KR20110045245A

KR20110045245A - 탄소히터를 이용한 온수생성장치

Info

Publication number: KR20110045245A
Application number: KR1020090101717A
Authority: KR
Inventors: 정규성
Original assignee: 정규성
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-04

Abstract

본 발명은 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 관한 것으로서, 외측면에 물이 유입되는 유입구(11)와 물이 유출되는 유출구(12)가 마련되고 내부공간(13)이 형성되며 길이방향 양단부가 개방된 개방구(14)를 갖는 하우징(10); 상기 하우징(10)의 내부공간(13) 내에 배치되고 그 양단부가 개방구(14) 외부로 돌출되는 탄소히터(20); 및 상기 탄소히터(20)의 양단부가 외부로 노출되도록 하여 하우징(10)의 양측 개방구(14)를 밀폐시키는 한 쌍의 밀폐부재(30)를 포함하여 구성된다. 따라서, 하우징의 외측면에 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제를 덮어씌우고 밀폐된 내부공간에 탄소히터를 설치한 후 이 하우징 내로 물을 순환시켜 온수가 생성되도록 함으로써, 기본적으로 탄소히터 사용에 의해 단시간 내에 온수를 생성할 수 있게 되어 온수생성 능률이 상당히 뛰어남은 물론, 하우징 외측의 코팅층에 의해 보온 성능이 향상되도록 하고 이는 방열에 따른 열손실을 최소화할 수 있도록 하며 그 결과 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

탄소히터를 이용한 온수생성장치, 하우징, 밀폐부재, 방열차단제, 적외선

Description

탄소히터를 이용한 온수생성장치{Apparatus for making hot water using carbon heater}

본 발명은 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징의 외측면에 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제를 덮어씌우고 밀폐된 내부공간에 탄소히터를 설치한 후 이 하우징 내로 물을 순환시켜 온수가 생성되도록 함으로써, 기본적으로 탄소히터 사용에 의해 단시간 내에 온수를 생성할 수 있게 되어 온수생성 능률이 상당히 뛰어남은 물론, 하우징 외측의 코팅층에 의해 보온 성능이 향상되도록 하고 이는 방열에 따른 열손실을 최소화할 수 있도록 하며 그 결과 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 되는 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 관한 것이다.

일반적으로 탄소(섬유)히터는 탄소섬유를 이용한 가열체로서, 보다 상세하게는 탄소콜로이드 용액(탄소나노분말을 증류수 등과 배합한 용액)으로 침지되고 진공이 이루어진 압력탱크 내에서 원심탈수 및 진공, 건조 단계를 거쳐 다량의 탄소나노입자가 섬유조직전체에 균일하게 분포, 부착되어 된 다공성 바잘트섬유를 사용하는 가열체로서, 난방시설의 경우를 예로 들었을 때, 기존의 선상발열체(전기온돌 판넬)와 면상발열체(필름히터)의 단점을 보완하고 불편한 점을 크게 개선하여, 1) 타 난방장치(기름, 가스보일러)에 비해 적은 시공비와 부분 난방이 가능하고, 온도 상승시간 단축 등으로 연료비가 절감되며, 2) 전기온돌판넬과 필름히터의 단점인 난방면적의 온도 편차가 평균 2℃ 이내로 전 면적의 고른 난방이 가능하고, 3) 기존의 바닥상태에서 철거작업을 하지 않고 곧바로 시공이 가능하며(시공 후 바닥두께 10mm 이내), 4) 섬유 재질이어서 깨질 염려가 없고, 외부의 인위적인 파손, 즉 찍히거나 찢어져도 파손된 부분만 절연 처리하면 바로 사용 가능하며, 5) 기계장치가 아닌 섬유 재질이어서 부식이나 깨짐 현상이 없으므로 반영구적으로 사용 가능하게 되는 특징이 있다.

이러한 섬유히터는 난방시설은 물론 그 밖에 온수보일러 등 다른 시설에도 다양하게 적용될 수 있는 것이다.

