KR19990054160A - 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체가열방식의 전기보일러를 제공한다. 상세하게는, 전기에너지를 열에너지로 변환시키고, 그 열에너지로 소정의 순환매체의 온도를 상승시켜 소정의 배관시스템을 통하여 순환시킴으로써 임의의 공간에 대한 난방을 수행하는 전기보일러에 있어서, 배관시스템내를 순환하면서 열교환작용을 하는 순환매체로서, 양이온 및 음이온이 일정농도이상 포함되어 있는 전해질용액; 그리고 그 전해질용액이 일측에서 유입되고 다른 일측에서 유출되는 관형상으로서 최소한 서로 절연된 상태의 두 개의 도전성 내벽을 가지며 그 도선정 내벽 사이를 전해질용액이 흘러가도록 하는 통로수단(33, 36), 및 그 통로수단의 도전성 내벽에 소정 주파수를 갖는 교류전압을 인가하기 위한 전원수단(22)을 포함함으로써, 교류전압이 인가되는 동안에 그 통로수단내를 흐르는 전해질용액의 온도가 상승되도록 구성된 가열부(30)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 니크롬선과 같은 저항선이 필요없어 수명이 길며, 온수탱크와 같은 축열장치가 필요없을 뿐만 아니라 배관에 직렬로 연결되므로 설치가 간편한 장점을 가지는 전기보일러가 제공될 수 있다.

Description

이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러

본 발명은 난방시스템인 전기보일러에 관한 것이며, 상세하게는 전해질용액에 교류전압을 인가함으로써 가열하여 배관시스템으로 순환시키는 구성을 함으로써 수명이 길며 설치가 간편한 장점을 갖는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러에 관한 것이다.

일반적으로 가정이나 차량 등에서 사용되는 난방시스템에는 등유 등의 액체연료를 사용하는 오일보일러, 전기에너지를 연료로 하는 전기보일러 등이 있다. 이러한 보일러 시스템은 고체,액체, 또는 전기에너지를 온수나 증기 등의 열에너지로 변환시키는 가열부와, 이 가열부에서 발생된 온수나 증기를 순환시키는 배관시스템, 그리고 소정의 장소에서 열을 방출시킴으로써 난방이 이루어지도록 하는 방열부 등을 포함하여 이루어진다.

도 1에는 이러한 보일러 시스템(10)의 일반적인 구성을 보여주는 개략도가 도시된다. 그 보일러 시스템(10)은 크게 가열부(12), 배관시스템, 그리고 방열부(14)를 포함한다. 그리고, 전체시스템은 사용자가 조작할 수 있는 전원공급스위치와 온도조절볼륨장치 등이 포함되어 있는 제어부(11)에 의하여 제어되도록 구성된다.

가열부(12)에서는 예컨대, 전기에너지를 열에너지로 바꾸고, 이 열에너지를 이용하여 온수나 증기를 발생시킨다. 발생된 온수나 증기는 배관시스템을 따라 이동하다가, 분배기(13)에 설치되어 있는 송수밸브(16) 들의 개폐여부에 따라 방열기(14) A, B, C 등에 선택적으로 공급된다.

방열기(14)는 가정용 난방시스템에서는 방바닥이나 벽 등에 매설되거나 소정의 라디에이터 형상으로 방안에 설치되며, 공급되는 온수나 증기의 열에너지를 주위에 공급하는 역할을 한다. 결과적으로 방열기(14) 주변의 온도는 상승하며, 방열기(14) 내를 통과하는 온수나 증기는 열에너지를 잃고 낮은 온도로 된다.

방열기(14) 내의 온수나 증기는 환수밸브(17)를 통하여 유출되어 다시 펌프(18) 등의 수단에 의하여 가열부(12)로 공급되어 새로운 순환을 시작할 수 있다. 이 밖에도 분배기(13)에 유입된 온수나 증기가 과다하게 공급된 경우에는 오버플로파이프(15a) 등을 통하여 급수탱크(15)로 유입되도록 구성할 수 있다.

