KR20110116358A - 열효율을 증대시킨 전기보일러용 온수탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심야전기 등을 사용하여 가정이나 공장 등의 내부 난방이나 온수를 사용할 수 있도록 한 전기보일러용 온수탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입수구와 출수구를 갖는 온수탱크의 가열수단으로서 코일형 가열히터를 적용하고, 상기 온수탱크에는 상기 가열히터가 내측으로 삽입될 수 있도록 한 별개의 히터삽입관을 결합 형성하여 개방된 히터삽입관을 통해 가열히터가 온수탱크와 분리된 상태로 삽입되게 하며, 상기 온수탱크의 내부에는 가열히터의 사이를 구획하는 배출지연판을 지그재그 형태로 고정 형성함으로써,
뛰어난 발열 효과 및 높은 온도의 발열량을 갖는 코일형 발열히터를 적용시킴에 따라 전력 소모량을 절감시켜 매우 경제적인 것이고, 발열히터가 온수와 직접 접촉하지 아니하므로 온수에 의한 부식이나 산화 등이 예방되므로 발열히터에 대한 사용 수명을 크게 연장시킬 수 있는 것이며, 내부의 배출지연판은 온수탱크 내부의 온수에 대한 직선형 흐름이 아닌 지그재그 형태의 흐름이 이루어지도록 하여 발열히터의 열기로부터 충분한 시간을 갖고 가열될 수 있도록 하므로 작은 저수 용량을 갖는 탱크라 할지라도 넓은 면적에 대한 난방이 이루어질 수 있음은 물론 고온의 온수를 지속적으로 풍부하게 사용할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Description

열효율을 증대시킨 전기보일러용 온수탱크 {Hot water tank of electric boiler with improved thermal efficiency}

본 발명은 심야전기 등을 사용하여 가정이나 공장 등의 내부 난방이나 온수를 사용할 수 있도록 한 전기보일러용 온수탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 입수관과 출수관을 갖는 온수탱크에 적어도 2기 이상의 코일형 가열히터를 내장하되, 상기 온수탱크의 내부에는 상기 코일형 가열히터와 온수탱크의 내부가 구분되게 하는 히터삽입관을 결합 형성하고, 상기 이들 히터삽입관의 사이에는 별도의 배출지연판을 형성함으로써, 열효율이 월등한 코일형 가열히터를 통해 온수탱크 내의 물에 대한 가열 온도 및 속도의 향상과 더불어 고온의 온수를 연속하여 얻을 수 있도록 하면서도, 온수와 가열히터가 직접 접촉하지 아니하므로 가열히터에 대한 사용수명을 크게 연장시킬 수 있는 것이다.

일반적으로 농촌이나 공장 등 저렴한 심야전기를 이용할 수 있는 지역이나 장소에서는 통상적인 가스 또는 석유 보일러 대신 전기보일러를 주로 사용하고 있는 것이다. 이때, 주간에는 상대적으로 저렴한 가스 또는 석유 보일러를 사용하는 것이 보편적이고 심야에는 전기보일러를 사용함에 따라 가정이나 하우스 또는 공장 등의 난방이나 온수를 사용할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 전기보일러는 통상적으로 온수탱크 내부에서 가열된 상태의 물을 순환시켜 난방을 하거나 상기 온수탱크로부터 온수를 직접 빼내어 사용함에 따라 온수에 대한 직접적인 사용이 이루어지게 된다.

특히, 상기와 같은 온수탱크는 도 1의 도시와 같이 사방이 밀폐된 상태의 금속재 탱크(100)와 그 탱크(100)의 내부 공간으로 삽입 고정된 다수의 히터봉(110)(110')에 의해 이루어지는 것으로서, 상기 탱크(100)의 양측에는 입수관(101)과 출수관(102)이 각기 구분 형성되어 있는 것이다.

따라서, 상기의 입수관(101)을 통해 난방 순환수 및 일반 상수가 탱크(100)의 내부로 유입되면 전원이 인가된 상태의 히터봉(110)(110')이 발열함에 따라 탱크(100) 내부의 유입수를 가열시키게 되는 것이고, 가열된 상태의 유입수는 출수관(102)을 통해 배출되면서 난방을 하거나 온수에 대한 배출 사용이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 전기보일러용 온수탱크는 온수탱크 내부의 순환수와 히터봉이 직접 접촉하는 구조를 갖고 있는 것이어서, 상기 히터봉에 대한 사용 수명이 극히 짧은 문제점이 있는 것이다.

