KR20130074890A - 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열탱크보일러 냉온수통 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온열매트 또는 바닥난방용,온수용으로 사용하는 도전성 호스관 발열체와 이를 이용한 축열TANK보일러 냉 온수통를 개시한다. 본 발명에 따른 도전성호스관 발열체는, 일단과 타단에 각각 밀폐부재가 장착된 도전성호스관, 상기 도전성호스관의 내부에 설치되는 전열히터선 상기 도전성호스관의 내부에 채워지며, 열매체의 자연증발 방지제 고체분말을 포함한 열매체 겔용액과 겔용액의 고상분말을 균일하게 분산시키기 위한 분산제와, 소포재, 습윤제,방부제와 누수시 식별이 용이한 염료, 안료와, 열팽창계수를 줄이고 자연증발 억제와 고점도 열매체를 충진이 용이한 겔형성제를 포함한다.
본 발명에 따른 도전성호스관 발열체는 도전성 호스관 내부에 내부에 열팽창률이 매우 낮은 고상분말 열매체 겔용액이 채워지므로 열팽창 흡수장치를 별도로 설치할 필요가 없고 열매체 자연증발로 발생되는 하자을 방지하고 이로 인해 구조가 간단하여 제작비용이 크게 절감된다. 또한 도전성 호스관과 고체분말을 열매체의 내부에 분산시킴으로써 열전도성과 열저장성의 에너지 효율을 높이고 열선에서 발생하는 전자기파를 도전성호스관에 어스접지로 유도차폐할 수 있으므로 종래에 매트나 바닥난방에 설치되던 금속판을 생략하는것이 가능하며, 이로인해 제작및 시공비용을 크게 절감할수있다.
또한 재생플라스틱PP로 성형된 물통을 주택이나 공장 농가 축사,등에 단순히 물저장 탱크(통)로만 많이 사용하고 있는 실정이다, 겨울철 동식물에 물을 주려면 최적온도가 28℃ 이므로 자연수를 평균15℃로 가정하면 적어도 13℃를 순환식 보일러로 열가온 해야하고 사람이 사용하는 목욕수는 40℃ 세탁수는30℃가 되어야 효과적이므로 이역시25℃∼15℃ 정도를 순환식 보일러로 가온하여 사용해야 하므로 이에 따른 보일러 비용과 순환식에서 발생되는 열손실로 에너지 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.
또한 도전성호스관 발열체는 재생플라스틱으로 성형한 단순 PP물탱크를 냉온축열탱크 용도로 위와 같은 도전호스관 발열체를 축열탱크 내부바닥에 설치고정하여 초절전의 축열탱크와 보일러 기능이 일체형이 되어 취급이 용이하고 편리성과 경제성이 있으며 넓은 전열면적에도 도전성호스관 발열체는 설치가 용이하고 자체발열식으로 축열탱크 전체에 일정한 온도의 축열이 가능하여 순환식 보일러를 별도로 사용하지 않아도 축열탱크와 보일러가 일체형 하나로 운전되는 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열탱크보일러 냉온수통를 특징으로 할 수 있다.

Description

도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열탱크보일러 냉온수통{storage Heat tank cold water warm waterbucket conductive Hosepipe heater using }

본 발명은 냉온수 축열탱크에 온수 가열용으로 사용되는 도전성호스관 발열체와 이를 이용한 축열탱크보일러 냉온수통에 관한 것으로서, 열매체의 열팽창흡수 성능과 전자기파 차폐성능및 열매체 자연증발 방지와 절연효과가 우수한 도전성호스관발열체를 축열탱크 바닥에 설치하여 축열탱크의 넓은 전열면적에도 도전성호스관 발열체는 설치가 용이하고 자체발열식으로 축열탱크 전체에 일정한온도의 축열이 가능하여 순환식 보일러를 별도로 사용하지 않고 축열탱크와 보일러가 일체형의 하나로 운전되는 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열탱크보일러 냉온수통에 관한 것이다.

일반적으로 발열체는 종류에 따라 전열선 방식, 온수방식, 혼합방식으로 구분된다. 전열선 방식은 매트에 내장된 전열선이 발열하면서 매트를 가열하는 방식인데, 과열로 인해 전열선 주변의 매트가 변색되는 경우가 있고, 인체에 유해한 전자기파를 발생시키는 문제가 있다. 전자기파를 차단하기 위하여 금속판이나 금속직물을 사용한 제품도 있으나 이로 인해 제작비용이 크게 증가하는 문제점이 있다.

또한 온수방식은 매트의 내부에 온수관을 설치하고, 매트 외부의 보일러에서 온수를 가열하여 온수관으로 공급하는 방식이다. 온수방식은 전자파가 발생할 우려는 없으나 별도의 보일러장치가 필요하므로 유지관리가 불편하고 가열에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.

혼합방식은 온수관의 내부에 전열선을 설치하고, 전열선을 이용하여 온수관 내부의 열매체를 가열하는 방식이다. 혼합방식은 보일러가 필요없는 장점이 있으나 열매체의 열팽창으로 인한 파손을 방지하기 위하여 열팽창흡수장치를 추가로 설치해야 하므로 구조가 복잡하고 제작비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한 전열선에서 발생하는 전자파를 차폐하기 위한 금속판이나 금속직물의 사용으로 인해 비용이 증가하는 문제점과 무엇보다 고질적인 하자로는 밀폐식 온수매트나 밀폐식 매립형 주택 난방용 온수관에 충진된 열매체가 누수가 없어도 장시간 사용시 자연증발 된다는 문제점이 있다, 자연증발이 진행되면 그로인해 난방효율이 점차적으로 떨어지면서 결국은 온수관 내부에 공간부가 형성되고 이부문에 열선이 접촉하여 온수관이 녹고 터지며 타는 현상이 초례되어 이분야에 심각한 하자가 발생되는 문제점이 있다.

