KR101724236B1

KR101724236B1 - 고효율 보일러용 가열장치

Info

Publication number: KR101724236B1
Application number: KR1020160081898A
Authority: KR
Inventors: 김명원
Original assignee: 김명원
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2017-04-06

Abstract

본 발명은 고효율 보일러용 가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 보일러의 주어진 내부공간을 최대한 이용하고, 효율성을 용이하게 향상할 수 있도록 하는 보일러용 가열장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 전기히터를 이용한 보일러 가열장치에 있어서, 보일러중심상에 전기히터를 삽입장착시키고; 상기 전기히터가 잠기도록 오일열매체로 충진시키되, 가열 팽창을 위하여 보일러 최상부보다 낮은 수위를 유지시키고; 상기 전기히터를 중심으로 보일러내부에서 원주방향에 대하여 링형상 열교환기가 외측과 내측에서 헬리칼 곡선상으로 감겨져 있으며, 상기 열교환기가 상기 전기히터의 수직높이 만큼 설치하되, 상기 열교환기는 각각 수직상에서 하측의 열교환관과 상측의 열교환관이 서로 면으로 접촉되어, 전기히터를 중심으로 동일한 원주거리에서 감겨지도록 형성되며, 열교환관의 단면적은 평면 또는 요철면중에서 선택적으로 형성되며; 상기 열교환기의 최상부의 열교환관의 끝단부에서 인접한 열교환기의 최상부의 열교환관의 인입부을 연결관에 의하여 상호 연결시켜서, 보일러 입구부로부터 유입되는 열매체가 상기 링형상의 열교환기의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직상향방향으로 유동하고, 상기 연결관을 통해 인접한 열교환기의 인입부로 유입하고, 상기 링형상의 열교환기의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직하향방향으로 유동하면서; 상기 전기히터에 의하여 히팅된 오일열매체에 의한 열전달에 의하여 상기 열교환기내부의 열매체를 가열히팅되며, 보일러 출구부를 통해 유출되며, 필요한 장소로 공급되도록; 이루어진 고효율 보일러용 가열장치를 제공하는 것이다.
이는 주어진 내부공간에 원주상으로 설치할 수 있는 열교환기를 최대한 설치하여, 컴팩트한 고효율의 보일러를 제공하며, 링형상의 열교환기를 적용하여, 열매체의 원심력 유동을 유발시켜서, 열교환효과를 최대로 발생시키며, 열교환관을 수직상으로 접촉되도록 형성시켜서, 열전달 효율을 상승시키고, 주어진 수직높이당 더 많은 열교환관을 수직상으로 형성시키는 효과를 제공하는 것이다.

Description

고효율 보일러용 가열장치{Heating apparatus for boiler with high efficiency}

본 발명은 고효율 보일러용 가열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 보일러의 주어진 내부공간을 최대한 이용하고, 효율성을 용이하게 향상할 수 있도록 하는 보일러용 가열장치에 관한 것이다.

보일러는 열매체를 가열하는 가열장치, 가열된 열매체에 의해 냉수를 난방수와 온수로 승온하는 열교환기 등을 구비하게 되며, 난방수는 실내를 난방하게 되고, 온수는 사용자의 식기 세척이나 목욕 등에 사용된다.

여기서 종래의 가열장치는 가스와 석유 중의 어느 하나를 연소하여 열매체를 가열하는 버너가 사용된다.

또한 종래의 가열장치는 전기에 의하여 발열하여 열매체를 가열하는 전기히터가 사용되기도 한다.

소형주택등에서는 전기히터를 이용한 보일러를 많이 사용하고 있으나, 종래에 사용되는 전기히터를 이용한 보일러 가열장치는 생산 효율성이 낮고, 또한 열적인 효율성이 낮은 단점이 있는 것이다.

