KR200364824Y1 - 순간온수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 순간온수장치에 관한 것으로서, 그 구성은 원수 유입구 및 온수 토출구가 구비된 케이싱; 상기 케이싱의 상면에 덮어 씌워지는 커버; 상기 케이싱 및 커버 각각의 내벽에 형성되며, 하나 이상의 원형 만곡부를 구비한 열교환부; 상기 케이싱측 열교환부와 상기 커버측 열교환부 사이에 입설된 알루미나 기판 및 상기 알루미나 기판의 양면에 발열체가 인쇄된 평판형 세라믹 히터; 온도제어용 센서인 서미스터 및 상기 평판형 세라믹 히터의 전극단자와 연결되어 전원공급을 제어하는 바이메탈로 구성된 제어부; 를 포함한다.

본 고안에 의하면 평판형 세라믹 히터의 양측에서 원수가 가열되기 때문에 온수의 순간 생산량이 많고, 또한 와류형성돌기에 의해 원수 또는 온수가 흐르는 동안 와류가 형성되어 국부적으로 발생할 수 있는 온도차가 발생되지 아니하므로 열효율이 향상되고, 온수를 사용함에 있어서도 안전한 효과가 있다.

Description

순간온수장치{instant boiling system}

본 고안은 순간온수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양면에 발열체가 인쇄된 평판형 히터, 원형 만곡부와 와류형성 돌기를 하나 이상 가지는 열교환부 및 제어부에 의해 효율이 좋고, 안정성 있는 순간온수장치에 관한 것이다.

원수라인으로부터 공급되는 물을 데워 세척, 세정을 위한 온수 및 음용을 위한 온수로 사용할 때에는 물탱크에 저장된 물을 가열장치로 가열하여 데워진 온수를 배출시켜 사용하여 왔다. 상기와 같은 종래의 온수공급방법에 의할 경우 물탱크에 저장된 물을 가열하기 위해서는 많은 시간이 필요하며, 또한 사용하고자 하는 양에 맞춰 가열할 수 없어 에너지의 낭비 또는 사용상 불편이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 세척, 세정을 위한 온수의 생산은 목적에 적합하도록 제작된 온수장치로서 여러 형태의 순간온수장치가 개시되었다. 이와 같은 온수장치는 물탱크에서 공급된 원수를 원수공급라인으로 송수하면서 워터히터에 의해 순간가열하여 배출시키며, 일정온도로 히팅되면 더 이상 가열을 하지 않는 제어수단이 구비되어 있었다. 그러나 종래의 워터히터에 의한 순간온수장치는 워터히터가 비록 제어수단에 의해 일정온도로 가열한다 하더라도 원수에 공급되는 열을 순환시키지 못해 국부적으로 온도차가 있는 온수를 공급하여 열효율이 좋지 못하고사용상 불편함이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 짧은 시간에 많은 양의 온수를 공급할 수 있는 순간온수장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 온수의 온도를 일정하게 유지하여 안정성 있는 순간온수장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 의한 순간온수장치의 사시도이다.

도 2는 본 고안에 의한 순간온수장치의 분해사시도이다.

도 3은 본 고안에 의한 히터의 평면도를 나타낸 것이다.

도 4는 본 고안에 의한 순간온수장치의 배면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11: 케이싱 12: 커버

13: 원수유입구 14: 온수토출구

20,21: 열교환부 20a, 21a: 원형만곡부

20b, 21b: 와류형성돌기

30: 제어부 31: 바이메탈

32: 서미스터

40: 평판형 세라믹 히터 41: 알루미나 기판

42: 발열체 42a: 발열부

42b: 전극단자 42c: 발열완충부

51: 온도휴즈 52: 온도감지부

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 고안에 의한 순간온수장치는 원수 유입구 및 온수 토출구가 구비된 케이싱; 상기 케이싱의 상면에 덮어 씌워지는 커버; 상기 케이싱 및 커버 각각의 내벽에 형성되며, 하나 이상의 원형 만곡부를 구비한 열교환부; 상기 케이싱측 열교환부와 상기 커버측 열교환부 사이에 입설된 알루미나 기판 및 상기 알루미나 기판의 양면에 발열체가 인쇄된 평판형 세라믹 히터; 온도제어용 센서인 서미스터 및 상기 평판형 세라믹 히터의 전극단자와 연결되어 전원공급을 제어하는 바이메탈로 구성된 제어부; 를 포함한다.

또한 본 고안의 순간온수장치에 있어서, 상기 케이싱의 외벽에 밀착 고정되어 상기 열교환부를 통과하는 온수의 온도를 감지하여, 과열된 경우에 용단(溶斷)되어 상기 평판형 세라믹 히터의 전원공급을 제어하는 온도휴즈가 더 부가된 것이 바람직하다.

