KR100895181B1

KR100895181B1 - 소형 전기 보일러의 난방시스템

Info

Publication number: KR100895181B1
Application number: KR1020070090739A
Authority: KR
Inventors: 김운철
Original assignee: 김운철
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-04-24
Also published as: KR20080036514A

Abstract

본 발명은 소형 전기 보일러의 난방시스템에 관한 것으로, 상세하게는 소음이 발생하지 않고, 난방용수를 순환시키는 강제 순환펌프가 없으며, 난방온수의 순환에 장애가 되는 공기를 용이하게 보일러 외부로 배출되도록 하여 난방온수가 원활히 순환되도록 하고, 또한 온수배관에 유입된 공기를 편리하게 외부로 배출되도록 하는 소형 전기 보일러의 시스템에 관한 것이다.

따라서 그 구성을 살펴본다.

본원의 소형 전기 보일러의 난방시스템은 저수조의 온수가 온수배관(100)으로 토출시 그 온수가 분산되어 압력에 따른 저항을 받지 않도록 상기 온수배관을 다수 가닥으로 분산시켜 회수통과 연결하고, 또한 도시한 바와 같이 저수조(3)와 회수통(2)에 연결되는 상기 온수배관(100)을 상기 저수조(3)와 상기 회수통(2)방향으로 Ｕ" 자 형태가 되도록 하였으며, 히터(4)는 거름망을 감싸지게 하였다. 그리고 토출구(5)와 회수공(6) 사이에 2차거름망(8)이 위치되도록 구성하였다. 따라서 그 구성의 목적은 다음과 같다.

1) 상기 히터(4)로부터 가열된 온수가 다수 가닥으로 분산되도록 하여 압력에 따른 저항을 낮추게 하는 목적;

2) 물 가열시 상기 히터로부터 발생한 기포를 거름망에 의해 저수조(3)와 연통된 공기배출구(11)로 배출되도록 하는 목적;

3) 상기 거름망을 통과한 기포가 토출구(5)방향으로 향할 경우 온수순환에 장애가 되므로 그를 차단하는 2차거름망(8)을 갖도록 하는 목적;

4) 상기 다수 가닥에 공기가 유입되면, 일측에 위치시킨 공기배출구(11)가 있는 저수조 및 회수통(2)을 들어올린다. 따라서 공기가 상승작용에 의해 상승하여 상기 공기배출구(11, 11')로 배출된다.

히터, 공기배출구, 온수배관, 회수통, 물통.

Description

소형 전기 보일러의 난방시스템{Boiler}

제 1도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 전방에서 본 사시도.

제 2도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위해 일부를 단면한 설명도,

제 3도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 단면한 평면도,

제 4도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 전기 보일러의 내부를 분해한 사시도,

제 5도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 전기 보일러의 내부를 보인 단면도,

제 6도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 전기 보일러의 내부를 보인 측면도,

제 7도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 측면도로서

가)는 온수배관에 유입된 공기를 제거하기 위해 전기보일러를 들어올린 상태로서 온수배관에 유입된 공기가 저수조를 경유하여 공기토출구로 배출되는 과정이고,

나)는 온수배관에 유입된 공기를 제거하기 위해 전기보일러와 같이 회수통 을 들어올린 상태로서 온수배관에 유입된 공기가 회수통을 경유하여 공기배출구로 배출되는 과정이다.

제 8도는 종래의 난방 보일러의 시스템을 보인 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 ; 전기보일러 2 ; 회수통

3 ; 저수조 4 : 히터

5 ; 토출구 6 ; 회수공

7 ; 거름망 8 ; 2차거름망

10 ; 물통 11 ; 공기배출구

11'; 공기배출구 12 ; 공기토출구

100 ; 온수배관 110, 120 ; 회수구

본 발명은 소형 전기 보일러의 난방시스템에 관한 것으로, 상세하게는 소음이 발생하지 않고, 난방용수를 순환시키는 강제 순환펌프가 없으며, 난방온수의 순환에 장애가 되는 공기를 용이하게 보일러 외부로 배출되도록 하여 난방온수가 원활히 순환되도록 하고, 또한 온수배관에 유입된 공기를 편리하게 외부로 배출되도록 하는 소형 전기 보일러의 난방시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전기 보일러라 하면 전기 저항체인 히터로 전기 에너지를 공급하고, 전기가 공급되는 동안 발생하는 열로 물을 데워준 후, 데워진 물이 난방처를 순환하도록 하면서 열교환의 방식으로 난방처를 데워주거나 데워진 온수를 직접 사용할 수 있도록 한 것임은 이미 주지된 사실이다.

