전기보일러용 온수가열장치{warm water heating device for electric boiler}
도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 분해사시도. 도 2는 본 발명의 일실시예의 설치상태를 보인 단면도. 도 3은 본 발명의 가열탱크의 평면도. 도 4는 본 발명의 가열탱크의 저면도. <도면의 주요부분에 대한 부호의 설명> 10:가열탱크, 11:가열실, 12:순환관, 13:순환로, 14:연결관, 15:축열관, 16:축열실, 17:축열볼, 18:축열캡, 19:통공 20:히터, 21:절연관, 22:히터코일, 23:연결플레이트, 24:연결봉, 25:고정플레이트, 26:단자봉, 27:절연링, 28:개스킷, 29:전력선 30:지지판, 31:관통공 40:온수탱크, 41:플랜지
본 발명은 전기보일러용 온수가열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물이 접촉되는 면적을 최대화하기 위해 연결관을 중심으로 다수개의 순환관을 방사상으로 형성하여 고온의 열을 신속히 흡수할 수 있고, 온수가 단시간에 식는 것을 방지하기 위해 축열실에 축열볼이 충진되는 축열관을 형성함으로서, 온수가 단시간에 식혀지는 것을 방지할 수 있도록 한 전기보일러용 온수가열장치에 관한 것이다. 일반적으로 전기보일러의 가열장치로서 물을 가열하는 방은 보일러 본체 내부에 규소 또는 이산화규소를 함유하거나 또는 세라믹 소재로 된 막대형상 또는 코일형상의 발열체를 설치하여 본체 내부를 가열시키고, 본체 내부에 설치된 열교환 파이프로 고온의 열이 전달되도록하여 파이프를 순환하는 물을 가열시킨 후 이송 파이프를 통해 온수탱크로 공급하는 방법과, 온수탱크 내부에 히터가 내장된 발열봉를 삽입하여 물을 직접가열하는 방법이 있다. 그러나, 상기 가열방법에 있어서, 발열체를 가열하여 파이프에 고온의 열을 전달하는 방법은 발열체의 고온이 물에 직접 전달되지 못해 물을 가열속도가 늦어지며, 물이 열교환 파이프를 순환하고 이송 파이프를 경유하면서 열손실이 발생하여 물의 온도가 떨어지게 되는 등 열효율이 저하되는 문제점이 있었다. 온수탱크에 히터가 내장된 발열봉을 삽입하여 직접 물을 가열시키는 방법은 발열봉이 직접 물과 접촉하여 가열하게 됨으로서 물의 온도를 급속히 상승시킬 수 있는 장점은 있으나, 물의 접촉면적이 원형막대 형상의 발열봉 바깥둘레면에 한정되므로서 대량의 물을 신속히 가열시킬 수 없고, 히터의 작동이 정지되면 가열된 물이 빨리 식게 되는 문제점이 있으며, 고온의 열이 발열봉 외부로 신속히 배출되지 못하여 발열봉 내부의 히터가 고온의 열에 영향을 받아 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 전기보일러의 온수가열장치의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 연결관을 중심으로 다수개의 순환관을 방사상으로 형성하여 가열탱크의 바깥둘레면과 함께 다수개의 순환관 안쪽둘레면으로 물이 접촉되게하여 고온의 열을 신속히 흡수할 수 있도록 하고, 축열실에 축열볼이 충진되는 축열관을 형성함으로서, 전기보일러의 가동중에는 축열볼에 축적된 열이 축열캡의 통공으로 유입되는 물을 가열시키고, 축열볼에 의해 가열된 물은 통공을 통해 배출되도록하며, 전기보일러가 작동타이머에 의해 일정시간 동안 정지되거나 가동을 멈출 때에는 