KR20110079962A - 온수 가열 장치 - Google Patents

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KR20110079962A
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김도한
강병일
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웅진코웨이주식회사
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    • B01D35/18—Heating or cooling the filters
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Abstract

본 발명은 온수 가열 장치에 관한 것으로, 상세하게는 바닥면이 개방된 온수 탱크(120), 상기 온수 탱크(120)의 바닥면을 형성하도록 접합되는 가열 부재(140), 및 상기 가열 부재(140)에 부착되는 히터부(160)를 포함하고, 상기 가열 부재(140)는 상기 온수 탱크(120)가 접합되는 부분과 상기 히터부(160)가 부착되는 부분 사이에 벤딩부(142)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 온수 탱크의 바닥면 전체가 가열 부재로 형성되므로 가열 부재와 물이 직접 접촉하는 면적이 넓어서 가열 시간이 단축된다.
또한, 가열 부재는 온수 탱크가 부착되는 둘레부와 히터부가 부착되는 중앙부 사이에 벤딩부가 형성되므로, 가열 부재의 둘레부를 온수 탱크에 용접할 때 발생하는 용접열이 중앙부에 배치된 히터부에 빨리 전달되지 못한다. 따라서, 둘레부의 용접열이 중앙부에 도달할 때까지 충분한 용접 작업 시간이 확보되므로, 히터부가 손상되는 일 없이 가열 부재를 온수 탱크에 용접 접합할 수 있다.

