WO2020059968A1 - 전기분해식 온수 가열장치 및 이를 이용한 난방시스템 - Google Patents

전기분해식 온수 가열장치 및 이를 이용한 난방시스템 Download PDF

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    • F24H2250/10—Electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an electrolysis-type hot water heating device and a heating system using the same, which installs an internal electrode and an external electrode surrounding it, and supplies power to the space between them to apply power while inducing electrolysis of water. through the electrolytic process gas (H 2 and O 2) and ions (H +, O 2-, OH -) of the hot water using the heat generated in the space between the inner electrode and the outer electrode while repeating the generation and recombination process It relates to an apparatus for heating and a heating system using the same.
  • the method of heating water using an electric boiler is usually by inserting an electric heating element in a hot water tank to receive heat from the heating element.
  • an electrode boiler that heats the internal fluid with a current generated by ion movement by passing a vibration current to the electrode, and may be caused by cavitation caused by rotation of a disk or cylinder with multiple grooves.
  • a hot water generator using fluid dynamics that generates heat Patent Publication No. 10-2013-0022704
  • a vortex heating device that generates heat by generating vortices through forced flow of water
  • a hot water generating device for heating by generating cavitation by a grooved disc or a cylindrical rotation or a vortex heating device for heating by generating forced vortex requires a huge power device that generates kinetic energy corresponding to the generated heat, and thus the manufacturing cost. There is a problem in that it is high, vibration and noise are large, and the device is easily worn.
  • FIG. 1 a heat generating device (registration patent No. 10-1668985) for generating heat by using electrolysis was developed as shown in FIG. 1, a water tank 100 provided with an internal space; It is installed in the inner space of the water tank 100, circular, elliptical, egg-shaped, or an internal electrode 210 in the form of a cylindrical rotating body; And, an external electrode 220 surrounding the outside of the internal electrode 210 while maintaining a predetermined distance from the internal electrode 210. A plurality of holes are formed on the surface of the external electrode 220.
  • the water filled in the water tank 100 is filled in the space between the outer surface of the inner electrode 210 and the inner surface of the outer electrode 220, and the inner electrode 210 and the
  • water is electrolyzed in a space between the outer surface of the inner electrode 210 and the inner surface of the outer electrode 220, and gas and ions are repeatedly generated and recombined to heat.
  • the external electrode 220 and the internal electrode 210 are installed inside the water tank 100 to heat the water stored in the water tank 100, the external electrode 220 to which power is connected. ) And the entire internal electrode 210 are submerged in water.
  • the present invention created to solve the above problems, eliminates the risk of safety accidents such as electric leakage, maximizes heating efficiency, minimizes heat loss to the outside, and is capable of manufacturing in a compact size. It is an object to provide a hot water heating device and a heating system using the same.
  • the present invention relates to a device for supplying heated hot water by generating heat using electrolysis, the internal electrode 210 made of a conductive metal material; And, as a conductive metal material, is installed to be spaced a predetermined distance from the inner electrode 210, the outer electrode 220 surrounding the outside of the inner electrode 210; is configured to include, the outer electrode 220 ) Is provided with an inlet 221 through which water flows on one side; an outlet 222 through which heated water is discharged on the other side; and provided with power to the inner electrode 210 and the outer electrode 220.
  • water is electrolyzed in the space between the outer surface of the inner electrode 210 and the inner surface of the outer electrode 220, and heat is generated and heat is generated as gas and ions are repeatedly generated and recombined. It is characterized by.
  • the present invention is a heating system using an electrolysis-type hot water heater 200, a water tank 100 in which circulating water is stored;
  • An underwater pump 260 mounted in the water inside the water tank 100 and supplying water stored in the water tank 100 to a space between the external electrode 220 and the internal electrode 210; Both ends are connected to each of the inlet 221 of the submersible pump 260 and the external electrode 220, and serve as a passage for supplying water of the water tank 100 to the inlet 221 of the external electrode 220.
  • a first piping 291 that does;
  • a second pipe 292 connected to the outlet 222 of the external electrode 220 and serving as a discharge passage for heated water;
  • a third pipe 293 connecting the radiator 270 and the water tank 100 to become a circulation passage of water from the radiator 270;
  • a control unit 280 for controlling power of the submersible pump 260 and the electrolysis-type hot water heating device 200.
