KR200225949Y1 - 열교환식 전기온수기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열교환식 전기온수기에 관한 것으로, 축열조(10)에 팽창라인(80)을 매개로 팽창탱크(90)가 연통되어진 구조로 되어, 축열조(10)의 난방수가 온도변화에 따라 부피팽창되거나 부피축소되더라도, 축열조(10)의 내압이 항상 일정하게 유지되도록 된 것이다.

Description

열교환식 전기온수기{Heat exchange type electric water heater}

본 고안은 열교환식 전기온수기에 관한 것으로, 특히 축열조 내압이 항상 일정하게 유지되도록 하여, 과압에 의한 축열조 폭발의 위험이 방지되도록 된 열교환식 전기온수기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 연소식 온수기의 경우에는, 버너에서 연소되는 연료의 연소열로 가열조(열교환기)를 직접 가열하여 가열탱크로 유입되어진 냉수가 빠르게 가열되도록 하는 방식으로, 전기온수기에 비해서 소형제작이 가능하고, 필요에 따라서 그때 그때 적절하게 사용할 수 있으므로 사용이 편리한 장점이 있지만, 연료의 불완전 연소로 인한 유해 배기가스의 방출로 인하여 대기가 오염되고, 가열조에서의 열교환시 열손실이 클 수밖에 없어서 에너지의 낭비와 유지비용의 증가가 초래되는 단점이 있다.

반면, 전기히터를 가열수단으로 이용하는 전기온수기는 상기 연소식 온수기에 비해서 냉수를 임의의 온도까지 가열하는데 많은 시간이 소요되므로, 축열조에 충만되어진 저장수가 항상 임의의 설정온도로 유지되도록, 전기히터를 매개로 축열조의 저장수를 가열한 상태에서, 축열조에 내장된 열교환라인의 냉수가 가열된 축열조의 저장수에 의해 간접적으로 가열되도록 하는 열교환식이 일반적이다. 이러한 열교환식 전기온수기는, 축열기능과 열전도율을 향상시키기 위해서는 축열조의 부피를 크게 하여 보다 많은 양의 저장수를 미리 가열시켜야 하므로, 소형제작이 사실상 불가능하고, 또한 온수를 사용하기 위해서는 축열조의 저장수가 임의의 설정온도로 항상 유지되어야 하므로, 전기온수기를 가동시키지 않은 상태에서 온수를 사용하기 위해서는 축열조의 저장수가 가열될 때까지 기다려야 하는 사용상의 번거로움이 있지만, 상기 연소식 온수기에서와 같은 유해 배기가스의 방출로 인한 대기오염이 발생되지 않고, 작은 열손실로 인해서 에너지 이용효율이 증가되며, 유지비용이 절감되는 잇점이 있다.

도 1을 부분적으로 참조하여 종래 열교환식 전기온수기를 설명해 보면, 우선 전기온수기를 작동시킨 상태에서, 축열조(10)에 설치되어진 온도감지센서(도시안됨)에서 작동제어수단(1)으로 입력되는 저장수의 온도가 미리 셋팅되어진 최저 온도보다 낮아지게 되면, 작동제어수단(1)에서 축열조(10)에 설치된 전기히터(도시안됨)에 전원을 공급하여, 축열조(10)에 저장된 저장수가 연속적으로 가열되도록 한다.

이후, 전기히터에 의해 연속적으로 가열되는 저장수의 온도가 미리 셋팅되어진 최고 온도보다 높아지게 되면, 작동제어수단(1)에서 전기히터로의 전원공급을 차단하여, 저장수가 필요이상으로 과열되지 않도록 한다.

그러나, 종래 기술에 따른 전기온수기의 경우에는, 축열조(10)의 내압을 일정하게 조절하는 수단이 강구되지 못하여, 압력증가에 따른 축열조(10)의 폭발의 위험이 상존하는 문제가 발생되었다.

이를 보다 상세히 설명해 보면, 축열조(10)에 충만된 저장수는 고온으로 가열되면 그 부피가 팽창되므로, 축열조(10)의 내압이 증가하게 되는데, 저장수의 부피팽창에 의한 축열조(10)의 내압이 허용치보다 높아지게 되면 축열조(10)가 폭발하게 된다.

