KR20150007179A

KR20150007179A - 순간 온수 공급 장치

Info

Publication number: KR20150007179A
Application number: KR1020130081256A
Authority: KR
Inventors: 나영민; 김대화
Original assignee: 쿠쿠전자주식회사
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-20
Also published as: KR101498943B1

Abstract

본 발명은 순간 온수 공급 장치에 관한 것으로서, 특히 온수 예열을 수행하여 사용자에게 초기부터 원하는 온도의 온수를 공급하는 순간 온수 공급 장치에 관한 것이다.
본 발명인 순간 온수 공급 장치는 내부에 물이 저장되거나 흐를 수 있는 저장 공간이 형성되고, 상기 저장 공간에 가열을 수행하는 히터를 구비하는 온수 탱크와, 공급되는 상용 전원의 전류를 감지하는 전류 감지부와, 제어부로부터의 제어 신호에 대응하여 상기 히터에 전류를 인가하는 히터 구동부와, 상기 전류 감지부로부터의 감지 전류를 기준으로 하여 인가 출력을 결정하여, 상기 인가 출력에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 히터의 출력이 수행되도록 하는 제어부를 포함한다.

Description

순간 온수 공급 장치 및 방법{INSTANTANEOUS WATER HEATING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 순간 온수 공급 장치 및 방법에 관한 것으로서, 온수 예열을 수행하여 사용자에게 초기부터 원하는 온도의 온수를 공급하는 순간 온수 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.

가정용 비데 또는 정수기 등에 사용되는 온수 공급 장치는 크게 물탱크 속에 히터를 설치하는 물탱크형과, 공급되는 물에 대하여 필요 시마다 히터를 이용하여 가열하는 순간 온수형으로 구분된다.

물탱크형 온수 공급 장치는 온수의 사용여부와 관계없이 물탱크 내의 물의 온도를 항상 설정온도로 유지하므로 대기전력의 낭비와 공간을 많이 차지하게 된다. 따라서, 최근에는 사용자의 온수 공급 요청에 따라, 순간적으로 물을 가열하여 온수를 공급하는 순간 온수형 온수공급장치가 널리 사용되고 있다.

종래의 순간 온수 공급 장치의 경우, 사용자가 온수를 취수하고자 할 때, 히터 탱크 내의 물과 온수 출수 유로의 물을 배수하고, 정수 탱크로부터 히터 탱크로 유입되는 물을 가열하여 사용자에게 제공하므로 물낭비를 초래하고, 사용자에게 온수를 공급하기까지의 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 히터 탱크 내부의 물을 단시간 내에 가열하게 위해 높은 출력이 발생하므로 사용환경에 따라 가정의 차단기가 작동하여 입력전원이 차단되는 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 히터 탱크의 물을 가열하는 과정에서 공급되는 입력 전원이 높을 경우에는 히터 탱크 내부에서 보일링(boiling) 현상이 발생되고, 입력 전원이 낮을 경우에는 출수되는 온수의 온도가 낮은 문제점이 있다.

또한, 히터 탱크로 유입되는 물의 유량 및 온도와 가열출력이 정확하게 제어되지 못할 경우, 가열량이 부족하여 최초 출수되는 온수의 온도가 목표온도에 미달 내지 온수공급까지의 시간이 길어지게 되거나, 가열량이 과도하여 순간 온수 공급 장치가 소손되는 문제점이 있다.

또한, 순간 온수 취수시 가열부터 출수까지 일정시간이 소요되나, 사용자가 언제 출수가 되는지 정확하게 인지하지 못하여 고장으로 오인하거나, 갑자기 출수되는 온수에 화상을 입을 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 온수 취수 시에, 히터 탱크내의 물과 온수 출수 유로의 물을 배수 하지 않고 입력전원을 기준으로 예열 동작을 수행하여 최초 출수되는 온수의 온도를 목표온도까지 가열하여 공급하는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수를 제공할 때, 차단기 작동시의 출력값을 기억하여 온수 가열시 기억된 출력값 이하로 출력을 공급하는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 입력전원의 전원 상태에 따라 히터에 공급되는 출력을 보상하여 보일링 현상 및 이상 과열을 방지하고, 정확한 온도의 온수 공급 가능한 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수 탱크 내에서 물이 저장되거나 흐르는 유로 상의 물(온수)의 온도를 직접적으로 측정하여, 측정된 온도에 따라 온수 탱크 내의 물의 온도와 가열량을 정확하게 제어할 수 있는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수 탱크 내의 온수 온도를 직접적으로 측정하여, 측정 온도와 목표 온도를 비교하여, 출력 제어를 수행하는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사용자의 설정 또는 제어부가 자동 기억한 최대출력 설정값을 기준으로 하여 온수 탱크 내로 입수되는 물의 유량을 제어하는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수 탱크 내로 유입되는 물의 유량 및 온도와 가열 출력을 정확하게 제어할 수 있는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 온수 예열 및 출수 동작 수행시에 부저부 및 표시부를 통하여 사용자에게 온수 예열 진행 상태 및 출수 예고를 알리는 순간 온수 공급 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 순간 온수 공급 장치는 내부에 물이 저장되거나 흐를 수 있는 저장 공간이 형성되고, 상기 저장 공간에 가열을 수행하는 히터를 구비하는 온수 탱크와, 공급되는 상용 전원의 전류를 감지하는 전류 감지부와, 제어부로부터의 제어 신호에 대응하여 상기 히터에 전류를 인가하는 히터 구동부와, 상기 전류 감지부로부터의 감지 전류를 기준으로 하여 인가 출력을 결정하여, 상기 인가 출력에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 히터의 출력이 수행되도록 하는 제어부로 구성된다.