1. 대한민국 특허공개 제1244625호 2. 대한민국 실용신안공개공보 제315193호 3. 대한민국 실용신안공개공보 제324211호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 개발된 것으로, 소형크기의 보일러 내부공간을 최대한 이용하도록 원주방향으로 다수개의 열교환기를 설치하고, 중심상에 전기히터가 삽입장착되는 보일러 가열장치 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 전기히터를 이용한 보일러 가열장치에 있어서, 보일러중심상에 전기히터를 삽입장착시키고; 상기 전기히터가 잠기도록 오일열매체로 충진시키되, 가열 팽창을 위하여 보일러 최상부보다 낮은 수위를 유지시키고; 상기 전기히터를 중심으로 보일러내부에서 원주방향에 대하여 링형상 열교환기가 외측과 내측에서 헬리칼 곡선상으로 감겨져 있으며, 상기 열교환기가 상기 전기히터의 수직높이 만큼 설치하되, 상기 열교환기는 각각 수직상에서 하측의 열교환관과 상측의 열교환관이 서로 면으로 접촉되어, 전기히터를 중심으로 동일한 원주거리에서 감겨지도록 형성되며, 열교환관의 단면적은 평면 또는 요철면중에서 선택적으로 형성되며; 상기 열교환기의 최상부의 열교환관의 끝단부에서 인접한 열교환기의 최상부의 열교환관의 인입부을 연결관에 의하여 상호 연결시켜서, 보일러 입구부로부터 유입되는 열매체가 상기 링형상의 열교환기의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직상향방향으로 유동하고, 상기 연결관을 통해 인접한 열교환기의 인입부로 유입하고, 상기 링형상의 열교환기의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직하향방향으로 유동하면서; 상기 전기히터에 의하여 히팅된 오일열매체에 의한 열전달에 의하여 상기 열교환기내부의 열매체를 가열히팅되며, 보일러 출구부를 통해 유출되며, 필요한 장소로 공급되도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 고효율 보일러용 가열장치를 제공하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 고효율 보일러용 가열장치는 주어진 내부공간에 원주상으로 설치할 수 있는 열교환기를 최대한 설치하여, 컴팩트한 고효율의 보일러를 제공하며, 링형상의 열교환기를 적용하여, 열매체의 원심력 유동을 유발시켜서, 열교환효과를 최대로 발생시키며, 열교환관을 수직상으로 접촉되도록 형성시켜서, 열전달 효율을 상승시키고, 주어진 수직높이당 더 많은 열교환관을 수직상으로 형성시키는 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 고효율 보일러용 가열장치의 내부를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 보일러용 가열장치의 열교환기의 평면을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 고효율 보일러용 가열장치의 열교환기의 열교환관의 단면을 나타낸 개략도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은
전기히터를 이용한 보일러 가열장치에 있어서,
보일러(100)중심상에 전기히터(30)를 삽입장착시키고;
상기 전기히터(30)가 잠기도록 오일열매체로 충진시키되, 가열 팽창을 위하여 보일러(100)최상부보다 낮은 수위를 유지시키고;
상기 전기히터(30)를 중심으로 보일러(100)내부에서 원주방향에 대하여 링형상 열교환기(10,20)가 외측과 내측에서 헬리칼 곡선상으로 감겨져 있으며, 상기 열교환기(10,20)가 상기 전기히터(30)의 수직높이 만큼 설치하되,
상기 열교환기(10,20)는 각각 수직상에서 하측의 열교환관과 상측의 열교환관이 서로 면으로 접촉되어, 전기히터(30)를 중심으로 동일한 원주거리에서 감겨지도록 형성되며, 열교환관의 단면적은 평면 또는 요철면중에서 선택적으로 형성되며,
상기 열교환기(10)의 최상부의 열교환관의 끝단부에서 인접한 열교환기(20)의 최상부의 열교환관의 인입부을 연결관(15)에 의하여 상호 연결시켜서, 보일러 입구부(11)로부터 유입되는 열매체가 상기 링형상의 열교환기(10)의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직상향방향으로 유동하고, 상기 연결관(15)을 통해 인접한 열교환기(20)의 인입부로 유입하고, 상기 링형상의 열교환기(20)의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직하향방향으로 유동하면서;

상기 전기히터(30)에 의하여 히팅된 오일열매체에 의한 열전달에 의하여 상기 열교환기(10,20)내부의 열매체를 가열히팅되며, 보일러 출구부(21)를 통해 유출되며, 필요한 장소로 공급되도록; 이루어진 고효율 보일러용 가열장치에 관한 것이다.

삭제

이하, 도 1 내지 도 3에 의하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 나타난 바와 같이,

전기히터를 이용한 보일러 가열장치에 있어서,

먼저, 보일러(100)중심상에 전기히터(30)를 삽입장착시키며, 상기 전기히터(30)가 잠기도록 오일열매체로 충진시키되, 가열 팽창을 위하여 보일러(100)최상부보다 낮은 수위를 유지시키도록 하는 것이다.

