KR20120066838A - Transparent water heater - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 면상 발열체가 적용된 투명 온수기에 관한 것이다.
The present invention relates to a transparent water heater to which a planar heating element is applied.
온수기는 전기 에너지를 열에너지로 변환하여 물을 데우는 장치이다. 방식에 있어서, 온수기는, 물을 미리 데워 놓고 사용시에 데워진 물을 공급하는 방식(축열식)과, 온수 사용시 바로 열을 가하여 물을 데워 공급하는 방식(순간 온수식) 등이 있다. A water heater is a device that warms water by converting electrical energy into thermal energy. In the system, a water heater includes a method of preheating water and supplying warmed water at the time of use (heat storage type), and a method of directly supplying heat to supply water at the time of use of hot water (momentary hot water type).
온수기에 사용되는 가열원은 전기, 가스 또는 석유 등이 일반적이며, 축열식은 심야전기의 활용도를 높이기 위하여 전기를 주로 사용하고, 순간 온수식은 주로 가스를 사용한다. The heating source used in the water heater is generally electric, gas or oil, and the heat storage type is mainly used to increase the utilization of the late-night electricity, the instant hot water type mainly uses gas.
순간 온수식에 가스를 사용하는 경우, 발열량이 우수한 면이 있으나, 연료비가 증가하며, 장치가 커질 뿐만 아니라 가스의 사용을 위하여 관련 부품 및 공간이 소요되는 단점이 있다.In the case of using the gas in the hot water type, there is a disadvantage that the heat generation is excellent, but the fuel cost increases, the device is not only large, but also the associated parts and space are required for the use of the gas.
또한, 발열체로서 니크롬선을 사용하는 전기 온수기의 경우, 소모 전력대비 발열량이 낮다는 문제가 있다.
In addition, in the case of an electric water heater using nichrome wire as a heating element, there is a problem that the amount of heat generated is lower than the power consumption.
본 발명은 상기한 점을 감안한 것으로, 작은 부피를 가지면서도 전력의 소모량이 적은 투명 온수기를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a transparent water heater having a small volume and low power consumption.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 투명 온수기는, 물이 담길 수 있는 밀폐공간을 가지며, 유입부 및 유출부가 구비된 플레이트 형태의 투명 하우징; 상기 하우징의 연장 평면과 평행하게 상기 밀폐공간 내에 배치되고, 전기에너지를 공급받아 발열되는 면상 발열체; 및 상기 면상발열체의 발열 정도를 제어할 수 있게 구성된 제어부를 포함한다.Transparent water heater according to an embodiment of the present invention for realizing the above object, has a sealed space that can contain water, a transparent housing in the form of a plate provided with an inlet and an outlet; A planar heating element disposed in the sealed space in parallel with the extension plane of the housing and generating heat by receiving electric energy; And a control unit configured to control a heat generation degree of the planar heating element.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징은 전면부 및 후면부를 포함하고,상기 하우징의 전면부 및 상기 면상 발열체는 각각 투광성 재질에 의하여 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the housing may include a front part and a rear part, and the front part and the planar heating element of the housing may be formed of a light transmitting material, respectively.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 유입부로부터 상기 유출부로 물이 열교환되며 진행될 수 있도록 유로를 형성하는 열교환 채널부를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present disclosure, the apparatus may further include a heat exchange channel unit forming a flow path so that water may be heat-exchanged from the inlet to the outlet.
본 발명과 관련된 일 예로서, 열교환 채널부는 지그재그 형태로 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the heat exchange channel portion may be formed in a zigzag shape.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징은 상호 평행한 전면부 및 후면부를 포함하고, 상기 열교환 채널부는, 상기 전면부와 상기 면상 발열체 사이에 형성되는 전면 채널부; 및 상기 후면부와 상기 면상 발열체 사이에 형성되는 후면 채널부를 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the housing may include a front part and a rear part which are parallel to each other, and the heat exchange channel part may include a front channel part formed between the front part and the planar heating element; And a rear channel portion formed between the rear portion and the planar heating element.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 후면부의 내측면에 배치된 단열층을 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the insulating layer may further include a heat insulation layer disposed on an inner side surface of the rear portion.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 면상 발열체는, 베이스층; 상기 베이스층의 일측 표면에 배치되며, 탄소나노튜브가 상기 베이스층에 박막 형태로 부착되어 면상으로 발열될 수 있게 형성되는 탄소나노튜브층; 상기 탄소나노튜브층의 상면에 상기 탄소나노튜브층을 보호할 수 있게 배치되는 보호층을 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the planar heating element may include: a base layer; A carbon nanotube layer disposed on one surface of the base layer, the carbon nanotubes being attached to the base layer in the form of a thin film to generate heat on a plane; The upper surface of the carbon nanotube layer may include a protective layer disposed to protect the carbon nanotube layer.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 베이스층 및 보호층은 내열성의 수지계열에 의해 형성될 수 있다.As an example related to the present invention, the base layer and the protective layer may be formed by a heat resistant resin series.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징이 탈착가능하도록 일측에 소켓부가 형성되며, 상기 탄소나노튜브층에 전원을 공급할 수 있게 구성된 전원 공급부를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, a socket part is formed at one side of the housing so that the housing is detachable, and may further include a power supply unit configured to supply power to the carbon nanotube layer.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 소켓부에, 상기 하우징의 유입부를 탈착시킬 수 있게 형성된 유입탈착부; 및 상기 하우징의 유출부를 탈착시킬 수 있게 형성된 유출탈착부가 각각 구비되고, 상기 하우징에 상기 소켓부에 끼워져 전기적으로 연결될 수 있게 접촉단자가 구비될 수 있다.As an example related to the present invention, the socket portion, the inlet detachable portion formed to detachable the inlet of the housing; And an outlet detachment unit formed to detach the outlet unit of the housing, and a contact terminal may be provided in the housing to be electrically connected to the socket unit.