KR102466207B1 - 순간온수장치 - Google Patents

Abstract

열원을 제공하는 가열부(110); 상기 가열부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되며 내부를 흐르는 물이 상기 가열부(110)에 의해 가열되도록 구성되는 가열관(120); 및 상기 가열관(120)의 둘레에 배치되는 물탱크(130);를 포함하며, 상기 물탱크(130)는 상기 가열부(110)에서 가열관(120)에 전달되지 않고 손실되는 폐열을 회수하도록 구성되는 순간온수장치가 개시된다.

Description

순간온수장치{Instantaneous Water Heater}

본 발명은 온수나 스팀(증기)을 사용자에게 공급할 수 있는 순간온수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐열 회수가 가능한 순간온수장치에 관한 것이다.

순간온수장치는 유입된 물을 가열한 후 사용자에게 공급하는 장치이다. 이러한 순간온수장치는 온수를 제공하거나 스팀(증기)을 분사하는 구성을 가지며, 정수기, 비데, 순간온수기, 스팀발생기 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

이러한 순간온수장치는 히터(가열부)의 외관에 파이프(가열관)를 감고 파이프 내부에 물을 흘려 히팅을 하는 구조를 가질 수 있다.

그러나, 종래의 순간온수장치는 파이프의 둘레에 히터를 감는 구조를 가지므로 파이프와 히터가 정확하게 접촉하도록 설치하는 것이 어렵다. 따라서, 파이프가 히터와 닿는 부분에서는 열교환이 이루어지지만, 파이프가 히터와 닿지 않는 부분에서는 열손실이 발생한다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 순간온수장치는 사용자가 히터나 파이프와 직접 접촉하거나 히터에 의해 가열된 하우징 부분 등에 의하여 화상 등의 부상을 입는 것을 방지하기 위하여 히터나 파이프를 하우징(제품 외관)에서 일정 거리를 두어 설치하거나 단열재를 덮는 구성을 가지고 있다. 그러나, 이러한 구성만으로는 화상 방지 등 사용자의 안전성을 확보하는데 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 가열관을 흐르는 물과 열교환하지 않고 손실되는 폐열을 회수할 수 있는 순간온수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일 측면으로서, 가열부에서 제공되는 열의 손실을 최소화할 수 있는 순간온수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 일 측면으로서, 사용자의 화상을 안정적으로 방지할 수 있는 순간온수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 열원을 제공하는 가열부; 상기 가열부의 둘레를 나선형상으로 감싸도록 배치되며 내부를 흐르는 물이 상기 가열부에 의해 가열되도록 구성되는 가열관; 및 상기 가열관의 둘레에 배치되는 물탱크;를 포함하며, 상기 물탱크는 상기 가열부에서 가열관에 전달되지 않고 손실되는 폐열을 회수하도록 구성되고, 상기 물탱크는 상기 가열관의 외주면을 감싸는 형상을 갖고, 상기 가열관은 상기 가열부와 접촉하도록 배치되고, 상기 물탱크는 상기 가열관과 비접촉하도록 이격되어 배치되는 순간온수장치를 제공한다.

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그리고, 상기 물탱크는 물을 주입하기 위한 주입구를 구비할 수 있다.

또한, 상기 물탱크의 양단과 상기 가열관 사이에는 막음부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 물탱크의 둘레에는 단열부재가 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 의한 순간온수장치는, 상기 물탱크에 수용된 물을 상기 가열관에 공급하는 펌프;를 추가로 포함할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가열관의 둘레에 배치되는 물탱크를 통하여 가열관에 전달되지 않고 손실되는 폐열을 회수할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가열관과 물탱크를 이격 설치함으로써 가열관에서 물탱크로 열이 손실되는 것을 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 막음부재 및 물탱크를 통하여 폐공간을 형성함으로써 온수(스팀) 생성시 가열부에서 제공된 열이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 물탱크의 둘레에 단열부재를 설치함으로써 물탱크에서 흡수한 폐열이 외부로 발산되는 것을 방지하여 열효율을 높일 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 폐열을 회수하여 온도가 상승된 물탱크의 물을 가열관에 공급함으로써 가열효율을 극대화할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 물탱크가 가열부와 가열관을 둘러싸도록 배치함으로써 제품 외관(하우징)의 온도상승 및/또는 화상을 방지하기 위하여 별도의 단열재를 설치하거나 가열관을 하우징으로부터 이격 설치할 필요가 없다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 순간온수장치를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 A-A 선에 따른 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 B-B 선에 따른 단면도.
도 4 및 도 5는 각각 도 2에 도시된 순간온수장치의 변형예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 순간온수장치를 개략적으로 도시한 사시도.

