KR102530495B1 - 이중 가열식 전기 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 가열식 전기 보일러에 관한 것으로, 그 구성은 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터가 배치되도록 하는 제1보일러 본체와, 상기 제1보일러 본체에서 데워진 물이 유통되는 제1열교환기와, 상기 제1보일러 본체에서 데워진 물을 상기 제1열교환기로 안내하는 제1유입배관과, 상기 제1열교환기로 유입된 물을 상기 제1보일러 본체로 안내하는 제1유출배관을 포함하는 제1가열부;와, 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터가 배치되도록 하는 제2보일러 본체와, 상기 제2보일러 본체에서 데워진 물이 유통되는 제2열교환기와, 상기 제2보일러 본체에서 데워진 물을 상기 제2열교환기로 안내하는 제2유입배관과, 상기 제2열교환기로 유입된 물을 상기 제2보일러 본체로 안내하는 제2유출배관을 포함하는 제2가열부;와, 외부로부터 공급되는 사용 용수를 상기 제1가열부의 제1열교환기로 안내하여 상기 제1열교환기를 유통하는 데워진 물과 1차적으로 열교환을 유도하는 공급배관과, 상기 제1열교환기를 유통하면서 열교환된 사용 용수를 상기 제2열교환기로 안내하여 상기 제2열교환기를 유통하는 데워진 물과 2차적으로 열교환을 유도하는 연통배관과, 상기 제2열교환기를 유통하면서 열교환된 고온의 사용 용수를 사용처로 안내 배출하는 배출배관을 포함하는 이중 가열로;와, 상기 제1,2가열부 및 이중 가열로에 각각 설치되어 물 및 사용 용수의 강제 순환 및 유통을 유도하는 펌프;와, 상기 제1가열부와 제2가열부의 제1,2보일러 본체 및 제1,2열교환기에 수용 사용될 물을 공급하는 물 공급부;와, 상기 제1,2가열부와 펌프 및 물 공급부의 작동을 제어하는 컨트롤러;로 구성된 것을 특징으로 하는 것으로서,
제1가열부와 제2가열부가 독립적으로 운영 관리되며, 이중 가열로의 공급배관을 통해 공급되는 사용 용수는 제1가열부로 안내되어 1차적으로 가열된 후에 제2가열부로 안내되어 2차적으로 가열되어 사용처에 온수로 제공되는 구조적인 특성상, 온수를 매우 신속하게 생산 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 대량의 온수를 안정적으로 연속 공급할 수 있어 사용자에게 온수 사용의 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 컨트롤러는 이중 가열로를 통해 공급되는 사용 용수와 사용처로 공급되는 고온의 사용 용수(온수)의 온도 편차를 검출하고, 그 검출정보를 기반으로 제1,2가열부의 작동을 효율적으로 제어하여 온수를 생산함으로, 보일러의 경제적인 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.

Description

이중 가열식 전기 보일러{Double Heated Electric Boiler}

본 발명은 이중 가열식 전기 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1가열부와 제2가열부가 독립적으로 운영 관리되며, 이중 가열로의 공급배관을 통해 공급되는 사용 용수는 제1가열부로 안내되어 1차적으로 가열된 후에 제2가열부로 안내되어 2차적으로 가열되어 사용처에 온수로 제공되는 구조적인 특성상, 온수를 매우 신속하게 생산 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 대량의 온수를 안정적으로 연속 공급할 수 있어 사용자에게 온수 사용의 편의성을 제공할 수 있는 이중 가열식 전기 보일러에 관한 것이다.

보일러는 물 등의 열매체를 어떠한 열원에 의해 일정한 온도로 가열 및 이를 공급하기 위한 것으로, 일반적으로 사용되는 보일러로는 기름 보일러나 가스 보일러가 주로 사용되고 있으며, 이러한 기름이나 가스를 이용한 보일러는 기름이나 가스에 의해 불꽃을 발생 및 그 불꽃에 의해 동관 등의 물 가열기를 가열 및 그 가열기의 내부에 충전된 열매체(물)를 가열 및 가열된 열매체를 난방 및 온수로 공급하게 되는 것이다.

