KR100430962B1 - 기름 및 목재 겸용 온수 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면 목재연소로부터 기름연소로 자동적으로 전환될 수 있는 기름 및 목재겸용 온수 보일러가 제공된다. 본 발명의 보일러는 기름연소실과 목재연소실이 하나로 통합됨으로써 크기가 작고 제작비용 및 설치비용이 저렴하다.

본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러는, 사용자가 원하는 실내온도를 설정하여 두었을 때에는 가열된 실내온도가 설정된 실내온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과하며 또한 실내로 순환되는 난방수의 온도가 미리 설정된 난방수 온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과할 때에 난방수 순환펌프의 작동을 정지시키고, 사용자가 원하는 목재연소시간을 설정하여 두었을 때에는 설정된 목재연소시간이 경과한 후에 실내로 순환되는 난방수의 온도가 미리 설정된 난방수온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과할 때에 난방수 순환펌프의 작동을 정지시킨다. 난방수 순환펌프의 작동이 정지된 이후에 예정된 시간이 경과하면 자동적으로 목재연소로부터 기름연소로 전환되도록 구성되어 있다.

Description

기름 및 목재 겸용 온수 보일러 {Boiler Using Kerosene and/or Wood as Fuel}

본 발명은 보일러의 연료로서 기름과 목재를 겸용할 수 있는 온수 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기름연소실과 목재연소실을 일체로 구성하여 하나의 연소실에서 기름과 목재를 동시에 사용할 수 있도록 되어 있는 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에 관한 것이다.

기름과 목재를 겸용하여 난방 및 온수를 행할 수 있는 보일러는 이미 알려져 있다. 이러한 기름 및 목재 겸용 온수 보일러는, 기름값이 크게 인상되면서 땔나무를 쉽게 구할 수 있는 산간이나 농촌지역을 중심으로 인기를 얻고 있으며, 주간에는 목재연료를 보일러에 공급하면서 목재보일러로서 사용하고, 야간에 취침하면서 장시간 난방을 요할 때에는 기름을 연료로 사용하는 등의 방식으로 활용되고 있다.

기름 및 목재 겸용 온수 보일러에서 연료로서 기름을 사용할 때에는 통상의 기름 보일러에서와 마찬가지로 온도센서에 의해 난방수의 온도를 감지하여 버너의 화력을 제어하도록 되어 있고, 목재를 연료로 사용할 때에는 단지 목재의 투입량을 조절하여 난방수의 온도를 제어하도록 구성되어 있다.

그러나, 종래의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러는 기름 연소실과 목재 연소실을 분리하여 설치하였기 때문에 보일러의 크기가 너무 크게 되어 설치장소를 많이 차지하며, 또한 보일러의 가격 및 설치비가 비싸다는 결점이 있었다.

그리고, 종래에는 목재연료에 발화시키는 것이 자동으로 행하여지지 않았기 때문에 사용자가 수동으로 불을 붙여야만 하는 불편함과 위험이 있었고, 목재연료를 사용한 후 또는 기름연료를 사용한 후에 기름 또는 목재의 사용으로 전환하는 작업도 마찬가지로 수동으로 이루어졌기 때문에 매우 번거로웠다.

