KR102516594B1 - 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 별도의 순간가열장치의 부가설치없이도 정수된 원수를 출수용량에 관계없이 설정온도로 급속하게 가열할 수 있고, 설정온도로의 온수 가열과 출수가 더욱 신속하게 이루어질 수 있으며 온수조의 보온효과가 증대됨은 물론 전체적으로 열효율이 대폭 향상될 수 있도록 한 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기를 제공하고자 한다도록 한 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기에 관한 것이다.
개시된 내용은 일측에는 출수구가 구비되고 타측에는 설정온도 또는 출수량이 입력되는 입력패널이 구비되는 본체와, 상기 본체 내에 구비되는 온수조와, 상수도로부터 공급되는 원수가 정수필터를 거쳐 상기 온수조 내에 저장되도록 상기 온수조에 연결되고 입수밸브가 설치되는 입수라인과, 상기 온수조에 설치되어 온수조 내의 물을 가열하는 히터와, 상기 히터에 의해 가열된 온수가 상기 출수구를 통해 출수되도록 상기 온수조의 상측과 상기 출수구를 연결하고 출수밸브가 설치되는 출수라인과, 상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브의 하류에 설치되고 상기 온수조로 공급되는 물의 양을 감지하는 입수유량센서와, 상기 입수라인에 설치되고 상기 온수조로 입수되는 물의 온도를 감지하는 입수온도센서와, 상기 온수조에 설치되고 상기 출수라인으로 유입되는 물의 온도를 감지하는 출수온도센서와, 상기 본체 내에 설치되고 상기 입력패널의 입력신호와, 상기 입수유량센서, 상기 입수온도센서 및 상기 출수온도센서의 센서신호에 따라 상기 히터로 제공되는 전압을 제어하는 제어패널을 포함하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기를 일 실시예로 제시한다.

Description

입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기{INSTANTANEOUS WATER HEATING APPARATUS WITH INLET LINE HEATER}

개시된 내용은 예를 들어 커피전문점, 편의점, 식당, 사무실 등과 같은 다양한 장소에 설치되어 필요시에 정수된 원수의 가열을 통해 고온 온수를 공급하는 순간 온수기에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 커피전문점, 편의점, 식당, 사무실 등과 같은 장소에는 온수를 공급하는 온수기가 설치된다. 이러한 온수기는 온수조와, 상수도로부터 공급되는 원수가 정수필터를 거쳐 온수조 내에 저장되도록 하는 입수라인과, 온수조 내에 설치되어 온수조 내의 물을 설정된 온도로 가열하는 히터와, 온수조 내의 온수 온도를 측정하는 온도센서와, 온수조 내에서 히터에 의해 가열된 온수를 출수하는 출수라인을 포함한다.

종래의 온수기는 온수조 내의 온수 온도를 측정하여 항상 온수조 내의 온수 온도를 설정온도로 유지하여야 하므로 전력소모가 큰 문제점이 있을 뿐만 아니라 출수된 온수의 온도가 일정하지 못한 문제점도 있었다.

이라한 문제점을 해소하기 위한 방안으로 온수조의 출수라인에 순간가열장치를 부설하여 사용자가 원하는 온도의 온수를 즉각적으로 공급할 수 있도록 한 순간가열기능이 구비된 고온 온수기가 개발되었다.

이러한 온수기의 일 예로, 대한민국 특허등록 제10-0775599호(2007.11.09. 공고)에는 상온수를 저장하는 상온수탱크와, 가열수단에 의한 가열을 통하여 상온수보다 높은 온도의 미온수를 저장하는 미온수탱크와, 사용자가 원하는 물의 온도를 설정하기 위한 조작부와, 상기 상온수탱크 또는 상기 미온수탱크에서 공급된 물을 전달받아 가열시킨 후 외부로 공급하는 순간가열장치와, 상기 상온수탱크와 상기 미온수탱크에 수용된 물 중에서 상기 조작부에 의해 설정된 온도보다 낮으면서 상기 조작부에 의해 설정된 온도와 가장 근접한 온도의 물이 상기 순간가열장치로 제공되도록 유로를 제어하는 제어부를 포함하는 순간가열 기능을 구비하는 온수기가 개시된다.