또한, 상기 제어부는 최대 출력에 대응하는 제어 신호를 상기 히터 구동부에 인가하고, 상기 전류 감지부는 감지 전류의 평균값과, 목표 전류값을 이용하여 보상 출력 비율을 산정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 인가 출력에 따른 예열 단계를 기준 시간 이내로 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 인가 출력에 따른 예열 단계를 상기 온수 탱크 내의 물의 온도가 예열 온도에 도달하도록 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 순간 온수 공급 장치는 상기 인가 출력에 따른 예열 단계를 시작할 때 예열 시작음을, 상기 예열 단계를 수행하면서 예열 진행음을, 상기 예열 단계가 종료된 때 출수 예고음을 표출하는 부저부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 순간 온수 공급 장치는 상기 온수 탱크 내의 물을 강제 이동시키는 온수 펌프를 구비하고, 상기 제어부는 기설정된 출력 설정값을 기준으로 하여 상기 온수 펌프를 제어하여 유량을 조절하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 히터의 출력 수행 중에 상기 전류 감지부로부터의 감지 전류를 기준으로 하여 상기 인가 출력을 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 온수 탱크로 입수되는 물의 온도와 상기 온수 탱크 내에서 가열된 물의 온도 사이의 온도 차이를 반영하여 상기 인가 출력을 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 기설정된 출력 설정값에 대응하는 기본 출력을 산정하고, 상기 제어부는 상기 기본 출력과 상기 보상 출력 비율을 반영하여 상기 인가 출력을 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 인가 출력을 기설정된 출력 설정값에 대응하는 제한 출력과 같거나 작도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온수 탱크는 상기 히터가 장착된 히팅 플레이트와, 상기 히팅 플레이트와의 사이에 상기 저장 공간을 형성하면서 상기 히팅 플레이트에 결합된 케이스와, 상기 케이스의 일면에 물이 유입되는 유입구와, 상기 케이스의 일면에 상기 물이 배출되는 출수구와, 상기 저장공간 내부로 적어도 일부분이 삽입되어, 상기 저장 공간 내의 물의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 상기 온도 감지부를 상기 저장 공간 내부로 유도하는 삽입구를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온수 탱크는 상기 온도 감지부가 삽입되는 제1관통홀과 체결부재가 삽입되는 제2관통홀이 구비하는 연결부와, 상기 체결부재와 체결되는 체결부를 구비하여, 상기 체결부재와 체결부의 결합에 의해 상기 연결부가 상기 체결부에 고정되는 것이 바람직하다.

또한, 순간 온수 공급 방법은 입력부로부터 온수 선택 입력을 획득하였는지를 판단하는 제1 판단 단계와, 상기 제1 판단 단계에서 상기 온수 선택 입력을 획득한 경우, 히터의 가열에 의해 온수 탱크 내의 물에 대한 예열을 수행하는 예열 단계와, 상기 입력부로부터 출수 버튼 입력을 획득하였는지를 판단하는 제2 판단 단계와, 상기 제2 판단 단계에서 상기 출수 버튼 입력을 획득한 경우, 상기 온수 탱크 내의 온수를 출수시키는 단계를 포함한다.

또한, 상기 제2 판단 단계는 상기 온수 탱크 내의 물의 온도가 예열 온도와 같거나 높을 경우, 상기 예열 단계에 의한 예열을 완료시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 판단 단계와 상기 예열 단계 사이에, 상기 온수 탱크 내의 물의 온도가 예열 온도와 같거나 높을 경우, 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력된 경우, 상기 출수 단계로 진행하고, 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력되지 않은 경우, 대기 상태로 진행되거나 상기 순간 온수 공급 방법이 종료되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 판단 단계는 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력된 후, 상기 온수 탱크 내의 물의 온도를 에열 온도를 비교하는 단계 또는 상기 예열 단계의 경과 시간을 기설정된 예열 최대 시간과 비교하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 온수 취수 시에, 히터 탱크내의 물과 온수 출수 유로의 물을 배수 하지 않고 입력전원을 기준으로 예열 동작을 수행하여 최초 출수되는 온수의 온도를 목표온도까지 가열하여 사용자에게 원하는 온수를 최초부터 공급하고, 불필요한 물의 배수도 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수를 제공할 때, 차단기 작동시의 출력값을 기억하여 온수 가열시 기억된 출력값 이하로 출력을 공급하여, 추가적인 차단기 작동에 의한 전원 차단을 방지하면서 안정적으로 온수 공급 동작을 수행하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 입력전원의 전원 상태에 따라 히터에 공급되는 출력을 보상하여 보일링 현상 및 이상 과열을 방지하고, 정확한 온도의 온수 공급이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수 탱크 내에서 물이 저장되거나 흐르는 유로 상의 물(온수)의 온도를 직접적으로 측정하여, 측정된 온도에 따라 온수 탱크 내의 물의 온도와 가열량을 정확하게 제어할 수 있고, 안정적인 온수 가열이 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수 탱크 내의 온수 온도를 직접적으로 측정하여, 측정 온도와 목표 온도를 비교하여, 정확한 온수 온도에 따라 출력 제어를 수행하여, 정확한 온도의 온수 공급이 가능하고, 보일링 현상 및 이상 과열을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 사용자의 설정 또는 제어부가 자동 기억한 최대출력 설정값을 기준으로 하여 온수 탱크 내로 입수되는 물의 유량을 제어하여, 원하는 온도의 온수를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수 탱크 내로 유입되는 물의 유량 및 온도와 가열 출력을 정확하게 제어하여, 원하는 온도의 온수의 공급이 가능하며, 순간 온수 공급장치의 소손도 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수 예열 및 출수 동작 수행 시에 부저부 및 표시부를 통한 온수 예열 진행 상태 및 출수 예고 등의 알림 기능으로 사용자에게 정확한 동작상태를 알려주고, 화상 등을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 순간 온수 공급 장치의 일실시예의 구성도이다.
도 2는 도 1의 순간 온수 공급 장치의 제어 구성도이다.
도 3은 도 1의 온수 탱크의 사시도이다.
도 4는 도 3의 온수 탱크의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 순간 온수 공급 방법의 순서도이다.
도 6은 도 5의 온수 예열 단계의 상세 순서도이다.
도 7은 도 6의 보상 출력 비율 산정 단계의 상세 순서도이다.
도 8은 도 5의 인가 출력 산정 단계의 상세 순서도이다.
도 9는 도 5의 출수 단계의 상세 순서도이다.
도 10은 히터 구동부(13)에 인가되는 듀티에 대응하는 제어 신호이다.

이하에서, 본 발명은 실시예와 도면들을 통하여 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 순간 온수 공급 장치의 일실시예의 구성도이다. 순간 온수 공급 장치는 정수된 물을 저장하는 정수 탱크(100)와, 정수 탱크(100)로부터 물을 공급받아, 내부에서 물을 가열하여 온수를 생성하는 온수 탱크(200)와, 외력에 의해 동작하여 온수 또는 정수 등을 출수구(320)를 통하여 배출하는 출수 코크(300)를 포함한다.

정수 탱크(100)는 물(원수)을 공급받아 정수하는 정수 장치(미도시)로부터 연결관(110)을 통하여 공급되는 정수를 저장하는 장치이며, 그 내부에는 저장된 물의 온도(입수 온도)를 감지하는 제1 온도 감지부(400)가 장착된다. 여기서, 입수 온도는 정수 탱크(100) 내의 물의 온도로, 정수 탱크(100)에서 온수 탱크(200)로 유입되는 물의 온도에 대응된다.

정수 탱크(100)와 온수 탱크(200)는 연결관(120)를 통하여 연결되며, 연결관(120)에는 온수 펌프(140)가 구비되어, 정수 탱크(100) 내의 물을 온수 탱크(200)로 강제 이동시키면서, 그 유량을 제어할 수 있다.

온수 탱크(200)는 내장된 히터(또는 히팅 플레이트)를 구동시켜 물을 가열하고, 가열된 물(온수)은 연결관(220)을 통하여 출수 코크(300)로 이송된다. 연결관(220)에는 제1 출수 밸브(510)가 구비되어, 물(온수)의 공급 및 차단을 수행한다. 또한, 온수 탱크(200)의 내부에는 히터에 의해 가열된 물의 온도(출수 온도)를 직접적으로 측정하는 제2 온도 감지부(410)가 장착된다.