종래 방법에 따라 이러한 문제를 해소하기 위해서는 축열조(10)의 두께를 두껍게 하여 내압 허용치를 증가시켜야 되지만, 이러한 경우에는 재료가 불필요하게 낭비되고, 전기온수기의 자중이 증가되는 문제가 발생되었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로, 축열조 내압이 항상 일정하게 유지되도록 하여, 과압에 의한 축열조 폭발의 위험이 방지되도록 하는 열교환식 전기온수기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 열교환식 전기온수기의 일예를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 열교환식 전기온수기의 요부분해 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 각 구성요소들이 조립된 상태에서의 A-A선 단면도,

도 4는 본 고안에 따른 열교환식 전기온수기의 다른 일예를 도시한 요부분해 사시도이다.

- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어설명 -

1 ; 작동제어수단, 2 ; 전원제어수단,

10 ; 축열조, 11 ; 열교환라인 지지부재,

20 ; 전기히터, 31,32 ; 온도감지센서,

35 ; 저수위감지센서, 40 ; 축열조 급수라인,

41 ; 솔레노이드 급수밸브, 42 ; 체크밸브,

50 ; 냉수 공급라인, 60 ; 온수 배출라인,

70 ; 열교환라인, 80 ; 팽창라인,

90,91,92 ; 팽창탱크, 100 ; 지지구조체,

111,112 ; 축열조 받침대, 121,122 ; 외곽틀,

130,140 ; 외곽틀 고정부재, 150 ; 하부판,

161,162,163 ; 둘레면 고정판, 164 ; 개폐용 커버,

170 ; 상부판.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 온도감지센서와 전기히터를 갖추고서 축열조 급수라인에 연통되어진 축열조에 열교환라인이 내장되고, 열교환라인의 양쪽 선단이 축열조의 냉수 공급라인과 온수 배출라인에 연통되어, 전기히터에 의해 가열되어진 축열조 내의 저장수에 의해 열교환라인 내의 냉수가 간접가열되는 열교환식 전기온수기에 있어서, 상기 축열조에 팽창라인을 매개로 팽창탱크가 연통되어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

이하 본 고안을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 열교환식 전기온수기의 일예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 열교환식 전기온수기의 요부분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 각 구성요소들이 조립된 상태에서 A-A선을 절개한 부분 단면도인 바, 이에 의하면, 열교환식 전기온수기는, 각 구성요소들의 동작을 자동으로 제어하는 작동제어수단(1)과, 작동제어수단(1)을 포함한 각 구성요소들의 전원을 ON/OFF 제어하는 전원제어수단(2 ; 도 4참조), 축열조 급수라인(40)에 연통되는 원통형태의 축열조(10), 축열조(10)의 둘레면 하부에 설치되어 축열조(10) 내의 저장수를 가열하는 전기히터(20), 축열조(10)의 둘레면에 설치되어 축열조(10) 내의 저장수의 온도를 감지하는 온도감지센서(31,32), 축열조(10)에 내장되어 이의 양쪽 선단이 축열조(10)의 냉수 공급라인(50)과 온수 배출라인(60)에 각각 연통되는 열교환라인(70), 축열조(10)의 상부에 팽창라인(80)을 매개로 연통되는 팽창탱크(90), 이들 각 구성요소들을 지지하는 지지구조체(100)로 이루어진 구조로 되어 있다.

상기 열교환식 전기온수기의 작동상태를 설명해 보면, 축열조 급수라인(40)을 통해서 축열조(10) 내부에 저장수가 충만되고, 냉수 공급라인(50)을 통해서 열교환라인(70) 내부에 냉수가 충진된 상태에서, 전원제어수단(2)을 ON으로 전환하면, 셋팅 조건에 따라서 작동제어수단(1)에 의해 축열조(10)의 저장수를 가열하기 위한 동작이 수행된다.

상기 축열조(10) 내의 저장수의 온도가 설정 온도보다 낮으면, 전원제어수단(2)에 의해 전기히터(20)로 전원이 인가되어, 전기히터(20)에 의해 축열조(10)의 저장수가 가열되고, 반면 온도감지센서(31,32)를 매개로 감지되는 축열조(10) 내의 저장수의 온도가 설정 온도보다 높으면, 전원제어수단(2)에 의해 전기히터(20)로의 전원이 차단되어, 전기히터(20)에 의한 축열조(10)의 저장수 가열이 정지된다.

상기 열교환라인(70) 내에 충진된 냉수는 고온으로 가열된 축열조(10)의 저장수에 의해 간접 가열되는데, 사용자가 온수를 이용하게 되면, 냉수 공급라인(50)을 통해서 유입되는 냉수가 열교환라인(70)을 통과하면서 가열된 후, 온수 배출라인(60)을 통해서 외부로 배출되므로, 연속적으로 온수를 사용할 수 있게 된다.

