KR101377671B1 - 보일러용 황토 전열관 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 보일러용 황토 전열관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테인리스 관과 동파이프를 포함하여 이루어지는 전열구조의 내측에 전열선이 결합되는 황토관을 삽입 설치하여 황토관 자체가 전열관의 기능을 할 수 있도록 함으로써 전열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 보일러용 황토 전열관에 관한 것이다.
본 발명은 보일러용 전열관에 있어서, 중공 형상의 스테인리스 관과, 상기 스테인리스 관의 내측에 삽입 설치되는 황토관과, 상기 황토관의 외주면에 권취되는 전열선 및 상기 스테인리스 관의 외주면에 권취되어 물을 순환시키는 동파이프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

보일러용 황토 전열관 {Loess heat transfer pipe for boilers}
본 발명은 보일러용 황토 전열관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테인리스 관과 동파이프를 포함하여 이루어지는 전열구조의 내측에 전열선이 결합되는 황토관을 삽입 설치하여 황토관 자체가 전열관의 기능을 할 수 있도록 함으로써 전열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 보일러용 황토 전열관에 관한 것이다.
일반적으로 전열관은 보일러, 열교환기, 응축기 등에 설치되어 관의 내외를 흐르는 유체 사이에 열을 전달시키거나, 관의 일측 단부에서 타측 단부까지 열을 운반시키기 위하여 사용되는 것이다.
이 중, 특히 보일러는 기름, 가스, 전기 등을 이용하여 물 또는 열매를 가열하여 대기압을 넘는 증기 또는 온수를 발생시키고 이를 다른 곳으로 공급하는 장치를 뜻하는 것으로, 전기를 이용하는 경우 전열선이 삽입된 전열관의 내부에 물 등의 축열매체를 주입하고, 전열선에 전기적인 에너지를 공급함에 따라 열을 발생시켜 전열관을 통해 열을 전달하게 된다.
하지만, 종래의 보일러에 사용되는 전열관은 일반적으로 스테인리스관이나 동파이프 만으로 이루어져 전열 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
즉, 전기 보일러의 경우, 소모되는 에너지를 절약하기 위해서는 전열관의 전열 성능을 향상시키는 것이 필수적인데, 종래의 전열관은 단순히 전열선만으로 열을 공급하게 되어 전열 성능이 떨어지게 되는 것이다.
한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0109738호에는 히트파이프 전열장치가 게재되어 있는데, 그 발명의 상세한 설명에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 조립식 온돌패널(10)을 구성하는 히트 파이프(50)를 일정 두께의 황토층(72)에 매립 설치함으로써 히트 파이프(50)로부터 전도된 열을 황토층(72)에 의해 장시간 지니고 있으면서 서서히 방출시키는 축열기능을 할 수 있도록 하는 구성이 포함되어 있다.
하지만, 상기와 같은 구성은 조립식 온도패널(10)에 사용되는 것이므로, 히트 파이프(50)가 단순히 온수를 전달하는 역할만을 하는 것이고, 황토층(72)은 축열기능 만을 할 수 있도록 구성된 것이므로, 열효율의 향상 효과는 기대하기 어렵다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전열선을 소정의 두께를 갖는 황토관의 외측에 직접 결합하여 전열선과 황토관에서 모두 발열이 이루어지도록 함으로써 전열효율을 향상시킬 수 있는 보일러용 황토 전열관을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스테인리스 관의 하부에 공기유통공을 형성하여 전열관의 내측으로 외부 공기를 유입시킬 수 있도록 함으로써 전열관의 내측으로 유입된 공기의 상승기류에 의해 전열선 및 황토관으로부터 발생되는 열을 별도의 추가적인 동력없이 순환시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과열로 인한 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 보일러용 황토 전열관을 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 동파이프의 외주면에 황토와 볏짚을 포함하는 보온층을 형성시킴으로써 열손실이나 에너지의 낭비를 막을 수 있는 보일러용 황토 전열관을 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
보일러용 전열관에 있어서, 중공 형상의 스테인리스 관과, 상기 스테인리스 관의 내측에 삽입 설치되는 황토관과, 상기 황토관의 외주면에 권취되는 전열선 및 상기 스테인리스 관의 외주면에 권취되어 물을 순환시키는 동파이프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 동파이프의 외주면을 감싸도록 구성되는 보온층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보온층은 황토, 물, 볏짚의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 황토관의 외주면에는 삽입홈이 형성되고, 상기 전열선은 삽입홈의 내측으로 삽입 결합된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전열선은 U볼트에 의해 황토관의 외주면에 체결 고정된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 황토관은 스테인리스 관의 저면으로부터 일정 높이만큼 이격되어 설치되고, 상기 황토관의 하부에 위치되는 스테인리스 관의 내측에는 공간부가 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공간부가 형성된 위치의 스테인리스 관에는 다수 개의 공기유통공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테인리스 관의 내측에는 황토관을 지지하기 위한 지지대가 설치된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 지지대에는 황토관을 스테인리스 관의 내측 중심부에 정위치시킬 수 있도록 하는 위치확인돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스테인리스 관과 황토관의 사이에는 고정부재가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전열선을 소정의 두께를 갖는 황토관의 외측에 직접 결합하여 전열선과 황토관에서 모두 발열이 이루어지도록 함으로써 전열효율을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 스테인리스 관의 하부에 공기유통공을 형성하여 전열관의 내측으로 외부 공기를 유입시킬 수 있도록 함으로써 전열관의 내측으로 유입된 공기의 상승기류에 의해 전열선 및 황토관으로부터 발생되는 열을 별도의 추가적인 동력없이 순환시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과열로 인한 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
또한, 본 발명에 따르면, 동파이프의 외주면에 황토와 볏짚을 포함하는 보온층을 형성시킴으로써 열손실이나 에너지의 낭비를 막을 수 있는 효과를 추가로 갖는다.