또한, 종래의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에서는 목재를 연소시킨 후에 목재 연소실에 쌓여진 재를 사람이 일일이 청소하여 주지 않으면 안되기 때문에 매우 불편하였을 뿐만 아니라, 목재연료를 자주 사용하게 되면 목재가 연소하면서 발생하는 찌꺼기로 인해 연관이 쉽게 막혀 보일러가 고장나는 원인이 되었고, 목재연소실의 벽면에도 찌꺼기가 끼기 때문에 물을 끓이는 보일러 통에 대한 전열 효과가 감소되는 원인으로 되어 왔다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 개선하기 위해서 안출된 것으로서, 사용자가 일일이 전환시키지 않더라도 목재연소로부터 기름연소로 자동적으로 전환될 수 있는 기름 및 목재겸용 온수 보일러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 연소실에 장입되어 있는 목재를 버너에 의해 자동으로 불을 붙일 수 있도록 한 기름 및 목재겸용 온수 보일러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기름 연소실과 목재 연소실을 하나로 함으로써 크기가 작고 따라서 제작비용 및 설치비용을 절감할 수 있는 기름 및 목재겸용 온수 보일러를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 목재가 연소하면서 발생되는 재를 곧바로 버너에 부착된 팬을 이용하여 연관을 통해 배출함으로써 사용자가 연소실을 청소할 필요가 없고 연관이 막히거나 연소실에 찌꺼기가 끼는 것을 방지할 수 있는 기름 및 목재겸용 온수 보일러를 제공하려는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러는, 목재가 발화된 후 목재를 지속적으로 연소시킴과 동시에 연소된 목재로부터 발생되는 재와 찌꺼기를 연관을 통해 배출시키기 위한 송풍팬이 내장되고 목재를 자동적으로 발화시키는 버너; 사용자가 원하는 난방수온도를 설정하는 온도조절스위치와, 사용자가 원하는 실내온도를 설정하는 실내온도스위치와, 목재연소시간을 설정하여 두었을 때에 목재의 실제 연소시간이 설정된 목재연소시간에 도달하였는가를 판단하고 목재가 충분히 연소되었을 때 송풍팬의 작동을 중지시키는 타이머와, 난방수 순환펌프의 작동이 정지된 이후에 예정된 시간이 경과하였을 때에 목재연소를 중지하고 기름연소를 개시시키는 자동버튼을 구비하는 자동제어장치; 및 난방수 온도감지센서를 구비한다. 자동제어장치는, 버너에 의해 가열되어 실내로 순환되는 난방수의 실제온도와 설정온도(즉, 사용자가 미리 설정하여 두었던 난방수 온도)를 비교하고 또한 사용자가 원하는 실내온도를 설정하여 두었을 때에는 실제의 실내온도와 설정된 실내온도를 비교함으로써, 실내로 순환되는 난방수의 실제온도가 설정된 난방수온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과하며 또한 실제의 실내온도가 설정된 실내온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과할 때에 난방수 순환펌프의 작동을 정지시키는 기능과; 사용자가 원하는 목재연소시간을 설정하여 두었을 때에는 설정된 목재연소시간이 경과한 후에 실내로 순환되는 난방수의 실제온도가 설정된 난방수온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과할 때에 난방수 순환펌프의 작동을 정지시키는 기능과; 목재가 충분히 연소되었을 때 송풍팬의 작동을 중지시키는 기능을 수행한다.

난방수 순환펌프의 작동이 정지된 이후에 예정된 시간이 경과하면 자동적으로 목재연소로부터 기름연소로 전환되는 것이다.

또한 전술한 바와 같이, 본 발명의 기름 및 목재겸용 온수 보일러에 있어서는 하나의 연소실에서 기름 및 목재를 연소시키도록 구성되어 있다.

도 1은 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러의 개략적인 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에 있어서 원하는 실내온도를 미리 설정한 상태에서 목재 연소에서 기름 연소로 전환되는 과정을 나타내는 순서도.

도 3은 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에 있어서 원하는 연소시간을 미리 설정한 상태에서 목재 연소에서 기름 연소로 전환되는 과정을 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러

2 : 몸체 4 : 장작투입용 외부뚜껑

6 : 장작투입용 내부뚜껑 10 : 폐가스관

12 : 연관 14 : 배기 연도 연결구

20 : 보일러통 30 : 온수용 파이프

40 : 난방수 온도감지센서 50 : 저수위 감지센서

60 : 버너 70 : 자동제어장치

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면과 함께 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 기름 및 목재 겸용 온수 보일러(1)(이하, "보일러"라고 약칭한다)의 개략적인 단면도로서, 도시된 바와 같이 보일러(1)의 몸체(2)의 상부에는 장작투입용 외부뚜껑(4)이 있고 그 내측으로는 다시 장작투입용 내부뚜껑 (6)이 위치하고 있다. 이와 같이 두 개의 뚜껑(4)(6)을 설치한 것은 몸체(2)의 내부에서 발생되는 열기가 밖으로 노출되는 것을 최소로 하여주기 위한 것이다.

그리고, 몸체(2)의 상부에는 폐가스관(10)이 몸체(2)의 내부와 통하도록 설치되어 있고, 폐가스관(10)에는 연관(12)이 연결되어 있다. 참조부호(14)는 배기 연도 연결구이다.

한편, 몸체(2)는 내측벽과 외측벽으로 이루어지며, 내측벽과 외측벽의 사이에는 공간이 존재하는데, 이 공간은 난방수를 모아 데우는 보일러통(20)으로서의 역할을 한다. 도시되어 있지는 아니하나, 난방수는 보일러통(20)의 외측벽에 설치되어 있는 난방수 출구로부터 출수되며, 난방을 마치고 차가워진 난방수는 난방수 환수구를 통해 보일러통(20)에 다시 입수되는데, 이러한 난방수의 순환은 난방수 순환펌프에 의해 행하여진다. 또한, 보일러통(20)의 외측벽에는 온수(즉, 난방수와는 별도로 욕실이나 주방에 공급되는 온수)를 출수하는 온수 출구 및 보일러통 (20)에 적정한 물을 담수하도록 조절하여 주는 급수구가 역시 설치되어 있다.

