KR200405185Y1

KR200405185Y1 - 전기보일러용 가열장치

Info

Publication number: KR200405185Y1
Application number: KR2020050030550U
Authority: KR
Inventors: 여재병
Original assignee: 여재병
Priority date: 2005-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-01-10

Abstract

본 고안은 전기보일러용 가열장치에 관한 것으로, 전원에 연결되는 BLDC 모터(10)와; 상기 BLDC 모터(10)에 연결되는 펌프(20)와; 밀폐된 내부공간을 가지는 몸체(31)가 구비되고, 상기 몸체(31) 일측에 상기 몸체(31) 내부와 상기 펌프(20)를 연결하는 제1관(32) 및 제2관(35)이 연결설치되며, 상기 몸체(31) 내부에 다수의 파이프(38)가 배열설치되어, 상기 펌프(20)로부터 공급된 물이 파이프(38)의 입구(38a)로 유입된 후 출구(38b)측으로 분사되도록 된 물탱크(30)와; 상기 물탱크(30)의 제1관(32) 상에 연결설치되어 보일러의 배관라인을 통과한 물을 다시 물탱크(30) 측으로 유입시키는 회수관(33)과; 상기 물탱크(30)의 제2관(35) 상에 연결설치되어 보일러의 배관라인으로 물을 공급하는 공급관(36);이 구비되는 전기보일러용 가열장치를 구비하였다.

그리고 본 고안 전기보일러용 가열장치의 파이프(38)가, 입구(38a)의 직경보다 출구(38b)의 직경이 더 큰 형태로 구비되어, 상기 펌프(20)로부터 공급된 물이 파이프(38)의 입구(38a)로 유입된 후 출구(38b)측으로 분사될시 다수의 물방울 형태로 분산되도록 구비되며; 상기 펌프(20)내의 임펠러(21)가, 섬유강화플라스틱(FRP) 재질로 이루어진다.

그러므로, 어느 가정에나 공급되는 가정용 220V 전원을 간편하게 사용할 수 있어 별도의 전력 라인 설치비가 소요되지 않고, 전력소모를 극소화시킨 BLDC 모터(10)에 의해 최소의 소모 전력으로 최대의 열효율을 발생시킬 수 있으며, 펌프(20) 에 설치된 임펠러(21)를 경량화하여 펌프(20) 구동시 에너지 소모를 극소화시키므로 전력 소모를 절감시킬 수 있도록 하였다.

BLDC 모터, 펌프, 임펠러, 물탱크, 몸체, 파이프, 입구, 출구

Description

전기보일러용 가열장치 {heating system for electric boiler}

도1은 본 고안 전기보일러용 가열장치를 보이는 개략적 사시도

도2는 도1의 개략적 배면도

도3은 본 고안 전기보일러용 가열장치의 물탱크 내부를 보이는 개략적 단면도

도4는 본 고안 전기보일러용 가열장치의 펌프에 사용되는 임펠러를 보이는 개략적 정면도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : BLDC 모터 20 : 펌프

21 : 임펠러 30 : 물탱크

31 : 몸체 38 : 파이프

38a : 입구 38b : 출구

본 고안은 보일러용 가열장치에 관한 것으로, 특히 가정용 가스나 기름을 사용하지 않고도 물탱크 내의 물을 고효율로 가열할 수 있는 전기보일러용 가열장치 에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 연료를 연소시켜 그 연소열을 강철제의 밀페용기 내의 물에 전하여 소정의 온도, 압력의 물을 다른데에 공급하기 위한 장치이다. 이러한 보일러는 사용하는 동력원에 따라 기름보일러와 가스보일러, 전기보일러로 대분된다.

여기서 기름보일러는 연료로 사용되는 기름의 가격에 비해 그 열효율이 높지 않기 때문에 기름보일러를 구동할시 비교적 많은 연료비가 지출되며, 가스보일러는 기름보일러에 비해 연료비가 절감되는 반면에, 기름보일러를 가스보일러로 교체할시 도시가스 배관라인을 각 가정까지 연장설치하기 위해 별도의 고가의 설치비가 지출되었다.