또한 대한민국 특허공개 제10-2012-0011924호(2012.02.09. 공개)에는 외부로부터 입수(入水)된 원수를 필터링하는 필터부와, 상기 필터부로부터 정수(淨水)를 공급받아 온수(溫水)로 순간적으로 가열하는 가열부를 포함하는 순간온수모듈과, 상기 순간온수모듈과 연결되며, 가열된 온수가 설정 온도보다 낮은 경우 상기 가열된 온수가 전달되는 냉정수통과, 상기 냉정수통과 연결되어 냉수(冷水) 및 정수를 외부로 출수(出水)하고, 상기 순간온수모듈과 연결되어 가열된 온수가 설정 온도 이상인 경우 상기 가열된 온수를 외부로 출수하는 출수부를 포함하는 순간가열식 정수기가 개시된다.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 순간가열식 온수기의 경우에는 정수된 원수를 설정온도로 가열하는 데 일정시간이 소요되고, 비교적 적은 출수용량에만 적용가능할 뿐만 아니라 온수조 이외에 순간가열장치가 별도 설치되어야 하는 관계로 보다 컴팩트하게 구성되기 어려운 문제점이 있었다.

1. 대한민국 특허등록 제10-0775599호(2007.11.09. 공고) 2. 대한민국 특허공개 제10-2012-0011924호(2012.02.09. 공개)

별도의 순간가열장치의 부가설치없이도 정수된 원수가 출수용량에 관계없이 설정온도로 급속하게 가열될 수 있도록 한 입수라인히터가 구비된 순간가열식 고온 온수기를 제공하고자 한다.

설정온도로의 온수 가열과 출수가 더욱 신속하게 이루어질 수 있으며 온수조의 보온효과가 증대됨은 물론 전체적으로 열효율이 대폭 향상될 수 있도록 한 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기를 제공하고자 한다.

또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

개시된 내용은 일측에는 출수구가 구비되고 타측에는 설정온도 또는 출수량이 입력되는 입력패널이 구비되는 본체와, 상기 본체 내에 구비되는 온수조와, 상수도로부터 공급되는 원수가 정수필터를 거쳐 상기 온수조 내에 저장되도록 상기 온수조에 연결되고 입수밸브가 설치되며 일부분은 상기 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 입수라인과, 상기 입수라인 중 상기 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분에 나란히 배열되어 상기 입수라인의 일부분을 관류하는 물을 사전 가열하는 입수라인히터와, 상기 온수조에 설치되어 온수조 내의 물을 가열하는 히터와, 상기 히터에 의해 가열된 온수가 상기 출수구를 통해 출수되도록 상기 온수조의 상측과 상기 출수구를 연결하고 출수밸브가 설치되는 출수라인과, 상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브의 하류에 설치되고 상기 온수조로 공급되는 물의 양을 감지하는 입수유량센서와, 상기 입수라인에 설치되고 상기 온수조로 입수되는 물의 온도를 감지하는 입수온도센서와, 상기 온수조에 설치되고 상기 출수라인으로 유입되는 물의 온도를 감지하는 출수온도센서와, 상기 본체 내에 설치되고 상기 입력패널의 입력신호와, 상기 입수유량센서, 상기 입수온도센서 및 상기 출수온도센서의 센서신호에 따라 상기 입수라인히터와 상기 히터로 제공되는 전압을 제어하는 제어패널을 포함하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기를 일 실시예로 제시한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 온수조의 상측에 구비되고 상기 온수조의 내부압력이 설정압력 이상으로 상승될 경우에 개방되는 노멀오픈형 솔레노이브밸브를 더 포함한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브의 상류에 설치되는 감압밸브와, 상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브에 설치되는 정량밸브를 더 포함한다.

