KR100948114B1 - 온열매트용 이동식 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온열매트의 내부를 순환하는 순환수를 설정온도로 데우고 유지하기 위한 온열매트용 이동식 보일러에 관한 것으로서, 일측에는 온열매트를 순환하는 순환수가 유입되도록 유입관이 형성되고, 상기 순환수가 저장되는 저수부와; 상기 저수부로부터 배출되는 상기 순환수가 일정한 유로관를 따라 유동하면서 열교환 되고, 일측에 형성된 유출관을 통해 상기 온열매트로 상기 순환수가 배출되는 전열부와; 연료탱크로부터 공급된 연료가스를 연소시켜 상기 전열부 내부의 상기 순환수를 가열하는 가열부; 및 외관을 형성하는 하우징: 을 포함하는 이동식 보일러가 구비된 온열매트의 구조에 있어서, 상기 저수부는, 일측에는 상기 온열매트의 내부에 매설된 순환관의 일단부와 연결된 유입관과; 상기 순환수가 상기 전열부 내부로 유입되도록 하는 다수개의 구멍이 형성된 고정브라켓과; 상기 순환수에 의한 수압에 따라 상기 구멍을 개폐하는 박막의 체크밸브와; 상기 유입수의 온도를 감지하여 내부에 충진된 액체가 팽창 또는 수축함으로써 물리적신호를 생성하는 온도센서; 를 포함하고, 상기 전열부에는, 상기 저수부의 상기 체크밸브가 개방될 때 상기 순환수가 유입되어 유동하는 동안 열을 흡수하는 유로관; 이 형성되며, 상기 가열부는, 상기 연료탱크와 결합되는 결합부와, 상기 연료탱크로부터 공급된 연료가스가 제1연료토출공을 통해 분출되는 제1연료토출관이 구비된 지지블록과, 실린더 내측에 형성된 조절나사부에 나사결합된 조절노브의 회전에 의해 실린더 내부를 이동함으로써 상기 제1연료토출관을 개폐하는 제1피스톤이 장착되고 상기 제1연료토출관 과 연통되도록 상기 지지블록 상에 형성된 제1실린더어셈블리와, 내부를 슬라이딩 이동함으로써 제2연료토출관을 개폐하는 제2피스톤이 장착되고 상기 제1실린더어셈블리와 연통되도록 상기 지지블록 상에 형성되며 상기 제2연료토출관을 통해 유입된 연료가스를 토출시키기 위한 제2연료토출공이 형성된 제2실린더어셈블리가 구비된 가스조절기; 및 상기 제2실린더어셈블리의 상기 제2피스톤의 끝단부와 당접하여 상기 온도센서로부터 생성된 물리적신호를 받아 팽창 또는 수축됨으로써 상기 제2피스톤을 이동시키는 이동부재와, 상기 이동부재의 위치를 가변시키기 위한 위치조절기를 구비한 제어기; 및 상기 제2실린더어셈블리의 상기 제2연료토출공을 통해 유입된 연료가스를 연소시키는 연소기과, 상기 연소기에 전기스파크를 발생시키는 점화플러그로 이루어진 점화기; 를 포함하여 구성된다.

온열매트, 이동식 보일러, 온도센서, 버너, 온도 제어기, 순환수

Description

온열매트용 이동식 보일러{A portable boiler used for heating mat}

본 발명은 온열매트용 이동식 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 낚시나 등산 등을 위해 산이나 강 또는 바다 등과 같이 야외에서 야영을 하고자 할 때, 보온을 위해 덮거나 바닥에 깔아 사용되는 온열매트의 내부를 순환하는 순환수를 데우기 위한 온열매트용 이동식 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 등산이나 낚시를 위하여 산이나 강 또는 바다와 같은 곳에서 야영을 하게 되는 경우 통상적으로 텐트와 침낭을 사용하게 된다.

이때, 지면에는 지면으로부터 올라오는 냉기와 습기를 차단하기 위한 목적으로 돗자리 내지는 비닐 등을 깔게 된다.