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징의 분리시 상기 유입부로의 물의 유입을 차단하도록 상기 소켓부에 형성된 차단밸브를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the separation valve may further include a shutoff valve formed in the socket to block the inflow of water to the inlet.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 전원공급부에, 상기 면상 발열체의 온도를 조절할 수 있도록 형성된 입력부; 및 상기 입력부에 의한 온도 입력 상태 및 상기 면상 발열체의 온도를 출력하도록 형성된 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the power supply unit, an input unit formed to adjust the temperature of the planar heating element; And a display unit configured to output a temperature input state by the input unit and a temperature of the planar heating element.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부에 연결되고, 상기 면상발열체로의 제어에 관한 신호를 원격 수신하여 상기 제어부에 전달하는 무선 송수신부를 더 포함하고, 상기 무선 송수신부는 홈 네트워크에 연결될 수 있는 적외선 수신장치, 음성 인식부 또는 근거리 무선통신부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the wireless transceiver may further include a wireless transceiver connected to the control unit and remotely receiving and transmitting a signal relating to the control of the planar heating element to the control unit, wherein the wireless transceiver may be connected to a home network. It may include at least one of a receiver, a voice recognition unit or a short range wireless communication unit.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 무선 송수신부를 통해, 상기 홈 네트워크로부터 점등신호를 수신하며, 상기 점등신호가 발생되면 상기 면상 발열체에 전기 에너지를 공급할 수 있다.As an example related to the present disclosure, the controller may receive a lighting signal from the home network through the wireless transceiver, and may supply electrical energy to the planar heating element when the lighting signal is generated.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제어부는, 상기 무선 송수신부를 통해, 상기 홈 네트워크로부터 기상정보를 수신하며, 상기 기상정보에 기초하여 상기 면상 발열체에의 전기 에너지 공급 여부를 결정할 수 있다.As an example related to the present invention, the controller may receive weather information from the home network through the wireless transceiver, and determine whether to supply electric energy to the planar heating element based on the weather information.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징에 사람이 근접하는지 여부를 감지하는 사람 감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 사람 감지부를 통해 결과를 수신하며, 사람이 있는 것으로 판명되면, 상기 면상 발열체에 전기 에너지를 공급할 수 있다.As an example related to the present disclosure, the apparatus may further include a person detector configured to detect whether a person is close to the housing, and the controller may receive a result through the person detector, and if it is determined that there is a person, the planar heating element. To supply electrical energy.
본 발명과 관련된 일 예로서, 사용자의 음성을 인식하는 음성 인식부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 음성 인식부를 통해 수신된 결과에 따라 상기 면상 발열체에 전기 에너지의 공급 여부를 결정할 수 있다.As an example related to the present invention, the apparatus may further include a voice recognition unit recognizing a voice of a user, and the controller may determine whether to supply electric energy to the planar heating element according to a result received through the voice recognition unit.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 면상 발열체의 일면에 형성되고, 상기 면상 발열체의 발열정도에 따른 물의 온도가 시각적으로 표시될 수 있도록 온도 감응 잉크가 도포된 색상 변화층을 더 포함할 수 있다.As an example related to the present invention, the planar heating element may further include a color change layer formed on one surface of the planar heating element and coated with a temperature sensitive ink to visually display the temperature of water according to the degree of heat generation of the planar heating element.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 하우징의 전면에 평행하게 배치되는 거울부를 더 포함할 수 있다.
As an example related to the present disclosure, the mirror unit may further include a mirror unit disposed parallel to the front surface of the housing.
본 발명과 관련된 투명 온수기는, 얇은 면상 발열체를 가열원으로 사용하는 것이므로 장치의 전체적인 부피를 현저히 줄일 수 있으며, 욕실 등의 벽에 설치되는 경우 공간 활용성을 높일 수 있다.Since the transparent water heater according to the present invention uses a thin planar heating element as a heating source, the overall volume of the apparatus can be significantly reduced, and when used on a wall such as a bathroom, space utilization can be increased.
본 발명과 관련된 일 예로서, 투광성의 면상 발열체는 장치의 내부 구성이 보일 수 있도록 할 수 있으며, 그에 따라 외관도 개선된다.
As an example related to the present invention, the translucent planar heating element can make the internal configuration of the device visible, thereby improving its appearance.
도 1은 본 발명과 관련된 투명 온수기의 개념도
도 2는 도 1의 II-II 선에 따른 단면도
도 3은 본 발명과 관련된 면상 발열체의 단면도
도 4는 본 발명과 관련된 제2실시예에 따른 투명 온수기 하우징의 단면도
도 5는 본 발명과 관련된 제3실시예에 따른 투명 온수기의 정면도
도 6은 본 발명과 관련된 제4실시예에 따른 투명 온수기의 사시도
도 7은 도 6의 투명 온수기에서 하우징이 전원공급부로부터 분리된 상태를 보인 분리 사시도
도 8은 본 발명과 관련된 제5실시예에 따른 투명 온수기의 사시도
도 9는 본 발명과 관련된 투명 온수기의 블록 구성도1 is a conceptual diagram of a transparent water heater according to the present invention
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
3 is a cross-sectional view of the planar heating element related to the present invention.
4 is a cross-sectional view of a transparent water heater housing according to a second embodiment of the present invention.
5 is a front view of a transparent water heater according to a third embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a transparent water heater according to a fourth embodiment of the present invention.
Figure 7 is an exploded perspective view showing a state in which the housing is separated from the power supply in the transparent water heater of FIG.
8 is a perspective view of a transparent water heater according to a fifth embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of a transparent water heater according to the present invention.
