KR101675550B1 - 탄소 히터를 이용한 온수 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 가열하여 난방을 행할 수 있도록 된 탄소 히터를 이용한 온수 보일러에 관한 것이다.
종래에도 탄소히터를 이용한 온수 보일러는 일정 크기를 가지는 물탱크 내에 복수 개의 탄소히터를 설치하여 온도 분포가 균일하지 못하고 열효율이 저하되는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위한 본 발명은 전면에 커버가 분리 가능하게 결합된 케이스 본체의 내측에는 급수탱크와 제1가열탱크와 제2가열탱크와 배출탱크가 순차적으로 연결된 물탱크군이 내측면에 고정된 복수 개의 브래킷에 고정 설치되며, 본체 바닥면의 일측에는 외부의 물저장탱크에서 물이 공급되는 입수구가 결합되고, 본체 바닥면의 타측에는 상기 물탱크군 내에서 가열된 물이 배출되는 출수구가 결합되고, 상기 입수구의 상측에는 바닥에 결합된 브래킷에 장착된 펌프가 결합되어 외부로부터 물을 강제로 내부로 공급하며, 수위센서에서 감지된 수위가 일정 높이 이하일 때 펌프가 작동하여 급수를 진행하는 급수탱크는 제1가열탱크와 상측부가 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제1가열탱크는 제2가열탱크와 하측부가 제2연결관에 의해 연결되고, 상기 제2가열탱크는 상측부가 제3연결관에 배출탱크와 연결되며, 내부의 물을 가열하는 탄소히터는 제1가열탱크와 제2가열탱크 및 배출탱크에 장착된 스테인리스 재질의 내부관의 내측에 시일에 의해 물이 새지 않도록 결합되며, 상기 제1가열탱크, 제2가열탱크 및 배출탱크 중 어느 하나에는 내부의 물 온도를 감지하여 탄소히터의 작동을 제어하는 과열방지센서가 구비된 것을 특징으로 하는 탄소 히터를 이용한 온수 보일러를 제안한다.
따라서 구조가 간단하고 물탱크 내에 설치된 이중관 내에 탄소히터가 설치되어 물의 급속 가열이 가능하고 열효율이 증대되며, 특히 개별적으로 탄소히터를 교체하는 등의 수리가 가능하여 유지 보수가 편리하게 된다.

Description

탄소 히터를 이용한 온수 보일러{Hot-water boiler using carbon heater}

본 발명은 탄소 히터를 이용한 온수 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수 개의 물탱크 내에 설치된 이중관 내에 각각 탄소 히터를 설치하여 물, 공기 등의 가열에 의해 물을 재차 가열하여 열효율을 향상시킴과 아울러 예열시간을 현저하게 단축시킬 수 있도록 된 탄소 히터를 이용한 온수 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 온수 보일러는 전기 또는 가스를 연소시킨 열을 이용하여 물을 가영하여 순환시킴으로써 난방이 이루어지도록 하고 있으며, 그 열원으로서 근래에는 열효율이 높고 소형인 탄소 히터가 많이 적용되고 있다.

