를 가열부(110)에 채운 후 전해수(IW)가 가열부(110)의 외부로 유출되지 않도록 형성될 수 있고, 다른 예로서 전해수(IW)의 보충 또는 배출을 위한 보충 유입부(미도시)를 포함할 수 있다.
가열부(110)는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 가열부(110)는 내구성이 있고 가벼운 절연 소재로 형성될 수 있다. 선택적 실시예로서 가열부(110)는 다양한 계열의 수지를 포함하는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 다른 선택적 실시예로서 가열부(110)는 세라믹과 같은 무기 재료를 포함할 수도 있다.
또한 다른 선택적 실시예로서 가열부(110)는 금속 재질로 형성될 수 있다.
다른 예로서 가열부(110)는 불소 수지인 테프론 수지를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 적어도 가열부(110)의 면 중 전해수(IW)와 인접한 내측면에 절연층을 포함할 수 있고, 예를들면 무기층을 포함할 수 있고, 세라믹을 포함하는 무기 재료를 함유할 수 있다.
선택적 실시예로서 가열부(110)는 후술할 본체부(120)의 외형과 유사한 형태를 가질 수 있고, 예를들면 원과 유사한 형태의 가장자리를 가질 수 있다.
구체적 형태의 예시로서 가열부(110)는 바닥부 및 이와 연결되는 측면부를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 연결부(115)가 가열부(110)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 제1 연결부(115)는 가열부(110)의 측면의 상단으로부터 외측으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
구체적 예로서 제1 연결부(115)는 가열부(110)의 측면과 연결되도록 형성되고, 측면을 둘러싸는 형태를 갖도록 측면으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
제1 연결부(115)는 후술할 본체부(120) 또는 방열부(130)와 결합을 위한 것으로서 폭을 가질 수 있고, 가열부(110)의 측면으로부터 멀어지는 방향을 기준으로 폭을 가질 수 있다. 결합 관련한 더 구체적 내용은 후술하기로 한다.
본체부(120)는 적어도 일 영역에서 상기 전해수(IW)와 중첩되도록 유체(WT)가 내측에 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 유체(WT)는 다양한 종류를 포함할 수 있고, 예를들면 액체 또는 기체를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 유체(WT)는 물을 포함할 수 있고, 예를들면 전극 보일러 디바이스(100)는 온수를 이용하는 방식을 포함할 수 있다.
본체부(120)는 높이를 갖는 기둥 형태를 가질 수 있고, 구체적 예로서 원기둥과 유사한 형태를 가질 수 있다. 선택적 실시예로서 본체부(120)의 높이는 가열부(110)의 높이보다 큰 값을 가질 수 있고, 이를 통하여 본체부(120)에 유체(WT)를 효율적으로 수용할 수 있고, 본체부(120)내에서의 온수의 순환을 용이하게 할 수 잇다.
선택적 실시예로서 본체부(120)는 하부, 예를들면 가열부(110)를 향하는 면이 덮이지 않고 노출된 형태를 가질 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)를 통하여 방열부(130)로 전달된 열이 유체(WT)에 용이하게 전달될 수 있다.
본체부(120)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 적어도 유체(WT)의 유입을 위한 유입부(121) 및 유체(WT)의 배출을 위한 배출부(122)를 포함할 수 있다.
구체적으로 유입부(121)를 통하여 유입되는 가열되기 전의 미가열 유체(CW)가 유입될 수 있고, 예를들면 미가열 유체(CW)는 상온 또는 저온의 물을 포함할 수 있다.
배출부(122)를 통하여 가열된 가열 유체(HW)가 배출될 수 있고, 예를들면 가열된 물이 배출될 수 있다.
구체적인 예로서 유입부(121)를 통하여 유입된 상온의 물을 포함하는 미가열 유체(CW)는 본체부(120)내에 유입된 후 가열부(110)를 통하여 가열되고, 이러한 가열된 물을 포함하는 가열 유체(HW)는 배출부(122)를 통하여 배출될 수 있다.
본체부(120)는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 본체부(120)는 내구성이 있고 가벼운 절연 소재로 형성될 수 있다. 선택적 실시예로서 본체부(120)는 다양한 계열의 수지를 포함하는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 다른 선택적 실시예로서 본체부(120)는 세라믹과 같은 무기 재료를 포함할 수도 있다.
또한 다른 선택적 실시예로서 본체부(120)는 금속 재질로 형성될 수 있다.
다른 예로서 본체부(120)는 불소 수지인 테프론 수지를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 적어도 본체부(120)의 면 중 유체(WT)와 인접한 내측면에 절연층을 포함할 수 있고, 예를들면 무기층을 포함할 수 있고, 세라믹을 포함하는 무기 재료를 함유할 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 연결부(125)가 본체부(120)의 일측에 형성될 수 있다. 또한, 제2 연결부(125)는 제1 연결부(115)와 중첩되도록 형성될 수 있다.
또한 예를들면 제2 연결부(125)는 본체부(120)의 측면의 하단으로부터 외측으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
구체적 예로서 제2 연결부(125)는 본체부(120)의 측면과 연결되도록 형성되고, 측면을 둘러싸는 형태를 갖도록 측면으로부터 멀어지는 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
제2 연결부(125)는 가열부(110) 또는 방열부(130)와 결합을 위한 것으로서 폭을 가질 수 있고, 본체부(120)의 측면으로부터 멀어지는 방향을 기준으로 폭을 가질 수 있다. 결합 관련한 더 구체적 내용은 후술하기로 한다.
전극부(160)는 상기 가열부(110) 내에 배치될 수 있다. 또한 전극부(160)는 가열부(110)내에서 상기 본체부(120)의 유체(WT)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
전극부(160)는 가열부(110) 내의 전해수(IW)를 가열하도록 형성될 수 있다.
전극부(160)는 복수 개의 전극을 포함할 수 있다.
예를들면 전극부(160)는 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)를 포함할 수 있다.
구체적 예로서 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은 각각 전해수(IW)와 접하도록 형성될 수 있다. 도시하지 않았으나 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은 전극 제어부(미도시)에 의하여 전류를 인가 받고 전극 제어부(미도시)를 통하여 인가되는 전류가 제어될 수 있다.
전극부(160)의 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)에 인가된 전류에 의하여 전해수(IW)는 가열될 수 있다. 이러한 전해수(IW)의 열은 본체부(120)의 액체(WT)에 전달될 수 있고, 액체(WT)가 가열될 수 있다.
제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은 가열부(110)의 내측 공간에서 서로 간격을 갖고 이격된 형태를 가질 수 있다.
예를들면 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)은 가열부(110)의 내측 공간에서 서로 간격을 갖고 이격된 채 길게 연장된 형태를 가질 수 있고, 선형을 가질 수 있다. 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)이 연장되어 형성된 각각의 일측 단부는 가열부(110)의 영역, 구체적 예로서 가열부(110)의 내측면과 이격되도록 형성될 수 있다.
또한, 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)에 전류가 인가되도록 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)의 일 영역과 연결된 도전부(미도시)를 포함할 수 있고, 이러한 도전부(미도시)는 와이어 형태의 도선으로서, 전극 제어부(미도시)와 연결될 수 있고, 선택적 실시예로서 가열부(110)의 외부에 별도로 구비될 수 있고, 다른 예로서 가열부(110)의 일면에 일체로 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나 선택적 실시예로서 전극부(160)는 3상의 형태로서 3개의 전극을 포함할 수도 있다.
선택적 실시예로서 온도 감지 부재(미도시)가 가열부(110)에 연결되어 가열부(110) 내측의 전해수(IW)의 온도를 측정할 수 있다. 또한 추가적으로 온도 감지부(미도시)의 과열을 제어하도록 냉각부(미도시)가 배치될 수도 있다.
제어부(미도시)는 전극부(160)에 인가되는 전류를 제어하도록 형성될 수 있다. 제어부(미도시)를 통하여 전극부(160)의 제1 전극(161) 및 제2 전극(162)의 각각에 인가되는 전류를 제어할 수 있고, 선택적 실시예로서 실시간 제어를 할 수 있다.
이 때, 제어부(미도시)는 전극부(160)에 인가되는 전류량을 확인하여 설정된 값에 따라 크게 또는 작게하여 전류 제어를 할 수 있고, 이를 통하여 전해수(IW)의 급격한 온도 변화를 감소할 수 있다.
제어부(미도시)는 전류의 변화를 용이하게 하도록 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를들면 다양한 종류의 스위치를 포함할 수 있고, 민감하고 신속한 제어를 위하여 반도체 릴레이(solid state relay, SSR)이와 같은 무접점 릴레이를 포함할 수도 있다.
방열부(130)는 상기 가열부(110)와 상기 본체부(120)의 사이에 배치될 수 있다.