도 1은 종래의 히트파이프 전열장치가 적용된 조립식 온돌패널의 층구조를 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관의 일실시예를 나타낸 단면도.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 분리 사시도.
도 4는 도 2에 나타낸 본 발명 중 스테인리스 관의 내측에 황토관이 설치된 모습을 나타낸 부분 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관의 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 분리 사시도이며, 도 4는 도 2에 나타낸 본 발명 중 스테인리스 관의 내측에 황토관이 설치된 모습을 나타낸 부분 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 스테인리스 관(110)과 동파이프(140)를 포함하여 이루어지는 전열구조의 내측에 전열선(130)이 결합되는 황토관(120)을 삽입 설치하여 황토관(120) 자체가 전열관의 기능을 할 수 있도록 함으로써 전열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 보일러용 황토 전열관(100)에 관한 것으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이 크게 스테인리스 관(110), 황토관(120), 전열선(130) 및 동파이프(140)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 스테인리스 관(110)은 중공의 형상으로 이루어져 전열선(130) 및 황토관(120)으로부터 발생되는 열을 전달하는 통로 역할을 하는 것으로, 대략 20cm의 직경을 갖도록 하여 250cm의 높이로 구성된다.
즉, 상기 스테인리스 관(110)은 내부에 설치되는 전열선(130) 및 황토관(120)으로부터 발생되는 열이 통과되도록 함으로써 외주면에 권취되는 동파이프(140)의 내부를 흐르는 물을 가열시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
이때, 상기 스테인리스 관(110)의 하부에는 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관(100)을 지지하기 위한 받침판(160)이 설치될 수 있다.
다음, 상기 황토관(120)은 스테인리스 관(110)의 내측에 삽입 설치되어 전열선(130)을 고정 지지할 수 있도록 함과 동시에 전열선(130)으로부터 발생되는 열을 흡수하여 함께 발열시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 대략 내경 4cm, 외경 12cm의 중공 형상으로 이루어지고, 그 높이는 약 50cm 정도가 되도록 형성된다.
즉, 상기 황토관(120)은 그 두께가 약 4cm가 되도록 두껍게 형성하여 외주면에 권취되는 전열선(130)으로부터 발생되는 열을 흡수하여 전열선(130)과 함께 열을 발산할 수 있도록 구성함으로써 전열 효율을 향상시킬 수 있도록 구성된 것이다.
이때, 상기 황토관(120)은 스테인리스 관(110)의 하단으로부터 일정 높이(예를 들면 50cm 정도)만큼 이격되도록 하여 스테인리스 관(110)의 내측 중심부에 설치되고, 황토관(120)의 하부에 위치되는 스테인리스 관(110)의 내측에는 빈 공간부(112)가 형성되는데, 이는 외부로부터 스테인리스 관(110)의 내측으로 유입되는 공기의 흐름에 의해 전열선(130)과 황토관(120)으로부터 발생되는 열이 스테인리스 관(110)의 상단부까지 용이하게 전달될 수 있도록 하기 위함이다.
보다 상세히 설명하면, 상기 스테인리스 관(110)의 하부 즉, 내측에 공간부(112)가 형성되는 스테인리스 관(110)에는 다수의 공기유통공(114)을 형성하여 외부의 공기가 공기유통공(114)을 통해 스테인리스 관(110)의 내측으로 유입될 수 있도록 구성되어 있다.