  • the hot water can be heated to a suitable temperature within.
  • FIG 1 shows the prior art
  • Figure 2 shows a cross-sectional structure of the present invention electrolytic hot water heater.
  • FIG. 3 shows a heating system using an electrolysis-type hot water heater.
  • control unit 280 control unit
  • the present invention relates to an apparatus for supplying heated hot water by generating heat using electrolysis.
  • the present invention comprises an inner electrode 210 and an outer electrode 220 as shown in FIG. 2.
  • the internal electrode 210 is a conductive metal material, and may be manufactured in various forms such as a circular, elliptical, oval, cylindrical, conical, donut, or polyhedral shape, and the internal electrode 210 is a solid type in which the inside is completely filled. It may be a (solid type) or a hollow type in which an empty space is formed inside, and when manufactured as a hollow type, the entire surface is sealed so that the inner space and the outer space of the inner electrode 210 are the inner electrode 210 ) Is completely separated by the epidermis.
  • the external electrode 220 is a conductive metal material, and is installed so as to be spaced apart from the internal electrode 210 by a predetermined distance, thereby surrounding the entire exterior of the internal electrode 210.
  • the external electrode 220 is provided with an inlet 221 through which water flows and an outlet 222 through which water is discharged.
  • the inlet 221 is provided on one side of the external electrode 220 to serve as an inlet for supplying water to the space between the external electrode 220 and the internal electrode 210, and the outlet 222 of the external electrode 220 It is provided on the other side and serves as an outlet for discharging heated hot water to the outside in a space between the external electrode 220 and the internal electrode 210.
  • Electrolysis of water is made, and gas and ions are generated and recombined repeatedly, and heat is generated to heat the water.
  • the power applied to the external electrode 220 and the internal electrode 210 for electrolysis may be a single-phase or three-phase AC power.
  • a single-phase or three-phase pulse power may be used.
  • the pulse power can be applied in the form of a square wave.
  • the external electrode connection terminal 240 is directly coupled to the surface of the external electrode 220, and a method such as welding or screwing can be freely selected.
  • the internal electrode connection terminal 230 passes through the surface of the external electrode 220 and is coupled to the internal electrode 210. A short occurs when the internal electrode connection terminal 230 and the external electrode 220 contact each other. Bar insulation spacer 250 is used to prevent this phenomenon.
  • the insulation spacer 250 is installed to penetrate the external electrode 220, and has a structure in which the internal electrode connection terminal 230 penetrates into the center of the insulation spacer 250.
  • the insulating spacer 250 is interposed between the inner electrode connecting terminal 230 and the outer electrode 220 to serve as an insulator, preventing contact with each other even if the inner electrode connecting terminal 230 passes through the outer electrode 220. Can be.
  • the insulating spacer 250 is coupled to maintain watertightness with the internal electrode connection terminal 230 and the external electrode 220 to prevent water from leaking between the external electrode 220 and the internal electrode 210.
  • the internal electrode connection terminal 230 may have a structure in which a thread is provided at an inner end (an end coupled with the inner electrode 210) and screwed to the surface of the inner electrode 210.
  • the insulating washer 255 is an insulator in the form of a washer that is inserted into the internal electrode connection terminal 230.
  • the inner electrode 210 and the outer electrode 220 are connected through the fastening of the inner electrode connection terminal 230. You can adjust the spacing between them.
  • a water pump may be installed in a pipe connected to the inlet 221 of the external electrode 220.
  • Figure 4 relates to a heating system using an electrolytic hot water heating device consisting of an internal electrode 210 and an external electrode 220, a water tank 100, an underwater pump 260, a first pipe 291, a second It is composed of a pipe 292, a radiator 270, and a third pipe 293, where heating is performed through the radiator 270 while heated hot water circulates.
  • an electrolytic hot water heating device consisting of an internal electrode 210 and an external electrode 220, a water tank 100, an underwater pump 260, a first pipe 291, a second It is composed of a pipe 292, a radiator 270, and a third pipe 293, where heating is performed through the radiator 270 while heated hot water circulates.
  • the water tank 100 serves to temporarily store circulating water.
  • a submersible pump 260 to which the first pipe 291 is connected is mounted.
  • the submersible pump 260 is connected to the inlet 221 of the external electrode 220. It serves to supply water stored in the water tank 100 to the space between the external electrode 220 and the internal electrode 210 through 291.
