KR20100007344A

KR20100007344A - 절연유를 이용한 전기히터 보일러

Info

Publication number: KR20100007344A
Application number: KR1020080067945A
Authority: KR
Inventors: 이신부
Original assignee: 이신부
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-22
Also published as: KR101026907B1

Abstract

본 발명은 절연유를 전기히터로 직접가열하는 절연유 열 교환기를 이용하여 난방 수 등의 간접가열매체를 간접가열하여 보일러를 가동하는 방식의 절연유를 이용한 전기히터 보일러에 관한 것으로, 온수 열 교환기 내부에는 난방 수 등의 간접가열매체가 충전되어 있고 온수 열 교환기 내부 상단 부와 우 측벽 상단 부 상에는 온수 공급 공이 수십 개 천공된 온수공급 관이 설치되며 온수 열 교환기 내부 하단 부와 우 측벽 하단 부 상에는 온수유입 공이 수십 개 천공된 온수 유입관이 설치되고 상기 온수공급 관과 온수유입관의 중간부에는 온수 열 교환기의 우측 하단 부의 내벽에는 열처리 유리 및 세라믹 등의 절연체로 구비되는 결합볼트 부에 의하여 절연유 열 교환기가 접합 되어 설치되는데 상기 절연유 열 교환기 내부에는 절연유가 충전된 상태에서 다수 줄의 니크롬선 또는 탄소히터의 일단이 온수 열 교환기에 접합 된 절연유 열 교환기의 우 측벽 하단의 전원 단자와 연결되고 타 단은 애자에 의하여 절연유 열 교환기 내부 지지 받침대의 좌측 수직 부에 연결고정되어 절연유를 직접 가열하며 절연유 열 교환기와 온수 열교환기의 우측 벽 상단에는 각각 온도 조절기와 압력 조절기가 설치되어 자동조작반에 연결되는 장치 구조로 제조되는 절연유를 이용한 전기히터 보일러에 관한 것이다.

온수 열교환기, 절연유 열 교환기, 직접가열, 니크롬선 또는 탄소히터, 난방 수, 절연 애자, 공기, 간접가열매체.

Description

절연유를 이용한 전기히터 보일러{ELECTRIC FIRE OF HEATING APPARATUS MAKE USE OF INSULATING OIL}

본 발명은 절연유를 전기히터로 직접 가열하는 절연유 열 교환기를 이용하여 난방 수 등의 간접가열매체를 간접가열하여 보일러를 가동하는 방식의 절연유를 이용한 전기히터 보일러에 관한 것으로, 고유가 시대에 에너지의 효율성을 획기적으로 증대시키는 방법으로써 난방장치 케이스에 충전된 난방 수를 가열하기 위하여 온수 열 교환기의 내부에 별도의 절연유 열 교환기를 장치하고 내부에 절연유를 충전한 후 니크롬선 또는 탄소히터로 절연유를 직접 가열하여 절연유 열 교환기에 발생한 열을 난방 수 등의 간접가열매체로 옮겨지게 하는 방법으로 난방 수를 간접가열하여 온수공급 관으로 공급하여 난방이나 온수를 공급한 다음 저 온수가 다시 온수 유입관으로 유입된 후 재가열되어 상기와 같은 순환이 리 싸이클 되도록 하는 절연유를 이용한 전기히터 보일러를 제공한다.

본 발명은 절연유를 전기히터로 직접가열하는 절연유 열 교환기를 이용하여 난방 수 등의 간접가열매체를 간접가열하여 보일러를 가동하는 방식의 절연유를 이용한 전기히터 보일러에 관한 것으로, 종래에 있어서는 마그네시아 등의 절연체가 충전된 가열 관 내부에 열선 히터를 매설한 후 전기를 인가하여 가열 관을 가열하여 주위의 열매를 가열하는 방법이 사용되었던바, 상기와 같은 방식은 마그네시아 등의 절연체를 가열히터로 가열하여 가열 관을 가열하는 방식이어서 마그네시아 등의 절연체는 본 창출의 절연유 절연체를 이용한 전기히터보다 열효율이 약 15~20%정도 떨어지는 문제점이 도출되었던바 상기와 같은 문제점들로 인하여 전기의 불필요한 낭비가 심하여 보일러의 열효율이 지극히 떨어지는 문제점을 해소하고자 하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 절연유를 직접 가열하는 방법을 이용한 전기히터 보일러를 제공하는 것으로, 온수 열 교환기 내부에는 난방 수 등의 간접가열매체가 충전되어 있고 온수 열 교환기 내부 상단 부와 우 측벽 상단 부 상에는 온수 공급 공이 수십 개 천공된 온수공급 관이 설치되며 온수 열 교환기 내부 하단 부와 우 측벽 하단 부 상에는 온수유입 공이 수십 개 천공된 온수 유입관이 설치되고 상기 온수공급 관과 온수유입관의 중간부에는 온수 열 교환기의 우측 하단 부의 내벽에는 열처리 유리 및 세라믹 등의 절연체로 구비되는 결합볼트 부에 의하여 절연유 열 교환기가 접합 되어 설치되는데 상기 절연유 열 교환기 내부에는 절연유가 충전된 상태에서 다수 줄의 니크롬선 또는 탄소 재질의 히터의 일단이 온수 열 교환기에 접합 된 절연유 열 교환기의 우 측벽 하단의 전원 단자와 연결되고 타 단은 애자에 의하여 절연유 열 교환기 내부 지지 받침대의 좌측 수직 부에 연결고정되어 절연유를 직접 가열하며 절연유 열 교환기와 온수 열교환기의 우측 벽 상단에는 각각 온도 조절기와 압력 조절기가 설치되어 자동조작반에 연결되는 장치 구조로 제조되는 절연유를 이용한 전기히터 보일러를 제공함으로써 절연유 특유의 고열효율성에 의하여 해소될 수 있는 것이다.

