KR101120247B1

KR101120247B1 - 소형 전기보일러

Info

Publication number: KR101120247B1
Application number: KR1020100018602A
Authority: KR
Inventors: 이동호
Original assignee: 이동호
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2012-03-06
Also published as: KR20110099524A

Abstract

본 발명에 따른 소형 전기보일러는 외형을 이루는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되고, 중심통부와, 상기 중심통부(200)의 일측 하부로 연장되며 하단에 난방수 환수구가 형성된 가열통부와, 상기 중심통부에 타측 상부로 연장형성된 팽창통부를 구비하여 전체적으로

형상을 가지며, 상기 가열통부 상부의 중심통부 일측 상단에 형성된 히터설치구와 상기 중심통부에 형성된 펌프연결구를 구비하는 일체형 탱크; 상기 히터설치구를 통해 설치되고 발열이 이루어지는 가열부가 아래로 연장되어 상기 가열통부 하단을 향해 연장되게 설치되어, 상기 가열통부를 통과하는 난방수가 상기 가열부와 열교환 되도록 하는 히터; 및 상기 펌프연결구에 연결된 순환펌프를 포함한다.

Description

소형 전기보일러{SMALL ELECTRIC BOILER}

본 발명은 소형 전기보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환 탱크에서 발생하는 소음을 저감할 수 있고, 열교환 효율이 상승가능하며, 구조가 단순하고 콤택트한 형태의 소형 전기보일러에 관한 것이다.

일반적으로 전기보일러라 함은 발열체인 히터에 전기 에너지를 공급하고 전기가 공급되는 동안 발생하는 열로 물을 데워준 후, 데워진 물이 난방처를 순환하도록 함으로써 난방 등이 이루어지도록 하는 보일러를 의미한다.

전기보일러는 일반적으로 히터의 전기용량에 따라 대형, 소형으로 구분되는 데, 소형 전기보일러는 3~8평 정도의 난방 면적을 가지며 6kw 이하의 전기용량을 가진다. 소형 전기보일러는, 상대적으로 작은 난방 면적을 가진 난방처를 난방할 목적으로 협소한 공간에 설치되는 경우가 많으므로, 크기가 작고 설치가 용이한 구조를 가져야 한다.

소형 전기보일러는 저항체인 코일을 동 파이프 또는 스테인리스 파이프에 내장한 히터를 열교환 탱크 내부에 실장하여 난방수를 직접 가열시키는 투입형이 일반적으로 사용된다.

일반적으로 난방수 환수구를 통해 열교환 탱크로 유입된 물이 히터에 의해 가열 중에 기포가 발생하는데, 발생한 기포가 적절히 배출되지 않는 경우 그 공기층으로 인해 배관 내에서 난방수가 원활히 순환되지 않아 난방에 지장을 준다. 종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위해 공기를 배출할 수 있는 에어 배출 밸브를 배관에 설치한 후 이용자가 주기적으로 에어 배출 밸브를 이용하여 공기를 배출시키거나, 열교환 탱크에 보조 물탱크 기능을 겸비한 팽창 탱크를 별도로 설치하여 난방수 중의 공기가 배관으로 유동되지 않도록 하고 있다. 그러나 팽창 탱크를 설치하기 위해서는 보일러 케이스 내부에 팽창탱크를 위한 별도의 공간을 필요로 하므로 보일러의 크기를 증가시키는 문제점을 발생시키며 팽창탱크는 개방형 구조로서 물의 증발 통로가 되어 물 보충 시기를 촉진시키는 문제점이 있다.

한편, 소형 전기보일러에서는, 열교환 탱크로 유입된 물이 자연 대류 흐름에 의해 뒤섞이면서 가열되고 난방수 배출구로 배출하는 과정에서 발생하는 소음이 문제되는 데, 소형 전기보일러는 그 용도상 별도로 마련된 보일러실 등에 설치되기 보다는 사람이 생활하는 공간에 설치되는 경우가 많아 소음이 직접적으로 전달되며, 열교환 탱크의 용량이 작아서 내부에서 발생하는 소음이 외부에 상대적으로 크게 전파되기 때문이다.

