KR20120068778A - 상용전원을 이용한 발전용 전기보일러 - Google Patents

Abstract

현재까지 보일러의 주요 에너지원은 유류나 가스를 사용하고 있는 것이 일반적 보일러의 운전 방식이다.
일반 전기 보일러의 경우 가정에서는 전기요금의 누진체계로 일반 가정에서는 너무나 많은 비용부담으로 사용하지 못하고 있는 것도 하나의 고민이다.
본 발명은 이러한 여러 가지 문제점을 보완하기 위한 확실한 장치이다.
즉 1차 상용전원은 1차 구동모터(200)의 소비전력만으로 가동되며 그 구동모터
(200)가 회전하면 변속장치(300)에 의해 제네레이터(400)의 회전자가 회전하여 2차 제네레이터(400)에서 제네레이터(400)의 발전량만큼의 전력이 생산되어 전기보일러를 운전하므로 실질적으로 상용전원의 소비전력은 1차 구동모터(200)의 용량만큼의 전력을 소비하고 2차 제네레이터(400)에서 생산되는 전력은 1차 소비전력의 몇 배를 생산하게 되는 장치이고 이 생산된 전력을 이용하여 온수통(500)내부의 전기히터(600)에 전력을 공급하여 냉수를 히 팅 시켜 보일러의 기능을 갖는 장치.

Description

상용전원을 이용한 발전용 전기보일러{Electric boiler for power generation using commercial power}

일반적으로 보일러에는 유류, 가스, 전기보일러가 널리 사용되고 있다.

국제 유가 및 가스 가격의 상승으로 겨울철 난방 비용의 부담이 가정에 엄청난 경제적 부담과 고통을 주는 것이 현실임에 틀림없다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 상용전원을 1차 에너지원으로 이용하여 구동모터를 가동하고 모터의 축과 제네레이터 사이에 변속장치를 두고 구동모터의 회전으로 변속장치를 통하여 제네레이터의 회전자가 회전하면 제네레이터의 발전용량 만큼 전력이 생산되어 그 생산된 전력으로 전기히터를 가동하여 적정 온도로 물을 히팅하여 순환펌프로 난방 관로를 통하여 각각의 방에 공급하는 전기 보일러에 관한 것이다.

현재 난방용 기름 보일러 및 가스 보일러 또는 일반 전기보일러가 널리 사용되고 있는 가운데, 세계적으로 국제유가 및 가스 가격 상승으로 겨울철에 많은 가정에서 추워에 떨고 있는 실정이고 특히 경제적 빈곤층인 독고 노인이나 차상위계층의 겨울 나기는 그 누구보다도 힘든 상황인 것도 사실이다.

상기와 같이 기존의 난방용 보일러는 그 유지비의 급증으로 점차 소비자들로부터 외면당하고 있고 그 대책으로 일한으로 비교적 유지비가 저렴하고 부분 난방용인 전기장판 또는 전기 온풍기 등으로 대체되고 있다.

이에 본 발명은 적은 량의 상용전원으로 1차 구동모터를 가동하고 1차 구동모터의 회전으로 변속장치에 연결된 2차 제네레이터의 회전자 축을 회전시켜 제네레이터에서 생산되는 전력을 이용하여 전기히터에 전력을 인가하여 물을 히 팅 시켜는 전기보일러 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 상용전원의 전력 소비는 1차의 구동모터용량만 소비하고 2차 제네레이터에서 생산되는 전력을 이용하여 전기보일러의 히터를 히팅 하므로 전기히터의 소비전력이 높다 하더라도 이는 제네레이터의 전력생산용량을 맞추면 되므로 1차 상용전원의 실제 소비전력과는 별도의 것임을 확실히 알 수 있다.

