KR100722983B1 - 전기 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 보일러에 관한 것으로서, 탱크에 저장되는 물을 온수 및 난방수로 사용하기 적합한 온도로 가열하는 시간의 단축과 함께 소비전력이 절감되고, 온수 사용시 갑자기 찬물이 나오는 현상이 방지되면서 별도의 예열수단을 갖추지 않고 열교환이 이루어지도록 하는 전기 보일러에 관한 것으로, 내부에 각각 전극봉을 갖고 유입되는 물을 순차적으로 나누어 가열하도록 다수의 가열탱크가 상호 연결되어 저장탱크의 내부에 장착되는 가열부와; 순환된 온수가 유입되어 상기 저장탱크 내부의 냉수와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부와; 상기 가열부에서 배출되는 온수를 급수관으로 이송시키는 펌프와; 상기 가열부에서 생성되는 온수의 온도를 조절하도록 상기 전극봉에 전원을 공급하는 제어패널을; 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명은 전극봉을 이용하여 탱크 내부의 물을 나누어서 연속적으로 반복 가열하여 순환되게 함으로써 탱크에 저장된 물을 온수 또는 난방수로 사용하기 적합한 온도로 가열하는데 필요한 시간의 단축과 소비전력의 절감효과를 가져와 전기 보일러의 효율 및 경제성을 한층 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

가열탱크, 전극봉, 유입구, 배출구, 열교환, 코일관

Description

전기 보일러{Electric Boiler}

도 1은 본 발명의 보일러를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 내부를 나타낸 평면도.

도 3은 본 발명의 열교환부를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 가열부 구성을 개략적으로 보인 구성도.

도 5는 종래의 전기 보일러의 구성을 보인 구성도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전기 보일러 2 : 저장탱크

3 : 냉수 공급관 4 : 온수 공급관

5 : 회수관 6 : 부구

10 : 가열부 11 : 가열탱크

111 : 관체부 112/E : 전극봉

113 : 유입구 114 : 배출구

12 : 연결관 13 : 배출관

20 : 열교환부 21 : 코일 관체부

211 : 열교환 유입구 212 : 열교환 배출구

22 : 지지프레임

221 : 지지봉 221 : 지지봉 연결대

30 : 펌프 40 : 제어패널

200 : 가열탱크 300 : 펌프

본 발명은 전기 보일러에 관한 것으로서, 탱크에 저장되는 물을 온수 및 난방수로 사용하기 적합한 온도로 가열하는데 소요되는 시간의 단축과 함께 소비되는 전력이 절감되도록 하고, 온수 사용시 갑자기 찬물이 나오는 현상이 방지되도록 하면서 별도의 예열수단을 갖추지 않고 열교환이 이루어지도록 하는 전기 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 전기 보일러는 전열(電熱)을 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물을 순환시킴으로써 난방이 이루어지도록 하거나 온수로 사용할 수 있도록 하는 것이다.

도 5는 종래의 전기 보일러의 구성을 보인 구성도로서, 도시한 바와 같이 종래의 전기 보일러는 통상의 가열탱크(200)가 구비되고, 상기 가열탱크(200)의 내부에 전극봉(E)이 설치되어 상기 전극봉(E)에 의해 상기 가열탱크(200) 내부의 물이 가열되도록 구성되어 있으며, 가열된 상기 가열탱크(200) 내부의 물은 펌프(300)에 의해 순환되어 난방수로 사용되거나 온수로 사용되고, 난방수는 다시 가열탱크(200) 측으로 귀환하여 순환이 이루어지도록 구성되어 있다.