한편 전기보일러는 기름보일러나 가스보일러와는 달리 전기의 소모량이 많다는 것이 문제이다. 최근에는 이러한 전기료의 과다 청구를 방지하기 위해 심야 전기를 이용한 전기보일러가 설치되고 있는바, 이는 심야전기를 사용하므로 전기료의 절감을 꾀할 수 있는 반면에, 가정으로 공급되는 가정용 전기를 직접 사용하는 것이 아니라 한전으로부터 별도의 공업용 전원(3상 교류)를 끌어와야 하기 때문에 별로로 고가의 설치비가 발생되는 문제가 있다.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 가정용 전기를 간편하게 사용하면서도 적은량의 전력으로 고효율을 발생시키도록 한 전기보일러용 가열장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 전기보일러용 가열장치는, 전원에 연결되는 BLDC 모터와; 상기 BLDC 모터에 연결되는 펌프와; 밀폐된 내부공간을 가지는 몸체가 구비되고, 상기 몸체 일측에 상기 몸체 내부와 상기 펌프를 연결하는 제1관 및 제2관이 연결설치되며, 상기 몸체 내부에 다수의 파이프가 배열설치되어, 상기 펌프로부터 공급된 물이 파이프의 입구로 유입된 후 출구측으로 분사되도록 된 물탱크와; 상기 물탱크의 제1관 상에 연결설치되어 보일러의 배관라인을 통과한 물을 다시 물탱크 측으로 유입시키는 회수관과; 상기 물탱크의 제2관 상에 연결설치되어 보일러의 배관라인으로 물을 공급하는 공급관;이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 고안 전기보일러용 가열장치의 다른 특징은, 파이프가, 입구의 직경보다 출구의 직경이 더 큰 형태로 구비되어, 펌프로부터 공급된 물이 파이프의 입구로 유입된 후 출구측으로 분사될시 다수의 물방울 형태로 분산되도록 구비된다.

본 고안 전기보일러용 가열장치의 또 다른 특징은, 펌프내의 임펠러가 섬유강화플라스틱(FRP) 재질로 이루어진다.

따라서, 어느 가정에나 공급되는 가정용 220V 전원을 간편하게 사용할 수 있어 별도의 설치비가 소요되지 않고, 전력소모를 극소화시킨 BLDC 모터에 의해 최소의 소모 전력으로 최대의 열효율을 발생시킬 수 있으며, 펌프에 설치된 임펠러를 경량화하여 펌프 구동시 에너지 소모를 극소화시키므로 전력 소모를 절감시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

본 고안의 구체적 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도1은 본 고안 전기보일러용 가열장치를 보이는 개략적 사시도이고, 도2는 도1의 개략적 배면도이며, 도3은 본 고안 전기보일러용 가열장치의 물탱크 내부를 보이는 개략적 단면도로써, 이는 지지다리(3)를 가지는 하부프레임(2) 상에 일반 가정에서 사용되는 220V 전원에 연결되어 이로부터 전원을 공급받는 BLDC 모터(10)가 구비된다.

여기서 BLDC 모터(10)는 종래의 일반 DC 모터에 비해 여러가지 장점을 갖는다. 즉, 일반적인 DC 모터는 효율 및 동작특성이 우수하여 동력용은 물론 서보 모터로서 널리 사용되고 있지만 브러쉬와 정유자의 접촉에 의한 기계적인 스위칭으로 인하여 수명이 길지 못하고 정기적인 보수를 필요로 하며 브러쉬에서의 전기 및 자기적인 잡음 등이 발생하여 전기 기기에 장애를 주는 일 등이 발생된다.

BLDC 모터(10)는 이러한 DC 모터의 결점을 보완하기 위해 브러쉬와 정류자 등의 기계적인 스위칭을 반도체 소자를 이용한 전자적인 스위칭을 하는 모터로써, 이러한 BLDC 모터(10)의 특징은 다음과 같다.

BLDC 모터(10)는 일반 DC 모터의 최대 단점인 브러쉬와 정류자가 없기 때문에 정기적인 보수가 필요 없으므로 신뢰성이 높고 수명이 길며, 계자가 영구자석이므로 계자자속을 제어할 수 없는 것을 제외하면 DC 모터와 유사한 속도 및 토크의 제어가 가능하며, 일반 DC 모터에 비해 브러시의 전압강하나 마찰 손실이 없다.

또한 전기적(불꽃 발생), 자기적 잡음이나 기계적 소음이 거의 없고, 일반 DC 모터의 경우에는 정류한계가 있지만 BLDC 모터(10)는 정류한계가 없으므로 순간 허용 최대토크를 크게 잡을 수 있으며, 일반 DC 모터에서는 회전자 측에서 열이 많이 발생하므로 방열에 대한 고려가 필요하지만 BLDC 모터(10)에서는 고정자에만 열이 발생하므로 방열이 용이한 장점이 있다.

이러한 여러가지 장점을 갖는 BLDC 모터(10)는 효율이 매우 높기 때문에 종래의 일반 모터에 비해 전력 소비를 절감시키는 효과를 갖는다.

한편, 이러한 본 고안 BLDC 모터(10)에는 본 고안의 다른 특징인 펌프(20)가 연결설치되는 바, 펌프(20) 내에 설치되는 도4의 임펠러(21)는 섬유강화플라스틱(FRP) 재질로 이루어지므로 금속제로 이루어진 종래 임펠러보다 무게가 가벼우며, 이에 따라 본 고안 펌프(20)는 종래보다 적은 동력이 공급되어도 회전가능하므로 전력 소비를 절감시킬 수 있게 된다.