그러므로 종래에는 저항체인 코일을 동파이프 또는 스테인리스 파이프에 절연용 마그네샤를 충전시키면서 내장하여 원하는 형태로 절곡한 히터를 사용하는 것으로 히터가 난방용수를 가열시키는 가열실에 실장되어 직접 가열시키는 투입형을 주로 이용하는 게 일반적이다.

그런데 히터의 가열중 난방용수에는 기포가 발생한다. 즉 배관 내부 및 저주조에 공기방울(기포)가 발생하고 그 발생한 공기방울을 외부로 배출하지 않을시 그 공기층으로 인해 배관 내에 온수가 순환되지 않아 난방에 지장을 준다. 그러므로 종래에는 공기를 배출할 수 있는 에어 밸브를 배관에 설치한 후 이용자가 주기적으로 그 에어 밸브를 이용하여 공기를 배출시킴과 아울러 강제 순환펌프를 이용하여 강제적으로 난방용수를 순환시킨다. 그러다 보니 후술에서 예측할 수 있는 바와 같이 실내에 위치되는 전기보일러의 순환펌프 소음으로 인해 수면 장애가 발생하였다.

여기서, 도 8에서 도시한 바와 같이, 예를 들어 난방호스를 방바닥면에 지그재그 위치한 다음 난방호오스의 수평 하단 내지는 수평상태에 위치시킨 전기보일러의 온수통과 연결한 후 난방용수를 가열하면 고온에 따른 상승작용에 의해 용수는 지그재그로 위치된 난방호오스를 순환한다.

그러나 본 출원인이 실험하여 얻은 중요한 사실은 그 순환에 있어서 난방용수가 약 60℃ 이상일 경우 난방호오스를 지그재그 위치하더라도 순환하였으나 난방용수가 약 60℃ 이하일 경우 온도 상승작용이 낮아 난방용수가 순환하지 않은 문제점이 있었다. 이에 따라, 60℃ 이하의 난방용수를 순환시키고자 하는 경우 수면 장애를 일으키는 강제 순환펌프를 배관에 별도로 설치하여야 하였다.

상술한 바와 같이 강제 순환펌프 없이 난방용수를 순환시킬 양으로 60℃ 이상 가열하여 순환할 경우 난방호오스 선단(A)은 앉아있을 수 없을 정도로 뜨거울 뿐만 아니라 전력소모도 만만치 않았다는 문제점이 있었다.

그리고 종래의 기술을 전기매트에 적용하기 위해 온수배관을 지그재그로 위치할 경우 그 온수배관에 유입된 에어가 쉽게 제거되지 않는다는 문제점이 있었다.

또한, 본 발명에서는 도시한 바와 같이 전기보일러(1) 자체에서 공기방울이 발생하더라도 그 발생한 공기방울을 보일러 외부로 배출할 경우에는 난방용수 순환에 지장이 없음을 터득하게 되었다.

또한, 종래의 구멍탄 보일러는 강제순환 펌프를 사용하지 않고 수위 차에 의해 온수순환 방법으로서 보일러에서 끓인 온수를 자체의 증기압만으로 순환하도록 하였으나 기포가 난방배관으로 유입되면 그 기포에 의해 온수순환에 장애가 발생하게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위해 본원의 소형 전기 보일러의 난방시스템은,

저수조의 온수가 온수배관으로 토출시 그 온수가 분산되어 압력에 따른 저항을 받지 않도록 상기 온수배관을 다수 가닥으로 분산시켜 회수통과 연결하고,

또한, 저수조와 회수통에 연결되는 상기 온수배관을 상기 저수조와 상기 회수통 방향으로 'U' 자 형태가 되도록 하였으며, 히터는 거름망에 의해 감싸지게 하였다. 그리고 토출구와 회수공 사이에 2차거름망이 위치되도록 구성하였다. 본 발명은 다음과 같은 목적을 갖는다.