보통, 상기 가열탱크(200)는 30평 기준, 30kw 전극봉(E)으로 대략 7시간 정도 가열해야 물의 온도를 약 70~80℃로 높일 수 있는데, 이때 210~250kw 정도의 전력량이 소모되게 되어 시간이 많이 소요되면서 전력소비가 많아 전기 보일러를 사용하는데 있어서 비효율성 및 경제성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 전극봉 둘레 주위의 물의 온도는 급격히 높아지는 반면에, 그 주변의 물의 온도는 낮아 온수 사용시에 갑자기 차가운 물이 배출됨으로써 온수 사용의 불편성을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 용량이 큰 가열탱크의 설치가 요구되어 옥내의 설치가 어려워 별도로 옥외에 설치함에 따라 설치의 제한성 및 불편성을 초래하는 문제점도 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하고자 본 발명의 출원인은 한국등록특허 제 0504378호 “전기 보일러”를 통하여 주가열 탱크와 다수의 보조가열 탱크를 구성하고 별도의 예열수단을 가지는 전기 보일러의 구성을 제시하였는데, 그에 따른 구체적인 실시 예를 구성하면서 별도로 구성되는 상기 예열수단의 개선이 요구되는 문제점을 갖게 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서,

탱크에 저장되는 물을 온수 및 난방수로 사용하기 적합한 온도로 가열하는데 소요되는 시간의 단축과 함께 소비되는 전력이 절감되도록 하고, 온수 사용시 갑자기 찬물이 나오는 현상이 방지되도록 하면서 별도의 예열수단을 갖추지 않고 열교 환이 이루어지도록 하는 전기 보일러의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전기 보일러의 내부에 구성되는 열교환부에서 보다 높은 효율로 열교환이 이루어지도록 하는 동시에 상기 열교환부가 신속하고 용이하게 설치되도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 각각 전극봉을 갖고 유입되는 물을 순차적으로 나누어 가열하도록 다수의 가열탱크가 상호 연결되어 저장탱크의 내부에 장착되는 가열부와; 순환된 온수가 유입되어 상기 저장탱크 내부의 냉수와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부와; 상기 가열부에서 배출되는 온수를 급수관으로 이송시키는 펌프와; 상기 가열부에서 생성되는 온수의 온도를 조절하도록 상기 전극봉에 전원을 공급하는 제어패널을; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열부는 상기 전극봉이 내부에 장착되도록 큰 지름으로 형성되는 관체부와, 상기 관체부의 일측 단부와 타측 단부에 유입구와, 배출구을 갖는 상기 가열탱크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열부는 제 1, 2, 3, 4 가열탱크로 구성되어 상기 저장탱크의 저면부에 수평으로 장착되도록 하되, 상기 제 1 가열탱크의 제 1 유입구로 상기 저장탱크의 물이 유입되도록 하고, 상기 제 1, 2, 3 가열탱크의 제 1, 2, 3 배출구와 제 2, 3, 4 가열탱크의 제 2, 3, 4 유입구가 관체로 상호 연결되게 하며, 상기 제 4 가열탱크의 제 4 배출구로 가열된 물을 배출하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환부는 순환된 온수가 유입되는 열교환 유입구와 열교환이 이루어진 온수를 배출하는 열교환 배출구를 갖는 코일 관체부와, 상기 저장탱크 내부에 상기 코일 관체부가 수직으로 구비되도록 상기 코일 관체부를 관통하여 지지하는 지지프레임으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코일 관체부는 길이방향으로 나선 또는 타원의 형상을 가지면서, 상부측 단부에 상기 열교환 유입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 보일러를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 내부를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 열교환부를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명을 구성하는 전기 보일러(1)는 내부에 전극봉(112)을 가지는 다수의 가열탱크(11)를 통하여 물을 순차적으로 나누어 가열하도록 저장탱크(2)의 내부에 장착되는 가열부(10)와, 상기 저장탱크(2)의 내부에 구비되어 순환되어 유입되는 온수를 상기 저장탱크(2)의 내부에 담긴 냉수와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부(20)와, 상기 가열부(10)에서 배출되는 온수를 급수관으로 이송시키는 펌프(30)와, 상기 가열부(10)에서 배출되는 온수의 온도를 조절하도록 상기 전극봉(112)으로 전원을 공급하는 제어패널(40)을 포함하여 구성된다.