하지만, 근자에 들어 기름 및 가스값의 지속적인 상승으로 인하여 기름 및 가스 보일러의 사용이 점차 줄어들고 있으며, 이를 대체하기 위해 기름이나 가스의 사용보다 저렴하면서도 내구성 및 안전도가 높은 전기 보일러의 활용이 극도로 상승하는 실정이다.

이러한 상기 전기 보일러는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하는 전기히터 등과 같은 발열수단을 통해 물(열매체)을 가열하고, 그 가열된 열매체와 저온의 사용 용수의 열교환을 통해 온수를 생산하도록 하였다.

하지만, 종래의 전기 보일러는 온수를 신속하게 생산할 수 있는 구조를 갖추지 못해 온수 생산에 다소 많은 시간이 요구되어 사용자가 온수를 신속하게 공급받지 못하는 불편함이 있을 뿐만 아니라, 많은 양의 온수 사용시 연속하여 온수를 제공하지 못하여 온수를 사용하는 과정에서 공급이 중단되는 불편함이 있었다.

또한, 종래의 전기 보일러는 전기 에너지의 효율적으로 이용하지 못하여 장치가 비경제적으로 운영 관리되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 제1가열부와 제2가열부가 독립적으로 운영 관리되며, 이중 가열로의 공급배관을 통해 공급되는 사용 용수는 제1가열부로 안내되어 1차적으로 가열된 후에 제2가열부로 안내되어 2차적으로 가열되어 사용처에 온수로 제공되는 구조적인 특성상, 온수를 매우 신속하게 생산 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 대량의 온수를 안정적으로 연속 공급할 수 있어 사용자에게 온수 사용의 편의성을 제공할 수 있는 이중 가열식 전기 보일러를 제공함에 있다.

또한, 컨트롤러는 이중 가열로를 통해 공급되는 사용 용수와 사용처로 공급되는 고온의 사용 용수(온수)의 온도 편차를 검출하고, 그 검출정보를 기반으로 제1,2가열부의 작동을 효율적으로 제어하여 온수를 생산함으로, 보일러의 경제적인 운영 관리를 유도할 수 있는 이중 가열식 전기 보일러를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중 가열식 전기 보일러는 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터가 배치되도록 하는 제1보일러 본체와, 상기 제1보일러 본체에서 데워진 물이 유통되는 제1열교환기와, 상기 제1보일러 본체에서 데워진 물을 상기 제1열교환기로 안내하는 제1유입배관과, 상기 제1열교환기로 유입된 물을 상기 제1보일러 본체로 안내하는 제1유출배관을 포함하는 제1가열부;와, 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터가 배치되도록 하는 제2보일러 본체와, 상기 제2보일러 본체에서 데워진 물이 유통되는 제2열교환기와, 상기 제2보일러 본체에서 데워진 물을 상기 제2열교환기로 안내하는 제2유입배관과, 상기 제2열교환기로 유입된 물을 상기 제2보일러 본체로 안내하는 제2유출배관을 포함하는 제2가열부;와, 외부로부터 공급되는 사용 용수를 상기 제1가열부의 제1열교환기로 안내하여 상기 제1열교환기를 유통하는 데워진 물과 1차적으로 열교환을 유도하는 공급배관과, 상기 제1열교환기를 유통하면서 열교환된 사용 용수를 상기 제2열교환기로 안내하여 상기 제2열교환기를 유통하는 데워진 물과 2차적으로 열교환을 유도하는 연통배관과, 상기 제2열교환기를 유통하면서 열교환된 고온의 사용 용수를 사용처로 안내 배출하는 배출배관을 포함하는 이중 가열로;와, 상기 제1,2가열부 및 이중 가열로에 각각 설치되어 물 및 사용 용수의 강제 순환 및 유통을 유도하는 펌프;와, 상기 제1가열부와 제2가열부의 제1,2보일러 본체 및 제1,2열교환기에 수용 사용될 물을 공급하는 물 공급부;와, 상기 제1,2가열부와 펌프 및 물 공급부의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하며,
또한, 상기 제1,2가열부의 제1,2열교환기는 내부에 공간을 갖는 내실과, 그 내실을 감싸되 내부에 상기 내실과 이격된 공간을 확보하는 외실로 구분되되,
상기 내실 내부에는 상기 이중 가열로의 공급배관을 통해 공급되는 사용 용수가 지그재그로 유통될 수 있도록 다수의 내부 격판이 형성되고, 상기 제1,2가열부의 제1,2유입배관과 연통되어 상기 내부 격판을 통해 지그재그로 형성되는 통로를 따라 지그재그 형태로 형성되어 데워진 물을 안내하는 제1열교환 파이프가 형성되며,
상기 외실 내부에는 상기 열교환 파이프의 끝단을 통해 공급되는 데워진 물이 상기 내실 외벽을 나선형으로 감싸면서 유통될 수 있도록 나선형의 외부 격판이 형성되며, 상기 내실과 연통되어 상기 내실을 통과하여 배출되는 사용 용수를 상기 외부 격판을 통해 나선형으로 형성되는 통로를 따라 나선형 형태로 형성되어 사용 용수를 안내하는 제2열교환 파이프가 형성되도록 하되,
상기 외실 내부를 유통한 데워진 물은 상기 제1,2유출배관으로 유통되도록 하며, 상기 제2열교환 파이프를 유통한 사용 용수는 상기 연통배관 또는 배출배관으로 유통되도록 하는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

