KR102274141B1 - 전기보일러 - Google Patents

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KR102274141B1
KR102274141B1 KR1020190071366A KR20190071366A KR102274141B1 KR 102274141 B1 KR102274141 B1 KR 102274141B1 KR 1020190071366 A KR1020190071366 A KR 1020190071366A KR 20190071366 A KR20190071366 A KR 20190071366A KR 102274141 B1 KR102274141 B1 KR 102274141B1
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Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전기보일러는 케이스 내부에 설치되며, 유체를 저장하는 하우징부, 상기 하우징부 내부에 위치하는 프레임부 및 상기 하우징부 일측면에 연결되어 상기 유체를 가열하는 탄소봉을 포함하며, 상기 탄소봉의 외측면을 감싸면서 길이방향으로 연장되어 상기 유체에 전달되는 열의 열전달 면적을 넓히는 열전달부가 형성된 가열부를 포함한다.

Description

전기보일러{An electric boiler}
본 발명은 전기보일러 관한 것이다.
거주지의 난방을 실시할 때 사용하는 보일러는 보통 가스 또는 석유와 같이 화석연료를 연소하는 방식이 대다수이다. 이러한 화석연료를 사용하는 보일러는 열효율이 낮고, 외부에서 가스 또는 석유를 지속적으로 공급해줘야 하며, 연소하면서 생기는 오염물질로 인한 환경오염이 발생한다.
따라서 화석연료 보일러의 문제를 해결하기 위해 전기를 이용한 전기 보일러가 개발되었다. 그러나, 일반적인 전기 보일러는 금속 발열체(니크롬 등)? 금속의 저항으로 발생하는 열을 이용하여 난방용수를 대류 및 전도의 형태로 가열하는 방식이었다.
이 때문에, 최소 10kW/h 내지 수십 kW/h의 이상의 전력을 필요로 하는 등 전력 소모가 많아 누진세를 적용받는 가정에서는 사용이 어려워 산업용 또는 상업용으로만 사용되고 있다. 이로 인해 가정에서도 전기료의 걱정 없이 사용할 수 있는 고효율의 전기 보일러가 요구되고 있다.
상기 기술적 배경에 따라 안출된 것으로, 본 발명은 전달 효율을 향상시킨 전기보일러를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기보일러는, 케이스 내부에 설치되며, 유체를 저장하는 제1 하우징 및 제2 하우징을 포함하는 하우징부, 상기 제1 하우징 및 상기 제 2 하우징 내부에 위치하는 프레임부 및 상기 하우징부 일측면에 연결되어 상기 유체를 가열하는 탄소봉을 포함하며, 상기 탄소봉의 외측면을 감싸면서 길이방향으로 연장되어 상기 유체에 전달되는 열의 열전달 면적을 넓히는 열전달부가 형성된 가열부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 상기 탄소봉의 일단에 연결되어 전류를 공급하는 전력공급부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징부는, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징은 서로 다른 유체를 저장하고, 일측에 외부홀이 형성되어 상기 탄소봉이 연결되어, 상기 유체를 가열하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징부 상측에 위치하여, 상기 하우징부로 유입되는 상기 유체에서 발생되는 가스를 저장하는 가스탱크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징 사이에 위치하고, 상기 하우징부 보다 비열이 높아, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징의 열을 수용하여 온도가 낮아지는 하우징으로 열을 전달하는 열교환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프레임부는, 상기 하우징부 타측면에서 소정의 간격으로 설치되어 상단부에 상기 유체가 이동하는 수직홀이 형성된 수직프레임 및 상기 수직프레임과 수직하게 연결되며, 상기 유체가 이동하는 수평홀이 형성된 수평프레임을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수평프레임은, 복수 개로 형성되며, 상기 수평홀이 상기 수평프레임의 일면에 지그재그로 형성되어 대류현상에 의해 상승하는 상기 유체의 이동경로를 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 열전달부는, 원기둥 형상이며, 내부에 중공부가 형성되어 상기 탄소봉이 삽입되는 전달몸체, 상기 전달몸체 외측면에서 외측방향으로 형성되어 열전달면적을 증가시키는 돌출부재 및 상기 돌출부재 외측면에 상기 돌출부재를 감싸면서 형성되는 열전달부재를 포함하는 전기 보일러.
