KR101683011B1 - 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치 및 이를 구비하는 온수매트 - Google Patents

플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치 및 이를 구비하는 온수매트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치에 관한 것이다. 본 발명의 온수모듈장치는, 온수유동홀이 관통되게 형성되는 내부 히팅 파이프; 상기 내부 히팅 파이프의 반경 방향 외측에 결합되는 외부 히팅 파이프; 및 상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프 사이에서 상기 내부 히팅 파이프의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 내부 히팅 파이프를 가열하는 필름(film) 타입의 플렉시블 필름히터를 포함한다.

Description

플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치 및 이를 구비하는 제품{Hot water module device applied with flexible film heater and product having the same}
본 발명은, 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치 및 이를 구비하는 제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 플렉시블 타입의 필름히터를 적용한 효율적인 구조로 인해 가열면적이 넓어 가열 효율을 극대화시킬 수 있으며 소비전력 대비 열효율 또한 종래보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용될 수 있고 분리형 구조로 부분적인 유지보수가 용이한 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치 및 이를 구비하는 제품에 관한 것이다.
온수를 생성하기 위한 온수모듈장치는, 온수매트 뿐만 아니라 비데, 정수기, 커피머신 등 다양한 형태의 온수이용 제품에 사용되고 있다.
이러한 온수모듈장치를 채용하는 온수매트를 일 예로 들면, 온수매트는 전기열선 대신 온수모듈장치에 의하여 온수를 생성하여 매트를 따뜻하게 하는 것이다. 전기열선이 적용되는 전기매트, 즉 전기장판과 달리 매트에서 전자파가 거의 발생되지 않기 때문에 최근에 사용량이 늘고 있는 추세이다.
이와 같은 온수매트는 온수라인이 배치되는 매트 본체와, 매트 본체의 온수라인에 온수를 공급하기 위한 보일러를 구비하고 있는데, 이러한 보일러에는 도 1에 도시된 것과 같은 구조의 PTC 히터 타입의 온수모듈장치(10)가 마련된다.
참고로, 도 1의 온수모듈장치(10)는 대한민국특허청 출원번호 제20-2015-0006290호의 도면을 인용한 것으로서, 참조부호만 달리 표현한 것이다.
이 도면을 참조하면, 종래기술에 따른 온수모듈장치(10)는 본체(11)가 온수유동홀(14)을 감싸는 형태로 마련된다.
본체(11)에는 센서 삽입부(12)와 히터 삽입부(13)가 마련된다. 센서 삽입부(12)와 히터 삽입부(13)에는 각각 온도감지체(20)와 히터(30)가 삽입된다.
이에, 히터(30)가 동작(on)된 상태에서 온수유동홀(14)에 물이 흐르면 온수유동홀(14) 내의 물이 히터(30)에 의해 가열될 수 있으며, 가열된 물은 매트로 전달될 수 있다.
그런데, 이와 같은 종래기술의 경우, 아래와 같은 문제점이 있다.
첫째, 딱딱한 구조물인 히터(30)가 본체(11)의 일측에 배치되어 온수유동홀(14)과 부분적으로 접한 상태에서 물을 가열하기 때문에 가열면적이 적어 소비전력 대비 열효율이 저하되는 단점이 있다.
둘째, 통상의 PTC 히터(30)가 적용되기 때문에 파손시 절연문제로 사용자의 불만이 커지는 문제가 있다.
셋째, 종전의 온수모듈장치(10)는 구조 상 분리되지 않는 일체형 제품인 것이 대부분이어서 유지보수에 어려움이 많은 단점이 있다.
대한민국특허청 출원번호 제20-2015-0006290호 대한민국특허청 출원번호 제10-2014-0009566호
본 발명의 목적은, 플렉시블 타입의 필름히터를 적용한 효율적인 구조로 인해 가열면적이 넓어 가열 효율을 극대화시킬 수 있으며 소비전력 대비 열효율 또한 종래보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용될 수 있고 분리형 구조로 부분적인 유지보수가 용이한 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 온수유동홀이 관통되게 형성되는 내부 히팅 파이프; 상기 내부 히팅 파이프의 반경 방향 외측에 결합되는 외부 히팅 파이프; 및 상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프 사이에서 상기 내부 히팅 파이프의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 내부 히팅 파이프를 가열하는 필름(film) 타입의 플렉시블 필름히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치에 의해 달성된다.
상기 내부 히팅 파이프의 양단부는 상기 외부 히팅 파이프의 양단부 외측으로 노출되게 배치될 수 있다.
