KR101566710B1 - 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수 보일러에 관한 것으로, 탄소발열봉(111)을 복수개 수납시켜 고온의 복사열을 발생하고, 발생된 고온의 복사열을 고압탱크(140) 내부로 공급하는 가열부(110); 중심 내부에 상기 가열부(110)를 수평으로 수납하고, 외주면을 따라 물이 유입되는 유입구(142)와, 온수를 공급하는 유출구(144)를 구비하는 고압탱크(140); 상기 고압탱크(140)의 내부에 설치되어 상기 유입구(142)로부터 공급되는 물을 상기 가열부(110)에 물을 고르게 분사시키는 분사노즐(130); 상기 고압탱크(140)의 외부에 위치하면서 상기 분사노즐(130)로 물을 공급하는 급수펌프(120);를 포함하여 구성되어 고압탱크 내부에 물을 분사하여 물입자가 고압탱크 내에서 열 흡수가 용이하도록 표면적을 확대시키고 높은 발열 온도와 급속 발열을 통해 온수를 순간적으로 필요한 양을 생산함으로써, 에너지 절감과 온수 생산 시간을 단축할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

탄소 발열체 복사열을 이용한 온수보일러{Boiler supplied hot water using carbon-fiber heating radiant heat}
본 발명은 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가열기의 내부에 복수 개의 탄소발열봉을 배열하여 탄소발열봉에 물 입자가 가열기 내에서 열 흡수가 용이하도록 표면적을 확대시키도록 물을 분사하여 온수를 순간적으로 필요한 양을 생산함으로써 에너지 절감과 온수 생산 시간을 단축할 수 있는 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수 보일러에 관한 것이다.
본 발명은 온수를 단시간에 생산할 뿐만 아니라 노즐제어기를 통해 노즐의 개폐와 분사를 제어하고 탄소발열봉의 제어에 따라 스팀으로 용도 변경하여 사용할 수 있으므로 가정집 온돌난방은 물론이고 세탁소, 떡 방앗간, 식당 등에 효과적으로 사용하고, 원적외선에 가열된 물을 사용하므로 살균효과 등 건강에 탁월한 효과를 가지고 있다.
통상적인 전기보일러는 급수관을 통하여 공급된 냉수가 전열 히터에 의해 가열되고 순환펌프에 의해 난방 배관 및 저수조를 순환하도록 되어 있으며 온수배출관을 통하여 온수를 생활용수로서 이용할 수 있는데 상기 전열 히터에 의한 가열수단은 대부분 하나의 공간부의 저수조 내부에서 배치된 히터에 의해 상기 저수조에 채워진 냉수가 가열되므로 저수조 내부 전체를 가열시키는데 장시간이 소요되기 때문에 보일러의 열효율이 떨어져 에너지의 손실이 크고 보일러의 부피 및 용량이 커지는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 전기온수보일러의 일예로서, 도 1에 나타낸 직접가열식 전기보일러는 히터가 가열대상인 물에 직접 닿아 가열하는 방식으로서, 특히 전기보일러를 장시간 사용할 경우에는 저항체의 고열에 의한 산화과정이 발생되거나 또는 히터봉 등의 가열원에 이물질이 흡착됨에 따라 에너지 효율이 초기에는 효율이 약 80% 정도인 것으로 알려지고 있는데, 자체 발열된 고온에 의해 히터봉이 열화됨에 따라 사용할수록 효율이 감소되어 필요한 열량이 발생되지 않으므로 짧은 기간 동안 사용 후 히터봉을 교체해야 하는 문제점을 발생시키고 있다.
일반적으로 물 분자간의 인력약화를 위해 열을 가하여 분해하는 에너지 보다 물을 분사하여 분자구조를 분해하여 기체화 하는 방법이 에너지 소모가 훨씬 적게 소요되는데, 이는 기체화된 물 분자(포화증기포함)를 가열하는 것이 수중 가열보다 훨씬 빠르기 때문이다. 물 분자가 증기상태의 기체가 되었을 때 체적은 약 1.673배로 확대된다. 이는 물 분자가 기체화되어 전열면적이 확대된 것과 같은 의미다.