삭제

이상에서와 같이 본 발명에 따른 이중 가열식 전기 보일러에 의하면, 제1가열부와 제2가열부가 독립적으로 운영 관리되며, 이중 가열로의 공급배관을 통해 공급되는 사용 용수는 제1가열부로 안내되어 1차적으로 가열된 후에 제2가열부로 안내되어 2차적으로 가열되어 사용처에 온수로 제공되는 구조적인 특성상, 온수를 매우 신속하게 생산 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 대량의 온수를 안정적으로 연속 공급할 수 있어 사용자에게 온수 사용의 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 컨트롤러는 이중 가열로를 통해 공급되는 사용 용수와 사용처로 공급되는 고온의 사용 용수(온수)의 온도 편차를 검출하고, 그 검출정보를 기반으로 제1,2가열부의 작동을 효율적으로 제어하여 온수를 생산함으로, 보일러의 경제적인 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열식 전기 보일러의 개념도
도 2는 도 1에 도시된 이중 가열식 전기 보일러의 사용 상태도
도 3은 도 1에 도시된 이중 가열식 전기 보일러의 열교환기를 도시한 도면
도 4는 도 3에 도시된 이중 가열식 전기 보일러의 열교환기를 설명하기 위한 도면

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 가열식 전기 보일러를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열식 전기 보일러를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열식 전기 보일러의 개념도를, 도 2는 도 1에 도시된 이중 가열식 전기 보일러의 사용 상태도를, 도 3은 도 1에 도시된 이중 가열식 전기 보일러의 열교환기를 도시한 도면을, 도 4는 도 3에 도시된 이중 가열식 전기 보일러의 열교환기를 설명하기 위한 도면을 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열식 전기 보일러(100)는 제1가열부(10)와, 제2가열부(20)와, 이중 가열로(30)와, 펌프(40)와, 물 공급부(50)와, 컨트롤러(60)를 포함하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1가열부(10)는 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터(11a)가 배치되도록 하는 제1보일러 본체(11)와, 상기 제1보일러 본체(11)에서 데워진 물이 유통되는 제1열교환기(12)와, 상기 제1보일러 본체(11)에서 데워진 물을 상기 제1열교환기(12)로 안내하는 제1유입배관(13)과, 상기 제1열교환기(12)로 유입된 물을 상기 제1보일러 본체(11)로 안내하는 제1유출배관(14)을 포함하여 구성된다.

즉, 도 2b와 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제1가열부(10)의 제1보일러 본체(11)에 수용된 물은 상기 전기히터(11a)를 통해 데워지고, 그 데워진 물은 상기 제1유입 및 유출배관(13,14)을 통해 상기 제1보일러 본체(11)와 제1열교환기(12)를 연속적으로 순환하게 된다.