이하, 본 발명과 관련된 투명 온수기를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a transparent water heater according to the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명과 관련된 투명 온수기의 개념도이다. 도시된 것과 같이, 본 발명과 관련된 투명 온수기(100)는 플레이트 형태의 투명 하우징(110)을 구비하고 있다. 투명 온수기(100)는 가정의 욕실, 싱크대, 업소나 공중 화장실 또는 세면 시설 등에 널리 설치될 수 있는 것으로서, 하우징(110)은 그러한 설치공간의 벽에 걸려지거나 매입, 또는 다른 설치물의 일부를 이룰 수 있도록 형성될 수 있다.1 is a conceptual diagram of a transparent water heater according to the present invention. As shown, the
하우징(110)의 일측에는 물이 공급되기 위한 유입부(101)와, 하우징(110)을 통과하여 데워진 물이 출수되는 유출부(102)가 형성되어 있다. 유입부(101)는 욕실 등의 수도라인으로부터 분지된 지관(支管)의 일부분일 수 있다. 유출부(102)는 용도에 따라 데워진 물이 사용될 수 있게 수도꼭지(104) 또는 샤워기(105) 등에 연결된다. One side of the
하우징(110)은 수도압을 받는 밀폐공간을 포함하고 있으며, 밀폐공간의 내부에는 유입부(101)로부터 유출부(102)까지 물이 진행하는 동안 내부에 설치된 가열원으로부터 충분히 데워질 수 있도록 유로를 형성하는 열교환 채널부(120)가 형성되어 있다. 이러한 열교환 채널부(120)는 유로를 길게 하기 위해 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 다만, 열교환 채널부(120)는 지그재그 형태 이외에도 알려진 다른 형태가 적용될 수 있다.The
하우징(110)에는 물의 가열원으로서 전기에너지를 열에너지로 변환하는 면상 발열체(112, 도 2 참조)가 설치된다. 면상 발열체(112)의 구성 및 배치에 대하여는 도 2 및 도 3을 참조로 상세히 설명하도록 한다.The
다시, 도 1을 참조하면, 면상 발열체(112)에 전원을 공급할 수 있도록 하우징(110)은 전원 공급부(130)에 연결된다. 전원 공급부(130)는 하우징(110)의 외부로부터 전원을 공급받아, 하우징(110) 내부의 면상 발열체(112)에 공급한다. 이러한 전원 공급부(130)는 가정용 전원 등에 의해 직접 연결되거나 충전가능한 2차 전지를 구비함으로써 충전에 의하여 전원을 공급받을 수 있도록 구성될 수 있다. 가정용 전원에 의해 직접 연결되는 경우 전원 어댑터 등이 구비될 수 있다. 2차 전지를 구비하는 경우, 충전 전원은 가정용 전원에 의해 연결되거나, 투명 온수기(100) 주위에 있는 무선 전원공급장치로부터 무선적으로 전원을 공급받아 면상 발열체(112)에 전원을 공급할 수 있게 구성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
도 2은 도 1의 II-II 선에 따른 단면도이다. 도 2에 의하면, 하우징(110)은 상호 평행한 전면부(111)와 후면부(114)를 포함하고 있다. 전면부(111)와 후면부(114) 사이에는 물(W)이 채워진 밀폐공간에 형성되어 있다. 밀폐공간에 물(W)을 데우기 위한 면상 발열체(112)가 하우징(110)의 연장평면과 평행하게 배치되어 있다. 물(W)은 전면부(111)와 면상 발열체(112) 사이 및 후면부(114)와 면상 발열체(112) 사이의 공간을 따라 흐르면서 면상 발열체(112)의 열을 받아 가열된다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1. According to FIG. 2, the
후면부(114)의 내측면에는 데워진 물(W)의 열손실을 차단하기 위한 단열층(113)이 배치된다. 단열층(113)은 세라믹과 같은 내열성의 재질에 의하여 형성될 수 있다. On the inner side surface of the
열교환 채널부(120)는 물(W)의 전열 면적을 늘리기 위해 채널별로 섞이지 않도록 형성된다. 이를 위하여, 앞에서 설명한 것과 같이, 열교환 채널부(120)는 지그재그 형태로 형성될 수 있다. The heat
열교환 채널부(120)는 면상 발열체(112)의 양쪽 주면에 형성된다. 구체적으로, 열교환 채널부(120)는 전면부(111)와 면상 발열체(112) 사이에 형성되는 전면 채널부(121)와, 후면부(114)와 면상 발열체(112) 사이에 형성되는 후면 채널부(122)를 포함하는 형태로 되어 있다. 전면 채널부(121)와 후면 채널부(122)는 면상 발열체(112)의 양면으로 발산하는 열을 물(W)이 최대한 흡수할 수 있도록 하는 것으로서, 물(W)의 가열속도를 증대시킬 수 있다.The heat
이제, 본 발명과 관련된 면상 발열체(112)의 상세한 구성을 설명한다. 도 3은 본 발명과 관련된 면상 발열체의 단면도이다. Now, a detailed configuration of the
면상 발열체(112)는 얇은 필름 형태로 형성된 것으로서, 베이스층(112-1), 탄소나노튜브층(112-2) 및 보호층(112-3)을 포함한다.The
베이스층(112-1)은 제조 과정에서 탄소나노튜브층(112-2)을 지지할 수 있게 하는 역할을 한다. 이러한 베이스층(112-1)은 곡면 형상을 따라 휘어지지 용이하도록 유연한(flexible) 필름 형태로 형성될 수 있다. 베이스층(112-1)은 탄소나노튜브층(112-2)의 발열에 의하여 변성이 적은 수지 계열 등에 의하여 형성될 수 있다. The base layer 112-1 serves to support the carbon nanotube layer 112-2 in the manufacturing process. The base layer 112-1 may be formed in the form of a flexible film to bend along the curved shape. The base layer 112-1 may be formed of a resin-based resin or the like with little modification due to heat generation of the carbon nanotube layer 112-2.