기존 발열체(니크롬 시즈히터)의 경우 수중에서의 열전달은 전도, 대류에 의한 열 전달방법에 의해 증기가 되는 것과는 달리 탄소발열체는 복사열 방식이 추가되어 기체화된 물 분자에 복사열이 흡수되어 가열됨은 물론 가열조 내부에 있는 공기를 분사상태의 물 분자가 진공분위기를 형성하여 기화 속도가 빨라진다.
물 분자가 액체 상태에서 기체 상태로 상(phase) 변화를 위해 필요한 에너지를 최소화 시키는 것이다.
물이 현열 100kcal를 소모하여 100℃가 되어 끓는 포화 시점에서 잠열 539kcal를 소모하여 기체가 되는 에너지를 물 분사구조를 통하여 기체화 되므로 잠열을 30% (161kcal) 정도 절감할 수가 있다.
복사열은 전자기파가 광(빛)속도로 이동하여 분사된 물 입자에 흡수되어 온도를 신속하게 상승 시킬 수 있다.
기존 시즈히터의 수중가열 방식으로 스팀을 생산 하는 것은 히터의 표면에서 물입자간 전도와 대류에 의해서만 가열이 된다. 그러나 탄소발열체의 경우 전도, 대류는 물론 복사가열 형태의 열전도 방식이 추가되어 동일 전기량으로 동일온도의 발열이 되더라도 복사열 추가 가열로 인한 온도 상승효과가 높음이 실험을 통하여 입증되었다.
한편, 전기를 사용하여 보일러용으로 사용되는 발열체는 시즈(sheath) 히터가 주류를 이루어 사용되고 있다. 시즈(sheath) 히터는 니크롬 열선을 스텐 파이프에 삽입하고 마그네시아를 압착, 충진하여 발열 시 열선으로부터 발생하는 열을 마그네시아 스텐 표면을 통하여 전도, 대류에 의해 물을 끓여 스팀을 만들며 현재까지 모든 보일러의 발열 원으로 사용되어 왔으며 복사열은 거의 적용되지 않고 있었다.
따라서 종래의 보일러 문제점을 해결하고, 스팀을 순간적으로 필요량만큼 생산함으로서의 이점은 에너지 절감과 스팀 생산 시간을 단축할 수 있고 사용자의 필요시 즉시 대응이 가능한 기술 개발이 필요한 실정이다.
등록특허 제10-1163414호 등록특허 10-0543263 공개특허공보 제10-2015-0023986호 등록특허공보 제10-1219907호
www.anyhot.net.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보일러 본체 중심 내부에 수직형으로 탄소발열체를 사용한 탄소발열봉 히터를 설치하고, 가열실 외주면에서 물을 분사하여 물 입자가 가열기 내에서 열 흡수가 용이하도록 표면적을 확대시키고 높은 발열 온도와 급속 발열을 통해 온수를 순간적으로 필요한 양을 생산함으로써 에너지 절감과 스팀 생산 시간을 단축할 수 있는 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수 및 스팀 겸용 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 원적외선을 다량으로 방출하는 탄소 발열체의 복사열로 데워진 온수를 목욕 등을 통해 웰빙을 실현할 뿐만 아니라, 음이온의 다량 방출로 인한 탈취 효과를 높일 수 있는 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수보일러를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 분사노즐에서 분사되는 물 분사입자의 크기와 분사노즐의 사용을 제어함으로써 스팀을 사용할 수 있도록 하여 보일러의 설치를 위한 별도의 비용과 공간을 필요 없고, 서로 발생되는 열을 상호 보완적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 필요에 따라 온수 또는 스팀을 사용하거나 온수 및 스팀이 혼재된 상태로 사용할 수 있는 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수 및 스팀 겸용 보일러를 제공하는 데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탄소발열봉(111)을 복수개 수납시켜 고온의 복사열을 발생하고, 발생된 고온의 복사열을 고압탱크(140) 내부로 공급하는 가열부(110); 중심 내부에 상기 가열부(110)를 수평으로 수납하고, 외주면을 따라 물이 유입되는 유입구(142)와, 온수를 공급하는 유출구(144)를 구비하는 고압탱크(140); 상기 고압탱크(140)의 내부에 설치되어 상기 유입구(142)로부터 공급되는 물을 상기 가열부(110)에 물을 고르게 분사시키는 분사노즐(130); 상기 고압탱크(140)의 외부에 위치하면서 상기 분사노즐(130)로 물을 공급하는 급수펌프(120);를 포함한다.
