KR20220078854A - 전기 온수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 온수기에 관한 것으로, 수도관에서 공급되는 원수의 수압이 설정 압력을 초과하지 않고 일정하게 유지시켜 주면서도 제1 및 제2 히터가 각각 내장되는 두개의 제1 및 제2 벨로우즈 탱크를 연속으로 연결하여 2단으로 원수를 신속하게 가열할 수 있고, 원수의 가열로 인한 부피 팽창시 제1 및 제2 벨로우즈 탱크가 신축됨에 따라 기포발생 및 제1 및 제2 벨로우즈 탱크의 파손을 방지할 수 있는 전기 온수기를 제공한다.

Description

전기 온수기 { Electric type hot water heater }

본 발명은 수도관을 통해 유입되는 원수를 가열하는 히터가 각각 내장되는 두개의 벨로우즈 탱크를 연속으로 연결하여 원수의 급속한 가열을 유도하면서도 원수의 가열시 부피 팽창으로 인한 기포발생을 방지하고 가열된 온수가 이동하는 계통의 파손을 방지할 수 있는 전기 온수기에 관한 것이다.

일반적으로 전기 온수기는 수도관에 직접 연결하여 사용하도록 하는 수도관 직결식 온수기와 생수 등의 정제된 원수(原水)를 물통에 담아 공급되는 것을 사용하는 물통식 온수기로 나뉘어진다.

이때, 수도관 직결식 냉온수기는 보통 정수기로 널리 알려진 것으로서 사용자의 요구에 맞게 원수의 온도를 조절하여 제공하는 것으로, 최근의 온수기는 물을 온도조건에 맞추어 냉수로 공급하기 위한 냉수 발생 장치들을 포함하며, 이에 시중에는 온수와 냉수를 함께 공급하는 냉온수기의 보급이 주로 이루어지고 있다.

이와 관련하여 등록특허 제10-1633253호가 제안된 바 있다. 이는 순간가열살균장치를 구비하는 전기냉온수기에 관한 것으로, 음용수를 가열하거나 냉각시켜 공급하는 냉온수기에 있어서, 하우징, 상기 하우징 내 일측에 구비되고 수도관이 직결되도록 마련되는 스케일방지장치, 상기 스케일방지장치를 통과한 원수가 공급되도록 마련되는 열교환기, 상기 열교환기를 통과한 원수가 일측으로 유입되어 가열되도록 마련되는 순간가열살균부, 상기 순간가열살균부를 통과한 살균수가 다시 상기 열교환기를 통과한 후 유입되도록 마련되는 온수저장조 또는 냉각부, 및 상기 온수저장조 또는 냉각부를 통과한 냉온수가 각각 공급되도록 마련되는 코크를 포함한다. 또한, 상기 순간가열살균부는, 관형으로 형성되는 몸체부; 상기 몸체부 상단에 결합되는 가열살균수출구; 상기 가열살균수출구 상단에 결합되어 밀폐되는 압력조절부; 상기 몸체부 상단 일측에 형성되는 전원플러그; 상기 몸체부 하부에 형성되고, 몸체부의 외경부 및 내경부를 따라 형성되는 나선형 주름부; 상기 몸체부 하단 일측에 형성되는 유입구; 상기 몸체부 하단에 결합되는 하부캡; 및 상기 몸체부 내부에 고정 결합되고, 상기 전원플러그로부터 전원을 공급받아 가열되도록 마련되는 히터를 포함한다.

그런데 상기 등록특허에 제안된 전기냉온수기는 수도관에서 공급되는 원수의 수압이 열교환기를 거쳐 순간가열살균부의 몸체부에 전달되므로 수도관의 압력이 높은 경우 일정한 수압의 원수를 공급하기 어렵고, 순간가열살균부에서 원수를 85 ~105℃로 가열하기 위해서는 하나의 순간가열살균부만을 구비하여 몸체부 내에 장착되는 히터의 구동시 원수 가열을 위한 시간이 많이 소요된다.

