전기보일러{ELECTRIC BOILER}
본 발명은 전기보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수용 열교환기와 난방용 열교환기와 히터 가열부가 하나의 기구물속에 이루어져 보일러 구조가 간단하게 하는 것을 가능하게 한 열교환기가 부착된 전기 보일러에 관한 것이다.
종래의 전기 보일러는 물탱크에 파이프 히타를 넣어 직접 가열하고 파이프 히타외곽을 파이프 등으로 둘러싸 그 통로를 만들어 물이 파이프 히타를 접촉하고 통과해 물을 가열해 온수를 공급하는 형태를 가졌거나 도 1에 도시한 바와 같이 히타 가열 부와 난방용 열교환기와 온수용 열교환기로 이루어진 진보된 형태를 갖추 었고 보일러 본체에 있는 물탱크에 펌프를 이용해 열교환기에 가열된 온수를 순환 시키고 난방수공급관 이나 온수 공급관에 물을 공급해 열교환기의 가열된 온수와 교차 시켜 열을 교환 하는 방식의 온수를 생산하거나 난방을 하는 열교환기를 갖춘 전기 보일러가 있다. 그러나 본체 물탱크에서 외부로 배관을 통하여 열교환기가 위치하고 있어 보일러의 부피가 크지고 배관 및 이음매에서 열손실이 발생 되는 등의 결점이 있다 할 것이다.
상기와 같은 열교환기는 일차적으로 전기히타가 본체 탱크의 물을 가열하고 그물을 교차순환 시켜 온수를 생산하는 방식으로 그 용량이 고정 되어져 있어 그 용량이 크면 물의 배관 순환 저항이 증가하고 열교환기 자체에서 발생 되는 열손실이 크지며 제조원가 또한 증가 하여 큰 용량으로 만드는 데에는 이러한 어려운 점이 있다. 그 용량이 작으면 온수 소비량이 많을 때에 그 적절한 대처가 어려워 온수의 온도가 낮아 지거나 온수의 온도 조절이 어려워 사용하기가 불편함이 많다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 히타 가열부 본체와 온수용 열교환기와 난방용 열교환기를 한 구조물에 이루어져 열교환기의 열손실을 없애고 온수 소비량에 따라 난방부와 가열부의 물을 순환시켜 온수의 온도를 적정 수준으로 맞추거나 온수의 소비량이 많아 지면 히타를 가열 시키고 난방 밸브를 잠가 온수 생산량을 최대로 만들 수 있는 구조를 가진 열교환기를 갖춘 전기 보일러를 제공하는 데 있다.
본 발명은 그 구조적인 면에서 통합 구조를 가지고 일정한 구조의 순환 구조를 가져 그 용량 제작에 신축성을 가져 여러 가지 용량 대의 제품을 제작 가능하고 대용량의 제품도 생산 가능하며 배관이 간단하고 열교환기가 본체에 복합적 으로 구성되어 져 열 손실을 최소로 줄일 수 있어 상대적으로 열 효율이 높고 온수 생산량 및 난방수의 가변적 대응력이 좋으며 보일러 구조가 간단하여 제조가 용이하며 제조 원가를 낮출 수 있는 장점을 갖추었다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기보일러의 구성을 나타낸 구성도이다. 도 2에서 보는바 와 같이, 상기 전기보일러는 스테인리스 스틸이나 알루미늄 철, 등의 재질로 프레스 가공된 판을 도 5에서 보는 바와 같이 가열수판(60),난방수판(40),온수판(50)의 순서로 수겹 또는 수십겹으로 순환되어 또 각각은 두 장을 연속 배열하여 통로 공간을 넓힐 수 있고, 도 3에서 보는 바와 같이 그 통로가 지그 재그로 연결되어 열 전도 면적을 최대화시켰으며 각판에 엠보(103)의 형상을 가공하여 전도 면적을 더 크게 할 수 있으며 도 6에서 보는 바와 같이 각 판들의 외곽 형상을 다르게 만들 수도 있고 그 통로의 개수도 증감할 수 있는 구조로 또한 가열수판(60)은 중심 버링 높이를 낮추어 가열수의 원활한 운동성을 가질 수 있는 구조로 가열수판(60),난방수판(40), 온수판(50)은 도 5에서 보는 바와 같이 제각기 다른 버링 높이를 이루어 수개 내지는 수십 개의 만나지 않는 다른 통로를 가지는 구조로 그 판들은 브레이징 용접이나, 레이저 용접이나 범랑, 세라믹을 도포하여 고온으로 가열 소성 시켜 제각기 다른 통로 간의 기밀을 유지시킨 열교환기(1) 와 전기히터(2),열교환기(1),난방수 순환펌프(35),난방수 전자밸브(36) 등으 로 이루어져 있고 보일러의 가동 스위치 조작에 의해 먼저 직수가 유입되어 온수공급 전자변(45)이 닫혀져 열교환기 수위센스(9)가 작동할 때까지 물보충 기구(7) 을 통해 물을 공급하고 있으며 1차 전도 통로(10)에 물을 채우고 항상 그 수위를 유지하게 되어 열교환기온도센스(9)가 감응하여 일정 온도 이하 일 때는 열교환기온도센스(9) 꺼져 히타의 접점(8)을 통해 전기 히타에 전원이 가해져 전기 히타(2)가 발열하고 발열이 열교환기 내부의 물에 1차 전도되어 1차 전도 통로(10)를 통해 열교환기(1) 전체를 가열하게 된다. 1차 전도 통로(10)로 통하여 전도된 가열된 물이 2차로 난방수 라인(30) 또는 온수 라인(20)을 가열하게 되며 다음의 4가지 실시 예를 들면 다음과 같다. 