KR19990068415A - 물을데우는전기온수보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 데우는 전기온수보일러에 관한것이다.

즉, 전기온수보일러 본체의 입구에는 난방관을 순환한 관수량이 입수되며, 본체의 압력부에는 입수된 폐수의 압력을 높이는 압력부가 다음으로 위치하고, 열발생부에는 압력이 높아진 수압이 - 전하와 물의 + 전하와 합쳐져 물이 상온으로 바뀌며, 열발생부에 다음으로 위치한 배수부에는 상온으로된 물이 보조탱크로 이동하고, 보조탱크의 저수량은 난방관을 통하여 각방의 실내로 난방이 들어가는 것으로서, 종래와 같이 기름, 가스 등의 연료로 온수를 상승시켰던 것을 물을 절연체로 만들어 폐쇄적인 시스템에서 물을 가열하여 난방을 하기 위한 특징이 있는 것이다.

Description

물을 데우는 전기온수보일러{A BOILER USING ELECTRICAL HEATER}

본 발명은 물을 데우는 전기온수보일러에 관한 것으로서, 특히 관체내부를 통과하는 물에 전기의 플러스(+)와 마이너스(-)를 전원을 투입하면 물이 순간적으로 변환된 물을 난방관으로 통과하면서 단 시간내에 난방을 할 수 있는 것을 제공함에 있다.

종래의 기름보일러는 가정용이나 산업용에서 많이 이용하는 것은 주지된 사실이다.

기름보일러의 가동을 개략적으로 설명하면 기름탱크에 있는 기름이 기화기 를 거쳐 분사되면 전기스파크에 의해 불꽂이 발생하면서 화력이 발생되고, 보일러 내부에 있는 동파이프가 이 화력에 의해 상온으로 되면서 동파이프 내부에 있는 물이 각각의 난방관으로 이동하고, 난방관을 순환한 관수량은 순환펌프에 의해 보일러로 입수되어 순환을 반복하는 것으로 되어있다.

그러나 기름보일러인 경우는 기름를 연료로 하여 동파이프 내부에 있는 물을 상온으로 끌게 되므로 기름이 구비되어야 하며, 연료소비에 따른 소비자의 부담이 있고, 연료가 연소될 때에 소음이 발생함과 아울러 일산화탄소가 발생하여 환경공해가 심하고, 보일러의 부피가 크고 중량을 갖고 있으며, 보일러 설치시에도 조립하는 제작 과정이 복잡한 결점을 갖고 있고 가격이 고가인 것이다.

따라서 최근에는 가정용 보일러로 주로 이용되는 것은 가스보일러를 많이 설치하는바 이또한 도시가스와 연결하여 사용하므로서, 가스 사용량에 따른 소비자의 연료 부담이 있고, 제품 가격이 기름보일러보다 고가이며, 가스에 대한 폭팔위험성을 항상 앉고 있는 문제점이 있는 것이다.

상기 기름 보일러와 가스보일러와 다르게 열선을 이용한 전기보일러는 동파이프 내부에 열선코일이 있는 것으로서, 상기 열선코일에 전기를 인가하면 열선코일의 온도가 열봉으로 열전도가 되면서 보조탱크 내부에 저장된 저수량을 상온으로 상승시켜 각각의 난방관으로 이동하도록 되어있다.

그러나 열선코일의 온도가 열봉으로 열전도가 되고 열봉에서 발생되는 열은 물을 상온으로 상승시키는 과정인 2차간접열에 의하여 진행되므로서, 물의 온도 상승이 늦어지며, 전기 사용량이 많이 소모되는 결점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적으로는 밀폐된 관체 내부를 통과하는 물에 전기의 플러스(+)와 마이너스(-)전원을 투입하면 물이 순간 상온으로 변환되면서 난방관으로 순환시켜 단시간내에 난방을 할 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

도 1 - 본 발명의 분해 사시도

도 2 - 본 발명의 결합된 사시도

도 3 - 본 발명의 측단면도

도 4 - 본 발명에 적용된 안전장치 회로도

도 5 - 본 발명의 실시예로 적용된 배관 개략도

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온수보일러 본체 내부에 물을 역류시켜 압력이 상승되도록 하는 압력부와, 압력부에서 압력이 상승된 물을 마이너스(-)전하를 갖도록 하는 마이너스관체부와, 이 마이너스관체부와 플러스너트부를 분리되도록 하는 절연부재와, 상기 마이너스전하와 플러스전하가 물로 도통되어 상온으로 바뀌게 되는 열발생부와, 이 열발생부의 온도팽창의 압력에 의해 자연적으로 이동하여 임시저장되는 보조탱크와, 보조탱크 내에 있는 상온의 저수량에 의해 온수를 이용할 수 있도록 하는 온수관과, 상기 보조탱크 상부에는 난방관의 도입부가 되는 난방입구부와, 상기 난방관을 순환하여 보조탱크로 유입되는 관수량을 강제로 순환되도록 하는 순환펌프와, 보조탱크 하부에 설치된 온도감지기에 의해 상기 순환펌프의 작동유무를 결정하는 온도제어부와, 보조탱크 상부에 설치된 온도감지기에 의해 전원의 단락/접속을 결정하는 전압조정부가 콘트롤박스에 배치된 특징이 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