상기 가열부(10)를 구성하는 가열탱크(11)는 냉수가 담기는 상기 저장탱 크(2)의 내측에 구비되는 것으로서, 상기 가열탱크(11)는 다수가 상호 연결되도록 구성되는데 이들 각각은 내부에 상기 전극봉(112)이 내장되는 관체부(111)와, 상기 전극봉(112)의 전방으로 상기 관체부(111) 일측 단부와 타측 단부에 각각 형성되는 유입구(113)와 배출구(114)로 구성되며, 상기 유입구(113)를 통해 상기 저장탱크(2)로부터 유입되는 냉수가 상기 배출구(114)로 배출되면서 온수를 생성하도록 한다.

종래에는 800ℓ의 용량과 15㎾의 전극봉(112)을 갖는 단독의 가열탱크로 구성된 것인데 반해, 본 발명은 특징적인 하나의 실시 예로 400ℓ의 용량을 가지며 1~2㎾의 전극봉 갖는 제 1, 2, 3, 4 가열탱크(11a)(11b)(11c)(11d)로 구성되는 것을 특징으로 하고, 이와 더불어 상기 가열탱크(11)의 전극봉(112)은 상기 저장탱크(2) 내부에 담긴 모든 냉수를 대상으로 가열이 이루어지지 않고 일부 냉수만 가열하도록 구성된다.

즉, 상기 전극봉(112)이 내장된 상기 가열탱크(11) 내부로 유입되는 물을 상기 전극봉(112)으로 가열함으로써 온수가 생성되게 되며, 생성된 온수는 상기 펌프(30)의 작동에 의해서 강제적으로 순환하게 되는 것이다.

이를 위하여 상기 제 1, 2, 3, 4 가열탱크(11a)(11b)(11c)(11d)는 상기 저장탱크(2)의 저면부에 수평으로 구비되고, 각각의 일측 단부와 타측 단부에 상기 유입구(113)와 배출구(114)가 형성되어 연결관(12)으로 인접하는 상기 가열탱크(11)와 상호 연결되게 되어 순차적인 가열이 이루어지게 된다. 그 후에 제 4 가열탱크(11)와 연결되는 배출관(13)에 의해서 상기 펌프(30)로 배출되는 온수는 온수 공 급관(4)을 통해 순환되어 다시 상기 저장탱크(2)의 내부로 회수되게 된다.

상기 열교환부(20)는 도시한 바와 같이 길이방향으로 적층되는 코일형태의 코일 관체부(21)와, 상기 코일 관체부(21)을 내측에서 지지하도록 지지봉(221)과 지지봉 연결대(222)로 형성되는 지지프레임(22)으로 구성되어 상기 저장탱크(2)의 내측에 고정되도록 설치되고, 상기 코일 관체부(21)의 단부측에 형성된 열교환 유입구(211)와 회수관(5)이 연결되도록 함으로써 순환되어 회수되는 온수가 상기 열교환부(20)로 유입되어 상기 저장탱크(2)에 담긴 냉수와 열교환이 이루어지도록 한다.

상기 지지프레임(22)은 다수의 상기 지지봉(221)이 상기 코일 관체부(21)의 내측 공간에 수직으로 구비되면서 밀착되도록 하여 상기 코일 관체부(21)가 길이방향에 대하여 측방으로 쓰러지는 것이 방지되도록 것이며, 상기 지지봉(221)이 그와 같은 상태를 유지하도록 각각의 상기 지지봉(221) 사이를 수평으로 연결하는 지지봉 연결대(222)로 고정함으로써 상기 지지프레임(22)이 코일 관체부(21)를 더 견고하게 지지하도록 한다.