열교환 탱크 내에서 난방수는 히터에 의해 가열되는 중에 물의 자연 대류 흐름에 따라 뒤섞이면서 데워지는 데, 이와 같이 물이 자연 대류 흐름에 따라 뒤섞이면서 난방용수 공급관 및 난방용수 순환관을 따라 물이 배출 및 인입되면서 소음이 발생한다.

한편, 소형 전기보일러는 일반적으로 증발되는 난방수를 보충하는 방식으로 수동 물보충 방식을 사용한다. 대형 보일러에서는 급수관을 연결하고 물부족을 감지를 자동으로 물이 보충되도록 설치되지만 소형 전기보일러는 그 용도상 배관 연결을 위해서는 새로운 배관 공사가 필요로 하는 부분에 많이 설치되기 때문에 수동으로 물을 보충하는 방식을 사용한다. 열교환 탱크에 물이 적절히 보충되지 않으면 히터 과열로 인한 안전사고의 위험성이 있으며 난방 용수 순환이 원활하지 않기 때문에 적절한 물 보충이 이루어져야 하는 데, 종래의 소형 전기보일러에서 보조 물탱크는 개방식으로 설계되어 물의 증발량이 많고 따라서 물을 자주 보충해 주어야 하는 번거로움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 열교환 탱크에서 물이 가열 및 순환되는 과정에서 발생하는 소음의 저감이 가능한 소형 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 난방 용수 흐름을 최적화할 수 있는 구조를 통해 난방 용수의 가열 효율, 순환 효율을 향상시키면서도 보일러의 구조가 단순해지고 콤택트한 형태로 제조 가능한 소형 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 별도의 팽창 탱크를 삭제하는 것이 가능한 소형 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 열교환 탱크를 반밀폐식 구조로 형성함으로써, 물보충 횟수를 줄이는 것이 가능한 소형 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 안정 성능이 향상된 소형 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 소형 전기보일러는 상기 목적을 달성하기 위하여, 외형을 이루는 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되고, 중심통부와, 상기 중심통부(200)의 일측 하부로 연장되며 하단에 난방수 환수구가 형성된 가열통부와, 상기 중심통부에 타측 상부로 연장형성된 팽창통부를 구비하여 전체적으로

본 발명에 따르면, 상기 히터의 가열부는 상기 가열통부의 하단에 형성된 난방수 환수구의 직상부에 설치된다.

본 발명에 따르면, 상기 팽창통부의 상단에는 상기 케이스 외부로 돌출되어 연장되며 외부와 공기 소통이 가능하게 보충구가 형성되며,

상기 팽창통부의 난방수 수위 상부의 공간은 공기가 수용된 팽창 공간을 형성한다.

또한, 상기 팽창통부의 내부 상부에는 물의 수위를 감지할 수 있는 수위센서가 설치되고, 물의 충진 상태가 표시부를 통해 표시된다.

본 발명에 의하면, 상기 보충구의 측면으로 배출홀이 형성되고, 상기 일체형 탱크의 상기 보충구에는 상기 일체형 탱크 내부에서 난방수가 가열되면서 팽창하는 경우에는 상기 배출홀을 통해 공기가 외부로 배출되게 하고, 난방수가 식으면서 수축하는 경우에는 상기 배출홀을 통해 외부의 공기가 내부로 유입되도록 제어하는 물증발 방지캡이 체결되며, 상기 물증발 방지캡은, 상기 보충구의 상단에 체결되는 외부캡과; 상기 외부캡의 아래에서 리테이너에 의해 탄지되는 스프링과, 상기 보충구의 턱부에 밀착되며 하부 리테이너와 결합되어 상기 스프링에 의해 탄지되는 플레이트를 포함하는 압력밸브와, 상기 플레이트의 중심부에 형성된 구멍에 상하로 유동가능하게 설치되는 것으로서 하단에 상기 플레이트의 아래에서 밀착되어 상기 구멍으로의 공기 유동을 제어할 수 있는 밀착판을 구비하고 상부에 측면으로 돌출된 상단 지지부를 구비한 밸브 스템과, 상기 상단 지지부와 상기 플레이트 사이에서 밸브 스템을 탄지하는 스프링을 포함하는 부압 밸브를 구비한다.

