KR20110080800A - 전기온수기 - Google Patents

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KR20110080800A
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Abstract

본 발명은 전기온수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물의 흐름을 열교환핀 및 히터측으로 균일하게 유도함으로써 열전달효율의 극대화에 의해 물의 가열시간을 대폭 축소하여 온수를 신속하게 공급할 수 있는 전기온수기에 관한 것이다.
본 발명의 전기온수기는, 내부에 수용공간을 가진 온수탱크; 상기 온수탱크 내에 설치되고, 길이방향으로 길게 연장된 히터; 및 상기 히터의 외표면에 부착되고, 상기 히터의 길이방향으로 일정간격 이격되어 설치된 복수의 열교환핀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기온수기{ELECTRIC WATER HEATER}
본 발명은 전기온수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물의 흐름을 열교환핀 및 히터측으로 균일하게 유도함으로써 열전달효율의 극대화에 의해 물의 가열시간을 대폭 축소하여 온수를 신속하게 공급할 수 있는 전기온수기에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 온수기는 에너지원에서 열에너지를 발생시킨 후에, 이 발생된 열에너지에 의해 물을 가열하여 온수를 공급하는 장치이다.
이러한 온수기는 물을 가열시키는 에너지원에 따라 기름온수기, 가스온수기, 전기온수기 등으로 구분되고 있다. 이러한 온수기는 물을 가열시키는 히터 및 물을 저장하는 온수탱크로 구성되어 있으며, 대부분의 경우 온수탱크 내에 히터가 내장되어 물을 직접 가열하는 구조로 이루어진다.
특히, 전기온수기는 소음이 적고 가격이 저렴한 장점이 있어 최근에 많이 이용되고 있다.
하지만, 종래의 전기온수기는 물과 히터과의 접촉면적이 상대적으로 좁아 히터의 열이 물로 전달되는 열전달효율이 높지 않을 뿐만 아니라 신속한 온수의 공급을 원활하게 할 수 없는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 물의 흐름을 열교환핀 및 히터측으로 균일하게 유도함으로써 히터에서의 열전달효율을 극대화하고, 이에 물을 매우 신속하게 가열하여 온수의 신속한 공급을 용이하게 달성할 수 있는 전기온수기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기온수기는,
내부에 수용공간을 가진 온수탱크;
상기 온수탱크 내에 설치되고, 길이방향으로 길게 연장된 하나 이상의 히터; 및
상기 히터의 외표면에 부착되고, 상기 히터의 길이방향으로 일정간격 이격되어 설치된 복수의 열교환핀;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 열교환핀은 시트 구조로 구성되고, 상기 열교환핀은 하나 이상의 관통공을 구비하며, 상기 일측 열교환핀의 관통공은 인접하는 타측 열교환핀의 관통공과 인접하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 온수탱크의 수용공간 내에는 상기 유입구 및 유출구에 인접하여 유도판이 설치되고, 상기 유도판은 상기 수용공간의 중심부를 커버하도록 배치되며, 상기 유도판과 열교환핀은 서로 이격되는 것을 특징으로 한다.
상기 히터는 굴곡된 구조로 형성됨으로써 서로 평행한 2 이상의 직선부 및 상기 직선부의 단부를 연결하는 하나 이상의 굴곡부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 열교환핀은 상기 히터의 직선부를 따라 일정간격 이격되어 형성되고, 상기 열교환핀은 시트 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 온수탱크는 그 내측면에 하나 이상의 끼움홈을 가지고, 상기 히터의 굴곡부는 상기 온수탱크의 끼움홈에 끼움결합되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 물의 흐름을 열교환핀 및 히터측으로 균일하게 유도함으로써 히터에서의 열전달효율을 극대화하고, 이에 물을 매우 신속하게 가열하여 온수의 신속한 공급을 용이하게 달성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전기온수기를 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 화살표 A부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 전기온수기를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 3의 B-B선을 따라 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 전기온수기를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기온수기를 도시한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기온수기를 도시한 평단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기온수기의 히터 및 열교환핀을 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 전기온수기를 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 전기온수기는 온수탱크(10), 온수탱크(10) 내에 설치된 하나 이상의 히터(20), 히터(20)의 표면에 설치된 복수의 열교환핀(30)을 포함한다.