종래에 이와 같이 탄소 히터를 적용하는 온수 보일러는 특허등록 제10-102947호로 개시된 탄소섬유 히터튜브를 이용한 온수보일러장치가 알려져 있으며, 이는 소정 크기를 가지는 탱크 본체 내에 복수 개의 탄소 섬유 히터튜브를 설치하여, 상기 탱크 본체의 내측으로 공급된 물을 전기적으로 가열된 탄소섬유 히터튜브에 의해 가열이 이루어지도록 하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 장치는 탱크 본체의 내측에 횡방향으로 복수 개의 탄소섬유 히터튜브를 설치하여 중형 또는 대형의 보일러에는 적용될 수 있지만 소형의 가정용 보일러에는 작용하는 것이 어렵고 특히 하나의 탱크 내에 복수 개의 탄소섬유 히터튜브가 설치되어 그 온도 분포가 균일하지 못하고 이에 따라 열효율이 저하되고 금속 가열이 어렵게 되는 등의 문제점들이 내재되어 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 물의 급속 가열이 가능하고 구조가 간단하며 열효율을 더욱 증대시킬 수 있으며, 고장 시 탄소 히터의 교체가 매우 편리한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러는, 전면에 커버가 분리 가능하게 결합된 케이스 본체의 내측에는 급수탱크와 제1가열탱크와 제2가열탱크와 배출탱크가 순차적으로 연결된 물탱크군이 내측면에 고정된 복수 개의 브래킷에 고정 설치되며, 본체 바닥면의 일측에는 외부의 물저장탱크에서 물이 공급되는 입수구가 결합되고, 본체 바닥면의 타측에는 상기 물탱크군 내에서 가열된 물이 배출되는 출수구가 결합되고, 상기 입수구의 상측에는 바닥에 결합된 브래킷에 장착된 펌프가 결합되어 외부로부터 물을 강제로 내부로 공급하며, 수위센서에서 감지된 수위가 일정 높이 이하일 때 펌프가 작동하여 급수를 진행하는 급수탱크는 제1가열탱크와 상측부가 제1연결관에 의해 연결되고, 상기 제1가열탱크는 제2가열탱크와 하측부가 제2연결관에 의해 연결되고, 상기 제2가열탱크는 상측부가 제3연결관에 배출탱크와 연결되며, 내부의 물을 가열하는 탄소히터는 제1가열탱크와 제2가열탱크 및 배출탱크에 장착된 스테인리스 재질의 내부관의 내측에 시일에 의해 물이 새지 않도록 결합되며, 상기 제1가열탱크, 제2가열탱크 및 배출탱크 중 어느 하나에는 내부의 물 온도를 감지하여 탄소히터의 작동을 제어하는 과열방지센서가 구비된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 구조가 간단하고 물탱크 내에 설치된 이중관 내에 탄소히터가 설치되어 물의 급속 가열이 가능하고 열효율이 증대되며, 특히 개별적으로 탄소히터를 교체하는 등의 수리가 가능하여 유지 보수가 편리하게 되는 등의 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러의 내부 구성을 나타내는 종단면도이고,
도 2는 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러의 내부 구성을 나타내는 횡단면도이고,
도 3은 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러의 좌측 종단면도이고,
도 4는 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러의 우측 종단면도이고,
도 5는 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러에서 탄소히터의 설치 상태를 나타내는 단면도이고,
도 6은 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러에서 제1가열탱크의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러의 내부 구성을 나타내는 전체 종단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러의 횡단면도로서, 케이스 본체(10)의 내측에는 외부로부터 공급된 물이 순환됨과 아울러 가열되어 온수로 되는 복수 개의 물탱크군(20)이 내측면에 고정된 복수 개의 브래킷(20a)에 고정 설치되어 있다.

상기 케이스 본체(10)는 전면에 커버(11)가 분리 가능하게 결합되어 있고, 바닥면의 일측에는 외부로부터 물이 공급되는 입수구(12)가 결합되고, 타측에는 상기 물탱크군(20) 내에서 가열된 물이 배출되는 출수구(13)가 결합되어 있다.

상기 입수구(12) 및 출수구(13)에는 미도시한 외부의 물저장 탱크로부터 물이 공급되며, 상기 출수구(13)에는 가열된 물이 배출되어 방바닥이나 실내의 난방이 이루어지도록 하게 된다.

상기 입수구(12)의 상측에는 펌프(14)가 결합되어 외부로부터 물을 강제로 내부로 공급하게 되는데, 상기 펌프(14)는 바닥에 결합된 브래킷(14a)에 장착되어 있다.

상기 물탱크군(20)은 상기 펌프(14)로부터 펌핑된 물을 저장하여 다음의 탱크로 공급하는 급수탱크(21)와, 상기 급수탱크(21)로부터 유입된 물을 1차적으로 가열하는 제1가열탱크(22)와, 상기 제1가열탱크(22)로부터 유입된 물을 2차적으로 가열하는 제2가열탱크(23)와, 상기 제2가열탱크(23)로부터 유입된 물을 재차 가열한 후 배출하는 배출탱크(24)를 포함한다.

