전기보일러

전기보일러{electric boiler}

본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음이 감소되고 안정성이 향상된 전기보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 석유, 가스 등의 연료 또는 전기를 에너지원으로 하여 열에너지를 발생하고, 발생된 열에너지로 물을 가열하여 생성된 난방수 또는 온수를 난방 등의 용도로 사용할 수 있도록 만들어진 기기를 말한다.

이러한 보일러는 가정용 또는 산업용으로 사용되고 있으며, 에너지원으로 사용되는 연료의 종류에 따라 크게 기름보일러, 가스보일러 그리고 기름보일러 등으로 구분된다.

여기서, 석유를 에너지원으로 사용하는 상기 기름보일러 연료를 연소하는 방식이므로 연료의 저장, 공급, 연소, 배기 등에 많은 부품이 사용되어 고가이고, 구조가 복잡하며, 연료의 연소에 필요한 공기의 공급과 배기가스의 누출로 인한 가스 중독 사고의 예방을 위해 통풍이 원활하면서도 난방 영역과 격리되어 있는 별도의 보일러실을 마련해야 하므로, 보일러와 난방 영역 사이에 설비되는 배관의 길이가 복잡하고 길어져 열에너지의 손실이 크고, 시공성이 저하되는 문제가 있다.

그리고, 가스를 에너지원으로 사용하는 가스보일러의 경우, 가스의 누출로 인한 가스 중독 및 폭발 사고는 인명과 재산의 막대한 손실을 야기하므로 버너와 배관 등의 주기적인 점검이 요구되는 등 가동이 번거롭고 불편한 단점이 있다.

그러나, 전기보일러는 전기를 에너지원으로 사용하기 때문에 연소방식 보일러에 비하여 설치와 가동이 간편하고 위생적이며, 과열 등으로 인한 사고의 위험도 상대적으로 적어 점점 그 사용자가 증가하고 있는 추세이다.

이러한 전기보일러는 급수원으로부터 공급된 물을 저장하는 온수탱크와 상기 온수탱크 내부에 저장, 순환되는 물을 전기에 의해 발열되는 히터로 직·간접적으로 가열하도록 되어 있으며, 상기 온수탱크 내에서 가열된 물을 순환배관과 순환모터 등으로 건물의 난방용수나 생활용 온수로 공급하여 사용하도록 되어 있다.

도 1은 종래의 전기보일러를 나타낸 단면예시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 종래의 전기보일러는 하우징(100)의 내측에는 물이 수용되는 온수탱크(120)가 구비되고, 상기 온수탱크(120)에는 상기 온수탱크(120)에 수용된 물을 소정의 온도로 가열하기 위하여 히터(140)가 구비된다.

그리고, 상기 온수탱크(120)에는 순환배관(150)이 연결되며, 상기 순환배관(150)에는 순환모터(160)가 결합된다.

따라서, 상기 순환모터(160)가 작동하여 펌프압력을 발생시킴에 따라 상기 온수탱크(120)에 수용되어 상기 히터(140)에 의해 가열된 온수는 상기 순환배관(150)을 통하여 순환하게 된다.

그러나, 상술한 종래의 전기보일러는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 히터가 작동되어 온수탱크에 수용된 물이 가열됨에 따라 소음이 발생되는 문제점이 있었으며, 전기보일러가 실내에 설치된 경우 상기 소음으로 인하여 사용자에게 심리적 불쾌함을 경험하게 할 뿐만 아니라, 전기보일러를 실내에 설치하지 못하고 실외에 설치해야 함으로써, 전기보일러 작동시 사용자가 실외로 나가야 하는 번거로움이 있었다.

