JP7319002B2 - 電極発熱体及びこれを含む電極発熱デバイスと、これに適用される漏電防止制御方法 - Google Patents

電極発熱体及びこれを含む電極発熱デバイスと、これに適用される漏電防止制御方法 Download PDF

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Description

本発明は電極発熱体係り、より詳しくは、伝導体の多重構造を通じて発熱機能をより向上させた電極発熱体及びこれを含む電極発熱デバイスとこれに適用される漏電防止制御方法に関する。
一般に、水を加熱する電気ボイラーは電極型、抵抗型及び熱線型などが広く使われている。
電極型は水自体を電気低抗体にして電極の間に電流を通してジュール（Ｊｏｕｌｅ）熱を発生させることによって水を加熱し、抵抗型または熱線型は水の中に直接または間接的に金属抵抗線を入れて、その発熱を利用する方式を利用している。
しかし、電気ボイラーに使われる従来の電極型発熱体は単純に陽極（＋）と陰極（‐）の１個のレイヤー（ｌａｙｅｒ）構造であって、効率的に水を加熱することができないため、より効率的に水を加熱することができる電極型発熱構造が必要な実情である。
本発明は伝導体の多重構造を通じて発熱機能をより向上させた電極発熱体及びこれを含む電極発熱デバイスと、これに適用される漏電防止制御方法を提供するためのものである。
本発明の一側面によると、デバイスハウジング；中央伝導体、前記中央伝導体の内側に間隙をなすように配置される内部伝導体、前記中央伝導体の外側に間隙をなすように配置される外部伝導体を含み、前記デバイスハウジングの内部に収納設置される電極発熱体；前記デバイスハウジングの内部に収納設置され、前記電極発熱体の電極に電源を印加して前記電極発熱体の発熱動作を制御する制御ボード；を含む電極発熱デバイスが提供される。
本発明の実施例において、前記電極発熱体の前記中央伝導体は、板型の第１ボディー部；及び前記第１ボディー部の一側に突出形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源のいずれか一つの電源が印加される第１電源印加部；を含み、
前記電極発熱体の前記内部伝導体は、前記外部伝導体の表面の中央部に一体型または分離型に形成される棒形で形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源の中で他の一つの電源が印加され、
前記電極発熱体の前記外部伝導体は、前記外部伝導体の表面の中で前記内部伝導体が形成される部位の周辺に水が流入される複数の流入孔が形成され、前記第１ボディー部が収納されて第１ボディー部の外側に間隙をなすように配置される第２ボディー部；及び前記第２ボディー部の一側に突出形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源の中で他の一つの電源が印加される第２電源印加部；を含むことができる。
本発明の実施例において、前記制御ボードは、前記電極発熱体の電極に電源を印加するための電極発熱体回路部；前記電極発熱体回路部の漏れ電流を検出する漏れ電流検出機；前記漏れ電流の検出によって逆相リレーを作動して漏れ電流を取り除く交流相制御機；を含むことができる。
本発明の実施例において、前記デバイスハウジングは、ハウジング底面中央の内側に前記電極発熱体を収納するための収納空間；前記ハウジング底面の前記収納空間を閉鎖するように設置され、プレート面に複数の水の流入孔が設けられるカバープレート；前記ハウジング底面の中で前記カバープレートの周辺四方に溝形態で設けられ、前記収納空間と連通する複数の連通路；を含むことができる。
本発明の実施例で、前記デバイスハウジングの側壁または底面に少なくとも一つ設置され、前記電極発熱体によって発生された熱が外部へ伝わることを促進させるための対流手段；をさらに含むことができる。
このとき、前記制御ボードは前記対流手段の動作を制御するための駆動回路を含むことができる。また、前記対流手段は、超音波発生器、高周波発生器、気泡発生器、エアポンプ、ウォーターポンプ、プロペラの中で少なくとも一つを含むことができる。
本発明の実施例において、前記デバイスハウジングは、全体的な形状が船模様の外観を持ち、ハウジングの上部が水の上を浮遊できる範囲の比重及び体積を持つように製作され、前記デバイスハウジングには前記制御ボードの動作制御によって前記電極発熱体の動作状態を確認することができる視覚的インジケーターが設置されることができる。