또한, 상기 돌출부재는, 소정의 각도를 갖으며, 일측으로 기울어진 제1 경사면; 타측으로 기울어진 제2 경사면 및 상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면이 만나는 접촉부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 돌출부재는 복수 개로 형성되며, 서로 이격되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기보일러는 열전달효율을 향상시키고, 적은 전력으로도 많은 열을 내어 전기보일러의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기보일러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기보일러의 케이스 내부를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 전기보일러의 케이스 내부의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 하우징부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 제1 하우징부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 제2 하우징부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 탄소봉과 결합된 열전달부의 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 탄소봉과 결합된 열전단부의 A-A'단면사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기보일러의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참고하면, 전기보일러(1)는 케이스(3), 컨트롤러(4), 유입관(111,131) 및 배출관(113,133)을 포함할 수 있다.
전기보일러(1)는 내부에 탄소봉(710, 도4 참조)를 포함할 수 있다. 직육면체일 수 있는 케이스(3)가 설치될 수 있으며, 이때, 전기보일러(1)는 거주지의 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.
케이스(3) 하단에 유체의 유입관(111,131) 및 배출관(113,133)이 연결되어 각기 다른 유체가 주입되거나 배출될 수 있다.
유입관(111,131)을 통해 케이스(3) 내부에 유입된 유체는 가열된 상태로 배출관(113,133)을 통해 배출될 수 있으며, 배출된 유체(5,6)는 거주지(2)로 주입되고 거주지(2)에서 배출된 유체(5,6)는 전기보일러(1) 내부로 유입될 수 있다.
즉, 유체(5,6)는 유입관(111,131) 및 배출관(113,133)을 통해 전기보일러(1)와 거주지(2)를 순환하여 난방이나 온수로 사용될 수 있다.
예를 들면, 제1 유입관(111) 및 제1 배출관(113)에 흐르는 제1 유체(5)는 물일 수 있다.
이때, 물은 제1 유입관(111)을 통해 전기보일러(1) 내부에 유입되어 가열된 후에 제1 배출관(113)을 통해 배출되어 거주지(2)에서 온수 등으로 사용될 수 있다.
또한, 사용된 온수는 다시 제1 유입관(111)을 통해 전기보일러(1) 내부로 유입될 수 있다. 즉, 제1 유입관(111) 및 제1 배출관(113)을 통해 물이 순환될 수 있다.
또한, 제2 유입관(131) 및 제2 배출관(133)에 흐르는 제2 유체(6)는 오일일 수 있다.
이때, 제2 유입관(131)을 통해 전기보일러 또한, 제2 유입관(131) 및 제2 배출관(133)에 흐르는 유체는 오일일 수 있다.
내부에 유입되어 가열된 제2 유체(6)는 제2 유입관(131)을 통해 전기보일러(1) 내부에 유입되어 가열된 후 제2 배출관(133)을 통해 배출되어 거주지(2) 바닥 등을 순환하며 난방 등에 사용될 수 있다
난방으로 사용된 제2 유체(6)는 전기보일러(1) 내부로 유입될 시 온도가 배출할 때의 온도보다 낮아지면서, 제2 유체(6)에 기화연상이 일어나 가스가 배출될 수 있다. 이때, 생산된 가스는 케이스(3) 상단부에 연결된 가스배출관(230)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
컨트롤러(4)는 케이스(3) 상단부에 설치될 수 있으며, 이를 통해, 순환펌프(112) 및 전력공급부(730)를 제어할 수 있다. 즉, 유체(5,6)의 유입 및 배출을 조절할 수 있으며, 컨트롤러(4)를 통해 케이스(3) 내부에 설치되는 전기보일러(1)의 온도 및 수위를 조절할 수 있다.
전력공급부(730)는 케이스(3)의 외부에 설치되어 내부에 형성된 하우징부(10) 외측면에 삽입되는 탄소봉(710)의 단부와 연결될 수 있다. 이를 통해, 탄소봉(710)을 가열할 수 있다.
도 2은 도 1에 도시된 전기보일러의 케이스 내부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 케이스(3) 내부에는 열 방지재(7), 하우징부(10), 가스탱크(20) 및 가열부(70)를 포함할 수 있다.
