KR20100074962A - 전기보일러 - Google Patents

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KR20100074962A
KR20100074962A KR1020080133530A KR20080133530A KR20100074962A KR 20100074962 A KR20100074962 A KR 20100074962A KR 1020080133530 A KR1020080133530 A KR 1020080133530A KR 20080133530 A KR20080133530 A KR 20080133530A KR 20100074962 A KR20100074962 A KR 20100074962A
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채용희
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채용희
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Abstract

본 발명은 가열효율이 우수하여 빠른 시간 내에 난방 및 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로 견고하게 구비되어 고장이 적을 뿐만 아니라 그에 따라 작동 신뢰성이 우수한 전기보일러에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 일측에 각각 물의 유출입이 가능하도록 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되고, 내부에 챔버(13)가 형성된 본체(10)와; 상기 챔버(13) 내에 구비되어 열을 발생시키는 전기히터(21) 및 이 전기히터(21)에 의해 가열된 공기를 순환시키는 블로어(23)를 포함하는 열풍공급수단(20)과; 상기 열풍공급수단(20)의 일측에 구비되어 가열된 공기가 통과됨과 동시에 상기 유입구(11) 및 배출구(12)에 연결되어 공급된 물을 가열시키도록 구비되는 열교환수단(30)을 포함하여 이루어지며; 상기 열교환수단(30)은 다수의 격벽(32)에 의해 상기 챔버(13)에 연통되는 순환로(33)가 형성되어 가열된 공기가 통과되도록 구비되는 열교환본체(31)와, 상기 순환로(33) 상에 구비되어 물이 통과되도록 상기 유입구(11)와 배출구(12)에 연결되는 나선형상의 수관코일(34)과, 이 수관코일(34)을 지지하도록 상기 열교환본체(31)에 결합되는 지지수단(40)을 포함하며, 상기 수관코일(34)은 권선직경이 상호 다르게 구비되어 동심원상으로 배치되는 내부코일(35)과 외부코일(36)로 이루어지고, 상기 내부코일(35)과 외부코일(36)은 각 일단이 상호 연결되도록 구비되는 전기보일러가 제공된다.
전기보일러, 열풍공급수단, 열교환수단, 지지수단, 수관코일

Description

전기보일러{An electric boiler}
본 발명은 전기보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열효율이 우수하여 빠른 시간 내에 난방 및 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로 견고하게 구비되어 고장이 적을 뿐만 아니라 그에 따라 작동 신뢰성이 우수한 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 물이 수용되는 수조 내에 전기에 의해 발열되는 전기히터가 내장되어 상기 수조 내에 저장된 물을 가열하도록 구비되는 데, 이는 열원을 공급하는 전기히터가 상기 수조 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.
또한 일부에서는 소정의 챔버 내에 전기히터를 내장한 상태에서 열풍을 순환시키도록 구비하고, 이 챔버 내에 물이 흐르는 수관코일을 내장되도록 하여 열풍에 의해 가열하는 방식이 있기는 하나, 이러한 경우에는 수관코일이 짧게 형성된 경우에는 충분한 가열이 이루어지지 못하는 단점이 있고, 또한 물이 챔버 내에서 순환되는 시간을 늘리기 위해 상기 수관코일을 길게 형성하는 경우에는 길게 형성된 수관코일이 원래의 형상을 유지하기 힘들게 되므로 수관코일의 일측이 구부러지거나 처지게 되어 안정성 및 작동 신뢰성에 있어서 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이중구조에 의해 가열효율이 우수하여 빠른 시간 내에 난방 및 온수를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 견고한 지지구조에 의해 수관코일을 안정적으로 지지하도록 구비되어 고장이 적을 뿐만 아니라 그에 따라 작동 신뢰성이 우수한 전기보일러를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 일측에 각각 물의 유출입이 가능하도록 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되고, 내부에 챔버(13)가 형성된 본체(10)와;