본 발명에 의하면, 상기 케이스 내부에서, 상기 일체형 탱크의 가열통부의 하단은 상기 케이스의 하단에 인접하여 배치되고, 상기 난방수 환수구는 상기 가열통부의 하단으로부터 상기 케이스 외부로 연장되며; 상기 일체형 탱크의 팽창통부의 하부의 설치 공간에는 상기 순환펌프가 배치되어 상기 팽창통부의 하단으로부터 연장된 상기 펌프연결구와 연결되며,상기 순환펌프에 연결된 난방수 공급구가 상기 케이스의 외부로 연장되어 배치된다.

본 발명에 의하면, 열교환 탱크에서 난방 용수의 순환에 의해 발생하는 소음의 저감이 가능한 소형 전기보일러를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 난방 용수 흐름을 최적화할 수 있는 구조를 통해 난방 용수의 가열 효율, 순환 효율을 향상시키면서도 보일러의 구조가 단순해지고 콤택트한 형태로 제조 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면, 별도의 팽창 탱크를 삭제하는 것이 가능한 소형 전기보일러를 제공할 수 있으며, 난방 용수의 증발을 최소화할 수 있도록 열교환 탱크를 반밀폐식 구조로 형성함으로써 순환 성능을 향상시키고 물보충 횟수를 줄이는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면 안정 성능이 향상된 소형 전기보일러를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 내부 구조를 보여주는 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 일체형 탱크의 사시도.
도 3 는 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 일체형 탱크의 물증발 방지캡의 단면도.
도 4 은 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 전기식으로 제어하기 위한 회로 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 기계식으로 제어하기 위한 회로 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 내부 구조를 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 일체형 탱크의 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 전기보일러는 보일러의 외형을 이루는 케이스(10), 케이스 내부(10)에 설치된 일체형 탱크(20), 순환펌프(30), 및 히터(40)를 포함한다.

본 발명에 따르면, 일체형 탱크(20)는 중심통부(200)의 일측 하부로 연장된 관형상의 가열통부(210)와 타측 상부로 연장된 팽창통부(220)를 구비하여 전체적으로 '

' 형상을 갖는다.

일체형 탱크(20)는 중심통부(220), 가열통부(210) 및 팽창통부(220)가 전체로서 하나의 탱크를 형성하며, 바람직하게는 플라스틱 사출을 통해 일체로 제조되는 플라스틱 소재의 일체형 탱크(20)이다.

본 발명에 따르면 일체형 탱크(20)가 관련 부품을 직접 접속할 수 있도록 구조로 사출 성형을 통해 제조되므로 배관 등의 관련 부품을 최소화하는 것이 가능하다. 예컨대 순환펌프는 팽창통부(220) 하단으로 형성된 펌프연결구(225)로 바로 삽입 체결되며, 가열통부(210)의 하단으로 형성된 난방수 환수구(215)는 케이스(10) 외부로 연장되어, 난방수 환수관이 직접 연결된다.

본 발명에 따르면 팽창통부(220)에는 수위센서(25)가 설치되어 난방수의 수위를 감지한다.

