KR20230055770A - 열탕식 히터 및 이를 구비하는 의류 청정기 - Google Patents

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KR20230055770A
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김도엽
이동훈
백인규
김효성
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코웨이 주식회사
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Abstract

본 발명은 열탕식 히터 및 이를 구비하는 의류 청정기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되면 액체의 온도를 감지하고, 발열부의 상부가 노출되면 기체의 온도를 감지하도록, 발열부의 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서를 구비하고, 제어부가 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되었는지 또는 기체에 노출되었는지를 판단함으로써, 액체로부터 발열부가 노출되는 것을 최소화하여 열탕식 히터의 사용상 안전성을 제고하고 별도의 수위센서의 설치를 생략하여 경제성을 제고할 수 있는 열탕식 히터 및 이를 구비하는 의류 청정기에 관한 것이다.

Description

열탕식 히터 및 이를 구비하는 의류 청정기{HOT WATER HEATER AND CLOTHES CLEANING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 열탕식 히터 및 이를 구비하는 의류 청정기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되면 액체의 온도를 감지하고, 발열부의 상부가 노출되면 기체의 온도를 감지하도록, 발열부의 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서를 구비하고, 제어부가 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되었는지 또는 기체에 노출되었는지를 판단함으로써, 액체로부터 발열부가 노출되는 것을 최소화하여 열탕식 히터의 사용상 안전성을 제고하고 별도의 수위센서의 설치를 생략하여 경제성을 제고할 수 있는 열탕식 히터 및 이를 구비하는 의류 청정기에 관한 것이다.
일반적으로 의류 청정기는 의류가 배치되는 처리 간 내로 수분이 포함된 습윤 공기를 공급하여 의류에 뭍은 물질을 제거하거나, 건조 공기를 분사하여 젖은 의류를 건조시키도록 구성된다. 이와 같은 의류 청정기의 경우, 기계실 측에 열탕식 히터와 같이 습윤 공기를 공급할 수 있는 별도의 가습수단을 구비하여 의류에 수분을 제공한 후, 히트 펌프 등에 의해 가열된 고온의 건조 공기를 공급함으로써 상기 수분의 증발을 유도하여 의류에 침착된 오염물질 또는 악취물질을 외부로 배출시킬 수 있다. 이 경우, 열탕식 히터의 내부에는 발열체가 물에 의해 침지된 상태로 설치될 수 있으며, 이때 물의 수위가 시시각각 변화됨에 따라 특정 시점에서 발열체가 수면 상부로 노출될 수 있다. 이처럼 발열체가 노출될 경우, 발열체의 과열이 발생될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 일반적으로 열탕식 히터의 내부에는 물의 수위를 감지하기 위한 별도의 수위센서가 설치된다.
주식회사 존인피니티의 대한민국공개특허공보 제2021-0058071 호에 개시된 농업용 전기보일러에 구비된 상기 세라믹 히터의 경우, 온도센서 외에 별도의 수위센서를 구비하여 수위센서에 의해 계측된 수위 이하에 위치하는 세라믹 히터만 구동되도록 제어함으로써 용수의 상부에 위치한 세라믹 히터가 물에 접촉되지 않은 상태로 구동되어 열화에 의해 파손 또는 손상되는 것을 방지하고 있다. 상기한 방식의 세라믹 히터에 의할 경우, 세라믹 히터의 파손에 효과적으로 대비할 수 있는 장점이 있으나, 히터 내부의 용수 온도를 계측하기 위한 온도센서 외에 별도로 수위센서를 설치하여야 하므로 이에 따른 비용의 증가 및 제조 공정이 복잡해지는 문제가 있었다.