상기 챔버(13) 내에 구비되어 열을 발생시키는 전기히터(21) 및 이 전기히터(21)에 의해 가열된 공기를 순환시키는 블로어(23)를 포함하는 열풍공급수단(20)과;
상기 열풍공급수단(20)의 일측에 구비되어 가열된 공기가 통과됨과 동시에 상기 유입구(11) 및 배출구(12)에 연결되어 공급된 물을 가열시키도록 구비되는 열교환수단(30)을 포함하여 이루어지며;
상기 열교환수단(30)은 다수의 격벽(32)에 의해 상기 챔버(13)에 연통되는 순환로(33)가 형성되어 가열된 공기가 통과되도록 구비되는 열교환본체(31)와, 상기 순환로(33) 상에 구비되어 물이 통과되도록 상기 유입구(11)와 배출구(12)에 연결되는 나선형상의 수관코일(34)과, 이 수관코일(34)을 지지하도록 상기 열교환본 체(31)에 결합되는 지지수단(40)을 포함하며, 상기 수관코일(34)은 권선직경이 상호 다르게 구비되어 동심원상으로 배치되는 내부코일(35)과 외부코일(36)로 이루어지고, 상기 내부코일(35)과 외부코일(36)은 각 일단이 상호 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 지지수단(40)은 상기 순환로(33) 내부에 상기 수관코일(34)의 길이방향으로 위치되어 상기 내부코일(35)에 외접됨과 동시에 상기 외부코일(36)에 내접하도록 구비되는 다수의 파이프(41)와, 상기 수관코일(34)의 단부측을 지지함과 동시에 상기 파이프(41)가 결합되도록 상기 순환로(33)의 단부측에 위치되어 상기 열교환본체(31)에 결합되는 브라켓(42)을 포함하며, 상기 브라켓(42)에는 상기 챔버(13)와 순환로(33)를 상호 연통시키는 연통공(43)과, 상기 수관코일(34)의 단부를 지지하도록 상기 연통공(43)의 둘레에서 중앙부로 연장된 돌출편(45)과, 이 돌출편(45) 상에 형성되어 상기 파이프(41)의 단부가 삽입되는 결합공(46)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 파이프(41)의 길이방향 일측에는 멈치돌기(47)가 형성되고, 상기 수관코일(34)의 권선 사이에는 상기 파이프(41)에 삽입되어 상기 멈치돌기(47)에 의해 위치 고정되는 보조브라켓(50)이 구비되며, 상기 보조브라켓(50)은 상기 파이프(41)에 삽입되도록 결합공(53)이 형성된 결합단부(51)와 이 결합단부(51)로부터 중앙부로 연장되어 상기 각 결합단부(51)를 일체 로 연결하는 브리지(52)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 브라켓(42)에는 상기 연통공(43)의 개폐정도를 조절하기 위한 판형상의 댐퍼(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전기보일러가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 본체(10)에 전기히터(21)와 블로어(23)로 이루어진 열풍공급수단(20)이 내장되고, 이 열풍공급수단(20)에 의해 순환되는 가열된 공기(또는 열풍)에 의해 물을 가열하도록 열교환수단(30)이 구비되며, 상기 열교환수단(30)은 동심원상으로 배치되는 내부코일(35)과 외부코일(36)로 된 수관코일(34)이 구비됨과 동시에 상기 내부코일(35)과 외부코일(36)은 각 일단이 상호 연결되도록 구비됨으로써, 물이 통과되는 수관코일(34)을 길게 형성할 수 있으므로 열풍과의 열교환 시간을 증대시켜 가열효율을 대폭적으로 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 동심원상으로 배치되는 수관코일(34)에 의해 장치의 크기를 대폭적으로 축소할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 수관코일(34)은 그 길이방향 및 횡방향을 동시에 지지하도록 파이프(41)와 브라켓(42)을 포함하는 지지수단(40)이 구비되어 안정적이면서도 견고하게 수관코일(34)의 결합상태를 유지할 수 있는 장점이 있으며, 특히 상기 파이프(41)는 상기 내부코일(35)에 외접됨과 동시에 상기 외부코일(36)에 내접하도록 구비되어 수관코일(34)의 길이방향을 지지하도록 구비됨으로써, 순환로(33) 상에 구비되는 구성을 최소화함과 동시에 파이프(41) 자체 내부로도 열풍이 삽입 가능하여 지지수단(40)에 의한 열손실 또는 열교환 저하를 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 수관코일(34)의 권선 사이에는 상기 파이프(41)에 고정되는 보조브라켓(50)이 구비됨으로써, 상기 지지수단(40)에 의해 수관코일(34)을 지지함과 