탄소나노튜브층(112-2)은 베이스층(112-1)에 탄소, 특히, 탄소나노튜브(Cabon Nano Tube;CNT)가 부착된 형태로 형성될 수 있다. 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형 모양이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있다. 탄소나노튜브의 전기 전도도는 구리 보다 100배에서 1000배 우수하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어나다. 탄소섬유는 1%만 변형시켜도 끊어지는 반면, 탄소나노튜브는 15%가 변형되어도 견딜 수 있다. 또한, 탄소나노튜브는 우수한 발열성을 가진다. The carbon nanotube layer 112-2 may be formed in a form in which carbon, in particular, carbon nanotubes (CNTs) are attached to the base layer 112-1. Carbon nanotubes have a hexagonal shape consisting of six carbons connected to each other to form a tubular shape. The electrical conductivity of carbon nanotubes is 100 to 1000 times better than copper, the thermal conductivity is the same as the best diamond in nature, and the strength is 100 times better than steel. Carbon fiber can be broken by only 1% deformation, while carbon nanotubes can withstand 15% deformation. In addition, carbon nanotubes have excellent exothermic properties.
이렇게 탄소나노튜브가 포함된 탄소나노튜브층(112-2)은 원적외선 방출량이 많아 투명 온수기(100) 주위에 있는 사용자들의 건강을 증진시킬 수 있다. 나아가, 탄소나노튜브층(112-2)은 전자파의 발생이 현저히 적어 기존의 투명 온수기의 단점을 보완할 수 있는 장점도 있다.The carbon nanotube layer 112-2 including the carbon nanotubes has a large amount of far-infrared emission, thereby improving the health of users around the
보호층(112-3)은 탄소나노튜브층(112-2)이 물(W)에 직접 노출되지 않도록 보호하는 층으로서, 탄소나노튜브층(112-2)의 방수 역할을 한다. 이러한 보호층(112-3)은 일정한 열전도도를 보유할 수 있도록 충분히 얇으면서도 내열성이 있는 수지 계열에 의하여 형성될 수 있다.The protective layer 112-3 is a layer that protects the carbon nanotube layer 112-2 from being directly exposed to water (W), and serves as a waterproofing function of the carbon nanotube layer 112-2. The protective layer 112-3 may be formed of a resin-based resin that is thin enough and heat resistant to maintain a constant thermal conductivity.
이와 같은 면상 발열체(112)는 복수의 층을 가지면서도 얇은 적층체로서, 전체적으로 투광성으로 형성될 수 있다. 여기서 '투광성'은 전투광성 뿐만 아니라 반투광성을 포함하는 개념으로서, 면상 발열체(112)의 일부 영역에서 불투광성 부분이 있는 것도 포함한다. The
도 4는 본 발명과 관련된 제2실시예에 따른 투명 온수기 하우징의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the transparent water heater housing according to the second embodiment related to the present invention.
본 예에서는, 하우징(210)은 전면부(211)와 후면부(215)를 포함하고 있으며, 전면부(211)와 후면부(215) 사이에 격벽(213)이 배치되어 있다. 전면부(211)와 격벽(213) 사이 및 후면부(215)와 격벽(213) 사이에는 제1공간 및 제2공간이 각각 형성되어 있다. 제1공간에 제1면상 발열체(212)가 배치되어 있고, 제2공간에 제2면상 발열체(214)가 배치되어 있다. 이러한 제1면상발열체(212)와 제2면상발열체(214)의 겹층형 배치는 단시간 내에 가열할 수 있는 물(W)의 용량을 증대시키면서도 장치의 전체 두께는 크게 증가하지 않는다. 전면부(211)와 후면부(215) 및 격벽(213)에는 물(W)의 유로를 형성하기 위한 열교환 채널부가 형성될 수 있다. In this example, the
도 5는 본 발명과 관련된 제3실시예에 따른 투명 온수기의 정면도이다. 본 예에서는 투명 온수기(300)에 색상 변화층(320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6)이 적용된 것을 보이고 있다.5 is a front view of a transparent water heater according to a third embodiment of the present invention. In this example, the color change layers 320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, and 320-6 are applied to the
투광성의 하우징(310) 및 면상 발열체는 발열 여부의 확인이 어려울 수 있으므로, 면상 발열체의 일측면에 면상 발열체의 온도에 따라 색깔을 변화시킬 수 있도록 온도 감응형 잉크에 의하여 인쇄된 색상 변화층(320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6)이 형성될 수 있다. 그러한 온도 감응형 잉크는 알려진 수단이 적용될 수 있다.Since the light-
색상 변화층(320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6)은 면상 발열체에 의하여 데워진 물의 가열 정도에 따라 일정한 시각적 효과 또는 정보를 제공한다. 일 예시로서, 색상 변화층(320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6)이 상온에서는 색을 띄지 않거나 초록색 등에 의하여 구현된 상태에서 탄소나노튜브층이 발열되면 노랑색 및 빨간색 등으로 변색에 의하여 온도에 따른 색상이 순차적으로 나타나도록 구성할 수 있다. 색상 변화층(320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6)은 열교환 채널부(320)를 따라 서로 다른 위치에 배치시킴으로써 하우징(310) 내의 물이 위치에 따라 다른 온도가 갖는 것을 눈으로 식별되도록 할 수 있다.The color change layers 320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, and 320-6 provide a constant visual effect or information according to the degree of heating of the water heated by the planar heating element. As an example, the carbon nanotube layer in the color changing layer (320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6) is not implemented at room temperature or implemented by green or the like When the heat is generated, it may be configured to sequentially appear the color according to the temperature by discoloration, such as yellow and red. The color change layers 320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, and 320-6 may be disposed at different positions along the heat exchange channel part 320 to prevent water in the
또한, 색상 변화층(320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, 320-6)은 문자 또는 심벌 등을 통하여 특정 정보를 제공할 수도 있다.In addition, the color change layers 320-1, 320-2, 320-3, 320-4, 320-5, and 320-6 may provide specific information through letters or symbols.