주식회사 신우엠테크의 대한민국등록특허공보 제2141078 호에 개시된 스티머(steamer)는 스팀탱크의 수온을 검출하는 수온센서 외에 스팀탱크의 수위가 표준수위인지 검출하는 표준수위센서 및 스팀탱크의 수위가 표준수위보다 설정수위만큼 높은 위험수위인지 여부를 검출하는 위험수위센서를 포함하여, 상기 수온센서, 표준수위센서 및 위험수위센서에 의해 검출된 정보를 기반으로 히터와 급수기를 제어하는 것에 대하여 개시하고 있다. 구체적으로, 상기한 신우엠테크의 스티머는 플로트가 수위 변화에 따라 상하 방향으로 이동하여 플로트 내부의 마그네틱이 센서 내부의 스위치를 동작시킴으로써 수위 변화에 따른 접점 신호를 생성하는 플로트 방식에 의해 수위를 감지하는 것에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이처럼 플로트 방식의 수위센서에 의할 경우, 상기 마그내틱이 부력에 의해 이동됨에 따라 기계적인 고장이 발생되기 쉬우며, 이에 따라 수위 측정의 신뢰성을 담보하기 어려운 문제가 있었다.
대한민국공개특허공보 제2021-0058071 호 대한민국등록특허공보 제2141078 호
상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 열탕식 히터는, 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되면 액체의 온도를 감지하고, 발열부의 상부가 노출되면 기체의 온도를 감지하도록, 발열부의 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서를 구비하고, 제어부가 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되었는지 또는 기체에 노출되었는지를 판단함으로써, 액체로부터 발열부가 노출되는 것을 최소화하여 열탕식 히터의 사용상 안전성을 제고하고 별도의 수위센서의 설치를 생략하여 경제성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 급수부의 급수 시 수위의 상승을 소정 높이 이하로 제한하도록 수용공간 내부의 소정 높이에 액체가 유출되는 유출구가 형성되고, 제1 온도센서는 상기 유출구 아래에 설치됨으로써 열탕식 히터 내부의 수위가 항상 목표수위 이하가 되도록 유지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하여, 제1 온도센서의 오작동에 대비하고 제1 온도센서에 의해 수집된 온도의 비교의 기준이 되는 온도를 추가적으로 수집하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 발열부가 소정 온도 이상 과열되는 경우, 발열부 측으로 공급되는 전류를 차단하도록 열 변형되는 바이메탈을 더 포함하여, 열탕식 히터의 사용상 안전성을 보다 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 수용공간 내 수위가 제1 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 급수부를 통해 수용공간 측으로 액체를 급수하도록 제어함으로써 발열부의 노출에 의한 과열을 방지하여 열탕식 히터의 내구성 및 안전성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 수용공간 내 수위가 제2 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 발열부의 작동을 정지시키도록 제어함으로써 제1 온도센서 또는 급수부의 오작동 등의 비상 상황 시 효과적으로 대응하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 제1 온도센서와 제2 온도센서로부터 각각 수신된 제1 온도 정보와 제2 온도 정보 사이의 차이에 기초하여 수용공간 내 수위를 판단함으로써 발열부의 침지 또는 노출 여부 판단의 정확성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 단위 시간당 온도 변화율 값에 기초하여 수위를 판단함으로써 발열부의 침지 또는 노출 여부 판단의 정확성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 의류 청정기는, 의류가 배치되는 처리 공간이 형성된 하우징부 및 하우징부의 내부에 증기를 공급하는 열탕식 히터를 포함하고, 이때 열탕식 히터가 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되면 액체의 온도를 감지하고, 발열부의 상부가 노출되면 기체의 온도를 감지하도록 발열부의 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서를 구비하고, 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 침지 또는 노출 여부를 판단함으로써, 액체로부터 발열부가 노출되는 것을 최소화하여 의류 청정기의 사용상 안전성을 제고하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 열탕식 히터는, 내부에 액체가 수용되는 수용공간을 구비하는 하우징, 상기 하우징과 연통되어 상기 수용공간 측으로 상기 액체를 급수하는 급수부, 상기 수용공간 내에 설치되며, 상기 액체를 가열하도록 상기 액체에 의해 적어도 일부가 침지되는 발열부, 상기 발열부의 상부가 상기 액체에 의해 침지되면 상기 액체의 온도를 감지하고, 상기 발열부의 상기 상부가 노출되면 상기 수용공간 내에 위치하는 기체의 온도를 감지하도록, 상기 발열부의 상기 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서, 및 상기 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 상기 발열부의 상기 상부가 상기 액체에 의해 침지되었는지 또는 상기 기체에 