Description

온수 가열 장치{HOT WATER HEATING APPARATUS}
본 발명은 온수 가열 장치에 관한 것이다.
정수기는 정수 필터를 통하여 수도 등으로부터 공급된 원수를 여과하여 정수수로 만드는 장치이다. 그런데, 근래에는 정수기의 이러한 정수 기능 뿐만 아니라 생산된 정수를 가열하여 온수로 만들어서 제공하는 기능을 갖춘 정수기가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 정수기는 정수를 가열하여 저장하는 온수 탱크를 구비하고, 사용자가 필요에 따라 온수 탱크에 마련된 코크를 조작하는 것에 의해 온수 탱크에 저장되어 있는 온수를 추출하여 음용할 수 있게 되어 있다.
온수 탱크에는 온수 탱크 내의 물을 가열하기 위한 가열 장치가 설치되는데, 통상적으로 시즈히터식 가열 장치와 밴드히터식 가열 장치가 사용되고 있다.
시즈히터식 가열 장치는 히터부가 온수 탱크의 내부로 삽입되어 온수 탱크 내의 물과 직접 접촉함으로써 물을 가열하는 방식으로 구성된다. 이러한 시즈히터식 가열 장치는 온수 탱크와 히터부가 상호 결합될 때 열팽창 계수를 고려하여 결합 부위의 오차를 두어야 하는데, 이 오차 계산을 정확하게 하지 않으면 틈새로 누수되는 문제가 발생하므로 결합 공정이 매우 까다롭다. 또한, 히터부가 온수 탱크의 내부로 삽입되어 물과 직접 접촉하기 때문에 위생상 바람직하지 않다.
밴드히터식 가열 장치는 밴드 형태의 히터부가 온수 탱크의 외표면을 감싸도록 설치되어 온수 탱크 내의 물을 가열하는 방식으로 구성된다. 이러한 밴드히터식 가열 장치는 히터부가 온수 탱크의 외표면에 밀착되도록 감싸져야 하는데, 만약 히터부와 온수 탱크가 밀착되지 않으면 열전달의 효율이 떨어지고, 틈새에 이물질 등이 끼어 저항이 높아지면 화재가 발생할 위험이 있다.
이러한 문제점을 감안하여 근래에는 면상 히터를 이용한 가열 장치가 개발되어 사용되고 있다. 공개특허 2008-0076451호는 면상 히터의 일종인 루테녹스 히터를 이용하여 가열 시간을 단축시키고 안전성을 높인 저수 탱크의 가열 장치를 개시하고 있다.
상기 문헌은, 히터부(30)가 부착된 가열 부재(20)를 저수 탱크(10)의 바닥면에 설치하여 저수 탱크(10)의 물을 가열하는 구조를 개시하고 있다(도 3(a) 및 (b) 참조). 그러나, 이러한 구조에서는 가열 부재(20)가 저수 탱크(10)의 바닥면을 통하여 저수 탱크(10)의 물을 가열하므로 열전달 효율이 낮고, 가열 부재(20)와 저수 탱크(10)가 볼트로 체결하여 결합되기 때문에 조립 공정이 복잡해지는 문제가 있다. 또한, 상기 문헌은, 저수 탱크(10)의 바닥면의 천공부에 가열 부재(20)의 돌출부를 삽입하고 용접 접합하여 가열 부재(20)가 직접 물에 접촉하는 구조를 개시하고 있다(도 3(c) 참조). 그러나, 실제로는 돌출부를 천공부에 삽입하여 용접할 때, 용접열에 의해 가열 부재(20)에 부착된 히터부(30)가 파손되는 문제가 발생한다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 가열 부재가 물과 접촉하는 면적을 넓혀서 가열 시간을 단축하고, 또한 가열 부재를 온수 탱크에 용접할 때 발생하는 용접열에 의하여 가열 부재에 부착된 히터부가 파손되지 않는 온수 가열 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 바닥면이 개방된 온수 탱크, 상기 온수 탱크의 바닥면을 형성하도록 접합되는 가열 부재, 및 상기 가열 부재에 부착되는 히터부를 포함하고, 상기 가열 부재는 상기 온수 탱크가 접합되는 부분과 상기 히터부가 부착되는 부분 사이에 벤딩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치를 제공한다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 상기 가열 부재의 둘레부와 상기 온수 탱크의 둘레부가 용접으로 접합된다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 상기 히터부는 상기 가열 부재의 중앙부에 부착된다.
본 발명의 제4 특징에 따르면, 상기 벤딩부는 상기 온수 탱크의 내측으로 돌출되게 형성된다.
본 발명의 제5 특징에 따르면, 상기 벤딩부는 상기 온수 탱크의 외측으로 돌출되게 형성된다.
본 발명의 제6 특징에 따르면, 상기 벤딩부는 상기 온수 탱크의 내외측으로 주름지게 형성된다.
본 발명의 제7 특징에 따르면, 상기 히터부는 루테녹스 히터이다.
본 발명에 따르면, 온수 탱크의 바닥면 전체가 가열 부재로 형성되므로 가열 부재와 물이 직접 접촉하는 면적이 넓어서 가열 시간이 단축된다.
또한, 가열 부재는 온수 탱크가 부착되는 둘레부와 히터부가 부착되는 중앙부 사이에 벤딩부가 형성되므로, 가열 부재의 둘레부를 온수 탱크에 용접할 때 발생하는 용접열이 중앙부에 배치된 히터부에 빨리 전달되지 못한다. 따라서, 둘레부의 용접열이 중앙부에 도달할 때까지 충분한 용접 작업 시간이 확보되므로, 히터부가 손상되는 일 없이 가열 부재를 온수 탱크에 용접 접합할 수 있다.
또한, 벤딩부에 의해 가열 부재와 물과의 접촉 면적이 넓어져 가열 시간이 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온수 가열 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온수 가열 장치의 단면도이다.
도 3은 히터부의 구조를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수 가열 장치의 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온수 가열 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온수 가열 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 온수 가열 장치(100)는 온수 탱크(120), 가열 부재(140), 및 히터부(160)를 포함하여 이루어진다.