방열부(130)는 가열부(110)에 배치된 전해수(IW)와 본체부(120)에 배치된 유체(WT)의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 방열부(130)는 전극부(160)와 이격되도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(130)는 전해수(IW)와 접할 수 있고, 예를들면 가열부(110)의 상측이 개방된 형태로서 개방된 영역의 상부를 방열부(130)가 덮는 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(130)는 유체(WT)와 접할 수 있고, 예를들면 본체부(120)의 일측, 구체적 예로서 가열부(110)를 향하는 일측이 개방된 형태로서 이러한 개방된 영역을 방열부(130)가 덮는 형태를 가질 수도 있다.
방열부(130)는 열전도도 높은 재질로 형성될 수 있고, 예를들면 금속 재료를 포함하도록 형성될 수 있다. 방열부(130)를 통하여 전해수(IW)의 열이 유체(WT)에 용이하게 전달될 수 있다.
구체적 예로서 방열부(130)는 철, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 기타 합금을 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 방열부(130)는 전해수(IW)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있고, 또한 유체(WT)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)로부터 전류가 방열부(130)를 통하여 흐르는 것을 감소하거나 방지할 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(130)는 측면으로부터 길게 연장된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 방열부(130)의 가장자리의 적어도 일 영역은 전해수(IW) 및 유체(WT)와 중첩되지 않도록 연장되도록 형성될 수 있다.
또한 방열부(130)의 연장된 영역은 제1 연결부(115) 및 제2 연결부(125)와 중첩되도록 형성되고 제1 연결부(115)와 제2 연결부(125)의 사이에 배치될 수 있다.
구체적 예로서 방열부는 전해수(IW) 또는 유체부(WT)가 배치된 영역을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제1 연결부(115) 및 제2 연결부(125)는 그 사이에 배치된 방열부(130)의 일 영역과 중첩되어 결합된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 제1 연결부(115) 및 제2 연결부(125)과 방열부(130)의 일 영역이 결합되어 가열부(110), 본체부(120) 및 방열부(130)가 결합될 수 있다.
선택적 실시예로서 체결 부재(CBM)가 제1 연결부(115) 및 제2 연결부(125)는 그 사이에 배치된 방열부(130)의 일 영역과 중첩되도록 배치되어 제1 연결부(115) 및 제2 연결부(125)는 그 사이에 배치된 방열부(130)의 일 영역이 결합되도록 할 수 있다.
예를들면 체결 부재(CBM)는 볼트 또는 너트의 형태를 포함할 수 있다. 또한 다른 예로서, 체결 부재(CBM)는 나사, 스크류, 핀, 리벳 또는 기타 다양한 형태나 종류의 체결을 위한 부재를 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 A의 예시적인 확대도이고, 도 3은 도 1의 B의 예시적인 확대도이다.
선택적 실시예로서 도 2를 참조하면 방열부(130)는 유체(WT)를 향하는 측면에 제1 절연층(IIL1) 및 전해수(IW)를 향하는 측면에 제2 절연층(IIL2)을 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 적어도 방열부(130)는 전해수(IW)를 향하는 측면에 제2 절연층(IIL2)만 포함할 수도 있다.
제1 절연층(IIL1) 또는 제2 절연층(IIL2)은 세라믹 재료 등과 같은 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서 제1 절연층(IIL1) 또는 제2 절연층(IIL2)은 수지층과 같은 유기층을 포함할 수 있고, 또한, 구체적 일 예로서 절연성 테프론층을 포함할 수도 있다.
제2 절연층(IIL2)은 전해수(IW)를 통하여 방열부(130)에 전류가 흐르는 것을 감소할 수 있고, 이러한 누설된 전류의 흐름이 본체부(120) 또는 유체(WT)에 잔존하는 것을 감소 또는 방지할 수 있다. 나아가, 제1 절연층(IIL1)은 방열부(130)에 누설 전류 성분이 잔존하는 경우 유체(WT)에 흐르는 것을 감소 또는 방지하여 유체(WT)의 유동 중 발생할 수 있는 전기적 사고 발생을 감소할 수 있다.
선택적 실시예로서 도 3을 참조하면 가열부(110)는 적어도 전해수(IW)를 향하는 내측면에 제3 절연층(IIL3)을 포함할 수 있다.
제3 절연층(IIL3)은 세라믹 재료 등과 같은 무기층을 포함할 수 있다.
다른 예로서 제3 절연층(IIL3)은 수지층과 같은 유기층을 포함할 수 있고, 또한, 구체적 일 예로서 절연성 테프론층을 포함할 수도 있다.
제3 절연층(IIL3)은 전해수(IW)를 통하여 가열부(110)의 내측면 또는 외측에 전류가 흐르는 것을 감소할 수 있고, 이러한 가열부(110)를 통한 전류의 흐름이 본체부(120) 또는 유체(WT)에 전달되는 것을 감소 또는 방지할 수 있다.
본 실시예의 전극 보일러 디바이스는 가열부의 전극부의 전극에 인가된 전류의 제어를 통하여 가열부 내측의 전해수를 가열할 수 있다. 이러한 전해수의 열은 본체부의 유체에 전달되어 유체가 가열될 수 있다. 이 때, 가열부와 본체부의 사이에 방열부를 배치하여 전해수의 열이 방열부를 통하여 유체에 전달되도록 할 수 있다.
이러한 구성을 통하여 전해수의 열이 효과적으로 유체에 전달될 수 있어 전해수를 통한 유체의 가열 효율을 향상할 수 있다.
또한, 전해수와 중첩되도록 가열부의 측면을 향하도록, 예를들면 가열부 및 본체부가 배열되는 방향과 교차하는 방향을 따라 연장된 형태로 전극부의 전극들을 배치하여 가열부 내의 전해수의 가열 속도를 향상할 수 있다.
또한, 이러한 가열된 전해수와 중첩되도록 유체가 배치되어 유체의 가열이 빠르게 진행될 수 있고, 본체부로 유입된 미가열 유체로부터 가열된 가열 유체의 순환의 흐름이 원활하게 진행되어 전극 보일러 디바이스의 전체적 효율을 향상할 수 있어, 사용자의 편의성을 향상할 수 있다. 예를들면 사용자에게 온수를 용이하게 공급할 수 있다.
또한, 방열부의 측면 중 전해수를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 전해수로부터 방열부로의 전류의 흐름 또는 누설 전류의 흐름의 발생을 감소하거나 방지할 수 있다. 또한, 방열부의 측면 중 유체를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 방열부에 잔존할 수 있는 누설 전류의 성분이 유체에 전달되는 것을 효과적으로 감소하거나 방지하여 유체가 가열되어 전극 보일러 디바이스의 외부로 배출되는 경우에도 사용자의 사용 안정성을 증대할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4를 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(200)는 가열부(210), 본체부(220), 방열부(230) 및 전극부(260)를 포함할 수 있다.
가열부(210)는 내측에 전해수(IW)가 배치되도록 형성될 수 있고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
본체부(220)는 적어도 일 영역에서 상기 전해수(IW)와 중첩되도록 유체(WT)가 내측에 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 유체(WT)는 다양한 종류를 포함할 수 있고, 예를들면 액체 또는 기체를 포함할 수 있다.
본체부(220)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 적어도 유체(WT)의 유입을 위한 유입부(221) 및 유체(WT)의 배출을 위한 배출부(222)를 포함할 수 있다.
구체적 예로서 본체부(220)의 일측을 향하도록 유입부(221)가 형성되고, 유입부(221)가 형성된 곳과 다른 영역에 본체부(220)의 다른 일측을 향하도록 배출부(2220가 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 유입부(221)가 형성된 영역은 배출부(222)가 형성된 영역과 서로 마주보는 방향일 수 있다.
이를 통하여 유입부(221)를 통하여 유입된 미가열 유체(CW)가 본체부(220) 내측에서 충분히 가열된 후 가열 유체(HW)가 배출부(222)를 통하여 배출될 수 있다.
전극부(260)는 상기 가열부(210) 내에 배치될 수 있고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
방열부(230)는 상기 가열부(210)와 상기 본체부(220)의 사이에 배치될 수 있고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 5를 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(300)는 가열부(310), 본체부(320), 방열부(330) 및 전극부(360)를 포함할 수 있다.
가열부(310)는 내측에 전해수(IW)가 배치되도록 형성될 수 있다. 또한, 선택적 실시예로서 제1 연결부(315)가 가열부(310)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 제1 연결부(315)는 가열부(310)의 측면의 상단으로부터 외측으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
가열부(310)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
본체부(320)는 적어도 일 영역에서 상기 전해수(IW)와 중첩되도록 유체(WT)가 내측에 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 유체(WT)는 다양한 종류를 포함할 수 있고, 예를들면 액체 또는 기체를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 유체(WT)는 물을 포함할 수 있고, 예를들면 전극 보일러 디바이스(300)는 온수를 이용하는 방식을 포함할 수 있다.