온수탱크(10)는 내부에 물을 수용할 수 있는 수용공간(11)을 가지고, 일측에는 유입구(12) 및 유출구(13)가 형성되어 있다.
히터(20)는 전원이 인가됨에 따라 발열하는 다양한 방식의 히터로 구성되고, 히터(20)는 온수탱크(10)의 수용공간(11) 내에 설치된다.
한편, 히터(20)는 길이방향으로 길게 연장된 구조로 형성되고, 본 제1실시예에서는 수용공간(11) 내에서 수직방향으로 길게 배치된 구조로 구성될 수 있다.
특히, 히터(20)는 굴곡된 구조로 형성됨으로써 서로 평행한 2 이상의 직선부(20a) 및 인접한 직선부(20a)들을 연결하는 하나 이상의 굴곡부(20b)로 구성될 수 있다. 한편, 굴곡부(20b)의 갯수에 따라 히터(20)는 물의 가열용량을 적절히 조절할 수 있다.
또한, 히터(20)의 외표면에는 전기절연성을 확보할 수 있고, 히터의 산화, 균열, 부식 등을 방지할 수 있으며, 특히 물과 직접적으로 접촉하는 부분이므로 인체에 무해한 재질의 보호층(미도시)이 피복됨이 바람직할 것이다.
히터(20)의 외표면에는 복수의 열교환핀(30)이 부착되고, 특히 복수의 열교환핀(30)은 히터(20)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 설치됨으로써 히터(20)가 복수의 열교환핀(30)을 관통한 구조로 구성될 수 있으며, 이러한 복수의 열교환핀(30)에 의해 히터(20)의 열을 보다 효과적으로 전달할 수 있다. 각 열교환핀(30)은 평탄한 시트, 굴곡진 시트 등과 같이 다양한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 각 열교환핀(30)은 그 표면에 루버, 엠보싱 등과 같은 요철 구조가 형성됨으로써 그 열교환효율을 더욱 증진시킬 수도 있다.
열교환핀(30)은 구리, 알루미늄, 스테인리스 등과 같이 열전도성이 양호한 그 재질로 구성되고, 특히 열교환핀(30)은 물과 직접적으로 접촉하는 부분이므로 인체에 무해한 재질로 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 본 제1실시예는 하나 이상의 히터(20)가 온수탱크(10) 내에서 수직방향으로 설치됨에 따라 복수의 열교환핀(30)은 수평방향으로 배치되고, 복수의 열교환핀(230)은 온수탱크(10) 내에서 지그재그 형태로 배치됨으로써 물의 흐름이 원활하게 유도할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 각 열교환핀(30)의 일측에는 하나 이상의 관통공(31)이 형성될 수 있고, 일측 열교환핀(30)의 관통공(31)들은 인접한 타측 열교환핀(30)의 관통공(31)들과 서로 인접하도록 형성됨으로써 수용공간(11) 내에서 물이 더욱 균일하게 흐르도록 유도할 수 있다.
그리고, 온수탱크(10)의 어느 일측에는 유속감지센서(18, flow switch)가 설치되고, 이 유속감지센서(18)에 의해 물의 흐름이 감지되며, 물의 흐름이 감지되지 않을 경우에는 히터(20)의 전원을 자동으로 차단하도록 구성된다.
또한, 온수탱크(10)의 수용공간(11) 내에는 온도감지센서(19)가 설치되고, 이 온도감지센서(19)에 의해 수용공간(11) 내의 온도를 실시간으로 감지하여 온수의 온도를 적정 온도로 유지함과 더불어 물의 가열도중에 발생할 수 있는 히터(20)의 과열을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 물이 복수의 열교환핀(30) 및 히터(20)측으로 균일하게 흐르도록 유도함으로써 히터(20) 및 열교환핀(30)을 통한 열전달효율을 대폭 증진하여 물의 가열시간을 대폭 감축할 수 있고, 이를 통해 신속한 온수 공급을 매우 원활하게 할 수 있는 장점이 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기온수기를 도시한 도면으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 전기온수기는 히터(20)가 온수탱크(10)의 수평방향으로 설치되고, 히터(20)는 굴곡되지 않은 봉형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.