도시된 바와 같이 보일러통(20)의 내부에는 온수용 파이프(30)가 설치되어 있고, 이 온수용 파이프(30)에서 데워진 물은 상술한 온수 출구에 의해 실내로 출수된다.

보일러통(20)에는 보일러통(20)의 내부에서 데워지는 난방수의 온도를 감지하는 난방수 온도감지센서(40)가 설치되어 있으며, 또한 보일러통(20)의 저수위를 감지하는 저수위 감지센서(50)가 설치되어 있다. 몸체(2)의 하부에는 보일러통 (20)의 물을 데우거나 몸체(2)의 내부에 장입된 목재를 발화시키기 위한 버너(60)가 설치되어 있으며, 도 1에 있어서 점선의 밑부분(즉, 몸체(2)의 하부)은 목재 및 기름의 연소실이 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러(1)는 자동제어장치(70)에 의해 제어 및 조정된다. 즉, 난방수 온도감지센서(40), 저수위 감지센서(50), 버너(60), 착화감지센서(도시하지 않았음), 난방수 순환펌프(도시하지 않았음) 및 연료공급 밸브장치(도시하지 않았음)가 모두 자동제어장치(70)에 연결되어 있으므로, 자동제어장치(70)는 사용자가 최초에 설정하여 놓은 조건에 맞추어 보일러(1)의 전반적인 시스템을 제어하게 된다.

즉, 실내 온도가 일정하게 유지되도록 자동제어장치(70)를 설정하여 보일러 (1)를 작동시키거나 혹은 소정의 시간동안만 연료가 연소되도록 자동제어장치(70)를 설정하여 보일러(1)를 작동시킬 수 있는 것이며, 나아가 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러(1)에 있어서는 자동제어장치(70)의 작동에 의해 연료를 목재로부터 기름으로 자동적으로 전환시키도록 되어 있다.보일러(1)의 몸체(2)에 장착된 자동제어장치(70)에는 도시하지는 않았지만 전원의 공급여부를 표시하는 전원표시등, 버너가동여부를 표시하는 연소표시등, 난방수의 순환여부를 표시하는 순환표시등, 버너(60)의 불착화여부를 표시하는 불착화표시등, 보일러(1)의 과열여부를 표시하는 과열표시등, 보일러통(20)의 저수위의 적절성여부를 표시하는 저수위표시등, 최초 목재를 착화시키기 위한 버너(60)의 연소시간을 설정하는 초기가동스위치, 버너(60)의 재착화시간을 설정하는 재가동스위치, 목재연소에서 기름연소로 자동전환시키도록 시간을 설정하는 자동버튼, 보일러통(20)의 난방수온도를 설정하는 온도조절스위치, 실내온도를 설정하는 실내온도스위치, 그리고 목재가 완전히 소진된 후 공회전하는 팬의 작동시간을 설정하는 수동버튼으로 구성되는데, 여기서 수동버튼에 의해 설정되는 시간은 공회전하는 팬의 작동시간이며 자동버튼에 의해 설정되는 전환시간 즉, 목재연소에서 기름연소로 자동전환되는 시간과 동일하다.특히, 자동제어장치(70)의 시스템 내에는 보일러(1)의 시스템 내에서 이루어지는 모든 시간들을 체크하고, 제어하고, 명령하고, 입·출력하는 타이머(timer)가 설치되어 있는데, 이러한 역할을 수행하는 타이머는 종래의 기름보일러에 장착되는 자동제어장치의 타이머와 동일한 구조로 구성되어 있다.한편, 보일러(1)의 몸체(2)에 장착된 자동제어장치(70)와 연결되고 실내에서 보일러(1)를 제어할 수 있는 실내용 제어장치가 별도로 설치되는데, 실내용 제어장치도 도시하지는 않았지만 실내온도를 표시하는 실내온도표시기, 보일러통(20)의 난방수온도를 설정하는 온도조절스위치, 전원표시등, 목재연소를 설정하는 목재연소버튼, 기름전용연소를 선택하는 취침버튼 및 난방버튼, 온수용 급탕버튼, 보일러가동정지표시등, 점검표시등, 보일러작동표시등, 실내온도를 설정하는 실내온도스위치로 구성되어 있다.