그러므로 고 유가 및 가스 가격의 상승으로부터 소비자들은 경제적으로뿐만이 아니라 겨울철의 추위로부터도 해방될 것이고 기름 한 방울 나지않는 우리나라로서는 유류 및 가스의 수입이 그만큼 줄어들어 많은 국가 경제에 이득이 될 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 사용자에게 공급되는 상용전원(100)과 상용전원

(100)을 에너지원으로 하여 1차 구동모터(200)와 구동모터(200)의 축에 변속장치

(300)를 연결하고 변속장치(300)에 2차 제네레이터(400)의 회전자축을 연결하고 2차 제네레이터(400)에서 생산되는 전력을 각각의 센스와 연결하여 전기히터(600)와 순환펌프(700)를 가동시켜서 온수를 각각의 방으로 공급하는 장치이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 상용전원을 1차 구동모터의 에너지원으로 하고 2차 제네레이터에서 생산되는 전력으로 전기히터 및 순환펌프를 가동하므로 전기히터와 순환펌프의 소비전력이 많더라도 1차 상용전원의 소비는 1차 구동모터의 용량에만 한정되어 있으므로 실질적인 전력소비와 그 비용 부담은 기름이나 가스 보일러와 비교하면 엄청난 차이가 나타난다.

그러므로 소비자들은 겨울철 난방비 걱정이 필요 없고 국가적으로도 기름 한 방울

나오지 않아 전량 수입에 의존하는 현실 속에서 많은 경제적 비용적 이득이 생기는 것은 분명하다.

또한 새로운 기술과 사업으로 많은 일자리 창출과 고용의 효과가 있을 것이며 나아가 해외 시장의 개척으로 수출증대는 물론 많은 외화 소득을 가져다줄 것으로 확신한다.

도 1은 상용전원을 1차 에너지원으로 하는 발전용 전기보일러를 보인 개략 구성도와 전기 에너지의 흐름 구성도.

본 발명은 상용전원을 1차 에너지원으로 이용하고 2차 제네레이터(400)에서 생산되는 전력으로 전기히터(600)를 가동하는 장치이고, 이를 도면의 실시 예를 통하여 상세히 아래와 같이 설명한다.

도 1에서 보는 바와 같이 상용전원(100)을 에너지원으로 1차 구동모터(200)를 두고 1차 구동모터(200)의 축에 2차 제네레이터(400)의 회전자를 연결하게 두고 1차 구동모터(200)의 축이 회전하면 2차 제네레이터(400)의 회전자가 회전하여 2차 제네레이터(400)에서 전력이 생산되게 되며, 생산된 전력은 과부하 검출장치 및 안정화장치인 콘트롤부(10)를 통하여 적절한 보상과 보정을 한 후 전기히터(600)에 공급되어 진다.

상기에서 서술한 내용은 2차 제테레이터(400)의 후단이 무 부하일 경우의 일반적인 내용에 불과하다.

다시 말하지만 1차 구동모터(200)가 회전하여 2차 제네레이터(400)의 회전자를 회전시키면 일반적으로 2차 제네레이터(400)의 회전속도만 맞춰 주면 전력이 생산 공급되는 것이 2차 제네레이터(400)의 무 부하 시의 발전기의 원리이다.

하지만 2차 제네제이터(400)에서 전력이 생산되어 전기히터(600)를 운전하면 그와 동시에 2차 제네레이터(400)내에 자기력이 발생하여 그 힘에 의하여 1차 구동모터

(200)의 회전력이 급속히 떨어져 추진력이 떨어짐과 동시에 2차 제네레이터(400)도 역시 동시 다발적으로 전력이 생산되지 않으며, 결국 1차 구동모터(200)의 파손에 이러게 된다.

그러므로 엔진 발전기처럼 본 발명에서는 엔진이 하는 역할을 그대로 실행하고자,

1차 구동모터(200)와 콘트롤부(10)와 변속장치(300)와 전류감지기(20)를 구성하여 1차 구동모터(200)가 구동하여 2차 제네레이터(400)에서 전력이 생산되면 전기히터

(600)의 앞 부분 즉 2차 제네레이터(400)의 후단에 전류감지기(20)를 설치하여 무 부하와 부하 시의 전류 차이를 감지하여 그 신호를 콘트롤부(10)에 보내면 콘트롤부(10)는 그 신호를 받아 1차 구동모터(200)의 회전수와 회전력을 내부의 위상제어 및 전압 조정 회로, 과부하 검출 및 안정화 회로인 콘트롤부(10)으로 1차 구동모터

(200)의 속도를 보상 또는 가감하게 구성하였으며, 부하 시 1차 구동모터(200)의 회전력이 급속히 떨어지는 것을 보상하기 위하여 변속장치(300)를 구성하고, 그 내부를 변속 가능한 여러 단계의 기어와 도르래의 원리를 이용한 롤러로 구성하여 부하 시 2차 제네레이터(400)에서 자기력의 발생으로 1차 구동모터의 구동력이 급속히 떨어 지지 않게 보상 및 보강하였다.

