KR101044689B1 - 전기난방 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐된 가열탱크와 그 가열탱크에 충입된 난방수를 가열하도록 내장된 히터로 이루어진 가열부; 상기 가열부에서 가열된 난방수를 난방배관으로 공급하는 온수분배기; 상기 난방배관의 단부에 연결되어 난방수를 회수하여 가열부로 유도해주는 회수분배기; 난방수의 팽창력을 흡수하는 팽창완충부; 증발로 인하여 손실된 난방수를 보충하는 보충부; 난방수를 순환시키기 위한 난방 순환펌프로 이루어진 전기난방 보일러에 있어서, 상기 히터는 코일형태로 감겨져 가열탱크에 내장되고, 상기 팽창완충부는 상기 회수분배기를 통과한 난방수의 부피팽창을 조절하는 자바라 형태의 신축튜브와, 상기 신축튜브가 내장된 팽창완충탱크와, 상기 신축튜브를 탄력 지지하도록 팽창완충탱크에 내장된 스프링으로 이루어지며, 상기 보충부는 보충수를 저장하는 보충수탱크와, 상기 보충수탱크의 상단에 개폐 가능하게 설치된 마개와, 보충수탱크 내부의 수증기를 배기시키도록 보충수탱크 내부의 압력에 의해서 개폐되는 배기밸브와, 상기 보충수탱크 내부의 수위를 감지하는 수위감지 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

전기, 보일러, 팽창, 온수, 히터, 코일

Description

전기난방 보일러{Boiler for electric heating}

본 발명은 전기난방 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기히터, 순환펌프, 팽창완충탱크 및 보충수탱크 등을 별도의 라인(파이프)없이 일체화시킴으로써 부피를 최소화하여 난방이 필요한 실내의 벽면에 바로 매립하여 설치할 수 있음은 물론, 팽창완충부를 마련하여 난방수 팽창에 따른 압력상승으로부터 보일러를안전하게 보호되도록 제작되는 전기난방 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 건축물의 실내 온도를 상승시키기 위한 난방장치로서, 사용되는 연료는 기름, 가스 또는 전기를 이용하여 물을 가열하고 순환펌프를 작동시켜 가열된 난방수를 난방이 필요한 곳에 설치된 배관을 통해 순환시켜 난방을 하는 것이다.

이러한 기존의 난방방식은 한대의 보일러가 건물 전체를 난방하는 것으로 용량과 부피가 커서 별도의 보일러실이 필요하며, 보일러실에서 난방이 필요한 곳까지 벽면이나 바닥 등으로 배관이 연결되어야 하므로 불필요한 곳에 난방배관이 지나가고 이로 이하여 배관공사비의 증가와 열손실이 발생하는 문제점이 있다.

그리고 보일러 고장시 건물 전체를 난방하지 못함은 물론, 특정한 장소(한곳 또는 두곳 이상)를 난방 할 경우에도 열용량이 큰 보일러를 가동해야 하므로 장비효율저하는 물론 다량의 열손실이 발생하는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 등록특허 제865083호(저탕식 전기 보일러)가 개시된바 있다.

상기 특허에 개시된 저탕식 전기 보일러는 캐비닛 형으로 만들어진 본체내부에 가열히터와 순환펌프를 구비하고 보충수탱크, 제어부 및 기존 난방배관에 연결하여 사용할 수 있는 연결부재 등으로 구성되어 있다.

그러나 상기 등록특허는 난방이 필요한 실내에 설치할 수 있는 장점은 있으나 부피가 커서 일정한 실내공간을 차지하며, 난방이 불필요한 계절에도 그대로 실내에 방치해 두어야 하는 문제점이 있다.

또한 빈번하게 보충수를 공급해야하는 단점도 가지고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 전기히터, 순환펌프, 팽창완충탱크 및 보충수탱크 등을 상호 연결배관을 설치하지 않는 일체형으로 제작하여 단순화시킴으로써 경제적임은 물론, 전기난방 보일러의 부피를 최소화하여 난방이 필요한 실내의 벽면에 바로 매립하여 설치할 수 있고, 또 팽창완충부를 마련하여 난방수 팽창에 따른 압력상승으로부터 보호되도록 제작되는 전기난방 보일러를 제공함에 있다.