상기 열매체로서, 오일을 사용하여 통상의 물보다 열적특성이 증가되는 열매체를 사용하는 것이다.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명은 상기 전기히터(30)를 중심으로 보일러(100)내부에서 원주방향에 대하여 링형상 열교환기(10,20)가 외측과 내측에 위치하면서, 헬리칼 곡선상으로 감겨져 있도록 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 외측과 내측에 위치한 열교환기(10,20)는 상기 전기히터(30)의 수직높이 만큼 설치하여, 전기히터로부터 발생되는 가열량을 충분히 흡수하도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 열교환기(10,20)는 전기히터(30)의 중심상에서 각각 설정된 외측과 내측에서 동일한 원주거리에 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 열교환기(10,20)는 각각 수직상에서 하측의 열교환관과 상측의 열교환관이 서로 면으로 접촉되어, 전기히터(30)를 중심으로 동일한 원주거리에서 감겨지도록 형성되며, 열교환관의 단면적은 평면 또는 요철면중에서 선택적으로 형성되며, 이는 주어진 보일러의 수직공간을 최대로 활용하고자 하는 것이며, 수직상에서 서로 면접촉되는 열교환관은 상호 열전도에 의하여, 내부에서 가열된 유동열매체의 열전도를 효과를 상승하고자 하는 것이다.
또한, 상기 열교환기(10)의 최상부의 열교환관의 끝단부에서 인접한 열교환기(20)의 최상부의 열교환관의 인입부을 연결관(15)에 의하여 상호 연결시켜는 것을 특징으로 하는 것이며, 이는 별개로 각각 설치된 열교환기(10,20)을 상호 열결시켜서 1개의 유동경로를 형성시키고자 하는 것이다.

삭제

또한, 보일러 입구부(11)로부터 유입되는 열매체가 상기 링형상의 열교환기(10)의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직상향방향으로 유동하고, 상기 연결관(15)을 통해 인접한 열교환기(20)의 인입부로 유입하고, 상기 링형상의 열교환기(20)의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직하향방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는 것이며, 이는 주어진 유동속도를 갖고, 열교환기(10,20)의 열교환관은 링 형상을 갖으므로, 원심력을 포함하는 유동 열매체는 열전달 능력이 상승되고자 하는 것이다.

또한, 상기 전기히터(30)에 의하여 히팅된 오일열매체에 의한 열전달에 의하여 상기 열교환기(10,20)내부의 열매체를 가열히팅되며, 보일러 출구부(21)를 통해 유출되며, 필요한 장소로 공급되도록; 이루어진 고효율 보일러용 가열장치에 관한 것이다.

도 3에 나타난 바와 같이, 상기 열교환기(10,20)를 이루는 열교환관의 단면적은 평면 또는 요철면을 갖으며, 요철면은 열전달면적을 증가시키며, 열전달 효과를 촉진하고자 하는 것이다.

삭제

10, 20: 열교환기
11: 입구부 15: 연결관
21: 출구부 30: 전기히터
100: 보일러

Claims

전기히터를 이용한 보일러 가열장치에 있어서,
보일러(100)중심상에 전기히터(30)를 삽입장착시키고;
상기 전기히터(30)가 잠기도록 오일열매체로 충진시키되, 가열 팽창을 위하여 보일러(100)최상부보다 낮은 수위를 유지시키고;
상기 전기히터(30)를 중심으로 보일러(100)내부에서 원주방향에 대하여 링형상 열교환기(10,20)가 외측과 내측에서 헬리칼 곡선상으로 감겨져 있으며, 상기 열교환기(10,20)가 상기 전기히터(30)의 수직높이 만큼 설치하되,
상기 열교환기(10,20)는 각각 수직상에서 하측의 열교환관과 상측의 열교환관이 서로 면으로 접촉되어, 전기히터(30)를 중심으로 동일한 원주거리에서 감겨지도록 형성되며, 열교환관의 단면적은 평면 또는 요철면중에서 선택적으로 형성되며,
상기 열교환기(10)의 최상부의 열교환관의 끝단부에서 인접한 열교환기(20)의 최상부의 열교환관의 인입부을 연결관(15)에 의하여 상호 연결시켜서, 보일러 입구부(11)로부터 유입되는 열매체가 상기 링형상의 열교환기(10)의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직상향방향으로 유동하고, 상기 연결관(15)을 통해 인접한 열교환기(20)의 인입부로 유입하고, 상기 링형상의 열교환기(20)의 내부를 원심력을 갖고 점차로 수직하향방향으로 유동하면서;
상기 전기히터(30)에 의하여 히팅된 오일열매체에 의한 열전달에 의하여 상기 열교환기(10,20)내부의 열매체를 가열히팅되며, 보일러 출구부(21)를 통해 유출되며, 필요한 장소로 공급되도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 고효율 보일러용 가열장치.
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