본 발명의 전원제어부는 탄소발열봉 전체가 동시에 On-Off되어 순간적으로 과부하가 걸리지 않도록 각각 순차적으로 전원이 On-Off될 수 있는 순차제어 기능을 구비하는 것과, 탄소발열봉의 전력량 조정은 TPR(Thyristor Power Regulator) 방식으로 제어되도록 한다.
본 발명의 제어부는 설정부에서 설정된 온수 및 가열부의 온도, 온수 수위 값과, 보일러를 구동하기 위해 출력한 신호를 궤환받아 디지털 변환한 값과의 제어편차에 따라 비례, 미분, 적분(PID)연산을 수행하고, 연산을 통해 제어신호를 출력하여 온도와 온수의 수위를 제어한다.
본 발명의 기 고압탱크 상부에는 스팀을 공급하는 유출구의 소정의 위치에 전자밸브가 설치되고, 전자밸브 제어부의 제어신호는 전자밸브를 동작시켜 스팀을 필요시 사용되도록 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 탄소발열봉을 복수개 수납시켜 고온의 복사열을 발생하는 고압탱크 내부에 물을 분사하여 물입자가 고압탱크 내에서 열 흡수가 용이하도록 표면적을 확대시키고 높은 발열 온도와 급속 발열을 통해 온수를 순간적으로 필요한 양을 생산함으로써, 에너지 절감과 온수 생산 시간을 단축할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수개의 탄소 발열체에 의해 전도, 대류는 물론 복사열 형태의 열전도 방식이 추가되어 전자기파가 광(빛)속도로 이동하여 분사된 물 입자에 흡수되어 온도를 신속하게 상승시킬 수 있으므로, 가열효과가 매우 높은 효과가 있다.
본 발명은 사용자가 필요시에 전자밸브 제어부의 제어신호는 전자밸브를 동작시켜 스팀을 사용할 수 있으므로 스팀 보일러의 설치를 위한 별도의 비용과 공간을 필요 없으며, 원적외선을 다량 방출하는 탄소 발열체로 온수를 만듬으로써 목욕물 등은 음이온의 다량 방출로 인한 탈취 효과를 높일 수 있으므로 웰빙을 실현할 수 있다.
도 1은 종래의 전기히터를 사용한 전기보일러가 도시된 참고도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 탄소발열체 복사열을 이용한 온수보일러의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전체 구성을 보여주는 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 탄소발열봉의 사시도이다.
도 5은 본 발명에 따른 탄소발열봉이 수납공에 수납된 상태를 보여주는 결합상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서, 단수형은 문어구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작(작용)은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 탄소발열체 복사열을 이용한 온수보일러의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 고압탱크(140) 내에 탄소발열봉(111)을 복수개 수납시켜 고온의 복사열을 발생하고, 발생된 고온의 복사열을 고압탱크(140) 내부로 공급하는 가열부(110)가 구비된다. 상기 가열부(110)는 상기 고압탱크(140) 내부에 구비되어 온수를 가열하는 역할을 하는 것으로, 그 수량과 형상은 배치 형태에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 상기 탄소발열봉(111)은 도 4와 같이 원형 유리관(111a)의 내부에 수용되고 두 가닥 이상의 탄소섬유 다발을 꼬아서 형성된 탄소발열체(111b)가 길이방향으로 길게 나선형태로 감아져 형성되므로 효과적으로 발열온도를 높일 수 있다. 상기 탄소발열체(111b)는 상기 전원공급장치(미도시)와 결합되어 통전되면 탄소섬유의 고유저항에 의한 저항열을 발생시키게 된다. 상기 탄소발열체(111b)는 종래의 니크롬선에 비해 발열하는데 시간이 짧고 발열 후 물성 변화가 적어 수명이 매우 길다. 본 발명은 탄소발열체(111b)의 저항열에 의해서 복사 및 전도에 따른 가열방식이므로 연소식과는 달리 공기오염물질을 발생시키지 않으며, 약전류를 흐르게 하여 적은 소비전력만으로도 빠르게 고온 발열을 하게 되므로 종래의 니크롬선을 이용한 방열관에서 자주 발생되는 전기누전이나 감전, 과열로 인한 화재위험을 감소시킬 수 있게 되고 전력소비를 줄일 수 있게 된다. 도 5는 본 발명에 의한 가열부를 나타낸 사시도이며 상기 가열부(110)는 상기 탄소발열봉(111)이 다수개로 평행하게 배치되어 각 탄소발열봉(111)이 병렬로 접속된 형태를 나타낸 것이다. 상기 탄소발열봉(111)은 석영유리관(112)의 내부에 삽입되며, 외부에서 석영유리관(112)을 통해 삽입되게 된다. 석영유리관(112)는 탄소발열봉(111)에서 복사하는 복사열을 그대로 통과 시키므로 분사되는 물을 직접 가열하게 되므로 가열시간이 짧아 신속하게 온수를 만들 수 있는 장점이 있다.