이러한 보일러 시스템(10)에 의하여 난방되는 온도가 적절하게 조절되도록 하기 위하여 온도센서(19) 등이 설치될 수 있다. 즉, 온도센서(19)가 방안 등의 온도를 검출하여 제어부(11)로 전송하면, 제어부(11)는 설정된 온도이상인 경우 가열부(12)의 동작을 정지시키고 설정된 온도이하인 경우에는 작동을 계속시킴으로써, 적절한 온도범위에서 난방이 이루어지도록 한다.

도 2는 상술한 보일러 시스템(10) 중 종래의 전기보일러 시스템에서 사용되는 가열부(20)의 구성을 개략적으로 도시한다. 그 가열부(20)는 순환수를 저장할 수 있는 온수탱크(21)와 그 온수탱크(21)내의 순환수의 온도를 높이기 위한 저항선(23)을 포함하여 이루어진다.

온수탱크(21)로는 유입파이프(24)를 통하여 저온의 순환수가 유입되고, 온수탱크(21)에서 온도가 상승된 순환수는 유출파이프(25)를 통하여 유출된다. 도시된 바와 같이, 온수탱크(21)에 채워져 있는 순환수의 온도는 그 순환수 내에 잠겨지도록 설치되어 있는 저항선(23)에 의하여 상승된다. 즉, 니크롬선과 같은 저항선(23)은 전류가 흐르면 열을 내는 저항체이므로 전기에너지를 열에너지로 변환시키는 수단이 될 수 있다. 이 저항선(23)에 소정의 전원공급장치(22)로부터 전원을 공급하면, 저항선(23)이 가열되고, 결과적으로 저항선(23) 주위의 순환수의 온도가 상승될 수 있다.

상술한 바와 같은 종래의 전기보일러는 니켈계의 저항선을 이용하여 순환수의 온도를 높이는 방식을 사용하고 있다. 그런데, 이러한 니켈계의 저항선을 이용하는 방식은 가열효율이 낮고 저항선 자체의 수명이 짧다는 문제점이 있었다.

즉, 저항선에서 발열되는 열에너지에 의하여는 순환수를 순간적으로 고온가열하는 것이 불가능하였기 때문에, 가열되는 온수가 저장되는 탱크 등이 필요하며, 그 탱크 내에 저항선이 설치되어야 하였다.

다시 말해서, 저항선이 물속에 잠겨 고온과 저온상태로 교번되는 환경에 노출되어 있으므로 부식작용이 쉽게 일어날 수 있어서 저항선 자체의 수명이 짧아 자주 교환해주어야만 하는 문제가 있었다. 또한, 온수를 저장하는 탱크가 필요하므로 전체 장치의 부피가 커지게 되어, 설치하는 공간이 제한되며 또한 설치작업이 번거롭다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 니크롬선과 같은 저항선이 필요없어 수명이 길며, 온수탱크와 같은 축열장치가 필요없을 뿐만 아니라 배관에 직렬로 연결되므로 설치가 간편한 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 일반적인 전기보일러 시스템의 구성을 나타내는 개략도.

도 2는 종래의 저항선을 이용하는 전기보일러의 가열부 구조를 나타내는 개략도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체가열방식의 가열부 구조를 나타내는 개략도.

도 4a 및 도 4b는 도 3의 가열부에서 유체가 열에너지를 얻는 과정을 설명하기 위한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 보일러 시스템 11 : 제어부

12 : 가열부 13 : 분배기

14 : 방열부 15 : 급수탱크

15a : 오버플로 파이프 16 : 송수밸브

17 : 환수밸브 18 : 흡입펌프

19 : 온도센서 20 : 가열부(종래)

21 : 온수탱크 22 : 전원공급장치

23 : 저항선 24 : 유입파이프

25 : 유출파이프 30 : 가열부(본발명)

