WO2011040728A2

WO2011040728A2 - 온수매트용 온수보일러

Info

Publication number: WO2011040728A2
Application number: PCT/KR2010/006478
Authority: WO
Inventors: 김영균
Original assignee: 삼원온스파주식회사
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-04-07
Also published as: KR100948908B1; JP2013504732A; CN102597634B; JP5068897B1; CN102597634A; WO2011040728A3

Abstract

본 발명은 전기히터가 내장된 온수가열통의 상부에 보충수저장공간과 온수저장공간이 구비된 물저장통을 연결설치하여 전기히터에 의한 온수가열시 온수가열통내부에 생성된 온수가 온수가열통내에 형성되는 증기압에 의해 물저장통의 온수저장공간으로 이동하는 순간 온수가열통의 내부에 형성되는 진공흡입력을 이용하여 온수매트내부의 온수를 순환시키도록 구성하되, 온수매트의 온수호스가 막히거나 온수가열통의 내부에 에어가 찰 경우 물저장통의 보충수저장공간에 저장된 보충수가 온수가열통의 내부로 자동으로 공급되도록 한 온수매트용 온수보일러에 관한 것이다.

Description

온수매트용 온수보일러

본 발명은 온수매트용 온수보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기히터가 내장된 온수가열통의 상부에 보충수저장공간과 온수저장공간이 구비된 물저장통을 연결설치하여 전기히터에 의한 온수가열시 온수가열통내부에 생성된 온수가 온수가열통내에 형성되는 증기압에 의해 물저장통의 온수저장공간으로 이동하는 순간 온수가열통의 내부에 형성되는 진공흡입력을 이용하여 온수매트내부의 온수를 순환시키도록 구성하되, 온수매트의 온수호스가 막히거나 온수가열통의 내부에 에어가 찰 경우 물저장통의 보충수저장공간에 저장된 보충수가 온수가열통의 내부로 자동으로 공급되도록 함으로써 온수호스의 막힘이나 에어의 유입으로 인해 온수순환량이 감소하거나 온수의 순환이 중단되는 현상을 예방할 수 있도록 하며, 또 온수매트의 온수호스가 막힘에 따라 온수저장공간의 내부에 온수가 과잉저장될 경우 과잉저장된 온수가 보충수저장공간으로 월류되어 저장되도록 함으로써 온수저장공간내의 온수과잉저장시 온수가 에어배출구를 통해 보일러의 외부로 토출되는 현상을 예방할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 온수저장공간의 내부에서 발생되는 증기가 보충수저장공간내에서 액화되면서 회수되도록 함으로써 에어배출구를 통한 증기배출을 억제하여 증기배출로 인한 물부족현상이나 화상사고를 예방할 수 있도록 하는 온수매트용 온수보일러에 관한 것이다.

일반적으로 온수매트란 매트본체의 내부에 온수가 순환되는 온수호스가 내장되어 매트본체와 연결호스로 연결된 소형 온수보일러에 의해 공급되는 온수에 의해 난방되도록 구성된 난방용 매트를 말한다.

이러한 온수매트는 매트본체의 내부에 전기발열선이 내장되도록 구성된 기존의 전기매트가 가진 문제점, 즉 유해 전자파 및 전기열선에 의한 화재나 감전 등의 위험성을 완전히 해소할 수 있게 되는 장점이 있다.

그러나, 기존의 온수매트에 널리 사용되고 있는 온수보일러는 대부분 전기히터에 의해 가열된 온수를 순환시키기 위하여 전기모터펌프를 사용하고 있는데, 이러한 온수매트용 온수보일러는 고온수환경에서 작동하게 되는 전기모터펌프의 잦은 고장으로 인해 내구성이 현저히 저하될 뿐 아니라, 전기모터펌프의 구동시 모터의 소음 및 진동이 외부로 그대로 발산되어 불쾌한 소음을 유발하게 되므로 조용하고 편안한 수면을 방해하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 이러한 기존의 온수매트용 온수보일러는 사용자의 부주의 등으로 온수매트의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 될 경우 온수를 순환시키는 전기모터펌프에 과부하가 걸리게 되므로 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 온수가열시 온수가열탱크내에서 생성되는 증기압을 이용하여 온수를 온수매트의 내부로 순환시키도록 구성된 온수매트용 온수보일러가 안출된 바 있었는데, 이와 같은 증기압을 이용한 자연순환식 온수보일러는 사용자의 부주의 등으로 온수매트의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 될 경우 과도한 증기압의 생성으로 인한 폭발의 위험이 있는 문제점이 있었다.