本発明の実施例による電極発熱体は板型伝導体を使用して電極発熱体の厚さを最小化して小型化し、陽（＋）の伝導体を陰（‐）の伝導体で包む構造を通じて効率的に水を加熱することができる。また、従来の電極発熱体が単純に陽極（＋）と陰極（‐）の１個のレイヤー（ｌａｙｅｒ）構造であることに対して、本発明の一実施例による電極発熱体は陽（＋）の電極体である中央伝導体を陰（‐）の電極体である内部伝導体と外部伝導体が包む構造と、上部キャップと下部キャップの多重レイヤー構造を通じてより効率的な水の加熱が可能である。
また、本発明の実施例による電極発熱体は、両側の上部キャップと下部キャップに形成される流入孔を通じて水の流入を容易にし、上部キャップと下部キャップの分離型または一体型で構成されるサンドイッチ構造を通じて水と電極の間の接触面積で最大化してより効果的に水を加熱することができる。
また、本発明の実施例による電極発熱体は、各表面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のような電気が流れることができながら、内部電極を保護するコーティングを形成して浮遊物の生成を防ぐことができる。
また、本発明の実施例による電極発熱体は陽極（＋）と陰極（‐）電極の間での水分子の振動とイオン化によって発生する酸素（Ｏ２）を利用して殺菌作用を提供し、Ｈ（水素）による水の軟水化及び植物の成長促進を提供することができる。
また、本発明の実施例による電極発熱体に適用される漏電防止制御方法によると、漏れ電流感知、逆相による水内の漏れ電流発生時の交流（ＡＣ）の相を逆に変えて正常に作ることで、漏電を相殺させることができる効果がある。
また、本発明の実施例による電極発熱体を含む電極発熱デバイスによると、水の対流及び循環を手伝う対流手段を含むことによって、水を早く温めることができて全体エネルギー効率を高めることができる効果がある。
本発明の一実施例による電極発熱体の斜視図である。 本発明の一実施例による電極発熱体の分解斜視図である。 本発明の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明の一実施例による電極発熱体の外観図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の斜視図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の分解斜視図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の斜視図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の分解斜視図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の外観図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の外観図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の上面図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体の断面図である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明のまた他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明のまた他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。 本発明の電極発熱体の電流制御と係って漏電相制御機を示す図面。 本発明の電極発熱体の電流制御と係って漏電相制御機を示す図面。 本発明の電極発熱体の電流制御と係って交流相制御機の動作原理を説明するための図面。 本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面。 本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面。 本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面。 本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面。 本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面。 本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面。
本発明は多様な変換を加えることができ、様々な実施例を持つことができるので、特定実施例を図面に例示して詳細な説明で詳しく説明する。しかし、これは本発明を特定実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものとして理解しなければならない。