개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 노멀오픈형 솔레노이브밸브의 전단 또는 후단에 구비되고 상기 온수조의 내부압력이 설정압력 이상으로 상승될 경우에 개방되는 안전밸브를 더 포함한다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기에 의하면, 입력패널의 입력신호와, 입수유량센서, 입수온도센서 및 출수온도센서의 센서신호에 따라 제어패널이 히터와 입수라인히터로 제공되는 전압을 제어하여 설정온도의 온수가 즉각적으로 출수되도록 구성됨에 따라, 별도의 순간가열장치의 부가설치없이도 정수된 원수가 출수용량에 관계없이 설정온도로 급속하게 가열될 수 있는 장점이 있다.

또한 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기에 의하면, 입수라인이 온수조의 외주면을 코일형태로 둘러싸도록 배열됨과 동시에 입수라인의 해당 부위에 입수라인히터가 전도성피복에 의해 입수라인과 나란히 배열되어 물이 온수조로 입수되기에 앞서 입수라인히터에 의해 사전가열된 후 온수조 내에서 히터에 의해 재가열됨에 따라, 온수조 내의 물의 설정온도로 더욱 신속하게 가열될 수 있는 장점이 있다.

또한 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기에 의하면, 입수라인과 입수라인히터가 전도성피복에 의해 니란히 배열된 상태로 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러쌈에 따라 온수조의 보온이 용이하게 이루어짐과 동시에 열효율이 대폭 증대될 수 있는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 사시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 내부구조도.
도 3은 입수라인과 나란히 배열되는 입수라인히터를 제외한 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 내부구조도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 블럭구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 사시도이고, 도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 내부구조도이며, 도 3은 입수라인과 나란히 배열되는 입수라인히터를 제외한 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 내부구조도이다.

개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 일측에는 출수구(11)가 구비되고 타측에는 설정온도 또는 출수량이 입력되는 입력패널(13)이 구비되는 본체(10)와, 본체(10) 내에 구비되는 온수조(20)와, 상수도로부터 공급되는 원수가 정수필터(31)를 거쳐 온수조(20) 내에 저장되도록 온수조(20)에 연결되고 입수밸브(33)가 설치되며 일부분은 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 입수라인(30)과, 입수라인(30) 중 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분에 나란히 배열되어 입수라인(30)의 일부분을 관류하는 물을 사전 가열하는 입수라인히터(40)와, 온수조(20)에 설치되어 온수조(20) 내의 물을 가열하는 히터(50)와, 히터(50)에 의해 가열된 온수가 출수구(11)를 통해 출수되도록 온수조(20)와 출수구(11)를 연결하고 출수밸브(61)가 설치되는 출수라인(60)과, 입수라인(30) 상에서 입수밸브(33)의 하류에 설치되고 온수조(20)로 공급되는 물의 양을 감지하는 입수유량센서(70)와, 입수라인(30)에 설치되고 온수조(20)로 입수되는 물의 온도를 감지하는 입수온도센서(80)와, 온수조(20)에 설치되고 출수라인(60)으로 유입되는 물의 온도를 감지하는 출수온도센서(90)와, 본체(10) 내에 설치되고 입력패널(13)의 입력신호와, 입수유량센서(70), 입수온도센서(80) 및 출수온도센서(90)의 센서신호에 따라 입수라인히터(40)와 히터(50)로 제공되는 전압을 제어하는 제어패널(100)을 포함한다.

여기서, 본체(10)는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 외부하우징을 형성하는 것으로, 예를 들어 직육면체의 형상의 케이스로 형성 가능하다.

본체(10)의 중앙측에는 온수가 토출되는 출수구(11)가 구비되고, 본체(10)의 상측에는 설정온도 또는 출수량이 입력되는 입력패널(13)이 다수의 버튼과 표시패널의 조합 현태로 구비되며, 본체(10)의 하단에는 컵 또는 용기가 안착되는 안착대(15)가 구비된다.