상기 급수탱크(21)는 도 3에 도시한 바와 같이 하부 일측면에 상기 펌프(14)로부터 펌핑된 물이 유입되는 급수구(25)가 결합되어 있고. 내측에는 내부로 공급되는 물의 수위가 일정 수위를 유지하도록 수위센서(26)가 구비되어 있다.

즉, 상기 수위센서(26)의 수위가 미리 설정된 일정 수위 이하로 되면 펌프(14)가 작동하여 급수탱크(21) 내로 물을 공급하고, 상기 수위센서(16)의 수위가 일정 수위 이상으로 상승하면 상기 펌프(14)의 작동이 정지되는 작동이 반복적으로 이루어지면서 급수탱크(21) 내의 수위는 항상 일정 높이를 유지하게 된다.

상기 급수탱크(21)의 일측에 위치된 제1가열탱크(22), 상기 제1가열탱크(22)의 일측에 위치된 제2가열탱크(23), 상기 제2가열탱크(23)의 일측에 위치된 배출탱크(24)는 각 상측 또는 하측으로 물이 유통되도록 연결관(27a)(27b)(27c)이 각각 접속되어 있다.

그리고 상기 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24)의 내측에는 내부로 공급된 물을 가열하는 탄소히터(30)가 수직으로 세워 설치된다.

상기 탄소히터(30)는 표면이 석영으로 형성되어 상기 각 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24)의 내측에 상부가 고정된 내부관(22a)(23a)(24a)의 내측에 각각 위치되어 있다.

상기 내부관(22a)(23a)(24a)은 도 5에 도시한 바와 같이 스테인레스 스틸재 등의 금속재로 형성되는 것이 바람직하고, 그 내측에는 물이 유입되지 않도록 시일이 이루어지도록 한다.

상기 제2가열탱크(23)의 내측에는 도 6에 도시한 바와 같이 내부의 물이 일정 온도 이상으로 가열되지 않도록 하는 과열방지센서(28)가 구비되어 있다.

상기 과열방지센서(28)는 제2가열탱크(23)의 내측에 구비되어 있으나 이에 특별하게 한정하는 것은 아니고 각 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24) 중 어느 하나의 내측에 설치되거나 각 탱크의 내부에 각각 설치될 수도 있고, 상기 제2가열탱크(23) 내에 과열방지센서(28)를 설치하는 것은 상기 제2가열탱크(23)가 중간에 위치하기 때문에 전체적으로 이 위치에서 적정의 온도를 유지하는 것이 용이하기 때문이다.

즉, 상기 과열방지센서(28)는 내부의 물의 온도를 감지하여 일정 온도이상으로 가열하지 않도록 각 탄소히터(30)를 제어하게 된다.

그리고 상기 배출탱크(24)의 하측에는 내부에서 가열된 온수를 케이스 본체(10)의 외측으로 배출하여 방바닥이나 실내 난방기로 공급하도록 배출관(29)의 일단이 접속되어 있고, 타단은 상기 케이스 본체(10)의 저면에 결합된 출수구(13)에 접속되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 탄소 히터를 이용한 온수 보일러는, 보일러를 작동시키면 외부에서 공급된 물이 물탱크군(20)을 통하여 급수된 후 탄소히터(30)에 의해 일정 온도로 가열된 후 배출되어 난방을 행하게 된다.

즉, 보일러를 작동시키면 과열방지센서(28)의 감지에 의해 각 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24) 내의 탄소히터(30)가 발열하여 그 내부에 저장된 물을 가열시키고, 수위센서(26)의 감지에 펌프(14)가 작동하여 외부로부터 급수탱크(21) 내로 급수를 행하게 된다.

그리고 상기 배출탱크(24) 내의 가열된 온수는 배출관(29)을 통하여 배출되어 방바닥이나 기타 난방기구로 순환되어 난방을 행하게 되며, 상기 배출탱크(24)에서 일정량의 온수가 배출되면 급수탱크(21) 내의 수위센서(26)가 이를 감지하여 펌프(14)를 작동시켜 외부로부터 일정량의 물을 급수하게 됨으로써 항상 일정량의 물이 저장됨과 아울러 가열이 이루어지게 되는 것이다.

