전기보일러{Electric a boiler}
본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 다수개의 저수관을 세로방향으로 적층하여 각각의 저수관을 연결하는 연결관과 저수관의 상부에 유입구와 하부에 배출구를 지그재그로 마련하고 저수관의 내부에 탄화규소히터 또는 근적외선히터를 내장된 히팅관을 마련하여 다수개의 저수관을 통해 난방수를 직접 가열하여 유입구를 통해 유입되는 난방수가 적층된 저수관을 따라 지그재그로 이동하면서 보다 낮은 전력으로 빠르게 고온발열을 하여 전력소모를 줄일 수 있도록 하는 것이다.
일반적으로 보일러는 히팅장치가 내장되고 이 히팅장치에 의해 난방수를 간접 또는 직접 가열되도록 하고 가열된 난방수를 순환시켜 난방되도록 한 장치이며, 주로 보일러에 사용되는 것으로는 가스 또는 석유 보일러는 급수원으로부터 공급된 물을 순간적으로 가열하여 온도를 높혀 난방수를 제공하거나 난방용 배관을 통하여 난방을 하였다. 그러나, 이러한 보일러는 연소식과 전기식으로 분류되는데 연소식의 경우에는 대부분 간접가열방식으로 열효율이 떨어지게 되며, 고유가시대에 있어서 전기에 비해 난방비용이 많이 소요되고 대기오염을 일으키는 문제점이 있으므로 전기식 보일러가 선호되고 있는 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 전기보일러는 급수원으로부터 공급된 물을 저장하는 별도의 대용량의 저장탱크 및 저장탱크 내부에 수용된 물을 가열하는 전기히터를 구비하여 저장탱크 내에서 가열된 물을 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 있음은 물론 전기료가 싼 심야전력을 이용하여 발생된 열을 대용량 저장탱크에 저장하여 난방과 난방수의 공급에 사용하는 것이다. 종래의 전기보일러의 일예로는 한국특허공개번호 10 - 2007 - 0073137호 (발명의 명칭 : 전기보일러)에서 난방호스와 연결되는 유입부와 배출부가 각각 구비된 난방수탱크; 상기 배출부에 구비되며 배출된 난방수가 난방호스를 순환하여 난방수탱크로 유입되도록 하는 순환펌프; 상기 난방수탱크 내부에 구비되며, 원형 유리관의 내부에 탄소섬유 발열체가 구비된 방열관; 으로 구성된 발열부; 상기 난방수탱크 외부에 설치되며 탄소섬유 발열체에 전원을 공급하는 전원공급장치; 및 상기 난 방수탱크와 전원공급장치 및 순환펌프를 수용하는 본체로 구비되어 탄소섬유 발열체를 구비한 방열관으로 최대출력온도, 순간발열온도, 열효율과 수명이 낮으며 또한 잦은 발열체 코일의 단선으로 인해 사용하기에 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위와 같이 탄화섬유 발열체를 구비한 방열관을 사용하는 전기보일러의 문제점을 해결하기 위해, 전기보일러의 내부에 다수개의 저수관을 세로방향으로 적층시켜 다수개의 저수관을 통하는 연결관과 저수관의 하부에 유입구와 상부에 배출구를 지그재그로 마련하고, 다수개의 저수관 내부에 탄화규소히터 또는 근전외선히터를 마련한 히팅관을 등간격으로 다수개 마련하여 보다 작은 전력만으로도 난방수를 빠르게 고온발열을 할 수 있어 전력소모를 줄일 수 있으며, 종래의 탄화섬유 발열체를 이용한 히팅장치에서 자주 발생되는 단선과 전기누전과 감전, 과열로 인한 화재 등의 전기사고를 감소시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 히터(23)를 내장되고 진공으로 밀폐된 히팅관(22)과, 케이스(2) 내부에 저수관(11)을 마련하여 난방수(4)의 유입과 유출을 위한 유입구(13)와 배출구(14)를 포함한 몸체부(10)와, 몸체부(10)에 내설된 온도센서와 난방수(4) 설정온도 및 작동스위치의 신호를 받아 전류의 흐름을 제어하여 난방수(4)의 온도를 제어하는 제어부로 구성하는 통상의 전기보일러에 있어서, 상기 케이스(2) 내부에 마련하는 몸체부(10)는 다수개의 저수관(11)을 세로 방향으로 적층하되 적층된 저수관(11)의 사이를 