KR100355899B1

KR100355899B1 - 난방용 온수보일러

Info

Publication number: KR100355899B1
Application number: KR1020000029530A
Authority: KR
Inventors: 김현진
Original assignee: 김현진
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-05-31
Publication date: 2002-10-12
Also published as: KR20000054288A

Abstract

본 발명은 난방용 온수보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소실을 유동하는 열기에 의하여 온수탱크의 내부에서 소정의 온도로 가열된 온수를 연소실 내부에 설치된 2차 자켓에 주입하여 재차 가열할 수 있도록 하므로서, 빠른 시간내에 목표로 하는 온도까지 온수를 가열할 수 있도록 하여, 보일러의 열효율을 증대시킴과 동시에 온수의 가열에 사용되는 연료의 낭비를 방지하고, 하나의 온수보일러로 저온수와 고온수를 동시에 이용할 수 있도록 한 난방용 온수보일러에 관한 것이다.

본 발명에 의한 난방용 온수보일러는, 온수가 내부에 저장되는 온수탱크(11)의 상측에는 온수탱크(11) 내부의 압력조절을 위한 증기 배출관(14)과 팽창관(13)이 설치되고, 온수탱크(11)의 일측에는 온수탱크(11)의 외부로 배출된 온수를 회수하는 회수관(15)이 설치되며, 온수탱크(11)의 내부에는 가열관(31)을 구비하는 연소실(30)이 설치되고, 연소실(30)에는 가열버너가 연결되는 버너 연결관(32)과, 연소실(30) 내부의 압력조절을 위한 압력조절밸브(33)와, 연소실(30) 내부의 분진을 배출하기 위한 집진기 설치구(34)가 온수탱크(11)의 측벽을 관통하여 연소실(30)에 설치된 것에 있어서, 상기 온수탱크(11)의 내부에는 연소실(30)의 외부 양측에 형성되는 한 쌍의 케이스(21,22)와, 연소실(30)을 관통하여 각각의 케이스(21,22)를 연결하는 다수의 가열관(23)으로 이루어지는 2차 자켓(20)이 설치되며, 상기 2차 자켓(20)의 일측에 형성된 케이스(21)에는 온수탱크(11)에 저장된 온수를케이스(21)의 내부로 유입시키기 위한 온수 유입관(21a)과, 유입된 온수를 가열관(23)을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 격벽(21b)이 형성되고, 상기 2차 자켓(20)의 타측에 형성된 케이스(22)에는 유입된 온수를 가열관(23)을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 격벽(22b)과, 가열된 온수를 온수탱크(11)의 외부로 배출하기 위한 고온급수관(22a)이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

난방용 온수보일러{A hot water boiler for heating}

본 발명은 난방용 온수보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소실을유동하는 열기에 의하여 온수탱크의 내부에서 소정의 온도로 가열된 온수를 연소실 내부에 설치된 2차 자켓에 주입하여 재차 가열할 수 있도록 하므로서, 빠른 시간내에 목표로 하는 온도까지 온수를 가열할 수 있도록 하여, 보일러의 열효율을 증대시킴과 동시에 온수의 가열에 사용되는 연료의 낭비를 방지하고, 하나의 온수보일러로 저온수와 고온수를 동시에 이용할 수 있도록 한 난방용 온수보일러에 관한 것이다.