이와 같은 BLDC 모터(10) 및 펌프(20) 상에는 본 고안의 다른 특징인 물탱크(30)가 설치되는바, 이는 밀폐된 내부공간을 가지는 몸체(31)가 구비되고, 몸체(31) 일측에는 몸체(31) 내부와 펌프(20)를 연결하는 제1관(32) 및 제2관(35)이 연결설치되며, 몸체(31) 내부에는 다수의 파이프(38)가 배열설치되어, 펌프(20)로부터 공급된 물이 파이프(38)의 입구(38a)로 유입된 후 출구(38b)측으로 분사되도록 되어 있다.

여기서 파이프(38)는, 입구(38a)의 직경보다 출구(38b)의 직경이 더 큰 형태로 구비되어서, 펌프(20)로부터 공급된 물이 파이프(38)의 입구(38a)로 유입된 후 출구(38b)측으로 분사될시 다수의 물방울 형태로 분산된다.

물탱크(30)의 제1관(32) 상에는 보일러의 배관라인(미도시)을 통과한 물을 다시 물탱크(30) 측으로 유입시키는 회수관(33)이 연결되고, 이 회수관(33) 상에는 회수밸브(34)가 구비된다.

그리고 물탱크(30)의 제2관(35) 상에는 보일러의 배관라인으로 물을 공급하는 공급관(36)이 연결되고, 이 공급관(36) 상에는 공급밸브(37)가 구비된다.

이러한 구성의 본 고안 전기보일러용 가열장치는, 가정용 전원을 BLDC 모터(10)에 공급하여 300rpm 정도로 회전시켜 펌프(20)를 구동시키면, 펌프(20) 내의 임펠러(21)가 회전되면서 제1관(32)을 통해 물탱크(30) 내로 고압의 물을 공급하게 되고, 공급된 물이 입구(38a)에 비해 출구(38b)의 직경이 큰 파이프(38)를 통과하면서 다량의 물방울로 비산된다.

비산되는 다량의 물방울은 물탱크(30) 벽에 부딪히면서 파열되고, 이와 같은 현상이 반복되면서 물탱크(30) 내의 물의 온도가 상승하게 되며, 적절히 가열된 물은 제2관(35) 및 공급관(36)을 통해 보일러의 배관라인으로 공급된다.

보일러의 배관라인을 지나면서 실내의 방바닥을 가열시킨 후 냉각된 물은 회수관(33) 및 제1관(32)을 통해 다시 물탱크로 유입된다.

따라서 본 고안 전기보일러용 가열장치는, 다수의 파이프(38)를 통과한 다량의 물방울이 폭파되면서 발생하는 에너지에 의해 물을 가열시키므로, 기름보일러나 가스보일러와 같이 기름이나 가스가 사용되지 않으며, BLDC 모터(10)의 사용 및 FRP 재질의 임펠러(21)에 의해 전력소모가 극소화되므로, 많은 전력이 사용되는 반면에 에너지 효율은 비교적 낮았던 종래 전기보일러의 문제가 해결된다.

이상에서와 같은 본 고안에 따른 전기보일러용 가열장치에 의하면, 어느 가정에나 공급되는 가정용 220V 전원을 간편하게 사용할 수 있어 별도의 전력 라인 설치비가 소요되지 않고, 전력소모를 극소화시킨 BLDC 모터(10)에 의해 최소의 소모 전력으로 최대의 열효율을 발생시킬 수 있으며, 펌프(20)에 설치된 임펠러(21)를 경량화하여 펌프(20) 구동시 에너지 소모를 극소화시키므로 전력 소모를 절감시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims

전원에 연결되는 BLDC 모터(10)와;

상기 BLDC 모터(10)에 연결되는 펌프(20)와;

밀폐된 내부공간을 가지는 몸체(31)가 구비되고, 상기 몸체(31) 일측에 상기 몸체(31) 내부와 상기 펌프(20)를 연결하는 제1관(32) 및 제2관(35)이 연결설치되며, 상기 몸체(31) 내부에 다수의 파이프(38)가 배열설치되어, 상기 펌프(20)로부터 공급된 물이 파이프(38)의 입구(38a)로 유입된 후 출구(38b)측으로 분사되도록 된 물탱크(30)와;

상기 물탱크(30)의 제1관(32) 상에 연결설치되어 보일러의 배관라인을 통과한 물을 다시 물탱크(30) 측으로 유입시키는 회수관(33)과;

상기 물탱크(30)의 제2관(35) 상에 연결설치되어 보일러의 배관라인으로 물을 공급하는 공급관(36);이 구비되는 것을 특징으로 하는 전기보일러용 가열장치.
제1항에 있어서, 상기 파이프(38)가,

입구(38a)의 직경보다 출구(38b)의 직경이 더 큰 형태로 구비되어,

상기 펌프(20)로부터 공급된 물이 파이프(38)의 입구(38a)로 유입된 후 출구(38b)측으로 분사될시 다수의 물방울 형태로 분산되도록 된 것을 특징으로 하는 전기보일러용 가열장치.
제1항에 있어서,

상기 펌프(20)내의 임펠러(21)가 섬유강화플라스틱(FRP) 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기보일러용 가열장치.