상기 외부 히팅 파이프의 양단부 외측으로 노출되게 배치되는 상기 내부 히팅 파이프의 양단부에는 통공을 구비하는 단부 캡이 각각 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 단부 캡은 실리콘 러버(silicone rubber)의 재질을 가지며, 상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프는 알루미늄 또는 써스파이프 재질을 가질 수 있다.
상기 내부 히팅 파이프의 내벽에는 상기 온수유동홀과 접촉되는 요철부가 형성될 수 있다.
상기 외부 히팅 파이프의 외측을 감싸는 착탈식 고리부와, 상기 착탈식 고리부에 연결되는 센서 수용 챔버를 구비하는 센서 케이스; 및 상기 센서 수용 챔버 내에 마련되는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
나아가 본 발명은 온수모듈장치를 구비하는 제품으로서, 상기 온수모듈장치로 물을 유입시키는 유입관; 및 상기 온수모듈장치로부터 생성된 온수가 유출되는 유출관을 포함하며, 상기 온수모듈장치는, 온수유동홀이 관통되게 형성되는 내부 히팅 파이프; 상기 내부 히팅 파이프의 반경 방향 외측에 결합되는 외부 히팅 파이프; 및 상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프 사이에서 상기 내부 히팅 파이프의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 내부 히팅 파이프를 가열하는 필름(film) 타입의 플렉시블 필름히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치를 구비하는 제품을 제공한다.
본 발명에 따르면, 플렉시블 타입의 필름히터를 적용한 효율적인 구조로 인해 가열면적이 넓어 가열 효율을 극대화시킬 수 있으며 소비전력 대비 열효율 또한 종래보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용될 수 있고 분리형 구조로 부분적인 유지보수가 용이한 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치가 제공된다.
도 1은 종래기술에 따른 히터의 구조도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치를 구비하는 온수매트의 구조도,
도 3은 도 2에 적용되는 온수모듈장치의 구조도,
도 4은 도 3의 부분 단면도,
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도,
도 6은 센서 케이스의 측면도,
도 7은 도 6의 평면도,
도 8은 도 7의 B-B선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치(130)를 구비하는 온수매트의 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예가 적용된 온수매트(100)는 온수라인(111)이 배치되는 매트 본체(110)와, 매트 본체(110)의 온수라인(111)에 온수를 공급하는 보일러(120)를 포함한다.
도면에는 매트 본체(110)와 보일러(120)가 극히 개략적으로 도시되었으나 이는 편의상 개략적으로 도시한 것일 뿐 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위와 같은 구조에서 보일러(120)에는 매트 본체(110)의 온수라인(111)에 온수를 공급하기 위한 수단으로서, 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치(130)가 마련된다.
본 실시예에 적용되는 온수모듈장치(130)는 종전과 달리, 플렉시블 타입의 필름히터를 적용한 효율적인 구조로 인해 가열면적이 넓어 가열 효율을 극대화시킬 수 있으며 소비전력 대비 열효율 또한 종래보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용될 수 있고 분리형 구조로 부분적인 유지보수가 용이한 이점을 갖는다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 온수모듈장치(130)의 구조에 대해 자세히 알아보도록 한다.
도 3은 도 2에 적용되는 온수모듈장치의 구조도, 도 4는 도 3의 부분 단면도, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도, 도 6은 센서 케이스의 측면도, 도 7은 도 6의 평면도, 그리고 도 8은 도 7의 B-B선에 따른 단면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 온수모듈장치(130)는 내부 히팅 파이프(140), 외부 히팅 파이프(150), 그리고 내부 히팅 파이프(140)를 가열하는 필름(film) 타입의 플렉시블 필름히터(160)를 포함할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 온수모듈장치(130)가 도 1의 온수매트(100)에 적용되는 것에 관해 설명하였으나 본 실시예에 따른 온수모듈장치(130)는 도 1의 온수매트(100) 외에도 다른 장치들, 예컨대, 비데, 정수기, 커피머신 등 온수가 필요한 여러 용도에 독립적으로 사용될 수도 있다.
내부 히팅 파이프(140)는 본 실시예에 따른 온수모듈장치(130)에서 안쪽에 배치되는 금속 구조물이다. 즉 본 실시예에서 내부 히팅 파이프(140)는 알루미늄 또는 써스파이프 재질로 제작된다. 따라서 부식되지 않을 뿐만 아니라 열전도가 우수하다.