전술한 본체(10) 내에는 온수조(20)가 구비된다. 온수조(20)는 상수도로부터 공급되는 원수가 정수필터(31)를 거쳐 저장된 후 히터(50)에 의해 가열되는 온수저장공간을 형성하는 것으로, 스테인리스스틸 재질로 일정 용량의 원통형 수조 형상으로 제조 가능하다.

온수조(20)에는 온수조(20)의 표면온도 또는 온수조(20) 내의 온수의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 별도 구비될 수 있다.

온수조(20)의 형상, 재질, 제조방법 등은 이미 온수기 또는 정수기 분야에서 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 더 이상의 상세설명은 생략하기로 한다.

전술한 온수조(20)에는 입수라인(30)이 연결된다. 입수라인(30)은 상수도로부터 공급되는 원수가 정수된 후 온수조(20) 내에 저장되도록 하는 관로에 해당하는 것으로, 입수라인(30) 상에는 원수의 정수처리를 위한 정수필터(31)와 온수조(20)의 입수여부 및 입수량을 개폐를 통해 조절하는 입수밸브(33)가 설치된다.

입수밸브(33)는 차후에 설명될 제어패널(100)의 전기신호에 의해 개폐조작 가능하도록 솔레노이드 밸브로 형성되는 것이 바람직하다. 입수밸브(33)는 스태핑모터가 일체로 구비된 솔레노이드 밸브로 형성될 수도 있다.

입수라인(30) 중 일부분은 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸도록 배열된다. 이러한 입수라인(30)의 배열구조는 차후에 설명될 입수라인히터(40)의 배열을 가능하게 한다. 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 입수라인(30)의 일부분은 코일 형상의 유지와 함께 입수라인히터(40)의 열이 잘 전달 될 수 있도록 금속재 코일관, 특히 스레인리스스틸 재질의 코일관으로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 입수라인(30) 중 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분에는 입수라인히터(40)가 나란히 배열된다. 입수라인히터(40)는 입수라인(30) 중 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분을 관류하는 물을 가열함으로써 물이 온수조(20)로 입수되기에 앞서 입수라인(30) 상에서 사전 가열되도록 함에 따라 온수조(20) 내에서 히터(50)에 의한 설정온도로의 온수 가열과 출수가 더욱 신속하게 이루어질 수 있도록 하는 것으로, 코일 형태로 가공된 통상의 저항열선히터로 형성 가능하다.

또한 입수라인히터(40)는 예를 들어 금속 재질의 전도성피복(41)에 의해 입수라인(30) 중 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분에 나란히 배열되게 고정되는 것이 바람직하다. 이 때 입수라인히터(40)는 온수조(20)의 보온효과가 증대됨은 물론 전체적으로 열효율이 대폭 향상될 수 있도록 온수조(20)에 입수라인(30) 보다 더 가깝게 배열되는 것이 바람직하다.

또한 입수라인(30)의 일부분과 입수라인히터(40)에 의해 둘러싸여진 온수조(20)의 외주면에는 보온효과과 열효율의 증대를 위해 재차 내열성 또는 불연성 보온재(미도시)로 둘러싸여지는 것이 바람직하다.

전술한 온수조(20)에는 히터(50)가 설치된다. 히터(50)는 온수조(20) 내에 저장된 물을 설정온도로 가열하는 역할을 하는 것으로, 금속 보호관에 전열선을 코일 모양으로 내장하고 절연 분말인 산화마그네슘을 넣어 함께 충진하여 열선과 보호관을 절연한 관 또는 봉 형상의 시즈히터(sheath heater)로 형성 가능하다. 히터(50)의 용량은 예를 들어 1,200W 내지 1,900W로 형성 가능하다.

또한 히터(50)는 자체 과열이 방지될 수 있도록 입수물량에 따라 제어패널(100)의 제어에 의해 히터용량이 자동제어되게 전원연결되는 것이 바람직하다.