여기서 상기 제1열교환기(12)로 후설될 상기 이중 가열로(30)를 통해 공급되는 사용 용수가 통과(경유)하는 과정에서 데워진 물과 열교환하여 1차적으로 가열되도록 하는데, 이에 대해서는 상기 이중 가열로(30)와 함께 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2가열부(20)는 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터(21a)가 배치되도록 하는 제2보일러 본체(21)와, 상기 제2보일러 본체(21)에서 데워진 물이 유통되는 제2열교환기(22)와, 상기 제2보일러 본체(21)에서 데워진 물을 상기 제2열교환기(22)로 안내하는 제2유입배관(23)과, 상기 제2열교환기(22)로 유입된 물을 상기 제2보일러 본체(21)로 안내하는 제2유출배관(24)을 포함하여 구성된다.

즉, 도 2b와 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 제2가열부(20)의 제2보일러 본체(21)에 수용된 물은 상기 전기히터(21a)를 통해 데워지고, 그 데워진 물은 상기 제2유입 및 유출배관(23,24)을 통해 상기 제2보일러 본체(21)와 제2열교환기(22)를 연속적으로 순환하게 된다.

여기서, 상기 제2열교환기(22)로 상기 이중 가열로(30)를 통해 공급되는 사용 용수가 통과하는 과정에서 데워진 물과 열교환하여 2차적으로 가열되는데, 이에 대해서는 상기 이중 가열로(30)와 함께 상세히 설명하도록 한다.

또한, 상기 제1,2가열부(10,20)에서 데워진 물은 후설될 상기 펌프(40)의 동력을 통해 각각 상기 제1보일러 본체(11)와 제1열교환기(12) 및 상기 제2보일러 본체(21)와 제2열교환기(22)를 연속적으로 강제 순환됨은 물론이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이중 가열로(30)는 외부로부터 공급되는 사용 용수를 상기 제1가열부(10)의 제1열교환기(12)로 안내하여 상기 제1열교환기(12)를 유통하는 데워진 물과 1차적으로 열교환을 유도하는 공급배관(31)과, 상기 제1열교환기(12)를 유통하면서 열교환된 사용 용수를 상기 제2열교환기(22)로 안내하여 상기 제2열교환기(22)를 유통하는 데워진 물과 2차적으로 열교환을 유도하는 연통배관(32)과, 상기 제2열교환기(22)를 유통하면서 열교환된 고온의 사용 용수(온수)를 사용처로 안내 배출하는 배출배관(33)을 포함하여 구성된다.

상세하게는, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수는 상기 제1가열부(10)의 제1열교환기(12)로 안내 공급되어 상기 제1열교환기(12)를 통과하게 되는데, 이때 사용 용수는 상기 제1가열부(10)에서 고온으로 데워진 물이 유통되는 상기 제1열교환기(12)를 기반으로 데워진 물과 열교환하여 1차적으로 가열되고,

그 가열된 사용 용수는 상기 연통배관(32)을 통해 상기 제2가열부(20)의 제2열교환기(22)로 안내 공급되어 상기 제2열교환기(22)를 통과하게 되며, 이때 사용 용수는 상기 제2가열부(20)에서 고온으로 데워진 물이 유통되는 상기 제2열교환기(22)를 기반으로 데워진 물과 열교환하여 2차적으로 가열되도록 한다.

그 후, 고온으로 가열된 사용 용수는 상기 배출배관(33)을 통해 사용처로 안내 배출되도록 한다.

즉, 상기 이중 가열로(30)를 통해 공급되는 사용 용수는 상기 제1가열로(10)를 안내되어 1차 가열된 후, 곧바로 상기 제2가열로(20)로 안내되어 2차 가열되는 방식으로 데워지는 구조로 인해, 사용 용수의 매우 신속한 가열을 유도함과 동시에, 온수(가열된 사용 용수)의 끊임없는 생산을 유도할 수 있어 안정적으로 대량의 온수를 사용처로 연속 공급할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 펌프(40)는 상기 제1,2가열부(10,20) 및 이중 가열로(30)에 각각 설치되어 물 및 사용 용수의 강제 순환 및 유통을 유도하도록 한다.