1) 상기 히터로부터 가열된 온수가 다수 가닥으로 분산되도록 하여 압력에 따른 저항을 낮추게 하는 목적;

2) 물 가열시 상기 히터에 의해 발생한 기포를 거름망에 의해 저수조와 연통 된 공기배출구로 배출되도록 하는 목적;

3) 상기 거름망을 통과한 기포가 토출구 방향으로 향할 경우 온수순환에 장애가 되므로 이를 차단하는 2차거름망을 갖도록 하는 목적;

4) 상기 다수 가닥의 온수배관에 공기가 유입되면, 일측에 위치시킨 공기배출구가 있는 저수조 및 회수통을 들어올리고 공기가 상승작용에 의해 상승하여 상기 공기배출구로 배출되도록 하는 목적을 갖는다.

첨부한 제 1도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 전방에서 본 사시도이고,

제 2도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위해 일부를 단면한 설명도이며,

제 3도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 단면한 평면도이다.

그리고 제 4도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 전기 보일러의 내부를 분해한 사시도이며,

제 5도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 전기 보일러의 내부를 보인 단면도이고,

제 6도는 본 발명의 소형 전기 보일러의 난방시스템을 설명하기 위한 전기 보일러의 내부를 보인 측면도이다.

첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

저수조(3) 내에 물을 가열할 수 있는 히터(4)와, 상기 히터(4)에 의해 가열된 온수가 토출되어 온수배관(100)으로 토출하는 토출구(5)와, 상기 토출구(5)로 토출된 온수가 회수되는 회수공(6)과, 저수조(3)에 물을 보충하는 물통(10)을 포함한 소형 전기 보일러의 난방시스템에 있어서,

상기 저수조(3)의 토출구(5)로 토출된 온수가 분산되도록 다수 가닥의 온수배관(100)이 연결되고, 상기 온수배관(100)의 길이방향 끝단은 상기 다수 가닥으로 분산된 온수를 한곳으로 회수시켜 다시 저수조(3)에 이르도록 회수통(2)과 연결된다.

저수조(3) 및 회수통(2)을 약간 들어올리면 온수배관(100)에 유입된 공기가 상기 저수조(3) 및 회수통(2)의 공기배출구(11,11')로 배출되도록

다수 가닥의 온수배관(100)은 저수조(3)와 회수통(2)에 연결시 'Ｕ'자 형태로서 상기 저수조(3)와 회수통(2)을 향하도록 배치되어 연결된다.

상기 온수배관(100)의 바깥쪽(B) 온수배관은 길고, 안쪽(C) 온수배관은 짧다.

이럴 경우 토출구(5)에서 토출된 온수가 회수통(2)에 도달하는 시간이 각각 다르다. 그로 인해 난방이 골고루 따뜻해지지 않는다. 따라서 온수배관(100)으로의 온수 유입량이 다르도록 하여 상기 회수통(2)에 도달하는 시간이 같도록 안쪽 온수배관의 회수구(110)의 구멍은 작게 하고 바깥쪽(B)으로 향하는 온수배관의 회수구(120)의 구멍을 순차적으로 크게 한다.

여기서 회수구(110, 120)의 구멍은, 또는 그 구멍이 아니더라도 온수가 흐르는 온수배관라인 어느 곳이든 구멍의 크기를 달리하면 온수의 량이 달라진다. 즉 설명의 편의상 회수구(110, 120)를 기준으로 설명한다.

다시 반복하여 설명하면, 온수배관(100)을 배치할 경우 바깥쪽 온수배관(B)은 길고, 안쪽(C) 온수배관은 짧다. 그러므로 안쪽 온수배관의 회수구(110)의 구멍은 작게 하고 바깥쪽(B) 온수배관의 회수구(120)의 구멍은 크게 한다.

그래서 토출구(5)로 토출된 온수가 온수배관(100)으로 향할 시 온수량이 다르게 된다. 즉 온수가 흐르는 속도가 다르게 된다. 따라서 온수배관(100))이 짧은 안쪽(C) 온수배관은 온수가 천천히 흘러 회수통(2)으로 유입되고, 길이가 길고 바깥쪽(B)에 위치한 온수배관은 온수가 빠르게 흘러 회수통(2)으로 유입된다. 그 결과 온수의 회수통(2)에 도달하는 시간은 동일하게 된다.

그러므로 난방장소가 골고루 따뜻한 것이다.