둘째, 상기 온수탱크에 구비된 히터는 별도의 가림 부재가 없이 외부에 노출되도록 구비됨으로써, 상기 온수탱크 내의 물이 부족하여 과열되는 경우 직접적인 화재의 원인이 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 소음이 감소되고 안정성이 향상된 전기보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 물이 수용되는 온수탱크; 일단부가 밀폐된 원통 형상으로 형성되어 상기 온수탱크의 일측면을 관통하여 상기 온수탱크의 내부에 수평방향으로 구비되고, 내측에는 개방 형성된 타단부를 통해 전원을 공급받아 열을 발생하는 히터가 구비되는 히터케이싱; 상기 히터케이싱 내부의 물이 상기 온수탱크의 일측에 관통결합된 출수부를 통하여 출수되어 순환된 후, 상기 온수탱크를 관통하여 상기 히터케이싱의 일단부 하측에 연결된 입수부를 통해 상기 히터케이싱으로 입수되도록 구비되는 순환배관; 그리고 상기 순환배관에 연결되어 상기 순환배관을 통해 상기 온수탱크의 물이 순환되도록 압력을 제공하는 순환모터를 포함하여 이루어지고, 상기 히터케이싱의 타단부 하측에는 상기 출수부에 대응되는 형상과, 상기 출수부에 대향되는 위치에 형성되어 상기 히터케이싱 내부의 물이 유입 및 유출되도록 유동홀이 관통 형성되는 전기보일러를 제공한다.

여기서, 상기 히터케이싱의 타단부 상측에는 상기 히터케이싱 내의 공기가 배출될 수 있도록 공기배출공이 관통 형성됨이 바람직하다.

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또한, 상기 히터케이싱은 상기 공기배출공이 형성된 타단부로 갈수록 상향이 되도록 소정의 각도로 경사지게 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 공기배출공의 지름은 3mm임이 바람직하다.

또한, 상기 공기배출공은 상기 유동홀에 대향되도록 형성됨이 바람직하다.

본 발명에 따른 전기보일러의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 히터케이싱의 내측에 히터가 구비됨으로써 물이 가열되면서 끓어 넘치거나 튀는 것이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 히터케이싱의 양단부를 통해 각각 물이 유입되고 유출되도록 하되, 물이 유출되는 유동홀이 상기 히터케이싱의 하측에 형성되어 가열된 물이 지속적으로 하향 토출되도록 함으로써 물이 가열되면서 소음이 발생하는 것이 방지될 수 있다.

둘째, 상기 히터케이싱의 상측에 상기 유동홀에 대향되도록 공기배출공이 형성되어 공기의 자연스러운 배출이 이루어질 수 있으며, 상기 유동홀을 통하여 물이 지속적으로 하향 토출됨에 따라 상기 공기배출공 근처의 압력이 감소할 수 있어 상기 공기배출공을 통하여 배출되는 공기 및 물을 통해 소음이 발생하는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다.

셋째, 히터 작동에 의해 물의 가열시 발생되는 소음이 효과적으로 방지될 수 있어 연구실과 같이 정숙함이 요구되는 교육시설뿐만 아니라, 주택 및 사물실의 실내에도 설치가 가능하다.

넷째, 순환배관의 일측에 형성된 입수관이 히터케이싱에 직접 연결됨으로써 순환배관을 통해 순환되면서 열에너지를 빼앗긴 물이 온수탱크의 물과 혼합되기 전 에 히터에 의해 바로 가열될 수 있어 보다 효율적인 가열이 이루어질 수 있다.

다섯째, 온수탱크의 내측에 히터케이싱이 구비되고, 상기 히터케이싱의 내측으로 히터가 결합되어 상기 히터가 외부에 노출되지 않도록 함으로써 안전사고가 방지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기보일러의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 전기보일러는 온수탱크(20), 히터케이싱(30), 순환배관(50) 그리고 순환모터(60)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 일단부가 밀폐된 원통 형상으로 형성되고, 타단부가 개방 형성된 상기 히터케이싱(30)은 물이 수용되는 상기 온수탱크(20)의 일측면을 관통하여 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 히터케이싱(30)의 내측에는 상기 히터(40)가 구비됨이 바람직하며, 상기 히터(40)가 전원을 공급받아 열을 발생함에 따라 상기 온수탱크(20)에 수용된 물은 가열되며, 가열된 물은 상기 순환모터(60)에서 제공하는 압력에 의해 상기 순환배관(50)을 따라 순환하게 된다. 이때, 상기 히터케이싱(30)의 타단부 하측에는 유동홀(34)이 형성되어 상기 히터케이싱(30) 내부의 물이 하향으로 토출되고, 상부에는 공기배출공(32)이 형성되어 공기의 배출이 이루어짐으로써 물이 가열되면서 발생되는 소음의 방지가 효과적으로 이루어질 수 있다.