또한 본 발명은 가열로 인한 물의 부피팽창을 완충할 수 있는 팽창완충탱크와 물의 증발시 여분의 물을 채워놓은 보충수탱크를 일체로 구성하고, 난방수의 이동경로를 밀폐시킴으로써 물의 증발을 최소화하며 안전하고 조작이 편리한 소형 전기난방 보일러를 제공함에 있다.

또한 본 발명은 히터의 가열시 발생하는 기포가 보충수탱크로 유입되면서 자연적으로 물과 분리되어 순환펌프에 유입되지 않아 원활한 난방이 가능한 소형 전기난방 보일러를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전기난방 보일러는 밀폐된 가열탱크와 그 가열탱크에 충입된 난방수를 가열하도록 내장된 히터로 이루어진 가열부; 상기 가열부에서 가열된 난방수를 난방배관으로 공급하는 온수분배기; 상기 난방배관의 단부에 연결되어 난방수를 회수하여 가열부로 유도해주는 회수분배기; 난방수의 팽창력을 흡수하는 팽창완충부; 증발로 인하여 손실된 난방수를 보충하는 보충부; 난방수를 순환시키기 위한 난방 순환펌프로 이루어진 전기난방 보일러에 있어서, 상기 히터는 코일형태로 감겨져 가열탱크에 내장되고, 상기 팽창완충부는 상기 회수분배기를 통과한 난방수의 부피팽창을 조절하는 자바라 형태의 신축튜브와, 상기 신축튜브가 내장된 팽창완충탱크와, 상기 신축튜브를 탄력 지지하도록 팽창완충탱크에 내장된 스프링으로 이루어지며, 상기 보충부는 보충수를 저장하는 보충수탱크와, 상기 보충수탱크의 상단에 개폐 가능하게 설치된 마개와, 보충수탱크 내부의 수증기를 배기시키도록 보충수탱크 내부의 압력에 의해서 개폐되는 배기밸브와, 상기 보충수탱크 내부의 수위를 감지하는 수위감지 센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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또한 본 발명에 따른 히터는 열전달 면적을 넓게 하고 설치 면적을 작게 하기 위해 상기와 같이 코일형태로 감겨지고 필요 용량에 따라 병렬로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 가열부, 팽창완충부, 보충부를 배관 없이 일체로 제작하여 부피를 최소화함으로써 난방을 원하는 실내의 벽면에 용이하게 매립이 가능하여 각 목적하는 곳의 난방수 공급을 위해 보일러실에서 각 목적하는 곳으로 설치되는 배관이 필요 없어 건설비용을 절감할 수 있다. 또한 배관에 충진되는 난방수의 용량이 적어 초기 예열부하가 적어짐으로써 신속한 난방이 가능하여 에너지 절감 효과가 있다.

본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전기난방 보일러를 나타낸 단면도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전기난방 보일러의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조 되는 바와 같이 본 발명은 난방수를 가열하는 가열부(100)와, 가열된 난방수의 팽창력을 흡수하는 팽창완충부(140)와, 증발로 인하여 손실된 난 방수를 보충하는 보충부(150)로 크게 구분되는 것으로서, 본 발명에 따른 난방수 순환 경로는 외부와 차단될 수 있도록 밀폐되어 있다.

상기 가열부(100)에는 난방수를 가열하는 가열탱크(101)가 마련되어 있고, 그 가열탱크(101)의 내부에는 코일형태로 감겨진 히터(102)가 내장되어 있되, 상기 히터(102)는 필요 용량에 따라 병렬로 형성하는 것도 가능하다.

상기 가열부(100)의 배출관(103)에는 가열부(100)에서 가열된 난방수의 공급구역을 제어하는 온수분배기(110)가 설치되어 있고, 상기 온수분배기(110)는 2구 또는 3구로 형성되며, 연결된 복수개의 난방배관(120)중 어느 한 곳 또는 복수개의 난방배관(120)에 동시에 난방수를 공급하는 것이다.