히터(50)는 보온과 급속가열을 위한 1개의 히터로만 형성될 수도 있고, 실시예에 따라서는 온수조(20)의 내부 하측에 설치되는 1차 가열히터와, 온수조(20)의 내부 상측에 설치되는 2차 가열히터를 포함할 수도 있다. 이 때 1차 가열히터는 온수조(20) 내의 물을 일정 온도로 유지하기 위한 보온용 및 가열용 히터로 사용되고, 2차 가열히터는 출수 시에 설정온도의 온수로 가열하기 위한 가열용 히터로 사용될 수 있다.

온수조(20)에 대한 히터(50)의 설치구성은 온수기 또는 정수기 분야에서 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 더 이상의 상세설명은 생략하기로 한다.

전술한 온수조(20)에는 출수라인(60)이 연결된다. 출수라인(60)은 히터(50)에 의해 가열된 온수가 출수구(11)를 통해 출수되도록 하는 관로에 해당하는 것으로, 온수조(20)와 출수구(11)를 연결한다.

출수라인(60) 상에는 온수조(20) 내의 온수의 출수여부 및 출수량을 개폐를 통해 조절하는 출수밸브(61)가 설치된다.

출수밸브(61)는 차후에 설명될 제어패널(100)의 전기신호에 의해 개폐조작 가능하도록 솔레노이드 밸브로 형성되는 것이 바람직하다. 출수밸브(61)는 스태핑모터가 일체로 구비된 솔레노이드 밸브로 형성될 수도 있다.

전술한 입수라인(30) 상에서 입수유량센서(70)가 설치된다. 입수유량센서(70)는 물공급원으로부터 공급되어 정수된 후 온수조(20)로 공급되는 물의 양을 감지하여 그 센서신호를 제어패널(100)로 전송하는 센서에 해당하는 것으로, 입수라인(30) 상에서 입수밸브(33)의 하류에 설치된다.

입수유량센서(70)는 내부에 수류에 의해 회전가능한 회전체가 구비되어 회전체의 회전량에 기초하여 관류한 물의 양이 산출될 수 있도록 하는 통상의 플로우미터를 비롯하여 공지된 다양한 유량센서로 형성 가능하다.

또한 입수라인(30)에는 입수온도센서(80)가 설치된다. 입수온도센서(80)는 온수조(20)로 입수되는 물의 온도를 감지하여 그 센서신호를 제어패널(100)로 전송하는 센서에 해당하는 것으로, 통상의 접촉식 온도센서 또는 비접촉식 온도센서로 형성 가능하다.

입수온도센서(80)는 입수라인(30) 상에서 입수유량센서(70)와 별개로 설치될 수도 있지만 입수유량센서(70)에 부가설치되는 것이 바람직하다.

전술한 온수조(20)에는 출수온도센서(90)가 설치된다. 출수온도센서(90)는 출수라인(60)으로 유입되는 물의 온도를 감지하여 그 센서신호를 제어패널(100)로 전송하는 센서에 해당하는 것으로, 통상의 접촉식 온도센서로 형성 가능하다.

출수온도센서(90)의 하단은 온수조(20) 내로 유입된 출수라인(60)의 하단까지 연장되는 것이 바람직하다.

전술한 본체(10) 내에는 제어패널(100)이 설치된다. 제어패널(100)은 입력패널(13)의 입력신호와, 입수유량센서(70), 입수온도센서(80) 및 출수온도센서(90)의 센서신호에 따라 입수라인히터(40)와 히터(50)로 제공되는 전압을 제어하여 별도의 순간가열장치의 부가설치없이도 정수된 원수가 출수용량에 관계없이 설정온도로 급속하게 가열될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 입력패널(13), 입수유량센서(70), 입수온도센서(80) 및 출수온도센서(90)에 전기적으로 연결되고, 입수라인(30)의 입수밸브(33)와 출수라인(60)의 출수밸브(61)에도 전기적으로 연결된다.