도 2 및 도 3에는 이와 같은 자동제어장치(70)에서 이용되는 작동순서도가 도시되어 있다. 도 2는 일정한 실내온도가 유지되도록 자동제어장치(70)를 설정하여 놓았을 경우에 목재 연소를 기름 연소로 전환시키는 순서도이며, 도 3은 소정의 시간동안만 연료가 연소되도록 자동제어장치(70)를 설정하여 놓았을 경우에 목재 연소를 기름 연소로 전환시키는 순서도이다.

우선 도 2에 관하여 설명하면, 장작투입용 뚜껑(4)(6)을 열어서 몸체(2)의 내부로 목재를 장입하고 자동제어장치(70)의 전원 스위치를 켜서 보일러 시스템에 전원을 공급하면(단계 100), 보일러(1)의 몸체(2)에 장착된 자동제어장치(70)와 이와 연결된 실내용 제어장치에 전기가 흐르게 되는데, 이하에서는 보일러(1)의 몸체 (2)에 장착된 자동제어장치(70)와 실내에 설치된 제어장치를 아울러서 "자동제어장치"라고 칭하기로 한다.

자동제어장치(70)에 전원이 들어오면, 사용자는 우선 "온도조절스위치"를 이용하여 보일러통(20)에서 데워질 난방수의 온도를 설정하고(단계 101), 그 후 "실내온도스위치"를 이용하여 원하는 실내온도를 설정한다(단계 102). 여기서 실내온도는 난방이 되는 공간의 온도이고, 난방수 온도는 보일러통(20)에서 데워지는 물의 온도로서 난방수 온도는 실내온도보다 높게 설정된다. 예를 들어 실내온도를 25℃로 설정하고 난방수 온도를 75℃로 선택하면, 가열에 의해 출수되는 난방수는 75℃가 절대온도가 되며, 보일러(1)는 실내온도 25℃을 유지하기 위해서 75℃의 난방수를 지속적으로 순환시키게 된다. 또한, 난방수 온도 75℃는 물이 과열되는 것을 방지하는 한계온도로서의 역할도 행한다.

단계(102)에서 실내온도스위치에 의해 실내온도가 설정되면, 보일러(1)를 가동할 경우에 기름연료 전용으로 보일러(1)를 사용할 것인가를 선택하게 되는데(단계 103), 사용자가 "취침버튼" 혹은 "난방버튼"을 선택하게 되면 보일러(1)는 기름을 연소하면서 난방수를 가열하여 난방을 행하게 된다(단계 104). 참조부호(A)로 표시된 단계(104)는 종래의 통상적인 기름보일러에서 수행되는 난방단계와 동일하므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 단계(103)에서 기름연료만을 사용하는 것을 원하지 않을 경우에는 목재와 기름을 사용하는 과정으로 이동되는데, 이는 "목재연소버튼"을 선택함으로써 목재와 기름을 사용하는 과정이 수행된다(단계 105). 즉 최초에는 목재를 연소시켜서 난방을 행하다가 차후에 목재연소에서 기름연소로 전환하게 되는 것이다.

이와 같이 목재연소버튼을 선택함으로 인해 연료로서 목재 및 기름을 사용하는 과정이 선택되면, 버너(60)에 내장되어 있는 팬(fan)이 자동적으로 작동함과 동시에 "타이머"에 입력된 시간흐름에 따라 연료(기름)공급펌프가 작동되어서 연료(기름)를 버너(60)의 점화장치에 공급하며(단계 106), 팬과 연료공급펌프가 작동되면 버너점화장치가 작동되고(단계 107), 또한 연료공급 밸브장치가 작동(단계 108)함으로써 버너(60)가 착화된다.

자동제어장치(70)에 설치되어 있는 착화감지센서는 버너(60)가 확실히 착화되었는가를 확인하고(단계 109), 만약에 착화가 안되었을 경우에는 점화장치 및 연료공급밸브장치를 정지시킴과 아울러(단계 110), 버너(60)의 팬을 정지시키며(단계 111), 자동제어장치(70)에 부착되어 있는 "불착화표시등"을 점등시키고 경고음을 송출한다 (단계 112). 이때, 사용자는 경고음 및 불착화표시등에 의거하여 재점화 버튼을 눌러서 버너(60)를 다시 착화시키게 된다(단계 113). 특히, "재가동스위치"의 시간설정에 의해 자동으로 버너(60)를 재착화시키는 것도 가능한데, 설정시간은 버너(60)의 팬이 정지되는 시간을 말한다. 재가동스위치를 통해 팬의 정지시간을 설정하면, 정지된 팬은 설정시간만큼 정지된 후 그 설정시간이 완료되면 자동으로 버너(60)를 재착화시키는 것으로써 종래의 기름보일러에서 주로 사용되는 기술이다.

