KR20090086818A - 전기보일러 - Google Patents

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KR20090086818A
KR20090086818A KR1020080012296A KR20080012296A KR20090086818A KR 20090086818 A KR20090086818 A KR 20090086818A KR 1020080012296 A KR1020080012296 A KR 1020080012296A KR 20080012296 A KR20080012296 A KR 20080012296A KR 20090086818 A KR20090086818 A KR 20090086818A
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이창재
이한춘
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이창재
이한춘
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Abstract

본 발명은 전기히터로부터 발생된 열에 의해 가열된 공기를 이용하여 열교환이 이루어지도록 된 새로운 구조를 제공하며, 이에 의해 예열(또는 초기가열)시간을 줄여 빠른 시간 내에 난방 및 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 가열된 공기가 지속적으로 열회수되면서 열교환이 이루어져 열손실을 최소화할 수 있는 전기보일러에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 본체(31)에 구비되어 공기가 순환되도록 순환로(33)가 형성된 덕트(32)와, 상기 순환로(33)의 일측에 위치되도록 상기 덕트(32)에 내장되며 전기를 공급받아 열을 발생시키는 전기히터(34)와, 상기 전기히터(34)에 근접되도록 위치되며 상기 전기히터(34)에 의해 가열된 공기를 상기 순환로(33)를 따라 순환시키는 블로어(35)와, 상기 덕트(32)에 연결되어 상기 순환로(33)를 따라 순환되는 가열된 공기가 통과되면서 물과의 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환수단(50)를 포함하며, 상기 열교환수단(50)은 가열된 공기가 통과되는 공기관로(56) 및 물의 유출입이 가능한 수관로(57)가 형성된 이중관(54,55)을 포함하여 이루어지는 전기보일러가 제공된다.
전기보일러, 전기히터, 블로어, 열교환수단, 이중관