아울러, 상기 순간가열살균부의 몸체부 하부에 외경부 및 내경부를 따라 나선형 주름부가 형성되어 있지만 이는 온수이동부를 통과하는 원수가 나선형 주름부의 주름 사이에 체류하는 동시에 히터의 외주면을 따라 나선형으로 상승하면서 히터에 의해 가열된다. 따라서 원수가 히터에 의해 가열되는 시간이 증가하여 열효율을 높일 수는 있지만, 원수의 가열로 인한 부피 팽창이 발생하는 경우 나선형 주름부가 신축되지 않아 압력 조절이 불가능해 몸체부의 폭발 등의 파손을 방지하기 별도로 압력조절부를 구비하므로 순간가열살균부의 구조가 복잡하고, 압력조절부를 통한 증기 배출로 인한 화상 우려는 물론 순간가열살균부 주변의 습도를 높이게 되어 주변설비의 부식 및 고장 우려가 높다.

그리고, 상기 순간가열살균부에서 가열된 온수를 열교환기를 거쳐 열교한하여 냉각된 상태로 온수저장조로 공급하므로 온수저장조에서 다시 가열해야 하고 이로 인해 온수 생성을 위한 효율 역시 낮은 문제점이 있다.

따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 수도관에서 공급되는 원수의 수압이 설정 압력을 초과하지 않고 일정하게 유지시켜 주면서도 히터가 내장되는 두개의 벨로우즈 탱크를 연속으로 연결하여 2단으로 원수를 순간 가열하며 원수의 가열시 부피 팽창으로 인한 기포발생을 방지할 수 있는 전기 온수기를 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 원수의 가열로 인한 부피 팽창이 발생하는 경우 신축되어 탱크 내부의 압력을 일정하게 유지시켜 주어 탱크의 파손을 방지하고 구조가 간단하며 압력조절을 위해 별도로 증기 배출이 필요없으며 온수 생성 효율을 높일 수 있는 전기 온수기를 제공하는데에도 그 목적이 있다.

이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;

급수관을 통해 공급되는 원수의 입수압력을 설정 감압압력 이하로 조절하는 감압변과; 상기 감압변을 통과한 원수의 단수 여부를 감시하는 단수감지스위치)와; 상기 급수관을 통해 공급되는 원수의 입수를 개폐하는 입수솔밸브와; 상기 입수솔밸브의 개방시 입수단을 통해 원수가 유입되며 압력에 따라 신축가능한 제1 벨로우즈 탱크와; 상기 제1 벨로우즈 탱크의 출수단에 입수단이 연결되어 원수가 유입되며 압력에 따라 신축가능한 제2 벨로우즈 탱크와; 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크를 이동하는 원수를 가열하는 제1 및 제2 히터와; 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크의 온도가 설정온도를 초과하면 상기 제1 및 제2 히터의 전원투입을 차단하는 제1 및 제2 히터보호용 바이메탈 스위치와; 상기 제2 벨로우즈 탱크의 원수 온도를 측정하는 온도센서와; 상기 제2 벨로우즈 탱크의 출수단에 연결되는 출수관에 구비되어 가열된 원수의 출수를 개폐하는 출수솔밸브와; 상기 단수감지스위치 및 온도센서의 감지신호를 입력받고, 입수솔밸브, 출수솔밸브 및 제1 및 제2 히터를 제어하는 제어판넬;로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 온수기를 제공한다.

