KR101256115B1

KR101256115B1 - 전기보일러의 병렬식 열교환장치

Info

Publication number: KR101256115B1
Application number: KR1020090134553A
Authority: KR
Inventors: 김재철; 홍재형
Original assignee: 이종철
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2013-04-23
Also published as: KR20110077877A

Abstract

본 발명은 지그재그로 구비된 히팅관의 내부에 히터의 히팅봉이 삽입되고, 이 히팅관과 히터 사이로 통과하는 물과 히터의 발열이 최적화된 상태로 열교환이 이루어지는 히팅수단을 병렬로 설치하여, 열교환이 빠르게 이루어져 단시간내에 온도를 보상 받을 수 있는 전기보일러의 병렬식 열교환장치에 관한 것이다.

Description

전기보일러의 병렬식 열교환장치{Heat exchanging Device of electric boiler}

본 발명은 전기보일러의 병렬식 열교환장치에 관한 것으로, 물과 히터의 발열이 최적화된 상태로 히팅수단을 병렬로 설치하여, 열교환 효율을 극대화하여 단간내에 온도를 보상 받을 수 있는 전기보일러의 병렬식 열교환장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기보일러의 열교환장치는 히터가 설치된 물탱크와, 열교환기가 구비되며, 이 물탱크의 물을 열교환기측으로 강제로 압송함과 아울러 물탱크측으로 이송하는 펌프로 구성된다.

이러한 종래의 열교환장치는 물탱크의 용량에 따라 히터의 발열량이 높아야 물을 단시간내에 가열할 수 있는 구조로서, 상기 히터의 구입비용에 부담이 있었다. 그리고 상기 히터의 발열량이 높다하더라도 물탱크내의 충진된 물이 히터에 접촉되는 공간 및 면적이 넓어 단시간내에 온도를 보상에 어려운 점과 아울러 히터에 의한 열교환을 극대화하기 어려워 상기 물탱크의 상,중,하 온도 편차가 큰 문제점 이 있었다.

상기의 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 지그재그로 구비된 히팅관의 내부에 히터의 히팅봉이 삽입되고, 이 히팅관과 히터 사이로 통과하는 물과 히터의 발열이 최적화된 상태로 열교환이 이루어지는 히팅수단을 병렬로 설치하여, 열교환이 빠르게 이루어져 단시간내에 온도를 보상 받을 수 있는 전기보일러의 병렬식 열교환장치를 제공한다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전기보일러의 병렬식 열교환장치는 물탱크와; 이 물탱크에 연결되는 주입관 및 이 주입관측에 설치되는 펌프와; 상기 주입관측에 각각 연통되게 설치되며, ' ⊃ ' 자 형상으로 직렬로 배치되는 다수의 히팅관과, 상기 히팅관의 일측부에 서로 연통되게 구비되는 연결관과, 상기 히팅관의 양단부에 설치되어 상기 히팅관의 내부에 배치되는 히팅봉을 갖는 히터으로 이루어진 복수의 히팅수단과; 상기 히팅수단에 의해 열교환된 물이 하나로 모여져 상기 물탱크측으로 보내는 회수관으로 구성된다.

따라서, 본 발명의 전기보일러의 직렬식 열교환장치는 지그재그로 구비된 히팅관의 내부에 히터의 히팅봉이 삽입되고, 이 히팅관과 히터 사이로 통과하는 물과 히터의 발열이 최적화된 상태로 열교환이 이루어지는 히팅수단을 병렬로 설치하여, 전체적인 열교환 효율을 극대하여 단시간내에 온도를 보상 받을 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열교환장치의 평단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 열교환장치의 일단면도이다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기보일러의 병렬식 열교환장치는 케이스(10)와, 이 케이스(10)의 내부에는 바닥에서 수직되게 설치되는 양측 지지프레임(20)과, 소정 량의 물이 충진되는 물탱크(30)와, 상기 지지프레임(20)에 병렬로 설치되는 히팅수단(60)과, 이 히팅수단(60)에 의해 열교환된 물을 물탱크(30)측으로 이송하는 회수관(70)으로 구성된다.