本発明を説明するにあたり、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にすることがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、本明細書の説明過程で利用される数字（例えば、第１、第２など）は一つの構成要素を他の構成要素と区分するための識別記号に過ぎない。
また、明細書全体において、一つの構成要素が他の構成要素と「繋がる」か、または「接続される」などと言及されたときは、前記一つの構成要素が前記他の構成要素と直接繋がったり、または直接接続されることもあるが、特に反対の記載が存在しない以上、途中でまた他の構成要素を媒介にして繋がったり、または接続されることもあると理解しなければならない。また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例による電極発熱体の斜視図で、図２は本発明の一実施例による電極発熱体の分解斜視図で、図３は本発明の一実施例による電極発熱体を説明するための図面で、図４は本発明の一実施例による電極発熱体の外観図である。
図１ないし図３を参照すれば、本発明の一実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０及び下部キャップ１５０を含んで構成されることができる。
本発明の一実施例による電極発熱体１００は、陽（＋）の伝導体と陰（‐）の伝導体によって速かに水を加熱することができる。
本発明の一実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０及び下部キャップ１５０は伝導体で構成され、より具体的に、ステンレス、アルミニウム、銅、鋳物、黄銅、青銅、カーボンなどの伝導性材料で構成されることができる。
本発明の一実施例によると、前記中央伝導体１１０は陽（＋）の電源が印加される陽（＋）の伝導体で構成され、前記中央伝導体１１０の内側の内部伝導体１２０には陰（‐）の電源が印加されることができるし、前記中央伝導体１２０の外側の外部伝導体１３０にも同様に陰（‐）の電源が印加されて陰（‐）の伝導体で構成されることができる。
このとき、内部伝導体１２０は前記中央伝導体１１０の内側に間隙をなすように配置され、外部伝導体１３０は前記中央伝導体１１０の外側に間隙をなすように配置され、陽（＋）の電極である中央伝導体１１０と陰（‐）の電極である内部伝導体１２０、外部伝導体１３０の間には相互絶縁される。
また、前記中央伝導体１１０は板型リング形態の第１ボディー部１１１と、前記第１ボディー部１１１から延長されて陽（＋）の電源が印加される板型棒形態の第１電源印加部１１２を含んで構成されることができるし、前記外部伝導体１３０は前記第１ボディー部１１０の外側に間隙をなすように配置される第２ボディー部１３１と、前記第２ボディー部１３１から延長されて陰（‐）の電極の印加を受ける第２電源印加部１３２を含んで構成されることができる。
また、前記内部伝導体１２０は前記上部キャップ１４０の表面に一体型で構成されたり分離型で構成されることができるし、棒形または前記第１ボディー部１１１の内側方向に一定間隙の板型リング形態で形成されて陰（‐）の電源が印加されるように構成されることができる。
そのうえ、本発明の一実施例による電極発熱体１００は上部キャップ１４０及び下部キャップ１５０をさらに含んで構成される。
上部キャップ１４０は表面に水が流入される複数の流入孔１４１が形成され、前記外部伝導体１３０の一側面に結合されるし、下部キャップ１５０の表面にも水が容易に流入されるように複数の流入孔１５１が形成され、前記外部伝導体１３０の他側面に結合されることができる。
それによって、前記上部キャップ１４０及び前記下部キャップ１５０は相互結合されて前記中央伝導体１１０、前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０を収納することができる。
このように、本発明の一実施例による電極発熱体１００は、陽（＋）の電極体である中央伝導体１１０を陰（‐）の電極体である内部伝導体１２０と外部伝導体１３０が包む構造を通じてより効果的な加熱を提供することができる。
また、従来の電極発熱体が単純に陽極（＋）と陰極（‐）の１個のレイヤー（ｌａｙｅｒ）構造であることに対して、本発明の一実施例による電極発熱体１００は上部キャップ１４０と下部キャップ１５０の多重レイヤー構造を通じてより効率的な加熱が可能である。
また、本発明の一実施例による電極発熱体１００は、両方の上部キャップ１４０と下部キャップ１５０に形成される流入孔１４１、１５１を通じて水の流入を容易にし、上部キャップ１４０と下部キャップ１５０の分離型または一体型で構成されるサンドイッチ構造を通じて水と電極との間の接触面積で最大化して、より効果的に水を加熱することができる。