한편, 버너(60)가 정상적으로 착화되었을 경우에는 연소실에 장입되어 있는 목재를 발화시키는데, "초기가동스위치"에 의해 설정된 설정시간이 경과하면 버너(60)의 점화장치가 자동적으로 정지되며(단계 114), 점화장치가 정지된 후 다시 소정의 시간이 지나면 연료공급밸브장치의 작동도 자동적으로 정지되지만(단계 115), 버너(60)에 장착되어 있는 팬은 지속적으로 작동하여 목재연료에 공기를 주입하게 된다.

이와 같이 팬을 지속적으로 작동시키는 목적은, 발화에 의해 연소되는 목재에 공기를 주입시켜 연소를 촉진시키기 위한 것과, 목재가 연소하면서 발생되는 재를 곧바로 연관(12)을 통해 외부로 배출하기 위한 것과, 또한 연소실의 벽에 찌꺼기가 끼는 것을 방지하기 위한 것이다. 즉, 목재연료가 연소되면서 발생하는 재는 미세한 분말형태로 쌓이게 되는데, 이 재는 약한 바람에도 쉽게 분산되므로 팬에 의해 발생되는 바람과 함께 진행하여서 연기에 섞여 연관(12)을 거쳐 외부로 배출될 수 있다. 그리고, 연소실의 벽에 찌꺼기가 끼는 이유는 연기에 의한 것인데, 목재가 연소되는 도중에 팬에 의해 연기를 지속적으로 외부로 배출시킴으로써 연소실의 벽에 찌꺼기가 끼는 것을 최소화할 수 있다.

버너(60)에 의해 목재에 불이 붙으면 그 불에 의해 보일러통(20)에 저수되어 있는 물이 가열되며, 난방수의 온도가 단계(101)에서 설정된 온도에 근접한 온도까지 가열되면 난방수 온도감지센서(40)가 이를 감지하여 난방수 순환펌프를 작동시킴으로써 보일러통(20)에서 데워진 난방수를 순환시킨다. 상술하면, 보일러에는 난방수 온도와의 편차값가 미리 설정되어 있으며, 난방수의 온도가 단계(101)에서 설정된 온도보다만큼 낮은 온도로 되었을 때에 난방수 온도감지센서(40)가 이를 감지하여 난방수 순환펌프를 작동시키는 구조로 되어 있다. 예를 들어 보일러에 미리 설정된값이 5℃, 단계(101)에서 설정된 난방수의 온도가 75℃라고 하면, 난방수의 실제온도가 70℃가 되었을 때에 난방수가 순환되기 시작한다는 의미인 것으로서, 이는 난방수가 과열되는 것을 방지하기 위해서이다.

따라서, 단계(116)에서는 단계(101)에서 설정된 온도보다 낮은 온도의 난방수가 보일러통(20)으로부터 출수되어 난방을 위해 순환하게 되며, 난방수가 난방수 순환펌프에 의해서 순환되는 동안에도 버너(60)의 팬은 계속 작동되어 목재를 지속적으로 연소시킴으로써 보일러통(20)의 난방수를 가열한다.

상술한 바와 같이 단계(116)에서 난방수가 순환되는 도중에 팬이 작동되고 목재가 지속적으로 연소되어 난방수가 지속적으로 가열될 때에 난방수의 온도는 난방수 온도감지센서(40)에 의해 체크될 뿐만 아니라 실내온도도 공지된 별도의 실내온도 감지센서(도시생략)에 의해 체크되는데, 체크되는 실내온도는 "실내온도표시기"로 디스플레이된다(단계 117).

어느 정도 시간이 경과한 후에 난방수의 온도가 단계(101)에서 설정된 온도보다 높게 되거나 혹은 실내온도가 단계(102)에서 설정된 온도보다 높게 된 것이 단계(117)에서 난방수 온도감지센서(40)에 의해 확인되면, 과열방지를 위해 팬이 정지된다(단계 118). 따라서, 공기의 주입이 차단됨으로써 목재는 연소실에 남아 있던 공기에 의해 서서히 타면서 결국 꺼지게 된다.