이러한 문제점들은 온열매트에만 국한되는 것은 아니며, 바닥 난방을 위해 설치된 밀폐식 전열선식 온수관에서는 더욱 심각하며 해결되어야 할 과제로 대두되고 있다.

또한 재생플라스틱PP로 성형된 물통을 주택이나 공장 농가 축사,등에 물탱크로 많이 사용 되고있다, 그러나 사용 용도는 단순이 물을 저장하는 통으로 사용하고 있는 실정이다, 겨울철 동식물에 물을 주려면 최적온도가 28℃이므로 자연수를 평균15℃로 가정하면 적어도 13℃를 순환식 보일러로 열가온 해야하고 사람이 사용하는 목욕수는 40℃ 세탁수는30℃가 되어야 효과적이므로 이역시25℃∼15℃ 정도를 순환식 보일러로 가온하여 사용해야 하므로 이에 따른 보일러 비용과 순환식에서 발생되는 열손실로 에너지 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열팽창 흡수장치를 사용하지 않아 구조가 간단하고 비용이 저렴한 도전성호스관 발열체를 제공하고, 또한 별도의 전자기파 차폐수단을 사용하지 않고도 전열선에서 발생하는 전자기파를 충분히 차폐할 수 있고 자연증발를 근본적으로 억제하고 차단하는 고체분말 성분으로 문제점을 해소하는 도전성호스관 발열체는 재생플라스틱으로 성형한 단순 PP물탱크를 냉온축열탱크 용도로 위와 같은 도전호스관 발열체를 축열탱크 내부바닥에 설치고정하여 초절전의 축열탱크와 보일러 기능이 일체형이된 도전성 호스관발열체와 이를 이용한 축열식 보일러 냉온수통를 제공하는데 그목적이 있다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 일단과 타단에 각각 밀폐부재가 장착된 도전성호스관 발열체 상기 도전성호스관 발열체의 내부에 설치되는 전열히터선 상기 도전성호스관발열체의 내부에 채워지며, 고체분말을 포함한 열매체 겔용액을 균일하게 분산시키기 위한 분산제, 증점제 또는 겔형성제를 포함하는 도전성호스관 발열체를 제공한다.

상기 도전성호스관 발열체에서 호스관 자체에 전도성 재질을 조합하어 열전도와 전자파를 접지하여 플러그로 유도 배출하는 도전성호스관과,상기 열매체 겔용액은 도체 부도체의 고체상 분말을 포함하고 도체와 부도체의 액상물를 포함한 겔용액 열매체는 액상의 유수분 증발을 억제하고 증발되지 않는 비금속광물 분말을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 겔용액 열매체에는 부동액원료인 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG),에틸렌글리콜(Ethylene Glycol, EG), 모노에틸렌글리콜(Mono Ethylene Glycol: MEG)와 염료, 안료 또는 원적외선 방사체 분말이 첨가된다,

본 발명은 기존에 열팽창수축과 자연증발로 인한 문제를 해결하는 수단으로 열매체를 열팽창 계수가 적고 증발 자체가 없는 고체상 물질과 동결방지및 내연물 부식방지 열전도성이 높은 부동액원료와 물,증류수와 일정 적정비율로 혼합하여 고체상 물질의 분말이 침하되지 않도록 골고루 분산되고 미끄럼성이 좋아 고점도에도 도전성호스관에 충전시 주입이 잘되고 겔화 조성물은 액상에서도 자연증발을 억제하여 수명을 연장하고 언젠가 액상 조성물이 증발되더라고 고체상의 물질은 영구히 남아서 충전되어 있으므로 난방을 하는데 기존의 문제점과 같은 온수관이 녹거나 타는 일이 없고 액체상의 열팽창계수보다 고체상의 열팽창계수가 상대적으로 적어 열팽창에 의한 온수관의 파손으로 터지지 않는 것이다, 그비율은 액상과 고상의 적용 비율에 따라 달라질수 있으며 최소한 고상이30％ 이상 이면 기존에 문제점을 해소할수 있게 된다,

또한 위와 같은 도전성호스관 발열체를 축열탱크 바닥에 설치하여 축열탱크의 넓은 전열면적에도 도전성호스관 발열체는 설치가 용이하고 자체발열식으로 축열탱크 전체에 일정한 온도의 축열이 가능하여 순환식 보일러를 별도로 사용하지 않아도 축열탱크와 보일러가 일체형 하나로 운전되는 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열탱크보일러 냉온수통를 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 도전성호스관 발열체는 내부에 충진된 열매체는 고체분말을 포함하고 있어 열팽창률이 매우 낮아 열팽창 흡수장치를 별도로 설치할 필요가 없으며 이로 인해 구조가 간단하고 제작비용이 크게 절감된다.

또한 부동액원료인 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG),에틸렌글리콜(Ethylene Glycol, EG), 모노에틸렌글리콜(Mono Ethylene Glycol: MEG) 의 수용성 알코올은 열전도 효율이 높고 절연성으로 축열탱크 물속에 침지될시 열선으로부터 발생될수 있는 누전 문제를 방지하고 동결방부로 내연기관부식방지와 동결방지로 사용취급이 편리한 액상물에 고체광물 분말을 분산시킴으로써 축열기능를 개선하고 도전성호스관으로 어스접지하여 전원플러그로 유도하여 전자기파를 근본적으로 차폐할 수 있고, 고체분말 겔용액 열매체는 자연증발을 억제차단하여 근본적인 하자를 방지하고 기능성 물질을 첨가하여 음이온 원적외선방사 탈취 항균,자연습도조절로 실내공기 정화와 인체 환경에 친화적으로 구현하도록 하며 완전 밀폐식 구조에 도전성호스관 발열체 내부안은 전기 압력밥솥과 같은 Nucleate Boiling 원리로 에너지 효율을 극대화 되고 열매체가 순환되지 않아 열손실이 전혀없는 열매체 gel solution은 에너지 비용을 크게 절감할 수 있는 도전성호스관 발열체를 금속탱크 및 기타합성수지를 포함한 재생플라스틱으로 성형된 물통을 축열탱크로 하여 도전성호스관 발열체를 축열탱크 바닥에 설치하여 축열 탱크의 넓은 전열면적에도 도전성호스관 발열체는 설치가 용이하고 자체 발열식으로 축열탱크 전체에 일정한 온도의 축열이 가능하여 순환식 보일러를 별도로 사용하지 않아도 축열탱크와 보일러가 일체형 하나로 운전되게하므로 설비 비용과 에너지 비용을 크게 절감할수 있고 단순 물통에서 냉온수통 용도의 일체형으로 취급이 용이하여 환경에도 기여할수 있서 경제적인 효과가 있다,