정수 탱크(100)는 저장된 물(정수)을 연결관(130)을 통하여 출수 코크(300)에 연결되며, 연결관(130)에는 제2 출수 밸브(520)가 구비되어, 물(정수)의 공급 및 차단을 수행한다.

본 실시예에서는 정수 탱크(100)가 구비된 경우이나, 정수 탱크(100)가 구비되지 않고, 수도관이나 수도꼭지 등과 같은 원수 공급 장치(미도시)에 연결관(120)이 직접 연결되는 경우도 가능하다. 온수 탱크(200)로는 온수 펌프(140)의 유량 제어에 의해 물(원수)이 직접 공급될 수 있다. 또한, 제1 온도 감지부(400)는 정수 탱크(100) 내부가 아닌 연결관(120)에 장착되어, 물의 온도를 감지하며, 바람직하게는 온수 펌프(140)와 원수 공급 장치 사이에 장착된다.

도 2는 도 1의 순간 온수 공급 장치의 제어 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 순간 온수 공급 장치는 제1 및 제2 출수 밸브(510, 520)를 개폐시키는 밸브 구동부(11)와, 제어부(30)로부터의 출력 제어 신호에 따라 온수 탱크(200)에 장착된 히터를 동작시켜 물을 가열하는 히터 구동부(13)와, 온수 탱크(200)로 공급되는 물의 양을 조절하기 위해, 온수 펌프(140)를 제어하는 펌프 구동부(15)와, 사용자로부터 출수 버튼 입력, 출수 종료 입력, 온수 또는 정수 선택 입력, 출력 설정값 입력 등을 획득하는 입력부(17)와, 예열, 온수, 정수 등과 같은 다양한 정보를 표시하는 표시부(19)와, 현재 수행하는 동작, 버튼 입력, 에러 발생, 온수 예열 진행 상태 및 완료 등의 정보를 청각적으로 알리는 부저부(40)와, 순간 온수 공급 장치로 공급되는 상용전원의 전류를 감지하는 입력전류 감지부(23)와, 입수 온도를 측정하는 제1 온도 감지부(400)와, 출수 온도를 측정하는 제2 온도 감지부(410)와, 입력부(17)를 통한 사용자의 입력에 대응하여, 온수 및 정수를 공급하는 제어부(30)로 이루어진다.

자세하게는, 제1 출수 밸브(510)와, 제2 출수 밸브(520)를 개방 및 폐쇄 제어하는 밸브 구동부(11)와, 온수 탱크(200) 내의 히터를 동작시키는 히터 구동부(13)는 본 발명이 속하는 기술분야에 익숙한 사람에게 당연히 인식되는 정도의 기술에 해당되어, 그 설명을 생략한다.

펌프 구동부(15)는 제어부(30)로부터의 제어 신호에 대응하여, 펌프 동작 및 중단, 유량 조절을 수행한다.

입력부(17)는 사용자로부터 출수 선택/출수 종료 입력을 획득하는 출수 버튼과, 온수의 온도를 상승 또는 하강시킬 수 있는 온도 설정 입력을 획득하는 온도 조절 버튼, 온수 또는 정수 선택 입력 버튼, 강/중/약 등으로 출력 설정값을 획득하는 출력 설정 버튼, 전원 공급 및 차단을 수행하는 전원 버튼 등을 포함한다.

표시부(19)는 현재 수행하는 동작(예열, 온수, 정수 등)과, 동작의 완료(예열 완료 등), 설정 정보(온수의 설정 온도, 출력 설정값 등)를 시각적으로 표시하는 수단에 해당된다.

부저부(40)는 현재 수행하는 동작, 버튼 입력, 에러 발생, 온수 예열 진행 상태(예를 들면, 예열 시작, 예열 진행) 및 완료(예를 들면, 출수 예고) 등을 청각적으로 알리는 수단에 해당된다.

예를 들어 설명하면, 순간 온수 취수시 가열부터 출수까지 일정시간이 소요되나, 사용자가 언제 출수가 되는지 정확하게 인지하지 못하여 고장으로 오인하거나, 갑자기 출수되는 온수에 화상을 입을 수 있고, 온수 선택 버튼을 누른 후에 출수 버튼을 누르지 않고 자리를 비울경우 예열 취소전에 다른 사용자가 출수 버튼을 누르면 의도하지 않은 온수가 출수되고 화상을 입을수 있음으로 부저부(40)를 통하여 예열 시작음, 예열 진행음, 출수 예고음 등의 부저음이 표출되어야 한다.

온수 예열 동작시 부저음 발생 방법은 온수 선택 버튼의 입력시 버튼 입력음이 최초 발생되고, 온수 예열 동작의 시작을 알리기 위해 예열 시작음(예를 들면, 띵 소리)이 표출되고, 온수 예열 동작을 수행하면서 표출 주기(예를 들면, 2초--1초-0.5초-0.1초) 간격으로 예열 진행음(예를 들면. 띵 소리)이 표출되고, 예열이 완료되면 출수가 가능함을 알리는 출수 예고음(예를 들면, 띵동, 띵동)을 각각 표출한다. 또한, 예열을 수행함이 없이도 출수 온도가 예열 온도 이상인 경우, 출수 예고음이 표출될 수 있다. 이러한 부저음의 발생에 추가하여, 표시부(19)를 통해 시각적으로 표시(LED 점멸 또는 문자, 기호를 통한 표시(LCD)) 할 수도 있다.

입력전류 감지부(23)는 외부 전원 공급원으로부터 순간 온수 공급 장치에 공급되는 상용전원의 전류값을 감지하는 소자에 해당된다.

제1 및 제2 온도 감지부(400, 410)는 장착된 부분에서 물의 온도를 감지하는 소자에 해당되며, 특히 온수 탱크(200) 내의 물의 온도를 감지하는 제2 온도 감지부(200)의 상세 구조는 하기에서 설명된다.

제어부(30)는 상술된 구성요소들을 제어하여, 온수의 공급 및 정수의 공급 등을 수행한다. 특히, 제어부(30)는 입력부(17)를 통하여, 출력 설정값을 입력 받아 저장하거나, 기저장된 출력 조절 알고리즘에 따라 설정된 출력 설정값을 저장할 수도 있다.