이때 상기 감압변과 상기 단수감지스위치 사이에는 원수의 역류를 방지하는 체크밸브가 더 구비되고, 상기 입수솔밸브와 제1 벨로우즈 탱크 사이에는 제1 벨로우즈 탱크의 압력을 감지하는 탱크 압력감지센서가 더 구비되며, 상기 제어판넬은 감지탱크압력이 설정팅크압력을 초과하면 상기 제1 및 제2 히터의 투입 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 입수솔밸브와 탱크 압력감지센서 사이에는 퇴수저항이 연결되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크는 원수가 유입되는 제1 및 제2 수용공간이 각각 형성되며 유입된 원수의 압력 또는 온도에 따른 부피 팽창시 길이방향으로 신축되는 원통형 벨로우즈부의 양단이 마감부에 의해 마감처리되며, 상기 제1 벨로우즈 탱크의 출수단은 신축 가능한 주름부가 형성되는 실리콘 재질의 벨로우즈 튜브의 일단부에 연결되고, 상기 벨로우즈 튜브의 타단부는 제2 벨로우즈 탱크의 입수단에 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어판넬은 상기 온도센서의 검출온도가 기준설정온도를 초과하면 위상제어전류를 감소시켜 제2 히터의 발열량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어판넬은 단수감지스위치로부터 단수감지신호가 입력되면 제1 및 제2 히터의 구동전원을 차단하고, 상기 입수솔밸브와 제1 벨로우즈 탱크 사이에 구비되는 탱크 압력감지센서로부터 감지탱크압력이 입력되면 설정탱크압력 초과 여부를 판단하여 제1 및 제2 히터를 제어하여 구동전원을 제어함으로서 제1 및 제2 벨로우즈 탱크의 폭발을 방지하며, 온도센서의 검출온도가 입력되면 기준설정온도 또는 한계설정온도 초과 여부를 비교하여 제2 히터의 구동을 위한 위상제어전류의 제어를 수행하거나 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 제어판넬은 온수의 출수량 선택을 위한 하나 이상의 선택버튼과, 상기 선택버튼의 설정에 따라 온수가 출수되게 조작할 수 있는 출수버튼으로 구성되는 조작부의 신호를 입력받는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전기 온수기는 수도관에서 공급되는 원수의 수압이 설정 압력을 초과하지 않고 일정하게 유지시켜 주면서도 제1 및 제2 히터가 각각 내장되는 두개의 제1 및 제2 벨로우즈 탱크를 연속으로 연결하여 2단으로 원수를 신속하게 가열할 수 있고, 원수의 가열로 인한 부피 팽창시 제1 및 제2 벨로우즈 탱크가 신축됨에 따라 기포발생 및 제1 및 제2 벨로우즈 탱크의 파손을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명은 원수의 가열로 인한 부피 팽창이 발생시 제1 및 제2 벨로우즈 탱크가 신축되어 탱크 내부의 압력을 일정하게 유지됨에 따라 압력 유지를 위한 별도의 장치가 필요없어 전체적인 온수기 구조가 간단해 제조공정이 간단하고 유지 관리도 유리하다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 온수기의 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 온수기의 제1 및 제2 벨로우즈 탱크 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기 온수기의 제어 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기 온수기의 히터 제어 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기 온수기의 밸브 제어 흐름도이다.

이하 본 발명에 따른 전기 온수기를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 3에 의하면, 본 발명에 따른 전기 온수기는 급수관(1)을 통해 공급되는 원수(原水)의 입수압력을 설정 감압압력 이하로 조절하는 감압변(10)과, 상기 감압변(10)을 통과한 원수의 단수(斷水) 여부를 감시하는 단수감지스위치(12)와, 상기 급수관을 통해 공급되는 원수의 입수를 개폐하는 입수솔밸브(14)와, 상기 입수솔밸브(14)의 개방시 입수단(21)을 통해 원수가 유입되며 압력에 따라 신축가능한 제1 벨로우즈 탱크(20)와, 상기 제1 벨로우즈 탱크(20)의 출수단(22)에 입수단(31)이 연결되어 원수가 유입되며 압력에 따라 신축가능한 제2 벨로우즈 탱크(30)와, 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)를 이동하는 원수를 가열하는 제1 및 제2 히터(40,42)와, 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 온도가 설정온도를 초과하면 상기 제1 및 제2 히터(40,42)의 전원투입을 차단하는 제1 및 제2 히터보호용 바이메탈 스위치(41,43)와, 상기 제2 벨로우즈 탱크(30)의 원수 온도를 측정하는 온도센서(50)와, 상기 제2 벨로우즈 탱크(30)의 출수단(32)에 연결되는 출수관(2)에 구비되어 가열된 원수(온수)의 출수를 개폐하는 출수솔밸브(16)와, 상기 온수기의 기능을 감시 및 제어하는 제어판넬(60)으로 구성된다.

