간접가열식 축열형 전기온수기{AN HEAT STORING TYPE WATER HEATER HEATED INDIRECTLY}
도 1은 본 발명에 따른 간접가열식 축열형 전기온수기의 분해 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 간접가열식 축열형 전기온수기가 결합된 상태의 부분절개사시도, 도 3은 본 발명에 따른 간접가열식 축열형 전기온수기의 구조를 나타내 보이기 위한 결합단면도이다. * 도면의 주요부분에 대한 부호설명 1 - 온수탱크 3 - 오일 5 - 가열탱크 7 - 보온재 9 - 커버본체 11 - 서어지 히터 13 - 유입관 15 - 인출관 17 - 오일보충관 19 - 벤트관 21 - 센서 23 - 콘트롤박스
본 발명은 전기온수기에 관한 것으로, 특히 오일을 이용하여 간접 가열함과 더불어 온수의 보온효과를 높일 수 있게 한 간접가열식 축열형 전기온수기에 관한 것이다. 일반적으로 온수기는 온수탱크를 구비하고 있으면서, 이 온수탱크의 물을 가열하여 저장하고 있다가 온수가 필요한 경우에 이를 인출하여 사용하도록 되어 있는 것이다. 그런데, 이러한 온수기는 온수탱크 속에 저장하고 있는 물의 양이 한정되어 있기 때문에, 사용에 제한을 받게 된다. 따라서, 목욕탕 같은 곳에서는 많은 양의 물을 저장할 수 있는 대용량의 온수기를 사용하고 있지만 그 크기에 한정이 있기 때문에, 어느 정도 사용을 하고 나면 더 이상 따뜻한 물을 사용할 수가 없다는 단점이 있다. 그리고, 이러한 일반적인 온수기는 항상 일정한 온도를 유지하게 가열하고 있어야 하기 때문에 간헐적으로 온수를 사용하는 곳에서는 연료의 낭비가 심하다는 단점이 있다. 또한, 종래의 일반적인 온수기는 온수탱크가 유리솜이나 석면 또는 우레탄과 같은 재질로 이루어진 한 겹의 보온층만 설치되어 있기 때문에, 열손실이 커서 온수를 오랜 시간동안 따뜻한 상태로 보온할 수가 없다는 문제점이 있었다. 이러한 일반적인 온수의 문제점을 해결하기 위해, 물을 사용하는 경우에만 물이 가열되어 온수가 배출되어지게 한 순간온수기가 있기는 한데, 이러한 순간온수기는 물을 사용할 때 대량의 가스 또는 연료를 연소시켜 미세한 파이프를 따라 흐르는 물이 가열되어지게 한 구조로 되어 있기 때문에, 별도의 설비가 필요하고, 고온의 열량을 발생할 수 있는 연료가 필요하다는 등의 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 비교적 값이 싼 심야전기를 이용하여 전기히터를 가동시킴으로써 온수를 만들고, 이 온수를 저장하고 있다가 필요한 경우에 인출하여 사용하도록 한 축열형 전기온수기가 많이 개발되어 있다. 그런데, 기존의 일반적인 축열형 전기온수기는 전기히터가 온수탱크속에 직접 내장되어 전기히터에서 발생하는 열이 온수탱크의 물을 직접가열해 주도록 되어 있다. 이와 같이 온수탱크의 물에 전기히터가 직접 맞닿아 가열하는 경우에는 전기히터가 물에 의해 산화되어 쉽게 부식되거나, 물속에 함유된 석회질로 인하여 가열기의 표면에 스케일이 끼이게 되어 발열효과가 떨어지는 등의 문제가 있었다. 또한, 상기한 바와 같은 기존의 일반적인 축열형 전기온수기는 온수탱크 그 자체가 전기온수기의 몸체를 이루도록 되어 있으면서 비록 단열재로 차단되어 있기는 하나, 온수탱크의 외벽이 외기에 맞닿아 있는 구조로 되어 있기 때문에 전기 히터를 가동하지 않는 경우에는 일단 가열된 열이 오랜 시간동안 저장되지 못하고 짧은 시간 내에 식어버린다는 등의 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같이 일반적으로 전기온수기의 문제를 해결하여, 전기히터가 쉽게 산화되지 않게 함과 더불어, 온수탱크의 물을 오랜 시간동안 보온할 수 있게 한 간접가열식 축열형 전기온수기를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 축열형 전기온수기는, 온수를 가열 저장하는 온수탱크와, 상기 온수탱크의 바깥쪽에 설치되어 온수탱크를 둘러싸고 있으면서 오일이 채워져 있는 가열탱크, 상기 가열탱크의 바깥쪽에 설치되어 가열탱크를 둘러싸고 있으면서 보온재가 충전된 커버본체 및, 상기 가열탱크의 내부에 설치되어 가열탱크에 채워진 오일을 가열하여 온수탱크의 물을 간접 가열하게 하는 서어지히터로 이루어진다. 