또한, 팽창통부(220)의 외부에 난방수의 적정 수위를 표시하는 표시선이 표시되어 있다. 후술하는 바와 같이 본 발명에 따르면 히터(40)가 가열통부(210) 상부로 위치한 중심통부(200) 일측 상단에 형성된 히터설치구(217)를 통해 설치되어 그 가열부(45)가 가열통부(210)를 따라 배치된다. 따라서 히터 과열 방지를 위해서는 난방수는 팽창통부(220)에 수면이 위치하도록 채워지며, 난방수의 수위는 수위센서(25)에 의해 감지할 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따르면 팽창통부(220)의 상단으로 보충구(230)가 형성되어 케이스(10) 외부로 연장되어 있다. 그리고 보충구(230)에는 반밀폐식 물증발 방지캡(250)이 설치된다. 따라서 팽창통부(220)는 보충구(230)를 통해 외부와 연통된다.

팽창통부(220)의 난방수 수위 위의 상부 공간은 팽창 공간(21)을 형성한다. 히터에 의해 가열된 난방수는 점차로 부피가 팽창하고, 가열된 난방수가 냉각되는 경우 부피가 감소하는 데, 팽창 공간(21)은 난방수 부피 변화에 따라 수위 변화를 수용하며 외부와 연통된 구조에 의해 일체형 탱크 내부에 압력이 일정한 상태로 유지하는 것을 가능하게 한다. 즉, 팽창통부(220)의 상부의 팽창 공간(21)이 보충구(230)를 통해 외부와 연결된 팽창탱크 기능을 하게 되므로 종래의 전기보일러와 같이 별도의 팽창탱크가 필요로 하지 않게 된다.

또한, 일체형 탱크(20) 내부에서 발생하는 기포는 일체형 탱크(20)에서 가장 상부 위치로 위치하는 팽창 공간(21)으로 모이게 되므로, 팽창 공간(21)은 난방수 내의 기포를 제거하는 공간이 된다.

본 발명에 따르면 수위센서(25)는 저수위 및 중수위를 감지 가능하도록 설계되는 데, 수위센서(25)는 경보 또는 알람 등의 표시부(미도시)와 연결되어, 물 부족을 경고함으로써 적절한 물보충이 적시에 이루어질 수 있도록 한다. 메인 컨트롤(50)을 구비한 전자식 제어방식을 경우, 수위 센서(25)에 의해 저수위가 감지되는 경우 메인 컨트롤(50)은 히터의 과열 방지를 위해 전기보일러의 가동을 중단시킬 수 있도록 설정된다.

수위센서(25)에 연결된 표시부는 적절한 물보충이 이루어지면, 램프, 알람 등의 경고음이 제거됨으로써 적절한 상태로 물보충이 완료되었음을 알린다.

본 발명에 따르면 히터(40)는 가열통부(210)의 상부로 위치한 중심통부(200)의 일측 상단 표면에 형성된 히터설치구(217)를 통해 설치된다. 히터(40)에서 발열이 이루어지는 가열부(45)는 아래로 연장되며 가열통부(210)를 따라 배치된다. 그 하단은 난방수 환수구(215)에 인접하게 배치된다.

바람직하게는 히터(40)의 가열부(45)는 난방수 환수구(215)의 직상부로 배치된다. 가열부(45)의 센터와 난방수 환수구(215)의 센터가 일치되도록 배치된다. 난방수 환수구(215)에는 난방수 환수관이 연결된다. 따라서 순환펌프(30)가 구동될 때 난방수 환수구(215)를 통해 환수되는 난방수는 히터의 가열부(45)를 따라 흐르는 강제 순환 흐름이 만들어지면서 히터와 난방수의 열교환이 촉진된다.

한편, 본 발명에 따른 일체형 탱크(20)와 히터(40)의 결합 관계에 의하면 히터의 수리, 교체가 필요한 경우 난방수를 조금만 제거해도 수위가 히터설치구(217) 아래로 위치하게 되므로, 히터 관련 A/S 시간이 단축되는 장점이 있다.