본 발명은 절연유를 전기히터로 직접가열하는 절연유 열 교환기를 이용하여 난방 수 등의 간접가열매체를 간접가열하여 보일러를 가동하는 방식의 절연유를 이용한 전기히터 보일러에 관한 것으로, 상기와 같은 창출로써 제조되는 전기히터 보일러를 실제 난방장치에 적용함으로써 절연유 가열매체의 온도를 짧은 시간 내에 고온으로 가열할 수 있을 뿐만 아니라 전원의 오프(off) 상태에서도 가열된 절연유의 온도 저하가 서서히 진행됨으로 그만큼의 보일러의 가동을 위한 전력비를 절감할 수 있고 열 효율을 종래의 마그네시아 절연체를 이용한 전기히터에 비하여 약 15~20%정도 증가시킬 수 있으며 본 창출의 절연유 열 교환기를 이용하여 간접가열매체로 공기를 가열하는 방식의 온풍기 시스템에도 적용될 수 있는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 절연유를 전기히터로 직접가열하는 절연유 열 교환기를 이용하여 난방 수 등의 간접가열매체를 간접가열하여 보일러를 가동하는 방식의 절연유를 이용한 전기히터 보일러에 관한 것으로, 이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 전기히터 보일러(10)의 정 단면 개략도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 전기히터 보일러(10) 내부의 절연유 열 교환기의 외부 연결 소재의 연결 단면 개략도를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 전기히터 보일러(10)의 다른 형태의 히터 개략 도를 나타낸다.

도 4는 종래의 마그네시아 절연체를 이용한 가열 관의 단면 도를 나타낸다.

도 5는 절연유 열 교환기 후미의 결합볼트 부의 정 단면도와 우측면도를 나타낸다.

도 1에서 도 4를 다함께 참조하면 먼저 도면 1에서 절연유 전기히터 보일러(10)의 온수 열 교환기(11) 내부의 우측 상단 부에는 온수공급 공(11b)이 수십 개 천공된 온수공급 관(11a)과 난방 수 온도 조절기(18a)와 난방 수 압력조절기(18b)가 설치되고 하단 측 부에는 온수 복귀 공(11d)이 수십 개 천공된 온수 복귀 관(11c)이 설치되어 있는 상태에서 난방 수(13a)가 가득 충전되어 있고 상기의 온수공급 관(11a)과 온수복귀 관(11c)이 설치된 온수 열 교환기(11)의 우측 벽 (11e) 중하단 부에는 절연유 열교환기(12)의 우측 하단이 열처리 된 유리 또는 세라믹 및 도자기 재질의 절연체 등으로 구비된 결합볼트 부(17)에 의하여 결합고정 되어 있는데 상기의 절연유 열교환기(12)의 내부의 우측 하단 부에는 히터장치 대(14)가 지지 고정되어 있는 상태에서 다수 줄의 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)가 우측의 전원연결 부(15a)와 좌측의 히터장치 대(14)의 수직 단 부(14a)에 장치된 절연 애자(14b)에 긴밀히 연결고정되어 있고 절연유 열교환기(12)의 우측 상단 모서리 부에는 절연유 주입구(12b)와 절연유 온도조절기(16a)와 절연유 압력조절기(16b)가 온수 열 교환기(11)의 우측 상단 벽과 연통 되어 설치되어 있고 우측 하단 모서리 부에는 절연유 배출구(12c)가 설치되어 있는 것을 볼 수 있다.

