전기보일러

전기보일러{An electric boiler}

도1 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기보일러를 나타낸 사시도

도2 본 발명에 따른 전기 가열부를 나타낸 도면

도3 도2의 밑면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 보일러 케이스,

2 : 몸체부

3 : 배출부, 4 : 유입부, 5 : 보충수 주입부, 6 : 난방수

9 : 난방수 순환장치

7 : 순환펌프, 8 : 모터

10 : 전기가열부

11 : 밀폐용기, 12 : 열전달 매개체, 13 : 히팅관, 14 : 히팅코일

15 : 제어부

16 : 전력절감장치

17 : 밀봉체, 18 : 플랜저, 19 : 실링부재

본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열전도현상을 이용한 고효율의 전기보일러에 관한 것이다.

일반적으로 가스 또는 석유 보일러는 급수 원으로부터 공급된 물을 순간적으로 가열하여 온도를 높혀 난방수를 제공하거나 난방을 하는 것이다. 그리고 전기보일러는 급수 원으로부터 공급된 물을 저장하는 별도의 대용량의 저장탱크 및 저장탱크 내부에 수용된 물을 가열하는 전기히터가 구비되어 저장탱크 내에서 가열된 물을 건물의 난방이나 난방수로 공급하도록 된 것으로, 주로 심야에 싼 전기요금을 이용하여 전기히터를 작동시켜 물을 가열한 후, 주간에는 심야에 가열된 물의 축열을 이용하여 난방용 배관 및 상수도 배관에 난방수를 공급함으로써 경제적으로 건물의 난방과 난방수의 공급을 해결할 수 있다. 즉, 전기료가 싼 심야전력을 이용하여 발생된 열을 대용량 저장탱크에 저장하여 난방 및 난방수의 공급에 사용하는 것이다.

그런데, 이러한 축열식 전기 보일러는 주간에 사용할 물을 심야에 미리 가열하여 장시간 열을 저장하여야하므로 열의 손실이 발생하게 되어 효율이 저감되게 된다. 또한, 낮에 사용하게 되는 많은 양의 난방수와 난방을 위한 열을 저장하기 위해서는 물의 저장탱크가 매우 커야 되어 전기보일러 자체의 크기가 대형화 될 수 밖에 없어 설치공간을 많이 차지하게 되고 열손실을 최소화하기 위해서 단열부재의 사용과 구조의 복잡성으로 인한 비용이 많이 드는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 발명된 것으로서, 가스 또는 기름보일러와 같이 히팅코일에 전기를 공급하여 난방수를 가열하게 되며 공급된 열은 진공을 통한 복사와 돌가루와 같은 열전달 매개체를 통해 빠른 전도가 일어나 난방수를 빨리 가열할 수 있으며, 열전도 후에도 열전달 매개체의 잠열을 이용하여 전기공급이 차단되어도 일정시간동안 계속하여 잠열을 난방수에 공급함으로써 난방수의 온도를 장시간 유지할 수 있어 별도의 대용량 물탱크가 필요없으므로 간단한 구조의 소형 및 고효율의 전기보일러를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 전력절감장치를 통해 불필요한 전압과 전류를 동시에 제어하여 사용전력을 절감함으로써 전기의 낭비를 줄임으로서 고효율 전기보일러를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기보일러는 히팅코일이 내장되고 진공으로 밀폐된 히팅관과, 이를 감싸는 열전달 매개체를 내부에 포함하는 밀폐용기와, 보일러 케이스 내부에 구비되어 있으며 다수의 밀폐용기와 난방수로 채워지며 난방수의 유입과 유출을 위한 유입부와 배출부가 포함된 몸체부와, 몸체부에 내설된 온도센서와 난방수 설정온도 및 보일러 작동 스위치의 신호를 받아 전류의 흐름을 제어하여 난방수의 온도를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 전기 에너지를 사용함에 있어서 부하기기의 효율을 올리면서 전력소모를 줄이거나 전력관리를 통하여 불필요한 전기소비를 억제하는 공지의 전력절감장치가 더 구비되어 있다.

이하, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기보일러를 나타낸 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 전기 가열부를 나타낸 도면이며, 도3은 도2의 밑면도이다.

도 1 내지 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기보일러는 히팅코일(14)이 내장되고 진공으로 밀폐된 히팅관(13)과, 이를 감싸는 열전달 매개체(12)를 내부에 포함하는 밀폐용기(11)와, 보일러 케이스(1) 내부에 구비되어 있으며 다수의 상기 밀폐용기와 난방수로 채워지며 난방수의 유입과 유출을 위한 유입부(4)와 배출부(3)가 포함된 몸체부(2)와, 상기 몸체부(2)에 내설된 온도센서(도시않음)와 난방수 설정온도 및 보일러 작동 스위치의 신호를 받아 전류의 흐름을 제어하여 난방수의 온도를 제어하는 제어부로 구성된다.