단계(118)에서 팬이 정지되어 목재가 더 이상 연소되지 않으면 난방수의 온도가 점점 내려가게 되고, 난방수 온도감지센서(40)는 난방수의 온도 및 실내온도를 지속적으로 체크하며(단계 119), 실내온도가 단계(101)에서 설정된 실내온도보다 낮거나 난방수의 온도가 단계(102)에서 설정된 난방수온도보다 낮을 경우에는 단계(106)으로 이동되어 전술한 과정을 반복 수행하여 난방하게 되며, 낮지 않을 경우에는 난방수가 현재의 순환상태를 지속적으로 유지하게 된다.

한편, 난방수의 온도가 단계(101)에서 설정된 온도보다 낮거나 혹은 실내온도가 단계(102)에서 설정된 온도보다 낮은 것이 단계(117)에서 난방수 온도감지센서(40)에 의해 확인된 경우에는, 순환되는 난방수의 온도 또는 실내온도와 설정온도와의 차이값이 편차값 (보일러의 생산자가 미리 정하여놓은 값)보다 큰가의 여부를 난방수 온도감지센서(40)가 체크하며(단계 120), 설정된 난방수의 온도 또는 실내온도가 설정온도 -보다 높을 때에는 단계(116)으로 이동되어 난방수가 지속적으로 가열되면서 순환되며, 설정된 난방수의 온도 또는 실내온도가 설정온도 -보다 낮을 때에는 난방수 순환펌프가 정지된다(단계 121).

즉, 설정된 난방수의 온도가 75℃이고 설정된 실내온도가 30℃이며, 생산자가 설정한 난방수의 편차값가 10℃, 실내온도의 편차값가 5℃라고 가정할 때, 단계(117)에서 난방수의 온도가 73℃, 실내온도가 28℃로 저하되었을 경우에는 각각의 온도가 설정온도 -보다 높기 때문에 단계(120)으로부터 단계(116)으로 이동된다.

그러나, 전술한 예에서 난방수의 온도가 65℃, 실내온도가 28℃로 저하되었을 때에는 실내온도는 설정온도 -보다 높더라도 난방수의 온도가 설정온도 -보다 낮기 때문에 단계(120)으로부터 단계(121)로 이동하게 된다. 난방수의 온도 및 실내온도가 모두 설정온도 -보다 낮게 되었을 때에도 마찬가지로 단계(121)로 이동된다.

단계(121)에서 난방수 순환펌프의 작동이 정지되면, 난방수 순환펌프의 작동이 정지된 이후에 타이머는 얼마만큼의 시간이 경과하였는가를 체크하고(단계 122), "자동버튼"에 의해 미리 정하여둔 소정의 시간이 경과한 후에는 자동적으로 목재난방으로부터 기름난방으로 전환(단계 130)되도록 되어 있다. 단계(130) 이후의 과정은 단계(104) 이후의 기름난방과정과 동일하기 때문에 더 이상의 기술을 생략한다.

한편, 도 3은 자동제어장치에서 설정온도 대신 연소시간을 선택한 경우에 목재연소에서 기름연소로 전환되는 과정을 도시한 순서도로서, 자동제어장치의 전원스위치에 의해 전원을 공급하고(단계 200), 온도조절스위치를 통해 난방수의 온도를 설정하고(단계 201), 그 후 실내온도스위치를 이용하여 원하는 실내온도를 설정한다(단계 202).

한편, 자동제어장치의 타이머에는 "연소시간"과 "연소주기시간"이 생산자에 의해 미리 설정되어 있는데, 연소시간설정스위치 및 연소주기시간설정스위치를 자동제어장치에 설치하여 사용자에 의해 임의로 설정되도록 하는 것도 가능하다. 여기서 연소시간은 보일러통(20)의 물을 끓이기 위해 연료를 실제로 연소시키는 시간을 의미하며, 연소주기시간은 연료가 점화된 후에 그 연료의 연소가 정지되었다가 다시 연소가 시작되는 시간주기를 의미한다. 예를 들어, 연소시간을 20분으로 설정하고 연소주기시간을 45분으로 설정하면, 보일러통(20)의 물을 가열하기 위해서 기름 또는 목재를 연소시키다가 연소가 시작된지 20분이 되면 연소가 정지되며, 연소정지시간이 25분 경과되었을 경우에 다시 20분간 연료를 연소하는 과정을 반복하게 된다.