한편, 상기와 같은 증기압을 이용한 자연순환식 온수보일러의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전기히터가 내장된 온수가열탱크의 외부에 온수가열탱크내에서 생성된 온수가 이동하여 저장되는 온수저장탱크를 연결설치하여 전기히터에 의한 온수가열시 온수가열탱크의 내부에서 생성된 온수가 온수가열탱크내에서 형성되는 증기압에 의해 온수저장탱크로 이동하여 저장된 후 온수가열탱크의 내부에 형성되는 진공흡입력에 의해 온수매트내부의 온수가 순환되도록 구성된 온수매트용 온수보일러가 특허공개번호 10-2009-0044384호로 공지된 바 있었다.

이와 같이 구성되는 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수순환용 전기모터펌프없이 온수를 간편하게 순환시킬 수 있게 되므로 소음 및 진동을 대폭 저감시키고 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 사용자의 부주의 등으로 온수매트의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 될 경우에도 온수가열탱크내에서 생성된 증기압이 온수저장탱크를 통해 소진되어 폭발의 위험이 방지되므로 안전성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있었다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수가열탱크와 온수저장탱크로만 구성되어 있기 때문에 온수가 한번 순환할 때마다 온수저장탱크의 상단에 형성된 공기배출단부를 통해 온수저장탱크내부에 발생된 증기가 보일러의 외부로 배출됨에 따라 물부족현상이 빨리 발생하게 되는데, 이와 같이 온수저장탱크의 내부에 물부족현상이 빨리 발생하게 되면 진공흡입력에 의한 온수의 순환시 온수저장탱크내에 있던 에어가 온수매트의 온수호스로 거쳐 온수가열탱크의 내부로 흡입되는 현상이 발생하게 되고, 이렇게 온수가열탱크의 내부에 에어가 흡입되는 현상이 발생하게 되면 온수가열탱크의 내부로 흡입된 에어의 부피로 인해 온수가열탱크의 내부로 흡입될 수 있는 물량이 현저히 감소하게 됨에 따라 온수순환량이 적어져 물부족 주기가 더욱 짧아지게 되므로 온수가열탱크에 물을 자주 보충해주어야 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수매트의 온수호스가 막힘에 따라 온수저장탱크내에 저장된 온수가 원활하게 순환되지 않아 온수저장탱크의 내부에 온수가 과잉저장될 경우 과잉저장된 온수가 온수저장탱크의 상단부에 형성된 공기배출단부를 통해 보일러의 외부로 토출되는 현상이 발생하게 되므로 사용시 온수토출로 인해 불편을 겪게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 온수매트용 온수보일러는 온수가 한번 순환할 때마다 온수저장탱크의 상단에 형성된 공기배출단부를 통해 온수저장탱크내부에 생성된 증기가 보일러의 외부로 배출됨에 따라 온수보일러의 조작시 화상을 입게 될 우려가 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기히터가 내장된 온수가열통의 상부에 보충수저장공간과 온수저장공간이 구비된 물저장통을 연결설치하여 전기히터에 의한 온수가열시 온수가열통내부에 생성된 온수가 온수가열통내에 형성되는 증기압에 의해 물저장통의 온수저장공간으로 이동하는 순간 온수가열통의 내부에 형성되는 진공흡입력을 이용하여 온수매트내부의 온수를 순환시키도록 구성하되, 온수매트의 온수호스가 막히거나 온수가열통의 내부에 에어가 찰 경우 물저장통의 보충수저장공간에 저장된 보충수가 온수가열통의 내부로 자동으로 공급되도록 함으로써 온수호스의 막힘이나 에어의 유입으로 인해 온수순환량이 감소하거나 온수의 순환이 중단되는 현상을 예방할 수 있도록 하며, 또 온수매트의 온수호스가 막힘에 따라 온수저장공간의 내부에 온수가 과잉저장될 경우 과잉저장된 온수가 보충수저장공간으로 월류되어 저장되도록 함으로써 온수저장공간내의 온수과잉저장시 온수가 에어배출구를 통해 보일러의 외부로 토출되는 현상을 예방할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 