도 1은 단일 열선이 내장된 도전성호스관 발열체의 단면 구성도
도 2는 복선 열선이 내장된 도전성호스관 발열체의 단면 구성도
도 3은 무자계 열선이 내장된 도전성호스관 발열체의 단면 구성도
도 4는 무자계 열선의 결선 변형예를 나타낸 도면
도 5는 도전성호스관발열체가 내장된 축열탱크보일러 냉온수통의단면구성도

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 단일 열선이 내장된 도전성 호스관 발열체의 단면 구성도을 나타낸 것으로서, 합성수지 재질의 도전성 호스관(12)에 도전성 내부코팅(10)이나 외부코팅(11)을 하거나, 도전성 성분의 금속분말 중에 알루미늄 분말이나 탄소분말을 합성수지와 혼합하여 압출한 도전성 호스관(12) 양단말부에 밀폐부재의 재질로 금속이나 합성수지의 밀폐부재 관말부 티이(13)끼워서 밀폐 부재 호스켑(14)체결하고 호스관 내부에 설치되어 전기저항에 의해 발열하는 피복전열선(15)과, 전선케이블(16)을 전선연결단자에 절연피복(17)하고, 전열선을 호스관에 내삽하여 밀봉하기 위하여 호스관 양단에 각각 장착된 합성수지나 고무재질의 밀폐부재 링팩킹(18)을 삽입하여 밀폐부재 링팩킹 밀폐켑(19)을 체결한다, 밀폐부재 열매체 주입배출구 밀폐켑(21)양단부로 일측에서 조성한 열매체 겔용액(20)을 주입하고 타단부로 공기를 배출하며 충진하고 밀폐부재 열매체 주입배출구 밀폐켑(21)를 체결하는 순으로 호스관 발열체를 조립한다, 양단부에 노출된 전선 양극에 결선케이블(22)를 제어부(25)로 연결하고,온도센서(24)와,어스접지선(23)을 도전성호스관(12)발열체에 밀착 고정하여 부착하고, 제어부(25)로 연결한다, 전원플러그(26)로 전원을 인가하여 전열선이 발열하고 온도센스로 (24)열감지하여 제어부(25)로 피드백하여 온도조절하며 도전성호스관(23)에 어스 접지하여 피복 발열선(15)에 발생되는 전자기파를 전원플러그(26)로 유도하여 차단하는 것을 포함한다.

도전성호스관(12)은 금속분말(알루미늄분말,산화철)과 탄소(흑연,숯,카본) 분말를 도전성내부코팅(10)과 도전성외부코팅(11)을 하거나 알루미늄 호일로 감으며 피복절연선(15)을 내삽하여 압출성형한 도전성호스관(12)이나 합성수지와 금속분말과 탄소분말을 혼합하여 피복전열선(15)내삽하면서 압출성형한 도전성 호스관(12)은 매트나 바닥난방 축열탱크 바닥에 지그 재그형 또는 나선형으로 설치되어야 하므로 유연성이 높은 합성수지 재질인것이 바람직하지만, 이에 한정되는 아니므로 동,알류미늄을 포함하여 금속재질의 파이프가를 사용할수 있다. 단 금속재질을 사용시 그자체가 도전성이므로 별도의 전도체물질을 내외부에 코팅이나 외부에 감을 필요가 없고 혼합압출이 필요없을 것이다,

피복전열선(15)는 공지된 시이즈계열의 히터가 사용될 수 있다. 피복전열선(15)의 내부에는 열선이 설치되며 절연피복된다. 도 1에는 피복전열선(15)의 내부에 1가닥의 열선이 도시되어 있고 도 2에는 2선의 열선이 도시되어 있고 도 3과 도4는 2선으로 도시되어 있는데, 이것은 소위 말하는 무자계 열선으로서 2가닥의 피복전열선(15)에 서로 반대방향으로 전류가 흐름으로써 자기장을 상쇄하여 전자파를 줄이는 역할을 한다.

이와 같은 1∼2가닥의 열선과 무자계 열선방식의 피복전열선(15)는 도전성 호스관(12) 양단말부에 밀폐부재 관말부티이(13)을 끼워서 밀폐부재호스켑(14)를 체결하고 피복전열선(15)와 전선케이블(16)과 전선연결단자 절연피복(17)으로 조립된 피복전열선(12)를 도전성호스관(12)에 내삽하거나 이미 호스압출 성형시 내삽된 부문을 적정 필요량으로 재단하여 조립한다

피복전열선(15)은 결선케이블(22)을 통해 제어부(25)에 양극으로 연결되며, 도시되지 않았지만 양단말부 일단부로 도전성 호스관(12) 외부에 어스접지선(23)을 부착 고정하는 것을 포함한다. 어스접지선(23)은 피복전열선(15)의 누전으로 인한 손상을 방지하는 한편, 피복전열선(15)에서 발생한 전자파를 제거하는 역할을 한다.

도시하진 않았지만 도전성 호스관(12) 발열체의 온도를 감지하여 제어부(25)로 피드백하는 온도센서식(24) 콘트롤 제어장치나 저항감응식 콘트롤 제어장치로 운전를 한다.