여기서, 상기 펌프(40)는 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2유출배관(14,24)과 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31) 상에 각각 형성되도록 하나, 이러한 배관에 한정하여 설치 사용되는 것은 물론 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 물 공급부(50)는 상기 제1가열부(10)와 제2가열부(20)의 제1,2보일러 본체(11,21) 및 제1,2열교환기(12,22)에 수용 사용될 물을 공급하는 것으로,

상수도 배관(1)과 연결되어 내부에 상기 상수도 배관(1)에서 공급되는 물이 저장되는 저장탱크(51)와, 상기 저장탱크(51) 내부에 형성되어 상기 상수도 배관(1)을 통해 상기 저장탱크(51) 내부로 물의 보충 유무를 결정하는 볼탑(52)과, 일단은 상기 저장탱크(51)와 연결되고, 타단은 상기 제1가열부(10)의 제1유입배관(13)과 연결되어 상기 저장탱크(51)에 수용된 물을 상기 제1유입배관(13)으로 안내하는 제1공급관로(53)와, 일단은 상기 저장탱크(51)와 연결되고, 타단은 상기 제2가열부(20)의 제2유입배관(23)과 연결되어 상기 저장탱크(51)에 수용된 물을 상기 제2유입배관(23)으로 안내하는 제2공급관로(54)와, 상기 제1,2공급관로(53,54) 상에 형성되어 상기 제1,2가열부(10,20)를 순환하는 물이 상기 제1,2공급관로(53,54) 측으로 역류하는 것을 방지하는 체크밸브(55)를 포함하여 구성된다.

즉, 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 물 공급부(50)를 통해 상기 제1,2가열부(10,20) 측으로 물의 공급/보충이 요구되면, 상기 저장탱크(51)에 수용된 물을 상기 제1,2공급관로(53,54)를 통해 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2유입배관(13,23)으로 각각 공급하여 상기 제1,2가열부(10,20) 측으로 간편히 물이 공급/보충될 수 있도록 한다.

이러한 상기 물 공급부(50)는 통상적으로 보일러를 최초 설치시 상기 제1,2가열부(10,20) 내부로 물을 공급하여 충진하거나, 청소나 수리 등의 이유로 상기 제1,2가열부(10,20)에 수용된 물을 제거한 후에 다시 물의 충진이 요구되는 경우에 작동하는 것으로, 보일러의 정상적인 가동시에는 상기 물 공급부(50)를 통해 상기 제1,2가열부(10,20)로 물을 보충하거나 충진하기 위해 작동할 이유가 없다.

여기서, 상기 볼탑(52)을 통해 상기 저장탱크(51)에 수용된 물의 충진이 요구되면 상기 상수도 배관(1)을 통해 상기 저장탱크(51)로 간편히 물이 공급 보충되도록 하며, 이때 보충되는 물은 상기 상수도 배관(1)을 통해 깨끗한 상수도 용수가 공급되는 특성상, 상기 물 공급부(50)를 통해 물을 공급받아 사용하는 상기 제1,2가열부(10,20) 내부에 물로 인해 발생할 수 있는 스케일이나 이물질 발생을 최소화하여 장치가 안정적으로 유지 관리될 수 있도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(60)는 상기 제1,2가열부(10,20)와 펌프(40) 및 물 공급부(50)의 작동을 제어하도록 한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2유입배관(13,23) 상에 각각 형성되어 상기 제1,2가열부(10,20) 내부 압력이 적합하게 유지되도록 유도하는 에어 조절밸브(71)와, 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2유입배관(13,23) 상에 각각 형성되어 상기 제1,2보일러 본체(11,21)에서 공급되는 데워진 물의 온도를 측정하는 제1온도측정센서(72)와, 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수의 온도를 측정하는 제2온도측정센서(73)와, 상기 이중 가열로(30)의 배출배관(33)을 통해 배출되는 사용 용수의 온도를 측정하는 제3온도측정센서(74)를 더 포함하여 구성된다.