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.

또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 순간온수장치(100)에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 순간온수장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A 선에 따른 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 B-B 선에 따른 단면도이고, 도 4 및 도 5는 각각 도 2에 도시된 순간온수장치(100)의 변형예를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 순간온수장치(100)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 이때, 도 3에서는 도시의 편의를 위하여 가열관(120)이 B-B선과 동일 단면에 있는 것으로 가정하고 였다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 순간온수장치(100)는, 가열부(110), 가열관(120) 및 물탱크(130)를 포함하여 구성되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 펌프(150)를 추가로 포함할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 의한 순간온수장치(100)는 열원을 제공하는 가열부(110); 상기 가열부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되며 내부를 흐르는 물이 상기 가열부(110)에 의해 가열되도록 구성되는 가열관(120); 및 상기 가열관(120)의 둘레에 배치되는 물탱크(130);를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 순간온수장치(100)의 각각의 구성에 대해 살펴본다.

먼저, 상기 가열부(110)는 온수 또는 스팀의 생성을 위한 열원을 제공한다. 이러한 가열부(110)는 시즈히터, 유도가열방식의 히터, 세라믹 히터 등 그 종류나 가열방식은 제한되지 않으며, 공지의 다양한 히터가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 가열관(120)은 가열부(110)의 둘레를 감싸도록 배치되며, 내부공간(도 3의 120a)를 흐르는 물이 상기 가열부(110)에 의해 가열되도록 구성된다. 예를 들어, 가열관(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 가열부(110)의 외주면을 나선형상으로 감싸는 구조를 가지며, 양측에 입수부(121)와 출수부(122)가 각각 구비될 수 있다.

따라서, 도시되지 않은 물공급원으로부터 입수부(121)로 유입된 물은 가열관(120) 내부를 흐르면서 가열부(110)에 의해 가열되며, 출수부(122)에서 고온의 온수 또는 스팀 상태로 배출될 수 있다.

이때, 상기 가열관(120)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가열부(110)로부터의 열전달을 최대화하기 위하여 가열부(110)의 외주면에 접촉하는 형태로 감싸지는 것이 바람직하다.

이러한 가열관(120)은 열전도율이 높은 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 예를 들어, 동관이 사용될 수 있다. 그러나, 가열관(120)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 음용을 위한 경우에는 스테인레스 재질이 사용될 수 있고, 내측은 스테린레스 스틸 재질, 외측은 구리 재질로 이루어질 수도 있는 등 다양한 변경이 가능하다.

다음으로, 물탱크(130)는 소정 크기의 내부공간(131)을 가지며, 가열관(120)의 둘레에 배치된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 물탱크(130)는 가열관(120)의 외주면을 감싸는 형상을 가질 수 있다. 이때, 상기 물탱크(130)는 가열관(120)의 외주면을 전체적으로 감싸는 형상을 가질 수 있으나, 외주면의 일부를 제외한 나머지 부분을 감싸도록 형성되는 것도 가능하다. 또한, 도 1 내지 도 6에서는 물탱크(130)가 일체형으로 형성되는 구조를 도시하고 있으나, 제조의 편의를 위하여 복수개로 분할된 물탱크(130)가 서로 결합되는 구조를 가질 수도 있다.

이와 같이, 물탱크(130)를 가열관(120)의 둘레를 감싸도록 함으로써 가열관(120)에 전달되지 않고 손실되는 폐열을 회수할 수 있게 된다. 나아가 물탱크(130)에 수용된 물은 폐열을 회수하여 그 온도가 일정수준 상승할 뿐만 아니라 물의 비열이 크므로, 물탱크(130)는 가열관(120)의 열손실을 방지하는 단열부재의 역할을 수행할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 물탱크(130)가 가열부(110)와 가열관(120)을 둘러싸도록 배치함으로써 제품 외관(하우징)의 온도상승 및/또는 화상을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 가열관(120)에서 물탱크(130)로 열이 손실되는 것을 방지하기 위하여, 물탱크(130)는 가열관(120)과 소정거리(d) 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 가열관(120)과 물탱크(130)가 접촉하는 경우에는 온수(스팀) 생성시 가열관(120)과 물탱크(130) 사이에서 전도에 의한 열전달이 발생하여 가열관(120)의 가열효율이 저하될 수 있으나, 가열관(120)과 물탱크(130)를 이격 설치함으로써 가열관(120)에서 물탱크(130) 측으로 전도되어 발생하는 열 손실을 방지할 수 있게 된다.