일반적으로 양식장이나 농작물 재배 하우스 등에 사용되는 난방용 온수보일러는 온수가 저장되는 온수탱크의 내부에 연소실을 내통의 형태로 설치하여, 가열버너와 같은 가열수단으로부터 발생하는 열기나, 기타 여러 가지의 연료를 연소시켜 발생하는 열기를 연소실의 내부로 주입시키므로서, 온수탱크의 내부에 저장된 온수를 85 ~ 95℃에 해당하는 온도까지 가열하여, 가열된 온수를 온수탱크로부터 배출시켜 난방에 사용하게 하고, 난방에 사용된 온수는 다시 온수탱크로 회수하여 재차 가열하여 사용하도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 난방용 온수보일러는 온수탱크에 최초 상온의 물이 저장된 상태에서, 연소실에 주입된 열기에 의하여 온수탱크에 저장된 비교적 많은 양의 온수 전체를 85 ~ 95℃에 해당하는 온도까지 가열시켜야 하기 때문에, 온수의 가열에 많은 시간과 연료가 낭비되는 문제점이 있었으며, 가열된 온수를 저온난방에 사용하고자 할 경우에는 고온의 온수를 별도로 냉각시키는 장치를 부가적으로 설치하거나, 온수보일러를 2 대 설치하여 각각의 온수보일러마다 다른 온도로 온수를 가열하여 사용하므로서, 사용자가 매우 큰 경제적인 부담을 지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 보일러의 열효율을 높이고, 비교적 빠른 시간내에 온수를 고온으로 가열하기 위하여, 온수탱크에 저장된 온수가 연소실의 외측면에 접촉하는 표면적이 크게 되도록 연소실의 형태를 개선한 것도 있으나, 이 또한 마찬가지로 연소실에 주입된 열기에 의하여 온수 전체를 가열하여야 하므로서, 전체적인 열효율을 다소 증가시킬 수는 있으나, 온수의 가열에 소요되는 시간과 연료의 낭비를 크게 해소할 수 없는 문제점이 있었다.

특히, 양식장이나 농작물 재배 하우스 등에 사용되는 일반적인 난방용 온수보일러는 보일러의 전체 표면적이 약 32 m²정도가 되는 데, 겨울과 같이 외부의 온도가 약 10℃ 정도로 낮을 경우에는 보일러 외부의 온도와, 85 ~ 95℃에 해당하는 보일러 내부의 온수 온도와의 온도차이로 인하여 보일러의 표면으로부터 외부로 방출되는 열손실이 매우 크게 되므로서, 보일러의 열효율을 더욱 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 연소실을 유동하는 열기에 의하여 온수탱크의 내부에서 소정의 온도로 가열된 온수를 연소실 내부에 설치된 2차 자켓에 주입하여 재차 가열할 수 있도록 하므로서, 빠른 시간내에 목표로 하는 온도까지 온수를 가열할 수 있도록 하여, 보일러의 열효율을 증대시킴과 동시에 온수의 가열에 사용되는 연료의 낭비를 방지하고, 하나의 온수보일러로 저온수와 고온수를 동시에 이용할 수 있도록 하는 것을 본 발명의 기술적 과제로한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 난방용 온수보일러는, 온수가 저장되는 온수탱크 내부의 연소실 양측에 형성되는 한 쌍의 케이스와, 연소실을 관통하여 각각의 케이스를 연결하는 다수의 가열관으로 이루어지는 2차 자켓이 온수 탱크의 내부에 설치되며, 상기 2차 자켓의 일측에 형성된 케이스에는 온수탱크에 저장된 온수를 케이스의 내부로 유입시키기 위한 온수 유입관과, 유입된 온수를 가열관을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 격벽이 형성되고, 상기 2차 자켓의 타측에 형성된 케이스에는 유입된 온수를 가열관을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 격벽과, 가열된 온수를 온수탱크의 외부로 배출하기 위한 고온급수관이 형성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 난방용 온수보일러를 도시하는 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 난방용 온수보일러를 도시하는 정단면도.

도 3은 본 발명에 의한 난방용 온수보일러를 도시하는 측단면도.

도 4는 본 발명에 의한 난방용 온수보일러에 사용되는 2차 자켓을 도시하는 부분 단면사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 온수보일러 11 : 온수탱크 12 : 프레임

13 : 팽창관 14 : 증기 배출관 15 : 회수관

20 : 2차 자켓 21,22 : 케이스 21a : 온수 유입관

21b,22b : 격벽 22a : 고온급수관 23 : 가열관

30 : 연소실 31 : 가열관 32 : 버너 연결관

33 : 압력조절밸브 34 : 집진기 설치구 35 : 개폐도어

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 난방용 온수보일러를 도시하는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 난방용 온수보일러를 도시하는 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 난방용 온수보일러를 도시하는 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 난방용 온수보일러에 사용되는 2차 자켓을 도시하는 부분 단면사시도이며, 도면중 미설명 부호 16,17 및 18은 온도 및 압력센서 등을 연결하기 위한 소켓을 나타내는 것이다.