노출되었는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 급수부 및 상기 발열부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 급수부의 급수 시 상기 수위의 상승을 소정 높이 이하로 제한하도록 상기 수용공간의 내부의 상기 소정 높이에 상기 액체가 유출되는 유출구가 형성되고, 상기 제1 온도센서는 상기 유출구 아래에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 발열부가 소정 온도 이상 과열되는 경우, 상기 발열부 측으로 공급되는 전류를 차단하도록 열 변형되는 바이메탈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 제어부는 상기 수위가 상기 제1 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 상기 급수부가 상기 수용공간 측으로 상기 액체를 급수하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 수위가 상기 제2 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 상기 발열부의 작동을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 온도센서와 상기 제2 온도센서로부터 각각 수신된 제1 온도 정보와 제2 온도 정보 사이의 차이에 기초하여 상기 수위를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터에 있어서, 상기 제어부는 단위 시간당 온도 변화율 값에 기초하여 상기 수위를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 의류 청정기는, 의류가 배치되는 처리 공간이 형성된 하우징부 및 상기 하우징부의 내부에 증기를 공급하는 열탕식 히터를 포함하고, 상기 열탕식 히터는, 내부에 액체가 수용되는 수용공간을 구비하는 하우징, 상기 하우징과 연통되어 상기 수용공간 측으로 상기 액체를 급수하는 급수부, 상기 수용공간 내에 설치되며, 상기 액체를 가열하도록 상기 액체에 의해 적어도 일부가 침지되는 발열부, 상기 발열부의 상부가 상기 액체에 의해 침지되면 상기 액체의 온도를 감지하고, 상기 발열부의 상기 상부가 노출되면 상기 수용공간 내에 위치하는 기체의 온도를 감지하도록, 상기 발열부의 상기 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서 및 상기 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 상기 발열부의 상기 상부가 상기 액체에 의해 침지되었는지 또는 상기 기체에 노출되었는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 급수부 및 상기 발열부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성에 따라, 본 발명에 따른 열탕식 히터는, 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되면 액체의 온도를 감지하고, 발열부의 상부가 노출되면 기체의 온도를 감지하도록, 발열부의 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서를 구비하고, 제어부가 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되었는지 또는 기체에 노출되었는지를 판단함으로써, 액체로부터 발열부가 노출되는 것을 최소화하여 열탕식 히터의 사용상 안전성을 제고하고 별도의 수위센서의 설치를 생략하여 경제성을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 급수부의 급수 시 수위의 상승을 소정 높이 이하로 제한하도록 수용공간 내부의 소정 높이에 액체가 유출되는 유출구가 형성되고, 제1 온도센서는 상기 유출구 아래에 설치됨으로써 열탕식 히터 내부의 수위가 항상 목표수위 이하가 되도록 유지하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하여, 제1 온도센서의 오작동에 대비하고 제1 온도센서에 의해 수집된 온도의 비교의 기준이 되는 온도를 추가적으로 수집하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 발열부가 소정 온도 이상 과열되는 경우, 발열부 측으로 공급되는 전류를 차단하도록 열 변형되는 바이메탈을 더 포함하여, 열탕식 히터의 사용상 안전성을 보다 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 수용공간 내 수위가 제1 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 급수부를 통해 수용공간 측으로 액체를 급수하도록 제어함으로써 발열부의 노출에 의한 과열을 방지하여 열탕식 히터의 내구성 및 안전성을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 수용공간 내 수위가 제2 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 발열부의 작동을 정지시키도록 제어함으로써 제1 온도센서 또는 급수부의 오작동 등의 비상 상황 시 효과적으로 대응하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 제1 온도센서와 제2 온도센서로부터 각각 수신된 제1 온도 정보와 제2 온도 정보 사이의 차이에 기초하여 수용공간 내 수위를 판단함으로써 발열부의 침지 또는 노출 여부 판단의 정확성을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 열탕식 히터는, 제어부가 단위 시간당 온도 변화율 값에 기초하여 수위를 판단함으로써 발열부의 침지 또는 노출 여부 판단의 정확성을 제고하는 효과를 제공한다.