한편, 종래 기술의 온수생성장치를 개략적으로 살펴보면, 내부공간이 형성된 하우징과, 이 하우징의 내부에 발열체를 마련한 후, 이 하우징 내부로 물을 순환시켜 발열체와 열 교환이 이루어지면서 온수를 생성하도록 하는 구조로 되어 있다.

그러나, 위와 같은 종래 기술의 온수생성장치는 일반적인 발열체를 사용하기 때문에 발열 효율이 떨어져 이에 따라 온수 생성에 많은 시간이 소요되면서 에너지 낭비를 초래하고, 또한, 하우징에 별도의 방열차단수단이 마련되어 있지 않기 때문에 열손실이 많아 보온 성능이 떨어지게 되면서 결과적으로 장치의 신뢰성이 하락하게 되는 등의 문제점을 갖고 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 하우징의 외측면에 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제를 덮어씌우고 밀폐된 내부공간에 탄소히터를 설치한 후 이 하우징 내로 물을 순환시켜 온수가 생성되도록 함으로써, 기본적으로 탄소히터 사용에 의해 단시간 내에 온수를 생성할 수 있게 되어 온수생성 능률이 상당히 뛰어남은 물론, 하우징 외측의 코팅층에 의해 보온 성능이 향상되도록 하고 이는 방열에 따른 열손실을 최소화할 수 있도록 하며 그 결과 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 되는 탄소히터를 이용한 온수생성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 탄소히터를 이용한 온수생성장치는 외측면에 물이 유입되는 유입구와 물이 유출되는 유출구가 마련되고, 내부공간이 형성되며 길이방향 양단부가 개방된 개방구를 갖는 하우징; 상기 하우징의 내부공간 내에 배치되고 그 양단부가 개방구 외부로 돌출되는 탄소히터; 및 상기 탄소히터의 양단부가 외부로 노출되도록 하여 하우징의 양측 개방구를 밀폐시키는 한 쌍의 밀폐부재를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 있어서, 상기 하우징은 석영유리 재질로 되고, 이 하우징의 외측면에 탄소히터에서 발생되는 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제가 마련된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 있어서, 상기 방열차단제는 반사가 되는 스테인레스 금속 재질로 된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 있어서, 상기 탄소히터는, 탄소콜로이드 용액으로 침지되고 진공이 이루어진 압력탱크 내에서 원심탈수 및 진공, 건조 단계를 거쳐 다량의 탄소나노입자가 섬유조직전체에 균일하게 분포, 부착되어 된 다공성 바잘트섬유; 상기 다공성 바잘트섬유의 양단에 통전 가능한 상태로 연결되는 클램프; 상기 클램프 일단에 용접되는 도전선; 상기 도전선 각각에 용접되는 도전판; 상기 도전판의 타단에 용접되는 리드선; 및 상기 리드선 양단이 팽팽하게 인장된 상태로 씌워져 양단이 융착 밀봉되고, 내부가 진공 배기된 석영관을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 있어서, 상기 밀폐부재는 일단부가 하우징의 내주면에 밀착 결합되고 그 타단부가 탄소히터의 외주면을 밀착 감싸도록 관통된 2단관체 구조로 된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 있어서, 상기 밀폐부재는 실리콘 재질로 된 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치에 있어서, 상기 밀폐부재의 하우징 외부로 노출되는 표면에 탄소히터에서 발생되는 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제가 마련된 것이 바람직하다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치는 하우징의 외측면에 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제를 덮어씌우고 밀폐된 내부공간에 탄소히터를 설치한 후 이 하우징 내로 물을 순환시켜 온수가 생성되도록 함으로써, 기본적으로 탄소히터 사용에 의해 단시간 내에 온수를 생성할 수 있게 되어 온수생성 능률이 상당히 뛰어남은 물론, 하우징 외측의 코팅층에 의해 보온 성능이 향상되도록 하고 이는 방열에 따른 열손실을 최소화할 수 있도록 하며 그 결과 제품의 신뢰성을 높일 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치는 외측면에 물이 유입되는 유입구(11)와 물이 유출되는 유출구(12)가 마련되고, 내부공간(13)이 형성되며 길이방향 양단부가 개방된 개방구(14)를 갖는 하우징(10)과, 이 하우징(10)의 내부공간(13) 내에 배치되고 그 양 단부가 개방구(14) 외부로 돌출되는 탄소히터(20) 및 이 탄소히터(20)의 양단부가 외부로 노출되도록 하여 하우징(10)의 양측 개방구(14)를 밀폐시키는 한 쌍의 밀폐부재(30)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기 하우징(10)은 길다란 원관 구조의 석영유리 재질로 되고, 이 하우징(10)의 외측면에 탄소히터(20)에서 발생되는 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제(40)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 방열차단제(40)는 탄소히터(20)에서 발생되는 적외선이 투과되지 못하도록 얇은 박판 금속 재질로 형성되되, 특히 반사가 되는 스테인레스 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 펼쳐진 상태에서 하우징(10)의 외부를 둘러 감쌀 수 있도록 사각 판재 형상으로 마련할 수도 있고, 또는 미리 원관 구조로 제작하여 하우징(10) 외부에 장착할 수 있도록 할 수도 있을 것이다.