도 6은 본 발명과 관련된 제4실시예에 따른 투명 온수기의 사시도이고, 도 7은 도 6의 투명 온수기에서 하우징이 전원공급부로부터 분리된 상태를 보인 분리 사시도이다.Figure 6 is a perspective view of a transparent water heater according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 7 is an exploded perspective view showing a state in which the housing is separated from the power supply in the transparent water heater of FIG.
본 실시예에 따른 투명 온수기(400)는 하우징(410) 및, 하우징(410)이 탈착될 수 있게 소켓부(456)가 일측에 구비된 전원 공급부(450)를 포함한다.The
하우징(410)은 앞에서 예시한 것처럼 플레이트 형태로 되어 있으며, 내부에는 면상 발열체가 구비되어 있다. 하우징(410)의 상단에는 유입부(416)와 유출부(417)가 각각 배치되어 있으며, 일측에 전원 공급부(450)와 전기적 접속을 위한 접촉단자(418)가 구비되어 있다. 하우징(410)의 상단부는 전원 공급부(450)의 소켓부(456)에 삽입이 가능하도록 형성되어 있으며, 하우징(410)의 양단에는 하우징(410)이 완전히 삽입되었을 때 잠금을 위한 록킹구조(419)를 포함할 수 있다. The
이러한 하우징(410)은 열교환을 위한 간단하면서도 최소한의 구성인 유입부(416), 유출부(417), 접촉 단자(418) 및 면상 발열체를 포함하는 것이므로, 저렴하면서도 양산이 용이하여 '카트리지' 형태로 운용할 수 있다. Since the
단순하면서도 용이한 탈착을 위하여, 전원 공급부(450)에는 유입탈착부(451), 유출부(417)에 접속하는 유출탈착부(452)가 구비될 수 있다. 유입탈착부(451)는 외부 유입부(401)와 하우징(410)의 유입부(416)를 연결 또는 차단하는 역할을 하며, 유출탈착부(452)는 외부 유출부(402)와 하우징(410)의 유출부(417)를 연결 또는 차단하는 역할을 한다. 전원 공급부(450)에는 또한, 하우징(410)의 분리시 유입부(416)로의 물의 유입을 차단하도록 전원 공급부(450)의 일측에는 차단밸브(455)가 배치될 수 있다. 차단밸브(455)는 원터치 형식으로 누르거나 돌림으로써 물을 잠그거나 열 수 있게 구성될 수 있다. 유입탈착부(451) 및 유출탈착부(452)는 한 번의 삽입 조작으로 자동으로 피팅(fitting)이 가능하도록 스냅핏 잠금 구조가 적용될 수 있다. 이러한 스냅핏 잠금 구조는 알려진 것이 사용될 수 있다. 이 경우, 유입탈착부(451) 및 유출탈착부(452)는 잠금된 유입부(416) 및 유출부(417)를 분리하기 위하여 푸시버튼 방식으로 구성될 수 있다For a simple and easy desorption, the
전원 공급부(450)의 일측에는 입력부(453)와 디스플레이부(454)가 각각 구비될 수 있다. One side of the
입력부(453)는 면상 발열체의 온도를 조절할 수 있도록 형성된다. 입력부(453)의 구체적인 구현 예로서, 조작이 가능한 휠(Wheel)이나 롤러, 버튼 형태 또는 터치버튼 등이 될 수 있다.The
디스플레이부(454)는 입력부(453)에 의한 온도 입력 상태 및 면상 발열체의 측정 온도를 출력한다. 디스플레이부(454)에 의하여 출력되는 정보는 숫자, 문자, 기호 또는 아이콘 형태로 형성될 수 있다. 디스플레이부(454) 대신 점멸이 가능한 램프에 의하여 구현되는 것도 가능하다.The
도 8은 본 발명과 관련된 제5실시예에 따른 투명 온수기의 사시도이다. 본 예시에서는 투명 온수기(500)가 앞에서 설명한 것과 같이 면상 발열체가 적용된 하우징(510) 및 하우징(510)의 전면에 배치된 거울부(560)를 포함하고 있다. 유입부(501)와 유출부(502)는 욕실에 기설치되어 있는 수도꼭지(504)의 배관에 연결될 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 얇은 플레이트 형태의 하우징(510)은 욕실 등에 설치될 수 있는 거울부(560)와 적층되기 용이하며, 공간 활용도가 개선된다. 나아가, 면상 발열체가 적용된 하우징(510)에 적층된 거울부(560)는 차가운 거울면에 김이 서리는 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.8 is a perspective view of a transparent water heater according to a fifth embodiment of the present invention. In this example, the
도 9는 본 발명과 관련된 투명 온수기의 블록 구성도이다.9 is a block diagram of a transparent water heater according to the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 투명 온수기(600)는 제어부(680), 입력부(681), 온도 센서(682), 유량센서(683), 사람 감지부(684), 타이머(685), 음성 인식부(686), 음성 출력부(687), 면상 발열체(688), 디스플레이부(689), 무선 송수신부(690) 및 전원공급부(691)를 포함할 수 있다. 투명 온수기(600)의 동작을 위하여, 외부에는 홈네트워크(700)가 구비될 수 있다. 다만, 이들 요소가 모두 필요한 것은 아니며, 경우에 따라 상이한 조합으로 구성될 수도 있다.As shown in FIG. 9, the
제어부(680)는 면상 발열체(688)의 동작 여부를 제어하므로 발열 제어부라 칭할 수 있다. 제어부(680)는 이외에도 그와 연결된 다양한 입출력 수단의 제어에 의하여 다양한 기능 또는 효과를 제공한다.The
입력부(681)는 조작 가능한 형태로 구현되어 있으며, 투명 온수기(600)의 조작에 관한 입력신호를 받아 제어부에 제공한다. 입력부(681)는 다이얼 방식으로 조작하는 형태, 터치 방식으로 조작하는 형태 또는 클릭 방식으로 조작하는 형태 등으로 구현될 수 있다. 사용자 인터페이스를 개선하기 위해, 입력부(681)는 후술하는 디스플레이부(689)와 직접 연계되도록 구현될 수 있다.The