여기서, 출력 조절 알고리즘에 따라 설정된 출력 설정값의 경우, 제어부(30)는 순간 온수 공급 장치의 온수 공급 중에 차단기의 동작에 의해 외부 전원이 차단되는 경우, 현재 설정된 출력 설정값을 기준 크기만큼 감소시켜 저장하고, 이렇게 감소된 출력 설정값에 따른 예열 및 출수 동작을 수행하게 된다. 이러한 감소된 출력 설정값에 따른 온수 동작은 이전보다 낮아진 출력을 소비하게 되어, 차단기가 동작하여 외부 전원을 차단하는 것을 방지하게 된다. 또한, 제어부는 상술된 기준 크기만큼의 출력 설정값의 감소 동작을 반복적으로 수행할 수 있다. 또한, 제어부는 기준 시간 이내에 차단기의 동작에 의한 외부 전원의 차단 현상이 발생되지 않으면, 감소된 출력 설정값을 기준크기만큼 증가시켜 저장하며, 이러한 기준 크기만큼의 출력 설정값의 증가 동작도 반복적으로 수행할 수 있다. 다만, 기준크기만큼의 증가 동작에 의해 설정된 출력 설정값도 기저장된 최대 출력 설정값 이내로 제한된다.

또한, 제어부(30)는 설정된 출력 설정값을 기준으로 하여, 유량 제어를 수행한다. 예를 들면, 출력 설정값이 강인 경우, 유량은 500cc/분, 온수 펌프(140)에 인가되는 전압은 최대 전압의 100%이고, 출력 설정값이 중인 경우, 유량은 450cc/분, 온수 펌프(140)에 인가되는 전압은 최대 전압의 80%이고, 출력 설정값이 약인 경우, 유량은 400cc/분, 온수 펌프(140)에 인가되는 전압은 최대 전압의 60%로 설정된다. 제어부(30)는 설정된 인가 전압과 유량에 대응하는 제어 신호를 펌프 구동부(15)에 인가한다. 이러한 출력 설정값에 따라 유량을 제어하여, 낮은 출력에서는 유량이 감소되고, 높은 출력에서는 유량이 증가하게 되어, 즉, 출력 상태가 변경될 때, 유량도 그에 반비례적으로 변경되어, 사용자에게 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있도록 한다. 특히, 낮은 출력으로도 원하는 온도의 온수가 공급 가능하다.

도 3은 도 1의 온수 탱크의 사시도이고, 도 4는 도 3의 온수 탱크의 단면도이다.

온수 탱크(200)는 히터가 장착된 히팅 플레이트(201)와, 히팅 플레이트(201)와의 사이에 물이 저장되거나 흐를 수 있는 저장공간(S)을 형성하도록 히팅 플레이트(201)에 결합되는 케이스(203)로 구성된다. 케이스(203)의 상측에는 연결관(120)에 연결되어 물이 유입되는 입수구(204)와, 저장 공간(S) 내의 공기를 배출하는 공기배출구(205)와, 연결관(220)에 연결되어 가열된 물을 배출하는 출수구(206)와, 저장공간(S) 내부로 제2 온도 감지부(410)가 적어도 일부분 삽입되도록 유도하는 삽입구(207)와, 제2 온도 감지부(410)의 고정 장착을 위한 체결부재(211)가 체결되는 체결부(208)가 형성된다.

제2 온도 감지부(410)는 연결부(210)에 결합되어 온수탱크(200)에 장착된다. 연결부(210)는 제2 온도 감지부(410)와 체결부재(211)가 각각 삽입되는 제1,2관통홀이 형성되되, 제1,2관통홀은 각각 삽입구(207)와 체결부(208)와 대응되는 위치에 형성된다.

제2 온도 감지부(410)는 연결부(210)의 제1관통홀에 삽입되어 삽입구(207)의 내부로 삽입되되, 온수탱크(200) 내부의 물 온도를 감지할 수 있도록 저장공간(S)까지 삽입되어 체결부재(211)가 연결부(210)의 제2관통홀을 관통하여 체결부(208)에 나사결합되어 온수탱크(200)에 고정된다.

그리고, 제2 온도 감지부(410)와 삽입구(207)의 사이에는 삽입구(207)의 내측면과 제2 온도 감지부(410)의 외측면에 접하여 누수방지 및 제2온도 감지부(410)를 고정하는 고정튜브(417)가 구비된다.

고정튜브(417)는 탄성을 가지는 고무나 실리콘으로 형성되되, 외경이 삽입구(207)의 내경보다 크도록 형성되어 삽입구(207) 내부로 수축되면서 삽입되어 삽입구(207) 내부를 외부와 차단하고, 연결부(210)의 제1관통홀의 직경보다 크도록 형성되어, 고정튜브(417)가 제1관통홀을 통하여 이탈되는 것을 방지한다.

도 5는 본 발명에 따른 순간 온수 공급 방법의 순서도이다.

자세하게는, 단계(S1)에서, 제어부(30)는 입력부(17)로부터 온수 선택 입력을 획득하였는지를 판단한다. 만약 온수 선택 입력을 획득하면, 제어부(30)는 단계(S3)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S1)로 유지한다.

단계(S3)에서, 제어부(30)는 제2온도 감지부(410)로부터 감지되는 출수 온도와 기저장된 예열 온도를 비교한다. 만약 현재 온수의 온도인 출수 온도가 예열온도와 같거나 높으면, 예열이 필요 없으므로, 단계(S7)로 진행하고, 그렇지 않으면 예열을 위해 단계(S5)로 진행한다.

단계(S5)에서, 제어부(30)는 온수 탱크(200) 내의 물에 대한 예열을 위해, 히터 구동부(13)로 제어 신호를 인가하여 히터의 발열에 의해 온수 예열 단계를 시작한다. 즉, 제어부(30)는 온수 탱크(200) 내의 물의 온도가 예열 온도에 도달하도록 가열 동작을 수행하면서, 단계(S10)로 진행한다.

단계(S7)에서, 제어부(30)는 입력부(17)로부터 출수 버튼 입력을 획득하였는지를 판단한다. 만약 출수 버튼 입력을 획득하면 단계(S17)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S9)로 진행한다.

단계(S9)에서, 제어부(30)는 내장된 타이머를 이용하여 온수 선택 입력 후부터의 경과 시간이 기설정된 기준 시간을 경과하였는지를 판단한다. 만약 기준 시간이 경과되었으면 종료로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S7)로 진행한다. 즉, 단계(S9)에서 제어부(30)가 온수 선택 입력 후 기준 시간 이내에 출수 버튼 입력을 입력 받지 않으면, 종료되거나 대기 상태로 진행된다.

단계(S10)에서, 제어부(30)는 제2온도 감지부(410)로부터 감지되는 출수 온도와 기저장된 예열 온도를 비교한다. 만약 현재 온수의 온도인 출수 온도가 온수 예열에 의해서 상승하여 예열온도와 같거나 높으면, 추가적인 예열이 필요 없으므로, 단계(S11)로 진행하고, 그렇지 않으면 온수 예열을 수행하면서 단계(S14)로 진행한다.

단계(S11)에서, 제어부(30)는 히터 구동부(13)를 제어하여, 가열을 중단시킴으로써 예열을 완료하고, 단계(S12)로 진행한다.