온수보일러(1)내부에는 중앙에 물의 압력을 상승시키는 차단판(2a)을 갖는 순간온수관(2)을 배치하고, 이 순간온수관의 상하측에는 복수개의 구멍(2b, 2b′)을 천공하여 진행하는 물을 유도시키며, 순간온수관 상하측의 수나사(2c)에 끼워진 절연부재(3)는 마이너스단자(4)와 연결된 마이너스관체(5)를 플러스단자(6)와 결합된 플러스너트(7)와 격리시키고, 상기 마이너스단자(4)와 플러스단자(6)및 접지단자(8)를 외부에서 격리시키는 절연부재(9)가 외부에 노출되어 있으며, 온수보일러의 외부에는 상온으로 변환된 물과 전기로 부터 보호하는 보호관(10)이 조립되고 상기 순간온수관(2) 상부는 보조탱크(11)의 입수부와 연결되는 배수관(12)이 연결되며, 보조탱크의 내부에는 온수를 이용할 수 있도록 하는 온수관(13)이 내장되며, 보조탱크의 상부에는 보조탱크 내부에 저수량이 난방관(14)으로 이동되도록 하는 난방입구관(15)이 노출되고, 보조탱크의 하부에는 상기 난방관(14)을 순환한 관수량이 다시 보조탱크(11)으로 유입되는 폐수관(16)이 노출되며, 상기 폐수관(16)에는 폐수관을 통과하는 관수량을 강제로 순환시키는 순환펌프(M)가 결합되고, 상기 순환펌프(M)와 폐수관(16)사이에는 관수량에 물을 보충하는 팽창관(17)이 결합되고 상기 보조탱크(11)상부에 결합된 온도감지기(18)는 콘트롤박스(19)내에 설치된 전압조정부(20)와 접속되어 온도에 따른 전압을 차단 또는 접속하며, 보조탱크(11)하부에 결합된 온도감지지(21)는 상기 폐수관(16)을 통과하여 보조탱크으로 유입된 관수량의 온도를 감지하여 이를 온도제어부(22)를 송출하면 온도제어부는 상기 순환펌프(M)을 작동 유무를 제어하도록 구성된 것이다.

도면중 미설명 부호 23는 팽창탱크이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.

보조탱크(11), 난방관(14), 폐수관(16), 온수보일러(1)에 물이 충만된 상태에서 온수보일러(1)에 있는 마이너스관체(5)와 플러스너트(7) 전기를 인가하면 전기분해에 의해 열이발생 된다.

이를 구체적으로 설명하면 전기보일러의 구조와 같이 수개의 동파이프에 내장된 열선코일에 전기를 인가하면 저항체인 히팅코일에서 열이 발생하는 이유와 같이 물 또한 높은 저항값을 갖는 절연체를 이용하는 것이다.

즉, 전압과 전류를 갖는 양극(+, -)단을 순수한 물에 도통시키면 이온(극소수)들이 물분자(H₂O)와 부딪치면서 열이 발생하게 되는 것으로, 물에 전기분해할 경우의 반응식은 다음과 같다.

산소와 수소가스의 발생이 각각의 전극에서 진행되기 때문에 각각의 전극에서의 반응으로 나누어 생각할 필요가 있습니다.

상기와 같은 기본적인 반응식으로 통과하는 물의 온도가 0℃인 경우에는 저항값이 120KΩ의 수치로 되고 이 일반 가정집 전압의 220V에 2.5∼3 암페어를 전기를 인가시키면 0℃에서 시작하여 90℃ 상승되는 시간은 1분 30초 걸리게 되고 1℃ 온도가 상승되는 시간은 1초가 걸리는 것을 알수 있으며, 90℃에서의 저항값은 18KΩ으로 하락하는 것으로 물분자가 활발하게 움직이는 것을 알수이다.

또한 본 발명의 순간온수관(2)은 물 1ℓ의 용적을 순간적으로 저온에서 상온으로 전환 시킨다.

상온으로 팽창된 물은 순간온수관(2)을 빠져나와 물 7ℓ의 용적을 갖는 보조탱크(9)으로 유입되고 보조탱크에 내에 있는 저수량의 온도를 90℃까지 상승되는 시간은 약 17초 정도가 소요된다.

상기와 같이 보조탱크의 물을 90℃가 상승되기 전에도 보조탱크에 있는 저수량은 점차적인 온도상승에 의해 팽창되면서 난방관(14)으로 자연 순환되는 것이다.

상기와 같이 물이 난방관(14)을 순환하여 폐수관(16)을 경유한 다음 보조탱크(11)의 하부로 유입되며, 난방관을 순환하는 과정에서 극소량의 물이 수증기로 증발되면 이를 팽창탱크(23)에서 보충을 하고 보충이 완료되면 팽창탱크(23)에 있는 부래(도시생략)에 의해 물이 차단된다.