본 발명에 따르면 순환펌프(30)는 일체형 탱크(20)의 중심통부(200)의 타측 하단으로 배치되어 펌프연결구(225)에 연결 설치된다. 펌프연결구(225)는 가열통부(210)의 측면으로 중심통부(200)의 타측 하단으로 형성된다. 순환펌프(30)에는 난방수 공급구(41)가 연결되어 케이스 외부에서 난방수 공급관과 연결된다.

본 발명에서 일체형 탱크(20)는 '

' 형상을 가지며, 난방수 환수관이 가열통부(210)의 하단의 난방수 환수구(215)에 연결되는 데, 물의 흐름 측면에서 볼 때 가열통부(210)는 물이 정체되는 탱크라기 보다는 물의 흐르는 배관과 같은 역할을 하게 된다. 따라서 난방수 환수구(215)를 통해 일체형 탱크(20)로 유입된 물은 난방수에 작용하는 순환펌프(30)의 배출압과 펌프연결구(225)통해 작용하는 순환펌프(30)의 흡입압에 의하여, 빠르게 가열통부(210)를 지나며 중심통부(200)로 흐르게 된다. 즉, 일체형 탱크(20)의 구조가 물이 정체되는 탱크라기보다는 물이 순환되는 배관의 형태를 지니므로, 난방수는 일체형 탱크(20)를 따라 가열통부(210)에서 중심통부(200)로 이러지는 강제 순환이 이루어진다. 이때 히터(40)가 난방수 환수구(215)의 직상부에 설치되므로 열전달이 신속하게 이루어지며 가열부(45)와 난방수가 강제로 충돌 부딪치면서 물이 유동, 열교환이 이루어지게 된다.

따라서 본 발명에 따르면 난방수의 강제 순환 흐름에 따른 열교환 패턴이 이루어지므로, 난방수의 정체 및 물의 가열에 따른 자연 대류 흐름에 의해 물이 요동치면서 발생하는 물 순환 소음을 최소화하는 것이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 일체형 탱크(20)의 구조는 콤팩트한 구조의 소형 전기보일러를 가능하게 한다. 즉, 케이스(10) 내부에서 일체형 탱크(20) 구조로 인하여 가열통부(210) 및 팽창통부(220)의 측면 즉, 중심통부(200)의 일측 상부 및 타측 상부 공간이 비게 되며, 이 공간은 케이스(10) 내부에서 전기보일러의 다른 부품들이 설치되는 설치 공간을 형성하게 된다. 이와 같은 설치 공간에 전기보일러의 다른 부분을 설치함으로써 케이스(10) 내부에 불필요한 공간을 최소화하고, 전체적으로 콤택트한 구조의 전기보일러 설계가 가능하게 되는 것이다.

중심통부(200)의 일측 상부에는 메인 컨트롤(50) 또는 온도 리미트(60)가 설치되며, 중심통부(200)의 타측 하부에는 순환펌프(30)가 설치되어 있다. 본 발명의 이러한 배치는 배관의 최소화 측면에서도 장점이 있다. 보일러에서는 난방수 공급관과 난방수 환수관은 케이스의 하부로 연결된다. 이는 난방시에 바닥면을 가열하는 한국의 전통적인 온돌식 난방구조에 따른 것으로서 난방 배관이 보일러보다 하부에 설치되기 때문이다. 특히 소형 전기보일러의 경우 협소한 공간에 벽걸이형으로 설치되므로 일반적인 보일러 구조로서 난방수 공급관과 난방수 환수관은 케이스의 하부로 연결되어야 한다. 그런데 종래의 보일러 내부 배치에서는 난방수 공급관과 난방수 환수관이 보일러 하부로 연결가능하도록 난방수 공급구 및 난방수 환수구를 케이스 하부로 인출하기 위해 내부에 새로운 연결 배관을 필요로 하였다. 즉, 케이스 내부에서 순환펌프와 물탱크의 난방수 환수부분이 모두 케이스 하면에 인접하여 배치하는 것이 힘들었기 때문에, 배관을 통해 연결되어야만 했다. 그러나 본 발명의 구조에 따르면 일체형 탱크에서 난방수가 환수되는 부분과 순환펌프 모두가 케이스의 내부 하면에 인접하여 배치되므로 최소의 배관을 통해 외부의 난방수 공급관과 난방수 환수관에 연결하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 일체형 탱크(20) 내부에는 물의 온도를 감지하는 온도센서(27)가 설치된다. 온도센서(27)는 가열통부(210)의 측면, 예컨대 가열통부(210)와 팽창통부(220)의 사이 공간에 설치되어 난방수의 온도를 감지하도록 설계된다. 온도센서(27)는 물의 온도를 감지함과 아울러 물의 과열을 감지한다.

