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KR101743768B1 - 전기 온수 시스템 - Google Patents

전기 온수 시스템 Download PDF

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KR101743768B1
KR101743768B1 KR1020117022818A KR20117022818A KR101743768B1 KR 101743768 B1 KR101743768 B1 KR 101743768B1 KR 1020117022818 A KR1020117022818 A KR 1020117022818A KR 20117022818 A KR20117022818 A KR 20117022818A KR 101743768 B1 KR101743768 B1 KR 101743768B1
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KR
South Korea
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water
hot water
cathode
electric hot
heating element
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KR1020117022818A
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Inventor
잇센 비엘스트라
Original Assignee
코닌클리케 필립스 엔.브이.
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Publication date
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Abstract

제한된 물때 침전을 가진 전기 온수 시스템(101)은, 물을 수용하고 가열될 물을 위한 내부 저장 공간을 한정하는 용기(102)를 포함한다. 상기 내부 저장 공간에 저장된 물은 내부 저장 공간에 존재하는 전가 가열 소자(104)에 의해 가열될 수 있다. 또한, 음극 소자(106)와 양극 소자(105) 사이에 전위차를 형성하도록 DC 전원(107)에 연결되거나 또는 연결 가능한 양극 소자(105)와 음극 소자(106)가 제공된다. 음극 소자(106)는 가열 소자(104)에 인접하여 내부 저장 공간에 위치된다.

Description

전기 온수 시스템{ELECTRICAL WATER HEATING SYSTEM}
본 발명은 물을 수용하고 가열될 물을 위한 내부 저장 공간을 한정하고 상기 내부 저장 공간에 저장된 물을 가열하기 위한 전기 가열 소자를 갖는 용기, 및 음극 소자와 양극 소자 사이에 전위차를 생성하도록 DC 전원에 연결되거나 또는 연결 가능한 양극 소자 및 음극 소자를 포함하는 전기 온수 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 가열될 물을 안내하고 내부벽을 갖는 중공체, 상기 내부벽에 부착되는, 물을 가열하기 위한 전기 가열 소자, 및 음극 소자와 양극 소자 사이에 전위차를 생성하도록 DC 전원에 연결되거나 또는 연결 가능한 양극 소자 및 음극 소자를 포함하는 전기 온수 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전기 온수 시스템을 포함하는 주전자(water kettle)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전기 온수 시스템을 포함하는 커피메이커에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전기 온수 시스템을 포함하는 다리미에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전기 온수 시스템을 포함하는 세탁기에 관한 것이다.
일반적으로 공지된 바와 같이, 물때(scale), 전형적으로 탄산칼슘은 이러한 시스템들의 사용 동안 온수 시스템에 형성된다. 수반되는 기본 화학 반응은 Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O이다. 특히, 높은 경도의 물은 물때 침적을 형성하는 높은 성향을 가진다. 물에 용해되고 경도에 반응 가능한 가장 중요한 원소는 Ca2+-이온, Mg2+-이온, 및 HCO3 --이온들이다. 물의 전체 경도(DH)는 5.6 승산된 리터당 밀리몰 Ca2+-이온 및 Mg2+-이온의 전체 수로서 정의된다. 임시 경도는 2.8배의 리터당 밀리몰 HCO3 --이온의 수에 의해 정의된다.
물에서의 물때의 용해성은 온도 증가와 함께 감소한다. 결과적으로, 가열 소자들과 같은 특히 뜨거운 표면들은 물때에 의해 덮여지기 쉽다. 또한, 물때는 금속 표면들 상에 특히 잘 침전한다. 전형적인, 전기 온수 시스템들에서, 가열 소자는 금속으로 만들어진다. 이러한 금속 물 가열 소자는 운용(operational use) 동안 금속 표면과 고온 표면을 조합함으로써 물때가 침전하기 매우 쉽게 된다. 가열 소자 상에서의 물때 침전은 가열 소자의 열효율을 감소시키고, 그러므로, 전기 온수 시스템의 전체 효율을 감소시킨다.
본 발명의 기술 분야에서, 가열 요소 상에서의 물때의 침전을 방지하도록 전기화학적 접근이 제안되었다. 예를 들어, US 6,871,014 B2(특허문헌 1)는 소위 음극 방식(cathodic prevention)을 구비한 전기 온수기를 개시한다. 음극 방식은 대체로 전기화학 전지의 음극으로서 작업하도록 하는 것에 의해 금속 표면의 부식을 제어하는 개념을 위하여 사용되는 명칭이다. US 6,871,014 B2의 문맥에서, 음극 방식은 온수기 내부벽과 가열 소자 사이에 전위차를 생성하는 것에 의해 실행되며, 온수기 내부벽은 음극 소자로서 작용하며, 가열 요소는 양극 소자로서 작용한다. 이러한 구성에서, US 6,871,014 B2에 따라서, 온수기 내부벽의 부식은 온수기 벽에서 부식을 발생하는 것을 방지하는 전기화학 효과로서 방지된다. 동시에, H+-이온들은 양극 소자로서 작용하는 가열 소자에서 형성되고, 가열 소자 가까이에서 물때가 형성되는 것을 방지한다. 그러나, 이러한 구성에서, 가열 소자는 산화하기 쉽고, 높은 산화방지 금속으로 만들어질 필요가 있다.
온수기 벽이 음극 소자로서 작용함으로써, OH--이온들이 온수기 내부벽 가까이에 형성되고, CO3 2--이온으로의 HCO3 --이온의 변환으로 인하여 온수기 내부벽에서의 물때의 침전을 이끈다. 이러한 것은 물때가 특정 범위까지 음극 소자로서 작용하는 온수기 내부벽을 전기적으로 절연함으로써 전기 효율의 감소를 초래한다. 이러한 것은 이러한 효과를 방지하도록 규칙적인 적절한 청소를 요한다. 또한, 침전된 물때는 온수기 내부벽의 불결한 외관을 초래하게 된다.
