KR20140134023A - 순간온수기 및 온수기용 가열기 - Google Patents

순간온수기 및 온수기용 가열기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순간온수기 및 온수기용 가열기에 관한 것으로, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 온수기용 가열기는, 일면에 수로가 형성되고, 상기 수로의 일 측에 물이 유입되는 유입구와 상기 수로의 타 측에 물이 유출되는 유출구가 형성된 몸체; 및 상기 몸체의 일면을 덮도록 상기 몸체와 결합되고, 상기 수로를 통과하는 물을 가열하기 위해 일면에 열을 발생시키는 발열 패턴이 형성된 발열체를 포함한다.
본 발명에 의하면, 유입구, 유출구 및 수로가 형성된 몸체와 수로를 통과하는 물을 가열하기 위한 발열체를 결합시키기 때문에 용접 등의 방식으로 결합할 필요 없이 나사 결합 등을 이용하여 결합할 수 있어, 금속재질의 발열체에 응력 등이 발생하는 문제를 사전에 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

순간온수기 및 온수기용 가열기{INSTANTANEOUS WATER HEATER AND HEATING DEVICE USING THE WATER HEATER}
본 발명은 순간온수기 및 온수기용 가열기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유입된 물을 빠른 시간 안에 가열할 수 있는 순간온수기 및 온수기용 가열기에 관한 것이다.
보일러나 정수기, 냉온수기 등에는 유입된 냉수를 빠르게 가열하여 사용자가 온수를 편리하게 사용할 수 있도록 가열기가 설치된다. 이를 통해 사용자는 욕실 등에서 온수를 사용하거나 정수기나 냉온수기에서 온수를 쉽게 마실 수 있다.
이러한 종래의 가열기는 도 5에 도시된 바와 같이, 발열 패턴이 형성된 스테인리스 재질의 플레이트로 이루어진 발열체(10) 두 개로 이루어진 것이었다. 종래의 가열기의 구성을 보면, 두 개의 발열체(10)가 서로 이격된 상태에서 용접 등으로 결합되고, 두 개의 발열체(10) 사이의 이격된 공간으로 유입된 물이 가열되어 외부로 유출되도록 구성된다.
이를 위해 발열체(10)의 일 측에는 두 개의 발열체(10) 사이의 이격된 공간으로 물을 유입시키는 유입구(12)와 외부로 물이 유출되는 유출구(14)가 형성된다. 그리고 두 발열체(10)의 외측 면에는 물을 가열하기 위한 발열 패턴이 형성된다. 발열체(10)에 형성된 발열 패턴은 외부에서 전원을 공급받아 발열되는 열선으로 형성된다.
그렇지만, 종래의 가열기는 스테인리스 재질의 두 발열체(10)를 결합시키기 위해서는 용접 등의 방식으로 접합하기 때문에 스테인리스를 용접하는 과정에서 스테인리스 플레이트가 열 변형을 일으키면서 발열 패턴에 균열이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 두 개의 발열체(10)를 이용하기 때문에 물을 가열하는데 필요한 소비전력을 낮추는 것이 쉽지 않은 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 구조의 개선을 통해 누수 가능성을 낮추고, 용접 등의 제조 과정에서 발열 패턴이 훼손되지 않도록하며, 물을 가열하는데, 효율성을 고려한 설계로 필요한 소비전력을 낮출 수 있는 순간온수기 및 온수기용 가열기를 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 온수기용 가열기는, 일면에 수로가 형성되고, 상기 수로의 일 측에 물이 유입되는 유입구와 상기 수로의 타 측에 물이 유출되는 유출구가 형성된 몸체; 및 상기 몸체의 일면을 덮도록 상기 몸체와 결합되고, 상기 수로를 통과하는 물을 가열하기 위해 일면에 열을 발생시키는 발열 패턴이 형성된 발열체를 포함한다.
이때, 상기 몸체에 형성된 수로는 유입구 측에서 유출구 측으로 갈수록 단면적의 크기가 커지는 것이 바람직하고, 상기 발열체에 형성된 발열 패턴은 상기 몸체에 형성된 수로의 형상에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체에 형성된 수로는 깊이가 일정하고 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 폭이 넓어지고, 상기 발열 패턴은 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 발열체는 상기 일면 중 일부의 면이 일 방향으로 돌출 형성되며, 상기 몸체의 일면은 상기 발열체의 돌출 형성된 면에 대응되도록 돌출되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 수로는 상기 몸체의 돌출된 면에 형성되고, 상기 발열 패턴은 상기 발열체의 돌출된 일면에 형성될 수 있다.