한편, 상기 가열탱크에 채워진 오일은 폐오일 등을 사용할 수가 있어 저렴한 비용으로 사용할 수가 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 전기 온수기는 서어지 히터에 전원을 인가하여 가열탱크에 충전된 오일을 가열하고, 이 오일의 열을 이용하여 온수탱크의 물을 간접 가열하도록 함으로써, 서어지 히터가 물과 직접 접촉하지 않아 히터가 물에 의해 산화되는 현상이 발생하지 않게 할 수가 있을 뿐만 아니라, 점성이 높아 열이 빨리 식지 않는 오일을 직접 가열하여 온수탱크의 물을 데우게 함과 더불어 가열된 오일이 온수탱크를 둘러싸고 보온하게 함으로써 물의 보온성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.
이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다. 도면 1은 본 발명에 따른 간접가열식 축열형 전기온수기의 분해 사시도이고, 도면 2는 본 발명에 따른 간접가열식 축열형 전기온수기가 결합된 상태의 부분절개사시도이며, 도면 3은 본 발명에 따른 간접가열식 축열형 전기온수기의 구조를 나타내 보이기 위한 결합단면도로서, 이들 도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 온수기는 온수를 가열 저장하는 온수탱크(1)와, 상기 온수탱크(1)의 바깥쪽에 설치 되어 온수탱크(1)를 둘러싸고 있으면서 오일(3)이 채워져 있는 가열탱크(5), 상기 가열탱크(5)의 바깥쪽에 설치되어 가열탱크(5)를 둘러싸고 있으면서 보온재(7)가 충전된 커버본체(9) 및, 상기 가열탱크(5)의 내부에 설치되어 가열탱크(5)에 채워진 오일(3)을 가열하여 온수탱크(1)의 물을 간접 가열하게 하는 서어지히터(11)로 이루어진다. 그리고, 상기 온수탱크(1)에는 냉수를 유입하기 위한 유입관(13)과 가열된 온수를 인출하기 위한 인출관(15)이 상기 가열탱크(5)와 커버본체(9)를 관통하여 바깥으로 돌출 설치되어 있다. 또한, 상기 가열탱크(5)에는 오일을 보충해 넣기 위한 오일관(17)과 상기 가열탱크(5)를 대기와 연통시켜 오일이 가열되었을 때 오일의 압력을 일정하게 유지하게 하는 벤트관(19)이 커버본체(9)를 관통하여 바깥으로 돌출 설치되어 있다. 한편, 상기 가열탱크(5)에 설치되어 있는 서어지히터(11)는 가열탱크(5)의 아래쪽에 설치되어 히터(11)에서 발생하는 열에 의해 오일(3)이 상하로 대류하면서 가열되어지게 한다. 상기 온수탱크(1)에는 가열된 온수의 온도를 감지하기 위한 센서(21)가 설치되고, 상기 센서(21)와 서어지히터(11)는 콘트롤박스(23)에 연결되어 전기적으로 제어되어지게 되어 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 전기온수기는 콘트롤박스(23)를 통하여 제어되는 전원에 의해 서어지히터(11)가 발열되면, 히터(11)의 열이 가열탱크(5)속에 채워져 있는 오일(3)을 가열시키게 된다. 이렇게 가열된 가열탱크(5)의 오일(3)은 다시 가열탱크(5)의 내부에 설치되어 있는 온수탱크(1)를 가열시켜 온수탱크(1)의 내부에 채워져 있는 물을 가열시키게 된다. 