このように、本発明の一実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０、下部キャップ１５０を所定の厚さの板型で構成し、陽（＋）の電極体である中央伝導体１１０を陰（‐）の電極体である内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０、下部キャップ１５０が包む構造を通じて、電極発熱体１００の厚さを最小化すると同時に効率的な水の加熱が可能である。
一方、本発明の一実施例による電極発熱体１００は、各表面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のような電気が流れることができながら、内部電極を保護するコーティングを形成して浮遊物の生成を防ぐことができる。
また、図４を参照すれば、本発明の一実施例による電極発熱体１００は第１電源印加部１１２と第２電源印加部１３２とが収容される電源コネクタ１０１を通じて電源部（未図示）から電源が印加されるように構成されることができる。
図５は本発明の他の一実施例による電極発熱体の斜視図で、図６は本発明の他の一実施例による電極発熱体の分解斜視図である。
以後は、図５及び図６を参照して本発明の他の一実施例による電極発熱体の構成を説明する。
図５及び図６の実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０を含んで構成されることができる。
このとき、前記電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０が伝導体で構成され、より具体的に、ステンレス、アルミニウム、銅、鋳物、黄銅、青銅、カーボンなどの伝導性材料で構成されることができる。
前記中央伝導体１１０は陽（＋）の電源が印加され、前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０は陰（‐）の電源が印加され、前記中央伝導体１１０は前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０と絶縁されるように構成される。
また、前記外部伝導体１３０は表面に水が流入される複数の流入孔が形成され、前記内部伝導体１２０は前記外部伝導体の表面に一体型で構成されたり分離型で構成され、その形態は棒形板型リング形態で形成されることができる。
図７は本発明の他の一実施例による電極発熱体の斜視図で、図８は本発明の他の一実施例による電極発熱体の分解斜視図で、図９は本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面で、図１０及び図１１は本発明の他の一実施例による電極発熱体の外観図である。
図７ないし図９を参照すれば、本発明の他の一実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０及び下部キャップ１５０を含んで構成されることができる。
本発明の他の一実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０及び下部キャップ１５０は伝導体で構成され、より具体的に、ステンレス、アルミニウム、銅、鋳物、黄銅、青銅、カーボンなどの伝導性材料で構成されることができる。
本発明の他の一実施例によると、前記中央伝導体１１０は陽（＋）の電源が印加される陽（＋）の伝導体で構成され、前記中央伝導体１１０の内側の内部伝導体１２０には陰（‐）の電源が印加されることができるし、前記中央伝導体１２０の外側の外部伝導体１３０にも同様に陰（‐）の電源が印加されて陰（‐）の伝導体で構成されることができる。
このとき、内部伝導体１２０は前記中央伝導体１１０の内側に間隙をなすように配置され、外部伝導体１３０は前記中央伝導体１１０の外側に間隙をなすように配置され、陽（＋）の電極である中央伝導体１１０と陰（‐）の電極である内部伝導体１２０、外部伝導体１３０の間には相互絶縁される。
このとき、図７ないし図１１の実施例による電極発熱体１００は長方形の外観を持つように構成されることができる。
すなわち、前記中央伝導体１１０は板型四角リング形態の第１ボディー部１１１と、前記第１ボディー部１１１から延長されて陽（＋）の電源が印加される板型棒形態の第１電源印加部１１２を含んで構成されることができるし、前記外部伝導体１３０は前記第１ボディー部１１０の外側に間隙をなすように配置される第２ボディー部１３１と、前記第２ボディー部１３１から延長されて陰（‐）の電極の印加を受ける第２電源印加部１３２を含んで構成されることができる。