이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

수도관 또는 수전금구와 일단부가 연결되는 급수관(1)에는 감압변(10), 체크밸브(11), 단수감지스위치(12), 입수솔밸브(14), 탱크 압력감지센서(15)가 순차적으로 연결되며 그 단부는 상기 제1 벨로우즈 탱크(20)의 입수단(21)에 연결된다.

이때, 상기 감압변(10)은 급수관(1)을 원수가 공급되는 경우 그 입수압력을 설정 감압압력 이하로 조절한다. 이 경우 상기 감압변(10)의 설정 감압압력은 일 예로 2㎏/㎠이며, 필요에 따라 다양한 설정 감압압력으로 감압변(10)을 조정할 수 있다.

이와 같은 감압변(10)을 통과한 원수는 감압변(10)의 후단에 구비되어 원수의 역류를 방지하는 체크밸브(11)를 통과한 후 단수 여부를 감시하는 단수감지스위치(12)를 거치게 된다.

상기 단수감지스위치(12)는 등록실용신안 제20-0135331호 등을 통해 다양한 형태로 공지된 구성으로, 체크밸브(11)를 통과한 원수의 단수를 감지하여 발생되는 단수감지신호는 제어판넬(60)로 입력된다. 이에 따라 제어판넬(60)은 상기 단수감지신호가 입력되면 제1 및 제2 히터(40,42)가 과열되는 것을 방지하기 위해 제1 및 제2 히터(40,42)의 구동전원을 차단한다.

이 경우 상기 단수감지스위치(12)의 단수 여부를 판단하는 기준 단수압력은 일 예로 0.1㎏/㎠이며, 필요에 따라 다양한 기준 단수압력을 갖는 단수감지스위치(12)를 사용하거나 또는 조정할 수 있다.

한편, 상기 입수솔밸브(14)는 단수감지스위치(12)의 후단에 구비되어 공급되는 원수의 입수를 개폐하는 것으로 제어판넬(60)의 제어에 의해 개폐 제어된다.

그리고 상기 입수솔밸브(14)와 제1 벨로우즈 탱크(20) 사이에는 제1 벨로우즈 탱크(20)의 압력을 감지하는 탱크 압력감지센서(15)가 더 구비된다. 상기 탱크 압력감지센서(15)에서 감지되는 감지탱크압력은 제어판넬(60)로 입력되며, 제어판넬(60)은 감지탱크압력이 설정팅크압력을 초과하는 경우 제1 및 제2 히터(40,42)의 투입 전원을 차단하여 원수의 온도를 낮춤으로서 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 팽창력을 줄여주어 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 폭발 또는 파손을 방지할 수 있다.

그리고 상기 입수솔밸브(14)와 탱크 압력감지센서(12) 사이에는 감압변(10)과 동일한 설정 감압압력(일 예로 2㎏/㎠)과 동일한 정량이 흐르고 나머지는 퇴수시키기 위한 퇴수저항(17)이 연결된다. 이때, 상기 퇴수저항(17)은 감압변(10)의 설정 감압압력이 정확도가 떨어져 과도한 압력으로 원수가 유입되는 경우 설정 감압압력을 초과하는 원수를 강제 배출하여 1차 벨로우즈 탱크(20)로 유입되는 원수의 압력을 일정하게 유지하기 위함이다.

한편 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)는 동일 또는 유사한 구조로 이루어지는 것으로, 원수가 유입되는 제1 및 제2 수용공간(23,33)이 각각 형성되며 유입된 원수의 압력 또는 온도에 따른 부피 팽창시 길이방향으로 신축되는 원통형 벨로우즈부(24,34)의 양단이 마감부(25,35)에 의해 마감처리된 구조로 이루어진다. 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)는 제1 및 제2 수용공간(23,33)의 압력에 따라 길이방향으로 신축이 가능해 제1 및 제2 히터(40,42) 구동으로 인한 원수 가열로 인해 발생하는 기포 발생이 최소화하기 위한 것으로, 녹 방지, 온도, 원수의 용도 등을 고려하여 스테인레스스틸 재질로 제작함이 바람직하다.