즉, 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤러(60)는 사용 용수의 온도가 설정되면, 그 설정된 온도의 온수가 사용처로 안내 배출될 수 있도록 상기 제1,2가열부(10,20)의 전기히터의 작동을 제어하게 되는데, 상기 제2,3온도측정센서(73,74)를 통해 상기 공급배관(31)으로 공급되는 사용 용수와 상기 배출배관(33)을 통해 배출되는 온수(가열된 사용 용수)의 온도 편차 정보를 획득하고, 그 획득된 정보를 기반으로 상기 제1,2가열부(10,20) 작동을 적합하게 제어하여 사용 용수가 경제적으로 가열될 수 있도록 유도한다.

여기서, 상기 에어 조절밸브(71)는 상기 제1,2가열부(10,20) 내부의 압력을 적합하게 조절하여 상기 제1,2가열부(10,20)에서 순환되는 물이 적합한 압력에서 안정적으로 순환될 수 있도록 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2열교환기(12,22)는 내부에 공간을 갖는 내실(a)과, 그 내실(a)을 감싸되 내부에 상기 내실(a)과 이격된 공간을 확보하는 외실(b)로 구분되되,

상기 내실(a) 내부에는 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수가 지그재그로 유통될 수 있도록 다수의 내부 격판(c)이 형성되고, 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2유입배관(13,23)과 연통되어 상기 내부 격판(c)을 통해 지그재그로 형성되는 통로를 따라 지그재그 형태로 형성되어 데워진 물을 안내하는 제1열교환 파이프(d)가 형성되며,

상기 외실(b) 내부에는 상기 열교환 파이프(d)의 끝단을 통해 공급되는 데워진 물이 상기 내실(a) 외벽을 나선형으로 감싸면서 유통될 수 있도록 나선형의 외부 격판(e)이 형성되며, 상기 내실(a)과 연통되어 상기 내실(a)을 통과하여 배출되는 사용 용수를 상기 외부 격판(e)을 통해 나선형으로 형성되는 통로를 따라 나선형 형태로 형성되어 사용 용수를 안내하는 제2열교환 파이프(f)가 형성되도록 하되,

상기 외실(b) 내부를 유통한 데워진 물은 상기 제1,2유출배관(14,24)으로 유통되도록 하며, 상기 제2열교환 파이프(f)를 유통한 사용 용수는 상기 연통배관(32) 또는 배출배관(33)으로 유통되도록 한다.

여기서, 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2열교환기(12,22)는 동일한 구조를 가짐으로 설명의 편의를 위해 상기 제1가열부(10)의 제1열교환기(12)를 통한 열교환 방식을 설명하도록 한다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1가열부(10)의 제1보일러 본체(11)를 통해 고온으로 데워진 물은 상기 제1유입배관(13)을 상기 제1열교환 파이프(d)로 공급되어 상기 내실(a) 내부를 지그재그로 유통되는데, 이때 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수가 상기 내실(a) 내부를 지그재그로 유통하면서 상기 제1열교환 파이프(d)의 데워진 물에서 발산되는 열원과 1차 열교환하게 된다.

동시에, 상기 외실(b) 내부에서 상기 내실(a) 외벽을 감싸면서 유통하는 데워진 물이 상기 내실(a) 측으로 발산하는 고온의 열원으로 인해 상기 내실(a)을 따라 지그재그로 통과하는 사용 용수는 안쪽과 바깥쪽에서 공급되는 고온의 열원으로 인해 매우 효율적인 열교환이 이루어진다.

그런 후, 상기 내실(a)을 통과한 사용 용수는 곧바로 상기 외실(b)의 제2열교환 파이프(f)로 안내되어 유통되는데, 이때 상기 제2열교환 파이프(f)는 상기 외실(b) 내부를 나선형으로 유통하는 데워진 고온의 물에 감싸진 상태이므로 상기 외실(b) 내부로 유통하는 데워진 고온의 물에서 발산하는 열원과 2차 열교환하게 되면서 더욱 효율적인 열교환이 유도되도록 한다.