동시에 상기 수관코일(34) 자체의 권선을 지지하여 권선형상을 원형대로 유지시킬 수 있으며, 이에 의해 수관코일(34)의 재질에 따른 열변형 또는 하중에 따른 권선형상의 변형(또는 처짐)을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이에 의해 고장을 방지하여 작동 신뢰성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 브라켓(42)에는 챔버(13)와 순환로(33) 사이에 구비되는 연통공(43)의 개폐정도를 조절할 수 있는 댐퍼(60)가 더 구비됨으로써, 상기 열풍공급수단(30)에 의한 열풍이 각 순환로(33) 상으로 균일하게 공급되도록 하여 각 수관코일(34) 내를 통과하는 물의 온도차를 최소화하거나 또는 필요에 따라 열풍량의 편차를 형성하여 일부 수관코일(34)에서 열교환이 이루어지도록 하여 보다 빠른 시간 내에 소정량의 물을 가열시킬 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 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 구성과 그 요부를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 일측에 상하로 위치되어 각각 물의 유출입이 가능하도록 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되고, 내부에 챔버(13)가 형성된 본체(10)가 구비되어 있으며, 상기 챔버(13) 내에는 전기에 의해 발열되는 전기히터(21)와 이 전기히터(21)에 의해 가열된 공기를 순환시키는 블로어(23)로 이루어지는 열풍공급수단(20)이 구비되어 있다. 또한 이 열풍공급수단(20)의 일측에는 순환되는 열풍이 통과됨과 동시에 상기 유입구(11) 및 배출구(12)에 연결되어 공급된 물이 통과되면서 열풍과의 열교환에 의해 가열되도록 열교환수단(30)이 구비되어 있으며, 여기에서 상기 유입구(11)에는 급수탱크 등의 급수라인이 연결되고, 상기 배출구(12)에는 상기 열교환수단(30)에 의해 가열된 물을 이용하여 온수와 난방을 공급할 수 있도록 온수라인이 연결되게 된다.
이와 같은 구성에 있어서, 상기 전기히터(21)는 상기 챔버(13)의 일측면에 근접된 위치에 상부에서 하부로 수직 연장되도록 구비되고, 상기 블로어(23)는 상기 챔버(13)의 상부에 결합되어 구동모터(22)에 의해 구동되도록 있다. 이때에, 상기 전기히터(21)는 외부에서 전원을 공급받아 발열되면서 상기 챔버(13) 내부의 공기를 가열시키게 되는데, 이 전기히터(21)의 전원은 일반공급용 전력보다는 이에 비해 상대적으로 가격이 싼 심야전력이나 가격이 저렴하면서도 시간제한이 없는 산업용 전력을 사용하는 것이 바람직하며, 또한 상기 블로어(23)는 터보팬, 시누크팬 또는 시로코팬과 같이 구동모터(22)에 의해 회전되면서 공기를 흡입하여 토출시킬 수 있는 형태의 것으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 열교환수단(30)은 다수의 격벽(32)이 간격을 두고 수직 연장되어 순환로(33)가 형성된 열교환본체(31)가 구비되고, 상기 순환로(33)는 상하단이 개방되어 상기 챔버(13)에 연통되도록 구비되며, 이 순환로(33) 상에는 상기 유입구(11)와 배출구(12)에 연결되도록 나선형상으로 권선된 수관코일(34)이 내장되어 있다. 이때에 상기 수관코일(34)은 동심원상으로 배치되는 이중구조로 구비되어, 상기 열교환본체(31)에 결합되는 지지수단(40)에 의해 지지된 상태로 구비되는데, 이러한 수관코일(34)의 구조와 지지수단(40)의 구성을 도 2 내지 도 4를 추가하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 수관코일(34)은 권선직경이 상호 다르게 구비되어 동심원상으로 배치되는 내부코일(35)과 외부코일(36)로 이루어지고, 상기 내부코일(35)과 외부코일(36)은 어느 하나 일단이 다른 하나의 일단으로 연장되어 상호 연결된 상태로 구비되며, 나머지 타단은 각각 상기 유입구(11)와 배출구(12)에 연결되게 된다(도 2의 (a)). 이때에 상기 수관코일(34)이 다수개로 구비된 경우에는 최초 및 최후에 연결되는 수관코일(34)은 그에 구비된 내부코일(35)이나 외부코일(36) 중에서 하나의 일단이 상기 유입구(11)와 배출구(12)에 각각 연결되고, 이를 제외한 중간에 연결되는 수관코일(34)은 자체의 내부코일(35)과 외부코일(36)은 전술된 바와 같이 각각의 일단이 상호 연결되며, 나머지 타단은 인접된 수관코일(34)의 내부코일(35) 또는 외부코일(36)의 일단에 연결시켜 물이 다수의 수관코일(34)을 연속적으로 통과되도록 하여 열교환 시간을 길게 설정할 수 있게 된다(도 2의 (b)).
