KR0132627Y1 - 정수위 조절기능을 갖는 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 심야시간(22:00~익일08:00시까지 공급하는 전기)에 공급되는 전력을 에너지로 하여 난방을 이루는 전기보일러에서 축열조에 저장된 다량의 난방용수를 가열할 때 팽창되는 것을 고려하여 팽창될 부위에 정수위조절기를 내장 설치하여 간단한 구조로 수위조절을 이룰 수 있도록 하면서 정수위조절기가 외부로 노출되어 일어나는 충격 및 부식 등을 예방하고, 축열을 위하여 저장된 많은 량의 온수 속에 산재하는 기포가 온수가열시 자연스럽게 기포배출을 이루게 하여 보일러의 축열조가 용존산소(溶存酸素)와 이산화탄소에 의한 부식 및 침전과 pH농도가 높아지는 것을 예방하는 정수위조절기능을 갖는 전기보일러에 관한 것으로, 종래에 팽창탱크를 분리 설치되어서 팽창수배출관을 통하여 기포와 팽창수가 혼합되어 배출됨으로 기포가 잘 빠지지 않은 단점으로 인한 용존산소와 이산화탄소를 배출하지 못하여 배관을 부식시키게 하거나 침전 및 pH값을 증대하여 보일러 사용수명은 단축하는 문제점을 해결하기 위하여 축열조(20)의 내부 상단 축열조용량의 4%에 해당하는 소정위치에 배치하여 급수와 수위조절을 이루는 정수위조절기(40)와, 상기 축열조(20)의 상단에 연관되어 난방수가 가열될 때 기화된 수증기의 배출을 억제하고 기포만 배출하는 기포배출관(30)으로 구성하고 있다.

Description

정수위조절기능을 갖는 전기보일러

본 고안은 전기에너지를 이용하여 난방을 이룰 수 있도록 된 전기보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 심야시간(22:00~익일08:00시까지 공급하는 전기)에 공급되는 전력을 에너지로 하여 난방을 이루는 전기보일러에서 축열조에 저장된 다량의 난방용수를 가열할 때 팽창되는 것을 고려하여 팽창될 부위에 정수위조절기를 내장 설치하여 간단한 구조로 수위조절을 이룰 수 있도록 하면서 정수위조절기가 외부로 노출되어 일어나는 충격 및 부식 등을 예방하고, 축열을 위하여 저장된 많은 량의 온수 속에 산재하는 기포가 온수가열시 자연스럽게 기포배출을 이루게 하여 보일러의 축열조가 용존산소(溶存酸素)와 이산화탄소에 의한 부식 및 침전과 pH농도가 높아지는 것을 예방하는 정수위조절기능을 갖는 전기보일러에 관한 것이다.

지금까지 사용되는 난방기는 기름과 가스 및 석탄 또는 목탄을 연료로 하여 난방을 이루도록 만들어졌으며, 상기와 같은 연료는 연소시에 오염물질을 발생하게 되므로 환경오염을 유발하게 되는 결점이 있었기 때문에 환경오염을 예방하면서 쾌적하고 안전한 난방기 사용을 이룰 수 있도록 전기보일러를 고안하여 사용되고 있다.

종래에 사용되는 전기보일러는 제4도에서와 같이 보일러본체(1) 내에 난방수를 저장하고 축열을 이루는 축열조(2)가 마련되고, 상기 축열조(2)의 상부 소정위치에 난방수의 공급을 이루게 하는 보충수공급관(3)과 난방수와 열교환되어 단시간에 급탕을 이룰 수 있는 급탕관(4)을 연결하는 급탕코일(5)을 내장 설치하고, 상기 보충수 공급관(3)과 보일러본체(1)의 상부 소정위치에 배치하는 팽창탱크(6)를 급수관(7)과 연결하며, 팽창탱크(6)에는 급수관(7)과 연결되어 팽창탱크(6)에 보충을 이루도록 하는 정수위조절기(11)를 설치하고, 상기 축열조(2)의 상부로부터 팽창탱크(6)에 배관된 팽창수배출관(8)을 통하여 온수가열시 기화되는 팽창수가 팽창수배출관(8)을 통하여 팽창탱크(6)로 배출되도록 하고, 또한 보일러본체(1)의 하부 소정부위로 히터(9)와 콘트롤러(10)를 각각 설치하여 심야에 공급되는 전기(22:00~08:00에 공급되는 전기)로 경제적인 난방을 이룰 수 있도록 구성되어 있다.

이러한 종래의 전기 보일러는 보일러본체(1)로부터 팽창탱크(6)가 노출되고 있어서 외관이 미려치 못하고 외부의 충격으로부터 보호될 수 없을 뿐만이 아니라 배관작업을 위한 소정의 면적확보를 이루어야만 하였다.

