KR20210087180A - 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정한 유속을 갖는 물이 소정의 구간을 통과하면서 순간적으로 가열되어 요구하는 목적장소에 제공하도록 한 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터에 관한 것이다. 본 단일배관용 전기히터는 교류전원 및 직류전원에서 상호 다른 극성을 갖는 제1전원과 제2전원 중 제1전원이 연결되어 있는 제1원통가열부와; 상기 제1원통가열부와 길이방향으로 연결가능하게 배치되고, 상기 제1원통가열부와 동일한 전원이 연결되어 있는 제2원통가열부와; 상기 제1원통가열부와 제2원통가열부의 내부에 배치되어 내경면을 따라 물을 가열하는 가열공간을 형성하고, 제1전원에 대응하는 타측의 제2전원이 연결되어 있는 중심원통가열부와; 상기 중심원통가열부의 일측에 밀봉가능하게 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간으로 유도안내하는 제1수류유도안내부와; 상기 중심원통가열부의 타측에 밀봉가능하게 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간으로 유도안내하는 제2수류유도안내부와; 상기 제1원통가열부와 상기 제2원통가열부 인접한 각각의 종단에 절곡가능하게 형성되어 있고, 상기 제1전원을 외부로부터 인가받아 상기 제1원통가열부와 상기 제2원통가열부 각각에게 전달하는 한쌍의 원통전원공급부와; 상기 중심원통가열부의 외경면에 전기적으로 일체화 가능하게 형성되어 있고, 한쌍의 상기 원통전원공급부 사이에 배치되어 있으며, 상기 제2전원을 외부로부터 인가받아 상기 중심원통가열부에게 직접 전달하는 중심원통전원공급부와; 상기 원통전원공급부와 상기 중심원통전원공급부 사이에 배치되어 상기 물의 누수를 방지하고, 상기 원통전원공급부와 상기 중심원통전원공급부 각각에 인가된 전원을 상호 절연하기 위한 기밀절연부와; 일측과 타측에 일정부분만큼 스크류가 형성되어 있으며, 상기 스크류에 나사결합되어 상기 중심원통전원공급부와 상기 원통전원공급부 및 기밀절연부 각각 등각도 간격으로 형성된 결합홀에 동시에 수용되어 이들을 기밀가능하게 일체형으로 결합하는 다수의 결합부재를 포함한다.

Description

물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터{electric heater for pipe on currenting water}

본 발명은 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정한 유속을 갖는 물이 소정의 구간을 통과하면서 순간적으로 가열되어 요구하는 목적장소에 제공하도록 한 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터에 관한 것이다.

일반적으로 물을 가열하는 전기히터는 전기보일러에 사용되는 것으로, 전원을 받아 고온으로 가열되는 히터봉에 의해 접촉된 물이 점진적으로 가열되어 고온상태로 유지하도록 한다.