본 발명에 의한 난방용 온수보일러의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 온수가 내부에 저장되는 온수탱크(11)의 상측에는 온수탱크(11) 내부의 압력조절을 위한 증기 배출관(14)과 팽창관(13)이 설치되고, 온수탱크(11)의 일측에는 온수탱크(11)의 외부로 배출된 온수를 온수탱크(11)의 내부로 회수하는 회수관(15)이 설치되며, 온수탱크(11)의 하측에는 온수탱크(11)를 지지하기 위한 한 쌍의 프레임(12)이 설치된다.

그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 온수탱크(11)의 내부에는 온수가 내부로 유동하는 가열관(31)을 구비하는 연소실(30)이 설치되고, 연소실(30)에는 도면에 도시되지 않은 가열버너가 연결되는 버너 연결관(32)과, 연소실(30)의 계폐도어(35) 및 연소실(30) 내부의 압력조절을 위한 압력조절밸브(33)가 온수탱크(11)의 양측벽을 관통하여 연소실(30)과 일체로 설치되며, 연소실(30) 내부의 분진을 배출하기 위하여 도면에 도시되지 않은 연통 등이 설치되는 집진기 설치구(34)가 온수탱크(11)의 상측벽을 관통하여 연소실(30)과 일체로 설치된다.

그리고, 상기 온수탱크(11)의 내부에는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 연소실(30)의 외부 양측에서 직육면체 형태로 형성되는 한 쌍의 케이스(21,22)와, 연소실(30)을 관통하여 각각의 케이스(21,22)를 연결하는 다수의 가열관(23)으로 이루어지는 2차 자켓(20)이 설치된다.

상기한 2차 자켓(20)의 가열관(23)은 케이스(21,22)의 측면을 따라 상,중,하의 3단으로 구성되며, 중앙부에 형성된 가열관(23)은 연소실(30) 내부의 열기가 2차 자켓(20)의 가열관(23) 주위를 유동하는 시간을 길게 하기 위하여, 각각의 가열관(23)이 연도의 역할을 하도록 서로 밀착되어 형성되며, 상단와 하단에 형성된 가열관(23)은 중앙부에 형성된 가열관(23)보다 각각의 가열관(23)의 배열폭이 넓게형성된다.

그리고, 상기 2차 자켓(20)의 일측에 형성된 케이스(21)에는 온수탱크(11)에 저장된 온수를 케이스(21)의 내부로 유입시키기 위한 온수 유입관(21a)이 케이스(21)의 상측면을 관통하여 케이스(21)의 내부로 연장형성되며, 온수 유입관(21a)을 통하여 유입된 온수를 상,중,하의 3단으로 배열된 가열관(23)을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 2개의 격벽(21b)이 케이스(21)의 내부에 형성된다.

그리고, 상기 2차 자켓(20)의 타측에 형성된 케이스(22)의 내부에는 유입된 온수를 상,중,하의 3단으로 배열된 가열관(23)을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 2개의 격벽(22b)이 형성되고, 케이스(22)의 일측 상면에는 가열관(23)을 유동하여 가열된 온수를 온수탱크(11)의 외부로 배출하기 위한 고온급수관(22a)이 온수탱크(11)의 측벽을 관통하여 케이스(22)에 연결된 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 난방용 온수보일러의 설치 및 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연소실(30)에 설치된 버너 연결관(32)에 도면에 도시되지 않은 가열버너를 연결하고, 온수를 공급하여 난방을 하고자 장소에 설치된 배관을 온수탱크(11)의 외부로 노출되는 고온급수관(22a)과 회수관(15)에 연결하며, 집진기 설치구(34)에 연소실(30) 내부의 분진을 배출시키기 위한 연통 등을 연결하게 되면, 본 발명에 의한 난방용 온수보일러(10)의 사용을 위한 전체적인 설치가 완료된다.

