KR101574132B1

KR101574132B1 - 보일러용 히팅장치

Info

Publication number: KR101574132B1
Application number: KR1020150012691A
Authority: KR
Inventors: 김홍재
Original assignee: 주식회사 마하
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-12-03

Abstract

본 발명은 발열수단의 구조적인 개선과 함께 열 접촉면적의 극대화로 고효율의 발열기능을 수행할 수 있도록 하면서 분리 조립이 간편한 결합구조를 갖도록 하여 유지보수를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 보일러용 히팅장치이다.
본 발명은 발열수단(100)을 내입하면서 열매체유(200)가 충진되는 열전도 하우징(300)의 발열에 의해 외부하우징(400)을 통해 공급되는 물이 가열되도록 하는 보일러용 히팅장치로서,
상기 발열수단(100)은, 양측에 길이방향으로 길게 구비하면서 한 측단에 커버판(120)을 갖는 지지부재(110)에 발열부재(130)를 슬라이딩형태로 끼워 결합되도록 함과, 상기 열전도 하우징(300)을 외부하부징(400)에 밀착되게 끼워 한 측단에 형성한 플랜지(430)를 발열수단(100)에 구비한 커버판(120)에 체결 고정하여 외부하우징(400)으로 물이 통과하면서 열전도에 의한 열교환작용으로 가열되도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

보일러용 히팅장치{Boiler heating device}

본 발명은 보일러용 히팅장치에 관한 것으로 좀 더 상세하게는 카본섬유사에 의한 발열부재로 발열기능을 극대화시키어 전력소모량이 적으면서 고효율의 발열을 제공할 수 있도록 하는 보일러용 히팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기보일러를 이용하여 물을 데우는 방식은 대부분 주택난방용이나 일부 농작물 하우스용으로 적용되고 있고, 온수탱크에 전기발열체를 삽입하여 발열체로부터의 열교환을 하거나 전기발열체에 물을 통과시키어 열교환하는 방식 등이 있다.

긴 파이프 형태를 갖는 히터봉의 발열방식으로는 탄소나노튜브섬유 등의 발열체에 의한 발열로 가열된 열매체유의 열전도로 물을 가열하는 구조가 다양한 방식으로 제안되고 있다.

이러한 전기발열체를 이용한 히터장치에 대한 선행기술로 특허 제10-1321338호 "탄소나노튜브섬유 발열체 및 이 탄소나노튜브섬유 발열체를 이용한 발열장치"가 제안된바, 발열장치에 대하여 살펴보면,

도 1에서와 같이, 밀봉상태의 열전도 케이스(20); 상기 열전도 케이스(20)의 내부에 내장되는 세라믹 봉(30); 상기 세라믹 봉(30)의 외주를 따라 나선형으로 권선되는 탄소나노튜브섬유 발열체(10); 상기 세라믹 봉(30)의 외주면과 상기 열전도 케이스(20)의 내주면 사이 공간에 충진되는 열매체(40); 상기 열전도 케이스(20)의 외주면과 일정 간격을 유지한 채 열전도 케이스(20)의 외부를 감싸고 있는 외부케이스(50); 상기 열전도 케이스(20)의 외주면과 외부케이스(50)의 내주면 사이 공간에 충진되는 물(60)을 포함하여 구성한 것임을 알 수 있다.

이러한 구성수단은 세라믹 봉(30)의 외주를 따라 나선형으로 권선되는 탄소나노튜브섬유 발열체(10)에 의한 발열이 열매체에 의하여 열전도 케이스를 가열시키어 열전도 케이스가 외부케이스에 담긴 물을 데워주도록 한 것이다.

그러나 세라믹 봉에 형성한 권선홈에 발열체가 끼워지도록 구성하고 있어 발열면적이 적어 열매체를 적정온도로 올리는데 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 열전도케이스가 단순한 원통 형상을 이루고 있어 열교환작용의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.

특히 수조형태로 물이 담긴 외부케이스에 열전도케이스를 내입시키어 물을 가열하도록 하고 있어 물을 소정온도로 가열시키면서 순환되도록 하는데 어려움이 있는 것이다.

본 발명은 상기에서 지적한 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로,

발열수단의 구조적인 개선과 함께 열 접촉면적의 극대화로 고효율의 발열기능을 수행할 수 있도록 하면서 분리 조립이 간편한 결합구조를 갖도록 하여 유지보수를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 보일러용 히팅장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 구현하기 위한 본 발명의 해결수단에 대하여 설명하면 다음과 같다.

발열수단을 내입하면서 열매체유가 충진되는 열전도 하우징의 발열에 의해 외부하우징을 통해 공급되는 물이 가열되도록 하는 보일러용 히팅장치로서,

상기 발열수단은, 양측에 길이방향으로 길게 구비하면서 한 측단에 커버판을 갖는 지지부재에 발열부재를 슬라이딩형태로 끼워 결합되도록 함과,

상기 열전도 하우징을 외부하부징에 밀착되게 끼워 한 측단에 형성한 플랜지를 발열수단에 구비한 커버판에 체결 고정하여 외부하우징으로 물이 통과하면서 열전도에 의한 열교환작용으로 가열되도록 구성하는 보일러용 히팅장치를 제공한다.