단계(202)에서 실내온도가 설정되면, 보일러를 기름전용으로 사용할 것인가의 여부를 묻게 되고(단계 203), 취침버튼 혹은 난방버튼에 의해 기름전용으로 사용할 것을 선택하면 기름연소에 의해 난방을 행하는 단계로 이동된다(단계 204). 참조부호(B)로 표시된 단계(204) 이후의 과정은 도 2에서의 단계(104) 이후, 즉 통상적인 기름 보일러에서의 난방과정과 동일하다.

단계(203)에서 보일러를 기름전용으로 사용할 것을 선택하지 않으면, 목재연소버튼의 선택에 의해 목재 및 기름에 의한 난방을 수행하게 되며(단계 205), 버너 (60)의 팬과 연료(기름)공급펌프가 작동되어서 연료(기름)를 버너(60)의 점화장치에 공급되며(단계 206), 팬과 연료공급펌프가 작동되면 버너(60)의 점화장치가 작동되고(단계 207), 또한 연료공급 밸브장치가 작동됨으로써 버너(60)가 착화된다(단계 208).

자동제어장치에 설치되어 있는 착화감지센서는 버너(60)가 확실히 착화되었는가를 확인하고(단계 209), 만약에 착화가 안되었을 경우에는 점화장치 및 연료공급밸브장치를 정지시킴과 아울러(단계 210), 버너(60)의 팬을 정지시키며(단계 211), 자동제어장치(70)에 부착되어 있는 불착화표시등을 점등시키고 경고음을 송출한다 (단계 212). 이때, 사용자는 경고음 및 불착화표시등에 의거하여 재점화 버튼을 눌러서 버너(60)를 다시 착화시키게 된다(단계 213).

버너(60)가 정상적으로 착화되었을 경우에는 초기가동스위치를 통해 설정된 설정시간에 의해 버너점화장치의 작동이 정지되며(단계 214), 점화장치가 정지된 후 소정의 시간이 지나면 연료공급 밸브장치의 작동도 정지되지만(단계 215), 버너(60)에 장착되어 있는 팬은 지속적으로 작동하여 목재연료에 공기를 주입하게 된다.

그리고, 도 2에서 설명한 단계(116)에서와 마찬가지로, 보일러통(20)에서 가열되는 난방수는 단계(201)에서 설정된 난방수 온도보다만큼 낮은 온도로 난방수 온도감지센서(40)에 의해 체크되었을 때에 난방수 순환펌프에 의해 순환되기 시작하며(단계 216), 보일러통(20)의 난방수가 순환하는 동안 단계(202)에서 설정된 연소시간이 경과하였는가를 타이머가 확인함으로써(단계 217), 미리 설정된 연소시간까지 연료를 지속적으로 연소시킨다.

설정된 연소시간이 경과하였다는 것이 단계(217)에서 타이머에 의해 확인되면 난방수 온도감지센서(40)에 의해서 순환되는 난방수의 온도가 난방수의 설정온도보다 높은가를 체크하며(단계 218), 난방수의 온도가 설정온도보다 높을 경우에는 팬이 정지하게 되고(단계 219), 단계(220)에서는 타이머에 의해 미리 설정된 연소주기시간에 도달하였는가를 확인한다.

다시 말하면, 단계(202)에서 연소주기시간을 45분으로 설정하고 연소시간을 20분으로 설정하였을 경우, 단계(215)에서 목재에 불이 붙은 때로부터 단계(217)에서 팬이 정지될 때까지의 시간이 연소시간(20분)이 되며, 연소주기시간(45분)에서 연소시간(20분)을 뺀 25분 동안 팬의 작동이 정지되며, 팬이 정지하고 있는 시간 25분이 지나면 팬이 자동적으로 다시 작동된다는 것이므로, 단계(220)에서는 팬의 작동이 정지된 시간이 25분에 도달하였는가의 여부를 계속적으로 확인하는 것이다.

단계(202)에서 설정되었던 연소주기시간과 연소시간의 차이만큼에 해당하는 시간동안 팬의 작동이 정지되었던 것이 단계(220)에서 확인되면, 단계(206)으로 이동되어 전술한 과정을 반복하면서 난방을 행하게 된다.