열 방지재(7)는 하우징부(10) 외측면에 부착될 수 있다. 열 방지재(7)는 주로 열을 차단하는 단열재나 소리를 흡수시키는 방음재 등으로 쓰일 수 있다.
이로 인해, 열 방지재(7)는 하우징부(10)의 정면에 부착되어, 전기보일러(1)의 내부가 가열되어 하우징부(10)의 온도가 올라감으로써, 생기는 안전사고를 대비할 수 있다.
하우징부(10)는 제1 하우징(110), 제2 하우징(130)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130)은 직육면체의 형상일 수 있으며 내부에 각기 다른 비열을 갖는 유체를 저장할 수 있다.
예를 들면, 제1 하우징(110)에 저장되는 유체는 물일 수 있고, 제2 하우징(130)에 저장되는 유체는 오일일 수 있다. 오일은 물보다 온도의 변화 폭이 크기 때문에 제2 하우징(130)의 온도가 더욱 높을 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 케이스 내부의 변형예를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 하우징부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(130) 사이에 열교환부(30)를 포함할 수 있다.
열교환부(30)는 하우징부(10)와 같은 형상일 수 있으며, 제1 하우징(110)과 제2 하우징(130)의 사이에 설치될 수 있다.
이때, 열교환부(30)는 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130)보다 많은 열을 저장할 수 있는 재질인 금속 또는 토기 등일 수 있다.
이로 인해, 열교환부(30)가 제1 하우징(110)과 제2 하우징(130)의 열을 전달받아 저장하여 다시 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130)으로 열이 전달되어 하우징부(10)의 열이 급격히 감소되는 것을 방지할 수 있어 열효율을 높일 수 있다.
하우징부(10) 하단에는 유체가 유입되는 유입관(111,131)과 유체가 배출되는 배출관(113,133)이 연결될 수 있으며, 이로 인해, 유체가 전기보일러(1)에서 배출되어 다시 전기보일러(1) 내부로 이동될 수 있다. 즉, 유체가 거주지와 전기보일러(1)를 순환할 수 있다.
이때, 제1 하우징(110) 하단에는 제1 유입관(111) 및 제1 배출관(113)이 연결될 수 있으며, 제2 하우징(130) 하단에는 제2 유입관(131) 및 제2 배출관(133)이 연결될 수 있다. 이때, 제1 유입관(111) 및 제2 배출관(133)에 이동되는 유체는 물일 수 있으며, 온수 등으로 사용될 수 있다.
또한, 제2 유입관(131) 및 제2 배출관(133)에 이동되는 유체는 오일일 수 있으며, 제1 하우징(110)에 이동되는 유체보다 높은 온도를 갖을 수 있는 유체일 수 있어, 난방 등에 사용될 수 있다.
이때, 제2 유체(6)가 이동하는 제2 유입관(131)과 제2 배출관(133)을 통해 거주지(2)와 전기보일러(1)를 순환하는 배관로는 폐관로일 수 있어, 제2 유체(6)의 손실이 적어 제2 유체(6)는 오랜 기간 순환하여 사용할 수 있다.
또한, 제2 유입관(131)에 유입되는 제2 유체(6)는 거주지를 순환하여 전기보일러(1)로 유입될 때 온도가 내려가면서 가스가 생성될 수 있다. 이로 인해, 제2 유입관(131)에 가스유입관(210)이 연결되어 기화된 가스가 가스유입관(210)을 따라 하우징부(10) 상단부에 위치한 가스탱크(20)로 주입될 수 있다.
가스탱크(20)는 직육면체 형상일 수 있으며, 가스를 저장할 수 있다. 또한, 우측면에 가스유입관(210)이 연결될 수 있다.
이로 인해, 오일의 온도가 내려가면서 생성되는 가스가 가스유입관(210)를 통해 이동하여 가스탱크(20)로 유입될 수 있으며, 유입된 가스는 가스탱크(20)의 상단부에 위치한 가스배출관(230)를 통해서 배출될 수 있다. 이로 인해, 오일의 온도변화로 인해 생성되는 가스가 제거될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 제1 하우징의 단면도이고, 도 6은 도 2에 도시된 제2 하우징부의 단면을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 프레임부(50)는 프레임부(50) 및 가열부(70)를 포함할 수 있다.