그런데 이와 같은 전기히터의 히터봉은 350℃이상의 고온으로 가열되어야 접촉된 물을 가열시킬 수 있기 때문에 열손실이 높아 물 가열에 상당한 시간이 걸리고, 전기손실이 많아 전기소비가 많고, 이에 따라 히터봉의 열원체에 의해 간접적으로 가열하는 방식이므로 효율이 낮고 운전 및 관리비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 히터봉은 물을 가열하면서 점진적으로 이물질이 부착되어 열 전달율이 낮아져 효율이 더 낮아지거나, 교체하여야 하는 문제점과, 교체에 따른 관리비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 가열된 물을 필요한 요구장소에게로 이송하게 될 경우, 이송되는 도중에 열손실이 발생하여 요구되는 온도를 맞추기 어렵거나, 가열되는 물을 수용하는 탱크가 필요하고, 항상 가열된 상태를 유지하여야 하기 때문에 운전 및 관리비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 일정한 유속을 갖는 물이 소정의 가열공간에 해당하는 구간을 통과하면서 순간적으로 가열되어 요구하는 목적장소에 직접 제공하고, 온수를 수용하는 용기가 불필요하여 열손실을 극소화하면서 유지관리비용이 최소화되도록 한 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터를 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 일정한 유속을 갖는 물이 소정의 가열공간에 해당하는 구간을 통과하면서 순간적으로 가열되어 요구하는 목적장소에 직접 제공하므로 저전력으로 신속하고 안정적인 고온 히팅기능을 수행하고, 소비전력을 낮추어 효율을 향상시키도록 한 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터를 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 원통 파이프 내에 전기히터가 매설되어 있기 때문에 히터의 공간활용을 극대화하여 작은 장소에도 설치가능하고, 이에 따라 적용 및 활용 범위를 극대화하여 부가가치를 향상시키도록 한 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은, 상기 목적에 따라, 물을 직접가열하는 단일배관용 전기히터에 있어서; 교류전원 및 직류전원에서 상호 다른 극성을 갖는 제1전원과 제2전원 중 제1전원이 연결되어 있는 제1원통가열부와; 상기 제1원통가열부와 길이방향으로 연결가능하게 배치되고, 상기 제1원통가열부와 동일한 전원이 연결되어 있는 제2원통가열부와; 상기 제1원통가열부와 제2원통가열부의 내부에 배치되어 내경면을 따라 상기 물을 가열하는 가열공간을 형성하고, 제1전원에 대응하는 타측의 제2전원이 연결되어 있는 중심원통가열부와; 상기 중심원통가열부의 일측에 밀봉가능하게 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간으로 유도안내하는 제1수류유도안내부와; 상기 중심원통가열부의 타측에 밀봉가능하게 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간으로 유도안내하는 제2수류유도안내부와; 상기 제1원통가열부와 상기 제2원통가열부 인접한 각각의 종단에 절곡가능하게 형성되어 있고, 상기 제1전원을 외부로부터 인가받아 상기 제1원통가열부와 상기 제2원통가열부 각각에게 전달하는 한쌍의 원통전원공급부와; 상기 중심원통가열부의 외경면에 전기적으로 일체화 가능하게 형성되어 있고, 한쌍의 상기 원통전원공급부 사이에 배치되어 있으며, 상기 제2전원을 외부로부터 인가받아 상기 중심원통가열부에게 직접 전달하는 중심원통전원공급부와; 상기 원통전원공급부와 상기 중심원통전원공급부 사이에 배치되어 상기 물의 누수를 방지하고, 상기 원통전원공급부와 상기 중심원통전원공급부 각각에 인가된 전원을 상호 절연하기 위한 기밀절연부와; 일측과 타측에 일정부분만큼 스크류가 형성되어 있으며, 상기 스크류에 나사결합되어 상기 중심원통전원공급부와 상기 원통전원공급부 및 기밀절연부 각각 등각도 간격으로 형성된 결합홀에 동시에 수용되어 이들을 기밀가능하게 일체형으로 결합하는 다수의 결합부재를 포함하는 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 및 제2원통가열부 각각의 말단부에 절연가능한 다른 배관과 기밀가능하게 연결시키는 스크류결합부가 형성되어 있고, 상기 가열공간은 상기 중심원통가열부의 외경면 원주방향을 따라 이격된 상기 제1원통가열부 및 제2원통가열부 각각의 내경면 사이에서 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명은 일정한 유속을 갖는 물이 소정의 가열공간에 해당하는 구간을 통과하면서 순간적으로 가열되어 요구하는 목적장소에 직접 제공하고, 온수를 수용하는 용기가 불필요하여 열손실을 극소하면서 유지관리비용이 최소화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 일정한 유속을 갖는 물이 소정의 가열공간에 해당하는 구간을 통과하면서 순간적으로 가열되어 요구하는 목적장소에 직접 제공하므로 저전력으로 신속하고 안정적인 고온 히팅기능을 수행하고, 소비전력을 낮추어 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 원통 파이프 내에 전기히터가 매설되어 있기 때문에 히터의 공간활용을 극대화하여 작은 장소에도 설치가능하고, 이에 따라 적용 및 활용 범위를 극대화하여 부가가치를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터를 나타낸 사시도이고,
도 2은 본 발명에 따른 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터를 나타낸 분해사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터의 중심원통가열부를 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터의 동작상태를 나타낸 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 단일원통 배관용 전기히터는 일정한 유속을 갖는 물을 직접가열하여 신속하고 안정적인 온수를 생산하기 위한 것으로, 원통 배관과 같은 이송 파이프와 일체형으로 결합 및 체결할 수 있으므로 단순한 파이프형태로 전기히터를 형성하도록 한 것이다.

이와 같은 본 단일원통 배관용 전기히터는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1원통가열부(1), 제2원통가열부(3), 중심원통가열부(5), 제1수류유도안내부(7), 제2수류유도안내부(9), 원통전원공급부(11), 중심원통전원공급부(13), 기밀절연부(15), 결합부재(17)로 구성되어 있다.

상기 제1원통가열부(1)는 유속을 갖는 물과 내경면이 접촉되어 있으며, 그 접촉된 물을 직접적으로 가열하기 위해 교류전원 및 직류전원에서 상호 다른 극성을 갖는 제1전원과 제2전원 중 제1전원이 연결되어 있다. 그 내경에 상기 중심원통가열부(5)가 원주방향을 따라 이격가능하게 배치되어 있고, 이들 사이에는 가열공간이 형성되어 있다.