여기서, 상기 코일 관체부(21) 내부를 흐르면서 열교환이 이루어진 회수된 온수는 상기 코일 관체부(21)의 타단에 형성된 열교환 배출구(212)로 배출되어 상기 저장탱크(2)로 배출되게 되는데 상기 저장탱크(2)에는 도시한 바와 같이 부구(6)를 설치하여 외부에서 상기 저장탱크(2)로 냉수 공급관(3)을 통하여 공급되는 냉수와 상기 코일 관체부(21)에서 배출되는 열교환 된 온수가 상기 저장탱크(2) 내에서 넘치지 않고 일정량을 유지하도록 하는 상태를 조절하게 한다.

원형 또는 타원형이 적층된 코일형태로 형성되는 상기 코일 관체부(21)는 이와 같은 형상으로 인하여 상기 코일 관체부(21) 내부를 흐르는 온수의 이동경로가 증가하게 되고, 그에 따라 열교환이 이루어지는 시간이 연장되게 되어 열교환의 효율이 증대되게 된다.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는 2개의 상기 코일 관체부(21)의 각 단부를 연결하여 이동경로의 연장이 극대화되도록 하였으며, 유입된 온수의 이동이 신속하고 원활하게 이루어지도록 상기 코일 관체부(21) 상부 측으로 상기 회수관(5)과 연결되는 상기 열교환 유입구(211)를 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 가열부 구성을 개략적으로 보인 구성도로이다.

도 4에 도시한 바와 같이 제 1, 2, 3, 4 가열탱크(11a)(11b)(11c)(11d)는 각각의 일측 단부와 타측 단부에 제 1, 2, 3, 4 유입구(113a)(113b)(113c)(113d)와 제 1, 2, 3, 4 배출구(114a)(114b)(114c)(114d)가 형성되어 상기 저장탱크(2)의 내부에 간격을 가지면서 정렬되는데 상기 제 1 유입구(113a)는 상기 저장탱크(2)와 통하게 되며, 상기 제 1, 2, 3 배출구(114a)(114b)(114c)는 제 2, 3, 4 유입구(113b)(113c)(113d)와 상기 연결관(12)으로 연결되고, 상기 제 4 배출구(114d)는 상기 펌프(30)와 연결되어 온수의 배출이 이루어지게 된다.

온수를 생성하는 과정을 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 제 1 가열탱크(11a)의 일측 단부에 형성되는 상기 제 1 유입구(113a)로 냉수가 유입되게 되면 유입된 냉수는 전극봉(112)에 의해서 가열이 이루어져 상기 제 1 가열탱크(11)의 타측 단부에 형성되는 상기 제 1 배출구(114a)로 배출되게 되어 상기 제 1 배출구(114a)와 제 2 유입구(113b) 사이에 설치된 상기 연결관(12)을 통하여 상기 제 2 가열탱크(11b)로 유입되게 된다.

그러면, 상기 제 2 가열탱크(11b)에서 재차 전극봉(112)에 의해 온수가 가열되어 상기 제 3 가열탱크(11c)로 이동하게 되고, 다시 상기 제 4 가열탱크(11d)에서 제 3 가열탱크(11c)로부터 유입된 온수가 가열되게 되어 적은 양의 냉수가 연속적이고 순차적인 가열이 이루어지도록 함으로써 사용에 필요한 온수를 생성하게 되는 것이다.

여기서 상기 제 1, 2, 3, 4 가열탱크(11a)(11b)(11c)(11d)에서 이루어지는 가열은 상기 저장탱크(2)의 전면부에 설치되는 제어패널(미도시)에 의해서 적절한 온도로 조절되게 되며, 상기 제 4 가열탱크(11d)에서 배출되는 온수는 상기 펌프(30)에 의해 난방수 및 온수로 분리하여 사용되게 된다.