즉, 일반적인 가열수단으로서 히터봉과 코일식 가열히터로 구분될 것인데, 상기의 코일식 가열히터는 히터봉에 비하여 우수한 발열성과 뛰어난 열효율을 갖고 있는 것으로 알려져 있으나 상기의 가열히터를 구성하고 있는 코일은 물과의 접촉에 매우 취약하면서도 코일 자체에 전기가 직접 유도되면서 전기적인 저항에 의해 발열하는 구조를 갖고 있으므로 상기와 같이 온수탱크 내부의 순환수를 직접 가열하기에는 적합하지 않은 것이다.

이에 따라 상기와 같이 우수한 발열성과 뛰어난 열효율을 갖고 있음에도 코일식 가열히터는 사용되지 못하고 일반적인 발열 특성을 갖는 히터봉을 사용하게 되는 것이다. 이에 상기와 같은 히터봉은 순환수 내에 직접 담긴 상태에서도 전기적인 합선 등이 발생하지 아니하므로 대부분의 온수탱크에는 상기와 같은 히터봉이 사용되고 있는 것인데, 상기의 히터봉 역시 온수에 직접 담긴 상태이므로 부식이나 산화로 인해 그 사용 수명이 매우 짧은 것이며, 발열 효율 역시 만족스럽지 못한 실정인 것이다.

본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선한 것으로서, 입수구와 출수구를 갖는 온수탱크의 가열수단으로서 코일형 가열히터를 적용하고, 상기 온수탱크에는 상기 가열히터가 내측으로 삽입될 수 있도록 한 별개의 히터삽입관을 결합 형성하여 개방된 히터삽입관을 통해 가열히터가 온수탱크와 분리된 상태로 삽입되게 하며, 상기 온수탱크의 내부에는 가열히터의 사이를 구획하는 배출지연판을 지그재그 형태로 고정 형성함으로써, 코일형 가열히터의 우수한 특성을 그대로 적용시킬 수 있으면서도 가열히터가 온수와 직접 접촉하지 아니하므로 사용 수명이 크게 연장되는 것이며, 배출지연판에 의해 온수가 가열히터와 접촉할 수 있는 시간이 길어지므로 소용량의 온수탱크라 할지라도 넓은 면적에 대한 난방 및 온수에 대한 지속적인 사용이 가능한 특징의 열효율을 증대시킨 전기보일러용 온수탱크를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측 하부에 입수관이 형성되고 타측 상부에 출수관이 형성된 온수탱크를 구비하고, 상기 온수탱크의 내부 공간으로는 온수탱크의 외부로 개방된 내부를 갖는 히터삽입관을 적어도 2개 이상 고정 형성하며, 상기 히터삽입관의 내측으로는 공지된 코일형 가열히터를 삽입하여 고정하고, 상기 온수탱크의 내부에는 히터삽입관의 사이에 위치하는 배출지연판을 고정 형성하여 이루어지는 것이다.

본 발명은, 뛰어난 발열 효과 및 높은 온도의 발열량을 갖는 코일형 발열히터를 적용시킴에 따라 전력 소모량을 절감시켜 매우 경제적인 것이고, 발열히터가 온수와 직접 접촉하지 아니하므로 온수에 의한 부식이나 산화 등이 예방되므로 발열히터에 대한 사용 수명을 크게 연장시킬 수 있는 것이며, 내부의 배출지연판은 온수탱크 내부의 온수에 대한 직선형 흐름이 아닌 지그재그 형태의 흐름이 이루어지도록 하여 발열히터의 열기로부터 충분한 시간을 갖고 가열될 수 있도록 하므로 작은 저수 용량을 갖는 탱크라 할지라도 넓은 면적에 대한 난방이 이루어질 수 있음은 물론 고온의 온수를 지속적으로 풍부하게 사용할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

도 1은 일반적인 전기보일러용 온수탱크의 내부 단면도
도 2는 본 발명에 따른 전기보일러용 온수탱크의 절개 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전기보일러용 온수탱크의 전체 단면도
도 4는 본 발명에 따른 전기보일러용 온수탱크의 순환수 흐름도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 전기보일러용 온수탱크의 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전기보일러용 온수탱크의 전체 단면도이다.