상기 발열부재는, 길이방향으로 길게 형성하는 내입홈을 일정간격을 두고 연속적으로 형성하면서 내입홈에 카본 섬유사로 직조된 띠 형상의 발열체를 지그재그 형태로 내입시키어 구비하며, 또한 발열부재는 블록형상으로 이루어 소정길이를 갖도록 형성하는 단위블록을 연속적으로 지지부재에 끼워 구성한다.

상기 열전도 하우징은 내부 양측의 길이방향으로 결합홈을 형성하여 지지부재의 양측단에 체결하여 구비하는 안내편이 결합홈에 끼워 발열부재가 슬라이딩되면서 끼워지도록 구성하며, 또한 열전도 하우징은 내면둘레에 일정간격을 두고 연속적으로 전열핀을 형성하면서 외면 둘레에 일정간격을 두고 연속적으로 방열핀을 형성한 것을 포함한다.

본 발명은 발열체를 지그재그 형태로 배치되면서 발열을 확산되도록 하는 발열부재의 구성으로 발열기능을 대폭적으로 향상시키면서 열 접촉면적의 극대화로 고효율의 열교환기능을 얻을 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

또한 열전도케이스에 발열부재를 슬라이딩방식으로 조합되게 구성하여 조립 및 분리작업이 간편한 결합구조로 유지보수가 상당히 간편하면서도 비용 절감의 효과가 있다.

도 1은 종래의 구성을 보인 단면도
도 2는 본 발명의 구성을 보인 분리사시도
도 3은 본 발명의 구성을 보인 외형 사시도
도 4는 본 발명의 구성을 보인 횡단면도
도 5는 본 발명의 구성을 보인 종단면도
도 6은 본 발명에서 발열수단의 구성을 보인 평면도
도 7은 도 6의 A부 확대 사시도

본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 그 중 특정 실시 예를 상세한 설명과 도면의 예시를 통해보다 상세하게 설명하고자 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 주지 관용 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 구성을 보인 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 구성을 보인 외형 사시도이고, 도 4는 본 발명의 구성을 보인 횡단면도이고, 도 5는 본 발명의 구성을 보인 종단면도이고, 도 6는 본 발명에서 발열수단의 구성을 보인 평면도이고, 도 7은 도 6의 A부 확대 사시도를 나타낸 것으로 이들 도면에 의하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 히팅장치(H)는,

발열부재(130) 및 발열체(140)로 이루어지는 발열수단(100)과, 상기 발열수단(100)을 내입하면서 열매체유(200)가 충진되어 발열을 외부로 전달하도록 하는 열전도하우징(300)과, 상기 열전도 하우징(300)에 끼워져 급,배수관을 통해 물이 통과되도록 하는 외부하우징(400)을 포함하여 구성이 이루어진다.

상기 발열수단(100)은 양측에 길이방향으로 길게 구비하면서 한 측단에 커버판(120)을 갖는 지지부재(110)의 내측에 가이드 결합편(111)을 형성하고, 길이방향으로 길게 구비하는 발열부재(130)의 양측에 가이드 결합홈(131)을 형성하여 지지부재(110)의 가이드 결합편(111)에 의해 슬라이딩방식으로 끼워 결합되도록 한 것이다.

상기 발열부재(130)는 길이방향으로 형성하는 내입홈(132)을 일정간격을 두고 연속적으로 형성하면서 내입홈(132)에 카본 섬유사로 직조된 띠 형상의 발열체(140)를 지그재그 형태로 내입시키어 그 단부를 커버판(120)에 형성하는 단자에 연결하여 구성한다.

상기 발열부재(130)는 세라믹재질의 블록형상으로 이루어 소정길이를 갖도록 형성하는 단위블록(133)을 연속적으로 지지부재(110)에 끼워 구성할 수 있다.

상기 띠 형상의 발열체(140)를 발열부재(130)에 형성한 내입홈(132)에 끼워 연결할 때 전기적인 연결방식에 따라 발열체(140)를 2단 이상으로 각각 구비할 수 있는 것이다.

상기 발열수단(100)을 내입하면서 열매체유(200)가 충진되면서 한 측단을 발열부재(130)가 커버판(120)에 고정하고 타측단은 폐쇄되도록 하는 열전도 하우징(300)을 구비한다.

상기 열전도 하우징(300)은 내부 양측의 길이방향으로 가이드 결합홈(310)을 형성하여 지지부재(110)의 양측단에 일정간격으로 체결하여 구비하는 다수의 가이드 결합핀(112)이 가이드 결합홈(310)에 끼워 발열부재(130)가 슬라이딩되면서 끼워지도록 구성한다.

또한 열전도 하우징(300)은 내면둘레에 일정간격을 두고 연속적으로 전열핀(320)을 형성하면서 외면 둘레에 일정간격을 두고 연속적으로 방열핀(330)을 형성한다.