이와 같은 제1 벨로우즈 탱크(20)의 입수단(21)에는 급수관(1)이 연결되며, 상기 제1 벨로우즈 탱크(20)의 출수단(22)은 실리콘 재질의 벨로우즈 튜브(28)의 일단부에 연결되고, 상기 벨로우즈 튜브(28)의 타단부는 제2 벨로우즈 탱크(30)의 입수단(31)에 연결된다.

이와 같은 벨로우즈 튜브(28)는 신축 가능한 주름부(28a)가 형성되어 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 신축 정도에 따라 길이방향으로 신축시 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 연결부위에서 누수를 막아준다.

또한 상기 제2 벨로우즈 탱크(30)의 출수단(32)에는 출수관(2)이 연결되며, 상기 출수관(2)에는 가열된 원수(온수)의 출수를 개폐하는 출수솔밸브(16)가 구비된다. 이때, 상기 출수솔밸브(16)는 제어판넬(60)의 제어에 의해 개폐가 제어된다.

이때 상기 입수솔밸브(14)의 내경은 2㎜, 출수솔밸브(16)의 내경은 3㎜인 것을 사용함으로서 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 내부 압력을 최소화함이 바람직하다.

한편, 상기 제1 및 제2 히터(40,42)는 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 제1 및 제2 수용공간(23,33)에 내장 설치된다. 이와 같은 제1 및 제2 히터(40,42)는 시즈히터로 이루어질 수 있는 것으로, 제1 히터(40)에 의해 1차로 제1 벨로우즈 탱크(20)의 제1 수용공간(23)에 머무는 원수를 1차 가열 온도(예를 들어 45℃)에 도달하도록 가열하고, 제2 히터(42)에 의해 제2 수용공간(33)으로 이동한 원수를 2차 가열 온도(예를 들어 95℃)에 도달하도록 가열한다. 이 경우 상기 제2 히터(42)는 제1 히터(40)에 비해 더 큰 열 발생이 필요하며 따라서 제1 히터(40)와 동일한 사양의 히터를 사용하는 경우 제2 히터는 2개를 사용함이 바람직하다. 이 경우 상기 1차 및 2차 설정온도는 변경될 수 있다.

특히, 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)에는 상기 1차 설정온도에 도달시 제1 및 제2 히터(40,42)의 구동전원을 오프하는 제1 및 제2 히터보호용 바이메탈 스위치(41,43)가 각각 설치된다. 이때, 상기 제1 및 제2 히터보호용 바이메탈 스위치(41,43)는 온도하강시 자동복귀되는 자동복귀형 바이메탈 스위치를 사용할 수 있지만, 수동복귀형 바이메탈 스위치를 사용하여 최종 안정장치의 기능을 수행하도록 함이 바람직하다. 이 경우 상기 제1 히터보호용 바이메탈 스위치(41)는 1차 가열 온도(예를 들어 45℃)에 근접한 40℃에서 차단되고, 상기 제2 히터보호용 바이메탈 스위치(43)는 2차 가열 온도(예를 들어 95℃)에 근접한 90℃에서 차단되는 스위치를 사용한다.

그리고 상기 제2 히터(42)가 2개인 경우 각각 전원차단을 수행할 수 있도록 히터별로 제2 히터보호용 바이메탈 스위치(43)를 각각 구비한다.

한편, 상기 제2 벨로우즈 탱크(30)의 제2 수용공간(33)에는 온도센서(50)를 더 구비하여 제2 수용공간(33)의 가열중인 원수 온도를 측정한다. 이는 제2 벨로우즈 탱크(30) 내의 원수 가열시 과도한 온도 상승을 방지하면서도 출수되는 온수가 과도하게 가열되는 방지하기 위한 것으로, 온도센서(50)에서 측정되는 검출온도는 제어판넬(60)로 입력되며, 상기 제어판넬(60)은 상기 온도센서(50)의 검출온도가 기준설정온도(예를 들어 95℃)에 도달했는지 또는 한계설정온도(예를 들어 105℃)를 초과했는지 여부를 감시하여 기준설정온도를 초과하면 위상제어전류를 감소시켜 제2 히터(42)의 발열량을 줄여주어 온도를 낮추고 한계온도를 초과하면 제2 히터(42)에 투입된 전원을 차단하여 제2 히터 및 제2 벨로우즈 탱크(42,30)를 보호한다.