본체부(320)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 적어도 유체(WT)의 유입을 위한 유입부(321) 및 유체(WT)의 배출을 위한 배출부(322)를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 연결부(325)가 본체부(320)의 일측에 형성될 수 있고, 제2 연결부(325)는 제1 연결부(315)와 중첩되도록 형성될 수 있다.
본체부(320)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
전극부(360)는 상기 가열부(310) 내에 배치될 수 있고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
방열부(330)는 상기 가열부(310)와 상기 본체부(320)의 사이에 배치될 수 있다.
방열부(330)는 가열부(310)에 배치된 전해수(IW)와 본체부(320)에 배치된 유체(WT)의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 방열부(330)는 전극부(360)와 이격되도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(330)는 전해수(IW)와 접할 수 있고, 예를들면 가열부(310)의 상측이 개방된 형태로서 개방된 영역의 상부를 방열부(330)가 덮는 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(330)는 유체(WT)와 접할 수 있고, 예를들면 본체부(320)의 일측, 구체적 예로서 가열부(310)를 향하는 일측이 개방된 형태로서 이러한 개방된 영역을 방열부(330)가 덮는 형태를 가질 수도 있다.
방열부(330)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 예를들면 베이스(331) 및 방열 돌출부(332)를 포함할 수 있다.
베이스(331)는 길게 연장된 형태로서 예를들면 플레이트와 유사한 형태를 가질 수 있다.
방열 돌출부(332)는 복수 개로 구비될 수 있고, 베이스(331)에 연결되어 베이스(331)로부터 유체(WT)를 향하도록 돌출될 수 있다.
복수의 방열 돌출부(332)를 통하여 방열부(330)로부터 유체(WT)로의 열전달 효율을 향상할 수 있다.
선택적 실시예로서 복수의 방열 돌출부(332)는 일 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있고, 서로 간에 이격된 영역을 가질 수 있다.
방열부(330)는 열전도도 높은 재질로 형성될 수 있고, 예를들면 금속 재료를 포함하도록 형성될 수 있다. 방열부(330)를 통하여 전해수(IW)의 열이 유체(WT)에 용이하게 전달될 수 있다.
구체적 예로서 방열부(330)는 철, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 기타 합금을 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 방열부(330)는 전해수(IW)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있고, 또한 유체(WT)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)로부터 전류가 방열부(330)를 통하여 흐르는 것을 감소하거나 방지할 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(330)는 측면으로부터 길게 연장된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 방열부(330)의 가장자리의 적어도 일 영역, 구체적 예로서 방열부(330)의 베이스(331)의 적어도 일 영역은 전해수(IW) 및 유체(WT)와 중첩되지 않도록 연장되도록 형성될 수 있다.
또한 방열부(330)의 베이스(331)의 연장된 적어도 일 영역은 제1 연결부(315) 및 제2 연결부(325)와 중첩되도록 형성되고 제1 연결부(315)와 제2 연결부(325)의 사이에 배치될 수 있다.
구체적 예로서 베이스(331)의 연장된 적어도 일 영역은 전해수(IW) 또는 유체부(WT)가 배치된 영역을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제1 연결부(315) 및 제2 연결부(325)는 그 사이에 배치된 베이스(331)의 일 영역과 중첩되어 결합된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 제1 연결부(315) 및 제2 연결부(325)와 베이스(331)의 일 영역이 결합되어 가열부(310), 본체부(320) 및 방열부(330)가 결합될 수 있다.
선택적 실시예로서 체결 부재(CBM)가 제1 연결부(315) 및 제2 연결부(325)는 그 사이에 배치된 방열부(330)의 일 영역과 중첩되도록 배치되어 제1 연결부(315) 및 제2 연결부(325)는 그 사이에 배치된 방열부(330)의 일 영역이 결합되도록 할 수 있다.
예를들면 체결 부재(CBM)는 볼트 또는 너트의 형태를 포함할 수 있다. 또한 다른 예로서, 체결 부재(CBM)는 나사, 스크류, 핀, 리벳 또는 기타 다양한 형태나 종류의 체결을 위한 부재를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 압력 제어부(390)가 본체부(320)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 압력 제어부(390)는 본체부(320)의 상부, 예를들면 가열부(310)를 향하는 영역의 반대면에 형성될 수 있다.
압력 제어부(390)를 통하여 본체부(320)의 내부의 압력이 과도하게 상승하는 것을 제어할 수 있고, 예를들면 압력 제어부(390)는 밸브 형태를 가질 수 있다. 또한, 다른 예로서 압력 제어부(390)는 일정한 압력에 도달하면 개방되어 본체부(320)의 내측의 압력을 완화하는 안전변 형태를 가질 수 있다.
본체부(320) 내측의 유체(WT)가 가열되어 본체부(320) 내측 공간의 압력이 증가할 수 있는데, 본체부(320)에 가해지는 압력을 조절하고 안전 사고 방지를 위하여 압력 제어부(390)가 배치될 수 있다.
선택적 실시예로서 전술한 도 2의 구성이 적용될 수 있고, 예를들면 방열부(330)는 유체(WT)를 향하는 측면에 제1 절연층(미도시) 및 전해수(IW)를 향하는 측면에 제2 절연층(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 이 때 제2 절연층(미도시)는 방열부(330)의 베이스(331) 및 방열 돌출부(332)의 표면에 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 전술한 도 3의 구성이 적용될 수 있고, 예를들면 가열부(310)는 적어도 전해수(IW)를 향하는 내측면에 제3 절연층(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 절연층의 재료 등에 대한 내용은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하므로 구체적 설명은 생략한다.
도 6은 도 5의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(300')는 가열부(310'), 본체부(320'), 방열부(330') 및 전극부(360')를 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 압력 제어부(390')를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다.
방열부(330')는 베이스(331') 및 방열 돌출부(332')를 포함할 수 있다.
베이스(331')는 길게 연장된 형태로서 예를들면 플레이트와 유사한 형태를 가질 수 있다.
방열 돌출부(332')는 복수 개로 구비될 수 있고, 베이스(331')에 연결되어 베이스(331')로부터 유체(WT)를 향하도록 돌출될 수 있다.
방열 돌출부(332')는 적어도 제1 돌출 부재(332a') 및 상기 제1 돌출 부재(332a')보다 높이가 큰 제2 돌출 부재(332b')를 포함할 수 있다. 또한 제1 돌출 부재(332a')보다 높이가 작은 제3 돌출 부재(332c')를 포함할 수 있다. 이러한 상이한 돌출 부재 각각의 길이를 상이하게 제어하여 구현될 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 돌출 부재(332a') 및 제2 돌출 부재(332b')는 서로 인접할 수 있고, 제1 돌출 부재(332a') 및 제3 돌출 부재(332c')는 서로 인접할 수 있다.
선택적 실시예로서 복수의 제1 돌출 부재(332a'), 제2 돌출 부재(332b') 및 제3 돌출 부재(332c')가 배치되면서 볼록 영역(330p') 및 오목 영역(330c')을 형성할 수 있다. 예를들면 볼록 영역(330p')은 유체(WT)를 향하는 방향으로 돌출된 영역이고, 오목 영역(330c')은 볼록 영역(330p')과 인접하고 베이스(331)를 향하는 방향으로 오목한 골짜기 형태를 가질 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 볼록 영역(330p') 및 오목 영역(330c')은 교대로 배치될 수 있다.
볼록 영역(330p') 및 오목 영역(330c')의 구조를 통하여 이와 접하는 유체(WT)로의 열전달 특성을 향상할 수 있다. 또한, 볼록 영역(330p') 및 오목 영역(330c')을 통한 유체(WT)의 흐름을 원활하게 하여 본체부(320')내에서의 유체(WT)순환 특성을 향상하여 본체부(320') 내의 유체(WT)의 가열 속도를 향상할 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 5의 M 방향에서 본 예시적인 도면들이다.
도 7을 참조하면 방열부(330)의 베이스(331)의 일면에 방열 돌출부(332)가 형성될 수 있고, 방열 돌출부(332)는 일 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 예를들면 방열 돌출부(332)의 각각은 베이스(331)의 일면에 형성되고 본체부(320) 내에서 본체부(320)의 일측면 및 이와 대향하는 측면을 향하도록 형성될 수 있다.
또한, 각각의 방열 돌출부(332)들은 서로 이격된 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 방열 돌출부(332)는 높이보다 작은 폭을 가질 수 있다.
또 다른 예시로서 도 8을 참조하면 방열부(330")의 베이스(331")의 일면에 방열 돌출부(332")가 형성될 수 있고, 방열 돌출부(332")는 일 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 또한 길이 방향을 따라서 서로 이격된 복수 개의 방열 돌출부(332")를 포함할 수 있다. 이를 통하여 유체(WT)의 흐름의 경로를 다양하게 또는 길게 형성하여 유체(WT)의 가열 특성을 향상할 수 있다.
길이 방향과 교차하는 방향, 예를들면 폭 방향으로 서로 인접한 복수 개의 방열 돌출부(332")는 서로 나란하지 않게 배치될 수 있다.