본 발명에 따른 의류 청정기는, 의류가 배치되는 처리 공간이 형성된 하우징부 및 하우징부의 내부에 증기를 공급하는 열탕식 히터를 포함하고, 이때 열탕식 히터가 발열부의 상부가 액체에 의해 침지되면 액체의 온도를 감지하고, 발열부의 상부가 노출되면 기체의 온도를 감지하도록 발열부의 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서를 구비하고, 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 침지 또는 노출 여부를 판단함으로써, 액체로부터 발열부가 노출되는 것을 최소화하여 의류 청정기의 사용상 안전성을 제고하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터가 구비된 의류 청정기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터의 분해사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터의 수위 감지를 설명하기 위해 각각 수용공간 내의 수위를 달리하여 도시한 단면도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 의류 청정기에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터가 구비된 의류 청정기를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터의 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 구체적인 일례로서, 내부에 의류가 배치될 수 있도록 처리공간(72)을 가지는 하우징부(70)를 포함하는 의류 청정기(100)에 있어서, 커버(74)에 의해 처리공간(72)이 밀폐된 상태에서 액체(예를 들면, 물)를 가열하고 이를 통해 생성된 가습공기를 상기 처리공간(72) 측으로 공급하기 위한 가습 장치이다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 의류 청정기(100)는 의류에 수분을 제공하여 의류로부터 오염물질 또는 악취물질을 탈거하거나, 의류에 형성된 주름을 제거할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 공지의 수위 센서 대신 특유의 제1 온도센서(52) 및 제어부를 구비함으로써 열탕식 히터(10) 내 수위를 신속하게 감지하고 급수부(30) 및 발열부(40)를 제어하여 발열부(40)의 과열을 방지할 수 있는데, 이를 중심으로 자세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)의 적용이 상술한 의류 청정기(100)에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 예를 들면 가습기 등과 같이 액체를 증발시켜 증기를 공급하기 위한 다양한 장치에 적용될 수도 있음을 밝혀 둔다. 다만, 하기의 설명에서는 편의상 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)가 의류 청정기(100)에 적용되는 것을 상정하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 액체가 수용되는 하우징(20)과, 상기 하우징(20) 측으로 액체를 급수하는 급수부(30)와, 수용공간(22) 내에 설치되며 상기 액체에 의해 적어도 일부가 침지되어 액체를 가열하는 발열부(40) 및 발열부의 상부(42)에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도센서(52)와, 제1 온도센서(52)로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 발열부의 상부가 침지되었는지 또는 기체에 노출되었는지를 판단하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