다음으로 상기 제어판넬(60)은 단수감지스위치(12), 탱크 압력감지센서(15), 온도센서(50)의 감지신호를 입력받고, 입수솔밸브(14), 출수솔밸브(16), 제1 및 제2 히터(40,42)를 제어한다.

이와 같은 제어판넬(60)은 단수감지스위치(12)로부터 단수감지신호가 입력되면 제1 및 제2 히터(40,42)의 구동전원을 차단하고, 탱크 압력감지센서(15)로부터 감지탱크압력이 입력되면 설정탱크압력 초과 여부를 판단하여 제1 및 제2 히터(40,42)를 제어하여 구동전원을 제어함으로서 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 폭발을 방지하며, 온도센서(50)의 검출온도가 입력되면 기준설정온도 또는 한계설정온도 초과 여부를 비교하여 제2 히터(42)의 구동을 위한 위상제어전류의 제어를 수행하거나 전원을 차단한다.

이에 상기 제어판넬(60)은 제어를 위한 기준이 되는 설정탱크압력, 기준설정온도, 기준설정온도, 한계설정온도 등의 기준정보와, 제어프로그램이 내장되는 메모리부(62)가 내장되어, 상기 메모리부(62)의 프로그램 및 기준정보를 로딩하고 연산을 수행한다.

한편, 상기 제어판넬(60)은 조작부(70)를 통한 사용자의 조건 설정 및 출수 조작에 따라 각 구성을 감시 및 제어하며, 상용전원(80)을 입력받고 변압 및 정류함으로서 제어용 전원으로 사용한다.

이때, 상기 조작부(70)는 온수의 출수량 선택을 위한 하나 이상의 선택버튼(72)과, 상기 선택버튼(72)의 설정에 따라 온수가 출수되게 조작할 수 있는 출수버튼(74)으로 구성된다.

특히 상기 선택버튼(72)은 250㎖, 500㎖, 연속공급을 선택할 수 있는 복수의 버튼(72a,72b,72c)으로 구성되며, 상기 선택버튼(72) 조작 후 출수버튼(74)을 누르면 제어판넬(60)은 입수솔밸브(14) 및 출수솔밸브(16)를 제어하여 설정된 출수시간동안 출수하도록 하여 출수량을 조절한다.

물론 이상의 구성을 갖는 전기 온수기는 냉수 공급기능을 함께 제공하는 것도 가능하나 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참고로 본 발명에 따른 전기 온수기의 제어 과정을 설명한다.

우선 도 4를 참고하면 급수관에 연결된 감압변(10), 체크밸브(11), 단수감지스위치(12), 입수솔밸브(14), 탱크 압력감지센서(15)를 순차적으로 거치면서 제1 및 제2벨로우즈 탱크(20,30)로 원수가 유입되는 경우 제어판넬(60)은 단수감지스위치(12), 탱크 압력감지센서(15), 온도센서(50)로부터 신호들을 입력받는다.(S10)

이에 따라 우선 상기 제어판넬(60)은 단수감지스위치(12)에서 단수감지신호의 입력 유무를 감시한다.(S11) 그리고 제어판넬(60)은 단수감지신호가 입력된 것으로 판단되면 제1 및 제2 히터(40,42)의 전원을 차단한다.(S12) 물론 상기 단계(S12)를 수행한 후에는 상기 단계(S10)로 분기하여 신호를 입력받는다.

그리고 상기 단계(S11)에서 제어판넬(60)은 단수감지스위치(12)에서 단수감지신호의 입력되지 않았으면 탱크 압력감지센서(15)에서 감지된 감지탱크압력이 설정탱크압력를 초과했는지 여부를 비교한다.(S13)

상기 단계(S13)에서 제어판넬(60)은 감지탱크압력이 설정탱크압력을 초과한 것으로 판단되면 제1 및 제2 히터(40,42)의 투입 전원을 차단하여 원수의 온도를 낮춰줌으로서 제1 및 제2벨로우즈 탱크(20,30) 내 원수의 가열 온도를 낮춘다.(S14) 물론 상기 단계(S14)를 수행한 후에는 상기 단계(S10)로 분기하여 신호를 입력받는다.