선택적 실시예로서 길이 방향과 교차하는 방향, 예를들면 폭 방향으로 서로 인접한 복수 개의 방열 돌출부(332")가 서로 나란하게 배치된 것을 포함할 수 있다.
본 실시예의 전극 보일러 디바이스는 가열부의 전극부의 전극에 인가된 전류의 제어를 통하여 가열부 내측의 전해수를 가열할 수 있다. 이러한 전해수의 열은 본체부의 유체에 전달되어 유체가 가열될 수 있다. 이 때, 가열부와 본체부의 사이에 방열부를 배치하여 전해수의 열이 방열부를 통하여 유체에 전달되도록 할 수 있다.
이러한 구성을 통하여 전해수의 열이 효과적으로 유체에 전달될 수 있어 전해수를 통한 유체의 가열 효율을 향상할 수 있다.
또한, 방열부가 베이스 및 복수의 방열 돌출부를 포함하여 유체가 방열부 상의 흐름의 경로를 증가하여 유체의 가열 특성을 향상할 수 있다.
예를들면 방열 돌출부는 길이 방향을 따라서 길게 연장된 형태를 가질 수 있고, 예를들면 본체부 내측면의 일 영역 및 이와 대향하는 측면을 향하도록 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 이를 통하여 본체부 내의 유체에 대한 가열 균일성을 향상할 수 있다.
선택적 실시예로서 방열 돌출부의 높이가 서로 상이한 복수 개를 구비하도록 하여 방열부는 유체를 향하는 방향으로 볼록 영역 및 오목 영역을 포함할 수 있다. 방열부의 이러한 형태를 통하여 본체부 내측 공간에서의 유체가 효과적으로 흐름을 형성하고 미가열 유체가 가열되고, 대류하여 가열 속도를 향상할 수 있다.
또한, 전해수와 중첩되도록 가열부의 측면을 향하도록, 예를들면 가열부 및 본체부가 배열되는 방향과 교차하는 방향을 따라 연장된 형태로 전극부의 전극들을 배치하여 가열부 내의 전해수의 가열 속도를 향상할 수 있다.
또한, 이러한 가열된 전해수와 중첩되도록 유체가 배치되어 유체의 가열이 빠르게 진행될 수 있고, 본체부로 유입된 미가열 유체로부터 가열된 가열 유체의 순환의 흐름이 원활하게 진행되어 전극 보일러 디바이스의 전체적 효율을 향상할 수 있어, 사용자의 편의성을 향상할 수 있다. 예를들면 사용자에게 온수를 용이하게 공급할 수 있다.
또한, 방열부의 측면 중 전해수를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 전해수로부터 방열부로의 전류의 흐름 또는 누설 전류의 흐름의 발생을 감소하거나 방지할 수 있다. 또한, 방열부의 측면 중 유체를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 방열부에 잔존할 수 있는 누설 전류의 성분이 유체에 전달되는 것을 효과적으로 감소하거나 방지하여 유체가 가열되어 전극 보일러 디바이스의 외부로 배출되는 경우에도 사용자의 사용 안정성을 증대할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 9를 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(400)는 가열부(410), 본체부(420), 방열부(430) 및 전극부(460)를 포함할 수 있다.
가열부(410)는 내측에 전해수(IW)가 배치되도록 형성될 수 있다. 또한, 선택적 실시예로서 제1 연결부(415)가 가열부(410)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 제1 연결부(415)는 가열부(410)의 측면의 상단으로부터 외측으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
가열부(410)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
본체부(420)는 적어도 일 영역에서 상기 전해수(IW)와 중첩되도록 유체(WT)가 내측에 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 유체(WT)는 다양한 종류를 포함할 수 있고, 예를들면 액체 또는 기체를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 유체(WT)는 물을 포함할 수 있고, 예를들면 전극 보일러 디바이스(400)는 온수를 이용하는 방식을 포함할 수 있다.
본체부(420)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 적어도 유체(WT)의 유입을 위한 유입부(421) 및 유체(WT)의 배출을 위한 배출부(422)를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 연결부(425)가 본체부(420)의 일측에 형성될 수 있고, 제2 연결부(425)는 제1 연결부(415)와 중첩되도록 형성될 수 있다.
본체부(420)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
전극부(460)는 상기 가열부(410) 내에 배치될 수 있고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
방열부(430)는 상기 가열부(410)와 상기 본체부(420)의 사이에 배치될 수 있다.
방열부(430)는 가열부(410)에 배치된 전해수(IW)와 본체부(420)에 배치된 유체(WT)의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 방열부(430)는 전극부(460)와 이격되도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(430)는 전해수(IW)와 접할 수 있고, 예를들면 가열부(410)의 상측이 개방된 형태로서 개방된 영역의 상부를 방열부(430)가 덮는 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(430)는 유체(WT)와 접할 수 있고, 예를들면 본체부(420)의 일측, 구체적 예로서 가열부(410)를 향하는 일측이 개방된 형태로서 이러한 개방된 영역을 방열부(430)가 덮는 형태를 가질 수도 있다.
방열부(430)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 예를들면 굴곡진 형태를 가질 수 있다. 구체적 예로서 방열부(430)는 유체(WT)를 향하는 방향을 기준으로 제1 볼록 영역(430p1) 및 제1 오목 영역(430c1)을 포함할 수 있다. 이를 통하여 유체(WT)와 방열부(430)의 접촉 면적을 증가하고 방열부(430)상부에서의 유체(WT)의 원활한 흐름을 형성할 수 있다.
또한, 방열부(430)는 전해수(IW)를 향하는 방향을 기준으로 제2 볼록 영역(430p2) 및 제2 오목 영역(430c2)을 포함할 수 있다. 예를들면 제2 볼록 영역(430p2)은 제1 오목 영역(c1)에 대응된 위치에 형성되고, 제2 오목 영역(430c2)은 제1 볼록 영역(430p1)에 대응된 위치에 형성될 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)와 방열부(430)의 접촉 면적을 증가하고 전해수(IW)로부터 방열부(430)로 열이 효과적으로 전달될 수 있다.
선택적 실시예로서 하나 이상의 제1 볼록 영역(430p1) 및 하나 이상의 제1 오목 영역(430c1)이 순차적으로 배열될 수 있다. 또한, 제1 볼록 영역(430p1) 및 하나 이상의 제1 오목 영역(430c1)은 일 방향을 따라서 길게 연장된 형태를 가질 수 있고, 예를들면 본체부(420)의 내측면의 일 측면 및 이와 대향하는 측면의 영역을 향하도록 연장될 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 하나 이상의 제2 볼록 영역(430p2) 및 하나 이상의 제2 오목 영역(430c2)이 순차적으로 배열될 수 있다.
방열부(430)는 열전도도 높은 재질로 형성될 수 있고, 예를들면 금속 재료를 포함하도록 형성될 수 있다. 방열부(430)를 통하여 전해수(IW)의 열이 유체(WT)에 용이하게 전달될 수 있다.
구체적 예로서 방열부(430)는 철, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 기타 합금을 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 방열부(430)는 전해수(IW)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있고, 또한 유체(WT)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)로부터 전류가 방열부(430)를 통하여 흐르는 것을 감소하거나 방지할 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(430)는 측면으로부터 길게 연장된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 방열부(430)의 가장자리의 적어도 일 영역, 구체적 예로서 방열부(430)의 적어도 일 영역은 전해수(IW) 및 유체(WT)와 중첩되지 않도록 연장되도록 형성될 수 있다.
또한 방열부(430)의 연장된 적어도 일 영역은 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(425)와 중첩되도록 형성되고 제1 연결부(415)와 제2 연결부(425)의 사이에 배치될 수 있다.
구체적 예로서 방열부(430)의 연장된 적어도 일 영역은 전해수(IW) 또는 유체부(WT)가 배치된 영역을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제1 연결부(415) 및 제2 연결부(425)는 그 사이에 배치된 방열부(430)의 일 영역과 중첩되어 결합된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(425)와 방열부(430)의 일 영역이 결합되어 가열부(410), 본체부(420) 및 방열부(430)가 결합될 수 있다.
선택적 실시예로서 체결 부재(CBM)가 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(425)는 그 사이에 배치된 방열부(430)의 일 영역과 중첩되도록 배치되어 제1 연결부(415) 및 제2 연결부(425)는 그 사이에 배치된 방열부(430)의 일 영역이 결합되도록 할 수 있다.