여기에서, 상기 수관코일(34)은 전체가 상호 연결되어 하나의 관로를 형성할 수도 있음은 물론, 도시된 바와 같이 행방향 또는 열방향으로 그룹화되어 각각 관로를 형성할 수도 있으며, 이때에 상기 유입구(11)와 배출구(12) 측에는 그룹화된 수관코일(34)로 물을 분배할 수 있는 분기관과 가열된 물을 통합할 수 있는 합지관이 더 구비될 수 있는 것이다. 또한 상기 내부코일(35)과 외부코일(36)을 상호 연결하거나 각 수관코일(34)을 상호 연결하기 위해 연장부(37)가 형성되는 것은 당연한 것이다.
한편, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 지지수단(40)은 상기 순환로(33)의 내부에 상기 수관코일(34)의 길이방향으로 위치되는 파이프(41)와 상기 수관코일(34)의 단부측에 횡방향으로 구비되는 브라켓(42)을 포함하여 이루어지며, 상기 파이프(41)는 상기 내부코일(35)에 외접됨과 동시에 상기 외부코일(36)에 내접하도록 다수개가 구비되고, 상기 브라켓(42)은 판형상으로 구비되어 상기 순환로(33)의 상하단에 위치되도록 상기 열교환본체(31)에 결합된다. 이때에, 상기 파이프(41)는 그 상하단이 개방된 상태로 구비되어 그 자체 내부로 열풍이 통과될 수 있도록 하고, 상기 브라켓(42)은 상기 챔버(13)와 순환로(33)를 상호 연통시키도록 연통공(43)이 형성됨과 동시에 상기 수관코일(34)의 단부를 지지할 수 있도록 수평방향으로 돌출편(45)이 형성되는데, 이 돌출편(45)에는 상기 파이프(41)의 단부가 통과되도록 결합공(46)이 형성되고, 상기 파이프(41)의 양단에는 결합핀(48)이 체결되어 상기 브라켓(42)에 의해 고정되면서도 파이프(41)의 단부를 밀폐하지 않도 록 되어 있다.
또한 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수관코일(34)의 권선 사이에는 상기 파이프(41)에 고정되는 보조브라켓(50)이 구비되는데, 이를 위해 상기 파이프(41)의 길이방향 일측에는 멈치돌기(47)가 형성되고, 상기 보조브라켓(50)에는 상기 파이프(41)에 삽입되도록 결합공(53)이 형성된 결합단부(51)와 이 결합단부(51)로부터 중앙부로 수평 연장되는 브리지(52)로 이루어져 상기 순환로(33)의 내부에 횡방향으로 위치되며, 이때에 상기 브리지(52)는 순환로(33)를 차단하지 않도록 그 사이에 공간이 형성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 브라켓(42)에는 상기 연통공(43)의 개폐정도를 조절할 수 있도록 댐퍼(60)가 구비되는데, 이 댐퍼(60)는 상기 브라켓(42)의 중심부에 볼트에 의해 체결되거나 또는 회동 가능하도록 힌지에 의해 결합되어 있으며, 이는 상기 열풍공급수단(20)에 의해 공급되는 열풍이 순환될 때에 상기 전기히터(21)와 블로어(23)의 위치에 따른 각 순환로(33)와의 거리차로 인해 열풍의 통과량에 있어서 차이가 발생될 수 있으므로, 이를 방지하여 각 순환로(33) 상에 전체적으로 균일한 열풍이 공급되도록 하기 위함이며, 필요에 따라서는 상기 댐퍼(60)에 의해 일부의 순환로(33)를 밀폐시키거나 열풍량의 편차를 형성하여 수관코일(34)의 일부만이 열교환이 이루지도록 할 수도 있는 것이다. 또한 도 2에서 설명되지 않은 부호는 본체(10)에 구비되는 단열재(14)를 나타낸 것이다.