31 : 외부케이스 32 : 단열재

33 : 외측튜브 34 : 외측시브

35 : 내측시브 36a : 제1유동공

36b : 제2유동공 36c : 격판

36d : 유량조절공 36 : 내측튜브

37 : 패킹부 38, 39 : 파이프연결구

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기에너지를 열에너지로 변환시키고, 그 열에너지로 소정의 순환매체의 온도를 상승시켜 소정의 배관시스템을 통하여 순환시킴으로써 임의의 공간에 대한 난방을 수행하는 전기보일러에 있어서, 배관시스템내를 순환하면서 열교환작용을 하는 순환매체로서, 양이온 및 음이온이 일정농도이상 포함되어 있는 전해질용액; 그리고 그 전해질용액이 일측에서 유입되고 다른 일측에서 유출되는 관형상으로서 최소한 서로 절연된 상태의 두 개의 도전성 내벽을 가지며 그 도선정 내벽 사이를 전해질용액이 흘러가도록 하는 통로수단, 및 그 통로수단의 도전성 내벽에 소정 주파수를 갖는 교류전압을 인가하기 위한 전원수단을 포함함으로써, 교류전압이 인가되는 동안에 그 통로수단내를 흐르는 전해질용액의 온도가 상승되도록 구성된 가열부를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러를 제공한다.

여기서 그 가열부는 : 순환매체인 전해질용액이 그 일측에서 유입되고 유입된 전해질용액이 통로외부로 우회하여 다른 일측에서 유출될 수 있도록 하기 위하여, 양측이 개방되고, 중앙부의 단면적이 양측의 단면적보다 좁은 관형상이며, 그 양단부측의 각 측면부의 일부가 개방되어 전해질용액이 유출 및 유입될 수 있는 개방부를 가지며, 적어도 그 외주면은 도전성물질로 이루어지는 내측튜브와; 내측튜브의 일 단부측 개방부로부터 유출되는 전해질용액이 그 내측튜브의 다른 단부측 개방부를 통하여 내측튜브내로 전해질용액이 유입되게 흐르는 통로가 되도록, 내측튜브와 동축상으로 내측튜브의 외주를 둘러싸도록 설치되며, 그 양단부에서는 절연성물질인 패킹부에 의하여 내측튜브와 결합되고, 적어도 그 내주면은 도전성물질로 이루어지는 외측튜브; 그리고 내측튜브 및 외측튜브의 도전성물질로 이루어진 각 표면에 교류전압을 인가하기 위한 전원공급장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하여 구성될 수도 있다.

또한, 그 내측튜브와 외측튜브는 내식성이 큰 금속물질인 스테인레스 금속으로 제작되는 것을 특징으로 하거나; 그 내측튜브의 외주면과 외측튜브의 내주면에는 니켈를 포함한 금속으로 이루어지는 그물형태의 시브가 각각 설치되는 것을 특징으로 하거나; 또는 그 전해질용액은 3.5 ∼ 4.5 % 의 NaCl을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하여 이루어질 수 있다.

이에 따라, 니크롬선과 같은 저항선이 필요없어 수명이 길며, 온수탱크와 같은 축열장치가 필요없을 뿐만 아니라 배관에 직렬로 연결되므로 설치가 간편한 장점을 가지는 전기보일러가 제공될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체가열방식의 가열부 구조를 나타내는 개략도가 도시되며, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 가열부에서 유체가 열에너지를 얻는 과정을 설명하기 위한 개략도가 도시된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러는, 도 1에 도시된 바를 참조하여 설명한 바와 같은 난방용 보일러 시스템으로서, 전기에너지를 열에너지로 변환시키고, 그 열에너지로 소정의 순환매체의 온도를 상승시켜 소정의 배관시스템을 통하여 순환시킴으로써 임의의 공간에 대한 난방을 수행하는 전기보일러이다. 특히, 본 발명에 따르면 열교환용 순환매체로서 전해질용액을 사용한다는 점과, 그 가열부(12)로서 유체가열방식을 사용하는 가열부(30)를 채용한다는 점이 특징적이다.