또한 본 고안의 순간온수장치에 있어서, 상기 온도휴즈가 상기 온수의 온도를 정확히 감지하도록 상기 케이싱을 절개하여 형성된 절개부위에 금속판재를 덧붙여 온도감지부를 형성하고, 상기 온도감지부에 상기 온도휴즈를 밀착 고정한 것이 바람직하다.

또한 본 고안의 순간온수장치에 있어서, 상기 온도휴즈의 정격전류 및 용단온도가 15A, 72℃인 것이 바람직하다.

또한 본 고안의 순간온수장치에 있어서, 상기 열교환부의 측벽에 다수개의 와류형성 돌기가 형성된 것이 바람직하다.

또한 본 고안의 순간온수장치에 있어서, 상기 발열체는 상기 알루미나 기판의 양면에 단일패턴으로 인쇄되며, 상기 발열체는 3~15중량%의 Pb을 함유하는 Ag-Pd전극계인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 순간온수장치의 사시도이고, 도 2는 분해사시도로서, 이를 참조하여 그 구성을 설명하면 원수유입구(13)와 온수 토출구(14)가 구비된 케이싱(11), 커버(12), 열교환부(20, 21), 평판형 세라믹 히터(40), 제어부(30) 및 온도휴즈(51)로 구성된다.

상기 케이싱(11)은 일측에 원수유입구(13)와 온수 토출구(14)가 구비되고, 그 상부에는 개폐 가능한 커버(12)가 형성되어 있다. 또한 상기 케이싱(11)의 일측에는 절개부위(11a)가 형성되어 있으며, 이에 대하여는 후술한다.

상기 케이싱(11) 및 커버(12) 각각의 내벽에는 원수가 송수되면서 평판형 세라믹 히터(40)에 의해 양측에서 가열될 수 있도록 열교환부(20, 21)가 형성되어 있는데, 상기 열교환부(20, 21)는 원수의 흐름을 원활하게 하기 위하여 매우 완만한 원형만곡부(20a, 21a)가 하나 이상 형성되어 있다. 또한 상기 열교환부(20, 21)의 측벽에는 흐르고 있는 원수가 와류되도록 다수개의 와류형성돌기(20b, 21b)가 부가되어 있다.

상기 제어부(30)는 열교환부(20, 21)를 거친 온수의 온도를 감지하고 그에 따라 히터(40)의 작동 또는 중단을 제어하는 구성으로서, 구체적으로는 온도센서인 서미스터(32)와 안전장치인 복귀형 바이메탈(31)로 구성된다. 상기 서미스터(32)와 바이메탈(31)은 일반적으로 사용되는 것을 이용할 수 있다. 상기 바이메탈(31)과 서미스터(32)의 결합에 있어서, 수밀성을 높이기 위해 와셔(34) 및 오링(33a, 33b)가 더 부가된다.

도 3을 참조하여 본 고안에 의한 평판형 세라믹 히터(40)를 설명하면, 상기 평판형 세라믹 히터(40)는 상기 케이싱(11)과 커버(12) 사이에, 구체적으로는 상기 케이싱(11)과 커버(12) 각각의 내벽에 형성된 열교환부(20, 21) 사이에 입설되는 알루미나 기판(41) 및 상기 알루미나 기판의 양면에 인쇄된 발열체(42)로 구성된다. 또한 상기 발열체(42)는 전극단자(42b), 발열완충부(42c) 및 발열부(42a)로 이루어진다. 발열완충부(42c)는 전극단자(42b)와 발열부(42a) 사이에 위치하며, 발열부(42a) 패턴의 선폭에 비해 점차적으로 넓게 하거나 패턴의 선간격을 점차 넓게 하여 단위면적당의 발열량을 점차적으로 줄임으로써, 발열부(42a)와 전극단자(42b)의 급격한 온도차를 완화시키기 위하여 형성된다. 또한 상기 알루미나 기판(41)의 양면에 단일패턴으로 인쇄되는 것이 바람직한데, 상기 발열체(42)는 3~15중량%의 Pb을 함유하는 Ag-Pd전극계인 것이 더욱 바람직하다.