따라서, 본 발명은 저장탱크(2)의 내부로 구비되며 각각 전극봉(112)이 장착되는 상기 제 1, 2, 3, 4 가열탱크(11a)(11b)(11c)(11d)로 이루어진 가열부(10)가 상기 저장탱크(2)의 전면에 장착된 제어패널(40)의 제어에 의해 소량의 냉수를 신속하게 온수로 생성하도록 하는 동시에 생성된 온수를 펌프(30)로 난방수 및 온수의 용도로 사용하고, 회수되는 온수를 코일 관체부(21)와 지지프레임(22)으로 구성되는 열교환부(20)로 유입시켜 온수의 이동만으로 효율이 증대된 열교환이 이루어지게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전극봉을 이용하여 탱크 내부의 물을 한꺼번에 가열하지 않고, 나누어서 연속적으로 반복 가열하여 순환되게 함으로써 탱크에 저장된 물을 온수 또는 난방수로 사용하기 적합한 온도로 가열하는데 필요한 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 소비전력의 절감효과를 가져와 전기 보일러의 효율 및 경제성을 한층 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기한 바와 같이 탱크 내부의 물을 나누어서 연속 반복적으로 가열된 물만 온수로 사용하므로 온수 사용시 갑자기 찬물이 나오게 됨에 따른 온수 사용시의 불편함을 해소하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 비교적 용량이 작은 탱크의 사용으로 옥내의 설치가 가능함으로써 기존에 탱크의 용량이 커서 별도로 옥외에 설치함에 따른 설치의 제한성 및 불편성을 해소할 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 순환된 온수가 유입되는 코일 또는 나선형의 코일 관체부를 형성하여 온수의 이동경로가 증가함으로써 유입된 온수의 열교환 시간이 연장되게 되어 열교환 효율이 개선되는 동시에 상기 코일 관체부 내측의 공간에 설치되는 지지프레임으로 인하여 신속하고 정확한 설치 및 설치의 안정성을 기할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 내부에 각각 전극봉(112)을 갖고 유입되는 물을 순차적으로 나누어 가열하도록 다수의 가열탱크(11)가 상호 연결되어 저장탱크(2)의 내부에 장착되는 가열부(10)와;

   순환된 온수가 유입되어 상기 저장탱크(2) 내부의 냉수와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부(20)와;

   상기 가열부(10)에서 배출되는 온수를 급수관(102)으로 이송시키는 펌프(30)와;

   상기 가열부(10)에서 생성되는 온수의 온도를 조절하도록 상기 전극봉(112)에 전원을 공급하는 제어패널(40)을;

   포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 보일러.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가열부(10)는,

   상기 전극봉(112)이 내부에 장착되도록 큰 지름으로 형성되는 관체부(111)와,

   상기 관체부(111)의 일측 단부와 타측 단부에 유입구(113)와, 배출구(114)를 갖는 상기 가열탱크(11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 보일러.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 가열부(10)는,

   제 1, 2, 3, 4 가열탱크(11a)(11b)(11c)(11d)로 구성되어 상기 저장탱크(2)의 저면부에 수평으로 장착되도록 하되,

   상기 제 1 가열탱크(11a)의 제 1 유입구(113a)로 상기 저장탱크(2)의 물이 유입되도록 하고,

   상기 제 1, 2, 3 가열탱크(11a)(11b)(11c)의 제 1, 2, 3 배출구(114a)(114b)(114c)와 제 2, 3, 4 가열탱크(11b)(11c)(11d)의 제 2, 3, 4 유입구(113b)(113c)(113d)가 관체로 상호 연결되게 하며,

   상기 제 4 가열탱크(11d)의 제 4 배출구(114d)로 가열된 물을 배출하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 보일러.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 열교환부(20)는,

   순환된 온수가 유입되는 열교환 유입구(211)와 열교환이 이루어진 온수를 배출하는 열교환 배출구(212)를 갖는 코일 관체부(21)와,

   상기 저장탱크 내부에 상기 코일 관체부(21)가 수직으로 구비되도록 상기 코일 관체부(21)를 관통하여 지지하는 지지프레임(22)으로,

   구성되는 것을 특징으로 하는 전기 보일러.
5. 제 4항에 있어서

   상기 코일 관체부(21)는,

   길이방향으로 나선 또는 타원의 형상을 가지면서,

   상부측 단부에 상기 열교환 유입구(211)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 보일러.

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