Heat-absorbing structures using carbon tube heater and near-infrared heaters

申请号 KR20090036272 申请日 2009-04-25 公开(公告)号 KR20100117472A 公开(公告)日 2010-11-03
申请人 LEE HYUP WOO; 发明人 LEE HYUP WOO;
摘要 PURPOSE: A heat absorption pipe using a carbon heater and a near infrared heater is provided to improve thermal efficiency due to the increased heat transfer area reduce the formation of scale. CONSTITUTION: A heat absorption pipe comprises ceramic powder(2), black paint(3a), and a carbon heater or near infrared heater(4). A heat transfer medium is inserted between a strainless or copper pipe(1) and a ceramic or steel pipe(3) and sealed with an O-ring(2a). The interior of the ceramic pipe or steel pipe is coated with the black paint in order to maximize the heat absorption rate. Power is applied to the carbon heater or near infrared heater to generate light and radiant heat, and the light and radiant heat are transformed into heat energy to be delivered to the stainless or copper pipe.
权利要求
  • 양측이 개방된 원형스테인레스파이프 및 동파이프(1)와(3)사이에(2)를 투입하여(2a)로 하여금 밀봉을 시키며 (3)의 내부에(3a)를 코팅 처리하여 열 흡수율을 최대화시킨 후(4)를 장착한 후 전원을 투입하면 빛과 복사열이 발생한 것을 최대한(3a)로복사열과빛을열로바꾸어준후(2)를열전달매체로활용하여(1)에 열에너지만을 전달시키는데 주목적을 둔 열 흡수용 파이프이다.
  • 제1항에 있어서 열 흡수용 파이프를 원형파이프(5)와(6)사이에 다수의 파이프를 병렬로 알곤 용접을 한후에(7)을 서너 개를 일정한 지그재그 간격으로 설치한 후(8)(9)(10)(10a)(15)를 부착하여 한개의라인형열교환장치를 만드는 장치이다.
  • 제2항에 있어서 (100)을 조합하여 만든(101)을 직렬로 여러 개를 서로 배관하여 중, 소형 보일러를 만들며 (9)을 설치하여 원활한 물의 흐름이 없을 때 과열되는 것을 감지하여 (4)에 투입되는 전원을 차단하며 (10)을 설치하여 원활한 순환이 이루어지도록 자동으로 공기를 배출시키며 (10a)를 설치하여 (10)에 고장이 발생하였을 때 (10a)를 수동으로 공기를 배출시키다.
    (11)과(12)를 설치하여 흡입과 토출온도를 제어부에서 항상 감시하며 토출온도의 설정으로 (13)을 인버터로 제어하여 항상 일정한 온도가 유지되도록 제어하는데 목적이 있다.(101)은 고압력에 견딜 수 있도록 원통으로 제작하며 온수 및 난방 전용으로 사용할 시 열교환기를 설치하여 발생하는 온도차를 줄이는데 목적을 둔다.
    all 스테인리스재질을 사용하여 항상 청결한 온수공급에 목적이 있는 전기온수 난방 보일러이다.
  • 제1항에 있어서 열 흡수용 파이프(100)을 사각형 통 내부에 (100)을 병렬로 알곤 용접하며 그사이에는 (7)을 설치하여 물의 순환이 지그재그로 순환하여 최대한 (100)의 표면에 발생한 열을 물에 전달해도 록 한다. 사각형 전기온수난방 겸용 보일러는 온수에는 열교환기를 설치하여 고압력에 견딜 수 있도록 하며 난방에 걸리는 저 압력은 사각보일러에서 견딜 수 있도록 제작하는데 그 목적이 있다.
  • 说明书全文

    탄소히터 및 근적외선히터를 이용한 열 흡수 구조 관{omitted}

    본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서 종래의 니크롬선을 이용한 발열 관에서 발생하는 누전 및 스케일 형성과 히터교환의 문제점을 보완하기 위하여 탄소히터 및 근적외선히터를 사용하므로 예열시간단축 및 열효율증대 및 전열면적확대로 인해 스케일 발생을 억제하며 복사열흡수 열효율을 높일 수 있으므로 신속한 가열과 높은 흡수율로 인하여 발열관 수명연장과 고성능보일러를 제작하는데 그 목적이 있다.

    기존 탄소히터 및 근적외선 전기보일러는 히터의 주변온도 상승으로 인한 짧은 히터수명과 비효율적인 열효율을 더욱더 긴 히터수명과 높은 효율을 가진 보일러를 만들 수 있다.

    종래의 니크롬선 발열히터의 단점인 절연성과 비효율적인 효율을 보완하기 위하여 탄소히터 및 근적외선히터를 사용하였으나 탄소히터 및 근적외선히터에서 발생하는 빛과 복사열 에너지를 열로 바꾸어주는데 많은 문제점을 보완하고자 한다.

    기존 탄소히터의 발열구조가 스틸 파이프로 한정되어 있는 것을 스테인리스 동파이프로 변경시키므로 녹물방지와 스케일형성을 억제하는데 목적이 있다.

    본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술의 여러 가지 문제점을 해결함으로 한층더 고 효율적인 보일러를 제작하는데 그 목적이 있다.

    본 발명의 다른 목적은 간단한 구조로 만들어 편리하게 히터교체를 하는데 그 목적이 있다.