예를들면 체결 부재(CBM)는 볼트 또는 너트의 형태를 포함할 수 있다. 또한 다른 예로서, 체결 부재(CBM)는 나사, 스크류, 핀, 리벳 또는 기타 다양한 형태나 종류의 체결을 위한 부재를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 압력 제어부(490)가 본체부(420)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 압력 제어부(490)는 본체부(420)의 상부, 예를들면 가열부(410)를 향하는 영역의 반대면에 형성될 수 있다. 압력 제어부(490)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
선택적 실시예로서 전술한 도 2의 구성이 적용될 수 있고, 예를들면 방열부(430)는 유체(WT)를 향하는 측면에 제1 절연층(미도시) 및 전해수(IW)를 향하는 측면에 제2 절연층(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 이 때 제2 절연층(미도시)는 방열부(430)의 베이스(431) 및 방열 돌출부(432)의 표면에 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 전술한 도 3의 구성이 적용될 수 있고, 예를들면 가열부(410)는 적어도 전해수(IW)를 향하는 내측면에 제3 절연층(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 절연층의 재료 등에 대한 내용은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하므로 구체적 설명은 생략한다.
본 실시예의 전극 보일러 디바이스는 가열부의 전극부의 전극에 인가된 전류의 제어를 통하여 가열부 내측의 전해수를 가열할 수 있다. 이러한 전해수의 열은 본체부의 유체에 전달되어 유체가 가열될 수 있다. 이 때, 가열부와 본체부의 사이에 방열부를 배치하여 전해수의 열이 방열부를 통하여 유체에 전달되도록 할 수 있다.
이러한 구성을 통하여 전해수의 열이 효과적으로 유체에 전달될 수 있어 전해수를 통한 유체의 가열 효율을 향상할 수 있다.
또한, 방열부가 유체를 향하도록 형성된 하나 이상의 제1 볼록 영역 및 제1 오목 영역을 포함하여 방열부로부터 유체로의 열전달 효율을 향상하고 유체의 흐름을 통한 원활한 유체의 순환을 향상할 수 있다.
또한, 방열부가 전해수를 향하도록 형성된 하나 이상의 제2 볼록 영역 및 제2 오목 영역을 포함하여 전해수로부터 방열부로의 열전달이 원활하게 진행될 수 있다.
또한, 전해수와 중첩되도록 가열부의 측면을 향하도록, 예를들면 가열부 및 본체부가 배열되는 방향과 교차하는 방향을 따라 연장된 형태로 전극부의 전극들을 배치하여 가열부 내의 전해수의 가열 속도를 향상할 수 있다.
또한, 이러한 가열된 전해수와 중첩되도록 유체가 배치되어 유체의 가열이 빠르게 진행될 수 있고, 본체부로 유입된 미가열 유체로부터 가열된 가열 유체의 순환의 흐름이 원활하게 진행되어 전극 보일러 디바이스의 전체적 효율을 향상할 수 있어, 사용자의 편의성을 향상할 수 있다. 예를들면 사용자에게 온수를 용이하게 공급할 수 있다.
또한, 방열부의 측면 중 전해수를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 전해수로부터 방열부로의 전류의 흐름 또는 누설 전류의 흐름의 발생을 감소하거나 방지할 수 있다. 또한, 방열부의 측면 중 유체를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 방열부에 잔존할 수 있는 누설 전류의 성분이 유체에 전달되는 것을 효과적으로 감소하거나 방지하여 유체가 가열되어 전극 보일러 디바이스의 외부로 배출되는 경우에도 사용자의 사용 안정성을 증대할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 10을 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(500)는 가열부(510), 본체부(520), 방열부(530) 및 전극부(560)를 포함할 수 있다.
가열부(510)는 내측에 전해수(IW)가 배치되도록 형성될 수 있다. 또한, 선택적 실시예로서 제1 연결부(515)가 가열부(510)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 제1 연결부(515)는 가열부(510)의 측면의 상단으로부터 외측으로 연장된 형태를 가질 수 있다.
가열부(510)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
본체부(520)는 적어도 일 영역에서 상기 전해수(IW)와 중첩되도록 유체(WT)가 내측에 배치될 수 있도록 형성될 수 있다. 유체(WT)는 다양한 종류를 포함할 수 있고, 예를들면 액체 또는 기체를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 유체(WT)는 물을 포함할 수 있고, 예를들면 전극 보일러 디바이스(500)는 온수를 이용하는 방식을 포함할 수 있다.
본체부(520)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 적어도 유체(WT)의 유입을 위한 유입부(521) 및 유체(WT)의 배출을 위한 배출부(522)를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 연결부(525)가 본체부(520)의 일측에 형성될 수 있고, 제2 연결부(525)는 제1 연결부(515)와 중첩되도록 형성될 수 있다.
본체부(520)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
전극부(560)는 상기 가열부(510) 내에 배치될 수 있고, 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 구체적 설명은 생략한다.
방열부(530)는 상기 가열부(510)와 상기 본체부(520)의 사이에 배치될 수 있다.
방열부(530)는 가열부(510)에 배치된 전해수(IW)와 본체부(520)에 배치된 유체(WT)의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 방열부(530)는 전극부(560)와 이격되도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(530)는 전해수(IW)와 접할 수 있고, 예를들면 가열부(510)의 상측이 개방된 형태로서 개방된 영역의 상부를 방열부(530)가 덮는 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(530)는 유체(WT)와 접할 수 있고, 예를들면 본체부(520)의 일측, 구체적 예로서 가열부(510)를 향하는 일측이 개방된 형태로서 이러한 개방된 영역을 방열부(530)가 덮는 형태를 가질 수도 있다.
방열부(530)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 예를들면 굴곡진 형태를 가질 수 있다. 구체적 예로서 방열부(530)는 유체(WT)를 향하는 방향을 기준으로 볼록 영역 및 오목 영역을 포함할 수 있다.
구체적 예로서 방열부(530)는 베이스(531) 및 방열 돌출부(532)를 포함할 수 있다.
베이스(531)는 적어도 일 영역이 전해수(IW) 및 유체(WT)를 벗어나도록 연장된 형태를 가질 수 있다.
또한 베이스(531)는 굴곡진 형태를 가질 수 있다. 예를들면 유체(WT)를 향하는 방향을 기준으로 볼록 및 오목 영역을 갖도록 굴곡진 형태를 가질 수 있고, 이를 통하여 유체(WT)와의 접촉 면적을 증가하고 방열부(530)상부에서의 유체(WT)의 원활한 흐름을 형성할 수 있다. 또한, 베이스(531)는 전해수(IW)를 향하는 방향을 기준으로 볼록 영역 및 오목 영역을 포함하도록 형성되고, 이를 통하여 전해수(IW)와 방열부(530)의 접촉 면적을 증가하고 전해수(IW)로부터 방열부(530)로 열이 효과적으로 전달될 수 있다.
방열 돌출부(532)는 복수 개로 구비될 수 있고, 베이스(531)에 연결되어 베이스(531)로부터 유체(WT)를 향하도록 돌출될 수 있다.
복수의 방열 돌출부(532)를 통하여 방열부(330)로부터 유체(WT)로의 열전달 효율을 향상할 수 있다.
선택적 실시예로서 복수의 방열 돌출부(532)는 일 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있고, 서로 간에 이격된 영역을 가질 수 있다.
방열 돌출부(532)는 전극부(560)의 위치를 기준으로 서로 상이한 높이를 갖는 복수의 돌출 부재로서 제1 돌출 부재(532a), 제2 돌출 부재(532b) 또는 제3 돌출 부재(532c)를 포함할 수 있다.
예를들면 제1 돌출 부재(532a)보다 제2 돌출 부재(532b)의 높이가 높고, 제3 돌출 부재(532c)는 제1 돌출 부재(532a)와 제2 돌출 부재(532b)의 사이에 해당하는 높이를 가질 수 있다. 이러한 상이한 높이에 의하여 본체부(520)의 내측의 유체(WT)를 향하는 볼록 또는 오목한 영역이 복수 개 형성될 수 있고, 유체(WT)의 흐름을 원활하게 하여 본체부(520)내에서의 유체(WT)순환 특성을 향상하여 본체부(520) 내의 유체(WT)의 가열 속도를 향상할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 돌출 부재(532a), 제2 돌출 부재(532b) 또는 제3 돌출 부재(532c)는 방열부(530)의 베이스(531)로부터 돌출된 방향을 기준으로 길이를 가질 수 있고, 각각의 길이는 동일할 수 있다.
방열부(530)는 열전도도 높은 재질로 형성될 수 있고, 예를들면 금속 재료를 포함하도록 형성될 수 있다. 방열부(530)를 통하여 전해수(IW)의 열이 유체(WT)에 용이하게 전달될 수 있다.
구체적 예로서 방열부(530)는 철, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 기타 합금을 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 방열부(530)는 전해수(IW)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있고, 또한 유체(WT)를 향하는 일측에 절연 코팅층(미도시)을 포함할 수 있다. 이를 통하여 전해수(IW)로부터 전류가 방열부(530)를 통하여 흐르는 것을 감소하거나 방지할 수 있다.