Description

전기보일러{An electric boiler}
본 발명은 전기보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예열(또는 초기가열)시간을 줄여 빠른 시간 내에 난방 및 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 열손실을 최소화할 수 있는 구조로 이루어진 전기보일러에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 열교환에 의해 난방 및 온수를 공급하는 장치로, 대개 연탄, 기름 또는 가스와 같은 화석연료나 전기를 사용하여 물을 가열시키고, 이 가열된 물을 온수로 사용하거나 또는 이 가열된 물이 순환되면서 난방을 공급하도록 된 것이다. 특히, 전기보일러는 화석연료가 갖는 문제점(유한한 자원의 고갈문제와 고유가에 따른 난방비의 상승문제 및 환경문제)을 해결할 수 있는 대안으로서의 장점이 있는 것으로, 이미 다양한 형태의 전기보일러가 개발되어 보급된 상태이다.
이러한 종래의 전기보일러를 일례로 들어 간략하게 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 물이 수용되는 수조(11) 내에 전기에 의해 발열되는 전기히터(12)가 내장되어 상기 수조(11) 내에 저장된 물을 가열하도록 구비된 것으 로, 상기 수조(11)에는 가열된 물이 순환 또는 유출되면서 난방 또는 온수를 공급하도록 유입구(13) 및 유출구(14)가 형성되는데, 상기 유출구(14)에는 난방배관 또는 온수배관으로 가열된 물을 공급하기 위한 온수공급관이 연결되고, 상기 유입구(14)에는 난방배관을 순환하면서 열교환된 물이 다시 환수되는 회수관이 연결되어 있다. 이러한 구성을 포함하는 종래의 전기보일러는 일반공급용 전력에 비해 상대적으로 값싼 심야전력 또는 산업용 전력을 이용하여 상기 전기히터(12)를 가동시키고, 일정량의 물이 수용되는 수조(11) 내의 물을 전체적으로 가열하여 저장(축열)하였다가 필요에 따라 난방 또는 온수를 공급하도록 된 것이다.
하지만, 이와 같은 종래의 전기보일러는 열원을 공급하는 전기히터(12)가 상기 수조(11) 내에 수용된 일정량의 물을 전체적으로 가열해야 하므로 물을 소정의 온도까지 가열하는 데에 시간이 오래 걸리게 되므로 난방 또는 온수를 공급하기 위한 시간이 지연되거나 또는 예열(또는 초기가열)을 포함한 가열시간 동안에는 난방 또는 온수를 공급할 수 없는 비가동시간이 발생되는 단점이 있다.
특히, 심야전력을 이용한 축열식 전기보일러의 경우에는 심야시간대(23시~09시)에 수조(11) 내의 물을 가열하여 이를 축열하였다가 주간 및 저녁시간의 난방 및 온수를 공급하게 되므로 심야에는 난방 및 온수를 공급하기 힘들게 되고, 또한 난방 및 온수공급시에는 열원공급이 중단된 상태에서 축열된 물을 반복적으로 사용하게 되므로 시간이 지날수록 열손실이 발생되어 충분한 난방 및 온수를 지속적으로 공급하기 어렵게 되며, 이에 의해 난방 및 온수의 공급시간이 제한되어 있으므로 이러한 종래의 전기보일러는 그 사용처가 극히 제한되는 단점이 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기히터로부터 발생된 열에 의해 가열된 공기를 이용하여 열교환이 이루어지도록 된 새로운 구조를 제공하며, 이에 의해 예열(또는 초기가열)시간을 줄여 빠른 시간 내에 난방 및 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 가열된 공기가 지속적으로 열회수되면서 열교환이 이루어져 열손실을 최소화할 수 있는 전기보일러를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본체(31)에 구비되어 공기가 순환되도록 순환로(33)가 형성된 덕트(32)와, 상기 순환로(33)의 일측에 위치되도록 상기 덕트(32)에 내장되며 전기를 공급받아 열을 발생시키는 전기히터(34)와, 상기 전기히터(34)에 근접되도록 위치되며 상기 전기히터(34)에 의해 가열된 공기를 상기 순환로(33)를 따라 순환시키는 블로어(35)와, 상기 덕트(32)에 연결되어 상기 순환로(33)를 따라 순환되는 가열된 공기가 통과되면서 물과의 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환수단(50)를 포함하며, 상기 열교환수단(50)은 가열된 공기가 통과되는 공기관로(56) 및 물의 유출입이 가능한 수관로(57)가 형성된 이중관(54,55)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 열교환수단(50)은 상기 이중관(54,55)이 다수로 구비된 열교환유니트(51~53)를 형성하도록 구비되고, 이 열교환유니트(51~53)는 다수로 구비되어 상기 공기관로(56)와 연통되도록 구비된 연통로(37)에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이중관(54,55)은 동심원상에 위치되는 내관체(54)와 외관체(55)로 이루어지며, 상기 내관체(54)의 내부에는 상기 공기관로(56)가 형성되고, 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이에는 나선형상의 수관로(57)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 이중관(54,55)은 동심원상에 위치되는 내관체(54)와 외관체(55)로 이루어지며, 상기 내관체(54)의 외주면과 상기 외관체(55)의 내주면 중에서 적어도 일측에는 상기 수관로(57)를 형성하도록 동파이프(60)가 나선형상으로 권선되고, 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이에는 상기 공기관로(56)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 공기가 순환되도록 순환로(33)가 형성된 덕트(32) 내에 전기히터(34)와 이 전기히터(34)에 의해 가열된 공기를 순환시키는 블로어(35)가 구비되고, 상기 덕트(32)에 연결되어 가열된 공기가 통과되면서 물과 의 열교환이 이루어지도록 공기관로(56)와 수관로(57)가 형성된 이중관(54,55)을 포함한 열교환수단(50)이 구비됨으로써, 종래처럼 수조(11) 내의 물을 전체적으로 가열하는 것이 아니라 상기 수관로(57) 상으로 통과되는 물이 상기 공기관로(56)를 통과하는 가열된 공기와의 열교환을 통해 가열되므로 빠른 시간 내에 난방과 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 부피가 큰 축열조나 수조(11)가 필요없이 컴팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 열교환수단(50)은 다수의 이중관(54,55)이 세트로 형성된 열교환유니트(51~53)로 구비될 뿐만 아니라 이 열교환유니트(51~53)가 다수로 구비되어 연통로(37)에 의해 상호 연결되도록 구비됨으로써, 물과 가열된 공기가 통과될 수 있는 수관로(57)와 공기관로(56)를 최대한 연장시켜 열교환면적을 넓힐 수 있으므로 난방면적과 온수공급량을 보다 크게 할 수 있는 장점이 있으며, 또한 전기히터(34)에 의해 가열된 공기가 다수의 열교환유니트(51~53)를 연속적으로 통과하면서 열교환이 이루어지므로 열회수율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 열교환수단(50)은 내관체(54)와 외관체(55)로 이루어지는 이중관(54,55)을 포함하여 이루어지고, 상기 내관체(54)의 내부에 상기 공기관로(56)가 형성되고, 