상기와 같이 설치된 절연유 전기히터 보일러(10)의 가동원리를 살펴보면 먼저 절연유(13)로 충전된 절연유 열 교환기(12)의 하부에 설치된 히터 장치 대(14)의 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)가 전원 연결 부(15a)로부터 전원을 인계받아 가열되면 절연유(13)는 최초 가열 당시에는 일반 물보다 끓는 속도가 조금 느리지만 가열 시간이 지남에 따라서 급속도로 온도가 상승하여 순환 및 방열관(12d)을 통하여 대류를 일으키면서 절연유 열 교환기(12)의 표면을 고온으로 데우면 상기의 절연유 열 교환기(12)의 표면으로부터 온수 열 교환기(11)의 내부에 가득 충전되어 있는 난방 수 등의 간접가열매체(13a)로 열이 이전되면서 간접가열매체(13a) 또한 고온으로 데워진 후 온수공급 관(11a)의 수십 개의 온수유출 공(11b)을 통하여 배출되어 난방 관을 따라 난방을 실행하고 수온이 낮아지면 다시 온수복귀 관(11c)의 온수복귀 공(11d)을 통하여 온수 열 교환기(11)의 내부로 복귀하여 절연유 열 교환기(12)의 방출 열에 의하여 재가열되어 상기와 같은 순환과정을 되풀이하는 것이다.

상기와 같이 가동되는 온수 열 교환기(11)와 절연유 열 교환기(12)의 우측 단부 하단이 열처리 된 유리 또는 세라믹 및 도자기 재질 등의 절연체로 절연처리되어 구비된 스테인레스 강 판 벽(23)이 결합볼트 부(17)에 의하여 결합고정되고 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15) 또한 전원연결부(15a)에 의하여 우측 하단에 결합고정되는데 그 연결 방법은 도 2에서와 같이 스테인레스 판 벽(23)의 결합 홀(24)을 절연체(25)로 절연처리한 후 스테인레스 강 판 벽(23)과 내부의 볼트 스톱 바(26) 사이에는 두 개의 패킹(21)을 끼우고 그사이에 절연체(25)를 끼운 다음에 스테인레스 강 판 벽(23)과 외부의 너트(22) 사이에는 또한 두 개의 패킹(21)을 끼우고 그 사이에 절연체(25)를 끼워 스테인레스 볼트(20)를 체결한 후 외부 패킹의 우측 부는 너트(22)로 스테인레스 볼트(20)의 나사 산에 긴밀히 나사결합을 실행한 후 스테인레스 볼트(20)의 내측 단과 외 측 단에는 전선(29a)이 연결된 전선 터미널(29)을 워셔(28)와 함께 연결볼트(27)에 끼워 긴밀히 나사 연결고정하는 방법으로 결합하여 절연유(13)의 외부 유출을 차단함과 동시에 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)의 전기가 외부로 누전되지 않도록 하였으며, 도 5에서는 상기와 같은 구조로 연결고정된 절연유 열 교환기(12) 후미의 결합볼트 부(17)의 정 단면도와 우측면도를 나타내고 있다.

상기와 같은 방식의 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)의 설치방법을 도 1에서와 같은 방법으로도 할 수 있고 도면 3에서와 같은 방법으로 히터 선 진동 방지 대(31)에 열선 히터(30)를 스크류 형태로 두르는 방법으로 열선 히터(30)의 열을 방출할 수 있도록 하는 방법이 있으며, 상기와 같이 가동되는 절연유 열 교환 기(12) 내부의 절연유(13)는 0℃에서 동 점도가 10~200㎟/s이고 절연 파괴 전압이 30kV 이상이고 생분해성이 60% 이상이고 유동점이 -30℃이하로써 기본 대기압 상태에서 -30℃에서 영상 300℃까지의 범위 내에서 열 전달 매체로 사용할 수 있는 성상의 전기절연유를 사용함으로써 난방 수온으로 가열되는 시간 동안의 전기 에너지의 소비가 최소화되고 일정온도 이상 가열되면 전원을 차단하여도 온도의 하강이 서서히 진행됨으로써 난방 수온을 오랫동안 유지를 할 수 있으므로 전기 에너지의 효율이 극대화되는 것으로, 종래의 도 4에서와 같은 방식 즉 가열 관(40) 내부에 마그네시아(42) 절연체를 충전한 후 가열 히터를 매설하여 전기를 인가하여 가열하는 방식은 절연유(13)를 절연 가열매체로 사용하는 것보다 열 효율적인 측면에서 약 15~20% 정도 떨어지는 취약점이 도출되었던 바, 본 창출의 절연유(13)를 이용한 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)로 절연유(13)를 직접가열 하는 방식의 절연유 열 교환기(12)를 적용함으로써 상기의 열 효율적인 측면의 문제점이 해소된 것으로 상기와 같은 방법의 절연유 열 교환기(12)를 이용하여 간접가열매체(13a)를 공기로 충전하여 가열하는 방식의 절연유를 이용한 전기히터 온풍기에도 적용을 할 수 있도록 창출된 절연유를 이용한 전기히터 보일러 (10)에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 전기히터 보일러의 정 단면 개략도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 전기히터 보일러 내부의 절연유 열 교환기의 외부 연결 소재의 연결 단면 개략도를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 전기히터 보일러의 다른 형태의 히터 개략 도를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(10)--절연유 전기히터 보일러 (11)--온수 열 교환기