도시와 같이 본 발명에 따른 전기보일러용 온수탱크(10)는 일측 하부에 온수탱크(10)의 내,외를 관통하는 입수관(11)이 형성되어 있고 타측 상부에는 역시 온수탱크(10)의 내,외를 관통하는 출수관(12)이 형성되어 있는 것으로서, 상기의 입수관(11)은 전기보일러에서의 난방수가 순환하여 회수되는 동시에 외부로부터 유입되는 보충 난방수의 유입부 역할을 수행하는 것이고, 상기의 출수관(12)은 난방을 온수탱크(10) 내부에서 가열된 상태의 난방수가 배출되어 실내에 배관된 상태의 난방호스로 흘러가도록 하거나 온수탱크(10) 내부에서 가열된 상태의 온수를 배출시켜 직접 사용할 수 있도록 한 유출부의 역할을 하는 것이다.

이때, 상기와 같은 입수관(11)과 출수관(12)의 내부에는 암나사부를 형성함에 따라 난방관 등을 용이하게 체결할 수 있도록 할 수 있을 것이다.

이와 같은 온수탱크(10)의 내부 난방수에 대한 가열수단으로서 본 발명에서는 공지의 코일형 가열히터(30)를 사용한 것인데, 상기와 같은 코일형 가열히터(30)는 중심부의 샤프트(도면에서의 부호는 생략함) 상에 절연체(33)를 결합 및 고정한 상태에서 상기 절연체(33)에 수직 방사상으로 형성된 코일 삽입홈을 통해 나선 형태로 권취된 상태의 발열코일이 삽입되어 이루어지는 것으로서, 기존의 히터봉에 비하여 높은 발열량과 발열 온도를 갖고 있는 것이 특징적이다.

이에 따라 상기와 같은 코일형 가열히터(30)를 가열수단으로 적용함에 따라 온수탱크(10) 내부의 난방수를 더욱 빠르고 고온으로 가열시킬 수 있는 것인데, 상기와 같은 코일형 가열히터(30)의 경우 발열코일에 직접적인 전기가 통하면서 발열코일이 저항체의 역할을 하는 형태를 갖고 있으므로 이러한 코일형 가열히터(30)의 경우 난방수와 직접 접촉하면 안될 것이다.

따라서, 본 발명에서는 하부가 개방된 상태의 히터삽입관(20)(20')을 별도로 구비하여 이를 온수탱크(10)의 내부로 삽입 고정하는 동시에 개방된 히터삽입관(20)(20')을 통해 그 내측에 전기한 코일형 가열히터(30)를 삽입하여 고정한 것이다.

이에 따라 상기의 코일형 가열히터(30)에 전원을 인가시켜 고온으로 발열하게 되면 코일형 가열히터(30)의 열기는 히터삽입관(20)(20') 전체를 빠르게 온도 상승시키는 동시에 히터삽입관(20)(20')에 의한 코일형 가열히터(30)의 간접 온도 전달로 인해 온수탱크(10) 내부의 난방수를 빠르고 고온으로 가열할 수 있는 것이다.

더욱이, 상기와 같은 코일형 가열히터(30)는 내부의 물과 직접적인 접촉이 전혀 없는 상태이므로 물에 의해 가열히터가 부식되거나 산화 또는 전기적인 합선 등이 일어나는 문제점을 원천적으로 차단할 수 있는 것이다.

이때, 상기와 같은 코일형 가열히터(30)의 하단에는 결합공(32)을 갖는 장착판(31)을 고정 형성한 상태에서, 상기의 코일형 가열히터(30)를 히터삽입관(20)(20')의 내측으로 삽입한 후, 별도의 체결볼트(40)를 상기 결합공(32)으로 끼워넣고 그 체결볼트(40)가 온수탱크(10)에 나사 결합되게 함에 따라 상기 코일형 가열히터(30)에 대한 견고한 고정 설치가 이루어질 수 있는 것이다.

특히, 상기의 온수탱크(10) 내부에는 연속하는 히터삽입관(20)(20')의 사이 사이에 위치하는 배출지연판(13)(13')을 고정 형성한 것으로서, 상기의 배출지연판(13)(13')은 입수관(11)으로부터 유입된 난방수나 순환수가 출수관(12)을 향하여 직선적인 흐름을 갖게 하는 것이 아닌 지그재그 형태로 된 배출 경로를 갖게 함에 따라 결국 상기의 난방수나 순환수가 코일형 가열히터(30)에 의한 간접 열기에 충분히 노출될 수 있도록 하여 더욱 우수한 열효율을 얻을 수 있게 한 것이다.