특허문헌 1 : US 6,871,014 B2
본 발명의 목적은, 가열 소자와 용기 내부벽 상에서 물때 침전이 방지되는, 서두에서 정의된 종류의 물을 수용하기 위한 용기를 포함하는 전기 온수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 한정된 바와 같은 전기 온수 시스템에 의해 실현된다. 특히, 본 발명에 따른 전기 온수 시스템에서, 음극 소자는 가열 소자에 인접한 내부 저장 공간에 있다.
운용시에, OH--이온들은 음극에 형성된다. 동시에, 고온의 가열 소자는 물에서, 특히 가열 소자에 근접하여 난류 유동 패턴을 유발한다. 음극이 가열 소자에 인접함으로써, OH--이온들은 난류가 존재하는 내부 저장 공간의 영역에 형성된다. 이러한 것은 형성된 OH--이온들을 가열된 물과 혼합시킨다. 형성된 OH--이온들은 국부적으로 pH를 증가시키고, 그중 적어도 일부는 HCO3 --이온들을 CO3 2--이온들로 변환시킨다. CO3 2--이온들은 물때를 형성하도록 물에서 존재하는 Ca2+-이온들과 반응한다. 난류는 물에서의 OH--이온들의 양호한 분산을 초래한다. 놀랍게도, 물때는 단지 미세-결정들로서 형성된다. 이러한 미세-결정들은 물에 남아 있으며, 침전하지 않거나 또는 거의 침전하지 않는다. 결정들의 작은 크기로 인하여, 미세-결정들은 물을 더럽히지 않는다. 또한, 물때는 가열 소자 또는 용기 벽을 덮는 것이 방지된다.
양극 소자가 물 용기 또는 물 용기벽에 위치될 수 있거나, 또는 심지어 용기벽과 통합될 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 그러나, 양극 소자는 음극 소자와 가열 소자 사이에 있지 않거나 또는 가열 소자 상에 제공되거나 또는 이와 통합될 수 있다.
유익한 실시예에서, 음극 소자와 가열 소자는 물의 대류를 방해하는 장애물이 없는, 실질적으로 용기에서 중앙에 위치되고, 이에 의해, 물이 음극 소자와 가열 소자 주위에서 자유롭게 유동하는 것을 가능하게 한다. 이러한 것은 형성된 OH--이온의 적절한 혼합에 기여하고, 그러므로 물때 형성의 추가 방지에 기여한다.
DC 전원은 음극 소자와 양극 소자 사이의 일정한 전압차를 산출하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 적용을 통해, DC 전원은 음극 소자와 양극 소자 사이의 일정한 전압차의 지향(orientation)을 유지하는 디바이스로서 정의되며, 전압차의 값은 시간 의존성일 수 있다.
본 발명의 상기 형태의 전기 온수 시스템은 가정용 및 대규모 산업용으로서 모두 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 음극 소자는 가열 소자 상에 제공된다. 이러한 것은 물의 가열 뿐만 아니라 가열 소자에 의해 가열된 물로 인한 난류가 존재하는 위치에서 OH--이온들이 형성되는 것을 보장한다. 이러한 것은 물때 미세-결정들의 형성의 효율을 더욱 개선하고, 이에 의해 형성된 보다 큰 크기의 물때 입자의 양을 감소시켜, 물 오염 및 물때 침전의 더욱 양호한 방지를 이끈다. 또한, 이러한 것은 가열 소자에 대하여 음극 소자를 정확히 위치시키는 디자인 및 제조 노고를 감소시키고, 전기 온수 시스템의 디자인 제조 비용을 감소시킨다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 음극 소자와 가열 소자는 하나의 부품으로 통합되고, 그래서 일체 유닛을 구성한다. 이러한 통합으로 인하여, 가열 소자에 대하여 음극 소자를 적절하게 위치시키는 디자인 노고가 투자되지 않는다. 이러한 것은 디자인 비용을 감소시킨다. 또한, OH--이온들은 가열 소자에 형성되고, 물때 미세-결정의 형성 효율을 더욱 개선한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 양극 소자는 탄소로 만들어진다. 종래 기술, 예를 들어 US 6,871,014 B2로부터 널리 공지된 바와 같이, 백금층을 구비한 티타늄 또는 니오븀 기재가 양극 소자를 형성하기 위해 추천된다. 놀랍게, 실험치들은 탄소 양극을 사용할 때, 대안적인 양극 물질들을 사용할 때보다 물때 예방에 더욱 효과적이라는 것을 보여주었다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 전기 온수 시스템은 가열 소자와 음극 소자를 둘러싸는 물에 난류를 추가하기 위하여 용기의 하부 부분에 위치된, 물에 난류를 추가하기 위한 공구를 포함한다. 물에 난류를 추가하기 위한 공구는 예를 들어 교반기 또는 전기 온수 시스템 내로 분사되는 기류일 수 있다. 용기의 하부 부분에 위치된, 물에 난류를 추가하기 위한 공구는 물에 난류를 추가하기 위한 공구가 사용 동안 전형적으로 물이 채워지는 용기의 영역에 있는 것을 의미한다. 이러한 구성에서, 물에 난류를 추가하기 위한 공구는 운용 동안 가열된 물의 대류를 초래하는 난류에 추가하여 물에서 추가의 난류를 도입한다. 물에 난류를 추가하기 위한 공구에 의해 도입된 이러한 추가 난류는 OH--이온들과 물의 혼합에 기여하고, 이에 의해, 물때 미세-결정의 형성의 효율을 개선하고 형성된 보다 큰 크기의 물때 입자들의 양을 감소시켜, 물 오염 및 물때 침전의 한층 양호한 방지를 이끈다. 또한, OH--이온들의 혼합이 물에 난류의 추가에 의해 개선됨으로써, 예를 들어 물에 추가 난류를 추가하지 않는 경우보다, 양극 소자와 음극 소자 사이에 보다 높은 전위차를 적용하는 것에 의해, 보다 많은 OH--이온들이 형성되는 것이 가능하게 된다. 보다 많은 OH--이온들이 용액에서 이용 가능함에 따라서, 물때 미세-결정 형성 효율이 개선된다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 전기 온수 시스템은 가열 소자가 물을 가열하도록 켜져있으며 DC 전원이 양극 소자와 음극 소자에 전위차를 적용하는 제 1 상태와, 가열 소자와 DC 전원이 스위치오프된 제 2 상태 사이에서 DC 전원과 가열 소자를 실질적으로 동시에 스위칭하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 이 실시예에서, 가열 소자가 사용중이 아닐 때 양극 소자와 음극 소자 사이에는 전압차가 없다. 가열 소자가 사용중이 아닐 때, 물에서 난류를 손실하거나 또는 난류가 없게 된다. 이러한 상황하에서, 전압차가 양극 소자와 음극 소자 사이에 적용될 때, 형성된 OH--이온들은 물을 통해 펴지지 않게 된다. 이러한 것은 증가된 농도의 OH--이온들을 이끈다. 결과적으로, 가까운 가열 소자에 침전할 것 같은 물때가 형성된다. 또한, 음극 소자와 양극 소자 사이의 전압차의 적용을 제한하는 것은 양극 소자의 감소된 부식을 초래한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 양극 소자와 음극 소자는 운용 동안 실질적으로 균질한 전기장을 형성하도록 배열된다. 이러한 균질한 전기장은 음극의 상이한 부분들에서 실질적으로 동일한 양의 OH--이온들의 형성을 초래한다. 그러므로, OH--이온들은 물의 난류에 의해 최적으로 혼합되게 되며, 물때 미세-결정들의 효과적인 형성을 초래한다. 미세-결정들의 이러한 효과적인 형성은 물때 침전의 추가적인 감소를 이끈다. 또한, 물때 미세-결정의 이러한 효과적인 형성은 물을 오염시키지 않는 미세-결정들을 초래한다.