(11a)--온수 공급 관 (11b)--온수 유출 공

(11)--온수 복귀 관 (11d)--온수 복귀 공

(11e)--우측 벽 (12)--절연유 열 교환기

(12a)--받침대 (12b)--절연유 주입구

(12c)--절연유 배출구 (12d)--순환 및 방열관

(13)--절연유 (13a)--간접가열매체 (14)--히터 장치대 (14a)--수직 단 부 (14b)--절연 애자 (15)--히터 (15a)--전원 연결부 (16a)--절연유 온도 조절기 (16b)--절연유 압력 조절기 (17)--결합 볼트 부 (18a)--난방 수 온도 조절기 (18b)--난방 수 압력 조절기 (20)--스테인레스 볼트 (21)--패킹 (22)--너트 (23)--스테인레스 강판 벽 (24)--결합 홀 (25)--절연체 (26)--볼트 스톱 바 (27)--연결볼트

(28)--워 셔 (29)--전선 터미날

(29a)--전선 (30)--열선 히터 (31)--방열 봉 (40)--가열 관 (41)--가열 히터 (42)--마그네시아

Claims

온수 열 교환기(11) 내부에는 난방 수 등의 간접가열매체(13a)가 충전되고 온수 열 교환기(11)의 우 측벽(11e) 상단 부 에는 온수유출 공(11b)이 수십 개 천공된 온수공급 관 (11a)이 설치되어 내부 상단 부에 걸치고 온수 열 교환기(11) 내부의 우 측벽(11e) 하단 부 에는 온수복귀 공(11d)이 수십 개 천공된 온수 복귀 관(11c)이 설치되어 내부 하단 부에 걸치며 상기의 두 온수공급 관(11a)과 온수 복귀 관(11c)의 설치된 우측 벽(11e)의 중하단 부에는 온수 열 교환기(11)의 우 측벽(11e) 중하단 부에 연결접합 됨과 동시에 하부 받침대(12a)에 의하여 절연유 열 교환기(12)가 온수 열 교환기(11)의 내부에 설치되는데 상기 절연유 열 교환기(12) 내부에는 절연유(13)가 충전된 상태에서 다수 줄의 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)의 일단이 온수 열 교환기(11)에 접합고정된 절연유 열 교환기(12)의 우측 벽(11e) 하단 부의 전원 연결 부(15a)와 연결되고 타 단은 절연유 열 교환기(12) 내부의 히터장치 대(14)의 좌측 수직 단 부(14a)에 절연 애자(14b)에 의하여 연결고정되어 절연유(13)를 직접 가열하며 절연유 열 교환기(11)의 우측 벽(11e) 상단에는 절연유 온도 조절기(16a)와 절연유 압력 조절기(16b)가 장치되고 온수 열 교환기(12)의 우측 벽(11e) 상단에는 난방 수 온도 조절기(18a)와 난방 수 압력 조절기(18b)가 장치되어 자동조작반에 연결되는 장치 구조로 제조되는 절연유를 이용한 전기히터 보일러(10).
청구항 1에 있어서 절연유 열 교환기(12)의 내부에 전기가 통전 되지 않는 절연유(13)를 가열매체로 하여 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)에 전원을 인가하여 절연유(13)를 직접 가열하여 절연유 열 교환기(12)의 온도를 고온으로 높인 후 온수 열 교환기(11) 내부에 충전된 간접가열매체(13a)로 방출되게 하여 간접가열하는 방식에 의하여 종래의 마그네시아(42) 등의 절연체를 가열매체로 이용하던 방식에 비하여 에너지효율을 15~20%정도 증가시키는 절연유를 이용한 전기히터 보일러(10).
청구항 1에 있어서 히터 장치 대(14)에 설치된 니크롬선 또는 탄소재질의 히터(15)의 마련 방법을 히터 선 진동방지 대(31)에 열선 히터(30)를 스크류 형태로 두르는 방식으로 절연유(13)를 직접 가열할 수도 있는 방법의 절연유를 이용한 전기히터 보일러(10).
청구항 1에 있어서 온수 열 교환기(11)의 내부에 절연유 열 교환기(12)와의 사이에 충전되는 간접가열매체(13a)를 공기가 충전되도록 하여 가열 및 순환되게 하여 온풍기로써도 작동되게 할 수 있는 방법의 절연유를 이용한 전기히터 보일러(10).