KR20110057560A - 세라믹 히터 및 이를 구비한 온수 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세라믹 히터 및 이를 구비한 온수 가열 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 복수의 열선(130)이 배치된 판형상의 세라믹 플레이트(120), 및 상기 복수의 열선(130)에 각각 전력을 공급하는 복수의 단자(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 히터에 복수의 열선을 배치하고 복수의 열선에 상이한 전력을 인가함으로써 히터의 부위에 따라 상이한 열량을 발산하게 하여 다양한 제어가 가능하고, 히터의 발열면에 지그재그의 유로가 형성되게 하여 히터의 전면에 물이 접촉하게 함으로써 가열 효율을 높일 수 있다.
세라믹 플레이트, 열선, 유로 형성판

Description

세라믹 히터 및 이를 구비한 온수 가열 장치{CERAMIC HEATER AND HOT WATER HEATING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 세라믹 히터 및 이를 구비한 온수 가열 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 세라믹 히터를 구비한 온수 가열 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 온수 가열 장치(1)는 하우징(10), 하우징(10) 내에 장착되는 세라믹 히터(20), 및 세라믹 히터(20)를 하우징(10)에 고정하는 고정 부재(30)를 포함하여 이루어진다.
하우징(10)과 세라믹 히터(20)는 원통형으로 형성되며, 통상적으로 동축상에 배치된다. 고정 부재(30)에는 세라믹 히터(20)의 내부와 연통하는 입수구가 형성되고, 하우징(10)에는 출수구가 형성된다. 따라서, 입수구로 들어온 물은 세라믹 히터(20)의 내부를 통과하고 세라믹 히터(20)의 외부를 따라 흘러 출수구를 통해 배출된다. 물이 세라믹 히터(20)의 내부를 흐를 때 세라믹 히터(20)의 내벽과 접촉하여 가열되고, 물이 세라믹 히터(20)의 외부를 흐를 때 세라믹 히터(20)의 외벽과 접촉하여 가열되며, 이 가열된 물이 출수구로 배출된다.
그런데, 이와 같이 구성되는 온수 가열 장치는 유로가 단순하여 히터를 지나 는 물이 히터의 발열면에 충분히 접촉하지 못하고, 또한 히터에는 하나의 열선만이 배치되므로 효율적인 제어를 할 수 없어 열낭비가 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 히터의 부위에 따라 상이한 열량을 발산하게 하여 다양한 제어가 가능하고, 히터의 발열면의 전면에 물이 접촉하게 하여 가열 효율을 높이는 히터 및 온수 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 내부에 복수의 열선이 배치된 판형상의 세라믹 플레이트와, 상기 복수의 열선에 각각 전력을 공급하는 복수의 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터를 제공된다.
상기 복수의 열선은 상기 세라믹 플레이트의 상부에 배치되는 제1 열선과 상기 세라믹 플레이트의 하부에 배치되는 제2 열선을 구비하고, 상기 복수의 단자는 상기 제1 열선에 전력을 공급하는 제1 단자와 상기 제2 열선에 전력을 공급하는 제2 단자(144)를 구비할 수 있다.
상기 복수의 열선은 상기 세라믹 플레이트의 일측면에 배치되는 제1 열선과 상기 세라믹 플레이트의 타측면에 배치되는 제2 열선을 구비하고, 상기 복수의 단자는 상기 제1 열선에 전력을 공급하는 제1 단자와 상기 제2 열선에 전력을 공급하는 제2 단자를 구비할 수 있다.
상기 복수의 열선에 공급하는 전력을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 열선에 각각 상이한 전력을 공급할 수 있다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 세라믹 히터, 및 상기 세라믹 히터를 수용하며 입수구와 출수구가 형성된 하우징을 포함하는 온수 가열 장치가 제공된다.
상기 하우징의 내부에는 상기 세라믹 히터의 양측면 상에 지그재그의 유로가 형성되도록 유로 형성판이 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 히터에 복수의 열선을 배치하고 복수의 열선에 상이한 전력을 인가함으로써 히터의 부위에 따라 상이한 열량을 발산하게 하여 다양한 제어가 가능하고, 히터의 발열면에 지그재그의 유로가 형성되게 하여 히터의 전면에 물이 접촉하게 함으로써 가열 효율을 높일 수 있다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 히터(100)의 측면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 세라믹 히터(100)는 세라믹 플레이트(120), 단자(140), 및 고정 부재(160)를 구비하여 이루어진다.
세라믹 플레이트(120)는 판형상으로 형성되며, 내부에 복수의 열선(130)이 배치된다. 도 2에서, 복수의 열선(130)은 세라믹 플레이트(120)의 상부에 배치되는 제1 열선(132)과 세라믹 플레이트(120)의 하부에 배치되는 제2 열선(134)을 구비한다.
세라믹 플레이트(120)의 일측에는 복수의 열선(130)에 전력을 공급하는 복수의 단자(140)가 설치된다. 도 2에서, 복수의 단자(140)는 제1 열선(132)에 전력을 공급하는 제1 단자(142)와 제2 열선(134)에 전력을 공급하는 제2 단자(144)를 구비한다. 복수의 단자(140)는 각각 제어부(미도시)에 연결되어 공급되는 전력이 제어될 수 있다.
세라믹 플레이트(120)와 단자(140)는 고정 부재(160)에 부착된다. 고정 부재(160)가 후술하는 하우징(180)에 장착되면, 세라믹 플레이트(120)가 하우징(180)의 내부에 수용될 수 있다.
도 3은 세라믹 히터(100)와 하우징(180)을 포함하는 온수 가열 장치(200)의 분해 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(180)의 하부에는 입수구(182)와 출수구(184)가 배치된다. 또한, 하우징(180)의 내부에는 복수의 유로 형성판(186)이 형성된다. 유로 형성판(186)은 세라믹 플레이트(120)의 두께의 간격을 두고 한 쌍씩 일정한 간격으로 배치된다. 따라서, 세라믹 플레이트(120)를 하우징(180)의 내부에 삽입하면 세라믹 플레이트(120)의 양측면에 유로 형성판(186)이 배치된다.