본 발명의 추가의 목적은, 가열 소자와 용기 내부벽 모두에서 물때 침전이 방지되는, 서두에서 정의된 종류의 물을 안내하기 위한 중공체를 포함하는 전기 온수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 청구항 2에서 한정된 바와 같은 전기 온수 시스템에 의해 실현된다. 특히, 본 발명에 따른 전기 온수 시스템에서, 음극 소자는 가열 소자에 인접하여 내부벽에 부착된다.
운용시에, OH--이온들은 음극에서 형성된다. 동시에, 고온의 가열 소자는 특히 가열 소자에 근접한 물에서 난류 유동 패턴을 유발한다. 음극이 가열 소자에 인접하여 있음에 따라서, OH--이온들은 난류가 존재하는 내부 공간의 영역에서 형성된다. 이러한 것은 형성된 OH--이온들을 가열된 물과 혼합시킨다. 형성된 OH--이온들은 국부적으로 pH를 증가시키고, 그 중 적어도 일부는 HCO3 --이온들을 CO3 2--이온들로 변환시킨다. CO3 2--이온들은 물때를 형성하도록 물에서 존재하는 Ca2+-이온들과 반응한다. 난류는 물에서의 OH--이온들의 양호한 분산을 초래한다. 놀랍게도, 물때는 단지 미세-결정들로서 형성된다. 이러한 미세-결정들은 물에 남아 있으며, 침전하지 않거나 또는 거의 침전하지 않는다. 결정들의 작은 크기로 인하여, 미세-결정들은 물을 더럽히지 않는다.
양극 소자가 중공체 또는 중공체 내부벽에 위치될 수 있거나, 또는 심지어 중공체 내부벽과 통합될 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 그러나, 양극 소자는 음극 소자와 가열 소자 사이에 있지 않거나, 또는 가열 소자 상에 제공되거나 또는 이와 통합될 수 있다.
DC 전원은 음극 소자와 양극 소자 사이의 일정한 전압차를 산출하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이러한 적용을 통해, DC 전원은 음극 소자와 양극 소자 사이의 일정한 전압차의 지향을 유지하는 디바이스로서 정의되며, 전압차의 값은 시간 의존성일 수 있다.
본 발명과 같은 타입의 상기 형태의 전기 온수 시스템은 가정용 및 대규모 산업용으로서 모두 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 음극 소자는 가열 소자 상에 제공된다. 이러한 것은 물의 가열 뿐만 아니라 가열 소자에 의해 가열된 물로 인한 난류가 존재하는 위치에서 OH--이온들이 형성되는 것을 보장한다. 이러한 것은 물때 미세-결정들의 형성의 효율을 더욱 개선하고, 이에 의해 형성된 보다 큰 크기의 물때 입자의 양을 감소시켜, 물 오염 및 물때 침전의 더욱 양호한 방지를 이끈다. 또한, 이러한 것은 가열 소자에 대하여 음극 소자를 정확히 위치시키는 디자인 및 제조 노고를 감소시키고, 전기 온수 시스템의 디자인 제조 비용을 감소시킨다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 음극 소자와 가열 소자는 하나의 부품으로 통합되고, 따라서 일체 유닛을 구성한다. 이러한 통합으로 인하여, 가열 소자에 대하여 음극 소자를 적절하게 위치시키는 디자인 노고가 투자되지 않는다. 이러한 것은 디자인 비용을 감소시킨다. 또한, OH--이온들은 가열 소자에 형성되고, 물때 미세-결정의 형성 효율을 더욱 개선한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 음극 소자, 가열 소자 및 내부벽은 하나의 부품으로 통합되고, 따라서 일체 유닛을 구성한다. 이러한 통합으로 인하여, 콤팩트한 전기 온수 시스템이 디자인될 수 있다. 또한, 가열 소자에 대하여 음극 소자를 적절하게 위치시키는 디자인 노고가 투자되지 않는다. 이러한 것은 디자인 비용을 감소시킨다. 또한, OH--이온들은 가열 소자에 형성되고, 물때 미세-결정의 형성 효율을 더욱 개선한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 대안적인 실시예들에서, 가열 소자는 물과 접촉하지 않는 내부벽의 측부에, 예를 들어 내부벽의 외측에 제공된다. 이러한 실시예들에서, 내부벽은 대체로 가열되고, 사실상 전기 온수 시스템을 통하여 유동하는 물에 대하여 가열 소자로서 작용한다. 이러한 종류의 실시예들에서, 내부벽은 대체로 음극 소자로서 작용한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 음극 소자는 탄소로 만들어진다. 종래 기술, 예를 들어 US 6,871,014 B2로부터 널리 공지된 바와 같이, 백금층을 구비한 티타늄 또는 니오븀 기재가 양극 소자를 형성하기 위해 추천된다. 놀랍게, 실험치들은 탄소 양극을 사용할 때, 대안적인 양극 물질들을 사용할 때보다 물때 예방에 더욱 효과적이라는 것을 보여주었다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 전기 온수 시스템은 가열 소자가 물을 가열하도록 켜져있으며 DC 전원이 양극 소자와 음극 소자에 전위차를 적용하는 제 1 상태와 가열 소자와 DC 전원이 스위치오프된 제 2 상태 사이에서 DC 전원과 가열 소자를 실질적으로 동시에 스위칭하기 위한 제어 유닛을 포함한다. 