입력부(681)는 희망하는 온수의 공급 온도, 또는 공급시간 등의 형태로 입력받을 수 있다. 전자의 경우, 후술하는 온도 센서(682)와의 조합에 의하여 설정된 온도를 구현하며, 후자의 경우, 제어부(680)는 타이머를 내장하며, 설정된 시간동안 면상 발열체(688)에 전기 에너지를 공급한다.The
온도센서(682)는 면상 발열체(688)의 온도를 측정하거나, 면상 발열체(688)의 과열 여부를 측정하기 위해 장착될 수 있다. 제어부(680)는 온도센서(682)에 의하여 검출된 온도에 따라 면상 발열체(688)로의 전원 공급 여부를 제어한다.The
유량센서(683)는 하우징(110)의 유입부(101) 또는 유출부(102)에 장착되어 있으며, 수도꼭지 또는 샤워기를 통하여 물을 사용하는 경우, 유량센서(683)는 이 신호를 제어부(680)에 인가한다. 제어부(680)는 유량센서(683)를 통하여 전달받은 신호에 따라 면상 발열체(688)에 전기에너지를 인가하도록 한다.The
사람 감지부(684)는 욕실 등에 설치되어 있는 투명 온수기(600)에 접근하는 사람의 존재 여부를 감지한다. 사람 감지부(684)는 센서 형태로 구현될 수 있으며, 이를 위하여 열감지 센서, 초음파 센서 등의 알려진 센서가 적용될 수 있다. 제어부(680)는 사람 감지부(684)에 의하여 감지된 결과를 토대로 면상 발열체(688)의 발열 여부를 제어한다. 즉, 사람이 있는 경우, 제어부(680)는 면상 발열체(688)에 전원을 인가하여 물을 예열함으로써 사용 즉시 온수의 공급이 이루어지도록 할 수 있다.The person detector 684 detects the presence of a person approaching the
타이머(685)는 설정된 시간 등에 관한 정보를 제어부(680)에 공급할 수 있게 구성된다.The
음성 인식부(686)는 사용자로부터의 음성을 수신하여 이를 식별한다. 일 예로서, 사용자가 "따뜻한 물"이라고 할 경우, 음성 인식부(686)는 이를 수신하여 투명 온수기(600)의 제어와 관련된 음성 명령인지 식별한 후 제어부(680)에 신호를 인가한다. 제어부(680)는 사용자의 음성 명령에 따라 면상 발열체(688)에 전기 에너지를 공급한다. 이와 같은 음성 인식부(686)는 사용자가 손에 의하여 직접 조작하지 않고도 투명 온수기(600)를 제어하는 것이므로 편의성이 높은 장점이 있다.The
음성 출력부(687)는 입력부(681)에 의하여 입력된 정보, 음성 인식부(686)에 의하여 인식된 정보 또는 각종 알림 신호를 음성신호로써 출력한다. 음성 출력부(687)는 다이나믹 스피커 또는 하우징에 접촉하여 하우징을 직접 진동하게 하는 음향 트랜스듀서 등의 형태로 형성될 수 있다.The
면상 발열체(688)는 앞에서 설명한 바와 같이, 박막형의 CNT필름 형태로 구현될 수 있으며, 제어부(680)의 제어를 통하여 전원 공급부(689)로부터 전기 에너지를 공급받아 발열되어 용기의 가열을 위한 열을 제공한다.As described above, the
디스플레이부(689)는 투명 온수기(600)의 조작과 관련된 시각정보를 출력한다. 이러한 디스플레이부(689)는 투명 온수기(600)의 한 부분에 액정화면 또는 LCD형태, 전자종이(e-Paper)가 면상 발열체(688)와 함께 적층된 형태, 또는 일군의 발광수단 등에 의하여 구현될 수 있다. 디스플레이부(689)는 입력부(681)에 의하여 입력된 설정온도, 현재의 온도, 설정된 온수공급시간, 음성 인식부(686)에 의하여 명령된 상태 등을 숫자, 문자, 기호 또는 아이콘 형태로 출력할 수 있다. 또한 디스플레이부(689)는 기기와 관련된 각종의 알람 정보를 출력할 수도 있다.The
무선 송수신부(690)는 홈네트워크(700)와 무선적으로 연결할 수 있도록 구성된다. 무선 송수신부(690)에 의하여 홈네트워크(700)와 주고받는 신호는 제어부(680)에 전달되고, 제어부(680)는 이에 의하여 면상 발열체(688)의 작동 여부를 제어한다. 이러한 무선 송수신부(690)는 적외선 수신장치, 음성 인식부 또는 근거리 무선통신부 중 어느 하나를 포함할 수 있다. The
제어부(680)는, 무선 송수신부(690)를 통해, 홈네트워크(700)로부터 점등신호를 수신하며, 점등신호가 발생되면 면상 발열체(688)에 전기 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 투명 온수기가 설치되어 있는 욕실 등에 출입하기 위하여 욕실등을 점등하면, 홈네트워크(700)는 욕실등의 점등신호를 무선 송수신부(690)에 발송하고, 제어부(680)는 무선송수신부(688)를 통하여 점등신호를 받아 면상 발열체(688)에 전기에너지를 공급한다. 이와 같이, 홈네트워크(700) 및 무선 송수신부(690)를 통해 자동적으로 면상 발열체(688)를 가열시킴으로써 물이 예열될 수 있는 시간을 충분히 확보할 수 있다. The
한편, 제어부(680)는, 무선 송수신부(690)를 통해, 홈네트워크(700)로부터 기상정보를 수신하며, 기상정보에 기초하여 면상 발열체(688)에의 전기 에너지 공급 여부를 결정할 수 있다. 즉, 홈네트워크(700)로부터 받은 기상정보가 추운 날씨일 경우, 제어부(680)는 면상 발열체(688)를 동작시킨다. 반대로 홈네트워크(700)로부터 받은 기상정보가 온수 공급이 불필요한 따뜻한 날씨일 경우, 제어부(680)는 면상 발열체(688)를 동작시키지 않음으로써 불필요한 전력의 낭비를 방지한다.The
제어부(680)에 의한 온수 공급 온도의 조절예를 설명한다. 우선, 유입부를 통하여 물이 유입되는지 여부를 체크한다. 유입부를 통하여 물이 들어오는 경우, 물의 최초 온도를 온도 센서(682)로부터 수신한다. 제어부(680)는 목표 온도(사용자에 의하여 입력된 값이나 기본적(default)으로 정해진 값 등)를 확인한 후, 사용 유량 및 최초 온도를 고려하여 전기 에너지 공급량을 계산한다. 공급해야 할 전기에너지가 산정되면, 현재의 설정 단수, 즉 1단인지 또는 2단인지에 따라 그에 맞게 면상 발열체(688)를 가열한다.An example of adjusting the hot water supply temperature by the
제어부(680)는 타이머에 의하여 일정 시간간격 단위로 내부에 있는 물을 예열시키도록 면상 발열체(688)를 제어할 수 있다. 즉, 사용자가 온수기의 물을 틀었을 때에도 곧바로 미리 가열된 물을 사용함으로써 차가운 물에 의한 놀람 등을 방지할 수 있다.The