그리고 상기 단계(S13)에서 제어판넬(60)은 감지탱크압력이 설정탱크압력을 초과하지 않았으면, 온도센서(50)에서 감지된 검출온도가 한계설정온도(예를 들어 105℃)를 초과했는지 여부를 비교한다.(S15)

상기 단계(S15)에서 제어판넬(60)은 검출온도가 한계설정온도를 초과한 것으로 판단되면 제1 및 제2 히터(40,42)의 투입 전원을 차단하여 원수의 온도를 낮춘다.(S16)물론 상기 단계(S16)를 수행한 후에는 상기 단계(S1)로 분기하여 신호를 입력받는다.

한편 상기 단계(S15)에서 제어판넬(60)은 검출온도가 한계설정온도가 초과하지 않은 것으로 판단되면, 다시 검출온도가 기준설정온도(예를 들어 95℃)를 초과했는지 여부를 비교비교한다.(S17)

그리고 상기 단계(S17)에서 제어판넬(60)은 검출온도가 기준설정온도가 초과한 것으로 판단되면 위상제어전류를 통해 제1 및 제2 히터(40,42)의 구동 강도를 약화시켜 제1 및 제2벨로우즈 탱크(20,30) 내 원수의 가열 온도를 낮춘다.(S18) 물론 상기 단계(S18)를 수행한 후에는 상기 단계(S10)로 분기하여 신호를 입력받는다.

그리고 상기 단계(S17)에서 제어판넬(60)은 검출온도가 기준설정온도가 초과하지 않은 것으로 판단되면 제1 및 제2 히터(40,42)를 구동시켜 제1 및 제2벨로우즈 탱크(20,30) 내 원수를 급속 가열한다.(S19) 물론 상기 단계(S19)를 수행한 후에는 상기 단계(S10)로 분기하여 신호를 입력받는다.

이와 같은 상태에서 가열 사용자가 설정 조건에 따라 조작부(70)의 출수버튼(74)을 누르면 원수가 가열된 상태 즉 온수가 출수관을 통해 배출된다.

즉, 도 5를 참고하면 제어판넬(60)은 출수버튼(74)의 버튼신호가 입력되면(S20), 온도센서(50)의 검출온도가 출수설정온도(예를 들어 90℃ 이상 95℃ 이하) 범위에 존재하는지 비교한다.(S21)

이에 따라 제어판넬(60)은 검출온도가 출수설정온도 이내이면 출수솔밸브(16)를 우선 개방하고(S22), 이후 설정시간(예를 들어 0.3초) 경과 후 입수솔밸브(14)를 개방한다.(S23) 이와 같이 출수솔밸브(16) 및 입수솔밸브(14)를 시간차를 두고 개방함으로서 원수가 이동하는 계통의 압력 증가에 따른 연결부위의 파손 및 누수 위험을 차단할 수 있다.

이후, 제어판넬(60)은 선택버튼(72)의 설정(예를 들어 250㎖, 500㎖, 연속공급)에 따라 2초, 3초, 연속적으로 출수하게 되며, 이후 출수솔밸브(16) 및 입수솔밸브(14)를 폐쇄한다.(S24)

이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

1: 급수관 2: 출수관
10: 감압변 11: 체크밸브
12: 단수감지스위치 14: 입수솔밸브
15: 탱크 압력감지센서 16: 출수솔밸브
17: 퇴수저항 20: 제1 벨로우즈 탱크
30: 제2 벨로우즈 탱크 40: 제1 히터
41: 제1 히터보호용 바이메탈 스위치 42: 제2 히터
43: 제2 히터보호용 바이메탈 스위치 50: 온도센서
60: 제어판넬 72: 선택버튼
74: 출수버튼 70: 조작부

Claims (7)