온수저장공간의 내부에서 발생되는 증기가 보충수저장공간내에서 액화되면서 회수되도록 함으로써 에어배출구를 통한 증기배출을 억제하여 증기배출로 인한 물부족현상이나 화상사고를 예방할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 전기히터에 의해 가열된 물을 온수매트의 내부로 순환시켜 온수매트를 난방하게 되는 온수매트용 온수보일러에 있어서, 상기 온수보일러의 내측하부에는 내부에 수위감지센서와 전기히터가 설치되며 외부일측에 보충수유입단부가 형성되고 외부타측에 체크밸브가 각각 설치된 온수토출단부와 온수회수단부가 형성되는 온수가열통이 설치되고, 상기 온수보일러의 내측상부에는 내부공간이 상단에 월류홈이 형성된 격벽에 의해 보충수저장공간과 온수저장공간으로 분할형성되는 물저장통이 설치되며, 상기 물저장통의 보충수저장공간의 상면에는 마개에 의해 개폐되는 물보충구와 하단부에 증발방지판이 구비된 에어배출구가 형성되며 상면내측에는 온수저장공간으로부터 격벽의 월류홈을 통해 배출되는 증기를 보충수저장공간의 하부로 유도하는 증기유도판이 하향 돌출되게 형성되고 하면에는 보충수공급구가 형성되며 내측하부에는 물부족감지센서가 설치되고, 상기 물저장통의 온수저장공간의 하면에는 온수유입단부와 온수공급단부가 형성되며, 상기 온수가열통의 보충수유입단부와 보충수저장공간의 보충수공급구는 솔레노이드밸브가 구비된 보충수공급관에 의해 서로 연결되고, 상기 온수가열통의 온수토출단부와 상기 온수저장공간의 온수유입단부는 연결관에 의해 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 물저장통의 보충수저장공간의 상면에 형성된 물보충구의 직하방에는 온수가열통의 온수회수단부에 연결되는 연결호스와 연통되는 물주입구가 형성되고, 상기 물보충구에 결합되는 마개의 하단부에는 마개의 개폐에 따라 상기 물주입구를 동시에 개폐하게 되는 개폐구가 하향 돌출되게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 온수가열통의 온수토출단부와 온수회수단부에 각각 설치되는 체크밸브는 원형관형상으로 된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 일단부에 일체로 형성되는 것으로 중앙에 밸브개폐공이 관통형성된 밸브시트부와, 상기 밸브하우징의 밸브시트부에 안착되는 것으로 외주연에 밀폐용 오링이 삽입설치되는 밸브개폐용 디스크와, 상기 밸브개폐용 디스크의 후단부에 일체로 돌출형성되는 것으로 끝단부에 스프링걸림돌기가 형성되는 복수개의 디스크지지핀과, 상기 디스크지지핀의 외주연에 삽입설치되는 코일스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 전기히터가 내장된 온수가열통의 상부에 보충수저장공간과 온수저장공간이 구비된 물저장통을 연결설치하여 전기히터에 의한 온수가열시 온수가열통내부에 생성된 온수가 온수가열통내에 형성되는 증기압에 의해 물저장통의 온수저장공간으로 이동하는 순간 온수가열통의 내부에 형성되는 진공흡입력을 이용하여 온수매트내부의 온수를 순환시키도록 구성하되, 온수매트의 온수호스가 막히거나 온수가열통의 내부에 에어가 찰 경우 물저장통의 보충수저장공간에 저장된 보충수가 온수가열통의 내부로 자동으로 공급되도록 함으로써 온수호스의 막힘이나 에어의 유입으로 인해 온수순환량이 감소하거나 온수의 순환이 중단되는 현상을 예방할 수 있게 되며, 또 온수매트의 온수호스가 막힘에 따라 온수저장공간의 내부에 온수가 과잉저장될 경우 과잉저장된 온수가 보충수저장공간으로 월류되어 저장되도록 함으로써 온수저장공간내의 온수과잉저장시 온수가 에어배출구를 통해 보일러의 외부로 토출되는 현상을 예방할 수 있게 될 뿐만 아니라, 온수저장공간의 내부에서 발생되는 증기가 보충수저장공간내에서 액화되면서 회수되도록 함으로써 에어배출구를 통한 증기배출을 억제하여 증기배출로 인한 물부족현상이나 화상사고를 예방할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 사용상태를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 요부구성을 나타내는 단면도.