이때, 상기 스테인리스 관(110)의 내측으로 유입된 공기는 전열선(130) 및 황토관(120)으로부터 발생되는 열에 의해 강력한 상승기류를 일으키게 되어 스테인리스 관(110)과 황토관(120)의 사이에 형성되는 공간 및 황토관(120)의 내측에 형성되는 공간을 통해 상승하면서 전열선(130) 및 황토관(120)으로부터 발생되는 열을 상부로 전달함으로써 전열선(130)과 황토관(120)으로부터 발생되는 열이 스테인리스 관(110)의 상단부까지 용이하게 전달될 수 있게 된다.
즉, 전열관(100) 내부에서의 열의 흐름을 위해 별도의 동력을 가하지 않고서도 외부로부터 유입되는 공기의 상승기류에 의해 열을 전달할 수 있도록 함으로써 별도의 소음 및 진동이 발생하지 않게 되는 것이다.
또한, 상기 공간부(112)에는 도 5에 나타낸 바와 같이, LPG(170) 등의 연료를 수용함으로써 전열선(130)으로의 전력 공급이 불가능한 경우와 같이, 전열선(130)을 통한 열의 공급이 불가능한 경우, 공간부(112)에 수용된 연료를 연소시킴으로써 열을 발생시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 스테인리스 관(110)의 내측에는 지지대(116)가 설치되어 스테인리스 관(110)의 내측 일정 높이에서 황토관(120)을 지지할 수 있도록 구성되어 있는데, 상기 지지대(116)는 두 개 이상의 가로부재로 이루어지도록 하여 공기유통공(114)을 통해 유입된 공기의 흐름에 최소한의 영향을 미치도록 구성한다.
이때, 상기 지지대(116)에는 다수 개의 위치확인돌기(116a)가 돌출 형성되는데, 상기 위치확인돌기(116a)는 황토관(120)이 지지대(116) 상의 정위치에 설치될 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 전열선(130) 및 황토관(120)으로부터 발생되는 열이 균일하게 전달될 수 있도록 하기 위해서는 황토관(120)의 스테인리스 내측 중심부에 정확히 위치되어야 하는데, 황토관(120)의 직경 및 형상을 고려하여 지지대(116) 상에 두 개 이상의 위치확인돌기(116a)가 돌출 형성되도록 하고, 황토관(120)이 상기 위치확인돌기(116a)의 내측에 위치되도록 설치함으로써 황토관(120)을 스테인리스 관(110)의 내측 정중앙에 설치할 수 있게 되는 것이다.
또한, 상기 스테인리스 관(110)의 내측면과 황토관(120)의 사이에는 다수의 고정부재(118)를 용접 또는 리베팅 등의 방법에 의해 연결 설치함으로써 보일러의 구동중 황토관(120)이 고정된 상태를 유지할 수 있도록 구성되어 있다.
다음, 상기 전열선(130)은 황토관(120)의 외주면에 권취되어 전원공급부(미도시)로부터 공급되는 전원에 의해 열을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 니크롬선 등이 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관(100)은 전열선(130)은 물론 황토관(120) 또한 열을 발생시킬 수 있도록 구성된 것에 특징이 있는 것이므로, 상기 전열선(130)으로부터 발생되는 열이 황토관(120)에 보다 잘 전달될 수 있도록 하기 위하여, 상기 황토관(120)의 외주면에는 그 단면이 반원 형상을 이루는 삽입홈(122)이 형성되고, 상기 삽입홈(122)의 내측으로 전열선(130)이 삽입 설치될 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 황토관(120)의 외주면에 전열선(130)이 삽입 설치되는 삽입홈(122)을 형성시킴으로써 황토관(120)이 전열선(130)을 안정적으로 지지할 수 있도록 함과 동시에 전열선(130)으로부터 발생되는 열이 황토관(120)에 직접 전달되어 황토관(120)을 가열시키므로 황토관(120) 자체에서도 발열이 이루어져 전열 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 전열선(130)이 보다 견고하게 황토관(120)에 고정 설치될 수 있도록 하기 위하여 U볼트(124)와 같은 체결부재를 이용하여 삽입홈(122)에 삽입 설치된 전열선(130)을 황토관(120)에 결합시킬 수도 있다.
다음, 상기 동파이프(140)는 스테인리스 관(110)의 외주면에 권취되어 그 내측으로 물을 순환시키는 역할을 하는 것으로, 전열선(130) 및 황토관(120)을 통해 발생된 열은 스테인리스 관(110)을 통해 동파이프(140)로 전달되어 동파이프(140)의 내부를 흐르는 물을 가열시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 동파이프(140)는 스테인리스 관(110)의 저면으로부터 약 50cm 정도 이격된 높이, 즉 황토관(120)이 설치된 스테인리스 관(110)의 외주면으로부터 스테인리스 관(110)의 최상단부까지 권취되며, 동파이프(140)의 일측 단부는 PVC 재질의 연결관을 통해 물탱크에 연결 설치된다.