양단말부의 밀폐부재 열매체 주입배출구 밀폐켑(21)의 일단부로 조성된 열매체 겔용액이 주입되고 타단측으로는 공기배출하는 에어벤트가 되고 충진이 완료되면 양단부 주입배출구에 밀폐켑을 체결하여 열매체 겔용액 주입 조립은 누수없이 완전 밀봉처리 되어야 함은 물론이며 밀폐부재 소재 재질은 금속과 합성수지가 포함된다.

한편 본 발명의 실시예에서는 겔(gel)상태의 점성이 있는 열매체(102)로 포함하여 사용한다. 구체적으로는 열매체 겔용액 조성물로 액상과 고상이 있는데 액상과 고상의 분말은 부도체로 조성하고 수용성과 유용성이 있다, 유용성은 겔화로 조성하지 않아도 점성과 미끄럼성이 좋아서 별도로 조성할 필요가 없지만 수용성은 겔화로 조성하여야 액상에 고상분말이 침전되지 않고 분산 및 미끄럼성을 제공하여 호스관에 충전시 주입이 용이하고, 액상에 고상의 분말을 배합비에 따라 온수와 온돌 개념에 난방의 발열체의 열매체로 구분 사용된다, 열매체는 부도체로 수용액 열매체는 액상이 부동액원료인 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG),에틸렌글리콜(Ethylene Glycol, EG), 모노에틸렌글리콜(Mono Ethylene Glycol: MEG)과 사용하였다, 유용액 열매체의 액상은 광유를 사용하였다, 그러나 유용성 열매체 액상은 다른 유지의 열매체유을 사용할수도 있다, 고상의 분말로는 탈크분말을 포함하여 비금속 광물(돌,흙,세라믹)분말를 사용하였다, 위와 같은 고상의 분말은 충전된 열매체가 열수축 팽창 의 압력으로 인해 호스관이 터지는 현상을 방지목적으로 열팽창계수를 최소화하여 열팽창 흡수장치가 없어도 터지지 않게되고 무엇보다 열매체에 액상분의 자연증발을 근본적으로 방지할 수 있고 또한 열저장성이 높으며 열매체 겔용액은 유,수분의 증발을 억제하여 열매체 체적비를 유지할수있는 것이다, 열매체 수용성 겔용액 조성물은 고상분말 탈크와 증점제 또는 겔(gel)형성제 MC,CMC,QP,젤라틴,PVA,PVP,전분,녹말,아교,메셀로스 중에 하나이상을 적정비율인 액상1: 고상1: ∼±20∼40％ 범위 이내로 투여함으로써 열매체 겔용액(20)를 제조한다. 피복전열선(15)에서 방출되는 전자파는 도전성호스관(12)내,외부에 전도체 코팅부나 전도체 물질이 혼합하여 성형된 호스관부와 호일을 감은 전도체 부분에 어스접지로 유도하여 제어부(25)와 전원플러그(16)로 접지 배출한다, 따라서 종래처럼 매트나 바닥 난방에 금속판이나 금속직물을 포함시키지 않아도 전자파의 전기장를 충분히 차단할수 있게된다.

고상분말은 탈크분말을 사용하였으나 이에 한정하지않고 비금속광물(돌.흙,세라믹)을 포함하여 사용할 수 있다, 다만, 본 발명의 일 목적은 열매체 겔용액(20)를 사용함으로써 열팽창계수와 축열성,증발,등의 목적이 있으므로 이러한 목적을 달성할 수 있다면 열매체겔용액(20)의 액상과 고상분말의 성분은 각각 다른 종류의 물질로 대체될 수 있음을 포함한다.

한편 증점제 또는 겔형성제는 고상분말이 침전되지 않고 도전성호스관(12)의 내부에서 균일하게 분포하도록 하는역할을 하며, 이렇게 함으로써 도전성호스관(12)의 내부에서 열매체 겔용액(20)이 균일하게 분산되어 일정한 온도가 유지될 수 있다.

또한 일반적으로 고체상태로 갈수록 열팽창계수가 낮으므로 본 발명과 같이 겔(gel) 상태 또는 겔상태에 가까운 열매체 겔용액(20)를 사용하면 열팽창률이 크게 낮아지므로 종래처럼 온수의 열팽창을 흡수하기 위한 별도의 열팽창흡수장치를 사용하지 않아도 되고 무엇보다 겔용액과 고체분말은 자연증발을 억제하고 자연증발이 근복적으로 차단방지되는 장점이있다.

또한 열매체 겔용액(20)의 액상은 열전도성이 높고 고상의 분말은 열저장성 높으므로 피복전열선(15)에서 발생한 열을 보다 효과적으로 전달하는 장점도있다.

이 밖에도 도전성 호스관(12)의 동파를 방지하기 위하여 도전성 열매체 겔용액(20)에 부동액원료인 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG),에틸렌글리콜(Ethylene Glycol, EG), 모노에틸렌글리콜(Mono Ethylene Glycol: MEG)등을 사용하였다.

또한 누수가 발생하였을 때 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 염료나 안료를 추가로 혼합할 수도 있다. 또한 원적외선 방출효능이 뛰어난 세라믹, 토르마린, 황토, 숯, 은용액, 옻용액, 등의 분말을 추가로 혼합할 수도 있을 것이다.

열매체 겔용액 조성물의 종류로 다음과 같다,

다음의 표 1은 본 발명의 호스관 발열체에 사용되는 열매체 겔용액의(20)의 열매체 겔용액의 종류및 성분 배합표 종류를 나타낸 것이다.