  • Both ends of the first pipe 291 are connected to the inlet 221 of the submersible pump 260 and the external electrode 220, and the water tank 100 is a space between the external electrode 220 and the internal electrode 210. It serves as a passage to supply the water stored in.
  • the second pipe 292 is connected to the outlet 222 of the external electrode 220 to serve as a discharge passage for heated water.
  • the radiator 270 serves as a general radiator in which the second pipe 292 is connected to receive heated hot water (water) to supply heat to the heating space.
  • the third pipe 293 connects the radiator 270 and the water tank 100 to become a circulation path of water recovered from the radiator 270.
  • the control unit 280 serves as an operation switch for controlling the power supply of the submersible pump 260 and the electrolysis-type hot water heating device 200.
  • a function of automatically controlling power supply in conjunction with a temperature sensor may be added.

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Abstract

본 발명은 전도성 금속 재질로 제작되는 내부전극(210); 및, 전도성 금속 재질로서, 상기 내부전극(210)과 미리 설정된 거리만큼 이격되도록 설치되어 상기 내부전극(210)의 외부를 둘러싸는 외부전극(220);을 포함하여 구성되고, 상기 외부전극(220)은 일측에 물이 유입되는 유입구(221);가 구비되고, 타측에 가열된 물이 배출되는 배출구(222);가 구비되며, 상기 내부전극(210)과 상기 외부전극(220)에 전원을 인가하면 상기 내부전극(210)의 외표면과 상기 외부전극(220)의 내표면 사이의 공간에서 물의 전기분해가 이루어지고 기체와 이온의 생성과 재결합이 반복되면서 열이 발생되어 물이 가열되는 것을 특징으로 하는 전기분해식 온수를 가열 장치 및 이를 이용한 난방시스템에 관한 것이다.

Description

전기분해식 온수 가열장치 및 이를 이용한 난방시스템
본 발명은 전기분해식 온수 가열장치 및 이를 이용한 난방시스템에 관한 것으로서, 내부전극과 이를 둘러싸는 외부전극을 설치하고, 그 사이의 공간으로 물을 공급하면서 전원을 인가하여 물의 전기분해를 유도하고, 전기분해 과정을 통하여 기체(H2와 O2)와 이온(H+,O2-,OH-)의 생성 및 재결합 과정이 반복되면서 내부전극과 외부전극 사이의 공간에 발생되는 열을 이용하여 온수를 가열하는 장치 및 이를 이용한 난방시스템에 관한 것이다.
통상적으로 전기 보일러를 이용하여 물을 가열하는 방식은 온수 탱크에 전기 발열체를 삽입하여 발열체로부터 열을 전달 받는 것이다. 전기 발열체를 사용하지 않고 물을 가열하는 방식은 전극에 진동 전류를 흘려 이온 이동에 의한 전류로 내부 유체를 가열하는 전극 보일러가 있으며, 여러 개의 홈이 파인 디스크나 원통의 회전으로 발생하는 캐비테이션에 의해 열을 발생시키는 유체 역학을 이용한 열수 발생 장치(공개특허 제10-2013-0022704호) 및 물의 강제 흐름으로 와류를 발생시켜 열을 발생시키는 와류 가열 장치(등록특허 제10-0821935호)가 있다.
종래의 전극 보일러는 물 자체의 이온 전도와 제약적인 전기흐름으로 열이 발생하며 일정하게 균형 잡힌 전기의 힘으로 구현된다. 이러한 기술의 단점은 높은 동작 전류가 필요하고, 전기 분해 과정에 전극 표면이 빠르게 부식됨으로써 고효율 열 발생의 구현이 어려웠다.