도 3의 (가)(나)는 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 온수가열통에 설치되는 체크밸브의 구성 및 작동과정을 나타내는 설명도.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 작동과정을 나타내는 설명도.

도 8은 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 보충저장공간에 저장된 보충수의 자동보충과정을 나타내는 설명도.

도 9는 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 온수저장공간에 과잉저장된 온수의 월류과정을 나타내는 설명도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 1 내지 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 도 1과 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 전기히터(4)에 의해 가열된 물을 온수매트(30)의 내부로 순환시켜 온수매트(30)를 난방하게 되는 공지의 온수매트용 온수보일러(1)에 있어서, 상기 온수보일러(1)의 내측하부에는 내부에 수위감지센서(3)와 전기히터(4)가 설치되며 외부일측에는 보충수유입단부(5)가 형성되고 외부타측에 체크밸브(6a)(7a)가 각각 설치된 온수토출단부(6)와 온수회수단부(7)가 형성되는 온수가열통(2)이 설치된다.

이 때, 상기 온수가열통(2)의 내부에 설치되는 수위감지센서(3)는 온수가열통(2)의 내부의 수위를 감지하여 전기히터(4)를 ON/OFF시키기 위한 것으로, 이러한 수위감지센서(3)로는 종래의 가습기나 수족관 등에 통상적으로 사용되고 있는 공지의 플로트식 수위감지센서 또는 전자식 수위감지센서가 주로 사용되는데, 온수보일러(1)의 슬림화 추세에 따라 더욱 더 협소해지는 온수가열통(2)의 내부에 용이하게 설치하기 위해서는 부피가 큰 플로트식 수위감지센서보다 부피가 적어 설치공간을 적게 차지하는 전자식 수위감지센서를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 온수가열통(2)의 내부에 설치되는 전기히터(4)로서는 봉형상으로 된 공지의 전기히터나 코일형상으로 된 공지의 전기히터가 사용되는데, 온수보일러(1)의 슬림화 추세에 따라 더욱 더 협소해지는 온수가열통(2)의 가열공간내에서 최대의 가열효율을 얻기 위해서는 코일형상으로 된 전기히터를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 온수가열통(2)의 온수토출단부(6)와 온수회수단부(7)에 각각 설치되는 체크밸브(6a)(7a)는 유체의 역류를 방지하여 유체를 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는 것으로, 도 3의 (가)(나)에 도시되어 있는 바와 같이 원형관형상으로 된 밸브하우징(25)과, 상기 밸브하우징(25)의 일단부에 일체로 형성되는 것으로 중앙에 밸브개폐공(26a)이 관통형성된 밸브시트부(26)와, 상기 밸브하우징(25)의 밸브시트부(26)에 안착되는 것으로 외주연에 밀폐용 오링(27a)이 삽입설치되는 밸브개폐용 디스크(27)와, 상기 밸브개폐용 디스크(27)의 후단부에 일체로 돌출형성되는 것으로 끝단부에 스프링걸림돌기(28a)가 형성되는 복수개의 디스크지지핀(28)과, 상기 디스크지지핀(28)의 외주연에 삽입설치되는 코일스프링(29)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 체크밸브(6a)(7a)는 구성이 간소하여 제작이 용이하며, 코일스프링(29)에 의해 밸브폐쇄시 견고한 기밀상태를 유지할 수 있게 되므로 유체의 역류를 효과적으로 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라 유체흐름에 대한 저항이 적어 밸브개방시 체크밸브를 통해 유입되는 온수를 원활하게 통과시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 온수보일러(1)의 내측상부에는 내부공간이 상단에 월류홈(9a)이 형성된 격벽(9)에 의해 보충수저장공간(10)과 온수저장공간(20)으로 분할형성되는 물저장통(8)이 설치되는데, 상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 상면에는 마개(12)에 의해 개폐되는 물보충구(11)와 하단부에 증발방지판(14)이 구비된 에어배출구(13)가 형성되고, 보충수저장공간(10)의 상면내측에는 온수저장공간(20)으로부터 격벽(9)의 월류홈(9a)을 통해 배출되는 증기를 보충수저장공간(10)의 하부로 유도하는 증기유도판(15)이 하향 돌출되게 형성되며, 보충수저장공간(10)의 하면에는 보충수공급구(16)가 형성되고, 보충수저장공간(10)의 내측하부에는 물부족감지센서(17)가 설치된다.

이 때, 상기 마개(12)는 보충수저장공간(10)의 상면에 형성된 물보충구(11)를 개폐하기 위한 것으로, 물보충구(11)의 상단부에 밀착되는 밀폐용 패킹이 개재된 상태로 보충수저장공간(10)의 상부에 나사식으로 결합되거나 걸림돌기와 걸림홈 등에 의해 견고하게 결합된다.

그리고, 상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 내부에 설치되는 물부족감지센서(17)는 보충수저장공간(10)의 내부의 수위를 감지하기 위한 것으로, 이러한 물부족감지센서(17)로는 종래의 가습기나 수족관 등에 통상적으로 사용되고 있는 공지의 플로트식 수위감지센서나 전자식 수위감지센서가 사용되는데, 온수보일러(1)의 슬림화 추세에 따라 더욱 더 협소해지는 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 내부에 용이하게 설치하기 위해서는 부피가 큰 플로트식 수위감지센서보다 부피가 적어 설치공간을 적게 차지하는 전자식 수위감지센서를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 보충수저장공간(10)의 상면에 형성된 에어배출구(13)의 하단부에 설치되는 증발방지판(14)과 상면내측에 하향 돌출되게 설치되는 증기유도판(15)은 에어배출구(13)를 통한 증기배출을 억제하기 위한 것으로, 상기 증기유도판(15)은 온수저장공간(20)으로부터 격벽(9)의 월류홈(9a)을 통해 배출되는 증기를 보충수저장공간(10)의 하부로 유도하여 보충수저장공간(10)의 내부에 저장된 물의 표면에 접촉시킴으로써 증기의 액화를 유도하는 역할을 하게 되고, 상기 증발방지판(14)은 보충수저장공간(10)의 내부에서 액화되지 못하고 남은 증기가 에어배출구(13)로 바로 배출되지 않고 보충수저장공간(10)내에 더욱 더 오랫동안 체류하면서 액화되도록 하는 역할을 하게 된다.