도 4는 하우징(180)의 단면도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(180) 내부에 설치되는 유로 형성판(186)은 일단에서 연장하는 격판(186a)과 타단에서 연장하는 격판(186b)이 교대로 배치되며, 일단에서 연장하는 격판(186a)은 타단과 이격되어 배치되고 타단에서 연장하는 격판(186b)은 일단과 이격되어 배치된다.
도 5a는 세라믹 히터(100)가 하우징(180)에 장착된 온수 가열 장치(200)의 단면도에 유로를 표시한 것이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 하부의 입수구(182) 로 유입된 물은 유로 형성판(186)에 의해 형성되는 지그재그의 유로를 따라 상부로 유동한다. 세라믹 플레이트(120)의 일측면 상에서 물이 지그재그로 이동하기 때문에 물은 세라믹 플레이트(120)의 일측면의 전면과 접촉하면서 가열될 수 있다. 한편, 도 5b는 도 5a의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 5b를 참조하면, 세라믹 플레이트(120)의 일측면에서 상부로 이동한 물은 세라믹 플레이트(120)의 타측면으로 이동한다. 세라믹 플레이트(120)의 타측면에도 세라믹 플레이트(120)의 일측면과 마찬가지로 유로 형성판(186)에 의해 지그재그의 유로가 형성되기 때문에, 물은 세라믹 플레이트(120)의 타측면의 전면과 접촉하면서 가열된 다음, 출수구(184)로 배출될 수 있다.
한편, 세라믹 플레이트(120)의 상부에 배치되는 제1 열선(132)과 세라믹 플레이트(120)의 하부에 배치되는 제2 열선(134)에는 상이한 전력이 공급되도록 제어된다. 입수구(182) 및 출수구(184)가 배치된 세라믹 플레이트(120)의 하부의 제2 열선(134)에 인가하는 전력보다 세라믹 플레이트(120)의 상부의 제1 열선(132)에 인가하는 전력을 크게 할 수 있다. 예컨대, 세라믹 플레이트(120)의 하부의 제2 열선(134)에 300W의 전력을 인가하고, 세라믹 플레이트(120) 상부의 제1 열선(132)에는 500W의 전력을 인가할 수 있다. 이와 같이 전력을 인가함으로써, 입수구(182) 근방에서는 비교적 낮은 열량으로 어느 정도의 온도까지 물이 가열되게 하고, 이후 세라믹 플레이트(120)의 상부를 흐르는 도중에는 설정 온도에 가깝게 고온으로 가열하며, 다시 출수구(184) 근방에서는 낮은 열량으로 설정 온도까지 가열한 다음 출수구(184)로 출수되게 할 수 있다.
즉, 하나의 세라믹 플레이트(120)에 복수의 열선(130)을 배치하고 각각에 상이한 전력을 공급함으로써 열을 효율적으로 전달함과 동시에 전력 소모를 절감할 수 있는 것이다.
한편, 제1 열선(132)에 인가하는 전력과 제2 열선(134)에 인가하는 전력의 합이 최대 소비전력을 초과하지 않도록 제어해야 한다. 예컨대, 유럽의 CE 인증 시험 중 EMI 시험 항목에는 플리커 시험과 하모닉 시험이 있는데, 이 시험은 소비전력에 의한 주위 환경의 영향을 시험하는 항목으로, 이 시험을 통과하기 위해서는 온수 가열용 히터를 이용하는 제품에 있어서 히터의 용량에 제한을 받게 된다. 예컨대, 순간 가열식 온수기에 있어서 성능을 만족하기 위하여 800W를 초과하는 히터를 사용할 수 없다. 따라서, 복수의 열선(130)에 인가하는 전력의 합이 800W가 넘지 않도록 설정하여 시험에 만족하는 조건을 얻을 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 히터(100)의 평면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 세라믹 플레이트(120)의 내부에 배치되는 복수의 열선(130)은 세라믹 플레이트(120)의 일측면에 배치되는 제1 열선(132)과 세라믹 플레이트(120)의 타측면에 배치되는 제2 열선(134)을 구비한다. 세라믹 플레이트(120)의 일측에는 복수의 열선(130)에 전력을 공급하는 복수의 단자(140)가 설치된다. 복수의 단자(140)가 제1 열선(132)에 전력을 공급하는 제1 단자(142)와 제2 열선(134)에 전력을 공급하는 제2 단자(144)를 구비하는 것은 전술한 실시예와 동일한다.
그리고, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 제1 열선(132)과 제2 열선(134)에 인가하는 전력을 상이하게 제어함으로써 열을 효율적으로 전달함과 동시에 전력 소모를 절감할 수 있다. 예컨대, 입수구(182)가 배치된 세라믹 플레이트(120)의 일측면의 제1 열선(132)에 인가하는 전력보다 출수구(184)가 배치된 세라믹 플레이트(120)의 타측면의 제2 열선(134)에 인가하는 전력을 크게 할 수 있다. 이와 같이 전력을 인가함으로써, 입수구(182) 근방에서는 비교적 낮은 열량으로 어느 정도의 온도까지 물이 가열되게 하고, 출수구(184) 근방에서는 높은 열량으로 설정 온도까지 가열한 다음 출수구(184)로 출수되게 할 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서처럼 하우징(180)의 유로 형성판(186)에 의해 형성되는 유로를 따라 지그재그로 흐르면서 세라믹 플레이트(120)의 양측면의 모든 면과 접촉하면서 가열되게 함으로써 열효율을 높일 수 있다.
상기의 실시예에서는, 하나의 세라믹 히터에 2개의 열선을 배치하는 것을 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 3개의 이상의 열선을 배치하여 히터의 부위마다 상이한 열량을 발산하게 하여 다양한 제어를 함으로써 열효율을 높일 수 있다.
도 1은 종래의 세라믹 히터를 구비한 온수 가열 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 히터(100)의 측면도이다.
도 3은 온수 가열 장치(200)의 분해 사시도이다.
도 4는 하우징(180)의 단면도이다.
도 5a는 온수 가열 장치(200)의 단면도에 유로를 표시한 것이고, 도 5b는 도 5a의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세라믹 히터(100)의 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 세라믹 히터 120 세라믹 플레이트
130 열선 140 단자
160 고정 부재 180 하우징
182 입수구 184 출수구
186 유로 형성판