이 실시예에서, 가열 소자가 사용중이 아닐 때, 양극 소자와 음극 소자 사이에는 전압차가 없다. 가열 소자가 사용중이 아닐 때, 물에서의 난류를 손실하거나 또는 난류가 없게 된다. 이러한 상황하에서, 전압차가 양극 소자와 음극 소자 사이에 적용될 때, 형성된 OH--이온들은 물을 통해 펴지지 않게 된다. 이러한 것은 증가된 농도의 OH--이온들을 이끈다. 결과적으로, 가까운 가열 소자에 침전할 것 같은 물때가 형성된다. 또한, 음극 소자와 양극 소자 사이의 전압차의 적용을 제한하는 것은 양극 소자의 감소된 부식을 초래한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 양극 소자와 음극 소자는 운용 동안 실질적으로 균질한 전기장을 형성하도록 배열된다. 이러한 균질한 전기장은 음극의 상이한 부분들에서 실질적으로 동일한 양의 OH--이온들의 형성을 초래한다. 그러므로, OH--이온들은 물의 난류에 의해 최적으로 혼합되게 되며, 물때 미세-결정들의 효과적인 형성을 초래한다. 미세-결정들의 이러한 효과적인 형성은 물때 침전의 추가적인 감소를 이끈다. 또한, 물때 미세-결정의 이러한 효과적인 형성은 물을 오염시키지 않는 미세-결정들을 초래한다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 양극 소자는 실질적으로 중공체의 축선 방향으로 지향된 축 상에 위치된다. 이러한 디자인은 실시를 용이하게 하고, 이는 전기 온수기의 디자인 및 제조 비용을 감소시킨다.
본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 바람직한 실시예에서, 양극 소자는 실질적으로 중공체의 중앙의 축선 방향으로 지향된 축 상에 위치된다. 이러한 배열에서, 양극 소자와 음극 소자 사이에 실질적으로 균질한 전기장은 많은 디자인 노고 없이 운용 동안 실현된다. 이러한 것은 전기 온수기의 전체적인 디자인 비용을 감소시킨다.
앞에서 설명된 바와 같이, 유사한 효과들은 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 청구항 1에 기술된 변형 및 청구항 2에 기술된 변형 모두에서 얻어진다. 두 변형들은 동일한 발명의 교시, 즉 가열 소자에 인접한 음극 소자, 및 동일한 작동 원리, 즉 전기 온수 시스템의 부분들 상에 침전하지 않거나 또는 물을 더럽히지 않는 물때 미세-결정만이 형성되는 것에 의지한다.
본 발명의 추가의 목적은 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 변형을 포함하는 주전자를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 변형을 포함하는 커피메이커를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 변형을 포함하는 다리미를 제공하는 것이다.
청구항들을 참조하여, 본 발명이 또한 다양한 청구항들에서 한정된 특징들 및/또는 조치들의 모든 가능한 조합들에 관한 것이라는 것을 유념하여야 한다.
본 발명의 효과를 제공하는 전형적인 실험에서, 물을 수용하기 위한 용기로서 작용하고 내부 저장 공간을 한정하는 비이커는 가열될 240㎖의 물이 채워졌다. 물은 IEC norm 60734에 따라서 준비되었으며, 16.8의 전체 경도 및 11.2의 일시 경도(temporary hardness)를 가졌다. pH는 8.25이었다. 비이커에는 서모스탯에 의해 조정되는 코일 형상의 전기 가열 소자가 삽입되었다. 가열 소자는 음극 소자로서 작용하였다. 양극 소자로서 작용하는 L자 형상의 전극은 그 하부 부분이 코일의 중심 내로 찔러넣어지는 방식으로 장착되었다. 실험 동안, 제어 유닛은 수온 및 경과 시간에 근거하여 전기 가열 소자와 DC 전원에 동력을 공급하였다. 물은 10분 동안 끓여졌으며, 가열 소자는 이러한 시간 기간 동안 간헐적으로 스위치 온, 오프되었다. 제어 유닛은 가열 소자가 스위치 온되었을 때만 DC 전원에 동력을 공급하였다. 실험 후에, 물은 실온으로 냉각되도록 남겨졌다. 물은 그 투명도를 평가하도록 육안으로 검사되었다. 또한, 물은 여과되었으며, 나머지 물은 경도를 위해 테스트되었다. 끓기 이전 및 이후의 경도 사이의 차이는 침전되거나 필터를 통과하지 못한 물때의 양의 양호한 지표이다. 실험의 결과는 아래의 표에 나타난다:
Figure 112011076051825-pct00001
제 1 라인은 끓기 전의 물의 경도를 나타낸다. 제 2 라인은 기준으로서 전압의 적용없이 끓여진 물을 나타낸다. 물의 경도에서의 뚜렷한 감소로부터, 아주 일부의 물때가 형성되었다는 것이 명백하다. 이러한 것은 또한 끓여진 물이 흐린 것으로 나타났다.
2.5V 이상의 전압차가 양극 소자와 음극 소자에 적용되었을 때, 끓은 물의 경도는 처리되지 않은 물의 경도에 근접하게 되어, 형성된 물때의 효과적인 방지를 나타낸다. 동시에, 남아있는 물은 맑고, 남아있는 가열 소자는 깨끗하다.