[표 1] 열매체 겔용액의 성분 배합표

본 발명에 따른 호스관 발열체를 제작하기 위해서는, 먼저 소정 길이로 재단된 도전성호스관(12)의 내부에 도전성호스관(12)와 거의 같은 길이의 피복전열선(15)을 삽입 설치하고, 도전성호스관(12)의 양 단부에 밀폐부재(13,14)를 장착한다. 이때 결선케이블(22)과 피복전열선(15)이 조립되어 전선연결단자 절연피복(17)에 연결되어야 하고, 이를 도전성호스관(12)에 내삽되어 양단부로 전선케이블(16)이 외부에서 결선케이블(22)로 연결된다.

그리고 양단부로 전선케이블(16)이 빠져나온 부문에 밀폐부재 링팩킹(18)을 장착하고 밀폐부재 링펙킹 밀폐켑(19)을 체결하여 밀폐한다,그리고 전선케이블이 관통하는 부분에 열경화성 실리콘 접착제 등으로도 밀봉할수 있다.

이어서 양단부에 장착된 밀폐부재 관말부티이(13)부문의 밀폐부재 열매체 주입배출구 밀폐켑(21)일측으로 열매체겔용액(20)을 주입하고 타단측으로 공기을 배출하며 열매체겔용액(20)충진 제작이 완료된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 다양한 형태로 변형될 수 있다.

예를 들어 전자파 차폐기능을 강화하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 도전성호스관(12)의 외부에 도전성 코팅(11)과 호일로 감은 도전성 호스관(12)과 금속분말과 탄소분말의 전도체 분말을 합성수지와 혼합하여 압출성형한 도전성호스관 (12)에 어스접지선(23)을 접지시킬수 있다. 금속층은 알루미늄 등의 금속테이프일 수도 있고, 금속물질을 도포 또는 코팅한 것일 수 있다. 물론 전도성호스관(12)이 금속재질을 사용할때는 이러한 도전층(11)을 형성할 필요는 없을 것이다.

이와 달리 도 1에 도시된 바와 같이 내벽에 금속층(10)이 형성된 도전성호스관(12)을 사용할 수도 있을 것이다. 또한 도전성호스관(12)의 내부 및 외부에 금속층을 형성할 수도 있다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이 피복전열선(15)과 전선케이블(16)은 도전성호스관(12)의 내부에서 서로 전기적으로 연결하였으나, 외부에서 서로 전기적으로 연결할 수도 있다.

또한 도 3과 도 4에서는 무자계 열선 방식의 피복전열선(15)을 사용하였고, 도 1과 도 2는 코일 열선 방식의 피복전열선(15)을 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 다양한 형태의 전열선을 가지는 피복전열선(15)을 사용할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 도전성 호스관 발열체는 가정용 매트, 병원용 매트에 사용될 수도 있고, 침대매트리스,농용하우스난방, 주택난방용의 매립형태나 판넬형태로도 사용될 수 있고 재생플라스틱PP통를 포함하여 금속이나 기타합성수지 재질의 축열탱보일러나 축열탱크보일러와 일체형의 냉온수통으로도 사용할수있다.

본 발명은 기존에 열팽창수축과 자연증발로 인한 문제를 해결하는수단으로 열매체를 열팽창 계수가 적고 증발 자체가 없는 고상의 물질과 동결방지및 내연물 부식방지와 열전도성이 높은 부동액원료와 적정비율로 혼합하여 고상 물질의 분말이 침하되지 않도록 골고루 분산되고 미끄럼성이 좋아 고점도에도 도전성 호스관에 충전시 주입이 용이하고 겔화 조성물은 액상에서도 자연증발을 억제하여 수명을 연장하고 언젠가 액상 조성물이 증발되더라고 고체상의 물질은 영구히 남아서 충전되어 있으므로 난방을 하는데 기존의 문제점과 같은 온수관이 녹거나 타는 일이 없고 액체상의 열팽창계수보다 고체상의 열팽창계수가 상대적으로 적어 열팽창에 의한 온수관의 파손으로 터지지 않는 것이다, 그비율은 액상과 고상의 적용 비율에 따라 달라질수 있으며 최소한 고상이 30％이상 이면 기존에 이러한 문제점을 완전 해소될수 있게 사용될 수 있다.

또한 위와 같은 조합된 도전성호스관 발열체를 재생플라스틱PP통를 포함하여 금속이나 기타합성수지 재질의 축열탱크 바닥에 설치하여 축열탱크의 넓은 전열면적에도 도전성호스관 발열체는 설치가 용이하고 자체발열식으로 축열탱크 전체에 일정한 온도의 축열이 가능하여 순환식 보일러를 별도로 사용하지 않아도 축열탱보일러나 축열탱크보일러와 일체형의 냉온수통으로도 사용할수있다.