상기 제2원통가열부(3)는 상기 중심원통전원공급부(13), 복수의 기밀절연부(15)를 사이에 두고, 상기 제1원통가열부(1)와 이격가능하게 배치되어 길이방향을 따라 물의 흐름을 이어가고 있으며, 상기 가열공간이 연장되도록 그 내경에 상기 중심원통가열부(5)가 원주방향을 따라 이격가능하게 배치되어 있다. 상기 가열공간에서 물을 가열하기 위해 상기 제1전원이 연결되어 있다.

상기 중심원통가열부(5)는 도 3에 도시된 봐와 같이, 상기 제1원통가열부(1)와 제2원통가열부(3)의 내경에 원주방향을 따라 균등하게 이격되어 상기 가열공간이 형성되도록 배치되어 있으며, 상기 가열공간에서 상기 유속을 갖는 물이 신속하고 균등하게 직접 가열되도록 상기 제1전원에 대응하는 타측의 제2전원이 연결되어 있다. 상기 중심원통가열부(5)의 양측에는 상기 제1수류유도안내부(7), 제2수류유도안내부(9)가 각각 마련되어 억지끼움으로 기밀 결합되어 있다. 상기 가열공간은 상기 제1원통가열부(1) 및 제2원통가열부(3)의 내경면과 상기 중심원통가열부(5)의 외경면 사이에 상기 유속을 갖는 물이 직접 가열될 수 있는 근접한 이격간격에 의해 이루어진다.

상기 제1수류유도안내부(7)는 상기 중심원통가열부(5)의 일측에 밀봉가능하게 억지끼움으로 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간을 향하여 균등하게 유도안내한다.

상기 제1수류유도안내부(7)의 타측에 위치한 상기 제2수류유도안내부(9)는 상기 중심원통가열부(5)의 타측에 밀봉가능하게 억지끼움으로 결합되어 상기 가열공간에서 형성된 온수가 균등하게 합쳐저 안정적으로 유속을 따라 이송되도록 유도 안내한다.

상기 원통전원공급부(11)는 상기 제1원통가열부(1)와 제2원통가열부(3) 각각이 맞대응하는 위치의 종단측 외경면에 원주방향을 따라 절곡가능하게 연장되어 있으며, 상기 제1원통가열부(1)와 제2원통가열부(3) 각각에게 상기 제1전원을 공급하여 상기 가열공간에서 물을 가열할 수 있는 상태를 유도한다. 상기 원통전원공급부(11)에는 원주방향을 따라 등각도 간격으로 다수개의 결합홀이 형성되어 있다.

상기 중심원통전원공급부(13)는 상기 중심원통가열부(5)의 외경면에 전기적으로 일체화 가능하게 형성되어 있고, 한쌍의 상기 원통전원공급부(11) 각각 사이에 기밀절연부(15)로 인하여 절연상태로 배치되어 있으며, 상기 제2전원을 외부로부터 인가받아 상기 중심원통가열부(5)에게 직접 전달한다. 상기 중심원통전원공급부(13)에는 원주방향을 따라 등각도 간격으로 다수개의 결합홀이 형성되어 있다.

또한, 상기 중심원통가열부(5)의 외경면에 인접한 다수의 영역에는 상기 제1원통가열부(1)의 가열공간에서 가열된 온수가 상기 제2원통가열부(3)의 가열공간으로 흐를 수 있는 유통홀이 등각도간격으로 형성되어 있다.

이와 같이 상기 원통전원공급부(11)와 중심원통전원공급부(13)에 의해 각각 제1전원과 제2전원에 의해 공급되어 상기 제1원통가열부(1) 및 제2원통가열부(3)의 내경면과 상기 중심원통가열부(5)의 외경면 사이에서 형성된 상기 가열공간의 물을 순간적으로 신속히 가열한다.

여기서, 상기 가열공간은 근접한 상기 이격견격이 7mm이하로 직접 물을 가열할 수 상태를 유지한다.

상기 기밀절연부(15)는 상기 원통전원공급부(11)와 상기 중심원통전원공급부(13) 사이의 각각에 배치되어 상기 물의 누수를 방지하고, 상기 원통전원공급부(11)와 상기 중심원통전원공급부(13) 각각에 인가된 전원을 상호 절연한다. 상기 기밀절연부(15)에는 원주방향을 따라 등각도 간격으로 다수개의 결합홀이 형성되어 있다.

여기서 상기 다수개의 결합홀은 동일한 크기와 위치에 형성되어 일체형으로 하나의 관통홀을 형성한다.