고압탱크(140)는 중심 내부에 상기 가열부(110)를 수평으로 수납하고, 외주면을 따라 물이 유입되는 유입구(142)와, 온수를 공급하는 유출구(143)를 구비하게 된다. 상기 유입구(142)를 통해 들어온 물은 분사노즐(130)을 통해 상기 가열부(110)에 물을 고르게 분사시키게 된다. 분사된 물은 탄소발열봉(111)의 복사열에 의해 데워지어 고압탱크(140)의 하부로 모이게 된다. 상기 분사노즐(130)은 분사노즐제어기(131)가 구비되어 물분자 크기와 양을 조절할 수 있으며, 분사노즐제어기(131)은 도 3과 같이 분사노즐제어부(250)의 제어에 따라 물의 양과 물입자의 크기를 조절하게 된다. 급수펌프(120)는 상기 고압탱크(140)의 외부에 위치하면서 상기 분사노즐(130)로 물을 공급하게 되며, 펌프제어부(230)의 제어를 받게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제어부(200), 센서부(150), 설정부(250) 등으로 대별된다. 센서부(150)는 가열부 온도센서(151), 온수 온도센서(152), 온수 수위센서(153), 압력센서(154)를 포함하고, 설정부(250)는 가열부 온도, 온수수위, 온수온도를 각각 설정할 수 있다.
센서부(150) 상기 고압탱크(140)의 내부의 각부에 위치하여, 가열부 온도, 온수온도, 온수수위, 압력을 측정하여 제어부(200)로 측정된 정보를 제공한다. 제어부(200)는 상기 센서부(150)의 측정된 값과 설정부(250)의 설정값을 비교하여 상기 탄소발열봉(111)의 전원을 제어하는 전원제어부(210), 가열부의 온도 및 온수의 온도를 제어하는 온도제어부(220), 온수의 수위제어부(240), 급수펌프(212) 및 온수펌프(121)를 제어하는 펌프제어부(230)를 제어하게 된다.
온수펌프(121)는 상기 고압탱크(140)의 외부에 위치하면서 상기 고압탱크(140)의 온수를 난방, 목욕탕 등에 공급하게 된다.
제어부(200)는 중앙처리장치(201), 메모리(202), 서포트 회로(203)를 포함하며, 본 발명의 각종 디바이스를 제어한다. 중앙처리장치(201)는 본 실시 예에서 센서부(150)로부터의 각종 센싱신호에 기초하여 온수가열의 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리(202)는 중앙처리장치(201)와 연결되어 보일러의 제어프로그램을 저장하고, 또 동작과정의 모든 것을 저장하게 된다. 서포트 회로(203)는 중앙처리장치(201)과 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(203)는 캐시, 파워서플라이, 클록회로, 입/출력회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다. 제어부(200)는 센서부(135)로부터의 센싱신호에 기초하여 온수가열의 동작을 제어한다. 이때, 센서부(150)로부터의 센싱신호에 기초하여 온수가열의 동작을 컨트롤하는 일련의 프로세스 등은 메모리(202)에 저장될 수 있으며, 각 디바이스에 설정 온도를 설정부(250)에 저장하여 동작을 제어한다. 온수가열은 물공급펌프로부터 공급된 물을 분사노즐에 의해 고압탱크의 내부에 고르게 분사시켜서 표면적을 크게 함으로써, 열전달 속도가 빠른 복수개의 탄소발열봉에 의해 발생된 고온의 복사열을 이용하여 물의 온도를 순식간에 끌어올린다. 여기서 온수온도 설정부에 설정된 최저온도 이하인 경우에는 제어부의 제어신호에 의해 탄소발열봉에 전원을 인가하여 가열동작시키고, 최고온도 이상인 경우에는 가열동작을 중지시킨다. 또한, 온수가열은 100℃ 이하로 가열하는 것이 바람직하며, 온수는 온수수위제어부(240)의 제어신호에 의해 전자밸브를 개폐하여 유출배관을 통해 사용자에게 공급된다.
