KR20210058009A - 전기 보일러용 히터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전기보일러용 히터 조립체는 소정의 형상으로 밴딩되며 난방 또는 온수의 가열을 가열코일부와, 상기 가열코일부의 외주면과 접촉될 수 있도록 설치되는 전열히터들과, 상기 가열코일부와 전열히터를 감싸 고정하며 금속재로 이루어진 축열하우징과, 상기 가열코일부와 연결되어 가열하기 위한 물을 공급하기 위한 공급관과, 상기 가열코일부와 연결되어 전열히터에 의해 가열된 물을 배출하기 위한 배출관과, 상기 배출관에 설치되어 가열된 물의 온도를 측정하기 위한 것으로, 배출관에 설치되어 유출관을 연결하는 고정부재와, 상기 고정부재에 지지되며 배출관으로부터 유출관으로 배출되는 물의 온도를 측정하기 위한 온도검출센서를 구비한다.

Description

전기 보일러용 히터 조립체{heater assembly for an electic boiler}

본 발명은 전기 보일러에 관한 것으로, 더 상세하게는 난방 또는 온수의 공급을 위하여 물을 가열하기 위한 전기보일러용 히터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 석유, 가스 등의 연료와 전기를 에너지원으로 열에너지를 발생하고, 열에너지와 물의 열 교환에 의하여 난방수 또는 온수를 생성하는 장치로 에너지원에 따라 기름보일러, 가스보일러, 전기보일러로 나누어진다.

상기 석유, 가스 등의 연료를 에너지원으로 사용하는 연소방식 보일러는 버너에 의하여 연료를 연소하여 열에너지를 발생하며, 열에너지와 펌프의 작동에 의하여 배관을 순환하는 물을 열 교환하여 난방수를 생성한다. 그러나 연소방식 보일러는 연료의 저장, 공급, 연소, 배기 등에 많은 부품이 사용되어 고가이고, 구조가 복잡하여 생산성이 크게 저하되는 단점이 있다.

또한, 연소방식 보일러는 버너의 연소에 필요한 공기의 공급과 배기가스의 누출로 인한 가스중독 사고의 예방을 위하여 통풍이 원활하면서도 난방 영역과 격리되어 있는 별도의 보일러실을 마련하여 설비해야 하므로, 보일러와 난방 영역 사이에 설비되는 배관의 길이가 복잡하고 길어져 열에너지의 손실이 크고, 시공성이 크게 저하되는 문제가 있다.

그리고 가스보일러의 경우, 가스의 누출로 인한 가스 중독 및 폭발 사고는 인명과 재산의 막대한 손실을 야기하므로, 버너와 배관 등의 주기적인 점검이 요구되는 등 가동이 번거롭고 불편한 단점이 있다.

한편으로, 전기보일러는 청정에너지인 전기를 에너지원으로 사용하기 때문에 연소방식 보일러에 비하여 설치와 가동이 간편한 장점이 있어 보급이 확대되고 있다.

대한민국 등록실용신안 제0129534호에는 순간가열방식의 전기보일러 히터가 게시되어 있다. 게시된 전기보일러 히터는 물이 유입되는 유입구 및 가열 후 배출되는 유출구와, 직수 유입구를 구비하며, 중앙에는 격벽이 형성된 장방형 몸체와, 이 몸체의 내벽과 격벽에 대향으로 부착된 하우징으로 구성되며, 하우징 내에는 방열판을 개재하여 PTC써미스터가 설치되어 있고, 하우징의 외부에는 다수의 방열핀이 부착되어 있다.

상술한 바와 같은 히터는 몸체에 부착된 하우징에 방열판을 설치한 PTC 소자설치되어 있으므로 가열효율을 기대하기 어렵다.