한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 순간온수기는, 유입된 물을 가열하는 가열기; 상기 가열기에 물을 공급하는 급수관; 상기 가열기에서 가열된 물이 유출되는 유출관; 및 상기 급수관으로 물을 공급하기 위한 펌프를 포함하고,를 포함하고, 상기 가열기는, 일면에 수로가 형성되고, 상기 수로의 일 측에 물이 유입되는 유입구와 상기 수로의 타 측에 물이 유출되는 유출구가 형성된 몸체; 및 상기 몸체의 일면을 덮도록 상기 몸체와 결합되고, 상기 수로를 통과하는 물을 가열하기 위해 일면에 열을 발생시키는 발열 패턴이 형성된 발열체를 포함한다.
이때, 상기 몸체에 형성된 수로는 유입구 측에서 유출구 측으로 갈수록 단면적의 크기가 커지는 것이 바람직하고, 상기 발열체에 형성된 발열 패턴은 상기 몸체에 형성된 수로의 형상에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 몸체에 형성된 수로는 깊이가 일정하고 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 폭이 넓어지고, 상기 발열 패턴은 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 발열체는 상기 일면 중 일부의 면이 일 방향으로 돌출 형성되며, 상기 몸체의 일면은 상기 발열체의 돌출 형성된 면에 대응되도록 돌출되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 수로는 상기 몸체의 돌출된 면에 형성되고, 상기 발열 패턴은 상기 발열체의 돌출된 일면에 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 유입구, 유출구 및 수로가 형성된 몸체와 수로를 통과하는 물을 가열하기 위한 발열체를 결합시키기 때문에 용접 등의 방식으로 결합할 필요 없이 나사 결합 등을 이용하여 결합할 수 있어, 금속재질의 발열체에 응력 등이 발생하는 문제를 사전에 차단할 수 있는 효과가 있다.
그리고 발열체를 몸체의 일 측에 하나만 결합시키더라도 수로를 통해 물이 통과하면서 가열되기 때문에 물의 가열 성능은 기존과 유사하거나 높지만, 물을 가열하는데 필요한 전력의 사용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 발열 패턴이 형성된 면이 인접한 면보다 일 방향으로 돌출되어 형성되기 때문에 발열체의 강성이 커져 발열체가 몸체와 나사 결합 등으로 결합되더라도 발열체의 형상이 변형되는 등의 문제 발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 온수기용 가열기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 온수기용 가열기의 몸체를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 온수기용 가열기의 발열체를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 온수기용 가열기의 몸체와 발열체가 결합되는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 종래의 온수기용 가열기를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
본 발명의 온수기용 가열기(100)는 온수기에 포함되는 구성으로, 도면에는 도시하지 않았으나, 온수기는 가열기(100), 급수관(미도시), 유출관(미도시) 및 펌프(미도시) 등을 포함하여 구성된다.
가열기(100)는 몸체(110)와 발열체(120)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 온수기용 가열기(100)에 대해 도 1 내지 도 4에 도시된 도면을 참조하여 설명한다.
몸체(110)는 직육면체의 형상에서 일면의 일부가 인접한 면보다 일 방향으로 돌출된 형상으로 형성된다. 즉, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(110) 일면의 중앙부분이 인접한 면보다 돌출된 형상으로 형성된다. 그리고 몸체(110)의 돌출된 면에 음각으로 수로(112)가 형성되며, 수로(112)의 일 측단에 유입구(114)가 형성되고, 타 측단에 유출구(116)가 형성된다.
수로(112)의 형상은 물이 유입되는 유입구(114) 측에서 물이 유출되는 유출구(116) 측으로 지그재그 형상으로 형성된다. 그리고 수로(112)의 양 끝단에는 각각 유입구(114)와 유출구(116)가 형성되며, 본 발명의 일실시예에서는 몸체(110)의 타 측인 몸체(110)의 하부에 유입구(114) 및 유출구(116)가 형성된다.
그리고 본 발명의 일실시예에서 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 몸체(110)에 음각으로 형성된 수로(112)의 깊이는 유입구(114) 측이나 유출구(116) 측이 모두 동일하게 형성되며, 수로(112)의 폭은 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 커지게 형성된다.
즉, 도 2의 (b)에는 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 수로(112)의 폭이 커지게 도시하였지만, 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 수로(112)의 단면적이 넓어지도록 하기 위함이다. 이에 대한 자세한 사항은 후술한다.
또한, 몸체(110)의 재질은 플라스틱 등의 합성수지로 제조될 수 있으며, 필요에 따라 스테인리스 등의 금속 재질로 제조되어도 무방하다.