본 발명에 따른 소형 전기보일러에서 일체형 탱크(20)의 보충구(230)에는 일체형 탱크(20) 내부를 반밀폐식 구조로 만드는 물증발 방지캡(250)이 설치된다. 도 3 는 본 발명에 따른 소형 전기보일러의 일체형 탱크의 물증발 방지캡(250)을 도시하고 있다.

도 3 을 참조하면, 물증발 방지캡(250)은 보충구(230)의 상단에 체결되는 외부캡(251)과, 상기 외부캡(251)의 아래에서 스프링(262)에 의해 탄지되어 보충구(230)를 밀폐하는 압력밸브(260)와, 상기 압력밸브에 스프링을 탄지되는 부압밸브(270)를 구비한다.

압력밸브(260)는 보충구(230)의 내부 턱부(231)에 밀착하는 플레이트(261)와 상기 플레이트(261)의 상부로 형성되어 스프링(262)의 하단을 지지하는 하단 리테이너(263), 외부캡(251)의 하단에서 스프링의 상단을 지지하는 상단 리테이너(264)와, 상단이 외부캡(21)에 고정되며 하단이 플레이트(261) 및 하단 리테이너(263)와 고정된 중공부재(255), 상하단 리테이너(263, 264) 사이에 설치되는 스프링(262)을 포함한다. 플레이트(261) 하단에는 실링부재(261a)가 결합된다.

부압밸브(270)는 플레이트(261)의 중심부에 형성된 구멍(261b)에 상하로 유동가능하게 설치되며, 하단에 압력밸브(260)의 플레이트(261)의 아래에서 밀착되어 구멍(261b)으로의 공기 유동을 제어할 수 있는 밀착판(271)을 구비하고, 상단에 돌출된 상단지지부(272)를 구비한 밸브 스템(273)과, 상기 밸브 스템(273)의 상단지지부(272)와 플레이트(261) 사이에 설치되는 스프링(275)을 포함한다.

일체형 탱크(20) 내부의 난방수의 온도가 상승함에 따라 난방수가 팽창하면서 일체형 탱크(20) 내부의 압력이 증가되면, 상승된 압력에 의해 압력밸브(260)의 플레이트(261)가 상부로 밀려 올라가게 되고, 이에 따라 플레이트(261)와 보충구(230) 턱부(231) 사이와의 공간이 개방되면서 공기가 상승하면서 보충구의 측벽으로 형성된 배출홀(235)을 통해 외부로 공기가 배출된다.

반대로 난방수가 온도가 하강됨에 따라 난방수가 수축하면서 일체형 탱크(10) 내부의 압력이 하강하면, 부압밸브(270)의 밸브 스템(273)이 부압에 의하여 하강되면서 밀착판(271)이 플레이트(261)와 이격되면서 구멍(261b)이 개방되어 보충구(230)의 측면으로 형성된 배출홀(235) 및 구멍(261b)을 통해 외부 공기가 내부로 유입된다. 이러한 과정을 통해 일체형 탱크(20)의 내부 압력이 일정하게 유지된다.