즉, 상기 온수배관(100)의 길이가 각각 다른데도 불구하고 안쪽(C) 온수배관의 회수구(110)의 구멍과 바깥쪽(B) 온수배관의 회수구(120)의 구멍이 같다면 온수는 짧은(C) 쪽 온수배관으로 온수량이 집중하게 된다. 그렇다면, 골고루 따뜻함을 기대할 수 없을 것이다.

상기 저수조(3)는 히터(4)에 의해 물을 가열할 시 발생하는 기포가 일시정체되어 상승하도록 하거나 수개의 작은 기포들이 서로 달라붙어 큰 공기방울이 형성되어 상승하도록 역할을 하는 거름망(7)이 상기 히터(4)를 감싸듯이 위치되어 있다.

상기 거름망(7)을 위치함으로써 히터(4)에 의해 발생한 작은 기포는 도 4의 확대부와 같이 거름망(7)에 일시적으로 정체된 후 상승하여 저수조(3)와 연통된 공기배출구(11)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 그 정체과정시 수개의 기포들은 서로 달라붙어 큰 공기방울이 형성된다.

그로 인해 상승속도가 빨라져 기포는 수평방향에 위치된 토출구(5)로 이동하지 않고 공기배출구(11)로 향하게 된다.

또한, 상기 히터(4)에서 발생한 일부 기포가 거름망(7)을 통과하여 토출구(5)로 향할 경우 온수순환에 장애가 되므로 기포를 차단하는 차단용 2차거름망(8)이 토출구(5)와 회수공(6) 사이에 설치된다.

상기 2차거름망(8)과 토출구(5) 사이에, 혹 상기 2차거름망(8)을 통과한 기포나 온수배관(100)에서 발생한 공기가 빠져나가도록 공기토출관(12)이 구비된다.

여기서 참고, 본원의 전기 보일러는 전기 온수매트에 적용한다. 따라서 매트는 이용자의 중량으로 압력을 가할 경우 호오스가 눌리게 되고 그로 인해 온수배관(100)에 공기층이 형성된다. 물론 다른 요인으로 공기층이 형성될 수 있다. 그 공기층은 공기토출관(12)을 통해 제거된다.

본원에서 설명을 생략하고 미도시한 부분을 간단히 설명하면 온수의 온도를 감지하는 감지센서가 생략되었고, 히터(4)에 전류를 공급하거나 제어하는 컨트롤부가 생략되었다.

또한, 공기토출관(12)은 물통(10)과 연결되어 있어 공기방울이 물통(10)을 경유하여 상기 물통의 공기배출관(11)을 통해 배출된다.

실시 예

첨부도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 실시 예는 토출구(5)와 회수공(6)에 온수배관(100)이 각각 연결된다. 이때 주의할 점은 그 연결하기 전 배관에 잔류한 잔류공기를 제거함이 바람직하다. 물론 그 연결 후에 잔류공기를 제거하더라도 무방하다.

그 후 저수조(3) 및 물통(10)에 물을 충전한 다음 컨트롤부(미도시)를 경유한 히터(4)에 전류를 인가하면 히터(4)는 물을 가열하고 그 가열과정에 기포가 발생한다. 그러나 그 기포는 앞에서 상술한 바와 같이 도 4의 확대부와 같이 거름망(7)에 일시적으로 정체된 후 상승하여 물통(10)을 경유하여 공기배출구(11)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 그 정체과정시 수개의 기포들은 서로 달라붙어 큰 공기 방울이 형성된다.

그로 인해 상승속도가 빨라져 기포는 수평방향에 위치된 토출구(5)로 이동하지 않는다.

그러나 혹 히터(4)에서 발생한 일부 기포가 거름망(7)을 통과하더라도 2차거름망이 토출구(5)와 회수공(6)사이에 설치되어 있어 기포는 도시한 도 6과 같이 선회하여 물통(10)을 거쳐 공기배출구(11)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 2차거름망(8)을 통과하더라도 기포는 2차거름망(8)과 토출구(5) 사이에 형성시킨 공기토출관(12)을 통해 외부로 배출된다.

이상과 같이 기포를 완벽하게 걸러냄으로 히터(4)에 의해 가열된 온수는 거름망(7)과 2차거름망(8)을 통과하여 토출구(5)를 지나 배관을 경유하여 다시 회수공(6)으로 이른다.

그리고 저수조(3)의 보충수는 물통(10)에서 공급받는다.