먼저, 하우징(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 열탕식 히터(10)의 외형을 형성하는 것으로서, 내부에 액체가 수용될 수 있는 수용공간(22)이 형성될 수 있다. 이때, 하우징(20)은 비제한적인 일례로서, 도 3에 도시된 바와 같이 수용부(26)와, 상기 수용부(26)의 외측에 배치되는 보호부(28) 및 상기 수용부(26)의 상부에 결합되는 배출부(24)를 포함할 수 있다. 여기서 수용부(26)는 내측에 소정 부피의 액체가 저장될 수 있도록 상부가 개방된 형태의 수용공간(22)이 형성될 수 있으며, 상기 수용공간(22)의 내측에 후술될 발열부(40)가 액체에 의해 침지된 상태로 설치될 수 있다. 이를 통해 액체가 발열부(40)에 의해 가열되어 증발됨으로써 의류 청정기(100)의 처리공간(72) 측으로 가습공기를 공급할 수 있다. 한편, 보호부(28)는 도면에 도시된 바와 같이 고온의 액체를 수용하고 있는 수용부(26)의 외측을 감싸도록 배치되어 상기 수용부(26)가 의류 청정기(100)의 내부에서 안정적인 위치를 유지하도록 할 수 있으며, 일례로 단열 소재로 형성되어 수용부(26) 내부에 저장된 액체로부터 열이 손실되는 것을 최소화할 수 있다. 그리고, 배출부(24)는 도 3에 도시된 바와 같이 상부와 하부가 개방되도록 측벽부분 만을 구비한 형태로 형성되어 볼트 등의 결합부재에 의해 수용부(26)의 상부에 결합될 수 있으며, 수용부(26)로부터 증발된 가습공기가 처리공간(72) 측으로 이동되도록 가이드 할 수 있다. 이때, 다시 도 2를 참조하면, 배출부(24)는 일측에 전술한 수용부(26)에 일정 수위 이상의 액체가 공급될 경우 상기 수용부(26)로부터 상승된 액체가 하우징(20)의 외부로 유출될 수 있도록 유출구(25)가 형성될 수 있다. 이를 통해 후술될 급수부(30)에 의해 하우징(20) 측으로 액체가 급수될 때, 수용공간(22) 내부의 수위 상승을 상기 유출구(25)의 설치 높이 이하로 제한할 수 있다. 다만, 하우징(20)이 전술한 바와 같이 수용부(26), 보호부(28) 및 배출부(24) 등으로 각각 분리 가능하도록 형성되는 것은 일 실시예에 불과하며, 설계에 따라 수용부(26), 보호부(28) 및 배출부(24) 중 일부 또는 전체가 일체로 형성될 수도 있으며, 이 경우 수용부(26), 보호부(28) 및 배출부(24)는 일체화된 하우징(20)의 일부분을 지칭하는 것일 수 있다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 수용공간(22) 측으로 액체를 급수하는 급수부(30)를 포함할 수 있다. 이때, 급수부(30)는 내부에 액체가 흐를 수 있도록 중공이 형성된 튜브(34) 및 상기 튜브(34)의 단부에 형성된 급수구(32)를 포함하여 형성될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(20)의 일측에 연결되어 하우징(20)의 수용공간(22)과 연통될 수 있다. 한편, 급수부(30)의 튜브(34)의 다른 단부는 액체가 저장된 저장탱크(미도시)에 연결될 수 있으며, 이때 저장탱크는 상술한 유출구(25)를 통해 배출된 액체를 수집하여 다시 수용공간(22) 측으로 공급함으로써, 수용공간(22) 내 과도하게 공급된 액체의 회수에 따른 처리과정을 생략 가능하도록 하여 사용자의 편의성을 제고할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 수용공간(22)의 내측에 설치되는 발열부(40)를 포함할 수 있다. 이때, 발열부(40)는 전류가 흐를 수 있도록 도전성 소재를 포함하되 소정 크기 이상의 저항을 가지는 공지의 히터로 형성되어 전류가 공급될 경우 자체적으로 발열할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 발열부(40)는 전술한 바와 같이 액체에 침지된 형태로 설치될 수 있으며, 그 결과 발열부(40)의 발열에 의해 생성된 열에 의해 수용공간(22) 내부의 액체가 끓는 점 이상으로 가열됨에 따라 수분을 포함하는 가습공기(증기)가 하우징(20)의 상측으로 이동된 후, 최종적으로 처리공간(72) 측으로 공급될 수 있다. 이때, 발열부(40)는 비제한적인 일례로서 도면에 도시된 바와 같이 소정 반경을 가지며 전체적으로 나선형을 이루며 복수회 권선된 구조로 형성될 수 있으며, 수용공간(22) 내부의 액체를 균일하게 가열하고 가열의 속도를 향상시키기 위하여 수용공간의 높이 방향을 따라 전체적으로 배치될 수 있다. 이에 따라 액체가 증발됨에 따라 발열부(40)의 상부(42)가 액체의 수면 상부에 위치하는 기체에 노출될 수 있는데, 이때 노출된 상부(42)의 경우 액체 측으로 열전달을 할 수 없어 액체에 침지된 상태보다 고온의 온도를 가지도록 가열될 수 있다. 이와 같이 발열부(40)가 기체에 노출된 상태로 장시간 가열될 경우, 발열부(40)는 반복된 열응력에 의해 피로파괴에 이를 수 있는데, 이를 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 발열부의 상부(42)가 기체에 노출되었는지 여부를 신속하게 감지하여 발열부(40)가 다시 침지될 수 있도록 액체를 공급할 수 있다. 