상기의 상태에서 가열버너를 작동시켜, 가열버너에서 발생하는 열기를 연소실(30)의 내부로 주입시키게 되면, 열기가 연소실(30)의 내부와, 연소실(30)에 형성된 가열관(31) 및 2차 자켓(20)에 형성된 가열관(23)의 주위를 유동하면서 온수탱크(11)와 2차 자켓(20)의 내부에 저장된 온수를 가열시키게 되며, 가열버너의 작동과정에서 발생한 분진은 집진기 설치구(34)와 연통을 통하여 온수탱크(11)의 외부로 배출되고, 가열버너의 작동에 의하여 연소실(30)의 내부압력이 일정 압력 이상으로 상승되면, 닫혀있던 압력조절밸브(33)가 개방되어 연소실(30)의 압력을 일정하게 유지시키게 된다.

상기와 같이 연소실(30) 내부를 유동하는 열기에 의하여 온수탱크(11)에 저장된 온수가 약 50 ~ 60℃의 온도까지 가열되면, 온수유입관(21a)을 통하여 2차 자켓(20)의 내부에 저장되어 있던 온수는 그 저장된 양이 비교적 적기 때문에 온수탱크(11)의 내부에서 약 50 ~ 60℃의 온도까지 가열된 온수(이하, "1차 온수"라 한다)보가 더 높은 온도인 85 ~ 95℃의 온도까지 가열된 온수(이하, "2차 온수"라 한다)가 된다.

상기의 상태에서, 난방을 하고자 장소에 설치된 배관과 연결된 고온급수관(22a)을 개방하게 되면, 2차 자켓(20)의 내부에 저장되어 있던 2차 온수가 배관을 통하여 난방을 하고자 하는 장소로 공급됨과 동시에 온수 유입관(21a)을 통하여 1차 온수가 2차 자켓(20)의 내부로 유입되며, 1차 온수가 2차 자켓(20)으로 유입되는 과정에서 발생하는 온수탱크(11)의 내부압력 변화는 증기 배출관(14)과 팽창관(13)에 의하여 해소되어, 압력의 변화로 인한 온수탱크(11)의 찌그러짐이 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 1차 온수가 온수유입관(21a)을 통하여 2차 자켓(20)의 일측에 형성된 케이스(21)의 내부로 유입되면, 1차 온수는 각각의 케이스(21,22)에 형성된 2 개의 격벽에 의하여 하단에 형성된 가열관(23)으로부터 중앙부에 형성된 가열관(23)과 상단에 형성된 가열관(23)을 순차적으로 유동하면서, 각각의 케이스(21,22) 사이를 지그재그의 형태로 왕복하는 형식으로 순환하게 됨과 동시에 연소실(30) 내부의 열기에 의하여 50 ~ 60℃로 가열된 1차 온수가 85 ~ 95℃의 고온으로 가열된 2차 온수로 되어, 2차 자켓(20)의 타측에 형성된 케이스(22)의 고온급수관(22a)을 통하여 온수탱크(11)의 외부로 빠져 나오게 되며, 고온급수관(22a)에 연결된 배관을 통하여 난방을 하고자 장소로 공급된 후, 회수관(15)을 통하여 다시 온수탱크(11)의 내부로 회수되어, 1차 온수로 재가열되는 작용관계로 이루어진다.

상기와 같이 온수탱크(11)의 내부에서 약 50 ~ 60℃의 온도까지 가열된 1차 온수를 난방에 실질적으로 필요한 양만큼만 2차 자켓(20)의 내부로 유동시켜 재차 가열하므로서, 실질적인 난방에 사용되는 2차 온수를 목표온도까지 빠르게 가열할 수 있게 되어, 온수보일러(10)의 열효율을 크게 증가시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 2차 온수의 가열에 소요되는 연료의 낭비 또한 방지할 수 있게 된다.