이러한 예시적인 실험에서 사용된 전압은 이러한 특정 실험에 관한 설정에서 유효하다. 상이한 전압은 상이한 설정에서 필요하게 될 수 있다. 음극 소자와 양극 소자의 크기 뿐만 아니라 물의 경도 및 pH가 일정 역할을 한다. 다른 실험 동안, 비교적 낮은 pH를 가진 경질의 물에 대하여, 물이 끓은 후에 보다 높은 전압이 맑은 물을 얻는데 필요하다는 것이 관찰되었다. 보다 높은 전압은 용액의 pH를 보상하도록 보다 많은 OH--이온들을 발생시키는데 필요하게 된다. 보다 높은 개시 pH를 가진 물은 물때 미세-결정들을 발생시키는 OH--이온들의 농도가 보다 용이하게 달성됨에 따라서 보다 낮은 전압을 요구한다.
본 발명의 상세한 설명이 아래에 제공된다. 설명은 도면을 참조하여 기술된 비제한적인 예에 의해 제공된다.
도 1은 물을 수용하는 용기를 포함하는 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 제 1 실시예의 개략 측단면도.
도 2는 물을 안내하기 위한 중공체를 포함하는 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 제 2 실시예의 개략 정단면도.
도 3은 도 2에 도시된 전기 온수 시스템의 제 2 실시예의 개략 측단면도.
도 4는 물을 안내하기 위한 중공체를 포함하는 본 발명에 따른 전기 온수 시스템의 제 3 실시예의 개략 정단면도.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 전기 온수 시스템의 제 3 실시예의 개략 측단면도.
동일한 실시예 또는 그 동일한 부품들을 도시한 도면에서, 동일한 도면 부호는 동일한 부분에 대해 사용된다.
도 1은 전기 온수 시스템(101)을 도시한다. 전기 온수 시스템(101)은 내부벽(103)을 갖는 용기(102)를 포함한다. 용기는 원통 용기이거나 또는 상자와 같은 임의의 다른 적절한 형상의 것일 수 있다. 용기의 내부벽(103)은 용기의 내부 저장 공간(110)을 한정한다. 내부벽(103)은 용기 내부 저장 공간에 저장되는 물의 양에 따라서, 전체 또는 부분적으로 가열될 물과 접촉한다. 용기 내부 저장 공간에는 제어 유닛(111)에 의해 스위치 온, 오프될 수 있는 가열 소자(104)가 제공된다. 제어 유닛(111)이 사용자에 의해 작동되는 스위치에 연결될 수 있고, 및/또는 공정 제어기, 서모스탯 또는 물이 끓는 것을 표시하는 증기 스위치와 같은 임의의 다른 소스로부터, 스위칭 작용이 수행되어야만 하는 것을 나타내는 신호와 같은 신호를 수신할 수 있다는 것은 도 1에 도시되지 않았다. 예를 들어 메인 전기 또는 배터리와 같은 저장된 에너지의 일부 형태와 같은 전력 공급부에 제어 유닛이 연결될 수 있다는 것 또한 도 1에 도시되지 않았다. 제어 유닛이 가열 소자(104)를 스위치 온할 때, 전력은 연결부(112)를 통해 가열 소자(104)에 연결된다. 가열 소자(104)는 예를 들어 전기 저항 또는 유도에 근거하는 임의의 형태의 전기 히터 소자일 수 있다. 본 예에서, 히터 소자는 세장형 소자일 수 있다. 음극 소자(106)는 가열 소자(104)에 인접하여 배치된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 음극 소자(106)는 가열 소자(104)에 대해 실질적으로 평행하게 지향되고, 가열 소자(104)의 전체 길이를 따라서 연장한다. 다른 실시예에서, 음극 소자(106)는 단지 가열 소자(104)의 일부만을 따라서 연장할 수 있으며, 및/또는 상이한 지향을 가진다. 양극 소자(105)는 음극 소자(106)로부터 일정 거리에 위치된다. 이 예에서, 양극 소자(105)는 탄소로 만들어지고, 다른 실시예들에서, 양극 소자(105)는 수중에서의 양극 소자(105)로서 사용될 때 낮은 부식 속도와 낮은 수용성을 조합하는 백금층, 백금 또는 소위 혼합 금속 산화물들을 가진 티타늄 또는 니오븀 기재와 같은 일반적으로 공지된 다른 물질로 만들어질 수 있다. 음극 소자(106)는 티타늄, 백금, 금속 혼합물 코팅 티타늄, 또는 방수성인 공지된 규정 등급의 스테인리스강과 같은 양호한 전기전도성 및 낮은 수용성을 갖는 임의의 물질로 만들어질 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 양극 소자(105)는 음극 소자(106)에 대해 실질적으로 평행하게 지향되고 용기의 바닥 가까이에 위치된다. 다른 실시예들에서, 양극 소자는 용기 내부벽(103)과 통합될 수 있거나, 또는 내부 저장 공간 내의 상이한 위치에 위치되고 및/또는 음극 소자(106)에 대해 실질적으로 평행하지 않게 지향될 수 있다. 양극 소자(105)와 음극 소자(106) 모두는 DC 전원(107)에 연결된다. DC 전원(107)은 운용 동안 음극 소자(106)와 양극 소자(105)에 전위차를 적용한다. DC 전원(107)은 제어 유닛(111)에 의해 스위치 온, 오프된다. DC 전원(107)이 스위치 온될 때, 전력은 연결부(113)를 통하여 제어 유닛(111)에 의해 DC 전원(107)에 제공된다. 전형적으로, 음극 소자(106)와 양극 소자(105) 사이의 전압차는 위에서 정의된 바와 같이 표준화된 물을 사용할 때 3.0V이다. 다른 실시예들에서, 전압차는 전기 온수 시스템의 특정 구성과 가열된 물의 특성에 따라서 1.5V만큼 낮거나, 또는 4.0V를 초과할 수 있다.
용기(102)의 내부 저장 공간 내에는 구동 수단(109)에 의해 구동 가능한 교반기(108)가 제공된다. 구동되는 교반기(108)는 물을 교반하고, 이에 의해 가열된 물에서 추가 난류를 생성한다. 다른 실시예에서, 물에 기류의 분사에 의한 것과 같은 물에 추가의 난류를 추가하는 다른 방식이 사용될 수 있다. 이러한 추가 난류로 인하여, 음극 소자(106)에서 형성된 OH--이온들은 매우 잘 혼합하여, 보다 낮은 농도의 OH--이온들을 이끈다. 그 결과, 많은 수의 물때 미세-결정들이 형성된다. 구동 수단(109)은 예를 들어 전기 모터와 같은 임의의 공지된 구동부일 수 있다. 도 1에는 그 전원에 대한 구동 수단(109)의 연결은 도시되지 않았다.