마지막으로 본원의 전기 보일러 시스템을 예를 들어 전기 온수매트에 이용하 였는데 이용자의 실수로 온수배관에 공기가 유입된다면 다음과 같이 공기를 제거하면 된다.

도시한 도 7과 같이 전기 보일러(1) 측을 들어올리면 온수배관(100)에 유입된 공기가 상승작용에 의해 전기보일러(1)의 토출구(5)를 지나 공기토출관(12)를 경유하여 공기배출구(11)로 배출되고, 동시에 회수통(2)으로 상승한 공기는 상기 회수통(2)에 형성한 공기배출구(11')로 배출된다.

상술한 바와 같이 본원의 소형 전기 보일러의 난방시스템은 저수조의 온수가 온수배관으로 토출시 그 온수가 분산되어 압력에 따른 저항을 받지 않도록 상기 온수배관을 다수 가닥으로 분산시켜 회수통과 연결하고,

또한, 저수조와 회수통에 연결되는 상기 온수배관을 상기 저수조와 상기 회수통 방향으로 'Ｕ' 자 형태로 되도록 하였으며, 히터는 거름망으로 감싸게 하였다. 그리고 토출구와 회수공 사이에 2차거름망이 위치되도록 구성하였다.

이에 따라, 상기 히터로부터 가열된 온수가 온수배관으로 흐를 시 온수배관이 다수 가닥으로 구성되어 압력에 따른 저항을 받지 않게 되어 온수 흐름이 원활하게 이루어진다.

또, 가열시 히터로부터 발생한 기포를 거름망에 의해 저수조와 연통된 공기배출구로 배출되도록 하므로 기포가 토출구로 유입되지 않는다. 따라서 온수배관에서의 온수 흐름이 원활하게 된다.

또한, 상기 거름망을 통과한 기포가 토출구 방향으로 향할 경우 온수순환에 장애가 되므로 이를 차단하는 2차거름망(8)을 갖도록 하였다. 이에 따라 기포가 토출구를 향하더라도 이를 효과적으로 차단할 수 있게 된다.

그리고 상기 다수 가닥의 온수배관을 'U'자 형태로 위치함으로써 온수배관에 공기가 유입되더라도 저수조 및 회수통을 약간 들어올리면 공기가 상승작용에 의해 상기 저수조와 회수통에 형성한 각각의 공기배출구(11, 11')를 통해 외부로 배출된다. 따라서 공기 배출이 용이하다는 장점이 있다.

Claims

저수조(3) 내에 물을 가열할 수 있는 히터(4)와, 상기 히터(4)에 의해 가열된 온수가 토출되어 온수배관(100)으로 토출하는 토출구(5)와, 상기 토출구(5)로 토출된 온수가 회수되는 회수공(6)과, 상기 저수조(3)에 물을 보충하는 물통(10)을 포함한 소형 전기 보일러의 난방시스템에 있어서,

상기 저수조(3)의 토출구(5)로 토출된 온수가 분산되도록 다수 가닥의 온수배관(100)이 연결되고, 다수 가닥의 상기 온수배관(100) 길이방향 끝단은 다수 가닥으로 분산된 온수를 한곳으로 회수시켜 다시 상기 저수조(3)에 이르도록 회수통(2)과 연결하되, 다수 가닥의 상기 온수배관(100)을 통하여 흐르는 온수가 상기 회수통(2)으로 도달하는 시간이 같도록 바깥쪽에 위치하는 온수배관일수록 그 흡입구(5) 크기가 크게 형성된 것을 특징으로 하는 소형 전기 보일러의 난방시스템.
제 1항에 있어서

상기 저수조(3) 및 회수통(2)을 약간 들어올리면 상기 온수배관(100)에 유입된 공기가 상기 저수조(3) 및 상기 회수통(2)의 공기배출구(11,11')를 통하여 배출되도록 다수 가닥의 상기 온수배관(100)은 상기 저수조(3)와 회수통(2) 사이에 'Ｕ'자 형태로 배치되어 연결된 것을 특징으로 하는 소형 전기 보일러의 난방시스템.
삭제
제 1항에 있어서

상기 히터(4)는 물 가열시 발생하는 기포가 일시정체되어 상승하도록 하거나 수개의 작은 기포들이 서로 달라붙어 큰 공기방울이 형성되어 상승하도록 거름망(7)에 의해 감싸 여진 것을 특징으로 하는 소형 전기 보일러의 난방시스템.