사용자가 설정부(250)의 가열부온도, 온수수위 및 온수온도를 설정하게 되면, 제어부(200)는 설정부에 설정된 각 값을 비교하여 탄소발열봉으로 공급되는 전원을 전원제어부(210)를 통해 제어한다. 상기 전원제어부(210)는 상기 탄소발열봉(111) 전체에 전원이 On되거나 Off되어 과부하가 걸리지 않도록 각각 순차적으로 전원이 On-Off될 수 있는 순차제어 기능을 구비하고 있으며, 전원제어부(210)에 의해 탄소발열봉(111)의 전력량 조정은 TPR(Thyristor Power Regulator) 방식으로 제어되므로 정확하고 효율적인 전력제어를 할 수 있게 된다.
또한, 상기 제어부(200)는 설정부(250)에서 설정된 온수 및 가열부의 온도, 온수 수위 값과, 보일러를 구동하기 위해 출력한 신호를 피드백 받아 디지털 변환한 값과의 제어편차에 따라 비례, 미분, 적분(PID)연산을 수행하고, 연산을 통해 제어신호를 출력하여 온도와 온수의 수위를 제어한다.
상기 고압탱크(140) 상부에는 스팀을 공급하는 스팀유출구(147)의 소정의 위치에 전자밸브(146)가 설치되고, 전자밸브제어부(260)의 제어신호는 전자밸브(146)를 동작시켜 스팀을 필요시 사용하는 것을 특징으로 한다. 사용자는 스팀이 필요시 가열부의 온도를 높게 설정하고, 온수수위를 낮추어 설정하게 되면, 분사노즐제어부(250)는 노즐제어기(131)를 제어하여 도 2의 상부의 분사노즐(130)을 닫고, 하부의 분사노즐은 물 입자를 매우 미세하게 분사하도록 제어한다. 분사된 미세 물분자는 탄소봉의 복사열에 의해 물 입자는 수증기로 변하고 위로 올라가면서 가열되어 전자밸브(146)을 통해 스팀이 배출되게 된다. 이와 같은 구성은 별도의 스팀보일러를 구비하지 않아도 사용자의 조작에 의해 쉽게 스팀을 얻게 된다.
도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 탄소발열봉(111)은 고압탱크에 복수개의 수납공을 마련하여 수납되므로 공간 활용도가 좋으며 탄소발열봉(111)의 원적외선은 물 분자를 만나면 1분당 2000회의 진동운동과 공명운동으로 열에너지를 만든다.
또한, 탄소발열봉(111)은 복사열 전달능력이 탁월하여 진공상태를 통과하는 특성이 있으며, 복사열은 빛의 속도로 열을 전달하므로, 온도 상승효과가 매우 높으며, 에너지 절감효과가 탁월한 특징이 있다.
한편, 물 분자간의 인력약화를 위해 열을 가하여 분해하는 에너지 보다 물을 분사하여 분자구조를 분해하여 기체화 하는 방법이 에너지 소모가 훨씬 적게 소요되며 기체화된 물 분자를 가열하는 것이 수중 가열보다 훨씬 빠르기 때문이다. 물 분자가 증기상태의 기체가 되었을 때 체적은 약 1.673배로 확대된다. 기존 발열체(니크롬 시즈히터 )의 경우 수중에서의 열전달은 전도, 대류에 의한 열 전달방법에 의해 증기가 되는 것과는 달리 탄소발열체는 복사열 방식이 추가되어 기체화된 물 분자에 복사열이 흡수되어 가열됨은 물론 가열조 내부에 있는 공기를 분사상태의 물 분자가 진공분위기를 형성하여 기화 속도가 빨라진다.