또한 노출된 팽창탱크(6)에 설치되고 있는 정수위조절지(11)가 팽창탱크(6)와 함께 보일러본체(1) 외부로 설치하고 있어서 축열조(2)에 보충되는 물이 팽창될 때 수용공간(통상 축열조의 난방수가 가열될 때 4%의 팽창수가 형성됨)을 확보하는 만큼으로 정수위조절을 이룰 수 없으며, 축열조(2)에서 가열된 팽창온수가 팽창수배출관(8)을 통하여 팽창탱크(6)에 저장되었다가 급수보충관을 통하여 축열조(2)에 다시 유입되는 과정에서 동절기 동결 및 동파의 우려가 있었고 팽창탱크(2)를 현장에서 조립 설치하는데서 오는 인건비 및 자재비 상승요인이 되었던 것이다.

또한 상기와 같은 팽창탱크(6)의 분리형에서는 팽창수배출관(8)을 통하여 기포와 팽창수가 혼합되어 배출됨으로 기포가 잘 빠지지 않은 단점이 있게 되어 용존산소와 이산화탄소를 배출하지 못하여 배관을 부식시키게 하거나 침전 및 pH값을 증대하여 보일러 사용수명은 단축하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 고안은, 전기보일러에서 축열조에 저장된 다량의 난방용수를 가열할 때 팽창되는 것을 고려하여 팽창될 부위에 정수위조절기를 내장 설치하여 간단한 구조로 수위조절을 이룰 수 있도록 하면서 정수위조절기가 외부로 노출되어 일어나는 충격 및 부식 등을 예방하고, 축열을 위하여 저장된 많은 량의 온수 속에 산재하는 기포가 온수 가열시 자연스럽게 기포배출을 이루게 하여 보일러의 축열조가 용존산소(溶存酸素)와 이산화탄소에 의한 부식 및 소음, 침전과 pH농도가 높아지는 것을 예방하는 정수위조절기능을 갖는 전기보일러를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 축열조(20)의 내부 상단 소정위치에 배치하여 급수와 수위조절을 이루는 정수위조절기(40)와, 상기 축열조(20)의 상단에 연관되어 난방수가 가열될 때 기화된 수증기의 배출을 억제하고 기포만 배출하는 2단 이상의 계단형태의 기포배출관(30)으로 구성한다.

제1도는 본 고안에 의한 전기보일러의 전체구성을 나타내는 사시도.

제2도는 본 고안에 의한 전기보일러의 전체구성을 나타내는 정면도.

제3도는 본 고안에 의한 기포배출관의 요부 확대 단면도.

제4도는 종래의 전기보일러 전체구성을 나타내는 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 축열조 22 : 보일러본체

24 : 히터 26 : 콘트롤박스

30 : 기포배출관 32 : 덮개

40 : 정수위조절기 42 : 급탕급수관

44 : 급탕배출관 46 : 급탕코일

50 : 온수공급관 52 : 환수관

54 : 순환펌프 56 : 체크밸브

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 고안은 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안에 의한 전기보일러의 전체구성을 나타내는 사시도이고, 제2도는 본 고안에 의한 전기보일러의 전체구성을 나타내는 정면도이며, 제3도는 본 고안에 의한 기포배출관의 요부 확대 단면도로써, 본 고안의 정수위조절기능을 갖는 전기보일러는 외관을 형성하며 축열조(20)를 내장하는 보일러본체(22)와, 상기 보일러 본체(22)의 전면 소정위치에 설치하여 축열조(20)에 내장되는 난방수를 가열하는 히터(24)와, 상기 히터(24)를 조작함을 물론 보일러전체를 조정하는 콘트롤박스(26)를 설치하는 형태를 갖는다.

그리고, 상기 보일러본체(22)의 상단에는 축열조(20)와 연관되어 축열조(20)에서 물이 가열될 때 기화되는 기포만을 배출하고 물은 축열조(20)로 역류하도록 하는 기포배출관(30)이 계단형태로 마련되고 있으며, 기포배출관(30)의 일측으로는 후술되는 정수위조절기(Boll Top)(40)를 점검 및 교환 할 수 있는 덮개(32)를 구비한다.

상기 보일러본체(22)의 일측에는 급탕할 물을 공급하는 급탕급수관(42)과 급탕된 물을 배출하는 급탕배출관(44)을 설치하고 축열조(20)에 내장하는 급탕코일(46)로 연결하고 있으며, 축열조(20)에 내장된 급탕코일(46)의 일측으로 급탕급수관(42)과 연결하고 축열조(20)의 상부에서 용량의 4%범위에 정수기조절기(40)를 설치하는 형태를 갖는다.

또한 축열조(20)에서 가열된 열수를 파이프온돌이나 라지에이터, 팬코일유니트 등에 분배 공급하고 다시 환수하는 순환과정을 이루기 위한 온수공급관(50)과 환수관(52)를 설치하고, 상기 환수관(52)에는 순환펌프(54)와 체크밸브(56)를 각각 설치하는 형태로 구성된다.

이상과 같은 본 고안은 심야시간(22:00~08:00시까지 공급하는 전기)을 이용하여 경제적인 보일러가동을 이루게 하는데, 먼저 통산의 콘트롤장치(CTC)인 콘트롤박스(26)를 통하여 가동시간 및 설정온도와 축열온도 등의 보일러가동조건을 입력하면 급탕급수관(42)을 통하여 난방수가 유입되어 축열조(20)의 용량 4%에 해당하는 상단지점에 설치되며 배관되어 있는 정수기조절기(40)에 의해 급수를 이룰 수 있게 하는데, 이는 축열조(20)에 저장하는 나방수를 가열시 팽창되는 용적을 안전하게 수용하여 양호한 가열상태를 이룰 수 있게 하는 것이다.