이러한 내부 히팅 파이프(140)의 내부에는 온수유동홀(113)이 관통되게 형성된다.
그리고 내부 히팅 파이프(140)의 내벽에는 요철부(143)가 형성된다. 요철부(143)는 온수유동홀(113)에서 유동하는 온수의 혼합 효율을 증대시켜 열확산이 신속히 이루어지게 한다.
외부 히팅 파이프(150)는 내부 히팅 파이프(140)의 반경 방향 외측에 결합되는 금속 구조물이다. 외부 히팅 파이프(150) 역시, 내부 히팅 파이프(140)와 마찬가지로 알루미늄 또는 써스파이프 재질로 제작될 수 있다. 따라서 부식되지 않을 뿐만 아니라 열전도가 우수하다.
내부 히팅 파이프(140)와 외부 히팅 파이프(150)가 조립됨에 있어서 내부 히팅 파이프(140)의 양단부는 외부 히팅 파이프(150)의 양단부 외측으로 노출되게 배치된다.
이때, 외부 히팅 파이프(150)의 양단부 외측으로 노출되게 배치되는 내부 히팅 파이프(140)의 양단부에는 제1 및 제2 단부 캡(171,172)이 각각 착탈 가능하게 결합된다.
제1 및 제2 단부 캡(171,172)은 실리콘 러버(silicone rubber)의 재질로 제작되는데, 내부 히팅 파이프(140)의 양단부를 지지하며, 본 온수모듈장치(130)의 양단에 결합될 유입, 유출파이프(미도시)와의 커넥터 역할을 수행하게 된다. 즉 일측에는 물 탱크로부터 물이 유입되는 유입파이프(미도시)와 연결되며, 타측에는 생성된 온수가 순환되기 위하여 유출되는 유출파이프(미도시)가 결합될 수 있다.
따라서 제1 및 제2 단부 캡(171,172) 각각의 내부에는 온수유동홀(113)의 온수가 통과되도록 제1 및 제2 통공(171a,172a)이 형성된다. 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 단부 캡(171,172) 상의 제1 및 제2 통공(171a,172a) 사이즈가 서로 다르게 형성된다. 이는 유입시 보다 유출시의 통공이 작게 형성됨으로써, 유출 압력이 커지므로 인해 온수의 순환을 촉진하는 효과가 있으나 반드시 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.
한편, 필름히터(160)는 플렉시블한 필름(film) 타입의 히터로서, 내부 히팅 파이프(140)와 외부 히팅 파이프(150) 사이에서 내부 히팅 파이프(140)의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 내부 히팅 파이프(140)를 가열하는 역할을 한다.
본 실시예처럼 플렉시블 필름히터(160)가 적용되어 내부 히팅 파이프(140)의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 내부 히팅 파이프(140)를 가열할 경우, 도 1의 종래기술보다 가열면적이 넓을 뿐만 아니라 상하좌우 전 방향에서 물을 골고루 가열하게 됨으로써 가열 효율을 극대화시킬 수 있게 된다. 뿐만 아니라 필름히터를 사용함으로써 원가절감효과 및 소비전력 대비 열효율을 종래보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이와 같은 필름히터(160)는 도시 않은 제어부에 의해 전원이 인가될 경우, 설정된 온도만큼 발열되면서 온수유동홀(113)을 지나는 물을 가열한다.
이때, 온수의 온도를 제어하기 위해 혹은 필름히터(160)가 이상적으로 과열되는 것을 방지하기 위해 온도센서(183)가 마련된다.
온도센서(183)는 필름히터(160)의 온도를 감지하고, 이의 신호를 도시 않은 제어부로 전송함으로서, 제어부가 필름히터(160)의 온/오프(on/off) 동작을 비롯하여 그 세기를 제어할 수 있게끔 한다.
이와 같은 온도센서(183)의 설치를 위해, 본 실시예에 따른 온수모듈장치(130)에는 센서 케이스(180)가 마련된다. 센서 케이스(180)는 착탈형으로 적용될 수 있기 때문에 조립 또는 유지보수가 편리하다.
센서 케이스(180)는 외부 히팅 파이프(150)의 외측을 감싸는 착탈식 고리부(181)와, 착탈식 고리부(181)에 연결되는 센서 수용 챔버(182)를 포함할 수 있다. 이때, 센서 수용 챔버(182)의 내부에는 센서 수용 챔버(182)의 내부공간을 구획하는 격벽(182a)이 마련된다.