상세히, 하우징(10)의 내측에는 온수탱크(20)가 구비되며, 상기 온수탱 크(20)의 내측에는 물이 수용되며, 상기 온수탱크(20)에 수용되는 물의 양은 적절하게 조절될 수 있다.

그리고, 상기 온수탱크(20)의 상부에는 물이 보충될 수 있도록 보충구(22)가 형성되고, 상기 보충구(22)는 마개(90)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

한편, 상기 온수탱크(20)의 내측 하부에는 상기 온수탱크(20)의 일측면을 관통하여 히터케이싱(30)이 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 히터케이싱(30)은 일단부는 밀폐되고 타단부는 개방되며 내측에 공간이 형성된 원통의 형상으로 이루어짐이 바람직하며, 상기 히터케이싱(30)의 일단부를 포함한 대부분이 상기 온수탱크(20)의 내측에 위치되도록 상기 온수탱크(20)에 결합됨이 바람직하다.

그리고, 상기 히터케이싱(30)의 하측에는 상기 온수탱크(20) 내부의 물이 상기 히터케이싱(30)의 내측으로 유입되거나 유출될 수 있도록 유동홀(34)이 관통 형성됨이 바람직하다.

이를 통하여, 상기 보충구(22)를 통해 적정량의 물이 상기 온수탱크(20)의 내측으로 공급됨에 따라, 공급된 물은 상기 온수탱크(20)의 하측으로부터 차오르면서 상기 유동홀(34)을 통해 상기 히터케이싱(30)의 내부로 유입될 수 있게 된다.

또한, 상기 히터케이싱(30)의 상측에는 상기 히터케이싱(30) 내부의 공기가 배출될 수 있도록 공기배출공(32)이 관통 형성됨이 바람직하다.

이를 통하여, 상기 히터케이싱(30)의 내부로 물이 유입됨에 따라, 상기 히터케이싱(30)의 내부에 있던 공기는 상기 공기배출공(32)을 통해 외측으로 배출되어 져 상기 히터케이싱(30)과 상기 온수탱크(20)의 내측으로 물이 수용되는 것이 가능해진다.

또한, 상기 히터케이싱(30)의 내측 공간에는 히터(40)가 구비됨이 바람직한데, 이때, 상기 히터(40)와 상기 히터케이싱(30)의 결합부분은 기밀됨이 바람직하며, 이를 통하여, 상기 온수탱크(20)의 물은 상기 히터케이싱(30)와 히터(40)와의 사이를 통해 외부로 유출되는 것이 방지될 수 있다.

한편, 상기 온수탱크(20)의 하측에는 상기 온수탱크(20)에 수용된 물이 순환될 수 있도록 순환배관(50)이 결합됨이 바람직하다.

여기서, 상기 순환배관(50)의 양단부는 각각 상기 온수탱크(20)에 연결됨이 바람직한데, 상기 순환배관(50)의 일단부는 상기 온수탱크(20)에 연결되고, 타단부는 상기 온수탱크(20)를 관통하여 상기 히터케이싱(30)에 연결됨이 바람직하다.

이를 통하여, 상기 순환배관(50)을 통하여 순환된 물은 상기 히터케이싱(30)의 내측으로 직접 유입되는 것이 가능해진다.

그리고, 상기 순환배관(50)에는 상기 온수탱크(20)의 물이 상기 순환배관(50)을 통하여 순환될 수 있도록 압력을 제공하는 순환모터(60)가 연결됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 온수탱크(20)에 물이 수용된 상태에서 전원스위치(86)를 ON으로 하고, 상기 히터(40)에 전원을 공급하여 상기 히터(40)를 작동함으로써 상기 히터케이싱(30) 내측의 물은 가열될 수 있게 되는데, 이때, 상기 히터(40)는 제어부(88)에 의해 작동자가 미리 저장한 설정온도까지 상기 온수탱크(20)에 수용된 물 을 가열하도록 제어됨이 바람직하다.

여기서, 상기 설정온도는 작동자가 임의로 설정할 수 있으며, 특정한 온도로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 온수탱크(20)의 물이 설정온도까지 가열되면 상기 제어부(88)는 상기 히터(40)를 정지제어하고 상기 순환모터(60)를 가동함으로써, 가열된 물이 상기 순환배관(50)을 통해 순환되도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 온수탱크(20)로부터 물이 출수되도록 상기 온수탱크(20)에 연결된 출수부(52)에는 상기 제어부(88)와 연결된 온도센서(82)가 구비됨이 바람직하며, 여기서, 상기 온도센서(82)는 상기 출수부(52)를 통과하는 물의 온도를 측정하게 된다.