선택적 실시예로서 방열부(530)는 측면으로부터 길게 연장된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 방열부(530)의 가장자리의 적어도 일 영역, 구체적 예로서 방열부(530)의 적어도 일 영역은 전해수(IW) 및 유체(WT)와 중첩되지 않도록 연장되도록 형성될 수 있다.
또한 방열부(530)의 연장된 적어도 일 영역은 제1 연결부(515) 및 제2 연결부(525)와 중첩되도록 형성되고 제1 연결부(515)와 제2 연결부(525)의 사이에 배치될 수 있다.
구체적 예로서 방열부(530)의 연장된 적어도 일 영역은 전해수(IW) 또는 유체부(WT)가 배치된 영역을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제1 연결부(515) 및 제2 연결부(525)는 그 사이에 배치된 방열부(530)의 일 영역과 중첩되어 결합된 영역을 가질 수 있다. 예를들면 제1 연결부(515) 및 제2 연결부(525)와 방열부(530)의 일 영역이 결합되어 가열부(510), 본체부(520) 및 방열부(530)가 결합될 수 있다.
선택적 실시예로서 체결 부재(CBM)가 제1 연결부(515) 및 제2 연결부(525)는 그 사이에 배치된 방열부(530)의 일 영역과 중첩되도록 배치되어 제1 연결부(515) 및 제2 연결부(525)는 그 사이에 배치된 방열부(530)의 일 영역이 결합되도록 할 수 있다.
예를들면 체결 부재(CBM)는 볼트 또는 너트의 형태를 포함할 수 있다. 또한 다른 예로서, 체결 부재(CBM)는 나사, 스크류, 핀, 리벳 또는 기타 다양한 형태나 종류의 체결을 위한 부재를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 압력 제어부(590)가 본체부(520)의 일측에 형성될 수 있다. 예를들면 압력 제어부(590)는 본체부(520)의 상부, 예를들면 가열부(510)를 향하는 영역의 반대면에 형성될 수 있다. 압력 제어부(590)의 구성 등은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로 더 구체적 설명은 생략한다.
선택적 실시예로서 전술한 도 2의 구성이 적용될 수 있고, 예를들면 방열부(530)는 유체(WT)를 향하는 측면에 제1 절연층(미도시) 및 전해수(IW)를 향하는 측면에 제2 절연층(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 이 때 제2 절연층(미도시)는 방열부(530)의 베이스(531) 및 방열 돌출부(532)의 표면에 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 전술한 도 3의 구성이 적용될 수 있고, 예를들면 가열부(510)는 적어도 전해수(IW)를 향하는 내측면에 제3 절연층(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 절연층의 재료 등에 대한 내용은 전술한 실시예에서 설명한 바와 동일하므로 구체적 설명은 생략한다.
도 11은 도 10의 K 방향에서 본 예시적인 도면이다.
도 11을 참조하면 선택적 실시예로서 본체부(520)는 원형과 유사한 형태의 평면 또는 단면을 갖는 기둥, 예를들면 속이 빈 원기둥의 일부를 포함하는 형태를 가질 수 있다.
또한, 제2 연결부(525)는 본체부(520)의 측면의 둘레에 형성될 수 있고, 체결을 위한 폭을 가질 수 있다. 또한 도시하지 않았으나 가열부(510)의 제1 연결부(515)가 제2 연결부(525)가 제2 연결부(525)에 대응되고 중첩되도록 형성될 수 있고, 그 사이에 방열부(530)의 일 영역, 구체적 예로서 방열부(530)의 베이스(531)의 연장된 영역이 배치되고, 복수 개의 체결 부재(CBM)으로 결합될 수 있다.
복수 개의 체결 부재(CBM)은 도시한 것과 같이 본체부(520)의 측면의 둘레에 서로 이격되도록 형성될 수 있다.
체결 부재(CBM)으로 체결되는 영역들, 예를들면 제1 연결부(515), 제2 연결부(525) 및 그 사이의 방열부(530)의 영역은 전해수(IW) 및 유체(WT)의 외측에 배치된 영역일 수 있다. 이를 통하여 전극부(550)를 통한 전해수(IW)의 가열, 전해수(IW)를 통한 유체(WT)의 효율적 가열이 용이하게 진행될 수 있다.
도 12는 도 10의 M 방향에서 본 예시적인 도면이다.
선택적 실시예로서 베이스(531)의 일면에 방열 돌출부(532)가 형성될 수 있고, 방열 돌출부(532)는 일 방향으로 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 예를들면 방열 돌출부(532)의 각각은 베이스(531)의 일면에 형성되고 본체부(520) 내에서 본체부(520)의 일측면 및 이와 대향하는 측면을 향하도록 형성될 수 있다.
또한, 각각의 방열 돌출부(532)들은 서로 이격된 형태를 가질 수 있다.
선택적 실시예로서 방열 돌출부(532)는 높이보다 작은 폭을 가질 수 있다.
본 실시예의 전극 보일러 디바이스는 가열부의 전극부의 전극에 인가된 전류의 제어를 통하여 가열부 내측의 전해수를 가열할 수 있다. 이러한 전해수의 열은 본체부의 유체에 전달되어 유체가 가열될 수 있다. 이 때, 가열부와 본체부의 사이에 방열부를 배치하여 전해수의 열이 방열부를 통하여 유체에 전달되도록 할 수 있다.
이러한 구성을 통하여 전해수의 열이 효과적으로 유체에 전달될 수 있어 전해수를 통한 유체의 가열 효율을 향상할 수 있다.
또한, 방열부는 본체부 및 방열 돌출부를 구비하고, 본체부가 유체를 향하도록 형성된 하나 이상의 볼록 영역 및 오목 영역을 포함하여 방열부로부터 유체로의 열전달 효율을 향상하고 유체의 흐름을 통한 원활한 유체의 순환을 향상할 수 있다.
또한, 방열부의 베이스가 전해수를 향하도록 형성된 하나 이상의 볼록 영역 및 오목 영역을 포함하여 전해수로부터 방열부로의 열전달이 원활하게 진행될 수 있다.
또한, 베이스로부터 돌출된 복수 개의 방열 돌출부를 구비하고, 이러한 방열 돌출부는 선택적 실시예로서 서로 이격되고 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 방열 돌출부를 통하여 방열부를 통한 유체로의 열전달 면적을 증가하여 유체의 가열 속도를 향상하고 가열 균일도를 향상할 수 있다.
또한, 전해수와 중첩되도록 가열부의 측면을 향하도록, 예를들면 가열부 및 본체부가 배열되는 방향과 교차하는 방향을 따라 연장된 형태로 전극부의 전극들을 배치하여 가열부 내의 전해수의 가열 속도를 향상할 수 있다.
또한, 이러한 가열된 전해수와 중첩되도록 유체가 배치되어 유체의 가열이 빠르게 진행될 수 있고, 본체부로 유입된 미가열 유체로부터 가열된 가열 유체의 순환의 흐름이 원활하게 진행되어 전극 보일러 디바이스의 전체적 효율을 향상할 수 있어, 사용자의 편의성을 향상할 수 있다. 예를들면 사용자에게 온수를 용이하게 공급할 수 있다.
또한, 방열부의 측면 중 전해수를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 전해수로부터 방열부로의 전류의 흐름 또는 누설 전류의 흐름의 발생을 감소하거나 방지할 수 있다. 또한, 방열부의 측면 중 유체를 향하는 측면에 절연층, 예를들면 세라믹과 같은 무기 절연층이 포함되도록 하여 방열부에 잔존할 수 있는 누설 전류의 성분이 유체에 전달되는 것을 효과적으로 감소하거나 방지하여 유체가 가열되어 전극 보일러 디바이스의 외부로 배출되는 경우에도 사용자의 사용 안정성을 증대할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 13을 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(500)는 가열부(510), 본체부(520), 방열부(530) 및 전극부(560)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
본 실시예의 전극부(560)는 3상 형태로서 3개의 전극 부재를 포함할 수 있다. 구체적으로 제1 전극(661), 제2 전극(662) 및 제3 전극(663)을 포함할 수 있다.
제1, 2, 3 전극(661, 662, 663)에는 전류가 인가되도록 전극 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 관한 전극 보일러 디바이스를 도시한 개략적인 도면이다.
도 14를 참조하면 본 실시예의 전극 보일러 디바이스(1000)는 가열부(1510), 본체부(1520), 방열부(1530), 전극부(1560) 및 전해수 공급 제어 모듈(700)을 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명하기로 한다.
가열부(1510), 본체부(1520), 방열부(1530) 및 전극부(1560)를 포함하는 부재들의 설명은 전술한 실시예들 중 선택적으로 하나의 실시예에서 설명한 바와 같으므로 구체적 내용의 설명은 생략한다.
전해수 공급 제어 모듈(700)은 가열부(510)에 연결될 수 있고, 가열부(510)로 전해수(IW)를 공급할 수 있다.