1. 급수관(1)을 통해 공급되는 원수의 입수압력을 설정 감압압력 이하로 조절하는 감압변(10)과; 상기 감압변(10)을 통과한 원수의 단수 여부를 감시하는 단수감지스위치(12)와; 상기 급수관을 통해 공급되는 원수의 입수를 개폐하는 입수솔밸브(14)와; 상기 입수솔밸브(14)의 개방시 입수단(21)을 통해 원수가 유입되며 압력에 따라 신축가능한 제1 벨로우즈 탱크(20)와; 상기 제1 벨로우즈 탱크(20)의 출수단(22)에 입수단(31)이 연결되어 원수가 유입되며 압력에 따라 신축가능한 제2 벨로우즈 탱크(30)와; 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)를 이동하는 원수를 가열하는 제1 및 제2 히터(40,42)와; 상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 온도가 설정온도를 초과하면 상기 제1 및 제2 히터(40,42)의 전원투입을 차단하는 제1 및 제2 히터보호용 바이메탈 스위치(41,43)와; 상기 제2 벨로우즈 탱크(30)의 원수 온도를 측정하는 온도센서(50)와; 상기 제2 벨로우즈 탱크(30)의 출수단(32)에 연결되는 출수관(2)에 구비되어 가열된 원수의 출수를 개폐하는 출수솔밸브(16)와; 상기 단수감지스위치(12) 및 온도센서(50)의 감지신호를 입력받고, 입수솔밸브(14), 출수솔밸브(16) 및 제1 및 제2 히터(40,42)를 제어하는 제어판넬(60);로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 감압변(10)과 상기 단수감지스위치(12) 사이에는 원수의 역류를 방지하는 체크밸브(11)가 더 구비되고,
   상기 입수솔밸브(14)와 제1 벨로우즈 탱크(20) 사이에는 제1 벨로우즈 탱크(20)의 압력을 감지하는 탱크 압력감지센서(15)가 더 구비되며,
   상기 제어판넬(60)은 감지탱크압력이 설정팅크압력을 초과하면 상기 제1 및 제2 히터(40,42)의 투입 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 입수솔밸브(14)와 탱크 압력감지센서(12) 사이에는 퇴수저항(17)이 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)는 원수가 유입되는 제1 및 제2 수용공간(23,33)이 각각 형성되며 유입된 원수의 압력 또는 온도에 따른 부피 팽창시 길이방향으로 신축되는 원통형 벨로우즈부(24,34)의 양단이 마감부(25,35)에 의해 마감처리되며,
   상기 제1 벨로우즈 탱크(20)의 출수단(22)은 신축 가능한 주름부(28a)가 형성되는 실리콘 재질의 벨로우즈 튜브(28)의 일단부에 연결되고, 상기 벨로우즈 튜브(28)의 타단부는 제2 벨로우즈 탱크(30)의 입수단(31)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어판넬(60)은 상기 온도센서(50)의 검출온도가 기준설정온도를 초과하면 위상제어전류를 감소시켜 제2 히터(42)의 발열량을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제어판넬(60)은 단수감지스위치(12)로부터 단수감지신호가 입력되면 제1 및 제2 히터(40,42)의 구동전원을 차단하고, 상기 입수솔밸브(14)와 제1 벨로우즈 탱크(20) 사이에 구비되는 탱크 압력감지센서(15)로부터 감지탱크압력이 입력되면 설정탱크압력 초과 여부를 판단하여 제1 및 제2 히터(40,42)를 제어하여 구동전원을 제어함으로서 제1 및 제2 벨로우즈 탱크(20,30)의 폭발을 방지하며, 온도센서(50)의 검출온도가 입력되면 기준설정온도 또는 한계설정온도 초과 여부를 비교하여 제2 히터(42)의 구동을 위한 위상제어전류의 제어를 수행하거나 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 제어판넬(60)은 온수의 출수량 선택을 위한 하나 이상의 선택버튼(72)과, 상기 선택버튼(72)의 설정에 따라 온수가 출수되게 조작할 수 있는 출수버튼(74)으로 구성되는 조작부(70)의 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 전기 온수기.
   

Images