상기와 같은 구성요소로 이루어지는 본 발명의 이중 가열식 전기 보일러(100)는 제1가열부(10)와 제2가열부(20)가 독립적으로 운영 관리되며, 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수는 상기 제1가열부(10)로 안내되어 1차적으로 가열된 후에 상기 제2가열부(20)로 안내되어 2차적으로 가열되어 사용처에 온수로 제공되는 구조적인 특성상, 온수를 매우 신속하게 생산 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 대량의 온수를 안정적으로 연속 공급할 수 있어 사용자에게 온수 사용의 편의성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 컨트롤러(60)는 상기 이중 가열로(30)를 통해 공급되는 사용 용수와 사용처로 공급되는 고온의 사용 용수(온수)의 온도 편차를 검출하고, 그 검출정보를 기반으로 상기 제1,2가열부(10,20)의 작동을 효율적으로 제어하여 온수를 생산함으로, 보일러의 경제적인 운영 관리를 유도할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 이중 가열식 전기 보일러(100)는 다음과 같이 사용 용수를 신속하게 가열하여 사용처에 제공한다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 본 발명의 이중 가열식 전기 보일러(100)를 설치한 후, 물 공급부(50)를 통해 제1,2가열부(10,20)로 상기 제1,2가열부(10,20)에서 사용될 물(상수도 용수)이 공급 충진되도록 한다.

그런 후, 도 2b에 도시된 바와 같이 사용처에 온수 사용이 요구되면 컨트롤러(60)는 상기 제1,2가열부(10,20)의 전기히터(11a,21a)를 작동시켜 상기 제1,2가열부(10,20)에 충진 수용된 물이 고온으로 데워지도록 하며, 그 데워진 물은 폄프(40)의 작동을 통해 제1,2열교환기(12,22)를 연속 순환되게 한다.

그런 후, 도 2c에 도시된 바와 같이 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급된 사용 용수는 상기 제1가열로(10)의 제1열교환기(12)로 공급되어 상기 제1가열부(10)에서 고온으로 데워진 물과 1차적으로 열교환하여 가열된 후, 상기 이중 가열로(30)의 연통배관(32)을 통해 상기 제2가열로(20)의 제2열교환기(22)로 공급되어 상기 제2가열부(20)에서 고온으로 데워진 물과 2차적으로 열교환하여 고온의 온수로 가열되며, 이렇게 가열된 물은 상기 이중 가열로(30)의 배출배관(33)을 통해 사용처로 안내 배출된다.

이때, 상기 컨트롤러(60)는 상기 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수의 온도와 상기 제1,2가열부(10,20)를 거쳐 고온으로 가열된 사용 용수(온수)의 온도의 편차를 검출하고, 그 검출된 온도 편차의 정보를 기반으로 상기 제1,2가열부(10,20)의 전기히터(11a,21a)의 작동을 제어하여 사용 용수가 경제적으로 가열되도록 유도한다.

여기서, 상기 제1,2가열부(10,20)와 이중 가열로(30) 및 물 공급부(50)의 배관 상에는 물의 흐름(유통)을 제어하는 통상의 개폐밸브가 형성 사용됨은 물론이다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것으로 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.

1. 상수도 배관
10. 제1가열부 11. 제1보일러 본체
12. 제1열교환기 13. 제1유입배관
14. 제1유출배관 20. 제2가열부
21. 제2보일러 본체 22. 제2열교환기
23. 제2유입배관 24. 제2유출배관
30. 이중 가열로 31. 공급배관
32. 연통배관 33. 배출배관
40. 펌프 50. 물 공급부
51. 저장탱크 52. 볼탑
53. 제1공급관로 54. 제2공급관로
55. 체크밸브 60. 컨트롤러
71. 에어 조절밸브 72. 제1온도측정센서
73. 제2온도측정센서 74. 제3온도측정센서
a. 내실 b. 외실
c. 내부 격판 d. 제1열교환 파이프
e. 외부 격판 f. 제2열교환 파이프
100. 이중 가열식 전기 보일러