그 실시 예 1은 난방만을 할 때의 조건으로 상기와 같이 가열된 난방수 라인(30)의 물이 난방수 출구(31),난방수 공급관(32), 을 통과하고 난방수전자변(36)의 작동에 의해 열리면 난방수 순환 펌프(35)를 작동 시켜 난방배관(37)을 통해 난방의 목적을 달성하여 난방수 환수관(33)을 거쳐 열교환기(1) 하부로 들어가서 난방수 입구(34)로 통해 도 6에서와 같이 지그 재그로 순환되는 온수 라인과 대칭이 되고 온수 라인(20)과 한 층을 두고 1차 전도 통로(10)와도 한 층을 두며 서로서로 만나지 않는 난방수 라인(30)을 돌면서 다시 가열되어 순환되게 한 것이다. 그 실시 예 2는 온수를 사용할 때의 조건으로 직수 유입관(25)을 통해서 삼 방향 직수유입전자변(46)을 거쳐 직수 공급관(23)을 거쳐 직수 입구(24)를 통해 도 6에서 와 같이 지그 재그로 순환되는 온수 라인(20)에서 가열되어 온수 출구(21)와 온수공급관(22)을 통과해서 온수공급 전자변(45)에 의해 온수배관(27)으로 통해 온수를 사용할 수 있게 구성되어졌다. 실시 예 3은 심야 전기를 사용할 때 예로서 물수위 센스(5)가 켜지고 단열재로 단열 된 보온 물탱크(4)의 온도를 감지하여 일정 온도 이하이면 직수유입전자변(46)이 열리고 물탱크(4)의 물을 순환펌프(29)에 의해 직수 공급관(23)을 거쳐 직수 입구(24)를 통해 도 6에서 와 같이 지그 재그로 순환 되는 온수 라인(20)에서 가열되어 온수 출구(21)와 온수공급관(22)을 통과해서 온수공급 전자변(45)이 심야수 공급관(26) 방향으로 개방되어 물탱크(4)에 유입되므로 물탱크(4) 속의 물이 일정 온도 이상이 될 때까지 계속 순환되고 물탱크 물수위 가 낮아져 물수위 센스(5)가 꺼지면 직수유입전자변(46)이 직수 유입관(25)쪽으로 작동해 직수가 직수 입구(24)를 통해 도 6에서 와 같이 지그 재그로 순환되는 온수 라인(20)에서 가열되어 온수 출구(21)와 온수공급관(22)을 통과해서 온수공급 전자변(45)이 심야수 공급관(26) 방향으로 개방되어 물탱크(4)에 유입되므로 물탱크(4)속의 물이 일정 온도 일정수위를 유지한다. 실시 예 4는 심야 전기보일러용 온수를 사용할 때의 조건으로 보온 물탱크(4)의 낮은 수위 센스(47)가 켜져 있을 때 직수유입전자변(46)이 보온 물탱크(4)방향으로 열리고 물탱크(4)의 물을 축열수 순환펌프(29)에의해 직수 공급관(23)을 거쳐 직수 입구(24)를 통해 도 6에서 와 같이 지그 재그로 순환되는 온수 라인(20)에서 가열되어 온수 출구(21)와 온수공급관(22)을 통과해서 온수공급 전자변(45)에 의해 온수배관(27)으로 통해 온수를 사용할 수 있게 되고 낮은 수위 센스(47)가 꺼져 있을 때는 직수유입전자변(46)이 직수 유입관(25) 쪽으로 작동해 직수가 직수 입구(24)를 통해 도 6에서 와 같이 지그 재그로 순환 되는 온수 라인(20)에서 가열되어 온수 출구(21)와 온수공급관(22)을 통과해서 온수공급 전자변(45)에 의해 온수배관(27)으로 통해 온수를 사용할 수 있게 구성되어져 진 전기 보일러를 제공한다.
도 1은 난방용 열교환기와 온수용 열교환기로 이루어진 종래의 전기 보일러 사시도 도 2는 본 발명에 의한 보일러 구성도 도 3은 열교환기내의 온수 통로를 나타낸 단면도 도 4는 열교환기내의 가열수 통로를 나타낸 단면도 도 5는 열교환기내의 온수 및 난방수의 통로를 나타낸 부분 분해 사시도 도 6은 가열수판(60),난방수판(40),온수판(50)의 변형 가능한 형상을 나타낸 평면도 <도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명> 1;열교환기, 2;전기히터, 3: 보일러 본체 4; 물탱크 5; 물수위 센스, 6; 공기빼기기구 7; 물보충 기구 8; 히터의 접점 9; 열교환기온도센스 10:1차 전도 통로 20; 온수 라인 21; 온수 출구 22; 온수공급관 23; 직수 공급관 26;심야수 공급관 27; 온수배관축열수순환펌프 30; 난방수 라인 31;난방수 출구 32; 난방수 공급관 33; 난방수 환수관 34; 난방수 입구 35; 난방수 순환펌프 36; 난방수 전자밸브, 37; 난방배관, 45; 온수공급 전자변 46; 직수유입전자변 47; 낮은 수위 센스 40; 난방수판 50; 온수판 60; 가열수판 |