상기 정수기조절기(40)의 자동조절로 급수를 종료한 상태가 되면 히타(24)가 가동되어 축열조(20)에 저장된 난방수를 가열하게 된다.

이때 가열되는 난방수에서 기화된 수증기는 제3도에서와 같이 축열조(20)의 상단에 연관되는 기포배출관(30)을 통하여 수증기가 배출되는데 계단형태의 기포배출관(30)을 따라 수증기가 배출되면서 수증기는 기포배출관(30)의 내면에 부딪혀서 물방울을 맺히게 하고 이 물방울이 자중에 의하여 역류되어 축열조(20)로 유입되며 기포만이 기포배출관(30)을 통하여 외부로 유출되고 있어서, 수증기 배출을 억제하고 기포만이 배출되기 때문에 부식 및 침전과 pH의 값(농도)을 떨어뜨리게 한다.

즉, 물은 온도와 압력에 의하여 종속적으로 가스들을 물 속에서 용해(溶解)시키므로, 물은 공기중의 질소, 산소 그리고 이산화탄소들을 용해하여 함유하고 있다. 이러한 가스들은 물을 가열할 때 일정한 온도가 상승되면 물 속에서 자연적으로 분리되어 배출된다.

전기 보일러의 경우 축열조(20)내에 축열을 위한 다량의 온수는 초기 시운전 때 많은 량의 가스들이 물 속에서 분리되어 물의 순환을 방해하거나 순환펌프의 고장과 또는 배관 내에서 발생된 가스들에 의해 많은 소음이 발생되고 있다.

그리고, 이렇게 발생된 산소는 난방수와 더불어 보일러 속을 부식시키거나 배관을 부식시키는 주된 원인이 되었으며 물 속에서 발생된 용존산소(溶存酸素)의 문제도 심각하지만 이산화탄소는 침전과 pH 농도에 큰 영향을 미치며 작은 양의 이산화탄소라도 pH의 값을 상당히 높이고 있어서 물속에 산소를 배출하게 되는데 수증기와 기포를 동시에 배출시키면 산소배출로 인한 상기 조건을 이루게 하지만 만약 수증기가 계속적으로 배출된다면 방열손실은 물론 난방수의 부족으로 비경제적인 온수가열이 된다. 따라서 심야전기를 이용한 전기보일러에서는 축열을 시키기 위하여 난방면적에 비례하여 평당 70ℓ이상의 온수를 저장하여야 함으로 많은 량의 온수속에는 항상 기포가 산재하게 되는데 상기 기포배출관(30)은 수증기의 배출은 억제하고 기포만 배출하여 안전하고 경제적인 보일러사용을 이루게 한다.

이렇게 기포배출만을 이루어 소정온도로 가열된 열수는 온수공급관(50)을 통하여 파이프온돌이나 라지에이터, 팬코일유니트 등에 분배 공급하여 난방을 이룰 수 있으며 난방을 이루면서 식은 물은 환수관(54)을 통하여 축열조(20)로 환수하는 순환과정을 통하여 난방을 유지하는 것이다.

본 고안에서는 상기 전기 보일러에만 한정하지 않고 기름보일러나 가스보일러 및 다른 에너지를 사용하는 보일러에 적용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있게 한다.

이상과 같은 본 고안은 정수위조절기를 축열조의 용량 4%범위에 내장 설치하여 구조를 간단하게 하면서도 축열조에서 난방수의 안전한 저장을 이루어 인건비 및 시설비의 절약을 이룸과 동시에 난방수 가열을 양호토록 하고, 난방수가 가열될 때 기화된 수증기의 배출을 억제하고 기포만 외부로 배출하여서 보일러와 배관의 부식을 억제하고 열 손실을 예방하여 경제적인 사용을 이루게 하면서 동절기에 동결로 인한 보일러 사용에 불편한 점을 해소하는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 외관을 형성하고 축열조(20)를 내장하는 보일러본체(22)와, 축열조(20)에 저장된 물을 가열하는 히타(24)와, 히타(24)의 작동과 보일러 가동을 조정하는 콘트롤박스(26)에 의하여 얻은 열수를 공급하는 온수공급관(50)을 통하여 분배공급하고 다시 환수관(52)을 통하여 순환을 이루는 것에 있어서, 상기 축열조(20)의 내부 상단 축열조용량의 4%에 해당하는 소정위치에 배치하여 급수와 수위조절을 이루는 정수위조절기(40)와, 상기 축열조(20)의 상단에 연관되어 난방수가 가열될 때 기화된 수증기의 배출을 억제하고 기포만 배출하는 기포배출관(30)으로 구성됨을 특징으로 하는 정수위조절기능을 갖는 전기보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 축열조(20)의 상단에 연관하는 기포배출관(30)은 2단이상으로 절곡되어 형성됨을 특징으로 하는 정수위조절기능을 갖는 전기보일러.