전원공급부(691)는 가정용 전원을 직접 사용하거나, 충전 가능한 배터리를 포함할 수 있으며, 발전원으로서 솔라셀을 추가적으로 포함할 수 있다. 또한 전원공급부(691)는 무선전력공급장치로부터 전원을 공급받아 장치에 공급하도록 구성될 수도 있다. The
이상에서 설명한 투명 온수기는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
The transparent water heater described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described above. The above embodiments may be configured by selectively combining all or some of the embodiments so that various modifications may be made.
100, 300, 400, 500, 600: 투명 온수기
110, 210, 310, 410, 510: 하우징
101: 유입부 102: 유출부
111: 전면부 112: 면상 발열체
112-1: 베이스층 112-2: 탄소나노튜브층
112-3: 보호층 113: 단열층
114: 후면부 120, 320, 420: 열교환 채널부
130: 전원공급부 212: 제1면상 발열체
214: 제2면상 발열체
340-1, 340-2, 340-3, 340-4, 340-5, 340-6: 색상 변화층
450: 전원 공급부 451: 유입탈착부
452: 유출탈착부 453: 입력부
454: 디스플레이부 455: 차단밸브
456: 소켓부 560: 거울부100, 300, 400, 500, 600: transparent water heater
110, 210, 310, 410, 510: housing
101: inlet 102: outlet
111: front part 112: planar heating element
112-1: base layer 112-2: carbon nanotube layer
112-3: protective layer 113: thermal insulation layer
114:
130: power supply unit 212: heating element on the first surface
214: heating element on the second surface
340-1, 340-2, 340-3, 340-4, 340-5, 340-6: color changing layer
450: power supply 451: inlet and outlet
452: outflow detachable portion 453: input portion
454: display unit 455: shut-off valve
456: socket portion 560: mirror portion
Claims (19)
상기 하우징의 연장 평면과 평행하게 상기 밀폐공간 내에 배치되고, 전기에너지를 공급받아 발열되는 면상 발열체; 및
상기 면상발열체의 발열 정도를 제어할 수 있게 구성된 제어부를 포함하는, 투명 온수기.
A transparent housing in the form of a plate having an airtight space in which water can be contained and provided with an inlet and an outlet;
A planar heating element disposed in the sealed space in parallel with the extension plane of the housing and generating heat by receiving electric energy; And
Transparent water heater comprising a control unit configured to control the heat generation of the planar heating element.
상기 하우징은 전면부 및 후면부를 포함하고,
상기 하우징의 전면부 및 상기 면상 발열체는 각각 투광성 재질에 의하여 형성된, 투명 온수기.
The method of claim 1,
The housing includes a front portion and a rear portion,
The front portion of the housing and the planar heating element are each formed by a light-transmissive material, transparent water heater.
상기 유입부로부터 상기 유출부로 물이 열교환되며 진행될 수 있도록 유로를 형성하는 열교환 채널부를 더 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
The water heater further comprises a heat exchange channel portion for forming a flow path so that the water flows from the inlet to the outlet.
열교환 채널부는 지그재그 형태로 형성된, 투명 온수기.
The method of claim 3,
The heat exchange channel portion is formed in a zigzag shape, transparent water heater.
상기 하우징은 상호 평행한 전면부 및 후면부를 포함하고,
상기 열교환 채널부는,
상기 전면부와 상기 면상 발열체 사이에 형성되는 전면 채널부; 및
상기 후면부와 상기 면상 발열체 사이에 형성되는 후면 채널부를 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 4, wherein
The housing includes a front portion and a rear portion parallel to each other,
The heat exchange channel portion,
A front channel part formed between the front part and the planar heating element; And
Transparent water heater comprising a rear channel portion formed between the rear portion and the planar heating element.