また、前記内部伝導体１２０は、前記上部キャップの表面に一体型または分離型の棒形で形成され、陰（‐）の電源が印加されるように構成されることができる。
さらに、本発明の一実施例による電極発熱体１００は上部キャップ１４０及び下部キャップ１５０をさらに含んで構成される。
上部キャップ１４０は表面に水が流入される複数の流入孔１４１が形成され、前記外部伝導体１３０の一側面に結合されるし、下部キャップ１５０の表面にも水が容易に流入されるように複数の流入孔１５１が形成され、前記外部伝導体１３０の他側面に結合されることができる。
それによって、前記上部キャップ１４０及び前記下部キャップ１５０は相互結合されて前記中央伝導体１１０、前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０を収納することができる。
このように、本発明の他の一実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０、下部キャップ１５０を所定の厚さの板型で構成し、陽（＋）の電極体である中央伝導体１１０を陰（‐）の電極体である内部伝導体１２０、外部伝導体１３０、上部キャップ１４０、下部キャップ１５０が包む構造を通じて、電極発熱体１００の厚さを最小化すると同時に効率的な水の加熱が可能である。
一方、本発明の一実施例による電極発熱体１００は、各表面にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のような電気が流れることができながら、内部電極を保護するコーティングを形成して浮遊物の生成を防ぐことができる。
また、図１０及び図１１を参照すれば、本発明の他の一実施例による電極発熱体１００は、第１電源印加部１１２と第２電源印加部１３２とが収容される電源コネクタ１０１を通じて電源部（未図示）から電源が印加されるように構成されることができる。
図１２は本発明の他の一実施例による電極発熱体の上面図で、図１３は本発明の他の一実施例による電極発熱体の断面図である。
図１２及び図１３の実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０を含んで構成されることができる。
前記中央伝導体１１０は陽（＋）の電源が印加され、前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０は陰（‐）の電源が印加され、前記中央伝導体１１０は前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０と絶縁されるように構成される。
このとき、前記中央伝導体１１０は表面に水が流入される複数の流入孔が形成される円筒形構造で構成されることができるし、前記内部伝導体１２０は前記中央伝導体１１０の内側に挿入される棒または円筒形態で構成されることができるし、前記外部伝導体１３０は表面に水が流入される複数の流入孔が形成されて前記中央伝導体１１０を収納する円筒形構造で構成されることができる。
また、上部には水が流入される複数の流入孔が形成された上部キャップ１４０が結合されることができるし、このとき、前記内部伝導体１２０は前記上部キャップ１４０の表面に一体型で構成されたり分離結合される構造で構成されることができる。
図１４は本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。
図１４の実施例による電極発熱体１００は中央伝導体１１０及び内部伝導体１２０を含んで構成されることができる。
このとき、前記中央伝導体１１０はリング型または板型リング型で形成されることができるし、前記内部伝導体１２０は前記中央伝導体１１０の内側に挿入される棒または円筒形態で構成されることができる。
また、上部には水が流入される複数の流入孔が形成された上部キャップ１４０が結合されることができるし、このとき、前記内部伝導体１２０は前記上部キャップ１４０の表面に一体型で構成されたり分離結合される構造で構成されることができる。
図１５及び図１６は本発明の他の一実施例による電極発熱体を説明するための図面である。
図１５及び図１６の実施例による電極発熱体１００は、中央伝導体１１０、内部伝導体１２０、外部伝導体１３０を含んで構成されることができる。
前記中央伝導体１１０は陽（＋）の電源が印加され、前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０は陰（‐）の電源が印加され、前記中央伝導体１１０は前記内部伝導体１２０及び前記外部伝導体１３０と絶縁されるように構成される。