상기 물저장통(8)의 온수저장공간(20)의 하면에는 온수유입단부(21)와 온수공급단부(22)가 형성되며, 상기 온수가열통(2)의 보충수유입단부(5)와 보충수저장공간(10)의 보충수공급구(16)는 솔레노이드밸브(24)가 구비된 보충수공급관(23)에 의해 서로 연결되고, 상기 온수가열통(2)의 온수토출단부(6)와 상기 온수저장공간(20)의 온수유입단부(21)는 연결관(19)에 의해 서로 연결되도록 구성된다.

이 때, 상기 보충수공급관(23)에 설치되는 솔레노이드밸브(24)는 평상시에는 폐쇄상태를 유지하다가 온수매트(30)의 온수호스가 막히거나 온수가열통(2)의 내부에 에어가 찰 경우 제어기판에 의해 자동으로 개방되어 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)에 저장된 보충수가 온수가열통(2)의 내부로 자동으로 공급되도록 하는 역할을 하게 된다.

또한, 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 다른 실시예는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 상면에 형성된 물보충구(11)의 직하방에는 온수가열통(2)의 온수회수단부(7)에 연결되는 연결호스(31)와 연통되는 물주입구(18)가 형성되고, 상기 물보충구(11)에 결합되는 마개(12)의 하단부에는 마개(12)의 개폐에 따라 상기 물주입구(18)를 동시에 개폐하게 되는 개폐구(12a)가 하향 돌출되게 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수매트용 온수보일러에 의하면, 최초사용시 온수보일러(1)와 온수매트(30)에 물을 주입하고자 할 때 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 온수저장공간(20)의 온수공급단부(22)에 연결되어 있는 연결호스(32)를 분리한 후 분리된 연결호스(32)의 끝단부를 통해 수동식 물펌프나 특수제작된 물주입용 기구를 이용하여 물을 주입할 필요없이, 연결호스(31)(32)에 의해 온수매트(30)에 연결되어 있는 온수보일러(1)를 온수매트(30)보다 높은 곳에 위치시킨 후 물보충구(11)에 결합된 마개(12)를 열고 보충수저장공간(10)에 물을 주입하는 것만으로도 온수매트(30)와 온수보일러(1)에 물을 용이하게 주입할 수 있게 되므로 사용상의 편리성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 전기회로는 AC 220V 전원과 연결되는 전원코드가 전기히터의 과열시 자동적으로 전원공급을 차단하는 바이메탈형식의 히터과열방지센서와 온수보일러가 넘어졌을 때 전원공급을 차단하는 전도감지센서를 개재한 상태로 제어기판에 접속되고, 상기 제어기판에는 온수가열통(2)의 내부에 설치되는 수위감지센서(3)와 전기히터(4), 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 내부에 설치되는 물부족감지센서(17), 보충수공급관(23)에 설치되는솔레노이드밸브(24), 보충수저장공간(10)의 저수위 레벨감지시 점등되는 물부족 경고등, 온수가열통(2)의 외측상부에 부착되는 과열방지용 온도센서가 접속되도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러의 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 한 쌍의 연결호스(31)(32)를 이용하여 온수매트(30)에 연결한 상태로 사용하게 되는데, 본 발명에 의한 온수보일러(1)를 한 쌍의 연결호스(31)(32)에 의해 온수매트(30)에 연결한 상태에서 온수보일러(1)의 전원스위치를 켜게 되면, 초기에는 온수보일러(1)의 내부에 물이 없기 때문에 물부족 경고등이 점등된다.

이러한 상태에 있는 상기 온수보일러(1)의 내부에 물을 주입하기 위해서는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 물저장통(8)의 온수저장공간(20)의 하면에 형성된 온수공급단부(22)에 연결되어 있는 연결호스(32)를 분리한 후 분리된 연결호스(32)의 끝단부를 통해 온수매트(30) 및 온수보일러(1)의 내부로 물을 주입하게 되는데, 이 때 상기 연결호스(32)의 내부로 물을 주입하는 기구로는 기존의 수동식 물펌프를 사용하거나 특수하게 제작된 물주입용 기구를 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 온수저장공간(20)의 온수공급단부(22)로부터 분리된 연결호스(32)를 통해 물을 주입하게 되면, 주입된 물이 온수매트(30)의 내부에 설치된 온수호스를 가득 채운 다음 온수가열통(2)의 온수회수단부(7)에 구비된 체크밸브(7a)를 개방시키면서 온수가열통(2)의 내부로 유입되므로써 온수가열통(2)의 내부에 물이 가득차게 된다.

이어서, 상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 상부에 형성된 물보충구(11)를 통해 보충수저장공간(10)의 내부에 물을 일정한 수위까지 주입하여 물부족 경고등이 꺼지는 것을 확인한 후, 보충수저장공간(10)의 물보충구(11)에 마개(12)를 체결한 다음 온수저장공간(20)의 온수공급단부(22)에 분리했던 연결호스(32)를 다시 연결하므로써 온수보일러(1)에 대한 물주입작업을 완료하게 된다.