도 4를 참조하면, 상기 케이싱의 일측을 절개하여 형성된 절개부위(11a)에 금속판재를 덧붙여서 온도감지부(52)를 마련하고, 상기 온도감지부(52)에 상기 온도휴즈(51)를 밀착 고정한다. 도시된 고정부재(53)에 의해 상기 온도휴즈(51)를 상기 온도감지부(52)에 밀착 고정하고 있으나, 기타의 다양한 방법에 의해 고정할 수 있다. 상기 금속판재는 열전도성이 뛰어난 금속, 특히 무처리금속인 것이 바람직하다. 또한 온도휴즈(51)의 정확한 작동을 위해 상기 금속판재에 볼록부위를 형성하고, 상기 볼록부위가 상기 절개부위(11a)에 삽입되도록 결합하는 것이 더욱 바람직하다.

또한 도 4를 참조하여 본 고안에 의한 순간온수장치의 회로연결구조를 살펴보면, 상기 바이메탈(31)의 두개의 단자 중 하나(31a)는 온도휴즈의 일단(51a)에 연결되고, 타단자(31b)는 히터의 전극단자(미도시)와 연결된다. 또한 상기 온도휴즈(51)의 타단(51b)은 히터의 타 전극단자와 연결되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 순간온수장치의 작동을 설명하면, 원수유입구(13)로 유입된 원수는 양측 열교환부(20, 21)를 지나는 동안 알루미나 기판의 양면에 인쇄된 발열체에 의해 동시 또는 필요에 따라 일측이 가열되고, 와류형성돌기(20b, 21b)에 의해 와류가 형성되어 열이 고루 전달된다. 또한 서미스터(31)를 구비하고 있어 온수의 히팅온도가 제어되며, 안전장치인 바이메탈(31)에 의해 과열을 방지할 수 있다. 더욱이 온수의 온도가 70℃이상으로 과열되면, 온도휴즈(51)가 용단되어 전원공급이 차단되므로 안정성이 도모된다.

본 고안에 따르면 히터의 기판 양면에 발열체를 인쇄되어 있고, 또한 이들 양측에서 열교환이 이루어지기 때문에 필요에 따라 일측만을 이용하거나 양측을 모두 이용할 수 있다. 양측의 발열체를 작동하고 열교환할 경우에는 짧은 시간에 많은 양의 온수를 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한 열교환부의 측벽에 형성된 와류형성돌기에 의해 원수 또는 온수가 와류되어 열교환 성능이 매우 뛰어나다.

또한 제어부에 의해 적정온도를 감지하고 제어하기 때문에 안정성이 있으며, 특히 온도휴즈를 구비하고 있어 더욱 안전하다.

상기 양면의 발열체에서 발생하는 열에 의해 온수가 생성되기 때문에 이용하기 때문에 의 양측에서 원수가 가열되기 때문에 온수의 순간 생산량이 많다.

또한 와류형성돌기에 의해 원수 또는 온수가 흐르는 동안 와류가 형성되어 국부적으로 발생할 수 있는 온수의 온도차의 발생을 방지할 수 있어 열효율이 향상되며, 온수를 사용함에 있어서도 안전하다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명 되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 원수 유입구 및 온수 토출구가 구비된 케이싱;

   상기 케이싱의 상면에 덮어 씌워지는 커버;

   상기 케이싱 및 커버 각각의 내벽에 형성되며, 하나 이상의 원형 만곡부를 구비한 열교환부;

   상기 케이싱측 열교환부와 상기 커버측 열교환부 사이에 입설된 알루미나 기판 및 상기 알루미나 기판의 양면에 인쇄된 발열체로 이루어진 평판형 세라믹 히터;

   온도제어용 센서인 서미스터 및 상기 평판형 세라믹 히터의 전극단자와 연결되어 전원공급을 제어하는 바이메탈로 구성된 제어부;

   를 포함한 것을 특징으로 하는 순간온수장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 케이싱의 외벽에 밀착 고정되어 상기 열교환부를 통과하는 온수의 온도를 감지하고, 상기 온수의 온도가 과열된 경우에 용단(溶斷)되는 온도휴즈가 더 부가된 것을 특징으로 하는 상기 순간온수장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 온도휴즈가 상기 온수의 온도를 정확히 감지하도록 상기 케이싱을 절개하여 형성된 절개부위에 금속판재를 덧붙여 온도감지부를 형성하고, 상기 온도감지부에 상기 온도휴즈를 밀착 고정한 것을 특징으로 하는 상기 순간온수장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 온도휴즈의 정격전류 및 용단온도가 15A, 72℃인 것을 특징으로 하는 상기 순간온수장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 열교환부의 측벽에 다수개의 와류형성 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 상기 순간온수장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 발열체는 상기 알루미나 기판의 양면에 단일패턴으로 인쇄되며, 상기 발열체는 3~15중량%의 Pb을 함유하는 Ag-Pd전극계인 것을 특징으로 하는 상기 순간온수장치.