발열체(120)는 몸체(110)에 형성된 수로(112)를 덮으면서 몸체(110)와 결합된다. 그러므로 수로(112)가 형성된 몸체(110)의 일면의 일부가 돌출 형성됨에 따라 발열체(120)의 형상도 몸체(110)의 일면 형상과 동일하게 꺾인 형상으로 형성된다. 즉, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 발열체(120) 중앙부분이 인접한 면에 비해 일 방향으로 돌출되게 형성된다.
발열체(120)는 스테인리스 등의 금속으로 제조되는 것이 바람직하기 때문에 프레스 장비 등을 이용하여 발열체(120) 중앙 부분의 면이 일 방향으로 돌출되도록 절곡된 형상으로 제조된다.
이를 통해 발열체(120)의 타면과 몸체(110)의 수로(112)가 형성된 면이 서로 맞닿게 발열체(120)와 몸체(110)가 결합될 수 있다.
그리고 발열체(120)의 돌출된 일면, 즉, 몸체(110)의 수로(112)가 형성된 면과 맞닿는 타면의 배면에 발열 패턴(122)이 형성된다. 본 발명의 일실시예에서 발열 패턴(122)은 외부에서 공급된 전원에 의해 발열되는 열선으로 형성된다.
이때, 발열체(120) 일면에 형성되는 발열 패턴(122)은 도 3에 도시된 바와 같이, 일 측에서 타 측으로 갈수록 열선 간격이 넓어지게 형성되는데, 이는 몸체(110)의 수로(112)가 형성되는 패턴과 동일하게 형성된다. 이는 발열체(120)와 몸체(110)가 결합되었을 때, 수로(112)가 지그재그 형상으로 형성되는데, 하나의 수로(112) 라인에 하나의 열선이 배치되도록 하기 위함이다.
즉, 본 발명의 일실시예에서 몸체(110)에 형성된 수로(112)는 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 폭이 커지게 형성되기 때문에 발열체(120)가 몸체(110)와 결합된 상태에서 하나의 열선이 하나의 수로(112) 라인 중앙에 위치할 수 있도록 발열체(120)에 발열 패턴(122)이 형성된다. 그러므로 발열체(120)에 형성된 발열 패턴(122)은 수로(112)의 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수로(112) 간격이 넓게 형성된다.
여기서, 본 발명의 일실시예에서는 수로(112)의 깊이는 동일하게 하고, 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 수로(112)의 너비가 커지게 하여 수로(112)의 단면적이 넓어지게 하였기 때문에 발열체(120)에 형성된 발열 패턴(122)의 간격도 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 넓어지게 형성한 것이다.
그런데, 도면에는 도시하지 않았지만, 수로(112)의 너비를 동일하게 한 상태에서 유입구(114) 측에서 유출구(116) 측으로 갈수록 수로(112)의 깊이를 깊게 하여 수로(112)의 단면적이 넓어지게 한 경우에는 발열체(120)에 형성된 발열 패턴(122) 간격은 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 발열체(120)에 형성되는 발열 패턴(122)은 전원의 (+)극과 연결된 단자와 (-)극과 연결된 단자가 각각 이격된 상태로 나란히 놓이고, 다수의 열선이 (+)극과 (-)극 사이에 놓여 전기적으로 연결된 형태로 형성된다. 이때, 다수의 열선의 폭은 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
이렇게 발열체(120)의 발열 패턴(122)을 수로(112)의 형상에 대응되도록 형성함으로써, 물이 수로(112)를 통과하는 동안 발열 패턴(122)에서 발생된 열에 의해 가열되도록 한다. 그리고 상기와 같이, 급수관을 통해 가열기(100) 내부로 물이 유입되면, 수로(112)의 단면적이 상대적으로 좁기 때문에 적은 양의 물이 수로(112)를 통과하게 되고, 적은 양의 물이 통과하기 때문에 더욱 빠르게 물을 가열할 수 있다.
반면, 유출구(116) 측으로 갈수록 수로(112)의 단면적이 커지게 하여 이미 가열된 물의 온도가 가열기(100)를 통과하는 동안 낮아지지 않도록 하면서, 동시에 열을 가하기 때문에 물의 온도를 더욱 높일 수 있다.
즉, 유입구(114)로 유입된 물은 냉수이기 때문에 적은 양의 물에 열을 가하여 물의 온도를 빠르게 올릴 수 있으며, 가해진 열로 인해 온도가 올라간 물에는 적은 열을 가함으로써, 물을 가열할 때 소비되는 전력이 적게 소모될 수 있다.
그리고 본 발명의 일실시예에서 발열체(120)와 몸체(110)의 결합은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 나사(B)를 이용하여 결합된다. 그러므로 온수기용 가열기(100)를 제조함에 있어, 용접 등의 방식을 사용하지 않기 때문에 발열체(120)에 응력이 가해지지 않도록 할 수 있다. 이때, 결합을 위한 나사(B)의 위치는 발열체(120)에서 돌출되지 않은 면에서 이루어지게 하는 것이 바람직하다.