이와 같은 온수보일러(1)와 온수매트(30)의 물주입작업은 본 발명의 다른 실시예에 의한 온수매트용 온수보일러에서는 더욱 더 용이하고 간편하게 완료할 수 있게 된다.

상기와 같이 온수보일러(1)와 온수매트(30)에 대한 물주입작업이 완료된 후 온수가열통(2)의 내부에 주입된 물이 전기히터(4)에 의해 가열되기 시작하면, 온수가열통(2)의 내부에 증기가 발생하게 되면서 온수가열통(2)의 내부압력이 증대되는데, 이와 같이 온수가열통(2)의 내부압력이 증대되면 그 증기압에 의해 온수가열통(2)의 내부에 생성된 온수가 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 온수토출단부(6)에 구비된 체크밸브(6a)를 개방시키면서 온수토출단부(6)로 토출된 후 연결관(19)와 온수유입단부(21)를 거쳐 물저장통(8)의 온수저장공간(20)의 내부로 밀려 들어가게 된다.

이 때, 상기 온수저장공간(20)의 내부에 있던 에어는 격벽(9)의 월류홈(9a)을 거쳐 보충수저장공간(10)의 내부로 유입된 후 보충수저장공간(10)의 상면에 형성된 에어배출구(13)를 통해 외부로 배출된다.

그리고, 상기 온수저장공간(20)의 내부로 온수가 밀려 들어감에 따라 온수저장공간(20)의 내부에 발생되는 증기는 격벽(9)의 월류홈(9a)을 통해 배출된 후 증기유도판(15)에 의해 보충수저장공간(10)의 하부로 유도되어 보충수저장공간(10)의 내부에 저장된 물의 표면과 접촉하게 되면서 액화되어 보충수저장공간(10)에 저장되고, 보충수저장공간(10)의 내부에서 액화되지 못하고 남은 소량의 증기는 증발방지판(15)에 의해 차단되면서 에어배출구(13)로 바로 배출되지 않고 보충수저장공간(10)내에 더욱 더 오랫동안 체류하게 되면서 액화되고, 그 중 액화되지 않은 미량의 증기만 증발방지판(15)에 의해 형성되는 통로를 거쳐 보충수저장공간(10)의 상면에 형성된 에어배출구(13)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같이 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 온수저장공간의 내부에서 발생되는 증기가 거의 대부분 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)내에서 액화되면서 회수됨에 따라 에어배출구(13)를 통한 증기배출이 최대한 억제됨으로써 증기배출로 인한 물부족현상이나 화상사고를 효과적으로 예방할 수 있게 된다.

그리고, 상기 온수가열통(2)의 내부에 증기압이 형성되면 그 증기압에 의해 온수회수단부(7)에 구비된 체크밸브(7a)가 더욱 더 견고하게 폐쇄되면서 온수회수단부(7)의 유로가 차단되므로 온수가열통(2)의 내부에서 생성된 온수가 온수회수단부(7)로는 전혀 토출되지 않게 된다.

이와 같이 상기 온수가열통(2)의 내부에서 생성된 온수가 증기압에 의해 온수저장공간(20)의 내부로 이동하여 저장됨에 따라 온수가열통(2)의 내부수위가 점차 낮아지게 되는데, 이렇게 온수가열통(2)의 내부수위가 계속 낮아져 수위감지센서(3)의 높이보다 아래로 떨어지게 되면 제어기판에 의해 전기히터(4)로 공급되는 전원이 차단되므로써 전기히터(4)의 작동이 중단된다.

이렇게 상기 온수가열통(2)의 내부수위가 수위감지센서(3)의 높이보다 아래로 떨어져 전기히터(4)로 공급되는 전원이 차단됨에 따라 전기히터(4)의 작동이 중단되면, 온수가열통(2)의 내부에 발생된 수증기가 물로 회수되기 시작하면서 온수가열통(2)의 내부압력이 급격히 떨어져 진공상태가 형성되는데, 이와 같이 온수가열통(2)의 내부에 진공상태가 형성되면 이 진공상태에 의해 강한 흡입력이 발생하게 됨에 따라, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 온수매트(30)의 내부에 있던 온수가 온수가열통(2)의 온수회수단부(7)을 통해 온수가열통(2)의 내부로 빨려 들어오게 된다.

이 때, 상기 온수가열통(2)의 내부에 진공상태가 형성되면 그 진공흡입력에 의해 온수가열통(2)의 온수토출단부(6)에 구비된 체크밸브(6a)가 더욱 더 견고하게 폐쇄되면서 온수토출단부(6)의 유로가 차단되므로 온수저장공간(20)의 내부에 저장된 온수는 온수가열통(2)의 내부로 전혀 빨려 들어오지 않게 된다.