축열탱보일러나 축열탱크보일러와 일체형의 냉온수통으로 사용하기 위해서는 상판에 톱앵글 구조에 수평판에 지지대가 부착된 축열탱크바닥프레임(100)에 재생플라스틱PP통를 포함하여 금속이나 기타합성수지 재질의 축열탱크통(101)를 설치하여 축열탱크바닥프레임(100) 상판에 톱앵글홈에 밀리지않고 설치고정되게 하고, 금속이나 합성수지 재질의 타공판이나 메쉬형의 직조판인 타공망,철망,직조망(102)을 축열탱크 내부바닥 사이즈 규격에 채반형태로 재단하여 상면으로 도전성호스관발열체(103)를 골뱅이형태의 나선형으로 수평설치하여 금속이나 합성수지 죠임반도나 크림반도를 일정간격으로 설치하고 타공망,철망,직조망(102)의 홈으로 반도를 체결고정하고 도전성호스관발열체입상관(104)을 축열탱크(101) 상부위치로 올려서 도전성호스관발열체입상관 관통홀(105)부분으로 결속하고 도전성호스관발열체(103) 전열배선은 온도제어조절기(106)에 연결되고 축열탱크(101)내부에 축열수에 침지되는 위치에 설치된 온도조절센서(107)로 설정된 온도를 온도제어조절기(106)로 피드백하여 운전되게 결선하고 축열탱크(101)내부에 축열수에 침지되는 위치에 설치된 이상온도방승방지센서(108)로 과승방지 설정온도를 온도제어조절기(106)로 피드백하여 이상온도과승방지의 안전제어장치를 결선하고, 축열탱크(101) 외부에서 공급되는 공급수관(109) 인입관에 공급수관펌프(110)과 충전수 역류방지용 공급수관첵크벨브(111)를 장착하고, 공급수 차단용 공급수관볼벨브(112)를 장착하고 축열탱크(101)내부로 공급수 정수위를 조절하는 공급수관정수위볼탑(113)를 설치하여 축열탱크(101)내부로 공급되는 충전수를 수위조절하여 공급되게하고 축열탱크(101)하단으로 열교환된 냉온수를 공급하는 냉온수공급관을 차단할수있게 냉온수공급관볼벨브(114)를 설치하고 축열탱크(101)열교환수에 이물질을 걸러낼수있는 냉온수공급관스트레나(115)를 설치하고,열교환수를 공급할수 순환가압펌프의 냉온수공급관펌프(116)를 설치하고, 다용도 목적의 열교환 냉,온수 배출관의 차단벨브로 냉온수공급배출관볼벨브 (117)를 설치하고 열교환수를 사용하는 급수난방사용처(118)로 경유하여 열교환하고 축열탱크(101)상부 안쪽으로 회수되는 회수관과 축열탱크(101)를 연결하고 축열탱크(101)상부로 축열탱크에어밴트(119)를 설치하여 내부압력공기를 흡배출하고, 축열탱크(101)상부에 유지보수시 입출구의 멘홀뚜껑 축열탱크멘홀켑(120)를 설치하고 축열탱크(101)바닥으로 침전되는 이물질과 부유물을 청소할수 있도록 축열탱크바닥드레인벨브(121)를 설치하고, 축열탱크(101)의 열손실 방지를 위해 보온단열재로 감싸고 케이싱으로 마감할수있는 축열탱크보온단열케이싱(122)를 설치하는 것을 원칙으로 하지만 사용목적에 따라 제외될수도 있고, 축열탱크(101)축열수에 침지되게 하여 감지할수 있는 벽면 위치에 온도계(124)와 도전성호스관발열체 (103) 에서 누전되어 발생될수 있는 감전사고를 방지하는 목적으로 어스접지센서(125)를 설치하고 어스접지센서(125)배선을 연결하여 어스접지봉(126)과 열결하고 어스접지봉(126)은 축열탱크(101)설치한후 땅속으로 매립하고, 어스접지센서(125)와 어스접지봉(126)을 연결한 배선은 축열탱크바닥프레임(100)에도 결선하도록 하여 이중으로 땅에 접촉면을 갖도록 한다,

위와 같이 조립된 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열식보일러 냉온수통은 재생플라스틱PP로 성형된 물통를 포함하여 금속이나 기타합성수지재질의 물통과 축열탱크는 주택이나 공장 농가 축사,등에 물탱크로 많이 사용 되고있다, 그러나 사용 용도는 단순이 물을 저장하는 통으로 사용하고 있는 실정이고, 겨울철 동식물에 물을 주려면 최적온도가 28℃ 이므로 자연수를 평균15℃로 가정하면 적어도 13℃를 순환식 보일러로 열가온 해야하고 사람이 사용하는 목욕수는 40℃ 세탁수는30℃가 되어야 효과적이므로 이역시25℃∼15℃ 정도를순환식 보일러로 가온하여 사용해야 하므로 이에 따른 보일러 비용과 순환식 열교환에서 발생되는 열손실로 에너지 비용이 많이드는 문제점이 해소할수 있고 축열탱크와 보일러 기능이 일체형이된 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열식보일러 냉온수통은 가격경쟁과 취급의 용이성 실용성 편리성을 제공할수있어 그효과가 있다.

또한 도전성호스관발열체에 충전된 열매체 겔용액과 유용액은 부도체 조성물이므로 축열탱크 내부 축열수에 침지된 상태의 도전성호스관발열체의 전열선에서 방출되는 상당한 전력을 차단할수 있어 축열수로 누전되는 것을 방지하는 것에 특징이 있다,

또한 기존에 공개된 선행기술 특허문헌을 보면

[0004]특허문헌1:국내등록실용 제 20-0250625(등록일자, 2001. 10. 14)포기/액상(물)열매체

[0005]특허문헌2:국내공개특허 제 10-2005-0082108(공개일자, 2005. 08. 22)거절/분말열매체

[0006]특허문헌3:국내등록특허 제 10-2010-0990356(공고일자, 2005. 11.01)등록/고액분말축열매체

[0007]특허문헌2:국내공개특허 제 10-2004-0611609(공개일자, 2004. 08. 23)등록/밀폐장치

[0006] 특허문헌 3:국내등록특허제 10-2010-0990356(공고일자, 2005. 11. 01)

등록의 핵심인 액상과 고체분말 열매체로 특허등록 선행기술[0006]를 대상으로 하여 기술의 차별성을 검토하면,

1,선행기술에서[0006] 없는

합성수지 재질의 부도체 호스관을 금속성의 고효율 열전도 물성으로 조성하여 에너지 절감효과를 높이고,

2,선행기술에서[0006] 없는

전열히팅관 내부에 삽입된 열선에서 방출되는 전기장파을 도전성 호스관에 어스접지로 차폐하는 기능과

3,선행기술에서[0006] 없는

실리콘, 태프론및 기타 내열방수 효과가 뛰어난 합성수지의 피복 전선을 전열히팅관 양단말부 안쪽 위치에 열선과 연결하고 전선 부분이 양단말부 태프론 소재의 밀폐봉 부문에 삽입 밀폐되게 하므로 열선부는 충전된 겔용액에 열교환되어 고열을 방지하고 열이 발생되지 않는 전선부는 양단말부 밀폐봉 부문에 접촉 밀폐되므로 열선의 과열 파손의 화재나 열매체 겔용액의 누수을 방지한 구조와,