그리고, 대한민국 특허등록 제 10-1167631호에 게시된 전기보일러는 금속재질로 가공된 금속판들을 적층하여 형성하되, 각각의 금속판에는 버링 가공된 홀 또는 버링 가공되지 않은 홀을 다수개 마련하고, 상기 금속판의 적층 시 하부판의 버링 가공된 홀의 버링 높이 부분은 적층된 상부판에 결착되도록 브레이징하여, 난방수 라인, 온수 라인들이 지그재그로 순환하는 구조를 형성하며, 이들 금속판이 가열수판, 난방수판 그리고 온수판을 형성하고, 상기 가열수판, 난방수판 그리고 온수판이 2 이상 연속 배열 적층된 열교환기 및 1차 전도통로와 연결되어 상기 열교환기를 가열하는 구조를 가진다.

종래의 보일러는 금속판에 난방라인과 온수라인이 설치되고 금속판을 통하여 난방라인과 온수라인에 열을 전달하는 구조를 가지고 있으므로 축열용량이 상대적으로 작고, 냉방라인과 온수라인의 가열효율을 상대적으로 낮은 문제점이 있다.

또한 상술한 바와 같은 종래의 보일러는 가열된 물의 온도를 정확하게 측정할 수 없어 물의 온도제어가 어렵다. 따라서 물이 증발하여 내부의 압력이 높아지는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제0129534호 대한민국 특허등록 제 10-1167631호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 히터를 이용한 난방 또는 온수를 위한 물의 온도를 정확하게 측정하여 물이 과열됨으로써 스팀화되어 난방 또는 온수관내의 압력이 증가되는 것을 방지할 수 있는 전기 보일러용 히터 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 축열용량을 증대시켜 지속적으로 난방 또는 온수를 위한 물을 가열할 수 있으며, 히터와 가열튜브의 고정에 따른 지지력을 향상시킬 수 있는 전기보일러용 히터 조립체를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전기보일러용 히터조립체는

소정의 형상으로 밴딩되며 난방 또는 온수의 가열을 가열코일부와, 상기 가열코일부의 외주면과 접촉될 수 있도록 설치되는 전열히터들과, 상기 가열코일부와 전열히터를 감싸 고정하며 금속재로 이루어진 축열하우징과, 상기 가열코일부와 연결되어 가열하기 위한 물을 공급하기 위한 공급관과, 상기 가열코일부와 연결되어 전열히터에 의해 가열된 물을 배출하기 위한 배출관과, 상기 배출관에 설치되어 가열된 물의 온도를 측정하기 위한 것으로, 배출관에 설치되어 유출관을 연결하는 고정부재와, 상기 고정부재에 지지되며 배출관으로부터 유출관으로 배출되는 물의 온도를 측정하기 위한 온도검출센서를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 가열코일부는 축열하우징의 내부에 매립되는 것으로, 금속관이 종장형의 내부공간을 가질 수 있도록 나선궤적을 따라 밴딩되는 가열부를 구비하고, 상기 전열히터는 상기 종장형의 내부공간에 삽입되어 전열히터의 양측면이 가열부를 이루는 금속관들에 접촉되며, 단자가 상기 축열하우징의 외부로 노출된다.

본 발명에 따른 전기 보일러용 히터 조립체는 가열된 물의 온도를 정확하게 측정할 수 있으므로 전열히터의 제어가 용이하고, 난방 또는 온수를 위한 난방수가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 또는 본 발명의 물의 온도를 측정을 위한 온도측성센서의 설치와 이의 유지보수가 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 전기 보일러용 히터조립체의 일부절제 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 전기 보일러용 히터조립체의 가열코일부를 발췌하여 도시한 사시도,
도 3는 도 1에 도시된 가열코일부의 다른 실시예를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 온도검출센서의 설치된 상태를 나타내 보인 단면도,
도 5는 온도검출센서가 설치된 상태의 다른 실시예를 나타내 보인 사시도.