이에 대해서는 이어지는 설명을 통해 자세히 기술하기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터의 수위 감지를 설명하기 위해 각각 수용공간 내의 수위를 달리하여 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 액체 또는 기체(액체로부터 증발된 증기)의 온도를 감지하는 온도센서부(50)를 포함할 수 있다. 먼저, 상술한 발열부의 상부(42)에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도센서(52)를 포함할 수 있다. 여기서 발열부의 상부(42)란 발열부(40)의 높이 방향을 기준으로 하였을 때, 중간 부분 또는 하부와 구분되는 부분으로서 발열부(40)의 최상부 또는 최상부를 포함하여 이와 인접한 일 영역을 의미할 수 있다. 이때, 제1 온도센서(52)는 열전대(Thermocouple), 저항온도계 RTD(Resistance Therommeter) 또는 서미스터(Thermister) 등 공지의 온도센서로 형성될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 액체의 수면의 높이(HL) 보다 상부에 위치할 경우에는 액체의 상부에 존재하는 기체(액체로부터 증발된 증기)와 접하게 되어 기체의 온도를 감지하게 되며, 이와 달리 도 5에 도시된 것처럼 액체의 수면 높이(HL) 보다 하부에 위치하여 액체에 침지된 상태로 위치할 경우에는 액체의 온도를 감지할 수 있다. 즉, 제1 온도센서(52)는 액체의 수위 변화에 따라 감지하는 유체의 대상을 달리할 수 있다. 달리 말하면, 전술한 바와 같이 제1 온도센서(52)는 발열부(40)의 상부(42)에 상응하는 높이에 설치되므로 상기 발열부의 상부가 액체로부터 노출되는지 또는 액체에 의해 침지되는지 여부에 따라 제1 온도센서(52)의 온도 감지대상이 달라질 수 있다. 이처럼 제1 온도센서(52)는 상황에 따라 액체 또는 기체의 온도 정보를 감지함으로써 후술될 제어부로 하여금 발열부의 상부(42)가 기체에 노출되었는지 여부를 판단할 수 있도록 제1 온도 정보를 제공할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 별도의 수위센서의 설치 없이도 수용공간(22) 내 온도 센서를 적절히 배치하여 상기 온도 센서가 수위 센서의 기능까지 수행하도록 함으로써, 수위 센서의 도입에 따른 비용 및 공정을 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 온도센서부(50)는 제1 온도센서(52) 외에 제2 온도센서(54)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제2 온도센서(54)는 제1 온도센서(52)와 마찬가지로 공지의 접촉식 온도센서로 형성될 수 있으며, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 온도센서(52) 보다 하부에 설치되어 제어부 측으로 제2 온도 정보를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 온도센서(54)는 발열부(40)의 상부에 상응하는 위치에 설치되어 액체의 수위 변화에 따라 감지대상을 달리하는 제1 온도센서(52)와 달리, 수용공간(22) 내에서 충분히 하부에 배치됨으로써 언제나 액체에 의해 침지된 상태를 유지하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 제2 온도센서(54)는 항상 액체의 온도를 감지할 수 있으며, 따라서 제2 온도센서(54)에 의한 제2 온도 정보는 액체의 온도를 의미할 수 있다. 이러한 제2 온도센서(54)는 상술한 제1 온도센서(52)가 액체와 기체 중 어떠한 유체를 감지하는지 여부를 판단할 때, 기준이 되는 온도 정보를 제공할 수 있으며, 또한 제1 온도센서(52)에 기능 이상이 발생되어 액체의 수위가 지나치게 저하되었을 경우, 이를 신속히 감지하기 위한 비상 온도센서로서의 기능할 수 있다. 