전기 온수 시스템(101)의 부분 상에 물때 침전없이 또는 물을 더럽히지 않고 물을 끓이도록, 사용자는 필요한 양의 물로 용기(102)를 채우고, 온/오프 스위치를 작동시키는 것에 의해 전기 온수 시스템(101)을 스위치 온한다. 이러한 온/오프 스위치는 도 1에 도시되지 않았다. 온/오프 스위치는 제어 유닛(111)에 신호를 보낸다. 제어 유닛(111)은, 온도 센서 또는 증기 센서(모두 도 1에 도시되지 않음)로부터 제어 신호들과 같은, 제어 유닛에 대한 입력으로서 작용하는 다른 신호와 함께 상기 신호를 평가한다. 이러한 평가가 물 히터(104)에 동력을 공급하는 것이 안전하다는 결론을 이끌어낼 때, 제어 유닛(111)은 물 히터(104)에 동력을 공급한다. 동시에, 또는 적어도 실질적으로 동시에, 제어 유닛(111)은 마찬가지로 DC 전원(107)에 동력을 공급한다. 동력이 공급된 물 히터(104)는 가열되고 물에 열을 전달하기 시작하여, 궁극적으로 물을 끓인다. 동력이 공급된 DC 전원(107)은 양극 소자(105)와 음극 소자(106) 사이에 전위차를 생성한다. 이러한 전위차로 인하여, 물의 전기 분해가 발생하게 된다. 음극 소자(106)에서, OH--이온들이 형성되고, 국부적으로 보다 높은 pH값을 초래한다. 양극 소자(105)에서, H+-이온들이 형성되고, 국부적으로 보다 낮은 pH를 초래한다. 보다 높은 pH를 가진 영역들에서, 물때가 형성된다. 조작 동안, 즉, 동력이 공급될 때, 가열 소자(104)는 통상적으로 난류 방식으로 물을 그로부터 멀리 유동시킨다. 음극 소자(106)가 가열 소자(104)에 인접하여 있음에 따라서, 음극 소자는 난류 유동 영역에 있게 된다. 이러한 난류로 인하여, 형성된 OH--이온들은 물과 매우 잘 혼합되게 된다. 물때는 먼저 분자 수준(예를 들어, CaCO3 및/또는 MgCO3)에서 형성된다. 다양한 물때 분자들은 서로 뭉치고, 미세-결정을 형성한다. 충분한 OH--이온들이 존재할 때, 이러한 미세-결정은 더욱 성장하고, 눈으로 보이게 되는 크기에 도달한다. 또한, 보다 큰 물때 결정들은 침전하기 쉽다. 그러나, 이 실시예에 도시된 바와 같은 본 발명의 전기 온수 시스템에서, OH--이온들의 양호한 분산은 미세-결정 크기 이상의 물때 결정의 성장을 방지한다. 그러므로, 물때는 물에 띄지 않게 있으며, 침전하지 않는다. 물에서 OH--이온들의 분산을 더욱 개선하도록, 교반기 구동 수단(109)에 의해 동력이 공급되는 교반기(108)는 물을 교반한다. 바람직한 실시예에서, 구동 수단(109)은 제어 유닛(111)에 연결되고, 가열 소자(104)와 DC 전원(107)과 실질적으로 동시에 스위치 온, 오프된다. 물이 사전 설정 온도 또는 예를 들어 그 비등점에 도달하였을 때, 적절한 센서는 제어 유닛(111)에 신호를 보내고, 제어 유닛은 차례로 가열 소자(104) 및 DC 전원(107)을 무력화한다. 사용자는 용기로부터 물을 부어, 예를 들어 차 또는 수프를 만들도록 가열된 물을 사용할 수 있다.
도 2 및 도 3은 전기 온수 시스템(201)을 도시한다. 전기 온수 시스템(201)은 튜브 형태를 가지며; 도 2에 도시된 단면도는 튜브의 축선에 대해 수직으로 취해진다. 도 3에 도시된 단면도는 튜브의 축선을 포함하는 평면에서 취해진다. 전기 온수 시스템(201)은 내부벽(203)을 가진 중공체(202)를 가진다. 원형-원통형 단면 대신에, 중공체는 정사각 또는 삼각 단면을 갖는 것과 같이 임의의 적절한 단면을 가질 수 있다. 일반적으로, 이러한 원리에 따르는 히터들은 유동 히터(flow-through heater)로서 공지되어 있다. 가열 소자(204)는 내부벽(203)에 부착된다. 음극 소자(206, 도 2에서 별도로 도시되지 않음)는 가열 소자(204)와 통합된다. 양극 소자(205)는 튜브형 전기 온수 시스템(201)의 축선 가까이에 위치된다. 양극 소자(205)는 예를 들어 양극 소자가 고정될 수 있는 개구를 갖는 단부 스토퍼의 사용에 의해 적소에서 유지된다. 양극 소자(205)와 음극 소자(206)는 도 3에 도시된 바와 같이 DC 전원(207)에 연결된다. 가열 소자(204)와 DC 전원(207) 모두는 제어 유닛(211)에 연결된다. 제어 유닛(211)이 사용자에 의해 작동되는 스위치에 연결될 수 있고, 및/또는 스위칭 작용이 실행되어야만 한다는 것을 나타내는 신호와 같이, 예를 들어 공정 제어기 또는 물이 전기 온수 시스템(201)을 통해 흐르는 것을 나타내는 유동 센서와 같은 임의의 다른 소스로부터의 신호를 수신할 수 있다는 것은 도 3에 도시되지 않는다. 또한, 예를 들어 메인 전기 또는 배터리와 같은 저장된 에너지의 일부 형태와 같은 전력 공급부에 제어 유닛이 연결될 수 있다는 것 또한 도 3에 도시되지 않았다. 제어 유닛(211)이 가열 소자(204)를 스위치 온할 때, 전력은 연결부(212)를 통해 가열 소자(204)에 연결된다. 가열 소자(204)는 예를 들어 전기 저항 또는 유도에 근거하는 임의의 형태의 전기 히터 소자일 수 있다. 본 예에서, 히터 소자는 세장형 소자일 수 있다. 음극 소자(206)는 가열 소자(204)와 통합된다. 