프레임부(50)는 하우징부(10) 내부에 설치될 수 있으며, 하우징부(10) 내부에 저장된 유체가 이동경로를 증가시킬 수 있어 가열시간을 증가시킬 수 있다.
프레임부(50)는 제1 내부프레임(510) 및 제2 내부프레임(530)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 내부프레임(510) 및 제2 내부프레임(530)은 각각 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130) 내부에 형성되어 유체의 이동경로를 정할 수 있다.
이때, 제1 하우징(110)에 유입 및 배출되는 제1 유체(5)는 물일 수 있으며, 제2 하우징(130)에 유입 및 배출되는 제2 유체(6)는 오일일 수 있다.
또한, 유체(5,6)는 유입관(113,131)에 위치한 순환펌프(112,132)를 통해 하우징(110,130)으로 유입될 수 있으며, 순환펌프(112,132)는 컨트롤러(4)에 의해 조절되어 하우징(110,130) 내부로 유입되어 내부프레임(510,530)을 지날 수 있다.
제1 내부프레임(510)은 제1 하우징(110) 내부에 형성되며, 제1 수직프레임(511), 제1 수평프레임(513)을 포함할 수 있다. 제1 수직프레임(511)은 제1 하우징(110)의 좌측면에 이격되어 형성될 수 있다.
이로 인해, 제1 하우징(110)의 내측면과 제1 수직프레임(511)으로 인해 제1 유체(5)가 이동할 수 있는 관로가 형성될 수 있다.
또한, 제1 수직프레임(511) 상단부에 제1 수직홀(512)이 형성되어 제1 유체(5)가 관로로 유입될 수 있다. 관로로 이동된 제1 유체(5)는 관로 하단에 연결된 제1 배출관(113)을 통해 배출되어 거주지(2)로 이동할 수 있다.
이때, 제1 수직홀(512)은 제1 유체(5)가 좁은 통로를 지나며 생기는 급류 등을 방지할 수 있는 크기로 형성될 수 있다.
또한, 제1 수직프레임(511) 우측에는 제1 수직프레임(511)과 제1 수평프레임(513)이 수직으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 수평프레임(513)의 좌측은 제1 수직프레임(511)과 연결되고, 우측은 제1 하우징(110)의 내측면과 연결될 수 있다.
이때, 제1 수평프레임(513)은 소정의 간격을 두며 복수 개로 형성될 수 있다. 이때, 제1 수평프레임(513)은 서로 다른 간격을 갖으며 위치할 수 있다.
이때, 제1 수평프레임(513) 간의 간격이 넓은 공간에 탄소봉(710)이 삽입될 수 있다. 이로 인해, 제1 수평프레임(513) 간의 사이를 지나는 제1 유체(5)가 가열될 수 있다.
가열된 유체는 유체의 대류운동에 의해 하단부에 유입되는 차가운 유체는 밑으로 가라 앉고 하단에서부터 가열되기 시작하는 유체는 온도가 올라감에 따라 제1 수평프레임(513)에 형성된 제1 수평홀(514)을 통과하며 상승할 수 있다.
예를 들면, 제1 수평프레임(513)은 제1 하우징(110) 하단부에 이격되어 형성될 수 있고, 제1 하우징(110)과 제1 수평프레임(513) 사이에 탄소봉(710)이 삽입될 수 있다. 이때, 제1 수평프레임(513)은 각각 제1 수평홀(514)이 형성될 수 있으며, 제1 유체(5)는 제1 수평홀(514)을 지나면서 상승할 수 있다.
또한, 제1 수평프레임(513a)과 소정의 간격을 갖는 제1 수평프레임(513b)이 위치할 수 있다. 이로 인해, 제1 유체(5)가 이동하는 관로가 형성될 수 있다.
제1 수평프레임(513a)의 좌측에는 제1 수평홀(514a)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 하단에 연결되어 제1 유체(5)가 유입되면 탄소봉(710)에 의해 가열되어 제1 수평홀(514a)로 유입될 수 있으며, 1차적으로 가열된 제1 유체(5)는 제1 수평프레임(513a)와 제1 수평프레임(513b) 사이로 이동될 수 있다.