아울러, 홈이 파인 디스크나 원통 회전으로 캐비테이션을 생성하여 가열하는 열수 발생 장치나 강제 와류를 발생시켜 가열하는 와류 가열 장치는 발생하는 열에 해당하는 운동 에너지를 생성하는 거대한 동력 장치를 필요로 하여 제조 비용이 높고, 진동과 소음이 크며 장치가 쉽게 마모되는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도1에 도시된 것처럼 전기분해를 이용하여 열을 발생시키는 열 발생 장치(등록특허 제10-1668985호)가 개발되었는데, 내부 공간이 마련된 수조(100); 상기 수조(100)의 내부 공간에 설치되며, 원형, 타원형, 계란형, 또는 원통형 회전체 형상의 내부전극(210); 및, 상기 내부전극(210)과 미리 정해진 간격을 유지하면서 상기 내부전극(210)의 외부를 감싸는 외부전극(220);을 포함하여 구성되며, 상기 외부전극(220)의 표면에는 다수 개의 구멍(225) 또는 절개홈이 구비되어 상기 수조(100)에 채워진 물이 상기 내부전극(210)의 외표면과 상기 외부전극(220) 내표면 사이의 공간에도 채워지며, 상기 내부전극(210)과 상기 외부전극(220)에 전원을 인가하면 상기 내부전극(210)의 외표면과 상기 외부전극(220)의 내표면 사이의 공간에서 물의 전기분해가 이루어지고 기체와 이온의 생성과 재결합이 반복되면서 열이 발생하는 것을 특징으로 하고 있으나, 수조(100) 내부에 외부전극(220)과 내부전극(210)이 설치되어 수조(100) 내부에 저장된 물을 가열하게 되는데, 전원이 연결되는 외부번극(220)과 내부전극(210) 전체가 물속으로 잠기게 됨으로써 전기 누설 등의 문제점이 발생될 가능성이 높다는 치명적인 문제점이 제기되었고, 수조(100) 내부에 저장된 물 전체를 적정한 온도로 가열하기까지 시간과 전력이 불필요하게 많이 소요되었고, 수조(100)를 통한 외부로의 열손실이 과도하게 발생한다는 문제점도 있었다.
[선행기술문헌]
공개특허 제10-2013-0022704호
등록특허 제10-0821935호
등록특허 제10-1668985호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 전기 누설과 같은 안전사고의 위험이 배제되고, 가열 효율을 극대화함과 동시에 외부로의 열손실을 최소화하고, 컴팩트한 사이즈로 제작이 가능한 전기분해식 온수 가열장치 및 이를 이용한 난방시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 전기분해를 이용하여 열을 발생시켜 가열된 온수를 공급하는 장치에 관한 것으로서, 전도성 금속 재질로 제작되는 내부전극(210); 및, 전도성 금속 재질로서, 상기 내부전극(210)과 미리 설정된 거리만큼 이격되도록 설치되어 상기 내부전극(210)의 외부를 둘러싸는 외부전극(220);을 포함하여 구성되고, 상기 외부전극(220)은 일측에 물이 유입되는 유입구(221);가 구비되고, 타측에 가열된 물이 배출되는 배출구(222);가 구비되며, 상기 내부전극(210)과 상기 외부전극(220)에 전원을 인가하면 상기 내부전극(210)의 외표면과 상기 외부전극(220)의 내표면 사이의 공간에서 물의 전기분해가 이루어지고 기체와 이온의 생성과 재결합이 반복되면서 열이 발생되어 물이 가열되는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명은 전기분해식 온수 가열장치(200)를 이용한 난방시스템으로서, 순환되는 물이 저장되는 수조(100); 상기 수조(100) 내부의 물속에 장착되며 상기 외부전극(220)과 상기 내부전극(210) 사이의 공간으로 상기 수조(100)에 저장된 물을 공급하는 수중펌프(260); 상기 수중펌프(260)와 상기 외부전극(220)의 유입구(221) 각각에 양측 단부가 연결되며, 상기 외부전극(220)의 유입구(221)로 상기 수조(100)의 물을 공급하는 통로 역할을 하는 제1배관(291); 상기 외부전극(220)의 배출구(222)와 연결되어 가열된 물의 배출 통로 역할을 하는 제2배관(292); 상기 제2배관(292)가 연결되어 난방공간으로 열을 공급하는 방열기(270); 상기 방열기(270)와 상기 수조(100)를 연결하여 상기 방열기(270)에서 나오는 물의 순환 통로가 되는 제3배관(293); 및, 상기 수중펌프(260) 및 상기 전기분해식 온수 가열장치(200)의 전원을 제어하는 제어부(280);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.
첫째, 전기 누설과 같은 안전사고의 위험이 배제되어 보다 안전한 사용이 가능하다,
다시 말하면 별도의 외부전극(220)과 내부전극(210)이 수조(100) 외부에 설치되는 구조로서 전기 누설의 위험을 원천적으로 차단할 수 있다.