단계(S12)에서, 제어부(30)는 입력부(17)로부터 출수 버튼 입력을 획득하였는지를 판단한다. 만약 출수 버튼 입력을 획득하면 단계(S17)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S13)로 진행한다.

단계(S13)에서, 제어부(30)는 내장된 타이머를 이용하여 온수 선택 입력 후부터의 경과 시간이 기설정된 기준 시간을 경과하였는지를 판단한다. 만약 기준 시간이 경과되었으면 종료되거나 대기 상태로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S12)로 진행한다. 즉, 단계(S13)에서 제어부(30)가 온수 선택 입력 후 기준 시간 이내에 출수 버튼 입력을 입력 받지 않으면, 종료되거나 대기 상태로 진행된다.

단계(S14)에서, 제어부(30)는 단계(S5)에서의 인가 출력에 따른 히터 구동을 수행하면서, 입력부(17)로부터 출수 버튼 입력을 획득하였는지를 판단한다. 만약 출수 버튼 입력을 획득하면 단계(S16)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S15)로 진행한다.

단계(S16)에서, 제어부(30)는 제2온도 감지부(410)로부터 감지되는 출수 온도와 기저장된 예열 온도를 비교하여 현재 온수의 온도인 출수 온도가 온수 예열에 의해서 상승하여 예열온도와 같거나 높으면 히터 구동부(13)를 제어하여 가열을 중단시킴으로써 예열을 완료하고 단계(S17)로 진행하고, 그렇지 않으면 예열을 계속 진행한다.

또한, 단계(S16)에서, 제어부(30)는 내장된 타이머를 이용하여 온수 선택 입력 후부터의 경과 시간이 기저장된 예열 최대 시간을 경과하였는지를 판단한다. 현재 온수의 온도인 출수 온도가 예열 온도에 도달하지 않더라도 경과 시간이 예열 최대 시간을 경과하였으면 단계(S17)로 진행하고, 그렇지 않으면 예열을 계속 진행한다.

단계(S15)에서, 제어부(30)는 내장된 타이머를 이용하여 온수 선택 입력 후부터의 경과 시간이 기설정된 기준 시간을 경과하였는지를 판단한다. 만약 기준 시간이 경과되었으면 종료되거나 대기 상태로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S10)로 진행한다. 즉, 단계(S15)에서 제어부(30)가 온수 선택 입력 후 기준 시간 이내에 출수 버튼 입력을 입력 받지 않으면, 종료되거나 대기 상태로 진행된다.

단계(S17)에서, 제어부(30)는 단계(S7) 또는 단계(S12)의 출수 버튼 입력 및 단계(S16)의 예열 온도 도달에 응답하여, 히터 구동부(13), 펌프 구동부(15), 밸브 구동부(11)에 제어 신호를 인가하여 히터(또는 히팅 플레이트(201)) 및 온수 펌프(140)를 동작시키고, 제1 출수 밸브(510)를 개방 동작시켜, 온수 탱크(200) 내의 온수를 취수구(320)를 통해 공급하는 출수 단계를 수행한다. 또한, 제어부(30)는 단계(S16)에서, 예열 동작을 완료하지 못하고, 경과 시간이 예열 최대 시간을 경과하여 단계(S17)로 진행하는 경우, 히터 구동부(13)에 예열을 위한 제어 신호 대신에 출수를 위한 제어 신호를 인가하고 펌프 구동부(15), 밸브 구동부(11)에 제어 신호를 인가한다. 이 출수 단계(S17)는 도 9에서 상세하게 설명된다.

단계(S19)에서, 제어부(30)가 출수 종료 입력을 입력부(17)를 통하여 획득하였는지를 판단한다. 만약 출수 종료 입력이 획득되면 종료되고, 그렇지 않으면 단계(S17)로 진행하여 출수 단계를 수행한다.

도 5의 종료 단계에서, 제어부(30)는 히터 구동부(13), 펌프 구동부(15), 밸브 구동부(11)로 동작 종료 신호를 인가하여 출수 단계를 종료한다. 또한, 제어부(30)는 입력부(17)를 통한 추가적인 입력(예를 들면, 온수 선택 등)이 있으면 그에 대응하는 동작을 수행한다.

또한, 제어부(30)는 단계(S1)의 온수 선택 입력에 대응하여, 부저부(40)를 제어하여, 버튼 입력음을 표출한다. 그 후, 제어부(30)는 단계(S3)에서 출수 온도가 예열 온도와 같거나 높아서 단계(S7)로 진행할 경우, 부저부(40)를 제어하여 출수 예고음을 표출한다. 또한, 제어부(30)는 단계(S5)로 진행하면 부저부(40)를 제어하여, 예열 시작음을 표출하고 온수 예열을 수행하면서, 부저부(40)를 제어하여, 표출 주기에 따라 예열 진행음을 표출한다. 또한, 제어부(30)는 단계(S11)에서, 예열이 완료된 상태이므로 부저부(40)를 제어하여 출수 예고음을 표출한다. 또한, 버튼 입력음의 표출은 생략될 수도 있다. 또한, 제어부(30)는 단계(S16)에서 예열 온도에 도달하여 단계(S17)로 진행하는 경우, 출수 예고음을 표출시킨다.

또한, 제어부(30)는 단계(S12)에서 단계(S17)로 진행하거나, 단계(S16)에서 출수 온도가 예열 온도에 도달하여 단계(S17)로 진행할 때, 예열 완료음을 표출하거나 예열 진행음의 표출을 중단하고, 실제 출수 동작에 의한 출수 1-2초 전에 출수 예고음을 표출하도록 제어할 수도 있다.

또한, 제어부(30)는 단계(S16)을 수행함이 없이 예열 진행음을 계속 표출하다가 실제 출수 동작에 의한 출수 1-2초 전에 출수 예고음을 표출하도록 제어할 수도 있다. 예들 들면, 기준 시간은 4초이고, 출수 시작 시간은 8초일 때, 출수 예고음이 온수 선택 입력 획득후 6초에서 또는 출수 시작 시간 2초 전에 표출된다.

또한, 제어부(30)는 단계(S15)에서 종료로 진행될 경우, 출수 예고음을 표출하지 않고, 현재의 예열 진행음도 표출을 중단한다.

도 6은 도 5의 온수 예열 단계의 상세 순서도이다. 예열 단계(단계(S5))에서, 제어부(30)는 현재 예열 단계를 수행하고 있음을 표시부(19)를 통하여 시각적으로 표시하고, 부저부(40)를 통하여 청각적으로 표출한다.

단계(S21)에서, 제어부(30)는 히터 구동부(13)를 제어하여 히터(또는 히팅 플레이트(201))로 전류가 인가되는 동안, 입력전류 감지부(23)로부터 인가되는 감지 전류를 기준으로 하여, 보상 출력 비율(Rate-CT)을 산정한다. 제어부(30)는 보상 출력 비율(Rate-CT)을 감지 전류의 전류 평균값과 기저장된 목표 전류값을 이용하여 산정하며, 자세한 사항은 도 7에서 설명된다.