즉, 본 발명에 따르면 배관시스템내를 순환하면서 열교환작용을 하는 순환매체로서, 양이온 및 음이온이 일정농도이상 포함되어 있는 전해질용액을 사용한다. 이 전해질용액은 바람직하게는 3.5 ∼ 4.5 % 의 NaCl을 포함하는 수용액을 사용할 수 있다. 즉, 약 4%농도를 가지는 소금물을 사용할 수 있는데 이는 일반적인 바닷물의 농도와 유사하므로 바닷물을 사용할 수도 있다.

여기서, 전해질용액은 양단에 설치되는 극판사이에 채워져 그 극판에 전압이 걸리는 경우에, 양이온(예컨대 Na⁺)은 -전압이 걸리는 극판으로 이동하게 되고 음이온(예컨대 Cl^-)은 +전압이 걸리는 극판으로 이동하게 된다. 이러한 상태는 도 4a와 도 4b에 도시되어 있다. 만약 두 극판에 걸리는 전압이 -와 +전압사이를 교번하게 되면, 양이온(예컨대 Na⁺)과 음이온(예컨대 Cl^-)은 두 개의 극판사이를 왕복이동하게 된다.

이에 따라, 두 극판사이에 인가되는 전기에너지는 전해질용액 속의 양이온(예컨대 Na⁺)과 음이온(예컨대 Cl^-)의 운동에너지로 전환될 수 있다. 이렇게 전해질용액 속의 입자들의 운동에너지의 증가는, 일반적인 열역학법칙으로 알 수 있듯이, 그 전해질용액의 내부에너지의 증가 즉 열에너지의 증가로 나타나며, 결과적으로 전해질용액의 온도가 상승하게 된다.

본 발명에 따른 가열부(30)는 이상과 같은 원리에 의하여 전해질용액의 온도를 높이기 위한 수단으로서, 그 전해질용액이 통과하는 두 개의 극판이 되는 통로수단(33, 36)과 그 두 극판사이에 교류전원을 인가할 수 있게 설치되는 전원공급장치(22)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 가열부(30)의 통로수단(33, 36)은, 전해질용액이 일측에서 유입되고 다른 일측에서 유출되는 관형상으로서, 최소한 서로 절연된 상태의 두 개의 도전성 내벽을 가지며 그 도선정 내벽 사이를 전해질용액이 흘러가도록 하는 장치이다. 그리하여, 통로수단(33, 36)의 도전성 내벽에 소정 주파수를 갖는 교류전압이 전원수단(22)에 의하여 인가되도록 구성된다. 이에 따라, 교류전압이 인가되는 동안에 그 통로수단(33, 36)내를 흐르는 전해질용액의 온도가 상술한 원리에 의하여 상승될 수 있다.

여기서, 인가되는 교류전압은 통상적인 가정용 전원으로서 60Hz 또는 50Hz의 주파수를 갖는 110V 또는 220V의 교류전원을 사용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 전해질용액의 양이나 가열부(30)를 이루는 장치의 전체적인 크기 등을 고려하여 적절하게 조정될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러에 있어서 그 가열부(30)는 전해질용액이 흐르는 통로이며 전압이 인가되는 두 극판을 구성하는 내측튜브(36)와 외측튜브(33), 그리고 두 튜브(35, 33)를 전기적으로 절연시키면서 전해질용액이 흐르는 통로를 밀봉하기 위한 패킹부(37)와, 두 튜브(36, 33)를 열적으로 외부환경과 절연시키기 위한 단열재(32) 및 외부케이스(31)를 포함하여, 또한 교류전압을 두 튜브(36, 33)에 인가하기 위한 전원공급장치(22)를 포함하여 구성될 수 있다.