둘째, 수조(100) 내부의 물 전체를 가열하는 것이 아니라 유입구(221)를 통하여 유입되어 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간에 머물고 있는 물만 순간적으로 가열하는 구조로서 보다 빠른 시간 내에 온수를 적정한 온도로 가열할 수 있다.
셋째, 별도의 수조(100)가 구비되지 않는 경우에도 물만 지속적으로 순환시키는 구조를 쉽게 구현할 수 있고, 수조(100)가 구비되는 경우에도 수조(100)의 용량을 최소화할 수 있어 외부로의 열손실을 최소화할 수 있다.
넷째, 컴팩트한 사이즈로 간단하게 제작이 가능하여 제작 단가를 낮출 수 있다.
다섯째, 수중펌프(260)를 사용할 경우 수조(100) 내부에 장착되어 소음발생을 극소화시킬 수 있다.
도1은 종래 기술을 도시한다.
도2는 본 발명인 전기분해식 온수 가열장치의 단면 구조를 도시한다.
도3은 전기 분해식 온수 가열장치를 이용한 난방시스템을 도시한다.
[부호의 설명]
100:수조
200:전기분해식 온수 가열 장치
210:내부전극
220:외부전극
221:유입구
222:배출구
230:내부전극 연결단자
240:외부전극 연결단자
250:절연스페이서
255:절연와샤
260:수중펌프
270:방열기
280:제어부
291:제1배관
292:제2배관
293:제3배관
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 전기분해를 이용하여 열을 발생시켜 가열된 온수를 공급하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 도2에 도시된 것처럼 내부전극(210)과 외부전극(220)을 포함하여 구성된다.
내부전극(210)은 전도성 금속 재질로서, 전체적으로 원형, 타원형, 계란형, 원통형, 원뿔형, 도넛형 또는 다면체형과 같은 다양한 형태로 제작될 수 있으며, 내부전극(210)은 내부가 꽉 채워져 있는 솔리드 타입(solid type)이 되거나 내부에 빈 공간이 형성된 할로우(hollow type) 타입이 될 수 있으며, 할로우 타입으로 제작될 경우 표면 전체가 밀폐되어 내부전극(210)의 내측 공간과 외측 공간은 내부전극(210)의 표피에 의하여 완전히 분리되는 구조가 된다.
외부전극(220)은 전도성 금속 재질로서, 내부전극(210)과 미리 설정된 거리만큼 이격되도록 설치되면서 내부전극(210)의 외부 전체를 둘러싸는 구조가 된다.
이러한 외부전극(220)에는 내부전극(210)과는 달리 물이 유입되는 유입구(221)와 물이 배출되는 배출구(222)가 구비된다.
유입구(221)는 외부전극(220)의 일측에 구비되어 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간으로 물을 공급하는 입구 역할을 하고, 배출구(222)는 외부전극(220)의 타측에 구비되어 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간에서 가열된 온수를 외부로 배출하는 출구 역할을 한다.
도2 또는 도3에 도시된 구조로 결합된 내부전극(210)과 외부전극(220) 각각에 전원을 인가하면 내부전극(210)의 외표면과 외부전극(220)의 내표면 사이의 공간에서 물의 전기분해가 이루어지고 기체와 이온의 생성과 재결합이 반복되면서 열이 발생되어 물이 가열된다.
전기분해를 위하여 외부전극(220)과 내부전극(210)에 인가되는 전원은 단상이나 3상 교류전원이 될 수 있는데, 본 발명의 구체적 실시예에서는 단상이나 3상 펄스 전원이 사용될 수 있고, 이러한 펄스 전원은 구형파 형태가 적용될 수 있다.
이와 같이 교류전원이 인가될 경우 외부전극(220)과 내부전극(210) 가운데 어느 일측 전극에서 수소와 산소 및 음이온과 양이온이 교번적으로 생성되어 더 빠르게 섞이면서 와류 생성을 촉진하고, 마이크로 기포(micro vortex)의 생성과 팽창으로 기포의 온도가 상승하여 임계치에 도달하면 다시 물로 환원되는 화학반응에 의해서도 추가적으로 열을 발생시키는데, 이러한 과정이 반복되면서 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이 공간의 온도와 압력이 급상승하게 되고, 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간에서 가열된 온수는 배출구(222)를 통하여 외부로 빠져나가고 새로운 물이 유입구(221)를 통하여 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간으로 유입된다.