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이에 나선형상의 수관로(57)가 형성되어 상호 열교환이 이루어지도록 함으로써, 그 구조가 매우 간단하면서도 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 내관체(54)의 외주면와 외관체(55)의 내주면 중에서 적어도 일측에는 상기 수관로(57)를 형성하도록 동파이프(60)가 나선형상으로 권선될 뿐만 아 니라 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이에는 상기 공기관로(56)가 형성되도록 함으로써, 상기 수관로(57)와 공기관로(56)에 의해 형성되는 열교환면적을 보다 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 이에 의해 많은 양의 물을 보다 효율적으로 가열할 수 있어 난방면적 및 온수공급량을 늘릴 수 있는 장점이 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 2와 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 구성과 그 요부를 도시한 것이고, 도 4와 도 5는 다른 실시예에 따른 구성과 그 요부를 도시한 것이다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 본체(31)에 덕트(32)가 구비되고, 이 덕트(32)의 내부에는 전기를 공급받아 열을 발생시키는 전기히터(34)와 이 전기히터(34)에 의해 가열된 공기를 순환시키기 위한 블로어(35)가 구비되어 있으며, 상기 덕트(32)에는 내관체(54)와 외관체(55)로 이루어지는 이중관(54,55)을 포함한 열교환수단(50)이 연결되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 상기 덕트(32)에는 내부의 공기가 순환되도록 순환로(33)가 형성되고, 이 순환로(33) 상에 상기 전기히터(34)와 블로어(35)가 내장되어 있으며, 상기 전기히터(34)는 외부에서 전력을 공급받아 발열되면서 상기 덕 트(32) 내부로 유입된 공기를 가열시키는데, 이 전기히터(34)의 전원은 일반공급용 전력이나 심야전력보다는 상대적으로 가격이 싸면서도 시간제한이 없는 산업용 전력을 사용하고, 또한 상기 블로어(35)는 터보팬, 시누크팬 또는 시로코팬과 같이 구동모터(36)에 의해 회전되면서 공기를 흡입하여 토출시킬 수 있는 형태의 것으로 구비되는 것이 바람직하다. 또한 전술된 산업용 전력은 농업용, 공업용 그리고 숙박시설 또는 목욕탕을 포함한 생산업 또는 서비스업 등에서 사용 가능하도록 전력회사에서 상대적으로 싼 가격으로 공급하는 것으로, 이러한 산업용 전력을 바람직하게 사용하는 본 발명의 전기보일러(30)는 전술된 바와 같은 생산업 또는 서비스업 등에서 설치되는 것이 바람직하다.
또한 상기 열교환수단(50)은 상기 덕트(32)에 연결되어 가열된 공기가 통과되도록 상기 내관체(54)와 외관체(55)로 이루어지는 이중관(54,55)을 포함하는데, 상기 이중관(54,55)에는 가열된 공기가 통과하도록 공기관로(56)가 형성되고, 이 공기관로(56)의 외부에 물이 통과되도록 나선형상으로 수관로(57)가 형성되어 있다. 이러한 이중관(54,55)은 다수개가 하나의 세트를 형성한 열교환유니트(51~53)를 이루고, 이 열교환유니트(51~53)는 다수개가 배열되어 상기 공기관로(56)에 연통되도록 구비된 연통로(37)에 의해 상호 연결되어 있다.
또한 상기 각 열교환유니트(51~53)는 상기 수관로(57)가 상호 연결되고, 하나의 급수공급관(38)과 온수배출관(39)에 결합되거나 또는 상기 각 열교환유니트(51~53)에 별도의 상기 급수공급관(38)과 온수배출관(39)이 형성될 수도 있는 것이다. 이때에, 상기 수관로(57)는 상기 내관체(54)의 외주면과 상기 외관체(55)의 내주면에 각각 나선형상으로 권선된 동파이프(60)의 내부에 형성되고, 상기 공기관로(56)는 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이(동파이프(60) 사이의 공간)에 형성되며, 상기 동파이프(60)는 상기 급수공급관(38)과 온수배출관(39)에 연결되도록 구비된 연결구(40)에 의해 결합되어 그 내부로 물이 통과된다.
이러한 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 내관체(54)의 상단은 막음판(58)이 결합되어 상기 덕트(32)로부터 공급되는 가열된 공기가 상기 내관체(54)의 내부로 통과되는 차단하도록 되어 있으나, 상기 막음판(58)에 통공(도시되지 않음)을 형성하여 상기 내관체(54)의 내부에 가열된 공기가 통과되도록 할 수도 있으며, 또한 상기 동파이프(60)는 상기 내관체(54)의 외주면과 외관체의 내주면(55)에 동시에 구비되는 것 대신에 상기 내관체(54)나 외관체(55) 중에서 어느 하나에만 구비될 수도 있음은 당연한 것이다. 또한 상기 동파이프(60)를 나선형상으로 권선하여 상기 내관체(54) 및 외관체(55)에 결합함에 있어서, 그 결합을 보다 용이하게 하기 위해 별도의 보조관체(59)가 구비되어 있는데, 이는 상기 동파이프(60)와 같이 열전도율이 우수한 동재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 보조관체(59)는 구비되지 않아도 무방한 것이다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 전술된 일실시예의 구성에 있어서, 상기 열교환수단(50)에 구비되는 이중관(54,55)의 구조를 달리하는 것으로, 이 이중관(54,55)은 내관체(54)의 내부에 공기관로(56)가 형성되어 이에 가열된 공기가 통과되도록 구비되고, 수관로(57)는 상기 내관체(54)의 외주면에 형성된 나선홈(61)에 의해 상기 내관체(54)와 이에 동심원상에 위치되는 외관 체(55) 사이에 형성된다.
이러한 이중관(54,55)의 구조를 보다 상세하게 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수관로(57)는 상기 내관체(54)의 외주면에 상기 나선홈(61)이 직접 가공되어 형성된 것으로(도 5의 (a)), 이때에 상기 나선홈(61)의 선단은 면이 형성되어 상기 외관체(55)의 내주면이 접촉되도록 하고, 스테인레스 스틸 재질로 이루어져 해수목욕탕과 같은 곳에서도 염분이 포함된 해수에 의해 부식되지 않고 용이하게 사용 가능하게 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 나선홈(61)은 전술된 바와 같이 상기 내관체(54)에 직접 가공하는 것 이외에도 상기 내관체(54)의 외주면에 소정의 폭과 두께를 갖는 동재질의 밴드부재(62)를 나선형상으로 권선하여 형성하는 것도 가능하며(도 5에 (b)), 이때에 상기 내관체(54)와 외관체(55)는 양단이 용접되고, 상기 외관체(55) 상기 나선홈(61)의 하단과 상단에 근접된 위치에 급수공급관(38)과 온수배출관(39)이 연결되도록 유입구(63)와 배출구(64)가 형성되는 것이 바람직하다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 종래의 전기보일러 일례를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단면구성도
도 3은 도 2에 따른 구성의 요부를 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단면구성도
도 5는 도 4에 따른 구성의 요부를 도시한 단면도

