히트파이프 보일러

히트파이프 보일러{A Boiler using Heat Pipe}

제1도는 종래 히트파이프 보일러의 개념도.

제2도는 본 발명 히트파이프 보일러의 개념도.

제3도 (A)는 본 발명 히트파이프 보일러의 원통관 사시도.

(B)는 본 발명 히트파이프 보일러의 원통관 평면도.

제4도 (A)는 본 발명의 다른 예인 히트파이프 보일러의 원통관 단면도.

(B)는 본 발명의 다른 예인 히트파이프 보일러의 원통관 평면도이다.

본 발명은 히트파이프가 적용된 난방용 보일러에 관한 것으로서, 특히 열효율을 극대화시키고 전기,가스 등의 가열장치를 모두 사용할 수 있도록 된 히트파이프 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 히트파이프 보일러는 제1도에 도시된 바와 같이 전기 발열체 등의 가열장치(1)와, 상기 가열장치에 그 일단이 가열되도록 장착된 히트파이프(2)와, 상기 히트파이프의 타단에 연결된 난방수 순환파이프(3)를 주 구성요소로 하여 물 등의 열전달 매질이 열원에 의해 직접 가열되지 않고, 히트파이프를 통해 간접 가열되도록 한 것으로서 히트파이프의 이른바 초열전도 작용에 의해 가열단과 방열단이 거의 동시에 같은 온도로 가열되며 열손실이 거의 없기 때문에 매우 효과적으로 열을 전달할 수 있도록 된 것이다.

그러나 이와 같이 난방수 순환파이프(3)가 히트파이프(2)의 방열단을 직접 감싸는 구조로 이루어진 종래의 히트파이프 보일러는 가열장치(1)에 의해 가열된 열이 히트파이프의 가열단으로부터 방열단을 거쳐 난방수로 전달되는 과정에서 차가운 난방수와 접하는 면적이 상대적으로 작아서 열전달 효율이 떨어지며, 이에 따라 보일러의 크기가 대형화되어 설치비용이 증대되는 문제점이 있다.

또한, 가열장치로 사용되는 것이 대부분 전기 발열체이기 때문에 정전이 되는 경우 사용이 불가하여 겨울에 동파의 원인되기도 하고, 전기시설이 없는 경우에는 아예 사용할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 열효율을 극대화시키므로서 소형이면서도 고출력을 갖으며, 전기와 가스를 동시에 사용할 수 있는 히트파이프 보일러를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 가열장치와, 가열장치에 의해 그 일단이 가열되는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 타단과 접속되는 난방수 순환파이프로 구성된 난방용 보일러에 있어서, 상기 히트파이프는 열발산 날개가 길이방향으로 다수 설치된 원통관에 삽입밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 난방용 보일러를 제공한다.

여기서 상기 가열장치는 전기와 가스에 의해 가열되며, 원통관의 외주면에 형성된 날개는 나선형으로 형성되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면 2~4도에 의거 상세하게 설명한다.

본 발명의 히트파이프 보일러는 도2 및 도3에 나타난 바와 같이 전기가열장치(10)와, 상기 전기가열장치로부터 가열된 열을 난방수로 전달하는 히트파이프(20)와, 상기 히트파이프가 삽입되도록 내부 관통홈(31)이 형성되고 외주면의 길이 방향으로 날개부(32)가 형성된 알루미늄재질의 원통관(30)과, 상기 원통관을 내장하며 난방수를 순환시키는 난방수 순환파이프(40)와, 상기 원통관(30)의 하부에 설치되어 히트파이프의 일단을 가열하도록 된 가스그릴(50)로 이루어진다.

이와 같이 이루어진 본 발명은 전기 가열장치(10)의 작동에 의해 히트파이프(20)가 가열이 되고 히트파이프(20)를 통하여 전달된 열은 히트파이프와 밀착 접속하고 있는 Al재질의 원통관을 통하여 외주면에 길이방향으로 형성된 날개부로 전달되며, 이때 전달되는 열은 원통관 몸체부 및 날개부와 접촉하는 난방수로 이동되고 결국 난방수의 가열 면적이 날개부만큼 넓어지게 되므로서 열의 확산이 극대화되어 열효율을 증가시킨다.

또한, 난방수의 가열면적을 더 넓게함은 물론 난방수의 흐름을 일관되게 하여 열효율을 극대화하기 위하여 제4도에 나타난 바와 같이 날개부를 나선형(33)으로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 정전이 되었거나 전기시설이 없는 경우, 히트파이프(20) 밑부분에 장 착된 가스그릴(50)을 작동시켜 히트파이프를 가열하여 상기한 바와 같이 난방수의 가열이 가능하다. 이 경우 1회용 부탄가스 사용이 가능하도록 콘트롤 박스에 부탄가스 바인더 및 가스점화장치를 설치하는 것이 가능하며, 물론 도시가스나 LPG가스 모두 사용이 가능하도록 설계되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명 히트파이프 보일러의 작용에 대하여 설명한다.

먼저 콘트롤박스의 전원 스위치를 ON시키면 전기가열장치(10)가 작동되어 히트파이프(20)의 일단을 가열시키고, 동시에 난방수 작동 모터가 작동되어 난방수를 공급한다. 전기가열장치에 의해 발생된 열은 히트파이프의 타단으로 이동되면서 이와 접속된 원통관(30)과 그 외주면에 형성된 날개부(32)를 통하여 난방수로 전달되고 이에 따라 난방수가 데워지게 된다. 데워진 난방수는 펌프등의 장치에 의해 순환하면서 건축물의 바닥부를 가열하여 난방하게 된다.

그리고 정전이 되어 전기가 사용이 불가한 경우에는 콘트롤박스에 설치된 부탄가스 바인더(미도시)에 1회용 부탄가스를 접속연결하여 가스에 의한 가열로 난방수를 데우므로서 정전이 되었을 때에도 건축물의 난방이 가능하다. 즉, 가스를 연결한 후 점화장치를 가동시키면 가스그릴(50)이 점화되고 가스그릴의 화력으로 히트파이프(20)가 가열되어 난방수를 데울 수 있다. 이때 사용되는 가스는 1회용 부탄가스 뿐만 아니라 가정에서 일반적으로 사용되는 도시가스, LPG 등 모든 가스가 사용될 수 있도록 조정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 히트파이프 보일러에 의하면 열전달 효율이 우수한 알미늄재 질의 원통관을 사용하고 이 원통관에 형성된 날개부에 의해 난방수와의 접촉면적을 확대시킴으로서 열효율을 극대화하여 보일러의 소형화가 가능하고, 전기와 가스를 병용할 수 있도록 함으로서 정전시에도 사용이 가능한 효과가 있다.