외부전극 연결단자(240)는 외부전극(220)의 표면에 직접 결합되는데, 용접이나 나사 체결 등의 방식이 자유롭게 선택될 수 있다.
내부전극 연결단자(230)는 외부전극(220)의 표면을 통과하여 내부전극(210)에 결합되는데, 내부전극 연결단자(230)와 외부전극(220)은 접촉되면 단락(short)이 발생하는 바 이러한 현상을 방지하기 위하여 절연스페이서(250)가 사용된다.
절연스페이서(250)는 외부전극(220)을 관통하도록 설치되며, 이러한 절연스페이서(250)의 중앙으로 내부전극 연결단자(230)가 관통하는 구조가 된다.
즉, 내부전극 연결단자(230)와 외부전극(220) 사이에 절연스페이서(250)가 끼워져 절연체 역할하는 구조가 되어 내부전극 연결단자(230)가 외부전극(220)을 통과하더라도 상호간 접촉이 방지될 수 있다.
아울러 이러한 절연스페이서(250)는 내부전극 연결단자(230) 및 외부전극(220)과 수밀성을 유지할 수 있도록 결합되어 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 물이 누수되지 않도록 한다.
이러한 내부전극 연결단자(230)는 내측 단부(내부전극(210)과 결합되는 단부)에 나사산이 구비되고 내부전극(210)의 표면에 나사체결되는 구조가 될 수 있다.
절연와샤(255)는 내부전극 연결단자(230)에 삽입되는 와샤 형태의 절연체로서, 내부전극 연결단자(230)를 내부전극(210)에 나사체결할 경우 절연스페이서(250)의 단부와 내부전극(210) 표면 사이에 끼워지면서 내부전극(210)과 외부전극(220) 사이의 간격을 조절하게 된다.
즉, 두께가 서로 다른 절연와샤(255)를 적절히 사용하거나 얇은 두께의 절연와샤(255)를 다수 개 사용하면 내부전극 연결단자(230)의 체결을 통하여 내부전극(210)과 외부전극(220) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나, 외부전극(220)의 유입구(221)와 연결되는 배관에 워터펌프가 설치될 수 있다.
도4는 내부전극(210)과 외부전극(220)으로 이루어진 전기분해식 온수 가열장치를 이용한 난방시스템에 관한 것으로서, 수조(100), 수중펌프(260), 제1배관(291), 제2배관(292), 방열기(270), 및 제3배관(293)으로 구성되어 가열된 온수가 순환하면서 방열기(270)를 통하여 난방이 이루어지는 구조이다.
수조(100)는 순환되는 물을 일시적으로 저장하는 역할을 한다.
이러한 수조(100) 내부의 물속에는 제1배관(291)가 연결되는 수중펌프(260)가 장착되는데, 이러한 수중펌프(260)는 외부전극(220)의 유입구(221)와 연결되는 제1배관(291)을 통하여 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간으로 수조(100)에 저장된 물을 공급하는 역할을 한다.
제1배관(291)의 양측 단부는 수중펌프(260) 및 외부전극(220)의 유입구(221) 각각에 연결되며, 외부전극(220)과 내부전극(210) 사이의 공간으로 수조(100)에 저장된 물을 공급하는 통로 역할을 한다.
제2배관(292)은 외부전극(220)의 배출구(222)와 연결되어 가열된 물의 배출 통로 역할을 한다.
방열기(270)는 제2배관(292)가 연결되어 가열된 온수(물)을 공급받아 난방공간으로 열을 공급하는 역할을 하는 일반적인 라디에이터(radiator)와 같은 역할을 한다.
제3배관(293)은 방열기(270)와 수조(100)를 연결하여 방열기(270)에서 회수되는 물의 순환 통로가 된다.
제어부(280)는 수중펌프(260) 및 전기분해식 온수 가열장치(200)의 전원 공급을 제어하는 조작 스위치 역할을 한다.