단계(S23)에서, 제어부(30)는 단계(S21)에서 산정된 보상 출력 비율(Rate-CT)과 최대 듀티(100%, 듀티=9)를 이용하여 보상 출력(Duty-In)을 산정한다. 이때의 산정 과정은 바람직하게는 곱셈 연산을 수행하여 산정하되, 제어부(30)는 최대 듀티와 보상 출력 비율(Rate-CT)의 곱셈값이 최대 듀티인 9이상이면 보상 출력(Duty-In)의 듀티를 최대 듀티인 9로 설정하고, 곱셈값이 9미만 8이상이면 보상 출력(Duty-In)의 듀티를 8로 설정하고, 곱셈값이 8미만 7 이상이면 보상 출력(Duty-In)의 듀티를 7로 설정한다.

단계(S25)에서, 제어부(30)는 기설정된 출력 설정값을 기준으로 하여 인가 출력(Duty-Out)을 산정한다. 이 인가 출력(Duty-Out) 산정 단계는 도 8에서 상세하게 설명된다.

단계(S27)에서, 제어부(30)는 인가 출력(Duty-Out)에 대응하는 제어 신호를 생성하여 히터 구동부(13)에 인가하여, 히터부가 발열하도록 한다.

단계(S25)의 경우, 그 수행이 생략될 수 있으며, 제어부(30)는 단계(S27)에서 인가 출력(Duty-Out) 대신에 보상 출력(Duty-In)에 따른 히터 구동을 수행할 수도 있다.

또한, 상술된 기준 시간과 예열 온도는 고정된 값일 수도 있고, 사용자가 의해 설정되는 온수의 설정 온도에 따라 제어부(30)에 의해 조정될 수 있다. 예를 들면, 입수 온도가 낮아지거나 설정 온도가 높아지면, 기준 시간은 길어지고 예열 온도도 높아지게 설정된다.

도 7은 도 6의 보상 출력 비율 산정 단계의 상세 순서도이다.

단계(S41)에서, 제어부(30)는 최대 출력(듀티=9, 2600W)에 대응하는 제어 신호를 생성하여 히터 구동부(13)로 인가하여, 히터가 동작하도록 한다.

단계(S43)에서, 제어부(30)는 입력 전류 감지부(23)로부터 감지 전류의 전류값을 인가 받아 적산한다.

단계(S45)에서, 제어부(30)는 내장된 타이머를 이용하여 전류값을 인가 받은 때부터의 경과 시간이 기 설정된 적산 시간을 경과하였는지를 판단한다. 만약 적산 시간을 경과하였으면 단계(S47)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S43)로 진행한다.

단계(S47)에서, 제어부(30)는 감지 전류의 적산값을 경과 시간 또는 적산 시간으로 나누어서 전류 평균값(Avr-CT)을 산정한다.

단계(S49)에서, 제어부(30)는 기설정된 출력 설정값에 대응하는 목표 전류값(Tar-CT)을 산정하거나 판독한다. 목표 전류값(Tar-CT)은 하기의 표1과 같이 산정되거나, 표1과 같은 데이터 테이블로부터 판독된다.

출력 설정값	입력 전압, 전력	목표 전류값(Tar-CT)
강	220V, 2600W	11.8A
중	220V, 2300W	10.5A
약	220V, 2000W	9A

단계(S51)에서, 제어부(30)는 목표 전류값(Tar-CT)/전류 평균값(Avr-CT)로 보상 출력 비율(Rate-CT)를 산정한다. 이 보상 출력 비율(Rate-CT)은 상술된 바와 같이, 현재의 전류 평균값(Avr-CT)와 목표 전류값(Tar-CT)으로 산정되어, 보상 출력(Duty-In)의 듀티를 결정하는데 사용된다. 즉, 현재의 전류 평균값(Avr-CT)이 목표 전류값(Tar-CT)보다 크면 현재의 출력을 감소시킬 필요가 있게 되므로, 보상 출력 비율(Rate-CT)은 1보다 작게 되어, 보상 출력(Duty-In)은 최대 듀티보다 작도록, 예를 들면, 8, 7 등과 같이 산정된다. 또한, 보상 출력 비율은 1보다 크거나 같을 수도 있으나, 이 경우에도 보상 출력(Duty-In)의 듀티는 최대 듀티인 9로 한정된다.

이후, 제어부(30)는 단계(S23)로 진행하여, 산정된 보상 출력 비율(rate-CT)를 이용하여 보상 출력(Avr-CT)을 산정한다. 이에 따라, 보상 출력(Acr-CT)는 전류 평균값(Avr-CT)이 반영된 값이므로, 전류 평균값(Acr-CT)이 반영하는 현재의 전원 상태를 반영하게 해당된다.

도 8은 도 6의 인가 출력 산정 단계의 상세 순서도이다.

단계(S61)에서, 제어부(30)는 기설정된 출력 설정값을 판독한다. 예를 들면, 출력 설정값은 표 1과 같이, 강/중/약 중의 하나를 포함한다.

단계(S63)에서, 제어부(30)는 단계(S61)에서 판독된 출력 설정값에 대응하는 제한 출력을 결정한다. 예를 들면, 이 제한 출력은 듀티에 해당되는 것으로, 출력 설정값이 강이면 제한 출력은 듀티 9로, 출력 설정값이 중이면 제한 출력은 듀티 8로, 출력 설정값이 약이면 제한 출력은 듀티 7로 결정된다.

단계(S65)에서, 제어부(30)는 보상 출력(Duty-In)과 제한 출력을 비교한다. 만약 보상 출력(Duty-In)이 제한 출력보다 크면 단계(S69)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S67)로 진행한다.

단계(S67)에서, 제어부(30)는 보상 출력(Duty-In)을 인가 출력(Duty-Out)으로 설정한다.

단계(S69)에서, 제어부(30)는 제한 출력을 인가 출력(Duty-Out)으로 설정한다.

상술된 과정을 통하여, 제어부(30)는 기설정된 출력 설정값 이내에서 인가 출력(Duty-Out)을 설정한다.

상술된 도 8의 인가 출력 산정 단계는 제어부(30)가 단계(S23)에서 산정된 보상 출력을 히터 구동부(13)에 그대로 인가하는 것이 아니라, 출력 설정값에 대응하는 제한출력 이내로 보상 출력이 제한되도록 하여, 최종적으로 히터 구동부(13)에 인가되는 인가 출력을 결정하는 과정이다.

도 9는 도 5의 출수 단계의 상세 순서도이다.

단계(S71)에서, 제어부(30)는 펌프 구동부(15)로 온수 펌프의 동작 수행을 위한 제어 신호를 인가하고, 밸브 구동부(11)로 제1 출수 밸브(510)의 개방을 위한 제어 신호를 인가하여, 온수 탱크(200) 내에서 예열된 물의 출수를 시작한다.