한편, 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관(100)의 다른 실시예에 따르면, 상기 동파이프(140)의 외주면을 감싸는 보온층(150)을 더 포함하여 구성되는데, 상기 보온층(150)은 동파이프(140)로 전달된 열이 외부로 유출되는 것을 방지함으로써 전열 효율을 극대화함과 동시에 에너지의 낭비를 막을 수 있도록 하는 역할을 한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 보온층(150)은 황토, 물, 볏짚의 혼합물로 이루어지는데, 보온성이 입증된 황토와 볏짚을 물과 함께 반죽하여 동파이프(140)의 외주면을 덮도록 약 5 ~ 10cm의 두께로 형성시킨다.
상기 보온층(150)에 포함된 황토 성분으로 인해 보온층(150)은 고온에도 균열이 발생되지 않으므로 뛰어난 내구성을 가질 수 있게 된다.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 보일러용 황토 전열관(100)에 의하면, 전열선(130)을 소정의 두께를 갖는 황토관의 외측에 직접 결합하여 전열선(130)과 황토관(120)에서 모두 발열이 이루어지도록 함으로써 전열효율을 향상시킬 수 있고, 스테인리스 관(110)의 하부에 형성된 공기유통공(114)에 의해 전열관(100)의 내측으로 외부 공기를 유입시킬 수 있게 되어 전열관(100)의 내측으로 유입된 공기의 상승기류에 의해 전열선(130) 및 황토관(120)으로부터 발생되는 열을 별도의 추가적인 동력없이 순환시킬 수 있을 뿐만 아니라, 과열로 인한 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있고, 동파이프(140)의 외주면에 황토와 볏짚을 포함하는 보온층(150)을 형성시킴으로써 열손실이나 에너지의 낭비를 막을 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 사용되는 스테인리스 관(110), 황토관(120) 등의 크기를 조절하여 난방이나 온수용 보일러는 물론이고, 가정용 난로나 취사용으로 사용할 수도 있는 등 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
본 발명은 보일러용 황토 전열관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테인리스 관과 동파이프를 포함하여 이루어지는 전열구조의 내측에 전열선이 결합되는 황토관을 삽입 설치하여 황토관 자체가 전열관의 기능을 할 수 있도록 함으로써 전열효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 보일러용 황토 전열관에 관한 것이다.
100 : 전열관 110 : 스테인리스 관
112 : 공간부 114 : 공기유통공
116 : 지지대 116a : 위치확인돌기
118 : 고정부재 120 : 황토관
122 : 삽입홈 124 : U볼트
130 : 전열선 140 : 동파이프
150 : 보온층 160 : 받침판

Claims (10)

  1. 보일러용 전열관에 있어서,
    중공 형상의 스테인리스 관과,
    상기 스테인리스 관의 내측에 삽입 설치되는 황토관과,
    상기 황토관의 외주면에 권취되는 전열선 및
    상기 스테인리스 관의 외주면에 권취되어 물을 순환시키는 동파이프를 포함하여 구성되되,
    상기 황토관은 스테인리스 관의 하단으로부터 일정 높이만큼 이격되어 설치되고, 상기 황토관의 하부에 위치되는 스테인리스 관의 내측에는 빈 공간부가 형성되고,
    상기 공간부가 형성된 위치의 스테인리스 관에는 다수 개의 공기유통공이 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동파이프의 외주면을 감싸도록 구성되는 보온층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보온층은 황토, 물, 볏짚의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 황토관의 외주면에는 삽입홈이 형성되고, 상기 전열선은 삽입홈의 내측으로 삽입 결합된 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전열선은 U볼트에 의해 황토관의 외주면에 체결 고정된 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 스테인리스 관의 내측에는 황토관을 지지하기 위한 지지대가 설치된 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 지지대에는 황토관을 스테인리스 관의 내측 중심부에 정위치시킬 수 있도록 하는 위치확인돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 스테인리스 관과 황토관의 사이에는 고정부재가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 보일러용 황토 전열관.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100919265B1 (ko) 2009-02-17 2009-09-30 이한호 고효율의 급속가열이 가능한 농,축산용 하우스 난방장치의 온수탱크

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KR100919265B1 (ko) 2009-02-17 2009-09-30 이한호 고효율의 급속가열이 가능한 농,축산용 하우스 난방장치의 온수탱크

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