히터(20)의 외표면에는 제1실시예와 마찬가지로 복수의 열교환핀(30)이 히터(20)의 길이방향으로 일정간격 이격되어 설치되고, 복수의 열교환핀(30)은 수직방향으로 배치된다.
그리고, 각 열교환핀(30)에는 도 4와 같이 하나 이상의 관통공(31)이 형성되고, 일측 열교환핀(30)의 관통공(31)은 인접한 타측 열교환핀(30)의 관통공(31)들과 인접하여 형성됨으로써 수용공간(11) 내에서 물이 더욱 균일하게 흐르도록 유도할 수 있다.
또한, 본 제2실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 수용공간(11) 내의 유입구(12) 및 유출구(13)에 인접한 부분에 유도판(15, 16)을 설치하고, 유도판(15, 16)은 온수탱크(10)의 내측면과 이격되어 수용공간(11)의 중심부를 커버하는 구조로 설치되며, 또한 유도판(15, 16)과 열교환핀(30)들은 수직방향으로 서로 이격되어 있다. 이러한 유도판(15, 16)들에 의해 물은 수용공간(11)의 중심부로 집중되지 않으면서 복수의 열교환핀(30)들 사이의 수평간격 및 관통공(31)들을 통해 수용공간(11) 내의 히터(20) 및 열교환핀(30)측으로 균일하게 흐르도록 유도될 수 있다.
그외 나머지 구성 및 작동은 선행하는 제1실시예와 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 전기온수기를 도시한 도면이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 전기온수기는 하나 이상의 히터(20)가 온수탱크(10)의 수용공간(11) 내에서 수평방향으로 설치되고, 온수탱크(10)의 내측면에 하나 이상의 끼움홈(14)이 형성되고, 이 끼움홈(14)에는 히터(20)의 일측이 끼움결합되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
특히, 끼움홈(14)은 온수탱크(10)의 서로 마주보는 내측면에 한 쌍으로 형성되어 상호 대향하도록 형성될 수 있다. 그리고, 끼움홈(14)에 대응하여 온수탱크(10)의 외측면에는 돌출부(14a)가 형성될 수도 있다.
그리고, 하나 이상의 히터(20)는 굴곡된 구조로 형성됨으로써 서로 평행한 2 이상의 직선부(20a) 및 인접한 직선부(20a) 들을 연결하는 하나 이상의 굴곡부(20b)로 구성될 수 있다. 한편, 굴곡부(20b)의 갯수에 따라 히터(20)는 물의 가열용량을 적절히 조절할 수 있다.
도 8과 같이 히터(21)는 열교환핀(30)을 관통한 형태로 구성되고, 특히, 복수의 열교환핀(30)은 히터(21)의 직선부(21a)측에 일정간격으로 이격되어 형성됨이 바람직하다.
한편, 히터(20)의 굴곡부(20b)에는 열교환핀(30)이 부착되지 않고, 이에 히터(20)의 굴곡부(20b)는 온수탱크(10)의 일측 끼움홈(14)측에 끼움결합되는 구조로 구성되며, 굴곡부(20b)의 외표면과 끼움홈(14) 사이에는 단열재(17)가 개재되어 있다. 그리고, 온수탱크(10)의 각 끼움홈(14)의 폭, 깊이 및 길이 등과 같은 사이즈는 히터(20)의 직선부(20a) 및 굴곡부(20b)에 대응하는 사이즈로 구성됨으로써 히터(20)의 굴곡부(20b)는 용이하게 끼움홈(14)에 끼움결합될 수도 있다. 그리고, 온수탱크(10)의 타측 끼움홈(14)에는 각 히터(21)의 인입단부가 설치되고, 히터(21)의 인입단부와 타측 끼움홈(14) 사이에도 단열재(17)가 개재된다.