이와 같이 본 발명에 따르면 물증발 방지캡(250)에 의해, 난방수의 온도 변화에 따른 난방수 팽창 및 수축에 따라 압력 변동 요인이 있는 경우에는 외부와 연통되면서도 난방수의 팽창 및 수축이 없는 경우에는 외부와 연통이 차단되어 밀페된 구조를 형성한다. 이에 따라 일체형 탱크(20)는 난방수의 팽창 및 수축을 흡수하는 팽창탱크의 기능을 구비하면서도 외부와 소통을 최소화하는 것이 가능하다.

일체형 탱크(20)를 이와 같이 반밀폐식 구조로 형성하는 이유는 일체형 탱크(20)가 팽창 탱크 기능을 구비하면서도 물의 증발이 방지되도록 하기 위함이다. 일체형 탱크(20)가 개방식으로 설계되는 경우 난방수가 급속히 증발되면서 물보충이 자주 이루어져야 한다. 이는 사용자에게 불편함을 줄 수 있을 뿐만 아니라 상대적으로 크기가 작은 전기보일러 구조를 고려할 때, 히터의 과열 위험성 및 보일러 가동 정지 가능성이 높아지는 문제점을 발생시킨다. 그러나 본 발명은 이러한 위험성을 최소화하며 나아가 일체형 탱크(20)의 크기를 상대적으로 작게 즉, 히터 과열 방지 측면에서 충분한 물을 수용하도록 탱크를 크기를 증대시키는 것을 방지하므로 일체형 탱크(20)의 크기를 상대적으로 작게 형성하는 것을 가능하게 한다.

도 4 은 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 전기식으로 제어하기 위한 회로 구성을 간략히 나타낸 것이다.

메인 컨트롤(50)은 순환펌프(30) 및 히터(40)에 연결되어 동작을 제어하도록 설치된다. 메인 컨트롤(50)은 수위센서(25)에서 입력되는 신호를 이용하여 저수위가 감지되는 경우 히터(40)의 가동을 정지시켜 물 부족 상태에서 히터(40)가 지속적으로 발열되어 발생할 수 있는 과열 사고 등을 사고를 예방한다. 그러나 중수위가 감지되는 경우에는, 중수위는 보일러 가동에는 문제가 없는 상태이므로, 보일러는 정상적으로 가동된다.

또한 온도센서(27)로부터 입력되는 신호를 이용하여 난방수의 온도가 설정 온도 이하로 가열되도록 히터(40)를 온오프 제어하며, 순환펌프(30)가 소정 온도 이상에서 소정 주기로 가동되도록 하여 난방수 순환에 따라 난방처의 난방이 이루어지도록 한다.

또한, 메인 스위치(미도시)의 온오프 제어에 따라 보일러의 가동 및 중지를 제어한다.

메인컨트롤(50)로의 전원 입력 계통에는 누전차단기(51)가 설치되어 누전을 감지할 수 있도록 구성되어 있으며, 히터(40)로의 전원 입력 계통에는 파워 릴레이(52)가 설치된다. 메인 컨트롤(50)은 파워 릴레이(52)를 통해 히터(40)의 가동을 제어한다.

도 5 는 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 기계식으로 제어하기 위한 회로 구성을 간략히 나타낸 것이다. 기계식 제어는 메인 컨트롤(50)을 구비함이 없이 온도리미트(60)를 제어부로 하여 전기보일러의 가동을 제어한다.

온도리미트(60)는 히터(40)의 전원 입력을 제어하도록 연결되며, 히터(40)의 전원공급단자에는 온도 퓨즈(43)가 연결된다. 그리고 온도리미트(60)는 온도센서(27)와 연결되어 있다.

전원이 인가되면 순환펌프(30)가 가동하며, 온도리미트(60)에서 설정된 온도보다 난방수 온도가 낮으면 히터(40)가 가동되고 그 반대이면 히터(40) 가동이 정지된다.