또한, 제1 수평프레임(b513)의 우측에 형성된 제1 수평홀(514b)를 통해 배출될 수 있다. 즉, 제1 수평홀(514)는 지그재그로 형성될 수 있다.
이때, 제1 수평홀(514b)를 통해 배출된 제1 유체(5)는 다시 제1 수평프레임(513)과 이격된 제1 수평프레임(513) 사이에 위치하는 탄소봉(710)에 의해 2차적으로 가열될 수 있으며, 이때, 2차적으로 가열된 제1 유체(5)는 다시 상측으로 이동하여 1차 가열과 같은 과정을 반복할 수 있다.
이로 인해, 상승한 제1 유체(5)는 상단부에 형성된 제1 수직홀(512)에 의해 배출될 수 있으며, 제1 수직홀(512)로 배출된 제1 유체(5)는 제1 배출관(113)을 통해 배출될 수 있다.
이로 인해, 가장 높은 온도를 갖는 제1 유체(5)가 제1 하우징(110) 상단부에 위치하여 제1 수직홀(512)을 통과하여 제1 배출관(113)을 따라 배출되어 온수 등으로 사용될 수 있다.
이때, 배출된 제1 유체(5)는 거주지(2)를 순환하고 제1 유입관(111)을 통해 제1 하우징(110)으로 유입될 때, 제1 하우징(110)과 제1 유입관(111) 사이에 설치된 필터(115)를 지날 수 있다. 이로 인해, 제1 유체(5)가 순환하여 다시 제1 하우징(110)으로 유입될 때, 이물질 등을 걸러낼 수 있다.
또한, 제1 하우징(110)의 내부에 연결된 탄소봉(710)의 외측면에 열전달부(90)가 연결되어 유속이 빠를 수 있는 제1 유체(5)의 유체의 속도를 감소시킬 수 있으며, 제1 유체(5)를 가열하는데 열전달부(90)를 통해 열전달면적을 증가시켜 제1 유체(5)를 효과적으로 가열할 수 있다.
제2 내부프레임(530)은 제2 하우징(130) 내부에 형성되며, 제2 수직프레임(531), 제2 수평프레임(533)을 포함할 수 있다. 제2 수직프레임(531)은 제2 하우징(130)의 좌측면에 이격되어 형성될 수 있다.
이로 인해, 제2 하우징(130)의 내측면과 제2 수직프레임(531)으로 인해 제2 유체(6)가 이동할 수 있는 관로가 형성될 수 있다.
또한, 제2 수직프레임(531) 상단부에 제2 수직홀(532)이 형성되어 유체가 관로로 유입될 수 있다. 관로로 이동된 제2 유체(6)는 관로 하단에 연결된 제2 배출관(133)을 통해 배출되어 거주지로 이동할 수 있다. 또한, 제2 수직프레임(531) 우측에는 제2 수직프레임(531)과 제2 수평프레임(533)이 수직으로 연결될 수 있다.
즉, 제2 수평프레임(533)의 좌측은 제2 수직프레임(531)과 연결되고, 우측은 제2 하우징(130)의 내측면과 연결될 수 있다.
이때, 제2 수직프레임(531)은 소정의 간격을 두며 복수 개로 형성될 수 있으며, 제2 수평프레임(533)은 서로 다른 간격을 갖으며 위치할 수 있다. 이때, 제2 수평프레임(533) 간의 간격이 넓은 공간에 탄소봉(710)이 삽입될 수 있다. 이로 인해, 제2 유체(6)가 가열될 수 있다.
가열된 제2 유체(6)는 대류운동에 의해 하단부에 유입되는 차가운 유체는 밑으로 가라 앉고 하단에서부터 가열되기 시작하는 유체는 온도가 올라감에 따라 제2 수평홀(534)을 지나며 상승할 수 있다.
예를 들면, 제2 수평프레임(533)은 제2 하우징(130) 하단부에서 이격되어 형성될 수 있고, 제2 하우징(130)과 제2 수평프레임(533) 사이에 탄소봉(710)이 삽입될 수 있다. 이때, 제2 수평프레임(533)은 각각 제2 수평홀(534)이 형성될 수 있다.