상기 결합부재(17)는 일측과 타측에 일정부분만큼 스크류가 형성되어 있으며, 상기 스크류에 나사결합되어 상기 원통전원공급부(11)와 상기 중심원통전원공급부(13) 및 기밀절연부(15) 각각 등각도 간격으로 형성된 결합홀에 동시에 수용되어 이들을 기밀가능하게 일체형으로 결합한다. 그러면 누수를 완전하게 방지하고, 절연을 완성하게 된다.

그리고, 상기 원통전원공급부(11)와 상기 중심원통전원공급부(13)에는 각각 외부 전원을 인가할 수 있는 단자홀이 형성되어 있고, 상기 제1원통가열부(1)와 제2원통가열부(3) 각각의 말단부에 절연가능한 다른 배관과 기밀가능하게 연결시키는 스크류결합부(18)가 형성되어 온수를 목적하는 장소에 이르기까지 이송하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터의 동작을 설명하면 다음과 같다. 우선, 제1전원과 제2전원이 정상적으로 연결되어 공급된 상태이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1원통가열부(1)의 유입구를 통해 유속을 갖는 물이 유입되면 그 물은 상기 제1수류유도안내부(7)에 의해 상기 제1원통가열부(1) 내경면에서 형성되는 가열공간을 향해 균등하게 분산되어 유도 및 안내되고, 상기 가열공간은 그 물을 순간적이고 신속하게 고온으로 가열하여 상기 중심원통전원공급부(13)의 유통홀을 통과한다. 이렇게 온수가 유통홀을 통과하면 상기 제2원통가열부(3) 내경면에서 형성되는 가열공간으로 이동하면서 가열이 가중되어 더 높은 온도로 가열될 수 있다.

그렇게 가열된 온수는 상기 제2수류유도안내부(9)에서 균등하게 합쳐저 안정적으로 유속을 따라 제2원통가열부의 출구로 이동되도록 유도 안내한다.

1 : 제1원통가열부 3 : 제2원통가열부
5 : 중심원통가열부 7 : 제1수류유도안내부
9 : 제2수류유도안내부 11 : 원통전원공급부
13 : 중심원통전원공급부 15 : 기밀절연부
17 : 결합부재 18 : 스크류결합부

Claims (2)

1. 물을 직접가열하는 단일배관용 전기히터에 있어서;
   교류전원 및 직류전원에서 상호 다른 극성을 갖는 제1전원과 제2전원 중 제1전원이 연결되어 있는 제1원통가열부와;
   상기 제1원통가열부와 길이방향으로 연결가능하게 배치되고, 상기 제1원통가열부와 동일한 전원이 연결되어 있는 제2원통가열부와;
   상기 제1원통가열부와 제2원통가열부의 내부에 배치되어 내경면을 따라 상기 물을 가열하는 가열공간을 형성하고, 제1전원에 대응하는 타측의 제2전원이 연결되어 있는 중심원통가열부와;
   상기 중심원통가열부의 일측에 밀봉가능하게 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간으로 유도안내하는 제1수류유도안내부와;
   상기 중심원통가열부의 타측에 밀봉가능하게 결합되어 유속을 갖는 물을 상기 가열공간으로 유도안내하는 제2수류유도안내부와;
   상기 제1원통가열부와 상기 제2원통가열부 인접한 각각의 종단에 절곡가능하게 형성되어 있고, 상기 제1전원을 외부로부터 인가받아 상기 제1원통가열부와 상기 제2원통가열부 각각에게 전달하는 한쌍의 원통전원공급부와;
   상기 중심원통가열부의 외경면에 전기적으로 일체화 가능하게 형성되어 있고, 한쌍의 상기 원통전원공급부 사이에 배치되어 있으며, 상기 제2전원을 외부로부터 인가받아 상기 중심원통가열부에게 직접 전달하는 중심원통전원공급부와;
   상기 원통전원공급부와 상기 중심원통전원공급부 사이에 배치되어 상기 물의 누수를 방지하고, 상기 원통전원공급부와 상기 중심원통전원공급부 각각에 인가된 전원을 상호 절연하기 위한 기밀절연부와;
   일측과 타측에 일정부분만큼 스크류가 형성되어 있으며, 상기 스크류에 나사결합되어 상기 중심원통전원공급부와 상기 원통전원공급부 및 기밀절연부 각각 등각도 간격으로 형성된 결합홀에 동시에 수용되어 이들을 기밀가능하게 일체형으로 결합하는 다수의 결합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터.
   
2. 제1항에 있어서;
   상기 제1 및 제2원통가열부 각각의 말단부에 절연가능한 다른 배관과 기밀가능하게 연결시키는 스크류결합부가 형성되어 있고, 상기 가열공간은 상기 중심원통가열부의 외경면 원주방향을 따라 이격된 상기 제1원통가열부 및 제2원통가열부 각각의 내경면 사이에서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물 이송을 위한 단일원통 배관용 전기히터.
   

Images