다시 말하지만, 본 발명은 엔진 발전기에서 엔진이 하는 역할과 용도를 상용전원을 이용하는 1차 구동모터(200)와 그에 부설되는 콘트롤부(10)와 변속장치(300)와 과부하검출 및 안정화장치 위상제어회로, 전압 조정 회로인 콘트롤부(10)와 전류감지기(20)가 있어 1차 구동모터(200)를 변속장치(300)에 의하여 속도와 힘을 보상 또는 조정한다고 보면 무난할 것이다.

엔진발전기에서 엔진이 하는 모든 일을 본 발명에서는 1차 구동모터(200)와 그에 따른 (10), (20), (300)을 이용하여 엔진이 하는 역할과 기능을 모두 똑같이 실현하였다고 이해하면 무방할 것이다.

본 발명, 전력생산공급장치의 개략적 효율은 이러하다.

1차 구동모터(200)의 상용전원 사용 소비전력이 300W이고 2차 제네레이터(400)의 전력생산량은 개략적으로 5KW 이며, 이는 1차 구동모터(200)와 2차 제네레이터

(400)의 전력 생산량의 크기에 따라 다양한 가감이 가능하다.

그 생산된 전력은 온수통(500)의 내부에 있는 전기히터(600)에 가해지고 온수통

(500)의 물은 온도센스(30)에 의하여 적정 온도에 이르면 순환펌프(700)가 작동하여 난방배관(800)으로 일정 시간 순환되고 그 후 1차 상용전원이 차단되고 온수통

(500)의 설정온도가 내려가면 온도센스(30)가 작동하여 1차 상용 전원이 ON 되어 난방된다.

즉 온도센스(30)와 1차 구동모터(200)를 상용 전원에 연결하여 난방의 설정온도에 따라 전체 보일러의 ON, OFF가 연속적이고 반복적으로 이루 짐을 말한다.

0 : 콘트롤부(200의 속도,속력 제어 및 보상회로)
20 : 전류 감지기
30 : 온도센스
50 : 온수통
100 : 상용전원
200 : 1차 구동모터
300 : 변속장치(여러단계의기어와 도르래원리의롤러로구성)
400 : 2차 제네레이터
500 : 온수통
600 : 전기히터
700 : 순환펌프
800 : 난방배관
도1 화발표는 전기에너지 이동표시
점선은 동력 전달표시
이중실선은 물호수표시

Claims (3)

1. 상용전원(100)을 에너지원으로 하여 1차 구동모터(200)와 1차 구동모터(200)의 축과 2차 제네레이터(400)의 회전자축 사이에 변속장치(300)를 연결하고 회전자축이 회전하므로 2차 제네레이터(400)에서 생산된 전력을 과 부화 검출 및 안정화장치 그리고 1차 구동모터 회전수 조절용 위상제어 회로와 전압 조절회로인 콘트롤부
   (10)를 통하여 일정하고 안정화된 전력을 생산하여 전기히터(600)에 공급하여 보일러 냉수를 히 팅 시켜주는 구성과 그 기능, 그리고 부하 시 2차 제네레이터(400)에서 발생하는 자기력에 의한 1차 구동모터(200)의 회전수 및 회전력을 보상하기 위한 전류감지기(20)와 콘트롤부(10)의 역할과 그 기능을 갖는 구성을 갖추고 2차 제네레이터(400)에 의해 생산된 전력을 사용하여 전기히터(600)에 가해져서 물을 히팅 시켜서 보일러의 기능을 갖는 장치.
   
2. 제1항에 있어서
   엔진발전기에서 엔진이 하는 역할과 그 기능을 본 발명에서는 1차 구동모터(200)와
   콘트롤부(10)와 변속장치(300)와 전류감지기(20)를 이용하여 그대로 적용 실행하는 기능을 갖추도록 발명한 장치이기에 그 각각의 기능과 여러 가지 다양한 활용의 예를 구성하는 장치.
   
3. 제 1항에 있어서
   본 발명은 당 업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양하고 자명한 변형이 가능 하다는 것은 명백하다.
   

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