또한, 제2 수평프레임(533a)과 소정의 간격을 갖는 제2 수평프레임(533b)이 위치할 수 있다. 이로 인해, 제2 유체(6)가 이동하는 관로가 형성될 수 있다.
제2 수평프레임(533a)의 좌측에는 제2 수평홀(534a)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 하단에 연결되어 제2 유체(6)가 유입되면 탄소봉(710)에 의해 가열되어 제2 수평홀(534d)로 유입될 수 있으며, 1차적으로 가열된 제2 유체(6)는 제2 수평프레임(533a)와 제2 수평프레임(533b) 사이로 이동될 수 있다.
또한, 제2 수평프레임(533b)의 우측에 형성된 제2 수평홀(534b)를 통해 배출될 수 있다. 즉, 제2 수평홀(534)는 지그재그로 형성될 수 있다.
이때, 제2 수평홀(534b)를 통해 배출된 제2 유체(6)는 다시 제2 수평프레임(533)과 이격된 제2 수평프레임(533) 사이에 위치하는 탄소봉(710)에 의해 2차적으로 가열될 수 있으며, 이때, 2차적으로 가열된 제2 유체(6)는 다시 상측으로 이동하여 1차 가열과 같은 과정을 반복할 수 있다.
이로 인해, 상승한 제2 유체(6)는 상단부에 형성된 제2 수직홀(532)에 의해 배출될 수 있으며, 제2 수직홀(532)로 배출된 제2 유체(6)는 제2 배출관(133)을 통해 배출될 수 있다.
유체(5,6)는 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130)의 우측면에 형성된 외부홀(120)에 삽입되는 복수 개의 탄소봉(710)에 의해 가열될 수 있다.
가열부(70)는 탄소봉(710) 및 전력공급부(730)를 포함할 수 있다.
탄소봉(710)은 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130)의 우측면에 형성된 복수 개의 외부홀(120)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 하우징(110) 및 제2 하우징(130) 내부에 저장되는 유체를 가열할 수 있다.(도면 그리고 부호 기재)
탄소봉(710)은 하우징부(10) 우측에 형성된 외부홀(120)에 삽입될 수 있으며, 외부홀(120)에 연결된 탄소봉(710)은 하우징부(10) 외측면에 너트(731)를 사용하여 고정될 수 있다. 이때, 탄소봉(710)은 하우징부(10)의 하단면과 수평하게 설치될 수 있다.
또한, 탄소봉(710)의 너트(731)로 고정된 우측 단부는 전력공급부(730)와 연결되어, 탄소봉(710)에 전력을 공급하여 탄소봉(710)을 가열할 수 있다.
이로 인해, 탄소봉(710)이 가열되면 유입되는 유체(5,6)가 하우징부(10)의 하단에 유입이 되며, 가열된 유체(5,6)는 대류현상으로 인해 상측으로 이동될 수 있다.
탄소봉(710)은 내부에 탄소섬유(미도시)를 포함할 수 있다. 탄소섬유를 구성하는 탄소 원자들은 섬유의 길이 방향을 따라 육각 고리 결정의 형태로 구성되어 있어, 강도가 강하다는 특징이 있다.
또한, 전도성이 뛰어나다는 특징을 가지고 있다. 이때, 전류가 탄소섬유를 통과하는 경우, 탄소섬유에서 원적외선 파장대의 광이 발생한다.
이를 통해, 하우징부(10) 내부에서 이동하는 유체(5,6)를 가열할 수 있다.
탄소봉(710) 내부의 탄소섬유는 하우징부(10)의 우측면에 형성된 전선과 연결될 수 있어, 전력공급부(730)의 전류가 전선을 통해 공급되며, 공급된 전류는 전선을 지나 탄소봉(710) 내부의 탄소섬유로 이동한다.
탄소섬유에 전류가 흐르면, 탄소섬유가 가진 저항으로 인해 열에너지가 발생하게 된다. 이를 통해 탄소봉(710)은 열에너지를 주변의 유체(5,6)로 전달하여 유체(5,6)를 대류 및 전도의 형태로 가열할 수 있다. 이때, 탄소봉(710)의 주변에 탄소봉(710)의 길이방향으로 감싸면서 연장형성된 열전달부(90)가 위치할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 탄소봉과 결합된 열전달부의 도면이고, 도 8은 도 5에 도시된 탄소봉과 결합된 열전달부의 A-A'의 단면사시도이다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 탄소봉(710)의 외측면에 탄소봉(710)을 감싸면서 열전달부(90)가 형성될 수 있다.