このとき、前記中央伝導体１１０は表面に水が流入される複数の流入孔が形成される円筒形構造で構成されることができるし、前記内部伝導体１２０は前記中央伝導体１１０の内側に挿入される棒または円筒形態で構成されることができるし、前記外部伝導体１３０は表面に水が流入される複数の流入孔が形成されて前記中央伝導体１１０を収納する円筒形構造で構成されることができる。
それによって、図１５及び図１６の実施例による電極発熱体１００はそれぞれの前記中央伝導体１１０と前記内部伝導体１２０はそれぞれ複数の発熱構造物Ａを構成し、より効率的に水を加熱することができる。
また、図１６に示すように、前記複数の発熱構造物Ａの間の空間には補助伝導体１６０が配置され、より効率的な水の加熱を可能にすることができる。
同時に、上部には水が流入される複数の流入孔が形成された上部キャップがさらに結合されることができるし、このとき、前記内部伝導体１２０は前記上部キャップの表面に一体型で構成されたり分離結合される構造で構成されることができる。同様に、外部伝導体１３０の下部には複数の流入孔が形成された下部キャップがさらに結合されることができる。
上述した構造と係って、他の構造としては図１７及び図１８に示すような本発明のまた他の一実施例による電極発熱体構造を採用することもできる。図１７及び図１８の構造によるとき、（‐）極の外部にある電極は底の方にある孔以外も側面の両側に２個の孔があるが（このとき、側面の孔は１個であってもよく、３個以上であってもよい）、これは水の流れをもっとよくするための構造になる。
すなわち、図１７及び図１８を参照すれば、本発明の実施例による電極発熱体１００において、中央伝導体１１０は板型の四角リング形態の第１ボディー部１１１；及び第１ボディー部１１１の一側に突出形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源のいずれか一つの電源が印加される第１電源印加部１１２；を含む。
また、内部伝導体１２０は、外部伝導体１３０の表面の中央部に一体型または分離型で形成される棒形で形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源の中で他の一つの電源が印加されることができる。
また、外部伝導体１３０は、表面中に内部伝導体１２０が形成される部位の周辺に水が流入される複数の流入孔が形成され、第１ボディー部１１１が収納され、第１ボディー部１１１の外側に間隙をなすように配置される第２ボディー部１３１；及び第２ボディー部１３１の一側に突出形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源の中で他の一つの電源が印加される第２電源印加部１３２；を含むことができる。
上述したように、本発明の実施例による電極発熱体は板型伝導体を使って電極発熱体の厚さを最小化して小型化し、陽（＋）の伝導体を陰（‐）の伝導体で包む構造を通じて効率的に水を加熱することができるし、従来の電極発熱体が単純に陽極（＋）と陰極（‐）の１個のレイヤー（ｌａｙｅｒ）構造であることに対し、本発明の一実施例による電極発熱体は、陽（＋）の電極体である中央伝導体を陰（‐）の電極体である内部伝導体と外部伝導体が包む構造と、上部キャップと下部キャップの多重レイヤー構造を通じてより効率的な水の加熱が可能である。
また、本発明の実施例による電極発熱体は両側の上部キャップと下部キャップに形成される流入孔を通じて水の流入を容易にし、上部キャップと下部キャップの分離型または一体型で構成されるサンドイッチ構造を通じて水と電極との間の接触面積で最大化してより効果的に水を加熱することができる。
図１９及び図２０は本発明の電極発熱体の電流制御と係って漏電相制御機を示す図面で、図２１及び図２２は本発明の電極発熱体の電流制御と係って交流相制御機の動作原理を説明するための図面である。
一般に、ＡＣ電流の場合、上下に＋相と‐相が変わり続く波の放物線をグラフで描くようになるが、接地がよくできない場合は感電の問題が発生することもある。
ただし、３相を使用したり、ニュートラルを含ませて相（ｐｈａｓｅ）が変わる問題点を解消することもできるが、このようなケースでも、もし製品側＋‐と電気側＋‐が違うように会うと、このときも漏洩が生じるし、漏電による感電危険は存在することがある。
特に、電極体が水に入って水を電気分解することで、水の内の分子構造を変形させたり、振動、衝突させて熱を出す電極発熱体製品の場合、漏れ電流による問題がもっと大きく作用することがある。
したがって、電極発熱体製品での漏れ電流による問題点を解決するために、本発明では漏れ電流が発生する状況を自動に検出してこれを逆相に変える回路システムを通じて漏れ電流をなくし、また、もしこのような漏電の問題が持続的に発生すれば、自動にシステムをオフ（ｏｆｆ）させることで安全性を確保できるようにする。