다른 실시예에서, 음극 소자(206)는 가열 소자(204)에 부착될 수 있거나, 또는 심지어 가열 소자로부터 분리될 수 있다. 양극 소자(205)는 음극 소자(206)로부터 일정 거리에 위치된다. 본 예에서, 양극 소자(205)는 탄소로 만들어지고, 다른 실시예들에서, 양극 소자(205)는 수중에서 양극 소자(205)를 사용할 때 낮은 부식 속도와 낮은 수용성을 조합하는 백금층, 백금 또는 소위 혼합 금속 산화물들을 가진 티타늄 또는 니오븀 기재와 같은 일반적으로 공지된 다른 물질로 만들어질 수 있다. 음극 소자(206)는 티타늄, 백금, 금속 혼합물 코팅 티타늄, 또는 방수성인 공지된 규정 등급의 스테인리스강과 같은 양호한 전기전도성 및 낮은 수용성을 갖는 임의의 물질로 만들어질 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예에서, 양극 소자(205)는 튜브형 전기 온수 시스템(201)의 회전축에 대해 실질적으로 평행하게 지향된다. 다른 실시예들에서, 양극 소자는 상이한 지향을 가질 수 있고 및/또는 중공체의 중앙의 축선 방향으로 지향된 축으로부터 멀리 배치될 수 있다. 양극 소자(205)와 음극 소자(206) 모두는 DC 전원(207)에 연결된다. DC 전원(207)은 운용 동안 음극 소자(206)와 양극 소자(205)에 전압차를 적용한다. DC 전원(207)은 제어 유닛(211)에 의해 스위치 온, 오프된다. DC 전원(207)이 스위치 온될 때, 전력은 연결부(213)를 통하여 제어 유닛(211)에 의해 DC 전원(207)에 제공된다. 전형적으로, 음극 소자(206)와 양극 소자(205) 사이의 전압차는 위에서 정의된 바와 같이 표준화된 물을 사용할 때 3.0V이다. 다른 실시예들에서, 전압차는 전기 온수 시스템의 특정 구성과 가열된 물의 특성에 따라서 1.5V 정도로 낮아질 수 있거나, 또는 4.0V를 초과할 수 있다.
운용 동안, 전기 온수 시스템(201)이 전기 온수 시스템(201)의 부분 상에 물때 침전없이 또는 물을 더럽힘 없이 중공체(202)를 통해 유동하는 물을 가열하거나 또는 끓이도록 사용중일 때, 제어 유닛(211)은 물 히터(204)에 동력을 공급한다. 동시에, 또는 적어도 실질적으로 동시에, 제어 유닛(211)은 마찬가지로 DC 전원(207)에 동력을 공급하게 된다. 동력이 공급된 물 히터(204)는 가열되고 물에 열을 전달하기 시작하여, 궁극적으로 물을 끓인다. 동력이 공급된 DC 전원(207)은 양극 소자(205)와 음극 소자(206) 사이에 전위차를 생성한다. 이러한 전위차로 인하여, 물의 전기 분해가 발생하게 된다. 음극 소자(206)에서, OH--이온들이 형성되고, 국부적으로 보다 높은 pH값을 초래한다. 양극 소자(205)에서, H+-이온들이 형성되고, 국부적으로 보다 낮은 pH를 초래한다. 보다 높은 pH를 가진 영역들에서, 물때가 형성된다. 물때는 먼저 분자 수준(예를 들어, CaCO3 및/또는 MgCO3)에서 형성된다. 다양한 물때 분자들은 서로 뭉치고, 미세-결정을 형성한다. 충분한 OH--이온들이 존재할 때, 이러한 미세-결정은 더욱 성장하고, 눈으로 보이게 되는 크기에 도달한다. 또한, 보다 큰 물때 결정들은 침전하기 쉽다. 그러나, 이 실시예에 도시된 바와 같은 본 발명의 전기 온수 시스템에서, OH--이온들의 양호한 분산은 미세-결정 크기 이상의 물때 결정의 성장을 방지한다. 그러므로, 물때는 물에 띄지 않게 있으며, 침전하지 않는다. 가열되거나 또는 끓은 물에 대한 추가의 요구가 없을 때, 공정 제어기 등은 제어 유닛(211)에 신호를 보내고, 제어 유닛은 차례로 가열 소자(204) 및 DC 전원(207)을 무력화한다.
도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 가열 소자, 내부벽 및 음극 소자가 하나의 부품으로 통합된다는 양태에서 도 2 및 도 3의 실시예와 다르다. 도 4 및 도 5는 전기 온수 시스템(401)을 도시한다. 전기 온수 시스템(401)은 튜브 형태를 가지며; 도 4에 도시된 단면도는 튜브의 축선에 대해 수직으로 취해진다. 도 5에 도시된 단면도는 튜브의 축선을 포함하는 평면에서 취해진다. 전기 온수 시스템(401)은 내부벽(403)을 가진 중공체(402)를 가진다. 가열 소자(404)는 내부벽(403)과 통합된다. 특정 실시예에서, 가열 소자(404)는 본질적으로 내부벽(403)의 외측에 있다. 도 4 및 도 5에서, 가열 소자(404)가 존재하는 영역은 점선(414)에 의해 경계가 정해진다. 음극 소자(406, 도 4에서 별도로 도시되지 않음)는 내부벽(403)과 통합된다. 양극 소자(405)는 튜브형 전기 온수 시스템(401)의 축선 가까이에 위치된다. 양극 소자(405)와 음극 소자(406)는 도 5에 도시된 바와 같이 DC 전원(407)에 연결된다. 가열 소자(404)와 DC 전원(407) 모두는 제어 유닛(411)에 연결된다. DC 전원(407)과 제어 유닛(411)은 도 2 및 도 3에 도시된 것들과 유사하게 작동한다. 운용 동안, 전기 온수 시스템(201 및 401)들은 유사하게 작동된다.