열전달부(90)는 전달몸체(900), 돌출부재(910) 및 열전달부재(930)를 포함할 수 있다.
전달몸체(900)는 원기둥 형상일 수 있으며, 탄소봉(710)을 감싸면서 탄소봉(710)의 길이방향으로 연장형성 될 수 있다. 탄소봉(710)이 가열됨으로써, 전달몸체(900)가 가열될 수 있다. 탄소봉(710)보다 넓은 면적일 수 있는 전달몸체(900)는 유체(2)에 열을 전달할 수 있는 면적이 증가하여 제1 유체(5)에 더욱 효율적으로 열을 전달할 수 있다.
이때, 전달몸체(900)의 외측면에서 외측방향으로 형성되어 열전달면적을 증가시키는 돌출부재(910)가 형성될 수 있다.
돌출부재(910)는 제1 경사면(911), 제2 경사면(913) 및 접촉부(915)을 포함할 수 있다.
제1 경사면(911) 및 제2 경사면(913)은 전달몸체(900) 외측면에 외측방향으로 형성될 수 있으며, 소정의 각도를 갖을 수 있다. 이때, 제1 경사면(911)은 제2 경사면(913)을 향해 기울어질 수 있으며, 제2 경사면은 제1 경사면(911)을 향해 기울어지며 형성될 수 있다.
이로 인해, 제1 경사면(911)과 제2 경사면(913)은 서로 접하면서 접촉부(915)가 형성될 수 있다.
즉, 제1 경사면(911)과 제2 경사면(913)가 접하면서 접촉부(915)가 형성될 때 단면의 모양이 삼각형일 수 있다.
또한, 제1 경사면(911)과 제2 경사면(913)은 전달몸체(900)를 따라 탄소봉(710)의 길이방향으로 소정의 간격을 두며 형성될 수 있다. 이때, 제1 경사면(911)과 제2 경사면(913)의 각도는 예각일 수 있다.
또한, 제1 경사면(911)과 제2 경사면(913)으로 이루어진 복수 개의 돌출부재(910)는 전달몸체(900)를 따라 탄소봉(710)과 같은 길이와 방향으로 형성될 수 있다.
이때, 기둥을 따라 형성된 돌출부재(910)는 각 돌출부재(910) 사이에 간격이 형성되어 간격 사이로 제1 유체(5)가 지날 수 있다. 가열된 탄소봉(710)의 열이 전달몸체(900)를 통해 열의 효율이 높아지고 접촉부(915)는 열전달부재(930)와 연결될 수 있다. 이를 통해, 제1 유체(5)에 전달하는 열의 면적이 높아져 유체를 보다 빠르게 가열할 수 있다.
열전달부재(930)는 전달몸체(900) 외측면을 감싸면서 길이방향으로 연장형성될 수 있으며, 열의 전도율이 높은 재질일 수 있다.