그리고 난방배관(120)의 단부에는 그 난방배관(120)을 순환하면서 각 목적하는 곳의 난방이후 온도가 내려간 난방수를 회수하여 가열부로 난방수의 이동방향을 유도해주는 회수분배기(130)가 설치되어 있되, 상기 회수분배기(130)는 2구 또는 3구로 형성되며, 회수된 난방수를 이후에 설명할 팽창완충부(140)로 공급하는 것이다.

상기 팽창완충부(140)는 회수분배기(130)를 통과한 난방수의 부피팽창을 조절하는 것으로서, 외형을 이루는 팽창완충탱크(141)가 마련되어 있고, 그 팽창완충탱크(141) 내부에는 자바라 형태의 신축튜브(142)가 설치되어 있으며, 상기 신축튜브(142)의 저면에는 스프링(143)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 보충부(150)는 장시간 사용시 증발되는 난방수를 보충하기 위한 것으로서, 보충수를 저장하는 보충수탱크(151)가 마련되어 있고, 그 보충수탱 크(151)의 내부는 팽창완충부(140)와 연결되어 있다.

또한 상기 보충수탱크(151)에는 보충수의 수위를 감지하여 제어부에 신호를 보내는 수위감지 센서(154)가 설치되어 있고 보충수탱크(151)의 상면에는 손실된 보충수를 공급하기 위하여 개폐가능한 마개(152)가 설치되어 있다.

상기 마개(152)의 일측에는 보충수탱크(151)의 내측에 모아진 수증기 또는 기포를 배기시키기 위한 배기밸브(153)가 설치되어 있으며, 상기 배기밸브(153)는 압력에 의해서 자동으로 개폐되는 자동식 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가열부(100)의 하부에는 난방수를 강제적으로 순환시키기 위한 순환펌프(160)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실내를 난방하고자 할 때에는 가열부(100)에 설치된 히터(102)를 작동시키면 상기 히터(102) 주변의 난방수 즉, 가열탱크(101)에 충입된 난방수가 가열된다.

이때 가열부(100)의 하부에 설치된 순환펌프(160)가 작동되면, 보충부(150) 및 팽창완충부(140)에 충입된 난방수를 펌핑하므로, 가열탱크(101) 내부에서 가열된 난방수는 배출관(103)을 통하여 배출된다.

즉, 난방수는 가열부(100)의 하부로부터 공급되어 상부로 이동되면서 가열된 후 배출되므로 열효율이 향상되는 것이다.

배출관(103)으로 배출된 난방수는 온수분배기(110)에 의해서 분배된 후 난방배관(120)으로 공급되며 이와 같이 공급된 난방수는 난방배관(120)을 순환하면서 실내를 난방하는 것이다.

이와 같이 난방배관(120)을 순환한 난방수는 회수분배기(130)를 통하여 팽창완충부(140)로 환수된다.

물을 가열하면 온도가 상승하면서 부피가 팽창하게 되는데 밀폐된 공간에서의 물의 팽창은 제곱센티미터 당 수십 킬로그램에 해당하는 압력을 유발하여 기기 및 배관을 파손시키는데 이를 방지하기위해 팽창완충부(140)를 설치하여 난방수의 온도가 상승하여 부피가 팽창할 경우 팽창완충부(140)에 설치된 신축튜브(142)가 팽창되어 난방수의 팽창력을 완화시키는 역할을 하며, 이때 신축튜브(142)의 하부에 설치된 스프링(143)이 압축된다.

그리고 상기 난방수 온도가 하강하여 부피가 감소하면 팽창완충부(140) 내부의 신축튜브(142)가 수축되면서 아룰러 하부에 설치된 스프링(143)이 팽창되어 초기상태로 복귀하게 된다.

즉, 팽창완충부(140)로 유입된 난방수의 온도에 의해서 변경되는 부피는 신축튜브(142)가 팽창/수축하면서 완충시키는 것이다.