図１９の漏電相制御機において、正常の場合、端子Ｌ、端子Ｎが正常にＨｅａｔｅｒに繋がった場合、漏れ電流が流れない。一方、図２０のように逆相の場合、端子Ｌ、端子Ｎが非正常的（逆相：Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｐｈａｓｅ）に繋がった場合、漏れ電流が発生し、映像変流機（ＺＣＴ、Ｚｅｒｏ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）で漏れ有無が検出される。
図２１及び図２２を参照するとき、本発明の交流相制御機は、１）映像変流機（ＺＣＴ）で漏れ電流検出、２）漏れ電流が１ｍＡ以上の場合、逆相リレー作動して、正常に変更されて漏れ電流除去、３）持続的に試みてだめな場合、全電源シャットダウン過程で動作される。
図２３ないし図２８は本発明の実施例による電極発熱デバイスを説明するための図面である。
図２３ないし図２８を参照すれば、電極発熱デバイス２００は、デバイスハウジング２１０；前記デバイスハウジングの内部に収納設置される電極発熱体１００；前記デバイスハウジングの内部に収納設置され、前記電極発熱体の電極に電源を印加して前記電極発熱体の発熱動作を制御する制御ボード２２０；を含む。
ここで、電極発熱体１００は、上述した図１～図１８による各実施例の電極発熱体が利用されることができる。ただし、本例では図１７及び図１８の形態による電極発熱体が設置される場合を例として挙げている。
また、本発明の実施例による電極発熱デバイス２００は上述した図１９～図２２による漏れ電流防止のための回路構成を含むことができる。このために、制御ボード２２０には、前記電極発熱体の電極に電源を印加するための電極発熱体回路部；前記電極発熱体回路部の漏れ電流を検出する漏れ電流検出機（例えば、前記説明における映像変流機（ＺＣＴ）など）；前記漏れ電流の検出によって逆相リレーを作動して漏れ電流を取り除く交流相制御機；が含まれることができる。このとき、電源供給は自体電源によって供給されることもでき、外部電源からケーブル（図２３のＣａｂｌｅ参照）を通じて供給されることもできる。
本発明の実施例において、デバイスハウジング２１０は、ハウジング底面２１０‐２中央の内側に電極発熱体１００を収納するための収納空間２０３；前記ハウジング底面２１０‐２の前記収納空間２０３を閉鎖するように設置され、プレート面に複数の水流入孔が設けられるカバープレート２０５；前記ハウジング底面２１０‐２中、前記カバープレートの周辺に（本例では、前記カバープレート周辺の四方に位置する）に溝形態で設けられ、前記収納空間と連通する複数の連通路２０８；を含むことができる。
このような場合、電極発熱体によって水が熱くなる部分に前述した溝を適用することで水がもっとよく広がるようにすることができ、熱くなった水が集まった状態で圧が満ちるようになるが、前述した溝（本図面ではアーチ型の溝）によって水滴を発生させ、水の循環を助けることもできる。
また、本発明の実施例において、前記デバイスハウジング２１０の側壁２１０‐３または底面２１０‐２に一つまたは複数個設置され、電極発熱体１００によって発生された熱が外部に伝わることを促進させるための対流手段２３０；をさらに含むことができる。
このとき、制御ボード２２０は前記対流手段２３０の動作を制御するための駆動回路を含むことができる。また、前記対流手段２３０は、超音波発生器（図２７参照）、高周波発生器、気泡発生器（すなわち、エアレーター、図２８参照）、エアポンプ、ウォーターポンプ、プロペラの少なくとも一つを含むことができる。以外にも流体の対流を誘導する多様な対流手段が適用されることができることは勿論である。図２７の場合、対流手段として超音波発生器が採用されたケースを示し、このとき、超音波発生器は超音波振動子２３０ａ及び振動プレート２３０ｂで構成されることができる。ここで、振動プレート２３０ｂは、超音波振動子２３０ａで発生した超音波を外部に拡張させる役目をする。また、図２８の場合、気泡発生器が採用されたケースを示し、この場合、多孔性プレートを通じて外部の水は内部に入ることができず、発生された気泡を外部に吐出させることができる。
上述したように、対流手段２３０をさらに備えることで、電極発熱体を通じて温まった水が対流したり、気泡などの発生で水が循環され、全体的に水がより一層温まる。すなわち、本発明において、電極発熱体は水分子を活性化させ、イオン化して分子間の衝突によって熱を発生させ、これによって水と触れ合う面積付近で最も高い熱を作って、これが段々広がることにおいて、短い時間内では極小部位辺りのみ熱たくなるため、対流手段２３０を置いて熱い水がよく混ざるようにするためである。
また、本発明の実施例において、前記デバイスハウジング２１０は、全体的な形状が船模様の外観を持ち、ハウジングの上部が水の上を浮遊することができる範囲の比重及び体積を持つように製作されることができる。ただし、本発明において、デバイスハウジングの形状には特に制限がないことは勿論である。