이러한 물탱크(130)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 물탱크(130)의 내부공간(131)에 물을 주입하기 위한 주입구(132)를 구비할 수 있으며, 주입구(132)는 주입구 커버(133)로 밀봉될 수 있다. 그러나, 물탱크(130)에 물을 공급하는 방식은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 가열관(120)의 입수부(121)에 공급되는 물공급원과 물탱크(130)가 연결되는 구조를 가질 수도 있다.

한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 물탱크(130)의 양단과 가열관(120) 사이에는 막음부재(140)가 구비될 수 있다. 이러한 막음부재(140)는 물탱크(130)와 함께 가열부(110) 및 가열관(120)을 완전히 둘러싸는 폐공간을 형성함으로써 가열부(110)에서 제공된 열이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 막음부재(140)는 통상적이 단열소재가 사용될 수 있으나, 그 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 물탱크(130)의 양단과 가열관(120) 사이를 밀폐할 수 있다면 그 형상이나 재질이 제한되지 않는다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 물탱크(130)에서 흡수한 폐열이 외부로 발산되는 것을 방지하기 위하여, 물탱크(130)의 둘레에는 단열부재(160)가 설치될 수 있다. 다만, 물탱크(130)에서 회수하는 폐열에 의하여 물탱크(130)의 내부에 수용된 물의 온도가 높지는 않으므로 이러한 단열부재(160)는 필요에 따라 설치될 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 측면에 의한 순간온수장치(100)에 대해 살펴본다.

도 6에 도시된 순간온수장치(100)는 펌프(150)를 구비한다는 점을 제외하고는 도 1 내지 도 5에 도시된 순간온수장치의 구성과 동일하다. 따라서, 불필요한 중복을 피하기 위하여 동일 내지 유사한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하고 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 순간온수장치(100)는, 상기 물탱크(130)에 수용된 물을 상기 가열관(120)에 공급하는 펌프(150)를 추가로 포함할 수 있다.

이러한 펌프(150)는 일측이 물탱크(130)의 유출부(135)와 연결되고, 타측이 가열관(120)의 입수부(121)와 연결될 수 있다.

따라서, 폐열을 회수하여 온도 상승된 물이 가열관(120)의 입수부(121)를 통하여 가열관(120)에 공급되므로 가열효율을 극대화할 수 있게 된다.

이때, 물탱크(130)에서 가열관(120)의 입수부(121)로의 물의 공급은 물탱크(130)에 수용된 물의 온도가 일정수준 이상일 경우에 수행할 수 있으나 그 공급시기 및 유량은 특별히 제한되지 않는다.

한편, 도 6에 도시된 펌프(150)는 별도로 구비될 수도 있으나, 물공급원으로부터 가열관(120)에 물을 공급하기 위한 펌프(150)를 같이 사용하도록 구성될 수도 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... 순간온수장치 110... 가열부
120... 가열관 121... 입수부
122... 출수부 130... 물탱크
131... 내부공간 132... 주입구
133... 주입구 커버 135... 유출부
140... 막음부재 150... 펌프
160... 단열부재

Claims (8)

1. 열원을 제공하는 가열부;
   상기 가열부의 둘레를 나선형상으로 감싸도록 배치되며 내부를 흐르는 물이 상기 가열부에 의해 가열되도록 구성되는 가열관; 및
   상기 가열관의 둘레에 배치되는 물탱크;
   를 포함하며,
   상기 물탱크는 상기 가열부에서 가열관에 전달되지 않고 손실되는 폐열을 회수하도록 구성되고,
   상기 물탱크는 상기 가열관의 외주면을 감싸는 형상을 갖고,
   상기 가열관은 상기 가열부와 접촉하도록 배치되고,
   상기 물탱크는 상기 가열관과 비접촉하도록 이격되어 배치되는 순간온수장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크는 물을 주입하기 위한 주입구를 구비하는 순간온수장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크의 양단과 상기 가열관 사이에는 막음부재가 구비되는 순간온수장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 물탱크의 둘레에는 단열부재가 설치되는 순간온수장치.
8. 제1항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 물탱크에 수용된 물을 상기 가열관에 공급하는 펌프;
   를 추가로 포함하는 순간온수장치.
   

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