온도리미트(60)는 수위센서(25)의 입력 신호에 의해 히터(40)의 가동을 제어하지 않지만, 열교환 탱크 내에 물이 부족한 상태에서 히터(40)가 계속 가동되면 히터(40)와 히터(40)의 전원공급단자의 온도가 계속상승하고, 온도 퓨즈(43)가 설정 온도 이상으로 가열되면 온도 퓨즈(43)가 단선되면서 히터(40)로의 전원공급이 차단된다. 온도 퓨즈(43)는 히터(40)가 난방수 부족 상태에서 계속 가동하여 과열이 일어나는 것을 차단함으로 과열에 의한 사고를 예방할 수 있다.

10: 케이스 20: 일체형 탱크
200: 중심통부 210: 가열통부
215:난방수 환수구 220: 팽창통부
225: 펌프연결구 230: 보충구
250: 물증발 방지캡 21: 팽창공간
30: 순환펌프 40: 히터
50: 메인컨트롤 60: 온도리미트

Claims

외형을 이루는 케이스(10);
상기 케이스(10) 내부에 설치되고, 중심통부(200)와, 상기 중심통부(200)의 일측 하부로 연장되며 하단에 난방수 환수구(215)가 형성된 가열통부(210)와, 상기 중심통부(200)에 타측 상부로 연장형성된 팽창통부(220)를 구비하며, 상기 가열통부(210) 상부의 중심통부(200) 일측 상단에 형성된 히터설치구(217)와 상기 중심통부(200)에 형성된 펌프연결구(225)를 구비하는 일체형 탱크(20);
상기 히터설치구(217)를 통해 설치되고 발열이 이루어지는 가열부(45)가 아래로 연장되어 상기 가열통부(210) 하단을 향해 연장되게 설치되어, 상기 가열통부(210)를 통과하는 난방수가 상기 가열부(45)와 열교환 되도록 하는 히터(40); 및
상기 펌프연결구(225)에 연결된 순환펌프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 히터(40)의 가열부(45)는 상기 가열통부(210)의 하단에 형성된 난방수 환수구(215)의 직상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.
제 2 항에 있어서,
상기 팽창통부(220)의 상단에는 상기 케이스(10) 외부로 돌출되어 연장되며 외부와 공기 소통이 가능하게 보충구(230)가 형성되며,
상기 팽창통부(220)의 난방수 수위 상부의 공간은 공기가 수용된 팽창 공간(21)을 형성하는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.
제 3 항에 있어서,
상기 보충구(230)의 측면으로 배출홀(235)이 형성되고,
상기 일체형 탱크(20)의 상기 보충구(230)에는 상기 일체형 탱크(230) 내부에서 난방수가 가열되면서 팽창하는 경우에는 상기 배출홀(235)을 통해 공기가 외부로 배출되게 하고, 난방수가 식으면서 수축하는 경우에는 상기 배출홀(235)을 통해 외부의 공기가 내부로 유입되도록 제어하는 물증발 방지캡(250)이 체결되는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.
제 4 항에 있어서,
상기 물증발 방지캡(250)은,
상기 보충구(230)의 상단에 체결되는 외부캡(231)과;
상기 외부캡(231)의 아래에서 리테이너에 의해 탄지되는 스프링(262)과, 상기 보충구(230)의 턱부에 밀착되며 하부 리테이너와 결합되어 상기 스프링(262)에 의해 탄지되는 플레이트(261)를 포함하는 압력밸브(260)와,
상기 플레이트(261)의 중심부에 형성된 구멍(261b)에 상하로 유동가능하게 설치되는 것으로서 하단에 상기 플레이트(261)의 아래에서 밀착되어 상기 구멍(261b)으로의 공기 유동을 제어할 수 있는 밀착판(271)을 구비하고 상부에 측면으로 돌출된 상단 지지부(272)를 구비한 밸브 스템(273)과, 상기 상단 지지부(272)와 상기 플레이트(261) 사이에서 밸브 스템(273)을 탄지하는 스프링(275)을 포함하는 부압 밸브(270)를 구비하는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.