그러나, 겨울 산행이나 고산지대의 산악과 같이 혹한의 상황에서는 체온을 유지하기가 매우 곤란하다. 만약 야영시에 체온이 적절히 유지되지 못하면 산악등반에 필요한 판단력이나 위기대처능력에도 영향을 주게 되어 자칫 큰 사고로 이어질 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 실용신안등록 제207192호 및 특허등록 제604405호 등이 있으나, 실용신안등록 제207192호에 개시된 상기의 온열매트 용 온수가열기 및 특허등록 제604405호에 개시된 이동식 보일러장치에서는, 온열매트 및 온수장판으로 순환하는 순환수의 온도를 제어할 수 있는 별도의 온도조절장치가 구비되지 않아 순환수의 온도가 계속 상승하는 경우 사용자가 화상을 입게 되는 치명적인 문제가 있다.

또한, 순환수를 가열하는 도중에 발생되는 고압의 기포가 배출되지 못하고, 순환수와 함께 파이프 및 온수호스를 순환하기 때문에 파이프 및 온수호스의 내측면과 부딛쳐 터지게 되면서 소음을 유발시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 순환수가 온열매트를 순환하는 과정에서 소음이 발생되지 않도록 하고, 순환수의 온도를 선택적으로 제어할 수 있는 온열매트용 이동식 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 등산 등의 야영시에 지참할 수 있는 일회용 연료가스통을 이용할 수 있도록 하는 안정된 구조의 보일러를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 온열매트용 이동식 보일러는, 일측에는 온열매트를 순환하는 순환수가 유입되도록 유입관이 형성되고, 상기 순환수가 저장되는 저수부와; 상기 저수부로부터 배출되는 상기 순환수가 일정한 유로관를 따라 유동하면서 열교환 되고, 일측에 형성된 유출관을 통해 상기 온열매트로 상기 순환수가 배출되는 전열부와; 연료탱크로부터 공급된 연료가스를 연소시켜 상기 전열부 내부의 상기 순환수를 가열하는 가열부; 및 외관을 형성하는 하우징: 을 포함하는 이동식 보일러가 구비된 온열매트의 구조에 있어서, 상기 저수부는, 일측에는 상기 온열매트의 내부에 매설된 순환관의 일단부와 연결된 유입관과; 상기 순환수가 상기 전열부 내부로 유입되도록 하는 다수개의 구멍이 형성된 고정브라켓과; 상기 순환수에 의한 수압에 따라 상기 구멍을 개폐하는 박막의 체크밸브와; 상기 순환수의 온도를 감지하여 내부에 충진된 액체가 팽창 또는 수축함으로써 물리적신호를 생성하는 온도센서; 를 포함하고, 상기 전열부에는, 상기 저수부의 상기 체크밸브가 개방될 때 상기 순환수가 유입되어 유동하는 동안 열을 흡수하는 유로관; 이 형성되며, 상기 가열부는, 상기 연료탱크와 결합되는 결합부와, 상기 연료탱크로부터 공급된 연료가스가 제1연료토출공을 통해 분출되는 제1연료토출관이 구비된 지지블록과, 실린더 내측에 형성된 조절나사부에 나사결합된 조절노브의 회전에 의해 실린더 내부를 이동함으로써 상기 제1연료토출관을 개폐하는 제1피스톤이 장착되고 상기 제1연료토출관과 연통되도록 상기 지지블록 상에 형성된 제1실린더어셈블리와, 내부를 슬라이딩 이동함으로써 제2연료토출관을 개폐하는 제2피스톤이 장착되고 상기 제1실린더어셈블리와 연통되도록 상기 지지블록 상에 형성되며 상기 제2연료토출관을 통해 유입된 연료가스를 토출시키기 위한 제2연료토출공이 형성된 제2실린더어셈블리가 구비된 가스조절기; 및 상기 제2실린더어셈블리의 상기 제2피스톤의 끝단부와 당접하여 상기 온도센서로부터 생성된 물리적신호를 받아 팽창 또는 수축됨으로써 상기 제2피스톤을 이동시키는 이동부재와, 상기 이동부재의 위치를 가변시키기 위한 위치조절기를 구비한 제어기; 및 상기 제2실린더어셈블리의 상기 제2연료토출공을 통해 유입된 연료가스를 연소시키는 연소기과, 상기 연소기에 전기스파크를 발생시키는 점화플러그로 이루어진 점화기; 를 포함하여 구성된다.