Claims (6)

  1. 내부에 복수의 열선(130)이 배치된 판형상의 세라믹 플레이트(120), 및
    상기 복수의 열선(130)에 각각 전력을 공급하는 복수의 단자(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 열선(130)은 상기 세라믹 플레이트(120)의 상부에 배치되는 제1 열선(132)과 상기 세라믹 플레이트(120)의 하부에 배치되는 제2 열선(134)을 구비하고,
    상기 복수의 단자(140)는 상기 제1 열선(132)에 전력을 공급하는 제1 단자(142)와 상기 제2 열선(134)에 전력을 공급하는 제2 단자(144)를 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 열선(130)은 상기 세라믹 플레이트(120)의 일측면에 배치되는 제1 열선(132)과 상기 세라믹 플레이트(120)의 타측면에 배치되는 제2 열선(134)을 구비하고,
    상기 복수의 단자(140)는 상기 제1 열선(132)에 전력을 공급하는 제1 단자(142)와 상기 제2 열선(134)에 전력을 공급하는 제2 단자(144)를 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 열선(130)에 공급하는 전력을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 열선(130)에 각각 상이한 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 세라믹 히터.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 따른 세라믹 히터(100), 및
    상기 세라믹 히터(100)를 수용하며, 입수구(182)와 출수구(184)가 형성된 하우징(180)을 포함하는 온수 가열 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하우징(180)의 내부에는 상기 세라믹 히터(100)의 양측면 상에 지그재그의 유로가 형성되도록 유로 형성판(186)이 설치되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160141106A (ko) * 2015-05-28 2016-12-08 대진대학교 산학협력단 비금속 면상발열체 및 이의 교체가 용이한 결속장치 그리고 스팀 발생장치

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KR20160141106A (ko) * 2015-05-28 2016-12-08 대진대학교 산학협력단 비금속 면상발열체 및 이의 교체가 용이한 결속장치 그리고 스팀 발생장치

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