상기 물탱크(30)에는 수위를 감지하는 레벨게이지가 구비되고, 일측에 내부 온도를 인식하는 온도센서(도면상에 도시하지 않음)가 설치된다.

상기 히팅수단(60)은 히팅관(61)과, 이 히팅관(61)의 일측부에 서로 연통되 게 구비되는 연결관(64)과, 상기 히팅관(61)의 양단부에 설치되어 상기 히팅관(61)의 내부에 설치되는 히터(65)로 이루어진다.

상기 히팅관(61)은 ' ⊃ ' 자 형상을 가지며, 상기 지지프레임(20)의 양측에 체결되어 일정간격을 두고 복수개 직렬로 구비된다.

그리고 상기 히팅관(61)은 관체 형상을 가지며, 수평방향으로 400∼800mm로 구비되는 수평관부(62)와, 이 수평관부(62)에서 절곡된 벤딩부(63)로 이루어진다.

상기 벤딩부(63)는 180°로 절곡되어 물의 흐름이 자연스럽게 유도하게 된다.

상기 수평관부(62)의 일측단은 히터(65)에 플랜지 결합가능하게 구비되는 것이 바람직하다.

상기 연결관(64)은 히팅관(61)과 동일한 내경을 가지며, 상기 히팅관(61)의 일측부에 연결되어 물이 지그재그로 순환되도록 유도한다.

상기 히터(65)는 외부에서 전원을 인가받아 열을 발생하는 히팅봉(66)이 구비된다.

그리고 상기 히터(65)는 히팅관(61)의 일측단에 플랜지 결합되고, 상기 히팅관(61)의 내부에 히팅봉(66)이 길이방향으로 배치된다.

상기 히팅관(61)의 수평관부(41)와 상기 수평관부(41)의 센터에 히팅봉(61)이 설치되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수평관부(41)의 내주면과 이 수평관부(41)의 중심에 설치되는 히팅봉(61) 외주면 사이의 간격을 5mm∼20mm 내로 유지하는 것이 바람직하며, 물의 흐름에 방해 받지 않으면서 상기 히팅봉(61)의 표면에 최대한 접촉되는 것이다. 이처럼 상기 히팅봉(61)의 발열과 물이 최적화된 상태에서 열교환이 이루어져 전체적인 열교환 효율을 높일 수 있는 것이다. 부언하면, 도 3와 같이, 상기 수평관부(41)와 히팅봉(61) 사이의 간격이 5mm이하인 경우, 물이 통과할 수 있는 공간이 협소하여 물이 통과하면서 마찰의 영향을 많이 받는 문제점이 있고, 상기 수평관부(41)와 히팅봉(61)의 20mm 이상인 경우, 히팅봉(61)을 통과하는 물이 히팅봉(61)에 골고루 접촉되지 않은 상태로 통과하게 되어 열교환 효율을 극대화하기 어려운 점이 있다.
상기 물탱크(30)와 히팅수단(60) 사이에 물을 공급하는 주입관(40)이 설치된다. 이처럼 상기 하나의 주입관(40)에서 2방향으로 물을 공급하도록 구비하고, 이 주입관(40)에 히팅수단(60)이 각각 설치되어 전체적으로 병렬구조를 갖는다.

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그리고 상기 주입관(40)측에는 물탱크(30)의 물을 상기 히팅관(61)과 연결관(64)을 따라 강제로 압송하는 펌프(50)가 설치된다.

한편, 상기 양측 히팅수단(60)에서 열교환된 물을 하나의 라인으로 모여지도록 하여 상기 물탱크(30)측으로 순환시키는 회수관(70)이 설치된다.

상기 물탱크(30)내에 일정온도로 가열된 물은 분배기를 통해 목욕 및 난방수 등으로 이용될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 다양하게 적용될 수 있다.