4,기존에 선행기술에서[0006] 없는

히팅파이프(호스관) 양단말부에 T자홈을 끼워 연결후 나사켑으로 체결되고, T자홈 단말부로 노출된 열선의 전선으로 고무오링을 삽입하고, T자홈 단말부에 태프론소재의 밀폐봉 부재 중압부에 타공된 구멍으로 열선에 연결된 전선이 밀착 삽입되고, T자홈 단말부로 밀폐봉 부재 안쪽면에 전선 고무오링부 홈을 내어 고무오링이 삽입 체결되고 T자홈 단말부로 밀폐봉 부재홈으로 끼워져 켑나사로 체결되어 밀폐되는구조,

5,기존에 선행기술에서[0006] 실용성 결여 부문과의차별성은 T자홈의 90℃ 일단부로 도전성 열매체 겔용액을 주입하고 다른 일단부로 에어배출 하며 전열히팅관 내부로 도전성 열매체 겔용액을 충진한후 태프론 소재 밀봉부재 일단홈으로 T자홈에 끼워져 나사켑으로 체결되는 구조,

6,기존에 선행기술에서[0006] 실용성 결여 부문과의차별성은 비중이 무거운 고체분말과 비중이 가벼운 유수성의 순수점성의 액체상만 혼합하여 무거운 고체물이 일시 침전되므로 전열히팅관에 펌프나 기타압축수단으로 충전시 사실상 액체만 주입될수 있고,주입된 열매체 중에서도 고체상의 가벼운 침전물이 전열관 바닥에 침전되므로 이로인해 호스관(히팅파이프) 전열면적에 열분포도가 일정치 않게되며 이로인해 발생될수 있는 부작용과 문제점으로 고액으로 혼합된 열매체의 고체분말은 전열히팅관 밑면부에 침전되어 바닥에 모이고 상부에는 액상만 남게 되므로 전열히팅관에 고른 열전도가 되지않아 고체분말의 축열물질이 몰려있는 바닥부문은 축열이되고 상부면에는 순수 액상만 존재하므로 상부와 하부면에 온도차가 발생하고 온도센스감지로 운전되는 제어장치 특성상 전열히팅관 전열면적 전체에 일정한 온도감지가 불가능하여 상대적 저온부문에 온도감지센서로 운전시공온부분에 과열 파손되는 문제점과 고온부문에 온도감지로 운전시 저온부문에 난방이 되지않는 문제점으로 하자발생의 비효율적 요소를 제공하여 에너지 손실을 초례할수 있고, 무엇보다 열매체를 주입시 순수 수용액이나 유용액으로 고체분말을 혼합 교반할시 윤활성이나 침전방지,미끄럼성을 제공하지못하고 더구나 유수성의 액체나 유수성계의 고체상과 액체상이 혼합시 에멜전 상태를 조성하지 못하므로 결국 어떠한 수단으로도 길고 한정된 공간의 전열히팅관 내부에 주입이 현실적으로 절대불가하고 설사 주입한다 하더라도 주입기기의 인펠라,피스톤,압축기,등에 고체분말이 막힘이나 손상으로 연속 작동이 불가하므로 이는 물과 돌가루만 혼합교반하여 페인트 용도로 쓰겠다는 것과 다름없으며 이것만으로는 절대로 페인트 조성물이 될수 없듯이 전열관 열매체 또한 위와같은 현상과 다름이 없음을 본 발명에서수수없는 실험 실시예로써 검증하였고 상기의 선행기술과는 분명한 차이가 있으며,

7,기존에 선행기술에서[0006] 실용성 결여 부문과의차별성은 화산암재분말로 원적외선방사및 항산화 기능과 결합력이 높여 전열관 내부에 열선에 부착도포 결합되어 지므로 열선의 절연피복재를 경화,산하,부식을 방지하여 수명이 연장되고 기능성을 상온에서 확대 방출시켜 인체 친화적인 효과,

8,선행기술[0006]과 ([0004] [0005] [0007] 문제점

선행기술 제품이 현장에서 발생된 심각한 문제점은 충전된 유,수성의 열매체 액상이 장기간에 거쳐 자연증발 된다는 것이 심각한 하자로 발생되고 있다, 충전된 유,수성의 액상물질은 충전한후3-4년이 지나면 자연증발되어 전열히팅관과 삽입된 열선사이에 공간층이 생기면 열전도가 되지않아 난방이 안되고 열선부와 전열히팅관에 접촉되는 부문은 과열로 인해 파손이나 화재가 발생되는 심각한 문제가 기존의 선행기술이 시공한 현장에서 발생되고 있는 실정이다,

본 발명은

선행기술[0006]과 [0004] [0005] [0007] 선행기술 제품에서 발생된 심각한 문제점을 열매체 겔용액의 겔형성막(풀죽의 표면막)으로 자연증발을 억제 지연하는 기능으로 문제점을 해소하고,

9,선행 기술[0006] 문제점을 보완 방지한 것으로써

겔물성으로 혼합 조성한 용액 물성으로 셀롤로오스와,젤라틴,CMC,녹말,전분, 등 식물성 물질을 포함하여 겔점성으로(풀죽) 조성한 액상물에 무거운 비중의 고체분말을 고르게 분산시켜 유지하는 작용과 조성된 열매체 용액을 히팅파이프(호스관) 내부로 충전시 미끄럼성을 제공하여 보다쉽게 충전되게 하는 효과와 히팅파이프(호스관) 상하부에 고른 열전도의 기능으로 도전성 열매체 겔용액 조성물의 전열히팅관 전체 전열면적에 국부 과열로 파손되는 것을 방지함,

또한 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다. 그리고 이와 같이 변형 또는 수정된 실시예가 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