이와 같은 센서 케이스(180) 내에 온도센서(183)가 수용될 수 있는데, 온도센서(183)와의 전기적 연결을 위해 리드 와이어(lead wire, 185,186)가 마련된다. 리드 와이어(185,186)들의 각 단부에는 터미널(terminal, 191,193)이 마련되는 하우징(192,194)이 갖춰질 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 플렉시블 타입의 필름히터를 적용한 효율적인 구조로 인해 가열면적이 넓어 가열 효율을 극대화시킬 수 있으며 소비전력 대비 열효율 또한 종래보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형태의 온수 생성장치에 적용될 수 있고 분리형 구조로 부분적인 유지보수가 용이한 이점이 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 온수매트 110 : 매트 본체
111 : 온수라인 113 : 온수유동홀
120 : 보일러 130 : 온수모듈장치
140 : 내부 히팅 파이프 141 : 온수유동홀 배치홀
143 : 요철부 150 : 외부 히팅 파이프
160 : 필름히터 171 : 제1 단부 캡
171a : 제1 통공 172 : 제2 단부 캡
172a : 제2 통공 180 : 센서 케이스
181 : 착탈식 고리부 182 : 센서 수용 챔버
182a : 격벽 183 : 온도센서

Claims (7)

  1. 온수유동홀이 관통되게 형성되는 내부 히팅 파이프;
    상기 내부 히팅 파이프의 반경 방향 외측에 결합되는 외부 히팅 파이프;
    상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프 사이에서 상기 내부 히팅 파이프의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 내부 히팅 파이프를 가열하는 필름(film) 타입의 플렉시블 필름히터;
    상기 외부 히팅 파이프의 외측을 감싸는 착탈식 고리부와, 상기 착탈식 고리부에 연결되는 센서 수용 챔버를 구비하는 센서 케이스; 및
    상기 센서 수용 챔버 내에 마련되는 온도센서를 포함하며,
    상기 내부 히팅 파이프의 양단부는 상기 외부 히팅 파이프의 양단부 외측으로 노출되게 배치되며,
    상기 외부 히팅 파이프의 양단부 외측으로 노출되게 배치되는 상기 내부 히팅 파이프의 양단부에는 제1 및 제2 통공이 구비되는 제1 및 제2 단부 캡이 각각 착탈 가능하게 형성되며,
    상기 제1 및 제2 단부 캡의 상기 제1 및 제2 통공은 유출 측에 배치되는 통공이 유입 측에 배치되는 통공보다 작은 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단부 캡은 실리콘 러버(silicone rubber)의 재질을 가지며,
    상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프는 알루미늄 또는 써스파이프 재질을 갖는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 히팅 파이프의 내벽에는 상기 온수유동홀과 접촉되는 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치.
  6. 삭제
  7. 온수모듈장치를 구비하는 온수매트로서,
    상기 온수모듈장치로 물을 유입시키는 유입관; 및
    상기 온수모듈장치로부터 생성된 온수가 유출되는 유출관을 포함하며,
    상기 온수모듈장치는,
    온수유동홀이 관통되게 형성되는 내부 히팅 파이프;
    상기 내부 히팅 파이프의 반경 방향 외측에 결합되는 외부 히팅 파이프;
    상기 내부 히팅 파이프와 상기 외부 히팅 파이프 사이에서 상기 내부 히팅 파이프의 외면을 둘러싸는 형태로 배치되어 상기 내부 히팅 파이프를 가열하는 필름(film) 타입의 플렉시블 필름히터;
    상기 외부 히팅 파이프의 외측을 감싸는 착탈식 고리부와, 상기 착탈식 고리부에 연결되는 센서 수용 챔버를 구비하는 센서 케이스; 및
    상기 센서 수용 챔버 내에 마련되는 온도센서를 포함하며,
    상기 내부 히팅 파이프의 양단부는 상기 외부 히팅 파이프의 양단부 외측으로 노출되게 배치되며,
    상기 외부 히팅 파이프의 양단부 외측으로 노출되게 배치되는 상기 내부 히팅 파이프의 양단부에는 제1 및 제2 통공이 구비되는 제1 및 제2 단부 캡이 각각 착탈 가능하게 형성되며,
    상기 제1 및 제2 단부 캡의 상기 제1 및 제2 통공은 유출 측에 배치되는 통공이 유입 측에 배치되는 통공보다 작은 사이즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 필름히터를 적용한 온수모듈장치를 구비하는 온수매트.


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