다만, 이러한 제2 온도센서(54)는 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)에 필수적으로 구비되는 것은 아니며, 설계에 따라 생략될 수도 있음을 밝혀 둔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 상술한 온도센서부(50)로부터 전달된 온도 정보에 기초하여 발열부(40)의 노출 여부를 판단하고, 만약 발열부(40)의 상부(42)가 기체에 노출되었을 경우 발열부의 피로파괴를 방지하도록 급수부(30) 또는 발열부(40)의 작동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 구체적인 일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이 발열부의 상부(42)가 액체의 수면의 높이(HL)으로부터 상부에 위치하여 기체에 노출될 경우, 발열부의 상부(42)에 상응하는 높이(H1)에 설치된 제1 온도센서(52)는 기체(증기)의 온도를 감지할 수 있다. 이 경우, 감지된 온도는 액체의 끓는 점 이상의 고온일 수 있으며, 이러한 고온 정보가 감지되면 제어부는 발열부의 상부(42)가 노출된 것으로 판단하고 급수부(30)가 수용공간(22) 측으로 액체를 급수하여 발열부의 상부(42)를 다시 침지시키도록 제어하거나, 또는 발열부(40)의 과열을 방지하기 위해 전류의 공급을 일시적으로 차단하도록 제어할 수 있다. 다른 예로서, 제어부는 액체의 수위가 도 4에 도시된 바와 같이 제1 온도센서(52)의 높이(H1) 이하이며, 제2 온도센서(54)의 높이(H2) 이상인 경우에는 급수부(30)가 급수하도록 제어하되, 만약 수위가 제2 온도센서(54) 보다 낮은 것으로 판단되는 경우(예를 들면, 제2 온도 정보가 액체의 끓는 점 이상인 경우) 긴급한 상황으로 인식하여 발열부(40) 측으로 공급되는 전류를 차단하는 등 단계적으로 제어방법을 달리할 수도 있다.
한편, 제어부는 상술한 바와 같이, 제1 온도 정보 자체만을 이용하여(예를 들면, 제1 온도 정보가 소정 수치 이상인지 여부를 판단하여) 발열부의 상부(42)가 노출되었는 지 판단할 수도 있으나, 다른 예로서 제1 온도 정보의 단위 시간당 변화율 값에 기초하거나, 이를 추가적으로 고려하여 발열부(40)의 노출 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 단순 온도 정보 보다 변화의 정도가 큰 단위시간당 변화율 값을 이용함으로써 보다 정밀한 수위 센싱이 가능할 수 있다. 특히, 제1 온도센서(52)가 액체에 침지된 상태에서 기체에 노출되는 상태로 전환되는 경우, 상기 단위 시간당 온도 변화율 값은 단순 온도 변화값 대비 보다 극적으로 상승될 수 있어 제어부는 보다 신속히 수위 변화를 감지할 수 있다. 그리고 제어부는 보다 정밀한 수위 센싱을 위하여, 제2 온도센서(54)로부터 전달된 제2 온도 정보를 함께 고려하여 발열부의 상부(42)가 노출되었는지 여부를 판단할 수도 있다. 이 경우, 제어부는 예를 들어 제1 온도 정보와 제2 온도 정보 사이의 차이에 기초하여 수위를 판단할 수 있다. 이때, 제2 온도 정보는 상술한 바와 같이 비교의 기준값으로 기능할 수 있으며, 제어부는 제1 온도 정보와 제2 온도 정보의 차이 값이 소정 값 이상인 경우, 제1 온도 정보는 기체의 온도인 것으로 판단하여 발열부가 기체에 노출된 것으로 판단할 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 발열부(40)의 비정상적인 과열 시 발열부(40) 측으로 공급되는 전류를 차단하도록 열 변형되는 바이메탈(60)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 바이메탈(60)은 서로 열팽창계수가 다른 두 금속판을 포함하는 공지의 바이메탈로 형성될 수 있으며, 일례로 도면에 도시된 바와 같이 하우징(20)의 하측에 배치될 수 있다. 이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 제1 온도센서(52)에 의한 1단계 감지, 제2 온도센서(54)에 의한 2단계 감지 및 바이메탈(60)을 의한 3단계 감지를 포함하는 다단 감지 체계를 마련하여, 상기 1단계 및 2단계 감지의 이상시에도 효과적으로 대비할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 매우 희박한 확률로 발생될 수 있는 화재 사고까지 철저하게 예방할 수 있어 안전성을 보다 제고할 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열탕식 히터(10)는 발열부의 상부(42)에 상응하는 높이에 설치된 제1 온도센서(52)가 발열부의 노출 여부를 감지할 수 있도록 수위센서로서의 기능을 수행함으로써 상기 노출 여부를 보다 신속히 감지하여 사용자 안전정을 제고할 수 있으며, 별도의 수위센서 설치에 따른 공정 및 비용을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 열탕식 히터 20: 하우징