특히, 겨울과 같이 외부의 온도가 약 10℃ 정도로 낮게 되는 경우라도, 온수보일러(10) 외부의 온도와, 온수보일러(10) 내부에 저장된 50 ~ 60℃의 1차 온수와의 온도 차이가 크지 않기 때문에, 온수보일러(10)의 표면으로부터 외부로 방출되는 열손실이 적게 될 뿐만 아니라, 2차 자켓(20)의 내부에 저장된 2차 온수는 1차 온수에 의하여 외부의 낮은 온도와 직접적으로 접촉하지 않게 되어, 실질적으로 난방에 사용되는 2차 온수의 온도가 온수보일러(10)의 외부로 방출되어 발생하는 열손실이 생기지 않게 되므로서, 온수보일러(10)의 열효율은 더욱 증대된다.

그리고, 온수탱크(11)에 별도의 배출관(19)과 회수관(19a)을 형성하여, 온수탱크(11)의 내부에 저장되어 있는 1차 온수를 저온난방이 필요한 장소로 공급하게 되면, 저온 난방이 필요한 장소로 공급된 1차 온수가 냉각된 상태로 다시 온수탱크(11)의 내부로 회수되고, 고온의 2차 온수 또한 냉각된 상태로 다시 온수탱크(11)로 회수되므로서, 연소실(30) 내부를 유동하는 열기에 의하여 온수탱크(11) 내부의 1차 온수의 온도가 급격히 상승하지 않게 되므로, 하나의 온수보일러(10)만으로도 저온난방과 고온난방을 동시에 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 난방용 온수보일러는, 연소실을 유동하는 열기에 의하여 온수탱크의 내부에서 소정의 온도로 가열된 1차 온수를 난방에 실질적으로 필요한 양만큼만 2차 자켓의 내부로 유동시켜 재차 가열하므로서, 실질적으로 난방에 사용되는 2차 온수를 목표온도까지 빠르게 가열할 수 있게 되어, 온수보일러의 열효율을 크게 증가시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 온수의 가열에 소요되는 연료의 낭비 또한 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 온수탱크에 별도의 배출관과 회수관을 형성하여, 온수탱크의 내부에 저장되어 있는 1차 온수를 저온난방이 필요한 장소로 공급하면 되므로, 하나의 온수보일러만으로도 저온난방과 고온난방을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

온수가 내부에 저장되는 온수탱크(11)의 상측에는 온수탱크(11) 내부의 압력조절을 위한 증기 배출관(14)과 팽창관(13)이 설치되고, 온수탱크(11)의 일측에는 온수탱크(11)의 외부로 배출된 온수를 회수하는 회수관(15)이 설치되며, 온수탱크(11)의 내부에는 가열관(31)을 구비하는 연소실(30)이 설치되고, 연소실(30)에는 가열버너가 연결되는 버너 연결관(32)과, 연소실(30) 내부의 압력조절을 위한 압력조절밸브(33)와, 연소실(30) 내부의 분진을 배출하기 위한 집진기 설치구(34)가 온수탱크(11)의 측벽을 관통하여 연소실(30)에 설치된 것에 있어서,

상기 온수탱크(11)의 내부에는 연소실(30)의 외부 양측에 형성되는 한 쌍의 케이스(21,22)와, 연소실(30)을 관통하여 각각의 케이스(21,22)를 연결하는 다수의 가열관(23)으로 이루어지는 2차 자켓(20)이 설치되며,

상기 2차 자켓(20)의 일측에 형성된 케이스(21)에는 온수탱크(11)에 저장된 온수를 케이스(21)의 내부로 유입시키기 위한 온수 유입관(21a)과, 유입된 온수를 가열관(23)을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 격벽(21b)이 형성되고,

상기 2차 자켓(20)의 타측에 형성된 케이스(22)에는 유입된 온수를 가열관(23)을 통하여 지그재그 형태로 유동시키기 위한 격벽(22b)과, 가열된 온수를 온수탱크(11)의 외부로 배출하기 위한 고온급수관(22a)이 형성된 것을 특징으로 하는 난방용 온수 보일러.