본 발명이 도면과 상세한 설명에서 상세하게 도시되고 기술되었지만, 도시 및 설명은 예증 및 예시로 고려되며 제한하는 것이 아니다. 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 전기 온수 시스템과 모든 그 구성요소들은 그 자체로 공지된 공정과 물질들을 적용하는 것에 의해 만들어질 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 특허청구범위 및 상세한 설명에서, 용어 "포함하는"은 다른 구성 요소들을 배제하지 않으며, 단수 표현은 복수를 배제하지 않는다. 특허청구범위에서 임의의 도면 부호들은 범위를 제한하는 것으로서 고려되지 않는다. 또한, 특허청구범위에서 한정된 바와 같은 특징들의 모든 가능한 조합들이 본 발명의 부분이라는 것을 유념하여야 한다.
101 : 전기 온수 시스템 102 : 용기
103 : 용기 내부벽 104 : 가열 소자
105 : 양극 소자 106 : 음극 소자
108 : 교반기 109 구동 수단
110 : 용기 내부 저장 공간 111 : 제어 유닛
112 : 제어 유닛과 가열 소자 사이의 연결부
113 : 제어 유닛과 DC 전원 사이의 연결부
201 : 전기 온수 시스템 202 : 중공체
203 : 내부벽 204 : 음극 소자와 통합된 가열 소자
205 : 양극 소자 206 : 음극 소자
207 : DC 전원 211 : 제어 유닛
212 : 제어 유닛과 가열 소자 사이의 연결부
213 : 제어 유닛과 DC 전원 사이의 연결부
401 : 전기 온수 시스템 402 : 중공체
403 : 내부벽 404 : 내부벽과 통합된 가열 소자
405 : 양극 소자 406 : 내부벽과 통합된 음극 소자
407 : DC 전원 411 : 제어 유닛
412 : 제어 유닛과 가열 소자 사이의 연결부
413 : 제어 유닛과 DC 전원 사이의 연결부
414 : 가열 소자와 내부벽의 나머지 사이의 경계

Claims (15)

  1. 물을 수용하고 가열될 물을 위한 내부 저장 공간을 한정하기 위한 용기(102)를 포함하며, 상기 용기는:
    상기 내부 저장 공간에 저장된 물을 가열하기 위한 전기 가열 소자(104), 및
    음극 소자(106)와 양극 소자(105) 사이에 전위차를 생성하도록 DC 전원(107)에 연결되거나 또는 연결 가능한 상기 음극 소자(106) 및 상기 양극 소자(105)를 갖는, 전기 온수 시스템(101)에 있어서,
    상기 음극 소자(106)는 상기 가열 소자(104)에 인접하여 상기 내부 저장 공간에 위치되고,
    상기 음극 소자(106)는 상기 가열 소자(104)에 대해 평행하게 지향되고, 상기 가열 소자(104)의 전체를 따라서 또는 상기 가열 소자(104)의 일부만을 따라서 연장하는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(101).
  2. 가열될 물을 안내하기 위한 중공체(202, 402)를 포함하며, 상기 중공체는:
    내부벽(203, 403),
    상기 내부벽에 부착되어 물을 가열하기 위한 전기 가열 소자(204, 404), 및
    음극 소자(206, 406)와 양극 소자(205, 405) 사이에 전위차를 생성하도록 DC 전원(207, 407)에 연결되거나 또는 연결 가능한 상기 음극 소자(206, 406) 및 상기 양극 소자(205, 405)를 갖는, 전기 온수 시스템(201, 401)에 있어서,
    상기 음극 소자(206, 406)는 상기 가열 소자(204, 404)에 인접하여 상기 내부벽(203, 403)에 부착되어 상기 내부벽(203, 403)의 둘레를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(201, 401).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 음극 소자(106, 206, 406)는 상기 가열 소자(104, 204, 404) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(101, 201, 401).
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 음극 소자(106, 206,406)와 상기 가열 소자(104, 204, 404)는 하나의 부품으로 통합되는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(101, 201, 401).
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 음극 소자(206, 406), 상기 가열 소자(204, 404), 및 상기 내부벽(203, 403)은 하나의 부품으로 통합되는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(201, 401).
  6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 소자(105, 205, 405)는 탄소로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(101, 201, 401).
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 소자(104)와 상기 음극 소자(106)를 둘러싸는 물에 난류를 추가하기 위하여 상기 용기의 하부 부분에 위치되는, 물에 난류를 추가하기 위한 수단(108)을 추가로 포함하는 전기 온수 시스템(101).
  8. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 물을 가열하도록 상기 가열 소자(104, 204, 404)에 동력이 공급되고 상기 DC 전원(107, 207, 407)이 상기 양극 소자(105, 205, 405)와 상기 음극 소자(106, 206, 406)에 전압차를 제공하는 제 1 상태와 상기 가열 소자(104, 204, 404)와 상기 DC 전원(107, 207, 407)이 스위치 오프되는 제 2 상태 사이에서 상기 DC 전원(107, 207, 407)과 상기 가열 소자(104, 204, 404)를 실질적으로 동시에 스위칭하기 위한 제어 유닛(111, 211, 411)을 포함하는 전기 온수 시스템(101, 201, 401).
  9. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양극 소자(105, 205, 405)와 상기 음극 소자(106, 206, 406)는 운용 동안 실질적으로 균질한 전기장을 형성하도록 배열되는 전기 온수 시스템(101, 201, 401).
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 양극 소자(205, 405)는 상기 중공체의 축선 방향으로 지향된 축 상에 실질적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(201, 401).
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 양극 소자(205, 405)는 상기 중공체의 중앙의 축선 방향으로 지향된 축 상에 실질적으로 위치되는 것을 특징으로 하는 전기 온수 시스템(201, 401).
  12. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전기 온수 시스템을 포함하는 주전자.
  13. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전기 온수 시스템을 포함하는 커피메이커.
  14. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전기 온수 시스템을 포함하는 다리미.
  15. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 전기 온수 시스템을 포함하는 세탁기.
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