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 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 구성을 도시한 단면도
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 구성을 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다른 구성을 도시한 평면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 또 다른 구성을 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 또 다른 구성을 도시한 사시도

Claims (4)

  1. 일측에 각각 물의 유출입이 가능하도록 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되고, 내부에 챔버(13)가 형성된 본체(10)와;
    상기 챔버(13) 내에 구비되어 열을 발생시키는 전기히터(21) 및 이 전기히터(21)에 의해 가열된 공기를 순환시키는 블로어(23)를 포함하는 열풍공급수단(20)과;
    상기 열풍공급수단(20)의 일측에 구비되어 가열된 공기가 통과됨과 동시에 상기 유입구(11) 및 배출구(12)에 연결되어 공급된 물을 가열시키도록 구비되는 열교환수단(30)을 포함하여 이루어지며;
    상기 열교환수단(30)은 다수의 격벽(32)에 의해 상기 챔버(13)에 연통되는 순환로(33)가 형성되어 가열된 공기가 통과되도록 구비되는 열교환본체(31)와, 상기 순환로(33) 상에 구비되어 물이 통과되도록 상기 유입구(11)와 배출구(12)에 연결되는 나선형상의 수관코일(34)과, 이 수관코일(34)을 지지하도록 상기 열교환본체(31)에 결합되는 지지수단(40)을 포함하며, 상기 수관코일(34)은 권선직경이 상호 다르게 구비되어 동심원상으로 배치되는 내부코일(35)과 외부코일(36)로 이루어지고, 상기 내부코일(35)과 외부코일(36)은 각 일단이 상호 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지수단(40)은 상기 순환로(33) 내부에 상기 수관코일(34)의 길이방향으로 위치되어 상기 내부코일(35)에 외접됨과 동시에 상기 외부코일(36)에 내접하도록 구비되는 다수의 파이프(41)와, 상기 수관코일(34)의 단부측을 지지함과 동시에 상기 파이프(41)가 결합되도록 상기 순환로(33)의 단부측에 위치되어 상기 열교환본체(31)에 결합되는 브라켓(42)을 포함하며, 상기 브라켓(42)에는 상기 챔버(13)와 순환로(33)를 상호 연통시키는 연통공(43)과, 상기 수관코일(34)의 단부를 지지하도록 상기 연통공(43)의 둘레에서 중앙부로 연장된 돌출편(45)과, 이 돌출편(45) 상에 형성되어 상기 파이프(41)의 단부가 삽입되는 결합공(46)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파이프(41)의 길이방향 일측에는 멈치돌기(47)가 형성되고, 상기 수관코일(34)의 권선 사이에는 상기 파이프(41)에 삽입되어 상기 멈치돌기(47)에 의해 위치 고정되는 보조브라켓(50)이 구비되며, 상기 보조브라켓(50)은 상기 파이프(41)에 삽입되도록 결합공(53)이 형성된 결합단부(51)와 이 결합단부(51)로부터 중앙부로 연장되어 상기 각 결합단부(51)를 일체로 연결하는 브리지(52)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브라켓(42)에는 상기 연통공(43)의 개폐정도를 조절하기 위한 판형상의 댐퍼(60)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전기보일러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101724236B1 (ko) * 2016-06-29 2017-04-06 김명원 고효율 보일러용 가열장치

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