예를들면 전해수 공급 제어 모듈(700)은 제1 통로부(JIL) 및 제2 통로부(JWL)를 통하여 가열부(1510)와 유체 연결될 수 있고, 전해수(IW)를 가열부(1510)로 보충 공급할 수 있다. 또한, 선택적 실시예로서 제1 통로부(JIL) 및 제2 통로부(JWL)를 통하여 가열부(1510)로부터 전해수 공급 제어 모듈(700)로 유입되어 전해수 공급 제어 모듈(700)에서의 처리 후에 다시 가열부(1510)로 유입될 수도 있다.
전해수 공급 제어 모듈(700)을 더 구체적으로 설명한다.
전해수 공급 제어 모듈(700)은 공간부(710), 전극 세트(720), 제1 유로부(701), 제2 유로부(702) 및 공급부(780)를 포함할 수 있다.
공간부(710)는 전극 세트(720)를 수용하도록 형성될 수 있다. 또한, 공간부(710)는 전해수(IW)를 수용할 수 있도록 형성될 수 있다.
공간부(710)는 다양한 형태를 가질 수 있고, 전극 세트(720)를 수용하도록 형성되고, 선택적 실시예로서 전극 세트(720)의 일단이 공간부(710)의 일면과 이격되도록 형성될 수 있다.
공간부(710)내의 전해수(IW)는 전극 세트(720)를 통하여 인가된 전류의 제어에 의하여 줄열에 의하여 가열될 수 있고, 공간부(710)내에서 가열된 전해수(IW)는 1차적인 열의 공급원이 될 수 있다.
공간부(710)는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 공간부(710)는 내구성이 있는 재질로 형성될 수 있고, 구체적 예로서 금속 재질로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 공간부(710)는 절연 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 수지, 세라믹을 포함할 수 있다.
다른 예로서 공간부(710)는 불소 수지인 테프론 수지를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 적어도 공간부(710)의 면 중 전해수(IW)와 인접한 내측면에 테프론 수지층을 포함할 수 있다. 이러한 테프론 수지층은 절연성 테프론층일 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 공간부(710)의 면 중 전해수(IW)와 인접한 내측면에 정전기 방지 테프론 수지층을 포함할 수 있다.
전극 세트(720)는 공간부(710)내의 전해수(IW)와 접하도록 배치될 수 있다. 전극 세트(720)는 복수 개의 전극(721, 722, 723)을 포함할 수 있다.
예를들면 전극 세트(720)는 3상의 형태로서 삼각형, 구체적으로 정삼각형과 유사한 형태로 배치된 3개의 전극(721, 722, 723)을 포함할 수 있다.
다른 선택적 실시예로서 도시하지 않았으나 전극 세트(720)는 2상 형태로서 2개의 전극을 포함할 수도 있다.
각 전극(721, 722, 723)에는 전류가 인가되도록 전극(721, 722, 723)의 일 영역이 도전부(WL)와 연결될 수 있다. 도전부(WL)는 와이어 형태의 도선일 수 있다.
또한, 도전부(WL)는 공간부(710)의 외부에 배치된 일 영역에 배치되어 전해수(IW)와 접하지 않도록 배치될 수 있고, 이러한 공간부(710)의 외부에서 각 전극(721, 722, 723)과 연결되도록 형성 수 있다.
제1 유로부(701)는 공간부(710)와 연결되도록 형성될 수 있다. 제1 유로부(701)는 공간부(710)와 연결되어 공간부(710)로부터 전해수(IW)가 나가도록 형성될 수 있다.
공간부(710)에서 나온 전해수(IW), 예를들면 전극 세트(720)에 인가된 전류에 의하여 가열된 전해수(IW)는 제1 유로부(701)를 통하여 공급부(780)에 전달될 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 유로부(701)는 공간부(710)의 영역 중 상부에 연결될 수 있는데, 이러한 "상부"는 공간부(710)의 영역 중 지면으로부터 멀리 떨어진 영역일 수 있다. 이를 통하여 공간부(710)내에서 가열된 전해수(IW)가 용이하게 제1 유로부(701)로 유출될 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 유로부(701)에 연결되도록 펌프부(PP)가 배치될 수 있다.
펌프부(PP)는 제1 유로부(701)를 통하여 공간부(710)내의 가열된 전해수(IW)가 용이하게 공급부(780)로 전달되도록 압력을 가할 수 있다. 또한, 펌프부(PP)의 제어를 통하여 공간부(710)내의 가열된 전해수(IW)가 제1 유로부(701)를 거쳐 공급부(780)로 전달시 수량 및 유속을 제어할 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 유로부(701)에 연결되도록 벤트부(VT)가 배치될 수 있다.
벤트부(VT)는 제1 유로부(701)를 통하여 공간부(710)내의 가열된 전해수(IW)가 공급부(780)로 전달되는 중에, 지속적으로 가열되는 전해수(IW)의 온도로 인하여 발생하는 증기압을 배출하도록 형성될 수 있고, 또한 반대로 필요한 경우에 추가적으로 공기 유입을 하도록 형성될 수도 있다.
선택적 실시예로서 벤트부(VT)는 밸브 등을 포함하여 선택적으로 필요한 시기에 제1 유로부(701)의 증기압의 배출을 제어할 수 있다.
선택적 실시예로서 벤트부(VT)는 펌프부(PP)와 공급부(780)의 사이에 배치될 수 있다. 이를 통하여 펌프부(PP)의 동작 시 발생할 수 있는 비정상적인 펌프부(PP)를 통과하여 공급부(780)로의 제1 유로부(701)에서의 전해수(IW)의 과도한 흐름 및 끓어오름으로 인한 압력 증가를 용이하게 제어할 수 있다.
제1 유로부(701)는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 제1 유로부(701)는 전해수(IW)의 급격한 흐름 및 가열에 견디도록 내구성 및 내열성이 있는 재질로 형성될 수 있고, 구체적 예로서 금속 재질로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 제1 유로부(701)는 절연 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 수지, 세라믹을 포함할 수 있다.
다른 예로서 제1 유로부(701)는 불소 수지인 테프론 수지를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 적어도 제1 유로부(701)의 면 중 전해수(IW)와 인접한 내측면에 테프론 수지층을 포함할 수 있다. 이러한 테프론 수지층은 절연성 테프론층일 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 제1 유로부(701)의 면 중 전해수(IW)와 인접한 내측면에 정전기 방지 테프론 수지층을 포함할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 제1 유로부(701)의 영역 중 펌프부(PP) 및 벤트부(VT)와 연결된 영역의 내측면에 정전기 방지 테프론 수지층을 포함할 수 있다.
제2 유로부(702)는 공간부(710)와 연결되도록 형성될 수 있다. 제2 유로부(702)는 공간부(710)와 연결되어 공간부(710)로 전해수(IW)가 유입되도록 형성될 수 있다.
공간부(710)에서 나온 전해수(IW), 예를들면 전극 세트(720)에 인가된 전류에 의하여 가열된 전해수(IW)는 제1 유로부(701)를 통하여 공급부(780)에 전달될 수 있다.
또한, 이러한 공급부(780)에 전달된 전해수(IW)는 제1 통로부(JIL) 또는 제2 통로부(JWL)를 통하여, 예를들면 제1 통로부(JIL)를 통하여 가열부(1510)으로 공급될 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 가열부(1510)으로부터 제1 통로부(JIL) 또는 제2 통로부(JWL)를 통하여, 예를들면 제2 통로부(JWL)를 통하여 공급부(780)로 유입될 수 있다.
공급부(780)에 수용되어 있던 전해수(IW)는 제2 유로부(702)를 통하여 공간부(710)에 유입될 수 있다. 그리고 이러한 제2 유로부(702)를 통하여 유입된 전해수(IW)는 전극 세트(720)에 의한 전류에 의하여 가열되어 다시 제1 유로부(701)를 통하여 공급부(780)방향으로 유출될 수 있다.
이러한 과정을 통하여 가열부(1510)를 향하도록, 가열된 전해수(IW)를 용이하게 공급 및 보충할 수 있다. 또한, 공간부(710)에서 전극 세트(720)를 통하여 전류를 통한 가열이 된 전해수(IW)가 가열부(1510)에 공급되므로 전해수(IW)의 품질이 용이하게 유지될 수 있고, 예를들면 농도, 이온 함량등의 특성을 유지하여 전해수(IW)의 전기적 특성을 유지할 수 있다. 가열부(1510) 내에서의 전해수(IW)의 가열 특성은 전해수(IW)의 전기적 특성에 따라 정밀하게 제어되어야 하고, 본 실시예는 복수 회 또는 지속적으로 공간부(710)의 전극 세트(720)에서 전기적 처리가 된 전해수(IW)가 공급부(780)로 이동하고 가열부(1510)로 보충될 수 있어서 가열부(1510) 내측의 전해수(IW)의 전기적 품질을 유지하기 용이하다.