그리고, 소정의 시간 동안 계속해서 순환됨에 따라 가열된 물의 온도가 설정온도 이하로 된 것이 상기 온도센서(82)에 의해 감지되면 상기 제어부(88)는 상기 히터(40)를 작동제어하여 물이 설정온도를 유지하도록 가열하고 설정온도로 되면 상기 히터(40)를 정지제어하는 것을 반복하게 됨이 바람직하다.

또한, 상기 온수탱크(20)의 일측에는 상기 제어부(88)와 연결된 수위감지센서(80)가 구비됨이 바람직한데, 상기 수위감지센서(80)는 상기 온수탱크(20) 내의 수위를 측정하여 상기 수위가 설정수위 이하가 되면 알람부(미도시)를 통해 경고음을 발생시키거나 경고등을 점등함으로써 작동자에게 저수위 상태를 알리도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 출수부(52)에는 상기 제어부(88)와 연결된 과열센서(84)가 구 비됨이 바람직한데, 여기서, 상기 과열센서(84)는 상기 온수탱크(20)의 수온을 측정하게 된다.

이때, 상기 히터(40)의 이상작동 등으로 인하여 상기 온수탱크(20) 내의 수온이 소정의 온도 이상으로 되는 경우, 상기 제어부(88)는 상기 히터(40)를 정지제어하여 수온을 설정온도로 유지하도록 하는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기보일러의 온수탱크 부분을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기보일러의 온수탱크 부분에서 공기와 온수의 유동 흐름을 나타낸 단면예시도이다.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 일단부는 밀폐되고 타단부는 개방되며 내측에 공간이 형성된 원통의 형상으로 이루어짐이 바람직한 상기 히터케이싱(30)은 상기 온수탱크(20)의 내측 하부에 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 히터케이싱(30)은 상기 히터케이싱(30)의 일단부를 포함한 대부분이 상기 온수탱크(20)의 내측에 위치되도록 상기 온수탱크(20)에 결합됨이 바람직한데, 이때, 상기 히터케이싱(30)은 수평방향으로 결합 됨이 바람직하다.

또한, 상기 히터케이싱(30)의 내측에는 히터(40)가 구비됨이 바람직한데, 이때, 상기 히터(40)는 상기 히터(40)의 일측에 형성된 삽입부(42)가 상기 히터케이싱(30)의 타단부에 형성된 결합부(36)에 결합됨으로써 고정되어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 히터는 전원을 공급받아 열을 발생시키는 통상의 히터로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 상기 히터(40)가 상기 히터케이싱(30)의 내측에 구비됨으로써, 상기 히터(40)에 의해 물이 가열되어 온도가 상승함에 따라 발생되는 소음은 상기 히터케이싱(30)에 의해 1차로 차단되는 것이 가능하다.

그리고, 상기 결합부(36)와 결합될 수 있도록 상기 삽입부(42)는 상기 결합부(36)의 형상에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

즉, 상기 결합부(36)가 나사산으로 형성되면 상기 삽입부(42)도 상기 결합부(36)의 나사산 형상에 대응되는 나사산의 형상으로 형성됨으로써 나사체결될 수 있게 된다. 이때, 상기 삽입부(42)와 결합부(36)의 사이에는 상기 히터케이싱(30) 내부의 물이 누출되지 않도록 실링부재가 더 구비됨이 바람직하다.

물론, 상기 결합부(36)와 삽입부(42)의 형상은 나사산의 형상과 같은 특정한 형상에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 이루어지는 것이 가능하다.

그리고, 필요시, 상기 히터케이싱에는 상기 히터가 다수개가 구비될 수 있으며, 이 경우, 상기 결합부에는 상기 각 히터의 삽입부가 결합될 수 있는 별도의 커버부재가 더 구비되는 것이 바람직하며, 상기 커버부재에도 별도의 기밀부재가 더 구비될 수 있다.