본 발명에 따른 전기 보일러용 히터조립체의 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전기 보일러용 히터조립체(10)는 전기 보일러에 장착되어 난방수 또는 온수를 가열하는 것으로, 소정의 형상으로 밴딩되며 난방 또는 온수의 가열을 가열코일부(20)와 상기 가열코일부의 외주면과 접촉될 수 있도록 설치되는 전열히터(30)들과, 상기 가열코일부(20)와 전열히터(30)를 감싸 고정하며 금속재로 이루어진 축열하우징(40)를 구비한다.

상기 가열코일부(20)는 상기 축열하우징(40)의 내부에 매립되는 것으로, 금속관 즉, 알루미늄 또는 동, 동합금 등으로 이루어진 금속관(21)이 전열히터(30)가 장착되는 내부공간을 가질 수 있도록 코일링(밴딩)되어 가열부(22)를 구성한다. 상기 가열부(22)는 도 2에 도시된 바와 같이 판상으로 밴딩되어 상호 소정간격 이격된 상태로 평행하게 유지될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 대응되는 면이 평행한 형상으로 밴딩되어 이루어질 있다. 이때에 상기 대응되는 평행한 관들의 사이의 폭(W)은 실질적으로 전열히터(30)의 외경과 실질적으로 동일하게 형성함이 바람직하다.

가열부(22)를 형성하는 금속관의 일측은 축열하우징(40)으로부터 돌출되어 공급관(23)을 이루고, 금속관의 타측은 축열하우징(40)으로부터 돌출되어 배출관(24)을 이룬다. 그리고 상기 공급관(24)에는 난방 또는 온수를 위한 물을 공급하는 공급펌프(50)가 설치된다.

상기 전열히터(30)는 상기 가열부(22)의 내부공간에 설치되는데, 상기 가열부(22)와의 접촉면적을 상대적으로 크게 하기 위하여 파형으로 밴딩되어 이루어진다. 상기 전열히터는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 가열부와의 접촉을 위하여 다양한 형태로 밴딩되어 이루어질 수 있다. 상기 전열히터(30)는 복수개가 설치될 수 있는데, 각 전열히터의 양단자들은 전원의 공급을 위하여 축열하우징(40)의 외주면의 일측 방향으로 돌출 될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 가열부(22)가 매립되는 축열하우징(40)은 알루미늄으로 이루어진다. 축열하우징(40)은 알루미늄 다이케스팅에 의해 제조될 수 있다. 그리고 상기 축열하우징(40)은 가능한 한 판상으로 제조함이 바람직하다.

한편, 상기 배출관(24)에는 가열된 물의 온도를 측정하기 위한 온도검출센서유닛(60)이 설치된다. 상기 온도검출센서유닛(60)은 배출관(24)의 단부에 고정부재(61)가 형성되고, 이 고정부재(61)에는 상기 배출관(24)과 직각 방향으로 연결통로(62)가 형성되고, 상기 고정부재(61)에는 상기 연결통로(62)와 연통되도록 유출관(63)이 설치된다. 그리고 상기 고정부재(61)에는 상기 배출관(24)을 통하여 유출관(63)으로 배출되는 난방수의 온도를 검출할 수 있는 온도검출센서(65)가 설치되는데, 이 온도검출센서(65)는 고정부재(61)가 결합되는 지지캡(64)에 의해 지지지되고, 상기 연결통로(62)를 통하여 유출관(64)의 내부로 연장설치 된다. 상기 온도검출센서(65)는 봉상으로 이루어질 수 있다. 이 온도검출센서(65)는 통상적인 서모커플로 이루어질 수 있다.

한편, 봉상으로 이루어진 온도검출센서(65)의 외주면에는 도 5에 도시된 바와 같이 외주면에 와류발생부(70)를 설치하여 가열된 나방수와의 접촉력을 높일 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 와류발생부(70)는 온도검출센서(65)의 외주면에 나선형의 돌기를 형성하거나 길이 방향으로 설치되는 박판으로 이루어질 수 있다. 상기 돌기와 박판은 상대적으로 열전달율이 높은 금속으로 이루어질 수 있다.