22: 수용공간 25: 유출구
30: 급수부 40: 발열부
42: 발열부의 상부 50: 온도센서부
52: 제1 온도센서 54: 제2 온도센서
60: 바이메탈 70: 하우징부
100: 의류 청정기

Claims (9)

  1. 내부에 액체가 수용되는 수용공간을 구비하는 하우징;
    상기 하우징과 연통되어 상기 수용공간 측으로 상기 액체를 급수하는 급수부;
    상기 수용공간 내에 설치되며, 상기 액체를 가열하도록 상기 액체에 의해 적어도 일부가 침지되는 발열부;
    상기 발열부의 상부가 상기 액체에 의해 침지되면 상기 액체의 온도를 감지하고, 상기 발열부의 상기 상부가 노출되면 상기 수용공간 내에 위치하는 기체의 온도를 감지하도록, 상기 발열부의 상기 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도센서; 및
    상기 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 상기 발열부의 상기 상부가 상기 액체에 의해 침지되었는지 또는 상기 기체에 노출되었는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 급수부 및 상기 발열부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 급수부의 급수 시 상기 수위의 상승을 소정 높이 이하로 제한하도록 상기 수용공간의 내부의 상기 소정 높이에 상기 액체가 유출되는 유출구가 형성되고,
    상기 제1 온도센서는 상기 유출구 아래에 설치되는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 발열부가 소정 온도 이상 과열되는 경우, 상기 발열부 측으로 공급되는 전류를 차단하도록 열 변형되는 바이메탈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 수위가 상기 제1 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 상기 급수부가 상기 수용공간 측으로 상기 액체를 급수하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 수위가 상기 제2 온도센서의 설치 높이 이하인 것으로 판단되는 경우, 상기 발열부의 작동을 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 온도센서 아래에 설치되는 제2 온도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 온도센서와 상기 제2 온도센서로부터 각각 수신된 제1 온도 정보와 제2 온도 정보 사이의 차이에 기초하여 상기 수위를 판단하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 단위 시간당 온도 변화율 값에 기초하여 상기 수위를 판단하는 것을 특징으로 하는 열탕식 히터.
  9. 의류가 배치되는 처리 공간이 형성된 하우징부; 및
    상기 하우징부의 내부에 증기를 공급하는 열탕식 히터;를 포함하고,
    상기 열탕식 히터는,
    내부에 액체가 수용되는 수용공간을 구비하는 하우징;
    상기 하우징과 연통되어 상기 수용공간 측으로 상기 액체를 급수하는 급수부;
    상기 수용공간 내에 설치되며, 상기 액체를 가열하도록 상기 액체에 의해 적어도 일부가 침지되는 발열부;
    상기 발열부의 상부가 상기 액체에 의해 침지되면 상기 액체의 온도를 감지하고, 상기 발열부의 상기 상부가 노출되면 상기 수용공간 내에 위치하는 기체의 온도를 감지하도록, 상기 발열부의 상기 상부에 상응하는 높이에 설치되는 제1 온도 센서; 및
    상기 제1 온도센서로부터 감지된 온도 정보에 기초하여 상기 발열부의 상기 상부가 상기 액체에 의해 침지되었는지 또는 상기 기체에 노출되었는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 급수부 및 상기 발열부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류 청정기.
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