내측튜브(36)는 순환매체인 전해질용액이 그 일측에서 유입되고 유입된 전해질용액이 통로외부로 우회하여 다른 일측에서 유출될 수 있도록 하기 위한 통로이면서 전압이 인가될 수 있도록 하는 하나의 극판기능을 한다. 이를 위하여 양측이 개방되고, 중앙부의 단면적이 양측의 단면적보다 좁은 관형상을 이루는 것이 바람직하다. 그리고, 그 양단부측의 각 측면부의 일부가 개방되어 전해질용액이 내측튜브(36)의 외주면 밖으로 유출 및 유입될 수 있는 적어도 두 개이상의 개방부(36a, 36b)를 가진다.

내측튜브(36)는 도전성물질인 금속으로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 내식성이 강한 금속물질인 스테인레스 금속을 사용하여 제작될 수 있는데, 금속이 아닌 다른 물질로 제작되는 경우에는 적어도 그 외주면은 도전성물질이 코팅되도록 제작되는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 실시예에서는, 내측튜브(36)는 대체로 동일한 단면적을 갖는 관형상의 중앙부에 격판(36c)을 설치하여 그 격판(36c)의 중앙부가 개방되어 형성되는 유량조절공(36d)을 포함한 구조를 채용하고 있다. 즉, 보일러의 배관시스템에 속하고 있는 유입파이프(24)와 내측튜브(36)를 전기적으로 외부와 절연시키는 역할도 겸한 유입파이프연결구(38)를 통하여 내측튜브(36)로 유입된 전해질용액은 격판(36c)측으로 계속 이동하게 되는데, 격판(36c)에 형성되어 있는 유량조절공(36d)의 크기는 유입구측 단면적 크기보다 작기 때문에 이동속도가 느려지며, 한편으로 유입파이프연결구(38)로부터 내측튜브(36)의 유입구측으로는 전해질용액이 계속해서 유입하게 된다.

그리하여 도 3에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이, 전해질용액은 자연스럽게 내측튜브(36)의 유입구측 측면부가 절개되어 형성된 다수의 제1유동공(36a)을 통하여 외부로 유출될 수 있다. 여기서, 유량조절공(36d)의 크기를 조절함으로써 전해질용액이 제1유동공(36a)을 통해 유출되는 속도 및 양을 조절할 수 있다.

내측튜브(36)의 외부로 유출된 전해질용액은 아래에서 자세하게 설명될 외측튜브(33)에 의한 통로를 따라 흐르다가, 내측튜브(36)의 유출구측 측면부에 형성되어 있는 개방부인 제2유동공(36b)을 통하여 다시 내측튜브(36)내로 유입될 수 있다. 이렇게 유입된 전해질용액은 온도가 상승된 상태일 수 있으며, 계속해서 내측튜브(36)를 외부와 전기적으로 절연시키는 기능을 겸한 유출파이프연결구(39), 그리고 유출파이프(25)를 통하여 소정의 배관시스템에 의해 방열부 등으로 이동될 수 있다.

한편, 외측튜브(33)는 내측튜브(36)의 일 단부측 개방부로부터 유출되는 전해질용액이 내측튜브(36)의 다른 단부측 개방부를 통하여 내측튜브(36)내로 전해질용액이 유입되게 흐르는 통로가 되도록 하는 수단이면서, 내측튜브(36)에 대응하는 다른 극성의 전압이 인가될 수 있게 하는 극판기능을 한다. 이를 위하여 외측튜브(33)는 내측튜브(36)에 비하여 큰 반지름을 갖는 관형상으로서 내측튜브(36)와 동축상으로 내측튜브(36)의 외주를 둘러싸도록 설치될 수 있다.

그리고, 외측튜브(33)의 양단부에서는 절연성물질인 패킹부(37)에 의하여 내측튜브(36)와 결합된다. 이 패킹부(37)는 외측튜브(33)의 내주면과 내측튜브(36)의 외주면에 의하여 형성되는 통로에서 흐르는 전해질용액이 누출되지 않도록 하는 밀봉재역할을 하면서, 동시에 외측튜브(33)와 내측튜브(36)가 전기적으로 절연상태로 유지되도록 하는 역할을 한다.