경우에 따라서는 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 온도센서 등과 연동하여 전원 공급을 자동 제어하는 기능이 추가될 수도 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

Claims (4)

  1. 전기분해를 이용하여 열을 발생시켜 가열된 온수를 공급하는 장치에 관한 것으로서,
    전도성 금속 재질로 제작되는 내부전극(210); 및,
    전도성 금속 재질로서, 상기 내부전극(210)과 미리 설정된 거리만큼 이격되도록 설치되어 상기 내부전극(210)의 외부를 둘러싸는 외부전극(220);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 외부전극(220)은,
    일측에 물이 유입되는 유입구(221);
    가 구비되고,
    타측에 가열된 물이 배출되는 배출구(222);
    가 구비되며,
    상기 내부전극(210)과 상기 외부전극(220)에 전원을 인가하면 상기 내부전극(210)의 외표면과 상기 외부전극(220)의 내표면 사이의 공간에서 물의 전기분해가 이루어지고 기체와 이온의 생성과 재결합이 반복되면서 열이 발생되어 물이 가열되는 것을 특징으로 하는 전기분해식 온수 가열장치.
  2. 제1항에서,
    외부전극(220)의 표면에 결합되는 외부전극 연결단자(240);
    상기 외부전극(220)의 표면을 통과하여 상기 내부전극(210)에 결합되는 내부전극 연결단자(230); 및,
    상기 내부전극 연결단자(230)가 관통하며, 상기 내부전극 연결단자(230)와 외부전극(220) 사이에 끼워져 절연체 역할을 하는 절연스페이서(250);
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전기분해식 온수 가열장치.
  3. 제2항에서,
    상기 내부전극 연결단자(230)는,
    내측 단부에 나사산이 구비되어 상기 내부전극(210)의 표면에 나사체결되며,
    상기 내부전극 연결단자(230)에 삽입되는 와샤 형태의 절연체로서, 상기 절연스페이서(250)와 상기 내부전극(210) 사이에 끼워져 상기 내부전극(210)과 상기 외부전극(220) 사이의 간격을 조절하는 절연와샤(255);
    가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전기분해식 온수 가열장치.
  4. 제1항 내지 제3항 가운데 어느 한 항에 기재된 전기분해식 온수 가열장치(200)를 이용한 난방시스템으로서,
    순환되는 물이 저장되는 수조(100);
    상기 수조(100) 내부의 물속에 장착되며 상기 외부전극(220)과 상기 내부전극(210) 사이의 공간으로 상기 수조(100)에 저장된 물을 공급하는 수중펌프(260);
    상기 수중펌프(260)와 상기 외부전극(220)의 유입구(221) 각각에 양측 단부가 연결되며, 상기 외부전극(220)의 유입구(221)로 상기 수조(100)의 물을 공급하는 통로 역할을 하는 제1배관(291);
    상기 외부전극(220)의 배출구(222)와 연결되어 가열된 물의 배출 통로 역할을 하는 제2배관(292);
    상기 제2배관(292)가 연결되어 난방공간으로 열을 공급하는 방열기(270);
    상기 방열기(270)와 상기 수조(100)를 연결하여 상기 방열기(270)에서 나오는 물의 순환 통로가 되는 제3배관(293); 및,
    상기 수중펌프(260) 및 상기 전기분해식 온수 가열장치(200)의 전원을 제어하는 제어부(280);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기분해식 온수 가열장치를 이용한 난방시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3065194B2 (ja) * 1993-03-22 2000-07-12 東京瓦斯株式会社 浴室暖房装置
KR100346824B1 (ko) * 1999-10-14 2002-08-03 문재덕 고효율 전해수 제조 장치
JP2008536080A (ja) * 2005-04-15 2008-09-04 ビールバウマー，ハンス−ペーター 熱発生器
KR101159306B1 (ko) * 2009-08-04 2012-06-25 김성수 전극구조
KR101668985B1 (ko) * 2014-06-19 2016-11-09 주식회사 공진에너지 전기분해를 이용한 열 발생 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3065194B2 (ja) * 1993-03-22 2000-07-12 東京瓦斯株式会社 浴室暖房装置
KR100346824B1 (ko) * 1999-10-14 2002-08-03 문재덕 고효율 전해수 제조 장치
JP2008536080A (ja) * 2005-04-15 2008-09-04 ビールバウマー，ハンス−ペーター 熱発生器
KR101159306B1 (ko) * 2009-08-04 2012-06-25 김성수 전극구조
KR101668985B1 (ko) * 2014-06-19 2016-11-09 주식회사 공진에너지 전기분해를 이용한 열 발생 장치

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