연결하는 연결관(12)과 적층된 저수관(11)의 상부에 배출구(14)와 하부에 유입구(13)를 지그재그로 연결하고 상기 각각의 저수관(11) 내부에는 양측에 마개(21)를 마련하여 양측의 마개(21)를 연결하는 히팅관(22)을 등간격으로 다수개 형성하되, 상기 히팅관(22)의 내부에는 직선형의 히터(23)를 마련하는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 탄화섬유 발열체를 구비한 방열관을 사용함에 나타나는 전기보일러의 문제점을 해결하기 위해, 전기보일러의 내부에 다수개의 저수관을 세로방향으로 마련하여 각각의 저수관 사이에 지그재그로 연결관을 마련하여 저수관 내부에 탄화규소히터 또는 근전외선히터를 마련한 히팅관을 다수개 마련하여 가열된 난방수를 적층된 저수관을 따라 지그재그로 이동하면서 보다 작은 전력만으로도 난방수를 빠르게 고온발열을 할 수 있어 전력소모를 줄일 수 있는 이점과, 종래의 탄화섬유 발열체를 이용한 히팅장치에서 자주 발생되는 단선과 전기누전과 감전, 과열로 인한 화재 등의 전기사고를 감소시켜 화재위험을 줄일 수 있음은 물론이며, 탄화규소 또는 근적외선 히터로 인해 방열관의 수명을 연장할 수 있는 이점이 있는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성을 설명하기 전에 근적외선히터에 대해 설명하자면, 열을 가진 모든 물질은 적외선을 방출하는 것으로, 태양은 가장 중요한 적외선의 자연 광원이며 태양으로부터의 조사량 중 약 60%는 적외선으로 구성되어 있으며, 적외선은 파장이 짧은 것이 근적외선이고, 파장이 긴 것이 원적외선이며, 본 발명에 사용되는 근적외선히터란 발열체의 온도가 1800 ~ 2200℃ 인 상태에서 발생되는 태양열의 복사열에 가장 가까운 적외선으로 파장이 0.8㎛ ~ 1.4㎛ 로 공기를 데우지 않고 사람과 대상물체에만 열이 파장으로 전달되는 단파장의 광선으로서 인체에 무해하며 원적외선 히터에 비하여 온열효과가 30배이상 좋으며, 순간적이 건조가 이루어지며 주위의 열손실 없이 바로 건조물체에 열 전달되어 건조효과가 좋습니다. 그리고, SIC히터에 대해 설명하자면 일명 탄화규소히터로 합성재료로서 세라믹스 분야에서 가장 중요한 탄화물로 입방 정 결정구조를 갖는 β상과 육방정 결정구조를 갖는 α상이 존재하며, β상은 1400 ~ 1800℃의 온도 범위에서 안정하고, α상은 2000℃ 이상에서 형성되며, SiC의 분자량은 40.1이고, 비중은 3.21이며, 2500℃ 이상에서 분해되므로 SiC는 고온강도가 높고, 내마모성, 내산화성, 내식성, 크립저항성 등의 특성이 우수하여 고온 구조재료로서 주목을 받고 있습니다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기보일러는 히터(23)를 내장되고 진공으로 밀폐된 히팅관(22)과, 케이스(2) 내부에 저수관(11)을 마련하여 난방수(4)의 유입과 유출을 위한 유입구(13)와 배출구(14)를 포함한 몸체부(10)와, 몸체부(10)에 내설된 온도센서와 난방수(4) 설정온도 및 작동스위치의 신호를 받아 전류의 흐름을 제어하여 난방수(4)의 온도를 제어하는 제어부로 구성하는 통상의 전기보일러에 있어서, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 케이스(2) 내부에 마련하는 몸체부(10)는 다수개의 저수관(11)을 세로방향으로 적층하되 적층된 저수관(11)의 사이를 연결하는 연결관(12)과 적층된 저수관(11)의 상부에 배출구(14)와 하부에 유입구(13)를 지그재그로 연결하는 것이다. 상기 전기보일러(1)의 케이스(2) 내부에 다수개의 저수관(11)을 세로방향으로 적층시킨 저수관(11)을 형성한 몸체부(10)를 마련가능케 케이스(2)의 내면에 다수개의 걸림턱(3)을 형성하여 몸체부(10)를 고정하는 것이다. 상기 몸체부(10)에 형성된 저수관(11)는 전기보일러(1)의 용량에 따라서 세로방향으로 적층된 저수관(11)의 갯수를 조정하여 조정된 저수관(11)의 사이에 연결관(12)으로 지그재그로 연결하여 사용할 수 있는 것이다. 