여기서, 본 고안에 따른 전기온수기는 팽창탱크(90)가 팽창라인(80)을 매개로 축열조(10)에 연통되어 있으므로, 축열조(10) 내의 저장수가 고온으로 가열되어서 저장수의 부피가 팽창되면, 팽창된 부피만큼의 저장수가 팽창라인(80)을 통해서 축열조(10)로부터 팽창탱크(90)로 유입되는 한편, 축열조(10) 내의 저장수가 저온으로 냉각되어서 저장수의 부피가 축소되면, 축소된 부피만큼의 저장수가 팽창라인(80)을 통해서 팽창탱크(90)로부터 축열조(10)로 유입되므로, 저장수의 가열상태와 무관하게 축열조(10)의 내압이 항상 일정하게 유지된다는 점을 주목할 필요가 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 저수위감지센서(35)를 팽창탱크(90)에 설치하게 되면, 저수위감지센서의 오작동을 쉽게 판별할 수 있고, 이의 교체작업도 수월하게 되는 효과가 있다.

도 4는 본 고안에 따른 열교환식 전기온수기의 다른 일예를 도시한 요부분해 사시도인 바, 이에 의하면, 축열조(10)를 포함하는 각 구성요소들이 하부판(150)과 둘레면 고정판(161,162,163), 개폐용 커버(164) 및 상부판(170)으로 구성되어진 지지구조체(100)에 내장되어 있는데, 이러한 경우, 각 구성요소들이 지지구조체(100)에 의해 외부로부터 보호되므로, 외부와의 간섭으로 인한 각 구성요소들의 손상이 방지되는 장점이 있는 반면, 각 구성요소들의 교체 및 수리작업이 번거롭고 난이하게 되는 단점이 있다.

반면, 도 1에 도시된 바와 같이, 축열조(10)를 포함하는 각 구성요소들이 축열조 받침대(111,112)와 외곽틀(121,122) 및 외곽틀 고정부재(130,140)로 구성되어진 지지구조체(100)에 고정되어, 축열조(10)가 외부로 개방되어진 열교환식 전기온수기의 경우에는, 각 구성요소들의 교체 및 수리작업을 수월하게 할 수 있는 장점이 있는 반면, 각 구성요소들이 외부와의 간섭으로 인해 손상되어질 수 있는 위험이 증대되는 단점이 있다.

한편, 상기 팽창탱크(90)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 팽창라인(80)을 매개로 축열조(10)에 병렬로 연결되는 한 쌍의 팽창탱크(91,92)로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서는 3이상으로 구성될 수도 있음은 물론이다.

이상 상기한 바와 같은 본 고안에 의하면, 축열조에 팽창라인을 매개로 팽창탱크가 연통되어진 구조로 되어, 축열조의 난방수가 온도변화에 따라 부피팽창되거나 부피축소되더라도, 축열조의 내압이 항상 일정하게 유지되므로, 난방수의 부피팽창에 의해서 축열조의 내압이 증가되어 축열조가 폭발하게 되는 위험이 제거되는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 온도감지센서(31,32)와 전기히터(20)를 갖추고서 축열조 급수라인(40)에 연통되어진 축열조(10)에 열교환라인(70)이 내장되고, 열교환라인(70)의 양쪽 선단이 축열조(10)의 냉수 공급라인(50)과 온수 배출라인(60)에 연통되어, 전기히터(20)에 의해 가열되어진 축열조(10) 내의 저장수에 의해 열교환라인(70) 내의 냉수가 간접가열되는 열교환식 전기온수기에 있어서,

   상기 축열조(10)에 팽창라인(80)을 매개로 팽창탱크(90,91,92)가 연통되어진 것을 특징으로 하는 열교환식 전기온수기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 팽창탱크(90,91 ; 92)에 저수위감지센서(35)가 설치되어진 것을 특징으로 하는 열교환식 전기온수기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 팽창탱크(91,92)가 한 쌍으로 구비되어서, 팽창라인(80)을 매개로 축열조(10)에 병렬로 연결되어진 것을 특징으로 하는 열교환식 전기온수기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 축열조(10)를 포함하는 각 구성요소들이 축열조 받침대(111,112)와 외곽틀(121,122) 및 외곽틀 고정부재(130,140)로 구성되어진 지지구조체(100)에 고정되어, 축열조(10)가 외부로 개방되어진 것을 특징으로 하는 열교환식 전기온수기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 축열조(10)를 포함하는 각 구성요소들이 하부판(150)과 둘레면 고정판(161,162,163), 개폐용 커버(164) 및 상부판(170)으로 구성되어진 지지구조체(100)에 내장되어진 것을 특징으로 하는 열교환식 전기온수기.