이와 같이 온수매트(30)의 내부에 있던 온수가 온수가열통(2)의 내부에 형성된 진공흡입력에 의해 온수가열통(2)의 내부로 빨려 들어감에 따라 연쇄적으로 온수매트(30)의 내부에도 진공상태가 형성되는데, 이렇게 온수매트(30)의 내부에 진공상태가 형성되면 이 진공에 의해 강한 흡입력이 발생하게 되므로 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 온수저장공간(20)의 내부에 저장되어 있던 온수가 온수공급단부(22)을 통해 온수매트(30)의 내부로 빨려 들어가게 됨으로써 온수의 순환이 이루어지게 된다.

상기와 같이 온수가열통(2)의 내부에 형성되는 진공흡입력에 의해 온수매트(30)의 내부에 있던 온수가 온수가열통(2)의 내부로 빨려 들어감에 따라 온수가열통(2)의 수위가 다시 높아져 수위감지센서(3)의 높이에 도달하게 되면 제어기판에 의해 온수가열통(2)의 내부에 설치된 전기히터(4)에 전원이 공급되어 전기히터(4)가 다시 작동하게 됨으로써, 상기와 같은 온수순환과정이 반복된다.

그리고, 상기한 바와 같은 온수순환과정 중에 온수매트(30)의 온수호스가 막히거나 온수가열통(2)의 내부에 에어가 차서 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 진공상태인 온수가열통(2)의 내부로 충분한 온수가 흡입되지 못함에 따라 온수가열통(2)의 수위가 수위감지센서(3)의 높이까지 도달하지 못해 전기히터(4)가 작동되지 않음으로 인하여 온수의 순환이 일시적으로 중단되면, 수위감지센서(3)에 작용에 의한 전기히터(4)의 ON/OFF 주기가 설정치 이상으로 길어짐을 감지한 제어기판에 의해 보충수공급관(23)에 설치된 솔레노이드밸브(24)가 자동으로 개방되면서 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)에 저장된 보충수가 온수가열통(2)의 내부로 자동으로 공급된다. 이 때, 온수가열통(2)의 내부에 있던 에어는 보충수공급관(23)을 통해 보충수저장공간(10)의 내부로 기포형태로 배출된다.

이와 같이 상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)에 저장된 보충수가 온수가열통(2)의 내부로 공급되어 온수가열통(2)의 수위가 수위감지센서(3)의 높이까지 도달하게 되면, 온수가열통(2)의 내부에 설치된 전기히터(4)에 전원이 공급되어 전기히터(4)가 작동하게 됨으로써, 일시적으로 중단되었던 온수순환과정이 자동으로 재개된다.

아울러, 상기한 바와 같은 온수순환과정 중에 온수매트(30)의 온수호스가 막히거나 온수가열통(2)의 내부에 에어가 차서 진공상태인 온수가열통(2)의 내부로 충분한 온수가 흡입되지 못하게 되면, 온수저장공간(20)의 내부에 저장된 온수도 온수매트(30)의 내부로 충분히 빨려 들어가지 못하게 되므로 온수저장공간(20)의 내부에 잔류해 있게 되는데, 이렇게 온수매트(30)의 내부로 빨려 들어가지 못하고 온수저장공간(20)의 내부에 잔류해 있게 되는 온수는 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 보충수저장공간(10)에 저장된 보충수가 온수가열통(2)의 내부로 자동으로 공급되면서 온수순환과정이 재개될 때, 온수가열통(2)의 온수토출단부(6)로부터 토출된 온수에 의해 밀려 격벽(9)의 월류홈(9a)을 통해 보충수저장공간(10)으로 월류하게 되고, 월류한 온수는 보충수저장공간(10)의 내부에 보충수로 저장된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 전기히터(4)가 내장된 온수가열통(2)의 상부에 보충수저장공간(10)과 온수저장공간(20)이 구비된 물저장통(8)을 연결설치하여 전기히터(4)에 의한 온수가열시 온수가열통(2)의 내부에 생성된 온수가 온수가열통(2)내에 형성되는 증기압에 의해 물저장통(2)의 온수저장공간(20)으로 이동하는 순간 온수가열통(2)의 내부에 형성되는 진공흡입력을 이용하여 온수매트(30) 내부의 온수를 순환시키게 됨으로써, 종래의 온수매트용 보일러에 사용되고 있는 온수순환용 전기모터펌프없이 온수를 간편하게 순환시킬 수 있게 되므로 소음 및 진동을 대폭 저감시킬 수 있게 될 뿐 아니라 내구성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 사용자의 부주의 등으로 온수매트(30)의 온수호스가 접혀져 온수의 순환이 막히게 되더라도 온수가열통(2)의 내부에서 생성된 증기압이 물저장통(8)의 온수저장공간(20)을 통해 소진됨에 따라 폭발의 위험이 방지되므로 안전성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 온수매트(30)의 온수호스가 막히거나 온수가열통(2)의 내부에 에어가 찰 경우 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)에 저장된 보충수가 온수가열통(2)의 내부로 자동으로 공급됨으로써, 온수호스의 막힘이나 에어의 유입으로 인해 온수순환량이 감소하거나 온수의 순환이 중단되는 현상을 효과적으로 예방할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 온수매트용 온수보일러는 온수매트(30)의 온수호스가 막힘에 따라 물저장통(8)의 온수저장공간(20)의 내부에 온수가 과잉저장될 경우 과잉저장된 온수가 보충수저장공간(10)으로 월류되어 저장됨으로써 온수저장공간(20)내의 온수과잉저장시 온수가 에어배출구(13)를 통해 보일러의 외부로 토출되는 현상을 예방할 수 있게 될 뿐만 아니라, 온수저장공간(20)의 내부에서 발생되는 증기가 보충수저장공간(10)내에서 액화되면서 회수됨으로써 에어배출구(13)를 통한 증기배출이 억제되어 증기배출로 인한 물부족현상이나 화상사고를 효과적으로 예방할 수 있게 된다.