상기 다수개의 저수관(11) 내부에는 도 4에서 보는 바와 같이 양측에 마개(21)를 마련하고 양측의 마개(21)를 연결하는 히팅관(22)을 등간격으로 다수개 형성하되, 도 5에서 보는 바와 같이 상기 히팅관(22)의 내부에는 직선형의 히터(23)를 마련하는 것이다. 상기 히팅관(22)의 내부에 마련되는 히터(23)는 근적외선히터 또는 탄화규소히터를 사용함이 가장 바람직하다. 이때, 히팅관(22)의 내부에 탄화규소히터를 마련하고자 하려면 탄화규소히터의 외부표면에 절연재인 알루미나튜브를 마련하여 사용함이 가장 바람직하다. 그리고, 본 발명은 저수관(11)의 내부에 난방수(4)를 순환시키는 난방순환장치(도시않음)가 더 구비된 것을 특징으로 하고, 또한 전기보일러(1)에 설치되며 난방수(4)의 온도, 전원공급장치의 전원, 히터의 발열시간 및 난방순환장치의 작동을 제어하는 제어부(도시않음)가 더 구비된 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 전기보일러(1)는 히팅관(22)의 히터(23)에 전기를 가함으로서 몸체부(10)의 각각의 저수관(11)에 마련된 차가운 난방수(4)를 가열하면서 지그재그로 몸체부(10)를 통해 순환시켜 난방수(4)를 신속하게 고온발열하도록 하는 것이다. 상기와 같이 구성된 본 발명은 도 1,2에서 보는 바와 같이 난방이나 난방수(4)가 필요한 경우 전기보일러(1)에 전원을 공급하면 즉시 히터(23)에 전원이 공급됨과 동시에 히팅관(22)으로 열이 전달하여 히팅관(22)에서 열이 발산하게 되며 이때 발산된 열은 히팅관(22)의 표면에 복사되어 저수관(11)의 마련된 난방수(4)로 열이 상기 몸체부(10)에 채워진 난방수(4)를 가열하게 되어 온도가 상승하게 하는 것이다. 상기 고온의 난방수(4)는 난방용 순환펌프(도시않음)에 의해 상기 배출구(14)를 통해 난방 배관(도시않음)을 흘러 필요한 난방과 난방수(4)를 공급하게 되며 차가운 난방수(4)가 상기 유입구(13)를 통해 상기 몸체부(10) 내부로 유입하게 되는 것이다. 그리고 제어부에서는 몸체부(10)내에 내설된 온도센서(도시않음)를 통하여 센싱된 난방수(4) 온도와 설정 온도를 비교하여 상기 히팅관(22)에 가해지는 전기를 제어함으로써 난방수(4)의 온도를 제어할 수 있으며, 이러한 제어부의 입력 신호와 제어방법 등은 이 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 기술로 구체적인 설명은 생략한다. 이와 같이 본 발명은 난방의 목적으로 하는 난방수(4)를 필요로 할 때 상기 저수관(11)의 내부에 마련된 히터(23)에 가해지는 전기를 직접 제어하면 저수관(11)의 내부에 마련된 발열부(20)의 히팅관(22)으로 복사되어 각각의 저수관(11) 내부에 마련된 난방수(4)를 긴급하게 가열하게 하는 것으로, 저수관(11)의 내부에 마련된 히팅관(22)에 의해 저수관의 내부에 마련된 난방수(4)가 가열되면서 세로방 향으로 지그재그로 연결된 몸체부(10)를 따라 이동하면서 몸체부(10)의 하부에 마련된 유입구(13)를 통해 유입된 차가운 난방수(4)가 온열을 가지게 되면서 몸체부(10)의 상부에 마련된 배출구(14)를 통해 배출하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 정면 예시도 도 2은 본 발명의 실시예를 나타낸 측면 예시도 도 3는 본 발명의 몸체부를 나타낸 사시도 도 4은 본 발명의 저수관을 분해한 분해 사시도 도 5는 본 발명의 히팅관의 단면상태를 나타낸 예시도이다. *도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* 1 : 전기보일러 2 : 케이스 3 : 걸림턱 4 : 난방수 10 : 몸체부 11 : 저수관 12 : 연결관 13 : 유입구 14 : 배출구 20 : 발열부 21 : 마개 22 : 히팅관 23 : 히터 |