즉, 상기의 배출지연판(13)(13')은 온수탱크(10)의 내부를 구획 분할하되, 지그재그 형태로 히터삽입관(20)(20')의 사이에 형성함으로써, 배출지연판(13)(13')에 대한 지그재그의 고정 형태에 따라 온수탱크(10)의 내측으로 유입된 난방수 또는 순환수는 온수탱크(10) 내부에서 지그재그 형태로 유로를 형성하며 출수관(12)을 향해 이동하게 되는 것이다.

이에 따라, 도 4의 도시와 같이 입수관(11)을 통해 온수탱크(10)의 내부로 유입된 난방수는 그 입수관(11)과 가장 인접한 위치의 코일형 가열히터(30) 및 히터삽입관(20)에 의한 간접 발열 열기에 노출되면서 1차적인 가열상태가 이루어지며 제1의 배출지연판(13) 선단의 끝부분을 통해 제2의 히터삽입관(20')이 위치하고 있는 온수탱크(10)의 내부로 지연 순환하게 되는 것이다.

이어, 제2의 히터삽입관(20')에 의한 간접 발열 작용으로 인해 상기의 난방수는 재차 가열이 이루어지는 것이고, 복수의 코일형 가열히터(30) 및 지그재그 형태의 배출지연판(13)(13')에 의해 상기와 같은 유입 상태의 난방수는 충분한 가열 시간을 갖고 고온인 상태에서 출수관(12)을 통해 배출될 것이므로 난방 온도를 안정적으로 유지시킬 수 있음은 물론 고온의 온수를 풍부하게 사용할 수 있는 것이다.

이에 따라, 본 발명의 전기보일러용 온수탱크는 열효율이 우수한 코일형 가열히터(30)를 적용함에 따라 더욱 고온의 난방수 및 풍부한 온수의 사용이 가능한 것이고, 난방수와 가열히터가 직접적으로 접촉하지 아니하므로 코일형 가열히터(30)에 대한 사용수명을 크게 연장시킬 수 있는 것이며, 고장나거나 파손된 코일형 가열히터(30)에 대한 교체와 점검이 용이하게 이루어질 수 있어 사용상의 편리함이 가일층 향상된 것이다.

이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 온수탱크 11 : 입수관
12 : 출수관 13,13' : 배출지연판
20,20' : 히터삽입관
30 : 코일형 가열히터 31 : 장착판
32 : 결합공 33 : 절연체
40 : 체결볼트

Claims (3)

1. 일측 하부에 입수관(11)이 형성되고 타측 상부에 출수관(12)이 형성된 온수탱크(10)를 구비하고, 상기 온수탱크(10)의 내부 공간으로는 온수탱크(10)의 외부를 향해 개방된 내부를 갖는 히터삽입관(20)(20')을 적어도 2개 이상 고정 형성하며, 상기 히터삽입관(20)(20')의 내측으로는 공지된 코일형 가열히터(30)를 삽입하여 고정하고, 상기 온수탱크(10)의 내부에는 히터삽입관(20)(20')의 사이에 위치하는 배출지연판(13)(13')을 고정 형성하여 구성함을 특징으로 하는 열효율을 증대시킨 전기보일러용 온수탱크.
   
2. 제 1항에 있어서,
   코일형 가열히터(30)는, 일측 끝단에 장착판(31)을 결합 형성하고 그 장착판(31)에는 결합공(32)을 형성하여, 상기 결합공(32)으로 삽입되는 별도의 체결볼트(40)를 온수탱크(10)에 나사 결합함에 따라 코일형 가열히터(30)에 대한 장착이 이루어지도록 구성함을 특징으로 하는 열효율을 증대시킨 전기보일러용 온수탱크.
   
3. 제 1항에 있어서,
   배출지연판(13)(13')은 지그재그 형태로 온수탱크(10) 내부에 배치 고정함에 따라 입수관(11)으로 유입되는 순환수가 배출지연판(13)(13')을 따라 온수탱크(10)의 내부에서 지그재그 형태로 순환 배출되게 구성함을 특징으로 하는 열효율을 증대시킨 전기보일러용 온수탱크.

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