외측튜브(33)는, 내측튜브(36)와 마찬가지로 도전성물질인 금속으로 이루어질 수 있으며 바람직하게는 내식성이 강한 금속물질인 스테인레스 금속을 사용하여 제작될 수 있는데, 금속이 아닌 다른 물질로 제작되는 경우에는 적어도 그 내주면이 도전성물질에 의하여 코팅되도록 제작되는 것이 바람직하다.

또한 전원공급장치(22)는 내측튜브(36)의 적어도 외주면과 외측튜브(33)의 적어도 내주면, 즉 도전성물질로 이루어진 각 표면에 대하여 교류전압을 인가하기 위한 장치로서, 두 튜브(35, 33)를 열적으로 절연하는 단열재(32)와 외부케이스(31)의 외측에 설치될 수 있다. 그리하여 도시된 바와 같이, 각각 내측튜브(36)와 외측튜브(33)와 전선 등으로 연결되어 예컨대 220V, 60Hz의 교류전압을 인가하도록 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러에서, 가열부(30)의 전해질용액이 유동하면서 전압이 인가되도록 하는 두 개의 극판인 내측튜브(36)의 외주면과 외측튜브(33)의 내주면에는, 각각 니켈를 포함한 금속으로 이루어지는 그물형태의 내측 및 외측시브(34, 35)가 각각 설치될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 극판의 표면적이 증가되는 효과가 있으므로 결과적으로 전해질용액과 극판과의 반응이 일어나는 표면적이 증가되므로, 보다 효율적으로 전기에너지가 열에너지로 전환되는 구조를 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 유체가열방식의 가열부(30)는, 도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 보일러 시스템(10)의 가열부(12) 대신 채용되어, 본 발명이 제안하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러 시스템을 구성할 수 있다.

본 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러에 있어서는, 급수탱크(15)나 환수밸브(17)와 펌프(18) 등을 통과하는 저온의 순환매체 즉, 저온의 전해질용액은 가열부(30)의 내측튜브(36)로 유입된다. 내측튜브(36)로 유입된 저온의 순환매체의 일부분은 곧 내측튜브(36)의 외주면과 외측튜브(33)의 내주면, 또는 내측시브(35)와 외측시브(34)가 두 개의 극판이 되고 패킹부(37)에 의하여 양단이 밀봉되어 있는 공간(이 공간을 "가열공간"이라 하자)으로 유동된다.

가열공간으로 유입된 전해질용액에는 양이온(예컨대 Na⁺)과 음이온(예컨대 Cl^-)입자들이 포함되어 있다. 전원공급장치(22)에서 교류전압 예컨대 60Hz의 교류전압을 두 튜브(36, 33)에 인가하면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 전해질용액내의 양이온과 음이온입자들이 1초에 60회씩 두 극판사이를 왕복이동하게 되고, 결과적으로 전기에너지가 열에너지로 전환된다. 그리하여 가열공간내에서 순환매체인 전해질용액은 고온상태로 된다.

고온의 전해질용액은 다수의 제2유동공(36b)을 통하여 내측튜브(36)내로 유입되고 내측튜브(36)의 내부를 그대로 통과하여 이동하던 소량인 저온의 전해질용액과 혼합된 채 유출파이프연결구(39)와 유출파이프(25)를 통하여 유출된다. 이 혼합된 전해질용액의 온도가 소망하는 난방기능을 위해서는 적당한 고온을 유지할 수 있도록 하기 위하여, 가열공간내로 유동하는 전해질용액의 양과 내측튜브(36)내에서 그대로 통과하는 전해질용액의 양은, 각각의 제1유동공(36a)과 제2유동공(36b) 그리고 유량조절공(36d)의 크기를 조정하여 적절히 조절될 수 있다.