미 설명부호 41은 하우징(10)의 유입구(11)와 유출구(12)가 관통되도록 하는 관통공을 나타낸 것이다.

상기 탄소히터(20)는 탄소콜로이드 용액으로 침지되고 진공이 이루어진 압력탱크 내에서 원심탈수 및 진공, 건조 단계를 거쳐 다량의 탄소나노입자가 섬유조직전체에 균일하게 분포, 부착되어 된 다공성 바잘트섬유(21)와, 이 다공성 바잘트섬유(21)의 양단에 통전 가능한 상태로 연결되는 클램프(22)와, 이들 각 클램프(22)의 일단에 용접되는 도전선(23)과, 이 도전선(23)의 각각에 용접되는 도전판(24)과, 이 도전판(24)의 타단에 용접되는 리드선(25) 및 이 리드선(25) 양단이 팽팽하 게 인장된 상태로 씌워져 양단이 융착 밀봉되고 내부가 진공 배기된 석영관(26)을 포함하여 구성된다.

상기 밀폐부재(30)는 일단부의 외주면이 하우징(10)의 내주면에 밀착 결합되도록 대직경 구조로 되고 그 타단부가 탄소히터(20)의 외주면을 밀착 감싸도록 관통된 소직경 구조로 되어 전체 형상이 2단 원관체 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 밀폐부재(30)는 실리콘 재질로 형성되며, 이 밀폐부재(30)의 하우징(10) 외부로 노출되는 표면에도 탄소히터(20)에서 발생되는 적외선의 투과를 차단하기 위한 금속 재질, 특히 반사가 되는 스테인레스 재질의 방열차단제(50)가 마련되어 있다.

즉, 상기 방열차단제(50)는 하우징(10)의 외부로 노출되어 있는 밀폐부재(30)의 형상과 동일한 형상을 갖도록 원판형 플랜지부(51)와 중앙에 원관부(52)를 갖는 형상으로 되어 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치의 조립 과정을 살펴보면, 우선 하우징(10)의 내부공간(13)에 탄소히터(20)를 배치하여 그 양단부가 하우징(10)의 개방구(14) 외부로 돌출되도록 한 후 이 양단의 개방구(14)를 밀폐부재(30)로 밀폐시킨다.

이때, 상기 탄소히터(20)의 양단 리드선(25)이 하우징(10) 외부로 노출되도록 탄소히터(20)의 양단부를 하우징(10)의 외부로 노출시킨다.

그런 다음, 하우징(10)의 외표면에 적외선 투과를 방지하기 위한 방열차단제(40)를 둘러 감싸 장착하는 동시에 하우징(10) 외부로 노출되어 있는 밀폐부 재(30)의 표면상에도 별도의 방열차단제(50)를 부착하여 하우징(10) 외부가 방열차단제(40,50)에 의해 완벽하게 덮어씌워져 적외선 투과를 완벽하게 차단할 수 있도록 한다.