또한 순환되어 보조탱크로 유입된 물의 온도는 상부보다 저온이기 때문에 대류현상에 의해 다시 온수보일러(1)로 진입하는 것이다.

온수보일러(1)에 다시 진입된 물은 순간온수관(2) 중앙에 형성된 차단판(2a)에 의해 진행에 방해가 되면서 역류된 물은 하부의 두개의 구멍(2b)으로 배수된다.

이때 물은 두개의 구멍(2b)의 내경이 순간온수관(2)의 내경보다 작기 때문에 압력을 받게되며, 상승된 압력으로 마이너스단자(4)와 연결된 마이너스관체(5)를 통과한 다음 순간온수관(2) 상부에 천공된 두개의 구멍(2b′)으로 진입하게 되고 플러스단자(6)와 결합된 플러스너트(7)로 이동하게 된다.

이때 물은 마이너스(-)전하를 띄면서 이동하고 대기하고 있던 플러스너트(7)에 발생된 플러스(+)전하와 접촉되면 물이 상온으로 올라가는 것이다.

한편 물이 순환하는 시간에도 보조탱크(11) 내부의 저수량은 온도가 상승되어 90℃가 상승되면, 온도감지기(19)가 이를 감지하여 전압조정부(21)에 신호를 송출하여 전원을 자동으로 차단하게 된다.

이 시점에서도 보조탱크(11)에 있는 저수량은 난방관(14)을 순환하여 폐수관(16)을 통과하고 보조탱크(11)로 유입된 관수량의 온도가 60℃가 되면 보조탱크(11)하부에 설치된 온도감지기(22)가 이를 감지하여 온도제어부(23)로 송출하면 온도제어부는 순환펌프(M)을 작동시킨다.

이와 같은 보일러의 계통에 따라 30평형 단독주택을 시험실시하여 종래의 보일러와 비교한 표는 다음과 같다.

구 분	기름보일러	가스보일러 (LPG)	가스보일러 (LNG)	순간온수보일러
하루 난방에 필요한 열량	194,400Kcal	194,400Kcal	194,400Kcal	194,400Kcal
발열량(Kcal)	20,000kcal/hr	20,000kcal/hr	20,000kcal/hr	12,960kcal/kw
하루전기(기름) 총사용량	23ℓ(9.7시간 가동)	19.4kg(9.7시간 가동)		15kw(6시간 가동)
난방비(한달 기준)	305,890원	372,480원	238,940원	86,580원 (누진율적용)

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 순수한 물을 상온으로 상승시켜 이를 난방관로 순환시킴으로서, 종래와 같이 기름 또는 가스의 연료가 필요없으며, 전기의 소모량 또한 절감되는 것이다.

특히 부피가 매우 작기 때문에 설치공간이 많이 필요치 않으며, 소음과 진동이 없고 환경공해가 전혀없는 아주 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 온수보일러 본체 내부에 물을 역류시켜 압력이 상승되도록 하는 압력부와, 압력부에서 압력이 상승된 물을 마이너스(-)전하를 갖도록 하는 마이너스관체부와, 이 마이너스관체부와 플러스너트부를 분리되도록 하는 절연부재와, 상기 마이너스전하와 플러스전하가 물로 도통되어 상온으로 바뀌게 되는 열발생부와, 이 열발생부의 온도팽창의 압력에 의해 자연적으로 이동하여 임시저장되는 보조탱크와, 보조탱크 내에 있는 상온의 저수량에 의해 온수를 이용할 수 있도록 하는 온수관과, 상기 보조탱크 상부에는 난방관의 도입부가 되는 난방입구부와, 상기 난방관을 순환하여 보조탱크로 유입되는 관수량을 강제로 순환되도록 하는 순환펌프와, 보조탱크 하부에 설치된 온도감지기에 의해 상기 순환펌프의 작동유무를 결정하는 온도제어부와, 보조탱크 상부에 설치된 온도감지기에 의해 전원의 단락/접속을 결정하는 전압조정부가 콘트롤박스에 배치된 배치된 것을 특징으로 하는 물을 데우는 전기온수보일러.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 온수보일러 내부에 형성된 압력부는 중앙에 물의 압력을 상승시키는 차단판을 갖는 순간온수관을 형성하고 이 순간온수관의 상하측에는 복수개의 구멍을 천공하여 진행하는 물을 유도시키며,

   상기 열발생부에는 순간온수관 상하측의 수나사에 끼워진 절연부재가 마이너

   스단자와 연결된 마이너스관체를 플러스단자와 결합된 플러스너트와 격리시키며, 상기 마이너스단자와 플러스단자 및 접지단자를 온수보일러 외부에서 격리시키는 절연부재가 노출되고 온수보일러의 외부에는 상온으로 변환된 물과 전기로 부터 보호하는 보호관을 형성하고

   상기 순환펌프와 폐수관 사이에는 물을 보충하는 팽창관을 연결한 것을 특징으로 하는 물을 데우는 전기온수보일러.