온수 탱크(120)는 바닥면이 개방된 원통형의 형상으로 형성된다. 가열 부재(140)는 온수 탱크(120)의 개방된 바닥면에 대응하는 형상의 판 부재로 형성된다. 가열 부재(140)의 둘레부가 온수 탱크(120)의 둘레부에 접합되어, 가열 부재(140)는 온수 탱크(120)의 바닥면을 형성하게 된다. 가열 부재(140)는 온수 탱크(120)에 용접으로 접합될 수 있다.
가열 부재(140)는 스테인리스, 세라믹, 알루미늄 등 열전도율이 높은 재질로 이루어질 수 있다. 가열 부재(140)가 온수 탱크(120)의 바닥면을 형성하므로, 가열 부재(140)에 의해 온수 탱크(120)의 하부의 물이 가열되고, 하부의 물이 가열되면 열대류에 의해 온수 탱크(120) 내의 전체 물이 용이하게 가열될 수 있다.
가열 부재(140)의 중앙부의 하면에는 히터부(160)가 부착된다. 히터부(160)는 면상 히터의 일종인 루테녹스 히터가 될 수 있다. 도 3은 히터부(160)의 구조를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 히터부(160)는 전극(162), 발열체(164), 및 절연층(166)으로 이루어진다. 가열 부재(140)에 절연층(166)이 설치되고, 절연층(166) 상에 두 개의 전극(162)이 이격되어 설치되고, 두 전극(162) 사이에 발열체(164)가 배치되며, 그 위에 다시 절연층(166)이 설치된다. 전극(162)이 전원부(미도시)로부터 전원을 인가받으면, 두 전극(162) 사이에 배치된 발열체(164)가 발열하면서 가열 부재(140)를 가열시킨다. 히터부(160)가 가열 부재(140)의 중앙부에 부착되므로 가열 부재(140)는 균일하게 가열될 수 있다. 절연층(166)은 기본적으로 절연의 기능을 할 뿐만 아니라, 물리적인 외력에 의해 전극(162)과 발열체(164)가 손상되는 것을 방지하고, 공기와의 접촉을 차단하여 산화 방지 역할을 함으로써 히터부(160)를 반영구적으로 사용 가능하게 해준다.
한편, 가열 부재(140)는 온수 탱크(120)가 부착되는 둘레부와 히터부(160)가 부착되는 중앙부 사이에 벤딩부(142)가 형성된다. 벤딩부(142)는 온수 탱크(120)의 내측으로 돌출되게 형성될 수 있다.
벤딩부(142)는 가열 부재(140)를 온수 탱크(120)에 용접할 때에 용접에 의해 발생한 열이 가열 부재(140)의 중앙부로 전달되는 시간을 지연시킬 수 있다. 가열 부재(140)의 중앙부에는 히터부(160)가 부착되는데 히터부(160)는 두께가 매우 작은 박막으로 구성되므로 용접열이 전달되면 손상될 위험이 있다. 그러나, 히터부(160) 둘레에 벤딩부(142)를 설치하면 벤딩부(142)의 길이 만큼 열전달이 지연되므로 히터부(160)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 벤딩부(142)는 온수 탱크(120) 내의 물과의 접촉 면적을 증대시킴으로써 온수 탱크(120) 내의 물이 빨리 가열되게 할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예에서는 벤딩부(142)가 온수 탱크(120)의 내측으로 돌출되게 형성되었지만, 도 4a에 도시된 바와 같이 벤딩부(142)가 온수 탱크(120)의 외측으로 돌출되게 형성해도 되고, 도 4b에 도시된 바와 같이 벤딩부(142)가 온수 탱크(120)의 내외측으로 주름지게 형성할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 온수 탱크(120)의 바닥면 전체가 가열 부재(140)로 형성되므로 가열 부재(140)와 물이 직접 접촉하는 면적이 넓어서 가열 시간이 단축된다.
또한, 가열 부재(140)는 온수 탱크(120)가 부착되는 둘레부와 히터부(160)가 부착되는 중앙부 사이에 벤딩부(142)가 형성되므로, 가열 부재(140)의 둘레부를 온수 탱크(120)에 용접할 때 발생하는 용접열이 중앙부에 배치된 히터부(160)에 빨리 전달되지 못한다. 따라서, 둘레부의 용접열이 중앙부에 도달할 때까지 충분한 용접 작업 시간이 확보되므로, 히터부(160)가 손상되는 일 없이 가열 부재(140)를 온수 탱크(120)에 용접 접합할 수 있다.
또한, 벤딩부(142)에 의해 가열 부재(140)와 물과의 접촉 면적이 넓어져 가열 시간이 단축될 수 있다.
120 온수 탱크 140 가열 부재
142 벤딩부 160 히터부

Claims (7)

  1. 바닥면이 개방된 온수 탱크(120),
    상기 온수 탱크(120)의 바닥면을 형성하도록 접합되는 가열 부재(140), 및
    상기 가열 부재(140)에 부착되는 히터부(160)를 포함하고,
    상기 가열 부재(140)는 상기 온수 탱크(120)가 접합되는 부분과 상기 히터부(160)가 부착되는 부분 사이에 벤딩부(142)가 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 부재(140)의 둘레부와 상기 온수 탱크(120)의 둘레부가 용접으로 접합되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터부(160)는 상기 가열 부재(140)의 중앙부에 부착되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벤딩부(142)는 상기 온수 탱크(120)의 내측으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벤딩부(142)는 상기 온수 탱크(120)의 외측으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벤딩부(142)는 상기 온수 탱크(120)의 내외측으로 주름지게 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터부(160)는 루테녹스 히터인 것을 특징으로 하는 온수 가열 장치.
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