제어패널(100)은 본체(10)의 내벽에 부착설치될 수도 있지만, 배선의 용이성을 위해 온수조(20)의 상부면에 고정되어 온수조(20)의 측면으로 이격되어 연장되는 설치브래킷(101) 상에 고정설치되는 것이 바람직하다. 설치브래킷(101)의 하단에는 입수라인(30)의 일부가 끼워져 거치되는 관로거치대가 부가적으로 구비될 수 있다.

또한 전술한 온수조(20)의 상측에는 노멀오픈형 솔레노이브밸브(110)가 더 구비될 수 있다. 노멀오픈형 솔레노이브밸브(110)는 평상시에는 개방상태로 유지되어 차후에 설명될 안전밸브(140)를 거쳐 배출되는 스팀 등이 자연적으로 방출될 수 있도록 하다가 온수의 출수 시에만 제어패널(100)의 제어신호에 의해 폐쇄됨에 따라 출수 시에 안전밸브(140)를 통해 고온의 온수가 외부로 배출될 수 없도록 방지하는 역할을 하는 것으로, 전기신호에 의해 개폐 가능한 통상의 솔레노이드밸브로 형성 가능하다.

이 경우에 온수조(20)의 내부에는 스팀발생 기능 여부에 따라 입/출수 스테인리스볼탑 또는 스테인리스 플로트센서가 설치되지 않을 수도 있고, 입/출수 스테인리스볼탑(미도시) 또는 스테인리스 플로트센서(미도시)가 설치될 수도 있다.

또한 전술한 입수라인(30) 상에서 입수밸브(33)의 상류에는 감압밸브(120)가 설치된다. 감압밸브(120)는 압력이 높은 1차측 유체를 유량의 변동에 상관 없이 2차측 유체 압력을 1차측의 압력보다도 낮은 일정한 압력으로 감압, 다시 말해서 입수라인(30)을 통해 입수되는 물의 수압을 감압하여 일정하게 유지시키는 역할을 한다.

감압밸브(120)는 유체가 좁은 틈새에서 넓은 장소로 나오면 압력이 떨어지고 그 틈새가 좁을수록 감압의 정도가 크게 되는 원리를 응용한 것으로, 밸브본체와 밸브시트의 틈새에서 유체를 넓은 관 내로 통하게 하여 감압하는 통상의 감압밸브 구조로 형성된다.

또한 입수라인(30) 상에서 입수밸브(33)에 정량밸브(130)가 직결되는 것이 바람직하다. 정량밸브(130)는 상류측(1차측)의 압력 변화에 따라 밸브의 개도(개구 면적)를 변경하여 유체의 유량을 일정하게 유지하는 밸브이다.

전술한 감압밸브(120)와 정량밸브(130)는 입수유량센서(70)에 의한 입수량의 측정이 보다 정확하게 이루어질 수 있도록 유도한다.

전술한 노멀오픈형 솔레노이브밸브(110)의 전단 또는 후단에는 안전밸브(140)가 구비된다. 안전밸브(140)는 온수조(20)의 내부압력이 설정압력 이상으로 상승될 경우에 개방되면서 내부에 차 있는 에어나 스팀을 외부로 배기시켜 온수조(20)의 내부압력이 설정압력 미만으로 유지시키는 역할을 하는 것으로, 고온의 에어나 스팀에도 작동에 무리가 없도록 고온작동식 솔레노이드밸브로 형성되는 것이 바람직하다.

도 4는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 블럭구성도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 전체 작동을 설명하면 다음과 같다:

사용자가 안착대(15) 상에 용기를 거치한 상태에서 입력패널(13)을 통해 출수되는 온수의 온도(사전 설정될 수도 있음)와 양(선택사항)을 설정하게 되면, 제어패널(100)이 입수밸브(33)를 개방시킴과 동시에 입수유량센서(70), 입수온도센서(80) 및 출수온도센서(90)의 센서신호를 입력받는다.