10: 도전성내부코팅 11: 도전성외부코팅
12: 도전성호스관 13: 밀폐부재 관말부티이
14: 밀폐부재 호스켑 15: 피복전열선
16: 전선케이블 17: 전선연결단자 절연피복
18: 밀폐부재 링팩킹 19: 밀폐부재 링펙킹 밀폐켑
20: 열매체겔용액 21: 밀폐부재 열매체 주입배출구 밀폐켑
22: 결선케이블 23: 어스접지선
24: 온도센서 25: 제어부(온도조절기)
26: 전원플러그
100: 축열탱크바닥프레임 101: 축열탱크(통)
102: 타공망,철망,직조망 103: 도전성호스관발열체
104: 도전성호스관발열체입상관 105: 도전성호스관발열체입상관 관통홀
106: 온도조절기(제어부) 107: 온도조절센서
108: 이상온도방승방지센서 109: 공급수관
110: 공급수관펌프 111: 공급수관첵크벨브
112: 공급수관볼벨브 113: 공급수관정수위볼탑
114: 냉온수공급관볼벨브 115: 냉온수공급관스트레나
116: 냉온수공급관펌프 117: 냉온수공급배출관볼벨브
118: 급수난방사용처 119: 축열탱크에어밴트
120: 축열탱크멘홀켑 121: 축열탱크바닥드레인벨브
122: 축열탱크보온단열케이싱 123: 지면바닥
124: 온도계 125: 어스접지센서
126: 어스접지봉

Claims (2)

1. 일반적인 부도체 소재인 합성수지 호스관에,
   내,외부로 전도성을 갖도록 전도성 금속호일이나 탄소호일을 감거나 전도성 물성의 도료로 코팅한 도전성 호스관과,
   합성수지원료와 금속분말이나 탄소분말중 하나 이상의 전도성 고체분말을 일정치 전기저항값을 갖도록 적정비율로 혼합 교반하여 압출 성형한 도전성 호스관과,
   도전성 호스관 내부에 전열선을 삽입하여 압출성형한 도전성호스관발열체와,
   도전성 호스관으로 금속파이프관를 포함한 도전성 호스관 발열체와,
   1선의 필라멘트로 구성된 합성수지 절연피복에 시이즈 전열선과,
   무자계 필라멘트로 구성된 합성수지 절연피복에 시이즈 전열선에 도전성호스관 발열체와,
   도전성 호스관 양단 관말부 밀폐장치로
   금속 및 합성수지 재질로 성형된 호스관 밀폐부재의 리쁠TEE를 전도성 호스관에 일자로 내삽된 발열선 양단말부 각각에 리쁠TEE를 끼워 나사로 결속하고 양단에 일직선으로 배출된 전열선 부위의 밀폐는 전열선에 결속된 합성수지 재질의 링,패킹을 삽입하여 나사켑으로 체결하고 양단에 남은 TEE의 관구로 일측에서 조성된 열매체 겔용액을 실린더 압축펌프로 주입하며 다른 일측에서 에어를 배출하며 충전하고 밀폐된 나사켑을체결밀폐하는 도전성호스관발열체와,
   조합된 도전성 호스관과 호스관 외부에 도전체를 코팅이나 호일을 감은 부문에 어스선를 접지하여 열선에서 발생하는 전자파의 전기장를 유도 차단하는 도전성호스관발열체와,
   도전성 호스관 발열체를 전기저항감응식 단파식 제어장치와,
   온도감지식 양파식 온도제어 장치로 제어되는 것을 포함하는 도전성호스관 발열체,
2. 제1항에 있어서,
   부도체 열매체 겔용액 조성물로
   액상물:부동액,(PG:PropyleneGlycol/ EG:ethylene glycol/ MEG:Mono Ethylene Glycol)를 하나 이상과 겔조성물: MC,CMC,QP,젤라틴,PVA,PVP,전분,녹말,아교,메셀로스 중
   하나 이상과 적정비율로 혼합하여 고상물:탈크분말(비금속광물포함)과 액상1: 고상1: 배율범위∼±20∼40％로 혼합 교반한 열매체 겔용액 조성물에 보조제: 소포재, 분산제, 습윤제, 방부제, 염료안료(색체,형광야광발광) 중 하나 이상과 기능제:화산암재, 토르마린, 세라믹, 황토, 숯, 옻, 중 하나 이상을 첨가하는 도전성 호스관 발열체와,
   부도체 열매체 유용액 조성물로
   액상물:열매체유(유지 및 광유포함)와 고상물:탈크분말(비금속광물포함)을 액상1:고상1: 배율범위∼±20∼40％로 혼합 교반한 열매체 유용액 조성물에 보조제:분산제,염료안료(색체,형광야광발광) 중 하나 이상을 첨가하는 도전성 호스관 발열체와,
   수분증발방지 습윤제와 방부제를 적정비로 첨가된 고점도 겔용액 조성물 도전성 호스관 발열체와,
   재생플라스틱PP로 성형된 물통를 포함하여 금속이나 기타합성수지 재질의 물통과 축열탱크로 금속이나 합성수지 재질로 와이어매시나 타공판 구조의 성형판에 도전성호스관발열체를 골뱅이식 나선형태로 설치 고정한 조립판을 축열탱크 밑바닥에 설치고정 하고 외부 입수관과 연결된 탱크내부 입수관 수위조절 볼탑을 설치하여 충전수위를 조절하고 열교환수를 공급관과 회수관,배출관을 설치하고 공급관에 순환펌프를 장착하여 열교환수를 펌핑공급하고 축열수에 침지되는 위치에 과승방지센서와 온도조절센서를 내장하고 내장된 온도조절센서와 과승방지센서에서 설정된 온도를 축열탱크 외부에 설치된 온도제어 조절기로 피드백되어 운전되고 제어장치와 축열TANK와 보일러가 일체형으로 하나의 기능으로 사용되는 도전성호스관발열체와 이를 이용한 축열TANK보일러 냉 온수통,

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