본 발명은, 매트본체의 내부에 온수가 순환되는 온수호스가 내장되어 난방용으로 사용되는 온수매트로 온수를 공급시킬 수 있도록, 매트본체와 연결호스로 연결 설치되는 소형 온수보일러에 관한 것으로서, 산업상 이용 가능한 발명이다.

Claims

전기히터에 의해 가열된 물을 온수매트의 내부로 순환시켜 온수매트를 난방하게 되는 온수매트용 온수보일러에 있어서,

상기 온수보일러의 내측하부에는 내부에 수위감지센서(3)와 전기히터(4)가 설치되며 외부일측에 보충수유입단부(5)가 형성되고 외부타측에 체크밸브(6a)(7a)가 각각 설치된 온수토출단부(6)와 온수회수단부(7)가 형성되는 온수가열통(2)이 설치되고,

상기 온수보일러의 내측상부에는 내부공간이 상단에 월류홈(9a)이 형성된 격벽(9)에 의해 보충수저장공간(10)과 온수저장공간(20)으로 분할형성되는 물저장통(8)이 설치되며,

상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 상면에는 마개(12)에 의해 개폐되는 물보충구(11)와 하단부에 증발방지판(14)이 구비된 에어배출구(13)가 형성되며 상면내측에는 온수저장공간(20)으로부터 격벽(9)의 월류홈(9a)을 통해 배출되는 증기를 보충수저장공간(10)의 하부로 유도하는 증기유도판(15)이 하향 돌출되게 형성되고 하면에는 보충수공급구(16)가 형성되며 내측하부에는 물부족감지센서(17)가 설치되고,

상기 물저장통(8)의 온수저장공간(20)의 하면에는 온수유입단부(21)와 온수공급단부(22)가 형성되며,

상기 온수가열통(2)의 보충수유입단부(5)와 보충수저장공간(10)의 보충수공급구(16)는 솔레노이드밸브(24)가 구비된 보충수공급관(23)에 의해 서로 연결되고,

상기 온수가열통(2)의 온수토출단부(6)와 상기 온수저장공간(20)의 온수유입단부(21)는 연결관(19)에 의해 서로 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수매트용 온수보일러.
제 1항에 있어서, 상기 물저장통(8)의 보충수저장공간(10)의 상면에 형성된 물보충구(11)의 직하방에는 온수가열통(2)의 온수회수단부(7)에 연결되는 연결호스(31)와 연통되는 물주입구(18)가 형성되고,

상기 물보충구(11)에 결합되는 마개(12)의 하단부에는 마개(12)의 개폐에 따라 상기 물주입구(18)를 동시에 개폐하게 되는 개폐구(12a)가 하향 돌출되게 설치된 것을 특징으로 하는 온수매트용 온수보일러.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 온수가열통(2)의 온수토출단부(6)와 온수회수단부(7)에 각각 설치되는 체크밸브(6a)(7a)는 원형관형상으로 된 밸브하우징(25)과, 상기 밸브하우징(25)의 일단부에 일체로 형성되는 것으로 중앙에 밸브개폐공(26a)이 관통형성된 밸브시트부(26)와, 상기 밸브하우징(25)의 밸브시트부(26)에 안착되는 것으로 외주연에 밀폐용 오링(27a)이 삽입설치되는 밸브개폐용 디스크(27)와, 상기 밸브개폐용 디스크(27)의 후단부에 일체로 돌출형성되는 것으로 끝단부에 스프링걸림돌기(28a)가 형성되는 복수개의 디스크지지핀(28)과, 상기 디스크지지핀(28)의 외주연에 삽입설치되는 코일스프링(29)으로 구성된 것을 특징으로 하는 온수매트용 온수보일러.