이 때 제어패널(100)은 입력패널(13)을 통해 설정된 온수의 온도, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 입수유량, 입수온도센서(80)에 의해 측정된 입수온도 및 출수온도센서(90)에 의해 측정된 출수온도에 따라 입수라인히터(40)와 히터(50)에 제공되는 전압을 제어함으로써 온수조(20) 내의 물이 출수용량에 관계없이 설정온도로 급속하게 가열될 수 있도록 한다.

예를 들어 출수되는 온수의 온도가 입력패널(13)을 통해 98℃로 설정되고 히터(50)의 최대 허용용량이 1900W라고 가정하면, 온수의 출수 시에 온수조(20) 내에 설치된 출수온도센서(90)에 의해 측정된 출수온도가 98℃일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 전원이 인가되지 않도록 하고, 온수조(20) 내에 설치된 출수온도센서(90)에 의해 측정된 출수온도가 97℃일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 600W의 전원이 인가되도록 하며, 온수조(20) 내에 설치된 출수온도센서(90)에 의해 측정된 출수온도가 96℃일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 1,200W의 전원이 인가되도록 하고, 온수조(20) 내에 설치된 출수온도센서(90)에 의해 측정된 출수 시의 온도가 95℃일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 1,900W의 전원이 인가되도록 한다.

또한 예를 들어 출수되는 온수의 온도가 입력패널(13)을 통해 95℃로 설정되고 히터(50)의 최대 허용용량이 1,700W라고 가정하면, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 분당 입수량이 600cc 이상일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 최대용량인 1,700W의 전원이 인가되도록 하고, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 분당 입수량이 600cc 이하일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 최대용량인 1,600W의 전원이 인가되도록 하며, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 분당 입수량이 500cc 이하일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 최대용량인 1,200W의 전원이 인가되도록 하고, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 분당 입수량이 360cc 이하일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 최대용량인 1000W의 전원이 인가되도록 하며, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 분당 입수량이 300cc 이하일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 최대용량인 700W의 전원이 인가되도록 하고, 입수유량센서(70)에 의해 측정된 분당 입수량이 260cc 이하일 때 제어패널(100)은 히터(50)에 최대용량인 300W의 전원이 인가되도록 한다.

이와 같은 제어패널(100)에 의한 히터(50)의 전원공급제어는 즉시 온도상승과 히터(50)의 오프(OFF) 이후 잡열에 의한 과열현상 및 스팀발생이 최소화되도록 한다.

제어패널(100)은 입수라인히터(40)에 대해 히터(50)의 전원공급제어와 동일한 방법으로 전원이 인가되도록 구현될 수도 있고, 실시예에 따라서는 입수유량센서(70)에 의해 감지된 입수 여부에 따라 동일한 전원이 인가되도록 구현될 수도 있다.

전술한 제어패널(100)에 의한 히터(50)의 전원공급제어를 통해 온수조(20) 내의 온수가 설정온도로 가열되었음이 출수온도센서(90)에 의해 측정되면 출수밸브(61)를 일정시간동안 개방시켜 온수가 출수구(11)를 통해 설정량만큼 출수되도록 함과 동시에 입수밸브(33)를 개방시키고 입수유량센서(70), 입수온도센서(80) 및 출수온도센서(90)의 센서신호를 재차 입력받아 히터(50)에 전원을 공급하는 것을 반복한다.

따라서, 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 경우에는, 입력패널(13)의 입력신호와, 입수유량센서(70), 입수온도센서(80) 및 출수온도센서(90)의 센서신호에 따라 제어패널(100)이 입수라인히터(40)와 히터(50)로 제공되는 전압을 제어하여 설정온도의 온수가 즉각적으로 출수되도록 구성됨에 따라, 별도의 순간가열장치의 부가설치없이도 정수된 원수가 출수용량에 관계없이 설정온도로 급속하게 가열될 수 있게 된다.