또한, 제어부(30)는 단계(S7) 또는 단계(S12)에서 단계(S17)로 진행하여 출수 동작을 수행할 경우, 출수 버튼 입력에 반응하여 물의 출수 동작을 수행할 수 있다.

또한, 제어부(30)는 단계(S14)로부터 단계(S16)로 진행하여 예열 최대 시간 경과 또는 예열 온도 도달을 판단하여 하나의 조건에 만족 할 경우 단계(S17)로 진행하여 출수 동작을 수행한다.

단계(S73)에서, 제어부(30)는 현재의 전원 상태를 반영하기 위해, 보상 출력 비율(Rate-CT)을 산정한다. 이 보상 출력 비율(Rate-CT)의 산정 단계는 도 7의 단계(S41) 내지 (S51)를 수행함으로써 이루어진다.

단계(S75)에서, 제어부(30)는 출력 설정값(예를 들면, 강/중/약)에 대응하는 기본 출력(Bw)을 산정한다. 이 기본 출력(Bw)은 하기의 수학식 1과 같이 산정된다.

기본 출력(Bw)은 열량(Q)을 전기 kW 단위로 변환한 것이다. 제어부(30)는 제1온도 감지부(400)로부터 입수 온도를 획득하고, 제2온도 감지부(410)로부터 출수 온도를 획득한다. 또한, 수학식 1에서의 유량은 상술된 바와 같이, 출력 설정값에 따라 설정되는 것이며, 제어부(30)는 출력 설정값에 따른 유량 정보를 저장하고 있다.

단계(S77)에서, 제어부(30)는 단계(S73)에서 산정된 보상 출력 비율(Rate-CT)과 기본 출력(Bw)를 곱셈 연산하여 기준 출력(Rw)을 산정하되, 현재의 전원 상황 또는 상태를 반영하여 기준 출력(Rw)을 산정한다.

단계(S79)에서, 제어부(30)는 출수 온도와 (목표 온도-4도)를 비교한다. 만약 출수 온도가 (목표 온도-4도)보다 낮으면, 단계(S81)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S83)로 진행한다.

단계(S81)에서, 제어부(30)는 보상 출력(Duty-In)을 단계(S73)에서 산정된 기준 출력(Rw)과 동일하게 설정한다.

단계(S83)에서, 제어부(30)는 출수 온도와 (목표 온도-2도)를 비교한다. 만약 출수 온도가 (목표 온도-2도)보다 낮으면, 단계(S85)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S87)로 진행한다.

단계(S85)에서, 제어부(30)는 보상 출력(Duty-In)을 단계(S73)에서 산정된 기준 출력(Rw)과 0.9의 곱셈값으로 설정한다.

단계(S87)에서, 제어부(30)는 출수 온도와 (목표 온도+4도)를 비교한다. 만약 출수 온도가 (목표 온도+4도)보다 높으면, 단계(S89)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S91)로 진행한다.

단계(S89)에서, 제어부(30)는 현재 온수 탱크(200) 내의 물에 대한 추가적인 가열이 필요없다고 판단하여, 히터 구동부(13)로 히터 구동 종료를 나타내는 제어 신호를 인가하여 히터 구동을 종료시키기 위해, 보상 출력(Duty-In)의 출력은 0W(듀티=0)로 설정된다.

단계(S91)에서, 제어부(30)는 출수 온도와 (목표 온도+2도)를 비교한다. 만약 출수 온도가 (목표 온도+2도)보다 높으면, 단계(S93)로 진행하고, 그렇지 않으면 단계(S95)로 진행한다.

단계(S93)에서, 제어부(30)는 보상 출력(Duty-In)을 단계(S73)에서 산정된 기준 출력(Rw)과 0.7의 곱셈값으로 설정한다.

단계(S95)에서, 보상 출력(Duty-In)을 단계(S73)에서 산정된 기준 출력(Rw)과 0.8의 곱셈값으로 설정한다.

단계(S81), (S85), (S93) 및 (S95)에서, 제어부(30)는 설정된 보상 출력(Duty-In)을 듀티로 변환하여 저장한다. 이 듀티로의 변환은 듀티=1 (288W), 2(577W), 3(866W), 4(1155W), 5(1444W), 6(1733W), 7(2022W), 8(2311W), 9(2600W)로 각각 수행된다. 또한, 각 듀티의 출력 사이의 출력들은 보다 작은 듀티로 변환된다. 예를 들면, 보상 출력(Duty-In)이 300W이면, 듀티는 1로 변환되어 저장된다. 이렇게 보상 출력(Duty-In)을 듀티로 변환하는 것은 제어부(30)가 히터 구동부(13)로 듀티에 대응하는 전기 신호를 인가하기 때문에 요청된다.

단계(S97)에서, 제어부(30)는 도 8에 상세하게 설명된 바와 같이, 출력 설정값을 기준으로 하여 인가 출력(Duty-Out)을 산정한다.

단계(S99)에서, 제어부(30)는 단계(S97)에서 산정된 인가 출력(Duty-Out)에 대응하는 제어 신호를 히터 구동부(13)로 인가하여. 히터를 구동시키거나 구동 종료시킨다.

상술된 단계(S79) 내지 (S95)는 온수 탱크(200) 내에서 가열된 물의 출수 온도와, 목표 온도와의 온도 차이를 기준으로 하여, 보상 출력(Duty-In) 또는 인가 출력(Duty-Out)을 설정함으로써, 정확한 출력 제어(가열량 제어)를 통하여, 불필요한 과도 출력이 인가되는 것을 방지한다. 또한, 이러한 출력 제어는 사용자가 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있도록 한다.

도 10은 히터 구동부(13)에 인가되는 듀티에 대응하는 제어 신호이다. (a)는 듀티가 9인 경우(최대 출력의 100%)이고, (b)는 듀티가 8인 경우(최대 출력의 88%)이고, (c)는 듀티가 7인 경우(최대 출력의 77%)이고, (d)는 듀티가 6인 경우(최대 출력의 66%)이고, (e)는 듀티가 5인 경우(최대 출력의 55%)이고, (f)는 듀티가 4인 경우(최대 출력의 44%)이고, (g)는 듀티가 3인 경우(최대 출력의 33%)이고, (h)는 듀티가 2인 경우(최대 출력의 22%)이고, (i)는 듀티가 1인 경우(최대 출력의 11%)의 신호들이 도시된다. 제어부(30)는 설정된 인가 출력(Duty-Out) 또는 보상 출력(Duty-In)에 대응하는 제어 신호를 히터 구동부(13)에 인가한다. 예를 들면, 최대 출력은 2600W일 수 있다.