이때, 열전달부재(930)는 그 재질이 열전도률이 높은 니켈, 주석, 크롬의 합금으로 이루어진 가는 철사일 수 있다. 또한, 열전달부재(930)로 인해, 유속이 빠를 수 있는 제1 유체(5)의 유속을 늦출 수 있어, 제1 유체(5)가 지날 때 와류나 급류 등이 생기는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1: 전기보일러 2: 거주지
3: 케이스 4: 컨트롤러
5: 제1 유체 6: 제2 유체
7: 우레탄폼 10: 하우징부
110: 제1 하우징 111: 제1 유입관
112: 제1 순환펌프 113: 제1 배출관
115: 필터 120: 외부홀
130: 제2 하우징 131: 제2 유입관
132: 제2 순환펌프 133: 제2 배출관
20: 가스탱크 210: 가스유입관
230: 가스배출관 30: 열교환부
50: 프레임부 510: 제1 내부프레임
511: 제1 수직프레임
512: 제1 수직홀 513a, 513b: 제1 수평프레임
514a,514b: 제1 수평홀 530: 제2 내부프레임
531: 제2 수직프레임 532: 제2 수직홀
533a, 533b: 제2 수평프레임 534a, 534b: 제2 수평홀
70: 가열부 710: 탄소봉
730: 전력공급부 731: 너트
90: 열전달부 900: 전달몸체
910: 돌출부재 911: 제1 경사면
913: 제2 경사면 915: 접촉부
917: 공간부
930: 열전달부재

Claims (10)

  1. 케이스 내부에 설치되며 유체를 저장하는 하우징부;
    상기 하우징부 내부에 위치하는 프레임부; 및
    상기 하우징부 일측면에 연결되어 상기 유체를 가열하는 탄소봉을 포함하며, 상기 탄소봉의 외측면을 감싸면서 길이방향으로 연장되어 상기 유체에 전달되는 열의 열전달 면적을 넓히는 열전달부가 형성된 가열부를 포함하고,
    상기 프레임부는,
    상기 하우징부 내부 측면에서 소정의 간격으로 설치되어 상단부에 상기 유체가 이동하는 수직홀이 형성된 수직프레임; 및
    상기 수직프레임과 수직하게 연결되어 상기 유체가 이동하는 수평홀이 형성되고, 복수개가 제1 간격 및 상기 제1 간격보다 큰 제2 간격으로 번갈아 반복 배치되는 수평프레임을 포함하고,
    상기 제2 간격의 공간에는 상기 탄소봉이 설치되며,
    상기 열전달부는,
    원기둥 형상이며, 내부에 중공부가 형성되어 상기 탄소봉이 삽입되는 전달몸체;
    상기 전달몸체 외측면에서 외측방향으로 형성되어 열전달면적을 증가시키고, 복수개로 서로 이격되어 사이 간격의 내부로 상기 유체가 통과하는 돌출부재; 및
    상기 돌출부재 외측면에 상기 돌출부재를 감싸면서 형성되어 열전달면적을 증가시키는 열전달부재를 포함하며,
    상기 돌출부재는,
    상기 전달몸체의 외측 방향으로 형성되고 일측으로 소정 각도 기울어지며, 상기 전달몸체의 길이방향을 따라 연장형성되고, 복수개가 상기 전달몸체의 둘레방향을 따라 배치되는 제1 경사면;
    상기 전달몸체의 외측 방향으로 형성되고 타측으로 소정각도 기울어지며, 상기 전달몸체의 길이방향을 따라 연장형성되고, 복수개가 상기 전달몸체의 둘레방향을 따라 배치되는 제2 경사면;
    상기 제1 경사면과 상기 제2 경사면이 만나는 접촉부; 및
    상기 제1 경사면 및 상기 제2 경사면 사이에서 상기 전달몸체의 길이방향을 따라 연장형성되고, 삼각형상의 단면을 가지며, 상기 유체가 연장방향을 따라 통과할 수 있도록 하는 공간부를 포함하는 전기보일러.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1 항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 탄소봉의 일단에 연결되어 전류를 공급하는 전력공급부를 더 포함하는 전기보일러.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1 항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    제1 하우징 및 제2 하우징으로 이뤄져 있고, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징은 서로 다른 유체를 저장하고, 일측에 외부홀이 형성되어 상기 탄소봉이 연결되어, 상기 유체를 가열하는 것을 포함하는 전기보일러.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1 항에 있어서,
    상기 하우징부 상측에 위치하여, 상기 하우징부로 유입되는 상기 유체에서 발생되는 가스를 저장하는 가스탱크를 포함하는 전기보일러.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제3 항에 있어서,
    상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징 사이에 위치하고, 상기 제1 하우징 및 상기 제2 하우징 보다 비열이 높아, 상기 제1 하우징 또는 상기 제2 하우징의 열을 수용하여, 온도가 낮아지는 제2 하우징 또는 제1 하우징으로 열을 전달하는 열교환부를 포함하는 전기보일러.
  6. 삭제
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1 항에 있어서,
    상기 수평프레임은,
    복수 개로 형성되며, 상기 수평홀이 복수개의 상기 수평프레임 일면에 지그재그로 형성되어, 상기 유체의 이동경로를 증가시키는 전기보일러.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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