한편, 장기간 사용시 난방수가 증발되어 보충부(150)에 설치된 보충수탱크(151)의 수위가 감소하게 되면 수위감지 센서(154)가 이를 감지하여 제어부에 경고신호를 보내면 마개(152)를 열고 보충수를 충입하는 것이다.

또한, 가열부(100)에서 난방수 가열시 발생되는 기포는 보충부(150)의 보충수탱크(151) 상부로 모아지게 되는 것이며, 기포가 과다하게 발생할 경우에는 배기밸브(153)가 자동으로 개방되어 배기시키는 것이다.

즉, 보충수탱크(151) 내부의 압력이 증가되면 배기밸브(153)가 개방되고, 압력이 감소되면 배기밸브(153)가 닫혀지는 것이며, 이와 같이 배기밸브는 팽창 완충부에서 감당하지 못하는 비정상적인 압력상승으로부터 전기보일러를 보호하기 위해 동작되는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 전기난방 보일러는 전기히터, 순환펌프, 팽창완충탱크 및 보충수탱크등을 상호 연결배관을 설치하지 않는 일체형으로 제작하여 단순화시킴으로써 경제적임은 물론, 전기난방 보일러의 부피를 최소화하여 난방이 필요한 실내의 벽면에 바로 매립하여 설치할 수 있고, 또 팽창완충부를 마련하여 난방수 팽창에 따른 압력상승으로부터 보일러를 보호할 수 있는 장점이 있다

또한 본 발명은 물의 증발시 여분의 물을 채워놓은 보충수탱크를 일체로 구성하고, 난방수의 이동경로를 밀폐시킴으로써 물의 증발을 최소화하고 히터의 가열시 발생하는 기포가 보충수탱크로 유입되면서 자연적으로 물과 분리되어 순환펌프에 유입되지 않아 원활한 난방이 가능한 소형 전기난방 보일러를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기난방 보일러를 나타낸 단면도.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전기난방 보일러의 작동상태를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 가열부 101 : 가열탱크

102 : 히터 110 : 온수분배기

120 : 난방배관 130 : 회수분배기

140 : 팽창완충부 141 : 팽창완충탱크

142 : 신축튜브 143 : 스프링

150 : 보충부 151 : 보충수탱크

152 : 마개 153 : 배기밸브

154 : 수위감지 센서 160 : 순환펌프

Claims (4)

1. 밀폐된 가열탱크(101)와 그 가열탱크(101)에 충입된 난방수를 가열하도록 내장된 히터(102)로 이루어진 가열부(100); 상기 가열부(100)에서 가열된 난방수를 난방배관(120)으로 공급하는 온수분배기(110); 상기 난방배관(120)의 단부에 연결되어 난방수를 회수하여 가열부로 유도해주는 회수분배기(130); 난방수의 팽창력을 흡수하는 팽창완충부(140); 증발로 인하여 손실된 난방수를 보충하는 보충부(150); 난방수를 순환시키기 위한 난방 순환펌프(160)로 이루어진 전기난방 보일러에 있어서,

   상기 히터(102)는 코일형태로 감겨져 가열탱크(101)에 내장되고,

   상기 팽창완충부(140)는 상기 회수분배기(130)를 통과한 난방수의 부피팽창을 조절하는 자바라 형태의 신축튜브(142)와, 상기 신축튜브(142)가 내장된 팽창완충탱크(141)와, 상기 신축튜브(142)를 탄력 지지하도록 팽창완충탱크(141)에 내장된 스프링(143)으로 이루어지며,

   상기 보충부(150)는 보충수를 저장하는 보충수탱크(151)와, 상기 보충수탱크(151)의 상단에 개폐 가능하게 설치된 마개(152)와, 보충수탱크(151) 내부의 수증기를 배기시키도록 보충수탱크(151) 내부의 압력에 의해서 개폐되는 배기밸브(153)와, 상기 보충수탱크(151) 내부의 수위를 감지하는 수위감지 센서(154)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기난방 보일러.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 히터(102)는 필요 용량에 따라 병렬로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기난방 보일러.
3. 청구항 1에 있어서, 보충수탱크(151)와 팽창완충탱크(141)는 일체로 구성되어 가열탱크(101)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기난방 보일러.
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