상기 열전도 하우징(300)에는 급수구(410) 및 배수구(420)를 형성한 외부하부징(400)을 밀착되게 끼워 한 측단에 형성한 플랜지(430)를 발열수단(100)에 구비한 커버판(120)에 체결구로 체결하여 고정하여 각 방열핀(330)의 사이로 물이 통과하면서 열전도에 의한 열교환작용으로 가열되도록 구성한다.

이와 같이 구성하는 본 발명에 대하여 상호 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

전원 인가로 발열체(140)로부터 발열로 발열체(140)와 접촉하는 발열부재(130)가 가열되어 발열의 확산으로 고온을 발생하면서 충입된 열매체유(200)의 전달로 열전도 하우징(300)에 전도되는데 열전도 하우징(300)의 내면에 형성한 전열핀(320) 및 외면에 형성한 방열핀(330)에 의하여 열전도 면적이 극대화로 열전도 및 방열효율을 대폭적으로 높일 수 있는 것이다.

그리고 외부하우징(400)의 급수구(410)를 통해 공급되는 물이 열전도 하우징(300)의 외면 둘레에 일정간격으로 형성한 각 방열핀(330)의 사이로 통과하는 과정에서 유량에 비해 접촉량이 극대화되어 전도되는 열에 의하여 충분한 가열을 이루면서 배기구를 통해 배수되는 것이다.

이는 다수개의 히팅장치를 직렬로 연결하여 급수되는 물을 연속적으로 가열하게 되므로 소비전력에 비해 기대이상의 열량을 제공할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 발열수단(100)이 열전도 하우징(300)에 슬라이딩방식으로 탈착되게 조립되도록 구성하고 있을 뿐만 아니라 발열부재(130)를 단위블록형태로 형성하여 조립되도록 구성함으로써 조립성이 우수하고 유지보수하는데 간편하게 수행할 수 있는 것이다,

이상과 같이 본 발명은 발열부재에 발열체를 지그재그 형태로 배치되면서 발열을 확산되도록 하는 발열수단의 구성으로 발열기능을 대폭적으로 향상시키면서 열 접촉면적의 극대화로 고효율의 열교환기능을 얻을 수 있도록 제공한다.

또한 열전도 하우징에 발열수단을 슬라이딩방식으로 조합되게 구성하여 조립 및 분리작업이 간편한 결합구조로 유지보수가 상당히 간편하도록 제공이 되는 것이다.

100: 발열수단
110: 지지부재 111: 가이드 결합편
112: 가이드 결합핀
130: 발열부재 131,310: 가이드 결합홈
132: 내입홈 140; 발열체
200: 열매체유
300: 열전도 하우징
320: 전열핀 330: 방열핀
400: 외부하우징

Claims

발열수단(100)을 내입하면서 열매체유(200)가 충진되는 열전도 하우징(300)의 발열에 의해 외부하우징(400)을 통해 공급되는 물이 가열되도록 하는 보일러용 히팅장치로서,
상기 발열수단(100)은, 양측에 길이방향으로 길게 구비하면서 한 측단에 커버판(120)을 갖는 지지부재(110) 상에 발열체(140)를 포함하는 발열부재(130)를 결합되도록 구비함과,
상기 열전도 하우징(300)을 외부하부징(400)에 끼워 한 측단에 형성한 플랜지(430)를 발열수단(100)에 구비한 커버판(120)에 체결 고정하여 외부하우징(400)으로 물이 통과하면서 열전도에 의한 열교환작용으로 가열되도록 구성함을 특징으로 하는 보일러용 히팅장치.
제1항에 있어서, 상기 발열부재(130)는,
길이방향으로 길게 형성하는 내입홈(132)을 일정간격을 두고 연속적으로 형성하면서 내입홈(132)에 카본 섬유사로 직조된 띠 형상의 발열체(140)를 지그재그 형태로 내입시키어 구비함을 특징으로 하는 보일러용 히팅장치.
제1항에 있어서, 상기 지지부재(110)의 양측 내측에 형성한 가이드 결합편(111)에 발열부재(130)의 양측에 형성하는 가이드 결합홈(131)이 끼워져 발열부재(130)가 지지부재(110)에 슬라이딩방식으로 끼워 결합되도록 함을 특징으로 하는 보일러용 히팅장치.
제3항에 있어서, 상기 발열부재(130)는 블록형상으로 이루어 소정길이를 갖도록 형성하는 단위블록(133)을 연속적으로 지지부재(110)에 끼워 구성함을 특징으로 하는 보일러용 히팅장치.
제1항에 있어서, 상기 열전도 하우징(300)은 내부 양측의 길이방향으로 가이드 결합홈(310)을 형성하여 지지부재(110)의 양측단에 체결하여 구비하는 가이드 결합핀(112)이 가이드 결합홈(310)에 끼워 발열부재(130)가 슬라이딩되면서 끼워지도록 구성함을 특징으로 하는 보일러용 히팅장치.
제 1항에 있어서, 상기 열전도 하우징(300)은 내면둘레에 일정간격을 두고 연속적으로 전열핀(320)을 형성하면서 외면 둘레에 일정간격을 두고 연속적으로 방열핀(330)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 보일러용 히팅장치.