축열된 열을 서서히 발산하면서 온수가 단시간에 식혀지는 것을 방지할 수 있도록 하는 온수가열장치를 제공코져하는 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 이하 첨부되는 도면과 함께 상세히 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예를 보인 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예의 설치상태를 보인 단면도이다. 본 발명은 전기보일러의 온수탱크(40)내부와 연결되는 플랜지(41)내측둘레에 끝부분이 용접결합되는 연결관(14)이 결합되고,
연결관(14) 내측 직하방에는 고온의 열이 축적되는 가열실(11)이 형성되며,
상기 가열실(11)에는 연결관(14)을 중심으로하여 방사상으로 다수개의 순환관(12)이 결합되고,
연결관(14)의 중심축 방향에 위치하는 관통공(31)이 뚫리고 순환관(12)의 중앙부를 지지하는 지지판(30)이 결합되며,
외측 저면 입구부로 투입되는 다수개의 축열볼(17)이 축열실(16)에 충진되고 가열실(11) 내측에 결합된 지지판(30)의 관통공(31)을 관통하면서 연결관(14) 내측 직하방에 위치하는 축열관(15)이 결합되고,
축열실(16)의 입구부에는 통공(19)이 뚫린 축열캡(18)이 용접결합된 가열탱크(10)와; 온수탱크(40)의 플랜지(41)에 결합되는 고정플레이트(25)가 마련되고,
고정플레이트(25)의 중앙에는 절연링(27)에 의해 지지되면서 일측 끝부분에 외부 전력선(29)이 연결되는 한쌍의 단자봉(26)이 결합되며,
연결봉(24)에 의해 단자봉(26)의 타측 끝부분 전방에 위치하면서 고정플레이트(25)와 일정간격을 유지하는 연결플레이트(23)가 결합되고,
한쌍의 단자봉(26) 타측 끝부분에 연결되는 히터코일(22)이 바깥둘레에 감겨지고 가열탱크(10)의 축열관(15)이 내측 중공부로 수용되는 절연관(21)이 상기 연결플레이트(23)에 결합고정된 히터(20)로 구성된 것에 특징이 있다. 상기와 같이 구성된 본 발명은 온수탱크(40)의 일측 저면에 마련된 플랜지(41)내측으로 가열탱크(10)를 삽입하면서 연결관(14)의 끝부분을 플랜지(41) 입 구측 끝부분에 위치시킨 후 용접고정시키고, 가열탱크(10)의 연결관(14) 입구로 히터(20)를 삽입하면서 고정플레이트(25)가 플랜지(41)에 밀착되도록 한 후 고정볼트(부호생략)로 체결하므로서 설치작업이 완료된다. 본 발명의 온수가열장치는 원통체인 온수탱크(40)의 일측 저면에서 중심방향으로 경사지게 설치하는 것이 가장바람직하며, 온수탱크(40)의 저수용량에 따라 수개의 온수가열장치를 병렬장착할 수 있는 것이다. 도면중 미설명부호 28은 가열실(11)의 밀폐를 위한 개스킷이다. 전기보일러를 가동하면 전력선(29)으로부터 공급된 전류가 단자봉(26)으로 흐르게 되면서 절연관(21)의 바깥둘레에 감겨진 히터코일(22)이 발열하게 되고 진공상태(10 -5 Torr)의 가열실(11) 온도는 800℃~900℃의 고온을 유지하게 된다. 가열실(11)의 온도가 상승하여 가열탱크(10)가 발열하게 되면, 온수탱크(40)의 물은 가열탱크(10)의 바깥둘레면과 접촉하여 데워짐과 동시에 연결관(14)을 중심으로하여 방사상으로 형성된 다수개의 순환관(12)안쪽둘레면을 접촉, 순환로(13)를 관통하면서 데워지게 된다. 