이와 같이 히터(20)의 굴곡부(20b)가 온수탱크(10)의 끼움홈(14)측에 끼워짐에 따라 히터(20)의 굴곡부(20b)측으로 물이 흘러들어감을 방지하고, 히터(20)의 직선부(20a) 및 열교환핀(30)측으로 물이 흐르도록 유도함으로써 물이 히터(20) 및 열교환핀(30)과 직접적으로 접촉하는 접촉면적을 증대시켜 그 열교환효율을 대폭 증진시킬 수 있다.
또한, 히터(20)의 굴곡부(20b)가 온수탱크(10)의 끼움홈(14)측에 끼워진 구조에 의해, 히터(20)는 온수탱크(10)의 수용공간(11)의 중앙부에 안정적으로 위치할 수 있고, 이에 히터(20)의 조립성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이와 달리, 복수의 열교환핀(30)은 히터(20)의 굴곡부(20b)측에 이격되어 형성될 수도 있고, 히터(20)는 별도의 브라켓 등을 통해 온수탱크(10) 내에 안정적으로 설치될 수도 있다.
이상과 같이 구성된 본 발명의 작동은 다음과 같다.
먼저, 히터(20)측에 전원을 인가하면 히터(20)는 전체적으로 발열되고, 온수탱크(10)의 유입구(12)를 통해 유입된 물은 히터(20)의 표면 및 복수의 열교환핀(30)과 직접적으로 접촉하면서 가열되어 온수가 되고, 이렇게 가열된 온수는 온수탱크(10)의 유출구(13)를 통해 유출될 수 있다.
한편, 온수탱크(10)의 끼움홈(14)측에 히터(20)의 절곡부(20b)들이 끼움결합된 구조로 인해, 물은 복수의 열교환핀(30)측으로 그 흐름이 균일하게 유도될 수 있고, 이에 물은 히터(21) 및 복수의 열교환핀(30)과 직접 열교환함으로써 히터(20)의 열이 매우 신속하게 전달될 수 있으며, 이를 통해 히터(20)의 열전달효율이 대폭 향상되어 적은 전원공급에 의해서도 물의 가열이 매우 신속하고 순간적으로 진행될 수 있어 신소한 온수 공급을 원활하게 할 수 있다.
그외 나머지 구성 및 작동은 선행하는 제1 및 제2 실시예와 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
10: 온수탱크 14: 끼움홈
20: 히터 20a: 직선부
20b: 굴곡부 30: 열교환핀

Claims (6)

  1. 내부에 수용공간을 가진 온수탱크;
    상기 온수탱크 내에 설치되고, 길이방향으로 길게 연장된 하나 이상의 히터; 및
    상기 히터의 외표면에 부착되고, 상기 히터의 길이방향으로 일정간격 이격되어 설치된 복수의 열교환핀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기온수기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환핀은 시트 구조로 구성되고, 상기 열교환핀은 하나 이상의 관통공을 구비하며, 상기 일측 열교환핀의 관통공은 인접하는 타측 열교환핀의 관통공과 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기온수기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온수탱크의 수용공간 내에는 상기 유입구 및 유출구에 인접하여 유도판이 설치되고, 상기 유도판은 상기 수용공간의 중심부를 커버하도록 배치되며, 상기 유도판과 열교환핀은 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 전기온수기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 히터는 굴곡된 구조로 형성됨으로써 서로 평행한 2 이상의 직선부 및 상기 직선부의 단부를 연결하는 하나 이상의 굴곡부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기온수기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 열교환핀은 상기 히터의 직선부를 따라 일정간격 이격되어 형성되고, 상기 열교환핀은 시트 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기온수기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 온수탱크는 그 내측면에 하나 이상의 끼움홈을 가지고, 상기 히터의 굴곡부는 상기 온수탱크의 끼움홈에 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 전기온수기.
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