이때 상기 온수탱크(1)속에 설치된 센서(21)를 통하여 온수탱크(1)속의 물 온도를 측정하여 적정한 상태로 제어해 줄 수가 있게 함과 더불어, 외부에서 온수탱크(1)에 저장된 물의 온도를 파악할 수 있게 한다. 한편, 본 발명에서 사용하는 오일(3)은 일반적으로 많이 사용하는 여러 가지 폐오일을 사용할 수가 있으며, 오일의 점성이 높으면 높을수록 열을 축적할 수 있는 잠열이 커지기 때문에 본 발명에 따른 축열형 온수기로서의 기능을 더욱 증대시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 축열형 온수기는 오일을 직접가열하고, 이 오일의 온도를 이용하여 내부의 온수탱크(1)에 채워진 물을 간접 가열하게 함으로써, 온수탱크(1)의 보온효과를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 온수를 사용함에 따라 냉수가 보충되면 온수탱크(1)의 바깥에 배치된 가열탱크(5)의 뜨거운 오일(3)이 온수탱크(1)에 보충된 물을 가열시켜 주게 되므로, 온수탱크(1)에 채워진 물의 온도가 급격하게 떨어지는 현상이 발생하지 않게 되므로 온수탱크(1)의 물 온도를 항상 높은 상태로 유지할 수가 있는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 축열형 온수기는 심야전력을 사용하면 폐오일의 온도를 일정온도 이상으로 가열시킨 후, 단전 또는 전원을 차단하여 히터(11)가 계속하여 열을 발생하지 않아도, 점성이 높은 오일의 온도가 온수탱크(1)의 내부에 채워진 물의 온도보다 높은 상태를 유지하기 때문에, 온수를 사용한 후 또는 온수를 사용함 에 따라 자동으로 외부의 냉수가 유입되어 보충되어도 온수탱크(1)의 내부 온도가 급격하게 저하되는 현상이 발생하지 않게 되므로 효과적으로 사용할 수가 있는 것이다. 상기한 바와 같은 구성으로 본 발명의 온수기를 제작하여 실험한 결과, 외부온도 평균 영하 3℃, 온수탱크(1)의 물 온도 19℃, 온수탱크(1) 내부에 채워진 물의 양 250ℓ, 가열탱크(5)속에 채운 오일의 양 30ℓ, 4㎾의 히터(11)를 사용하여 실험한 결과, 오일의 온도가 130℃, 온수탱크(1)의 물 온도가 75℃에 이르도록 하기까지 6시간이 소요되었고, 이 이후 전원의 공급을 차단하여 히터(11)가 가동되지 않는 상태에서 열손실 상태를 확인한 결과, 외부 온도에 따라 약간의 차이는 있었으나, 온수탱크(1)의 물이 75℃에서 50℃로 내려가는 데는 약 72시간이 소요되었다. 이러한 실험 결과를 근거로 본 발명의 축열형 온수기는 축열 및 방열효과가 뛰어난 것을 알 수가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 축열형 온수기는 심야전력을 사용하여 온수를 만들어 두면 하루 종일 별도의 전원을 공급하지 않고서도 따뜻한 온수를 풍부하게 사용할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 축열형 전기온수기는 온수를 저장하는 온수탱크(1)를 가열탱크(5)에 채워진 오일(3)을 통하여 간접가열하게 함으로써, 점성이 높은 오일이 많은 양의 열을 저장하고 있으면서 온수탱크(1)의 가열된 물을 온수탱크(1)의 바깥쪽에서 차단하여 보온해 줄 뿐만 아니라, 온수탱크(1)의 물을 인출해서 사용하고 새로운 물이 보충되어도 오일(3)에 저장되어 있는 열이 보충되는 물을 데워줌으로써, 온수탱크(1)속의 물을 오랜 시간 동안 따뜻한 상태로 유지시켜 줄 수가 있는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 전기온수기는 히터(11)가 물에 직접 닿지 않고 오일(3)을 가열시켜 주도록 되어 있기 때문에, 히터(11)가 산화되어 부식되거나 스케일화로 인하여 열효율이 떨어지는 등의 문제가 발생하지 않게 하는 효과를 얻을 수 있다. |