즉, 저온의 물은 가열탱크(10)의 바깥둘레면과 순환관(12)의 안쪽둘레면에서 발산되는 고온의 열을 전달받아 가열되는 것이며, 물이 부분적으로 가열되어 온도가 높아지면 가열된 물은 팽창하여 밀도가 작아지기 때문에 부력이 생겨 위로 올라 가고, 위에 있던 온도가 낮고 밀도가 큰 물이 내려오게 된다. 상기와 같은 대류현상이 반복되면서 저온의 물은 온수탱크 내부의 위쪽에서부터 고온으로 데워지게 된다. 상기 온수가열과정있어서, 히터(20)에 의해 가열실(11) 내부는 급속하게 가열되어 고온을 유지하게 되는데, 고온의 열을 신속히 발산시키지 못하게 되면 가열실(11) 내부의 절연관(21), 히터코일(22), 연결플레이트(23), 연결봉(24), 단자봉(26) 등으로 구성된 히터(20)의 수명을 단축시키게 된다. 본 발명의 온수가열장치는 도 3과 같이 고온의 열을 신속히 발산시킬 수 있도록 연결관(14)을 중심으로하여 다수개의 순환관(12)을 방사상으로 형성하므로서 열의 발산면적을 최대한 넓게 하였다. 즉, 가열탱크(10) 바깥둘레면과 함께 다수개의 순환관(12) 안쪽둘레면으로 물이 접촉되게하여 고온의 열을 신속히 흡수할 수 있도록 한 것이다. 한편, 가열실(11) 내부의 열은 히터(20) 내측 중공부에 위치하는 축열관(15)의 축열실(16)내부에 충진된 축열볼(17)에 전달된다. 축열볼(17)의 재질은 세라믹 또는 청동이나 황동 등의 구리합금을 선택적으로 사용할 수 있으며, 구형으로 제작하는 것이 바람직하다. 축열볼(17)에 축적된 열은 전기보일러의 가동중에는 축열캡(18)의 통공(19) 으로 유입되는 물을 가열시키고, 축열볼(17)에 의해 가열된 물은 통공(19)을 통해 배출되며, 전기보일러가 작동타이머에 의해 일정시간 동안 정지되거나, 가동을 멈출 때에는 축열된 열을 서서히 발산하면서 온수가 단시간에 식혀지는 것을 방지하게 된다. 상기 축열캡(18)은 축열실(16)에 축열볼(17)을 충진한 후 스폿용접하여 결합하는 것이다. 히터(20)의 절연관(21)을 수용하는 관통공(31)이 뚫리고 다수개의 순환관(12)중앙부를 지지고정하는 지지판(30)은 히터(20)의 고열로 인해 순환관(12)이 휘어지거나 가열탱크(10)의 바깥둘레면이 변형되어 히터코일(22)에 접촉되므로서 발생하는 누전현상을 차단할 수 있도록 한 것으로, 가열탱크(10)의 내구성을 높일 수 있도록 한 것이다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 물이 접촉되는 면적을 최대화하기 위해 연결관(14)을 중심으로 다수개의 순환관(12)을 방사상으로 형성함으로서, 가열탱크(10) 바깥둘레면과 함께 다수개의 순환관(12) 안쪽둘레면으로 물이 접촉되게하여 고온의 열을 신속히 흡수할 수 있게 되고, 온수가 단시간에 식는 것을 방지하기 위해 축열볼(17)이 충진되는 축열실(16)과 축열실(16)의 입구부에 통공(19)이 뚫린 축열캡(18)이 용접결합되는 축열 관(15)을 형성함으로서, 전기보일러의 가동중에는 축열볼(17)에 축적된 열이 축열캡(18)의 통공(19)으로 유입되는 물을 가열시키고, 축열볼(17)에 의해 가열된 물은 통공(19)을 통해 배출되도록하여, 전기보일러가 작동타이머에 의해 일정시간 동안 정지되거나, 가동을 멈출 때에는 축열된 열을 서서히 발산하면서 온수가 단시간에 식혀지는 것을 방지할 수 있게 되어 전기보일러의 온수관리 효율을 높일 수 있는 등 그 기대되는 가치가 매우 우수한 발명이다. |