상기에서 보는 바와 같이, 본 발명은 전기보일러 병렬식 열교환장치의 작용을 설명하면, 상기 펌프(50)의 동작에 의해 상기 물탱크(30)에 담겨진 물이 상기 주입관(40)을 거쳐 2방향으로 물을 공급하면, 상기 주입관(40)에 연결된 상기 히팅수단(60)의 각각 연결관(64)을 통해 상기 하측 히팅관(61)내로 공급된다. 이와 동시에 외부에 전원을 인가받아 상기 히터(65)가 소정온도로 가열된 상태로 구비된다. 이처럼 하측에 구비된 상기 수평관부(62)와 히팅봉(66) 사이로 물이 통과하면서 발열된 상기 히팅봉(66)의 표면에 접촉되어 1차 가열이 이루어지고, 이어서 상기 벤딩부(63)를 거쳐 동일한 구조를 갖는 또 다른 상기 수평관부(62)와 히팅봉(66) 사이로 물이 통과하게 되어 2차 가열이 이루어지는 구조로서, 상기 히팅관(61)과 연결관(64)을 따라 지그재로 물이 순환되면서 상기 히팅관(61)에 설치된 상기 히터(65)에 의해 순차적으로 가열이 이루어진다. 이어서 상기 히팅관(61)의 상측에 연결된 각각의 연결관(64)을 통해 이송된 물이 상기 회수관(70)을 거쳐 상기 물탱크(30)측으로 공급된다.

이와 같이, 상기 주입관(40)과 회수관(70) 사이에 설치된 상기 히팅수단(60)이 병렬구조로 이루어져, 상기 물탱크(30)의 물을 빠른 시간내에 온도를 보상받을 수 있는 것이다.

그리고 상기 히팅관(61)과 히터(65) 사이에 간격을 5mm∼20mm이내로 하여, 이 히팅관(61)과 히터(65) 사이를 통과하는 물의 량과 상기 히터(65)의 히팅봉(66) 발열이 최적화된 상태로 열교환이 이루어져 열교환 효율을 극대화할 수 있어 단시간내에 상기 물탱크(30)의 물을 소정온도 가열할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환장치의 개략적인 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 열교환장치의 평단면도,
도 3은 본 발명에 따른 열교환장치의 일단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10: 케이스 20: 지지프레임

30: 물탱크 40: 주입관

50: 펌프 60: 히팅수단

61: 히팅관 62: 수평관부

63: 벤딩부 64: 연결관

65: 히터 70: 회수관

Claims

물탱크(30)와 지지프레임(20)이 구비된 케이스(10)와;

물탱크(30)에 연결되는 주입관(40) 및 이 주입관(40)측에 설치되는 펌프(50)와;

상기 지지프레임(20)에 설치됨과 아울러 주입관(40)측에 각각 연통되게 구비되며, ' ⊃ ' 자 형상으로 직렬로 배치되는 다수의 히팅관(61)과, 상기 히팅관(61)의 일측부에 서로 연통되게 형성되는 연결관(64)과, 상기 히팅관(61)의 양단부에 설치되어 상기 히팅관(61)의 내부에 배치되는 히팅봉(66)을 갖는 히터(65)으로 이루어진 복수의 히팅수단(60)과;

상기 히팅관(61)의 내주면과 상기 히팅관(61)의 중심에 설치되는 원통형 히팅봉(66) 외주면 사이의 간격(L)을 5mm∼20mm 로 유지되며,

상기 히팅수단(60)에 의해 열교환된 물이 하나로 모여져 상기 물탱크(30)측으로 보내는 회수관(70)으로 구성되되; 상기 주입관(40)과 회수관(70) 사이에 병렬로 히팅수단(60)이 설치되어 물의 열교환을 극대화시켜 단시간내에 온도를 보상 받을 수 있는 것을 특징으로 하는 전기보일러의 병렬식 열교환장치.
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