또한 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 경우에는, 입수라인(30)의 일부분이 온수조(20)의 외주면을 코일형태로 둘러싸도록 배열됨과 동시에 입수라인(30)의 해당 일부분에 입수라인히터(40)가 전도성피복(41)에 의해 입수라인(30)과 나란히 배열되어 물이 온수조(20)로 입수되기에 앞서 입수라인히터(40)에 의해 사전가열된 후 온수조(20) 내에서 히터(50)에 의해 재가열됨에 따라, 온수조(20) 내의 물이 설정온도로 더욱 신속하게 가열될 수 있게 된다.

또한 개시된 내용의 일 실시예에 따른 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기의 경우에는, 입수라인(30)과 입수라인히터(40)가 전도성피복(41)에 의해 니란히 배열된 상태로 온수조(20)의 외주면을 코일 형태로 둘러쌈에 따라 온수조(20)의 보온이 용이하게 이루어짐과 동시에 전체적인 열효율이 대폭 증대될 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 본체
11 : 출수구
13 : 입력패널
15 : 안착대
20 : 온수조
30 : 입수라인
31 : 정수필터
33 : 입수밸브
40 : 입수라인히터
41 : 전도성피복
50 : 히터
60 : 출수라인
61 : 출수밸브
70 : 입수유량센서
80 : 입수온도센서
90 : 출수온도센서
100 : 제어패널
101 : 설치브래킷
110 : 노멀오픈형 솔레노이브밸브
120 : 감압밸브
130 : 정량밸브
140 : 안전밸브

Claims (6)

1. 일측에는 출수구가 구비되고 타측에는 설정온도 또는 출수량이 입력되는 입력패널이 구비되는 본체;
   상기 본체 내에 구비되는 온수조;
   상수도로부터 공급되는 원수가 정수필터를 거쳐 상기 온수조 내에 저장되도록 상기 온수조에 연결되고 입수밸브가 설치되며 일부분은 상기 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 입수라인;
   상기 입수라인 중 상기 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분에 나란히 배열되어 상기 입수라인의 일부분을 관류하는 물을 사전 가열하는 입수라인히터;
   상기 온수조에 설치되어 온수조 내의 물을 가열하는 히터;
   상기 히터에 의해 가열된 온수가 상기 출수구를 통해 출수되도록 상기 온수조의 상측과 상기 출수구를 연결하고 출수밸브가 설치되는 출수라인;
   상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브의 하류에 설치되고 상기 온수조로 공급되는 물의 양을 감지하는 입수유량센서;
   상기 입수라인에 설치되고 상기 온수조로 입수되는 물의 온도를 감지하는 입수온도센서;
   상기 온수조에 설치되고 상기 출수라인으로 유입되는 물의 온도를 감지하는 출수온도센서; 및
   상기 본체 내에 설치되고 상기 입력패널의 입력신호와, 상기 입수유량센서, 상기 입수온도센서 및 상기 출수온도센서의 센서신호에 따라 상기 입수라인히터와 상기 히터로 제공되는 전압을 제어하는 제어패널을 포함하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 온수조의 상측에 구비되고 상기 온수조의 내부압력이 설정압력 이상으로 상승될 경우에 개방되는 노멀오픈형 솔레노이드밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 온수조의 내부에는 입/출수 스테인리스볼탑 또는 스테인리스 플로트센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브의 상류에 설치되는 감압밸브; 및
   상기 입수라인 상에서 상기 입수밸브에 설치되는 정량밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기.
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 노멀오픈형 솔레노이드밸브의 전단 또는 후단에 구비되고 상기 온수조의 내부압력이 설정압력 이상으로 상승될 경우에 개방되는 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기.
6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 입수라인히터는 전도성피복에 의해 상기 입수라인 중 상기 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분에 나란히 배열되게 고정되되, 상기 온수조에 상기 입수라인보다 더 가깝게 배열되고,
   상기 입수라인 중 상기 온수조의 외주면을 코일 형태로 둘러싸는 일부분은 금속관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입수라인히터가 구비된 순간가열식 온수기.

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