따라서 상기 수위센서(26)의 감지에 의해 펌프(14)가 작동하고, 이에 따라 입수구(12)를 통하여 외부에서 급수탱크(21) 내로 일정량의 금수가 이루어지고, 이때 상기 급수탱크(21) 내의 연결관(27a)을 통하여 제1가열탱크(22) 내로 공급되고, 상기 제1가열탱크(22) 내에서 탄소히터(30)의 작동에 의해 가열된 물은 다시 연결관(27b)을 통하여 제2가열탱크(23) 내로 공급되고, 상기 제2가열탱크(23) 내로 공급된 온수는 다시 탄소히터(30)의 작동에 의해 재차 가열되어 연결관(27c)을 통하여 배출탱크(24)로 공급되고, 상기 배출탱크(24) 내의 물은 다시 탄소히터(30)에 의해 가열된 후 배출관(29) 및 출수구(13)를 통하여 난방관으로 공급되어 방바닥이나 난방기구 등을 통하여 난방을 행하게 되는 것이다.

또한, 상기 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24) 내에는 내부관(22a)(23a)(24a)이 각각 설치되고, 이 내부관(22a)(23a)(24a)의 내측에 각각 탄소히터(30)가 설치됨으로써 상기 탄소히터(30)에서 발생하는 열이 1차적으로 내부관(22a)(23a)(24a) 내의 공기를 가열하고, 이 열은 다시 각 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24) 내에 저장된 물을 가열함으로써 탄소히터(30)에서 직접 물을 가열하는 것보다 열효율이 향상되고 빠른 시간에 물을 가열하게 되는 것이다.

더욱이 상기 각 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24) 내에 각각 탄소히터(30)가 설치됨으로써 상기 탄소히터(30)의 교체 시나 고장 시에 개별적으로 교체 및 수리하는 것이 가능하여 유지 및 보수가 용이하게 된다.

10: 케이스 본체 12: 입수구
13: 출수구 14: 펌프
20: 물탱크군 21: 급수탱크
22: 제1가열탱크 22a,23a,24a: 내부관
23: 제2가열관 24: 배출탱크
26: 수위센서 28: 과열방지센서
29: 배출관 30: 탄소히터

Claims (5)

1. 탄소히터가 구비된 온수보일러에 있어서,
   전면에 커버(11)가 분리 가능하게 결합된 케이스 본체(10)의 내측에는 급수탱크(21)와 제1가열탱크(22)와 제2가열탱크(23)와 배출탱크(24)가 순차적으로 연결된 물탱크군(20)이 내측면에 고정된 복수 개의 브래킷(20a)에 고정 설치되며,
   본체(10) 바닥면의 일측에는 외부의 물저장탱크에서 물이 공급되는 입수구(12)가 결합되고, 본체(10) 바닥면의 타측에는 상기 물탱크군(20) 내에서 가열된 물이 배출되는 출수구(13)가 결합되고, 상기 입수구(12)의 상측에는 바닥에 결합된 브래킷(14a)에 장착된 펌프(14)가 결합되어 외부로부터 물을 강제로 내부로 공급하며,
   수위센서(26)에서 감지된 수위가 일정 높이 이하일 때 펌프(14)가 작동하여 급수를 진행하는 급수탱크(21)는 제1가열탱크(22)와 상측부가 제1연결관(27a)에 의해 연결되고, 상기 제1가열탱크(22)는 제2가열탱크(23)와 하측부가 제2연결관(27b)에 의해 연결되고, 상기 제2가열탱크(23)는 상측부가 제3연결관(27c)에 배출탱크(24)와 연결되며,
   내부의 물을 가열하는 탄소히터(30)는 제1가열탱크(22)와 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24)에 장착된 스테인리스 재질의 내부관(22a)(23a)(24a)의 내측에 시일에 의해 물이 새지 않도록 결합되며,
   상기 제1가열탱크(22), 제2가열탱크(23) 및 배출탱크(24) 중 어느 하나에는 내부의 물 온도를 감지하여 탄소히터(30)의 작동을 제어하는 과열방지센서(28)가 구비된 것을 특징으로 하는 탄소 히터를 이용한 온수 보일러.
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