물 분자가 액체 상태에서 기체 상태로 상(phase)변화를 위해 필요한 에너지를 최소화시키는 것이다. 이는 물 분자가 기체화되어 전열면적이 확대된 것과 같은 의미이다.
이상에서 본 발명에 의한 스팀 발생방법 및 그 장치를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다.
또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
1a : 탱크
3a : 히터
4a : 감지수단
100 : 온수보일러
110 : 가열부
111 : 탄소발열봉
112 : 석영유리관
113 : 수납관
114 : 격판
120 : 급수펌프
121 : 온수펌프
130 : 분사노즐
131 : 노즐제어기
137 : 온수밸브
140 : 고압탱크
142 : 유입구
143 : 유출구
146 : 전자밸브
147 : 스팀유출구
150 : 센서부
151 : 가열부 온도센서
152 : 온수 온도센서
153 : 온수 수위센서
154 : 압력센서
200 : 제어부
210 : 전원제어부
220 : 온도제어부
230 : 펌프제어부
240 : 온수수위제어부
250 : 분사노즐 제어부

Claims (6)

  1. 탄소발열봉(111)을 복수개 수납시켜 고온의 복사열을 발생하고, 발생된 고온의 복사열을 고압탱크(140) 내부로 공급하는 가열부(110);
    중심 내부에 상기 가열부(110)를 수평으로 수납하고, 외주면을 따라 물이 유입되는 유입구(142)와, 온수를 공급하는 유출구(144)를 구비하는 고압탱크(140);
    상기 고압탱크(140)의 내부에 설치되어 상기 유입구(142)로부터 공급되는 물을 상기 가열부(110)에 물을 고르게 분사시키는 분사노즐(130);
    상기 분사노즐(130)에는 분사노즐의 물분자 크기와 양을 조절할 수 있는 분사노즐제어부(250);
    상기 고압탱크(140)의 외부에 위치하면서 상기 분사노즐(130)로 물을 공급하는 급수펌프(120);
    상기 분사노즐제어부는, 설정부에서 설정된 온수 및 가열부의 온도, 온수 수위 값과, 보일러를 구동하기 위해 출력한 신호를 궤환받아 디지털 변환한 값과의 제어편차에 따라 비례, 미분, 적분(PID)연산을 수행하고, 연산을 통해 제어신호를 출력하여 온도와 온수의 수위를 제어하는 것을 특징으로 하는 탄소발열체 복사열을 이용한 온수보일러.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄소발열체 복사열을 이용한 온수보일러는
    상기 고압탱크(140)의 내부의 각부에 위치하여, 가열부 온도, 온수 온도, 온수 수위, 압력을 측정하는 센서부(150);
    상기 고압탱크(140)의 외부에 위치하면서 상기 고압탱크(140) 내부의 온수를 공급하는 온수펌프(120);
    상기 센서부(150)의 측정된 값과 설정부의 설정값을 비교하여 상기 탄소발열봉(111)의 전원을 제어하는 전원제어부(21 0), 가열부의 온도 및 온수의 온도를 제어하는 온도제어부(211), 온수의 수위제어부(212), 급수펌프(120) 및 온수펌프(121)를 제어하는 펌프제어부(213)을 포함하는 제어부(200);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소발열체 복사열을 이용한 온수보일러.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전원제어부(210)는 상기 탄소발열봉(111) 전체에 동시에 전원이 On-Off되어 과부하가 걸리지 않도록 각각 순차적으로 전원이 On-Off될 수 있는 순차제어 기능을 구비하는 것과, 상기 전원제어부(210)에 의해 탄소발열봉(111)의 전력량 조정은 TPR(Thyristor Power Regulator) 방식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 탄소발열체 복사열을 이용한 온수보일러.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 고압탱크(140) 상부에는 스팀을 공급하는 유출구의 소정의 위치에 전자밸브(146)가 설치되고, 전자밸부 제어부(260)의 제어신호는 전자밸브(146)를 동작시켜 스팀을 필요시 사용하는 것을 특징으로 하는 탄소 발열체 복사열을 이용한 온수 보일러.
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