그러나 이에 한정되지 않고, 상기 온도검출센서(65)에 온도를 충분히 전달할 수 있는 구조이면 가능하다. 상기 온도검출센서(65)로부터 검출되는 온도정보는 전기보일러를 제어하는 제어용 및 가열코일부(20)의 전열히터(30)의 전원공급을 제어하기 위한 제어부에 제공되어 전열히터(30)가 제어된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전기 보일러용 히터 조립체는 난방수를 가열하여 난방하기 위하여 가열코일부(20)의 전열히터(30)에 전원을 공급함과 아울러는 상기 공급관(23)에 설치된 펌프(50)가 구동됨에 따라 상기 공급관(23)으로 가열을 위한 난방수가 공급된다.

따라서 상기 축열하우징(40)의 내부에 설치된 전열히터(30)가 발열되게 되고, 전열히터(30)으로부터 발생된 열에 의해 상기 금속관(21) 및 이의 내부를 통과하는 난방수가 가열되게 된다. 이러한 과정에서 상기 축열하우징(40)은 전열이터로 바터 발생된 된 열에 의해 축열된다.

그리고 상기 공급관(23)을 통하여 공급된 난방수는 상기 가열부(22)를 이루는 금속관(21)을 통과하면서 가열된 후, 배출관(24)과 유출관(63)을 통하여 도면에는 도시되어 있지 않으나 난방 또는 온수배출관으로 배출된다. 이 과정에서 상기 배출관(23)과 유출관(63)을 연결하는 고정부재(61)에는 온도검출센서(65)가 설치되어 있으므로 가열된 난방수의 온도 즉, 배출되는 온수 또는 난방을 위한 난방수의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.

이와 같이 측정된 난방수의 온도에 근거하여 전열히터(30)를 제어하게 되므로 난방수의 온도제어가 정확하게 이루어질 수 있으며 종래와 같이 가열코일부(20)의 가열부에 설치됨으로써 과잉 가열되어 증기화되거나 내부의 압력이 높아짐으로써 발생되는 문제점을 근본적으로 방지할 수 있다.

특히, 상기 온도검출센서(65)의 외주면에는 와류발생부(70)가 형성되어 있으므로 난방수와 온도검출센서(65)와의 열전달 효율을 향상시켜 온도검출에 따른 신뢰성을 높일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전기 보일러용 히터 조립체는 전열히터에 의해 가열되는 난방수의 온도제어가 정확하게 이루어질 수 있으므로 전기보일러의 가동 시 난방수의 과열에 따른 트러블을 근본적으로 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 소정의 형상으로 밴딩되며 난방 또는 온수의 가열을 가열코일부와, 상기 가열코일부의 외주면과 접촉될 수 있도록 설치되는 전열히터들과, 상기 가열코일부와 전열히터를 감싸 고정하며 금속재로 이루어진 축열하우징과, 상기 가열코일부와 연결되어 가열하기 위한 물을 공급하기 위한 공급관과, 상기 가열코일부와 연결되어 전열히터에 의해 가열된 물을 배출하기 위한 배출관과, 상기 배출관에 설치되어 가열된 물의 온도를 측정하기 위한 것으로, 배출관에 설치되어 유출관을 연결하는 고정부재와, 상기 고정부재에 지지되며 배출관으로부터 유출관으로 배출되는 물의 온도를 측정하기 위한 온도검출센서를 구비하여 된 것을 특징으로 전기보일러용 히터조립체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가열코일부는 축열하우징의 내부에 매립되는 것으로, 금속관이 종장형의 내부공간을 가질 수 있도록 나선궤적을 따라 밴딩되는 가열부를 구비하고, 상기 전열히터는 상기 종장형의 내부공간에 삽입되어 전열히터의 양측면이 가열부를 이루는 금속관들에 접촉되며, 단자가 상기 축열하우징의 외부로 노출된 것을 특징으로 하는 전기보일러용 히터조립체.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 온도검출센서의 외주면에는 와류발생부가 형성된 것을 특징으로 하는 전기 보일러용 히터 조립체.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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