    본 발명의 다른 목적은 고압력스팀 열에너지를 사용함으로써 고압력스팀에너지가 이송되는데 발생하는 열손실이 아주 많으므로 이 제품을 가장 근접한 위치에 직접 설치하므로 이송시에 발생하는 열손실을 줄이는데 그 목적이 있다

    본 발명의 다른 목적은 고압스팀 열에너지가 이송시 요구하는 수많은 배관을 줄이는데 목적이 있다.

    양측이 개방된 원형스테인레스파이프 및 동파이프(1)와(3)사이에(2)를 투입하여(2a)로 하여금 밀봉을 시키며 (3)의 내부에(3a)를 코팅 처리하여 열 흡수율을 최대화시킨 후(4)를 장착한 후 전원을 투입하면 빛과 복사열이 발생한 것을 최대한(3a)로복사열과빛을열로바꾸어준후(2)를열전달매체로활용하여(1)에 열에너지만을 전달시키는데 주목적을 둔 열 흡수용 파이프이다.

    종래의 탄소히터 및 근적외선히터의 열전달 시 발생하는 문제점을 살펴보면 첫째, 스틸 파이프로 직접 히터가열시 히터 주변온도는 450도의 온도가 있으나 높은 열팽창으로 인하여 스틸 파이프재질의 변화로 인한 누수 및 스케일, 녹발생이 생기므로 이를 보완하기 위하여 열교환기를 설치하여야하는 불편함과 열전달을 한번 더 함으로 인해서 온도차가 발생하는 문제점이 생겼다.

    둘째, 동파이프로 직접 히터를 가열시 히터주변온도가 600도를 웃돌아 열전달계수가 큰 동파이프임에도 석영관히터의 수명단축을 가져오며 동파이프의 내면의 높은 반사율로 인하여 열 흡수율이 낮아져 열효율이 좋아지지 않으며 높은 주변온도로 인하여 동파이프재질을 변화시켜 동파이프의 휨 현상을 가져와 석영관히터의 파손을 야기시켜 사용하는데 문제점이 발견되었다.

    셋째, 스테인리스파이프를 직접 가열시 스테인레스파이프재질의 특성상 낮은 전도율과 높은 반사율로 복사열과 빛에너지흡수에 아주 비효율적인 사항이 야기되며 히터의 주변온도가 700도 이상의 고온이 발생하여 석영관히터의 수명을 급격히 떨어뜨려석영관히터의 파손과 히터수명을 단축하는 문제점이 발견되었다.

    종래의 탄소히터 및 근적외선히터를 가열함에 있어서 야기된 문제점을 해결하기 위해 여러 방법을 연구하던 중 가장이상적이며 구조가 간단한 방법을 찾게 되어 이 열흡수구조관을 개발하게 되었다.

    본인이 개발한 열 흡수파이프를 테스트를 해본 결과 히터주변온도는 450도를 유지하며 나머지의 빛과 복사열은 아주 빠르게 스테인리스파이프 및 동파이프에 전달 되는 것을 확연히 느낄 수 있었다.

    본인이 개발한 열 흡수파이프로 유체를 가열하므로 열전달면적이 한층더 넓어지므로 인하여 한층더 높은 열효율과 낮은 스케일형성으로 탄소히터 및 근적외선히터의 수명에 높은 효과가 있으므로 열 흡수 파이프를 가지고 전기온수보일러 및 전기스팀보일러를 제작하는데 적용하면 높은 효율을 발생시키는 탄소히터 및 근적외선히터의 가치를 한층더 향상시켜 저전력 고 효율적인 전기온수보일러 및 전기스팀 보일러를 제작하는데 꼭 필요한 부품이다.

    1: 스테인리스 또는 동파이프

    2: 세라믹 가루, 열전달매체

    2a: 세라믹가루 밀봉용 오링

    3: 세라믹 파이프 또는 스틸 파이프

    3a: 흑채도료

    4: 탄소히터 또는 근적외선히터

    100: 열 흡수극대화를 위한 일체형 구조체

    5:(100)을 밀봉하기 위한 스테인리스 판재

    6: 소형 라인형 전기 열교환기 외부

    7: 열효율을 올리기위한 격벽

    8: 배관연결구

    9: 과열방지 스위치

    10: 자동에어벤트

    10a: 수동에어벤트

    15: 단자대

    101:(100)을 조합한 라인형 열교환장치

    11: 토출온도 센서

    12: 흡입온도 센서

    11a: 난방토출 센서

    12a: 난방흡입센서

    13: 온수용 순환펌프

    16: 흡입용 밸브

    17: 토출용 밸브

    18: 배수용 밸브

    19: 전기 단자대

    20: 압력스위치

    21: 안전변

    22: 지시형 압력계

    23: 과열방지용 스위치

    24: 청소구

    25: 스팀 토출용 밸브

    26: 수위제어용 극봉

    27: 수위제어용 파이프

    28: 스팀 보충 수 밸브

    29: 고압력용 급수 펌프

    30: 스팀 보충 수 탱크

    31: 보충 수 제어용 볼 탑

    33: 판형열교환기

    도 1, 탄소히터 및 근적외선히터를 이용한 히터가열부 단면도

    도 2, 도 1을 이용한 라인형열교환기 단면도

    도 3, 도 2를 이용한 중, 소형 온수보일러 단면도

    도 4, 도 1을 이용한 사각형 난방, 온수 겸용 보일러 단면도

    도 5, 도 1을 이용한 전기스팀보일러 단면도

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