또한, 필요에 따라서 발열체(120)와 몸체(110) 사이에 오링(O-ring) 등을 이용하여 발열체(120)와 몸체(110) 사이를 밀폐시킬 수 있다. 즉, 몸체(110)의 수로(112)의 주위를 둘러 고무 재질의 오링을 놓아 발열체(120)와 몸체(110)가 결합될 때, 수로(112)를 통과하는 물이 외부로 빠져나가는 것을 방지한다.
그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 필요에 따라 몸체에 음각으로 형성된 수로의 형상에 대응되도록 발열체의 일면이 음각으로 형성될 수 있다. 즉, 몸체의 수로가 형성된 면과 맞닿는 발열체의 타면이 수로의 형상에 맞게 양각으로 돌출 형성되어 몸체와 발열체가 결합될 때, 발열체의 타면에 돌출된 형상이 음각으로 형성된 수로에 일부 삽입될 수 있도록 할 수 있다. 그리고 발열체의 타면이 돌출 형성됨에 따라 발열체 일면은 음각으로 홈이 형성되는데, 음각으로 형성된 홈의 하면에 열선이 배치되도록 발열 패턴을 형성하여, 수로를 통과하는 물을 가열할 수 있다.
급수관은 상기와 같이 형성된 가열기에 물을 공급하고, 가열기를 통해 가열된 물은 유출관을 통해 유출된다. 그리고 펌프는 외부의 물을 공급관을 통해 가열기로 공급하기 위해 구비된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 가열기
110: 몸체 112: 수로
114: 유입구 116: 유출구
120: 발열체 122: 발열 패턴
B: 나사

Claims (14)

  1. 일면에 수로가 형성되고, 상기 수로의 일 측에 물이 유입되는 유입구와 상기 수로의 타 측에 물이 유출되는 유출구가 형성된 몸체; 및
    상기 몸체의 일면을 덮도록 상기 몸체와 결합되고, 상기 수로를 통과하는 물을 가열하기 위해 일면에 열을 발생시키는 발열 패턴이 형성된 발열체를 포함하는 온수기용 가열기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체에 형성된 수로는 유입구 측에서 유출구 측으로 갈수록 단면적의 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 온수기용 가열기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 발열 패턴은 상기 몸체에 형성된 수로의 형상에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 온수기용 가열기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 몸체에 형성된 수로는 깊이가 일정하고 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 폭이 넓어지고,
    상기 발열 패턴은 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 온수기용 가열기.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열체는 상기 일면 중 일부의 면이 일 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 온수기용 가열기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 몸체의 일면은 상기 발열체의 돌출 형성된 면에 대응되도록 돌출되는 것을 특징으로 하는 온수기용 가열기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수로는 상기 몸체의 돌출된 면에 형성되고,
    상기 발열 패턴은 상기 발열체의 돌출된 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 온수기용 가열기.
  8. 유입된 물을 가열하는 가열기;
    상기 가열기에 물을 공급하는 급수관;
    상기 가열기에서 가열된 물이 유출되는 유출관; 및
    상기 급수관으로 물을 공급하기 위한 펌프를 포함하고,
    상기 가열기는,
    일면에 수로가 형성되고, 상기 수로의 일 측에 물이 유입되는 유입구와 상기 수로의 타 측에 물이 유출되는 유출구가 형성된 몸체; 및
    상기 몸체의 일면을 덮도록 상기 몸체와 결합되고, 상기 수로를 통과하는 물을 가열하기 위해 일면에 열을 발생시키는 발열 패턴이 형성된 발열체를 포함하는 순간온수기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 몸체에 형성된 수로는 유입구 측에서 유출구 측으로 갈수록 단면적의 크기가 커지는 것을 특징으로 하는 순간온수기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 발열체에 형성된 발열 패턴은 상기 몸체에 형성된 수로의 형상에 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 순간온수기.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 몸체에 형성된 수로는 깊이가 일정하고 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 폭이 넓어지고,
    상기 발열 패턴은 상기 유입구 측에서 상기 유출구 측으로 갈수록 그 간격이 넓어지는 것을 특징으로 하는 순간온수기.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 발열체는 상기 일면 중 일부의 면이 일 방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 순간온수기.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 몸체의 일면은 상기 발열체의 돌출 형성된 면에 대응되도록 돌출되는 것을 특징으로 하는 순간온수기.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 수로는 상기 몸체의 돌출된 면에 형성되고,
    상기 발열 패턴은 상기 발열체의 돌출된 일면에 형성되는 것을 특징으로 하는 순간온수기.
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