Claims (4)

1. 내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터(11a)가 배치되도록 하는 제1보일러 본체(11)와, 상기 제1보일러 본체(11)에서 데워진 물이 유통되는 제1열교환기(12)와, 상기 제1보일러 본체(11)에서 데워진 물을 상기 제1열교환기(12)로 안내하는 제1유입배관(13)과, 상기 제1열교환기(12)로 유입된 물을 상기 제1보일러 본체(11)로 안내하는 제1유출배관(14)을 포함하는 제1가열부(10);
   내부에 물이 수용될 수 있는 공간을 가지되, 그 공간에는 내부에 수용된 물을 데울 수 있는 전기히터(21a)가 배치되도록 하는 제2보일러 본체(21)와, 상기 제2보일러 본체(21)에서 데워진 물이 유통되는 제2열교환기(22)와, 상기 제2보일러 본체(21)에서 데워진 물을 상기 제2열교환기(22)로 안내하는 제2유입배관(23)과, 상기 제2열교환기(22)로 유입된 물을 상기 제2보일러 본체(21)로 안내하는 제2유출배관(24)을 포함하는 제2가열부(20);
   외부로부터 공급되는 사용 용수를 상기 제1가열부(10)의 제1열교환기(12)로 안내하여 상기 제1열교환기(12)를 유통하는 데워진 물과 1차적으로 열교환을 유도하는 공급배관(31)과, 상기 제1열교환기(12)를 유통하면서 열교환된 사용 용수를 상기 제2열교환기(22)로 안내하여 상기 제2열교환기(22)를 유통하는 데워진 물과 2차적으로 열교환을 유도하는 연통배관(32)과, 상기 제2열교환기(22)를 유통하면서 열교환된 고온의 사용 용수를 사용처로 안내 배출하는 배출배관(33)을 포함하는 이중 가열로(30);
   상기 제1,2가열부(10,20) 및 이중 가열로(30)에 각각 설치되어 물 및 사용 용수의 강제 순환 및 유통을 유도하는 펌프(40);
   상기 제1가열부(10)와 제2가열부(20)의 제1,2보일러 본체(11,21) 및 제1,2열교환기(12,22)에 수용 사용될 물을 공급하는 물 공급부(50); 및
   상기 제1,2가열부(10,20)와 펌프(40) 및 물 공급부(50)의 작동을 제어하는 컨트롤러(60);를 포함하며,
   상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2열교환기(12,22)는 내부에 공간을 갖는 내실(a)과, 그 내실(a)을 감싸되 내부에 상기 내실(a)과 이격된 공간을 확보하는 외실(b)로 구분되되,
   상기 내실(a) 내부에는 상기 이중 가열로(30)의 공급배관(31)을 통해 공급되는 사용 용수가 지그재그로 유통될 수 있도록 다수의 내부 격판(c)이 형성되고, 상기 제1,2가열부(10,20)의 제1,2유입배관(13,23)과 연통되어 상기 내부 격판(c)을 통해 지그재그로 형성되는 통로를 따라 지그재그 형태로 형성되어 데워진 물을 안내하는 제1열교환 파이프(d)가 형성되며,
   상기 외실(b) 내부에는 상기 제1열교환 파이프(d)의 끝단을 통해 공급되는 데워진 물이 상기 내실(a) 외벽을 나선형으로 감싸면서 유통될 수 있도록 나선형의 외부 격판(e)이 형성되며, 상기 내실(a)과 연통되어 상기 내실(a)을 통과하여 배출되는 사용 용수를 상기 외부 격판(e)을 통해 나선형으로 형성되는 통로를 따라 나선형 형태로 형성되어 사용 용수를 안내하는 제2열교환 파이프(f)가 형성되도록 하되,
   상기 외실(b) 내부를 유통한 데워진 물은 상기 제1,2유출배관(14,24)으로 유통되도록 하며, 상기 제2열교환 파이프(f)를 유통한 사용 용수는 상기 연통배관(32) 또는 배출배관(33)으로 유통되도록 하는 것을 특징으로 하는 이중 가열식 전기 보일러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images