즉, 본 발명의 전기보일러는 별도의 물을 저장하기 위한 대용량의 저장탱크가 필요없이 단순히 히팅코일(14)에 전기를 가함으로서 상기 몸체부(2)에 있는 난방수를 가열하여 온수가 필요할 때 난방수를 공급하고 난방이 필요한 경우에는 난 방을 하도록 하여 열손실을 줄이도록 하는 장치인 것이다.

좀더 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 전기보일러는 난방이나 난방수가 필요한 경우 보일러 전원을 공급하면 상기 히팅코일(14)에 전원이 공급되어 열이 발산하게 된다. 이때 발산된 열은 진공으로 밀폐된 상기 히팅관(13)의 표면에 복사에 의한 열이 전달되게 된다. 이는 일반적인 대류나 전도보다도 빠른 속도와 열전달율이 높게 열을 전달하는 것으로 히팅코일에 전원이 공급됨과 동시에 상기 히팅관(13)으로 열이 전달될 수 있다.

이렇게 전달된 열은 상기 열전달 매개체(12)와 상기 밀폐용기(11)를 통하여 난방수에 열이 전달되어 상기 몸체부(2)에 채워진 난방수를 가열하게 되어 난방수의 온도가 상승하게 된다. 고온의 난방수는 난방용 순환펌프(도시않음)에 의해 상기 배출부(3)를 통해 난방 배관(도시않음)을 흘러 필요한 난방과 난방수를 공급하게 되며 새로운 차가운 난방수가 상기 유입부(4)를 통해 상기 몸체부(2) 내부로 유입된다.

자연 증발된 난방수의 보충을 위해서 상기 몸체부(2)의 상부에 보충수 주입부(5)를 두어 필요시 난방수를 보충할 수 있도록 하였으며, 상기 몸체부(2)에 별도의 모터(8)에 연결된 순환펌프(7)를 연결한 난방수 순환장치(9)를 통해 상기 몸체부(2)내의 가열된 고온의 난방수와 저온의 난방수를 썩어 전체적으로 난방수의 온도를 신속히 상승할 수 있도록 한다.

또한, 상기 열전달 매개체(12)로 돌가루와 상기 밀폐용기(11)로 스테인레스강을 사용함으로써 보다 빠른 열전달이 이루어져 신속하게 고온으로 난방수를 가열 할 수 있으며, 전기가 공급되지 않아도 돌가루에 함유된 잠열이 계속하여 난방수에 열을 제공하므로 사용 전력을 절감할 수 있다.

또한, 불필요한 전력을 제어하는 전력절감장치(16)를 더 구비함으로서 사용 전력을 더 절감할 수도 있다.

여기서, 전원을 공급하는 전원공급장치와 상기 전력절감장치는 설계자가 통상 알려진 전원공급장치와 전력절감장치를 임의로 선택하여 설계할 수 있는 것으로, 자세한 설명은 생략한다.

그리고 제어부에서는 몸체부(2)내에 내설된 온도센서(도시않음)를 통하여 센싱된 온도와 설정 온도를 비교하여 상기 히팅코일(14)에 가해지는 전기를 제어함으로써 난방수의 온도를 제어할 수 있다. 이러한 제어부의 입력 신호와 제어 방법등은 이 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 기술로 구체적인 설명은 생략한다.

이와같이 본 발명은 필요시 상기 히팅코일(14)에 가해지는 전기를 직접 제어하여 난방수에 열을 공급하는 것이므로 종래의 전기보일러와 같이 별도의 대용량 물탱크와 단열장치가 필요없으므로 구조를 간단히 하여 소형으로 제작할 수 있으며, 열전달 속도와 열전달율이 높은 복사와 높은 전도율을 가진 열전달 매개체를 이용할 뿐아니라 열전달 매개체의 잠열까지도 이용함으로써 고효율화 할 수 있는 것이다.

도 2 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 히팅관(13)을 포함하는 밀폐용기(11)와 몸체부(2)의 결합과 난방수 등의 밀봉을 위해서 상기 몸체부(2) 프레임에 삽입 장착된 밀봉체(17)에 실링부재(19)와 플랜저(18)가 끼워진 상기 히팅관 (13)을 삽입하게 된다. 상기 밀봉체(17)와 상기 플랜저를 체결함으로써 상기 밀폐용기(11)가 상기 몸체부(2)에 고정되며 밀봉이 이루어지게 된다. 상기 밀봉체(17)와 상기 플랜저(18)의 결합부를 외곽부로 터줌으로서 보울트와 너트 원활한 삽입과 체결 작업이 가능할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전기보일러는 난방수나 난방이 필요할 때 별도의 대용량 물탱크가 필요없이 직접 난방수를 가열하는 구조로 이루어져 매우 간단한 구조를 가지면서도 난방수를 보다 신속하게 고온으로 가열할 수 있어 소형화가 가능하며, 복사와 전도를 이용함으로써 빠른 열전달이 가능하고 열전달 매개체의 잠열과 전력절감장치를 이용함으로써 사용 전력의 절감을 통한 고효율의 난방효과를 기대할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형 예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.