선택적 실시예로서 제2 유로부(702)는 공간부(710)의 영역 중 하부에 연결될 수 있는데, 이러한 "하부"는 공간부(710)의 영역 중 상기 공간부(710)의 영역 중 제1 유로부(701)가 연결된 상면보다 지면에 더 가까운 영역일 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 유로부(702)에 연결되도록 보충부(750)가 배치될 수 있다.
보충부(750)는 제2 유로부(702)에 연결되어 제2 유로부(702)로 전해수(IW)를 공급하도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 보충부(750)는 별도로 구비된 공급부(미도시)와 연결되어 공급부로부터 전해수(IW)을 공급받을 수도 있다.
보충부(750)는 제2 유로부(702)에 연결되어 제1 유로부(701)에 흐르는 전해수(IW)보다 낮은 온도의 전해수(IW)에 합류하도록 전해수(IW)를 공급할 수 있다. 이를 통하여 가열된 전해수(IW)의 제1 유로부(701)에서의 급격한 추가 보충으로 인한 흘러 넘침이나 비정상적인 증기압 증가 등을 감소하거나 방지할 수 있다.
제2 유로부(702)는 다양한 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 제2 유로부(702)는 전해수(IW)의 급격한 흐름 및 가열에 견디도록 내구성 및 내열성이 있는 재질로 형성될 수 있고, 구체적 예로서 금속 재질로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 유로부(702)는 절연 소재로 형성될 수 있다. 예를들면 수지, 세라믹을 포함할 수 있다.
다른 예로서 제2 유로부(702)는 불소 수지인 테프론 수지를 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서 적어도 제2 유로부(702)의 면 중 전해수(IW)와 인접한 내측면에 테프론 수지층을 포함할 수 있다. 이러한 테프론 수지층은 절연성 테프론층일 수 있다.
선택적 실시예로서 온도 감지부(740)가 제2 유로부(702)에 연결되어 제2 유로부(702)를 통과하는 전해수(IW)의 온도를 측정할 수 있다.
예를들면 실시간으로 제2 유로부(702)내의 전해수(IW)의 온도를 측정하도록 형성 및 배치될 수 있다.
선택적 실시예로서 온도 감지부(740)는 제2 유로부(702)에 연결되어 제1 유로부(701)에 흐르는 가열된 전해수(IW)로 인한 온도 측정 정밀도 감소, 성능 약화 및 오동작이나 불량 발생을 감소하거나 방지할 수 있다.
선택적 실시예로서 온도 감지부(740)의 과열을 제어하도록 냉각부(미도시)가 온도 감지부(740)와 인접하도록 배치될 수 있다.
제어부(미도시)는 전극 세트(720)에 인가되는 전류를 제어하도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 제어부(미도시)는 전극 세트(720)의 각각의 전극(721, 722, 723)을 연결하는 도전부(WL)와 연결될 수 있다.
이를 통하여 제어부(미도시)는 전극 세트(720)에 인가되는 전류의 실시간 제어를 할 수 있다.
이 때, 제어부(미도시)는 전극 세트(720)에 인가되는 전류량을 확인하여 설정된 값에 따라 크게 또는 작게하여 전류 제어를 할 수 있다.
선택적 실시예로서 제어부(미도시)는 전극 세트(720)에 인가되는 전류량을 실시간으로 확인하여 설정된 값에 따라 크게 또는 작게하여 전류 제어를 할 수 있고, 이를 통하여 전해수(IW)의 급격한 온도 변화를 감소할 수 있다.
또한, 선택적 실시예로서 제어부(미도시)는 온도 감지부(740)와 연결될 수 있고, 온도 감지부(740)가 측정한 온도를 이용하여, 전극 세트(720)에 인가되는 전류를 제어할 수 있다. 예를들면 온도 감지부(740)가 측정한 온도가 정상 설정 범위를 초과하는 경우 전극 세트(720)에 인가되는 전류를 정상 설정 범위보다 낮추고, 온도 감지부(740)가 측정한 온도가 정상 설정 범위의 미만일 경우 전극 세트(720)에 인가되는 전류를 정상 설정 범위보다 높게 할 수 있다.
이 때 제어부(미도시)는 이러한 정상 설정 범위보다 높게 또는 낮게 설정한 "감소 온도" 또는 "상승 온도"의 정보를 미리 설정한 값으로 갖고 있을 수 있다.
또한, 다른 예로서 제어부(미도시)는 측정 온도가 정상 설정 범위를 비교하여 그 차이값에 대응하는 "증가폭" 및 "감소폭"에 따라 전류를 변화시킬 수 있고, 이러한 "증가폭" 및 "감소폭"에 따라 변화시켜야 할 전류의 값에 대한 정보는 미리 설정되어 제어부(미도시)가 갖고 있을 수 있다.
선택적 실시예로서 제어부(미도시)는 온도 감지부(740)와 이격된 채, 통신하도록 연결될 수 있다.
다른 예로서 제어부(미도시)는 온도 감지부(740)와 연결되도록 배치될 수 있고, 구체적으로 제어부(미도시)는 온도 감지부(740)의 일면에 배치될 수 있다.
또한 다른 예로서 제어부(미도시)는 온도 감지부(740)와 일체화되도록 형성될 수 있다.
제어부(미도시)는 전류의 변화를 용이하게 하도록 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를들면 다양한 종류의 스위치를 포함할 수 있고, 민감하고 신속한 제어를 위하여 반도체 릴레이(solid state relay, SSR)이와 같은 무접점 릴레이를 포함할 수도 있다.
선택적 실시예로서 제어부(미도시)의 과열을 제어하도록 냉각부(미도시)가 제어부(미도시)와 인접하도록 배치될 수 있다.
본 실시예의 전극 보일러 디바이스는 전해수 공급 제어 모듈을 포함할 수 있다. 전해수 공급 제어 모듈을 통하여 한번 이상 또는 복수 회에 걸쳐서, 구체적 예로서 실시간으로 전해수를 공급할 수 있다. 이때에 전해수 공급 제어 모듈의 공간부의 전극 세트를 통하여 전기적 처리가 된 전해수가 공급되고 이러한 전해수는 가열된 전해수일 수 있다.
결과적으로 가열부 내측에 수용된 전해수의 온도의 저하를 감소하여 가열부에 배치된 전극부를 통한 전해수의 가열 효율을 향상할 수 있고, 본체부의 유체를 가열 특성 및 가열 균일도를 향상할 수 있다.
또한, 가열부 내측에 수용되는 전해수의 전기적 특성을 용이하게 유지하여 가열부 내측에 배치된 전극부를 통한 정밀한 제어를 용이하게 하여 가열부 내측의 전해수의 온도 제어를 정밀하게 할 수 있고, 본체부의 내측에 배치된 유체의 가열 특성 제어 및 온도 제어를 정밀하게 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
실시예에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 실시 예의 범위를 한정하는 것은 아니다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
실시예의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 실시 예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시 예들이 한정되는 것은 아니다. 실시 예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시 예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시 예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
100, 200, 300, 400, 500, 1000: 전극 보일러 디바이스
110, 210, 310, 410, 510, 1510: 가열부
120, 220, 320, 420, 520, 1520: 본체부
130, 230, 330, 430, 530, 1530: 방열부

Claims (4)

  1. 유체를 가열하는 전극 보일러 디바이스로서,
    전해수가 내측에 배치되도록 형성된 가열부;
    적어도 일 영역에서 상기 전해수와 중첩되도록 상기 유체가 내측에 배치될 수 있도록 형성된 본체부;
    상기 가열부 내에 배치되고 상기 본체부의 유체와 중첩되도록 배치되어 상기 전해수를 가열하도록 형성된 복수의 전극을 포함하는 전극부; 및
    상기 가열부와 상기 본체부의 사이에 배치된 방열부를 포함하고,
    상기 전극 보일러 디바이스는 일 방향으로 높이를 갖고,
    상기 전극 보일러 디바이스의 높이 방향을 기준으로 상기 가열부는 상기 본체부보다 아래에 상기 본체부와 중첩되도록 배치되고,
    상기 전극 보일러 디바이스의 높이 방향을 기준으로 상기 본체부 및 상기 가열부는 각각 높이를 갖고,
    상기 전극부의 복수의 전극은 상기 전극 보일러 디바이스, 본체부 및 가열부의 높이 방향과 교차하는 일 방향을 따라 길게 연장되면서 상기 전해수와 중첩되는 형태를 갖는 것을 포함하는, 전극 보일러 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 방열부는 상기 전해수를 향하는 일측에 형성된 절연층을 더 포함하는 전극 보일러 디바이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 가열부, 상기 본체부 및 상기 방열부의 적어도 일 영역은 측면으로부터 연장되어 서로 중첩되어 서로 결합된 영역을 포함하는 전극 보일러 디바이스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 방열부는 베이스 및 상기 베이스로부터 상기 유체를 향하도록 돌출되어 형성된 복수의 방열 돌출부를 포함하는 전극 보일러 디바이스.
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