한편, 가열된 물이 순환 이동할 수 있도록 구비된 순환배관(50)은 상기 온수탱크(20)에 연결되어 물이 출수되는 출수부(52)와, 상기 출수부(52)를 통해 출수된 물이 순환된 후 입수되는 입수부(54)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 입수부(54)는 상기 온수탱크(20)의 일측을 관통하여 상기 히터케이싱(30) 일단부의 하측에 연결됨이 바람직한데, 이를 통하여, 상기 순환배관(50)을 통하여 순환되면서 열에너지를 빼앗긴 물은 상기 히터케이싱(30)으로 입 수되어 곧바로 상기 히터(40)에 접할 수 있게 되어 보다 신속하게 가열될 수 있으며, 이를 통하여 더욱 효율적인 온도 상승이 이루어지는 것이 가능해진다.

그리고, 상기 히터케이싱(30) 타단부의 하측에는 상기 히터케이싱(30) 내부의 물이 유출되거나, 상기 히터케이싱(30)의 내부로 물이 유입되는 것이 모두 가능하도록 유동홀(34)이 관통형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 유동홀(34)은 상기 출수부(52)에 대응되는 형상으로, 상기 출수부(52)에 대향되는 위치에 형성됨이 바람직하다.

이와 같이, 상기 입수부(54)가 상기 히터케이싱(30)의 일단부에 연결되고, 상기 유동홀(34)은 상기 히터케이싱(30)의 타단부에 형성됨으로써, 상기 히터케이싱(30) 내부의 물은 상기 입수부(54)로부터 상기 유동홀(34) 방향으로 이동하게 된다.

즉, 상기 히터케이싱(30)의 내부에 일정한 방향으로 물의 흐름이 형성되어 상기 히터(40)에 의해 물이 가열되면서 끓어 넘치거나 튀는 것이 방지될 수 있을 뿐만 아니라, 이동된 물은 상기 유동홀(34)을 통하여 지속적으로 하향으로 토출됨으로써 물이 가열되면서 소음이 발생하는 것도 효과적으로 방지될 수 있다.

그리고, 상기 히터케이싱(30) 타단부의 상측에는 상기 히터케이싱(30) 내부의 공기가 배출될 수 있도록 공기배출공(32)이 형성됨이 바람직하다.

여기서, 상기 공기배출공(32)은 상기 유동홀(34)에 대향되도록 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 공기배출공(32)은 상기 유동홀(34)을 상기 히터케이싱(30)의 상 측에 투영하였을 때 형성되는 상기 유동홀(34)의 투영면의 내측에 위치되도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 공기배출공(32)은 1개가 형성됨이 바람직하며, 상기 공기배출공은 2~4mm의 지름을 갖도록 형성될 수 있는데, 3mm의 지름을 갖도록 형성됨이 바람직하다.

이와 같이, 상기 공기배출공(32)이 상기 히터케이싱(30)의 타단부 상측에 형성됨으로써 상기 입수부(54)를 통해 입수되어 이동하는 물과 함께 이동하는 공기는 자연스럽게 상기 공기배출공(32)을 통해 배출될 수 있게 된다.

또한, 상기 유동홀(34)을 통해 물이 지속적으로 하향 토출됨에 따라 상기 공기배출공(32) 근처의 압력이 감소될 수 있어, 상기 공기배출공(32)을 통하여 배출되는 공기 및 물에 의해 소음이 발생하는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다.

그리고, 이와 같이 소음발생이 방지됨으로써, 상기 전기보일러를 실험실과 같이 정숙이 요구되는 교육시설이나, 주택 또는 사무실의 실내에 설치하는 것이 가능해진다.

한편, 상기 히터케이싱(30)은 상기 공기배출공(32)이 형성된 타단부로 갈수록 상향이 되도록 소정의 각도를 이루며 경사지게 구비될 수 있는데, 이와 같이, 상기 공기배출공(32)이 상측에 위치되도록 함으로써 상기 히터케이싱(30) 내측에 있는 공기의 배출은 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 종래의 전기보일러를 나타낸 단면예시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기보일러의 구성을 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기보일러의 온수탱크 부분을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기보일러의 온수탱크 부분에서 공기와 온수의 유동 흐름을 나타낸 단면예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20,120: 온수탱크 30: 히터케이싱

32: 공기배출공 34: 유동홀

40,140: 히터 50,150: 순환배관

52: 출수부 54: 입수부

60,160: 순환모터