상기 후면부의 내측면에 배치된 단열층을 더 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 5,
The water heater further comprises a heat insulation layer disposed on the inner side of the rear portion.
상기 면상 발열체는,
베이스층;
상기 베이스층의 일측 표면에 배치되며, 탄소나노튜브가 상기 베이스층에 박막 형태로 부착되어 면상으로 발열될 수 있게 형성되는 탄소나노튜브층;
상기 탄소나노튜브층의 상면에 상기 탄소나노튜브층을 보호할 수 있게 배치되는 보호층을 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
The planar heating element,
Base layer;
A carbon nanotube layer disposed on one surface of the base layer, the carbon nanotubes being attached to the base layer in the form of a thin film to generate heat on a plane;
Transparent water heater comprising a protective layer disposed on the upper surface of the carbon nanotube layer to protect the carbon nanotube layer.
상기 베이스층 및 보호층은 내열성의 수지계열에 의해 형성된, 투명 온수기.
The method of claim 7, wherein
The base layer and the protective layer is formed of a heat-resistant resin series, transparent water heater.
상기 하우징이 탈착가능하도록 일측에 소켓부가 형성되며, 상기 탄소나노튜브층에 전원을 공급할 수 있게 구성된 전원 공급부를 더 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
The socket is formed on one side so that the housing is detachable, further comprising a power supply configured to supply power to the carbon nanotube layer, transparent water heater.
상기 소켓부에,
상기 하우징의 유입부를 탈착시킬 수 있게 형성된 유입탈착부; 및
상기 하우징의 유출부를 탈착시킬 수 있게 형성된 유출탈착부가 각각 구비되고,
상기 하우징에, 상기 소켓부에 끼워져 전기적으로 연결될 수 있게 접촉단자가 구비된, 투명 온수기.
10. The method of claim 9,
In the socket portion,
An inflow detachable portion formed to detach the inflow portion of the housing; And
Each of the outlet detachment units formed to detach the outlet unit of the housing is provided.
The housing is provided with a contact terminal to be connected to the socket portion and electrically connected.
상기 하우징의 분리시 상기 유입부로의 물의 유입을 차단하도록 상기 소켓부에 형성된 차단밸브를 더 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 10,
The water heater further comprises a shutoff valve formed in the socket to block the inflow of water to the inlet when the housing is separated.
상기 전원공급부에,
상기 면상 발열체의 온도를 조절할 수 있도록 형성된 입력부; 및
상기 입력부에 의한 온도 입력 상태 및 상기 면상 발열체의 온도를 출력하도록 형성된 디스플레이부를 더 포함하는, 투명 온수기.
10. The method of claim 9,
In the power supply,
An input unit formed to control the temperature of the planar heating element; And
And a display unit configured to output a temperature input state by the input unit and a temperature of the planar heating element.
상기 제어부에 연결되고, 상기 면상발열체로의 제어에 관한 신호를 원격 수신하여 상기 제어부에 전달하는 무선 송수신부를 더 포함하고,
상기 무선 송수신부는 홈 네트워크에 연결될 수 있는 적외선 수신장치, 음성 인식부 또는 근거리 무선통신부 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
It is connected to the control unit, further comprising a wireless transmission and reception unit for remotely receiving a signal relating to the control of the planar heating element to the control unit,
The wireless transceiver includes at least one of an infrared receiver, a voice recognition unit or a short range wireless communication unit that can be connected to a home network, transparent water heater.
상기 제어부는, 상기 무선 송수신부를 통해, 상기 홈 네트워크로부터 점등신호를 수신하며, 상기 점등신호가 발생되면 상기 면상 발열체에 전기 에너지를 공급하는, 투명 온수기.
The method of claim 13,
The control unit receives the lighting signal from the home network through the wireless transceiver, and when the lighting signal is generated, supplying electrical energy to the planar heating element, transparent water heater.
상기 제어부는, 상기 무선 송수신부를 통해, 상기 홈 네트워크로부터 기상정보를 수신하며, 상기 기상정보에 기초하여 상기 면상 발열체에의 전기 에너지 공급여부를 결정하는, 투명 온수기.
The method of claim 13,
The control unit receives weather information from the home network through the wireless transceiver, and determines whether to supply electric energy to the planar heating element based on the weather information.
상기 하우징에 사람이 근접하는지 여부를 감지하는 사람 감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 사람 감지부를 통해 결과를 수신하며, 사람이 있는 것으로 판명되면, 상기 면상 발열체에 전기 에너지를 공급하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
Further comprising a person detecting unit for detecting whether a person is close to the housing,
The control unit receives the result through the person detecting unit, and if it is determined that there is a person, supplies electric energy to the planar heating element, transparent water heater.
사용자의 음성을 인식하는 음성 인식부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 음성 인식부를 통해 수신된 결과에 따라 상기 면상 발열체에 전기 에너지의 공급 여부를 결정하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
Further comprising a voice recognition unit for recognizing the user's voice,
The controller determines whether to supply electric energy to the planar heating element according to a result received through the voice recognition unit.
상기 면상 발열체의 일면에 형성되고, 상기 면상 발열체의 발열정도에 따른 물의 온도가 시각적으로 표시될 수 있도록 온도 감응 잉크가 도포된 색상 변화층을 더 포함하는, 투명 온수기.
The method of claim 1,
It is formed on one surface of the planar heating element, the transparent water heater further comprises a color change layer coated with a temperature sensitive ink so that the temperature of the water according to the degree of heat of the planar heating element is visually displayed.
상기 하우징의 전면에 평행하게 배치되는 거울부를 더 포함하는, 투명 온수기.The method of claim 1,
The transparent water heater further comprises a mirror disposed in parallel to the front of the housing.
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