한편, 단계(218)에서 난방수의 온도가 설정온도보다 낮을 경우에는, 난방수의 온도와 설정온도와의 차이가 전술한보다 큰가를 체크하며(단계 221), 순환되는 난방수 온도가 설정온도 -보다 높을 때에는 단계(206)으로 이동하여 전술한 과정을 재차 반복하게 되고, 순환되는 난방수 온도가 설정온도 -보다 낮을 때에는 난방수 순환펌프가 정지되고(단계 222), 난방수 순환펌프의 작동이 정지된 이후에 미리 정하여져 있는 소정의 시간이 경과한 때에는 자동적으로 목재난방으로부터 기름난방으로 전환되며(단계 240), 단계(240) 이후의 과정은 단계(204) 이후의 통상적인 기름난방과정과 동일하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에 있어서는 목재 연소실과 기름 연소실이 일체로 구성되어 있기 때문에, 본 발명의 보일러는 종래의 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에 비하여 크기가 상당히 작게 됨으로써 설치장소에 구애를 받지 않으며, 또한 종래에 비하여 보일러의 제작비용 및 설치비용이 훨씬 싸게 된다.

또한, 본 발명의 보일러는 목재 연소에서 기름 연소로 자동으로 전환되기 때문에 종래와 같이 사용자가 수동으로 사용연료를 전환하여야 하는 번거로움이 전혀 없게 되는 것이다.

뿐만 아니라, 목재가 연소된 후에 발생된 재를 팬의 송풍에 의해 곧바로 외부로 배출하도록 되어 있기 때문에, 연소실내에 재가 쌓이지 않으므로 사용자가 연소실을 빈번히 청소하여 주어야 하는 불편함이 해소되고, 종래 재에 의해 연관이 막히던 문제가 해결되며, 목재에서 발생되는 찌꺼기가 연소실의 벽에 끼는 것을 방지할 수 있어 전열효과가 극대화될 수 있는 등의 우수한 효과가 있다.

또한, 목재를 발화시키기 위하여 버너를 사용하고, 버너에 부착된 송풍팬을 이용하여 목재를 지속적으로 연소시킴으로써 사용자가 수동으로 목재에 불을 붙이던 종래의 위험성과 불편함을 제거할 수가 있다.

Claims (3)

1. 연료로서 기름을 사용하거나 혹은 목재를 사용할 수 있으며 우선적으로 목재를 연소시킨 후에 기름을 연소시키도록 되어 있는 기름 및 목재 겸용 온수 보일러에 있어서,

   목재가 발화된 후 목재를 지속적으로 연소시킴과 동시에 연소된 목재로부터 발생되는 재와 찌꺼기를 연관(12)을 통해 배출시키기 위한 송풍팬이 내장되고 목재를 자동적으로 발화시키는 버너(60);

   닌방수의 온도를 감지하는 난방수 온도감지센서(40);

   실내온도를 감지하는 실내온도 감지센서;

   난방수를 순환시키는 난방수 순환펌프; 및

   사용자가 원하는 난방수온도를 설정하는 온도조절스위치와, 사용자가 원하는 실내온도를 설정하는 실내온도스위치와, 목재연소시간을 설정하여 두었을 때에 목재의 실제 연소시간이 상기 설정된 목재연소시간에 도달하였는가를 판단하고 상기 목재가 충분히 연소되었을 때에 상기 송풍팬의 작동을 중지시키는 타이머와, 상기 난방수 순환펌프의 작동이 정지된 이후에 예정된 시간이 경과하였을 때에 목재연소를 중지하고 기름연소를 개시시키는 자동버튼을 구비하며, 상기 버너(60)에 의해 가열되어 상기 난방수 순환펌프에 의해 실내로 순환되는 난방수의 실제온도와 사용자가 설정하여 두었던 난방수의 설정온도를 비교하고 또한 사용자가 원하는 실내온도를 설정하여 두었을 때에는 실제의 실내온도와 설정된 실내온도를 비교하여, 실내로 순환되는 난방수의 실제온도가 난방수의 설정온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과하며 또한 실제의 실내온도가 설정된 실내온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과할 때에 난방수 순환펌프의 작동을 정지시키고, 사용자가 원하는 목재연소시간을 설정하여 두었을 때에는 설정된 목재연소시간이 경과한 후에 실내로 순환되는 난방수의 실제온도가 설정된 난방수온도보다 낮고 그 온도차이가 예정된 편차값을 초과할 때에 난방수 순환펌프의 작동을 정지시키고, 목재가 충분히 연소되었을 때 송풍팬의 작동을 중지시키도록 작동되는 자동제어장치(70);

   를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 기름 및 목재 겸용 온수 보일러.
2. 제1항에 있어서, 하나의 연소실에서 기름 및 목재를 연소시키도록 구성된 것을 특징으로 하는, 기름 및 목재 겸용 온수 보일러.
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