이렇게 조립이 완성된 상태의 온수생성장치는 탄소히터(20)를 작동시켜 고온이 발열되도록 하고 하우징(10)의 유입구(11)를 통해 내부공간(13)으로 냉수를 유입시키면 냉수는 내부의 탄소히터(20)에 의해 가열되어 온수가 된 후 유출구(12)를 통해 온수가 필요한 장소로 이동되는 과정을 통해 본 발명의 온수 생성 및 온수 공급이 이루어지게 되는 것이다.

그리고, 방열차단제(40,50)를 통한 보온에 의해 열 손실이 전혀 없이 높은 열효율을 갖는 온수를 생성할 수 있게 된다.

한편, 상기 온수생성장치는 단일 구조로 형성하여 낮은 온도의 온수를 생성할 수도 있고, 또는 도 4에서 나타낸 것과 같이, 온수생성장치를 복수개 병렬 구조로 배치하여 온수가 복수의 온수생성장치를 거치는 동안 지속적으로 가열되면서 보다 높은 온도의 온수를 생성할 수도 있을 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 실시예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변형하여 이용할 수 있는 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치를 나타낸 분해사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소히터를 이용한 온수생성장치를 복수개 병렬 배열시킨 구조를 나타낸 개략도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 하우징 11 : 유입구

12 : 유출구 13 : 내부공간

14 : 개방구 20 : 탄소히터

21 : 바잘트섬유 22 : 클램프

23 : 도전선 24 : 도전판

25 : 리드선 26 : 석영관

30 : 밀폐부재 40 : 방열차단제

41 : 관통공 50 : 방열차단제

51 : 플랜지부 52 : 원관부

Claims

외측면에 물이 유입되는 유입구(11)와 물이 유출되는 유출구(12)가 마련되고, 내부공간(13)이 형성되며 길이방향 양단부가 개방된 개방구(14)를 갖는 하우징(10);

상기 하우징(10)의 내부공간(13) 내에 배치되고 그 양단부가 개방구(14) 외부로 돌출되는 탄소히터(20); 및

상기 탄소히터(20)의 양단부가 외부로 노출되도록 하여 하우징(10)의 양측 개방구(14)를 밀폐시키는 한 쌍의 밀폐부재(30);

를 포함하여 구성되는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제1항에 있어서,

상기 하우징(10)은 석영유리 재질로 되고, 이 하우징(10)의 외측면에 탄소히터(20)에서 발생되는 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제(40)가 마련된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제2항에 있어서,

상기 방열차단제(40)는 반사가 되는 스테인레스 금속 재질로 된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제1항에 있어서,

상기 탄소히터(20)는,

탄소콜로이드 용액으로 침지되고 진공이 이루어진 압력탱크 내에서 원심탈수 및 진공, 건조 단계를 거쳐 다량의 탄소나노입자가 섬유조직전체에 균일하게 분포, 부착되어 된 다공성 바잘트섬유(21);

상기 다공성 바잘트섬유(21)의 양단에 통전 가능한 상태로 연결되는 클램프(22);

상기 각 클램프(22)의 일단에 용접되는 도전선(23);

상기 도전선(23)의 각각에 용접되는 도전판(24);

상기 도전판(24)의 타단에 용접되는 리드선(25); 및

상기 리드선(25) 양단이 팽팽하게 인장된 상태로 씌워져 양단이 융착 밀봉되고 내부가 진공 배기된 석영관(26);

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제1항에 있어서,

상기 밀폐부재(30)는 일단부가 하우징(10)의 내주면에 밀착 결합되고 그 타단부가 탄소히터(20)의 외주면을 밀착 감싸도록 관통된 2단관체 구조로 된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제5항에 있어서,

상기 밀폐부재(30)는 실리콘 재질로 된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제6항에 있어서,

상기 밀폐부재(30)의 하우징(10) 외부로 노출되는 표면에 탄소히터(20)에서 발생되는 적외선의 투과를 차단하기 위한 방열차단제(50)가 마련된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.
제7항에 있어서,

상기 방열차단제(50)는 반사가 되는 스테인레스 금속 재질로 된 것을 특징으로 하는 탄소히터를 이용한 온수생성장치.