이렇게 가열부(30)에서 고온으로 상승된 순환매체인 전해질용액은 도 1에 도시된 바를 참조하여 설명한 일반적인 보일러 시스템의 구성에 따라서, 분배기(13)와 송수밸브(16)를 거쳐 방열기(14) A, B, C에 선택적으로 공급됨으로써, 각 방열기(14)가 설치되어 있는 소망하는 공간의 난방이 이루어질 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러의 구성과 작동에 의하면, 니크롬선과 같은 저항선이 필요없어 부식의 문제가 거의 없으므로 전체장치의 수명이 길고, 순환매체인 전해질용액의 전기적인 성질을 이용하여 직접 전기에너지를 전해질용액의 내부에너지로 전환시키고 있으므로 그 에너지 변환효율이 크다. 또한 온수탱크와 같은 부피가 큰 축열장치가 필요없어 전체장치의 부피가 작을 뿐만 아니라, 배관 시스템에 직렬로 연결될 수 있어 구조가 간단하고 설치가 간편한 장점을 가지는 전기보일러가 제공될 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.

Claims (5)

1. 전기에너지를 열에너지로 변환시키고, 그 열에너지로 소정의 순환매체의 온도를 상승시켜 소정의 배관시스템을 통하여 순환시킴으로써 임의의 공간에 대한 난방을 수행하는 전기보일러에 있어서,

   배관시스템내를 순환하면서 열교환작용을 하는 순환매체로서, 양이온 및 음이온이 일정농도이상 포함되어 있는 전해질용액; 그리고

   그 전해질용액이 일측에서 유입되고 다른 일측에서 유출되는 관형상으로서 최소한 서로 절연된 상태의 두 개의 도전성 내벽을 가지며 그 도선정 내벽 사이를 전해질용액이 흘러가도록 하는 통로수단(33, 35), 및 그 통로수단의 도전성 내벽에 소정 주파수를 갖는 교류전압을 인가하기 위한 전원수단(22)을 포함함으로써, 교류전압이 인가되는 동안에 그 통로수단내를 흐르는 전해질용액의 온도가 상승되도록 구성된 가열부(30)를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 그 가열부(30)는 : 순환매체인 전해질용액이 그 일측에서 유입되고 유입된 전해질용액이 통로외부로 우회하여 다른 일측에서 유출될 수 있도록 하기 위하여, 양측이 개방되고, 중앙부의 단면적이 양측의 단면적보다 좁은 관형상이며, 그 양단부측의 각 측면부의 일부가 개방되어 전해질용액이 유출 및 유입될 수 있는 개방부를 가지며, 적어도 그 외주면은 도전성물질로 이루어지는 내측튜브(36)와; 내측튜브(36)의 일 단부측 개방부로부터 유출되는 전해질용액이 내측튜브(36)의 다른 단부측 개방부를 통하여 내측튜브(36)내로 전해질용액이 유입되게 흐르는 통로가 되도록, 내측튜브(36)와 동축상으로 내측튜브(36)의 외주를 둘러싸도록 설치되며, 그 양단부에서는 절연성물질인 패킹부(37)에 의하여 내측튜브(36)와 결합되고, 적어도 그 내주면은 도전성물질로 이루어지는 외측튜브(33); 그리고 내측튜브(36) 및 외측튜브(33)의 도전성물질로 이루어진 각 표면에 대하여 교류전압을 인가하기 위한 전원공급장치(22)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러.
3. 제 2 항에 있어서, 그 내측튜브(36)와 외측튜브(33)는 내식성이 큰 금속물질인 스테인레스 금속으로 제작되는 것을 특징으로 하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 그 내측튜브(36)의 외주면과 외측튜브(33)의 내주면에는 니켈를 포함한 금속으로 이루어지는 그물형태의 시브(34, 35)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러.
5. 제 1 항에 있어서, 그 전해질용액은 3.5 ∼ 4.5 % 의 NaCl을 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 이온운동에너지를 이용한 유체가열방식의 전기보일러.