Claims (4)

  1. 본체(31)에 구비되어 공기가 순환되도록 순환로(33)가 형성된 덕트(32)와, 상기 순환로(33)의 일측에 위치되도록 상기 덕트(32)에 내장되며 전기를 공급받아 열을 발생시키는 전기히터(34)와, 상기 전기히터(34)에 근접되도록 위치되며 상기 전기히터(34)에 의해 가열된 공기를 상기 순환로(33)를 따라 순환시키는 블로어(35)와, 상기 덕트(32)에 연결되어 상기 순환로(33)를 따라 순환되는 가열된 공기가 통과되면서 물과의 열교환이 이루어지도록 구비된 열교환수단(50)를 포함하며, 상기 열교환수단(50)은 가열된 공기가 통과되는 공기관로(56) 및 물의 유출입이 가능한 수관로(57)가 형성된 이중관(54,55)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열교환수단(50)은 상기 이중관(54,55)이 다수로 구비된 열교환유니트(51~53)를 형성하도록 구비되고, 이 열교환유니트(51~53)는 다수로 구비되어 상기 공기관로(56)와 연통되도록 구비된 연통로(37)에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이중관(54,55)은 동심원상에 위치되는 내 관체(54)와 외관체(55)로 이루어지며, 상기 내관체(54)의 내부에는 상기 공기관로(56)가 형성되고, 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이에는 나선형상의 수관로(57)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이중관(54,55)은 동심원상에 위치되는 내관체(54)와 외관체(55)로 이루어지며, 상기 내관체(54)의 외주면과 상기 외관체(55)의 내주면 중에서 적어도 일측에는 상기 수관로(57)를 형성하도록 동파이프(60)가 나선형상으로 권선되고, 상기 내관체(54)와 외관체(55) 사이에는 상기 공기관로(56)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106352389A (zh) * 2016-10-18 2017-01-25 郭雁斌 一种固体电蓄热高效热风无水供暖系统
KR101983736B1 (ko) * 2019-01-07 2019-05-29 원수경 효율성 향상을 위한 기체의 순환 가열 구조를 가지는 보일러
CN110230880A (zh) * 2019-07-18 2019-09-13 允仓智能科技(上海)有限公司 一种即热型热水装置及其方法

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