また、本発明の実施例において、前記デバイスハウジング２１０の上面２１０‐１には前記制御ボードの動作制御によって前記電極発熱体の動作状態を確認することができる視覚的インジケーター（図２３のＩｎｄｉｃａｔｉｏｒ参照、例えば、ＬＥＤなど）が設置されることができる。ただし、視覚的インジケーターの設置位置はこれに限定されず、ハウジングの側壁、ハウジングの底面など多様であることは勿論である。
以上、本発明の実施例を参照して説明したが、該当技術分野における通常の知識を有する者であれば下記の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることを容易に理解することができる。

Claims (7)

  1. 電極発熱デバイスとして、
    デバイスハウジング；
    中央伝導体、前記中央伝導体の内側に間隙をなすように配置される内部伝導体、前記中央伝導体の外側に間隙をなすように配置される外部伝導体を含み、前記デバイスハウジングの内部に収納設置される電極発熱体；
    前記デバイスハウジングの内部に収納設置され、前記電極発熱体の電極に電源を印加して前記電極発熱体の発熱動作を制御する制御ボード；
    を含む電極発熱デバイス。
  2. 前記電極発熱体の前記中央伝導体は、
    板型の第１ボディー部；及び前記第１ボディー部の一側に突出形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源のいずれか一つの電源が印加される第１電源印加部；を含み、
    前記電極発熱体の前記内部伝導体は、
    前記外部伝導体表面の中央部に一体型または分離型で形成される棒形で形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源の中で他の一つの電源が印加され、
    前記電極発熱体の前記外部伝導体は、
    前記外部伝導体の表面中、前記内部伝導体が形成される部位の周辺に水が流入される複数の流入孔が形成され、前記第１ボディー部が収納され、第１ボディー部の外側に間隙をなすように配置される第２ボディー部；及び前記第２ボディー部の一側に突出形成され、陽（＋）の電源及び陰（‐）の電源の中で他の一つの電源が印加される第２電源印加部；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電極発熱デバイス。
  3. 前記制御ボードは、
    前記電極発熱体の電極に電源を印加するための電極発熱体回路部；
    前記電極発熱体回路部の漏れ電流を検出する漏れ電流検出機；
    前記漏れ電流の検出によって逆相リレーを作動して漏れ電流を取り除く交流相制御機；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電極発熱デバイス。
  4. 前記デバイスハウジングは、
    ハウジング底面中央の内側に前記電極発熱体を収納するための収納空間と、
    前記ハウジング底面の前記収納空間を閉鎖するように設置され、プレート面に複数の水流入孔が設けられるカバープレートと、
    前記ハウジング底面中、前記カバープレートの周辺に溝形態で設けられ、前記収納空間と連通する複数の連通路を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電極発熱デバイス。
  5. 前記デバイスハウジングの側壁または底面に少なくとも一つ設置され、前記電極発熱体によって発生された熱が外部に伝わることを促進させるための対流手段；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の電極発熱デバイス。
  6. 前記制御ボードは前記対流手段の動作を制御するための駆動回路を含み、
    前記対流手段は、
    超音波発生器、高周波発生器、気泡発生器、エアポンプ、ウォーターポンプ、プロペラの中で少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の電極発熱デバイス。
  7. 前記デバイスハウジングは、
    全体的な形状が船模様の外観を持ち、ハウジング上部が水の上を浮遊することができる範囲の比重及び体積を持つように製作され、
    前記デバイスハウジングには前記制御ボードの動作制御によって前記電極発熱体の動作状態を確認することができる視覚的インジケーターが設置されることを特徴とする、請求項１に記載の電極発熱デバイス。

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