제어부(30)는 zerocrossng duty 제어 방식을 이용하여, 최대 출력(2600W)로부터 듀티를 하나씩 감소시켜서 낮은 출력의 제어 신호를 생성한다. 도시된 바와 같이, 듀티 8인 출력(2311W)에 대응하는 제어 신호의 경우, 최대 출력(2600W)에 대응하는 제어 신호에서 기준점을 기준으로 하여, 양의 펄스 또는 음의 펄스 중의 어느 하나를 제거한 형태에 해당된다. 제어부(30)는 이러한 제어 방식을 이용함으로써, 설정된 출력에 대응하는 정확한 제어 신호를 생성하여, 정밀한 출력 제어(가열량 제어)를 수행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

11: 밸브 구동부 13: 히터 구동부
15: 펌프 구동부 17: 입력부
19: 표시부 23: 입력전류 감지부
30: 제어부 100: 정수 탱크
120, 130, 220: 연결관 140: 온수 펌프
200: 온수 탱크 300: 출수 코크
400,410:제1 및 제2 온도 감지부 510,520:제1 및 제2 출수 밸브
40: 부저부

Claims

내부에 물이 저장되거나 흐를 수 있는 저장 공간이 형성되고, 상기 저장 공간에 가열을 수행하는 히터를 구비하는 온수 탱크와;
공급되는 상용 전원의 전류를 감지하는 전류 감지부와;
제어부로부터의 제어 신호에 대응하여 상기 히터에 전류를 인가하는 히터 구동부와;
상기 전류 감지부로부터의 감지 전류를 기준으로 하여 인가 출력을 결정하여, 상기 인가 출력에 따른 제어 신호를 생성하여 상기 히터의 출력이 수행되도록 하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 최대 출력에 대응하는 제어 신호를 상기 히터 구동부에 인가하고, 상기 전류 감지부는 감지 전류의 평균값과, 목표 전류값을 이용하여 보상 출력 비율을 산정하는 것을 특징으로 순간 온수 공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 보상 출력 비율을 이용하여 보상 출력을 산정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 기설정된 출력 설정값과 상기 보상 출력을 이용하여 상기 인가 출력을 산정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 보상 출력을 상기 인가 출력으로 설정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 인가 출력에 따른 예열 단계를 기준 시간 이내로 수행하는 것을 특징으로 순간 온수 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 인가 출력에 따른 예열 단계를 상기 온수 탱크 내의 물의 온도가 예열 온도에 도달하도록 수행하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 순간 온수 공급 장치는 상기 인가 출력에 따른 예열 단계를 시작할 때 예열 시작음을, 상기 예열 단계를 수행하면서 예열 진행음을, 상기 예열 단계가 종료된 때 출수 예고음을 표출하는 부저부를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 부저부를 제어하여 상기 기준 시간과 출수 시작 시간 사이에 상기 출수 예고음을 표출하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 순간 온수 공급 장치는 상기 온수 탱크 내의 물을 강제 이동시키는 온수 펌프를 구비하고, 상기 제어부는 기설정된 출력 설정값을 기준으로 하여 상기 온수 펌프를 제어하여 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 히터의 출력 수행 중에 상기 전류 감지부로부터의 감지 전류를 기준으로 하여 상기 인가 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온수 탱크로 입수되는 물의 온도와 상기 온수 탱크 내에서 가열된 물의 온도 사이의 온도 차이를 반영하여 상기 인가 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 기설정된 출력 설정값에 대응하는 기본 출력을 산정하고, 상기 제어부는 상기 기본 출력과 상기 보상 출력 비율을 반영하여 상기 인가 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제12항에 있어서,
상기 제어부는 상기 인가 출력을 기설정된 출력 설정값에 대응하는 제한 출력과 같거나 작도록 설정하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 순간 온수 공급 장치는 상기 온수 탱크 내의 물의 온도를 직접적으로 감지하는 온도 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 온수 탱크는 상기 히터가 장착된 히팅 플레이트와, 상기 히팅 플레이트와의 사이에 상기 저장 공간을 형성하면서 상기 히팅 플레이트에 결합된 케이스와, 상기 케이스의 일면에 물이 유입되는 유입구와, 상기 케이스의 일면에 상기 물이 배출되는 출수구와, 상기 저장공간 내부로 적어도 일부분이 삽입되어, 상기 저장 공간 내의 물의 온도를 감지하는 온도 감지부와, 상기 온도 감지부를 상기 저장 공간 내부로 유도하는 삽입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
제16항에 있어서,
상기 온수 탱크는 상기 온도 감지부가 삽입되는 제1관통홀과 체결부재가 삽입되는 제2관통홀이 구비하는 연결부와, 상기 체결부재와 체결되는 체결부를 구비하여, 상기 체결부재와 체결부의 결합에 의해 상기 연결부가 상기 체결부에 고정되는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 장치.
입력부로부터 온수 선택 입력을 획득하였는지를 판단하는 제1 판단 단계와;
상기 제1 판단 단계에서 상기 온수 선택 입력을 획득한 경우, 히터의 가열에 의해 온수 탱크 내의 물에 대한 예열을 수행하는 예열 단계와;
상기 입력부로부터 출수 버튼 입력을 획득하였는지를 판단하는 제2 판단 단게와;
상기 제2 판단 단계에서 상기 출수 버튼 입력을 획득한 경우, 상기 온수 탱크 내의 온수를 출수시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항에 있어서,
상기 제2 판단 단계에서, 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력된 경우, 상기 출수 단계로 진행하고, 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력되지 않은 경우, 대기 상태로 진행되거나 상기 순간 온수 공급 방법이 종료되는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항에 있어서, 상기 제2 판단 단계는 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력된 후, 상기 온수 탱크 내의 물의 온도를 에열 온도를 비교하는 단계 또는 상기 예열 단계의 경과 시간을 기설정된 예열 최대 시간과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 판단 단계는 상기 온수 탱크 내의 물의 온도가 예열 온도와 같거나 높을 경우, 상기 예열 단계에 의한 예열을 완료시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제20항에 있어서,
상기 예열 단계의 경과 시간이 기설정된 예열 최대 시간을 경과한 경우, 상기 출수 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항에 있어서,
상기 제1 판단 단계와 상기 예열 단계 사이에, 상기 온수 탱크 내의 물의 온도가 예열 온도와 같거나 높을 경우, 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력된 경우, 상기 출수 단계로 진행하고, 기설정된 기준 시간 이내에 상기 출수 버튼 입력이 입력되지 않은 경우, 대기 상태로 진행되거나 상기 순간 온수 공급 방법이 종료되는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항 내지 제20항 또는 제22항 또는 제23항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 출수 단계는 기설정된 출력 설정값을 기준으로 하여 유량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항에 있어서,
상기 출수 단계는 상기 온수 탱크로 입수되는 물의 온도와 상기 온수 탱크 내에서 가열된 물의 온도 사이의 온도 차이를 반영하여 가열량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.
제18항에 있어서,
상기 출수 단계는 상기 온수 탱크 내의 온수의 출수 온도와, 목표 온도와의 온도 차이를 기준으로 하여, 가열량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간 온수 공급 방법.