한편, 상기 온도센서는, 상기 저수부의 내부에 잠수되어 순환수의 온도를 감지하고, 내부에 충진된 유체에 의해 저수부 내부로 유입된 순환수의 온도가 특정온도에 도달할 때 팽창 또는 수축하는 물리적신호를 생성하는 신호생성부와, 상기 물리적신호를 상기 이동부재로 전달하기 위해 상기 유체가 충진된 모세관으로 이루어진 신호전달부로 구성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2실린더어셈블리의 상기 제2피스톤의 선단부에는, 상기 제2실린더어셈블리의 연료토출관이 폐쇄되더라도 상기 제2실린더어셈블리 내부로 미세연료가 유입되도록 요입홈이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 요입홈을 제2피스톤의 선단부에 형성하는 것과는 선택적으로, 상기 제2실린더어셈블리의 상기 제2연료토출관의 내주면에는, 상기 제2실린더어셈블리의 연료토출관이 폐쇄되더라도 상기 제2실린더어셈블리 내부로 미세연료가 유입되도록 요입홈이 형성될 수도 있다.

한편, 상기 위치조절기는,상기 지지블록의 일측에 고정된 상태로 상기 이동부재를 지지하는 탄성프레임과; 상기 지지블록의 타측에 결합된 고정프레임; 및 일단에는 상기 고정프레임을 관통하고 상기 탄성프레임에 나사결합된 조절볼트가 구비되며, 타단에는 상기 조절볼트를 회전시키기 위한 손잡이가 구비된 위치조절레버;로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정프레임과 상기 탄성프레임 사이에는, 상기 조절볼트와 나사결합되며 상기 탄성프레임에 고정된 조절너트가 더 구비될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 온열매트용 이동식 보일러에 의하면, 고압의 기포가 에어배출기를 통해 배출됨으로써, 소음이 발생되지 않으며, 고압의 기체로 인한 폭발성에 대한 위험도 현저히 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 온열매트를 순환하는 순환수의 온도가 일정하게 유지됨에 따라 과열이 방지됨으로써 화재를 예방하는 효과도 있으며, 휴대가 간편할 뿐 아니라 통상 지참할 수 있는 일회용 연료가스통을 사용할 수 있기 때문에 설치 및 작동이 간편한 효과를 가진다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

본 실시예 및 도면은 본 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 온열매트용 이동식보일러 및 온열매트의 외관을 보여주는 개략도이다.

도 1의 온열매트용 이동식보일러는, 일측의 상부에 온열매트(10)를 순환하는 순환수가 유입되도록 유입관(110)이 형성되고, 상기 순환수가 저장되는 저수부(100)와; 상기 저수부(100)로부터 배출되는 상기 순환수가 일정한 유로관(220)를 따라 유동하면서 열교환 되고, 일측에 형성된 유출관(210)을 통해 상기 온열매트(10)로 상기 순환수가 배출되는 전열부(200)와; 연료탱크(T)로부터 공급된 연료가스를 연소시켜 상기 전열부(200) 내부의 상기 순환수를 가열하는 가열부(300); 및 외관을 형성하는 하우징(700): 을 포함하여, 온열매트(10)를 순환하고 빠져나온 순환수가 이동식 보일러(1000)의 유입관(110)을 통해 유입되고, 전열부(200)의 유로를 유동하는 동안 가열되어 유출관(210)을 통해 다시 온열매트(10)로 흘러 들어 가는 구조로 되어 있다.

또한, 도 1에는 도시되지 않았으나, 상기 유입수의 온도를 감지하여 그 내부에 충진된 액체가 팽창 또는 수축함으로써 물리적신호를 생성하는 온도센서(140)와; 상기 연료탱크로부터 공급되는 연료가스의 분출량을 조절하는 가스조절기(400); 및, 상기 온도센서(140)로부터 생성된 물리적신호를 받아 상기 가스조절기(400)를 제어하는 제어기(500);가 포함되어 있다.

위 저수부(100)에 대응되는 하우징(700)에는 저수부(100)에 유입된 순환수의 냉각을 촉진시키면서 강도를 보강하기 위한 주름부(760)가 형성되어 있다.

또한, 상기 하우징(700)의 외측둘레면에는, 위 전열부(200)의 상기 우회유로관(205)과 대응되는 위치에 다수개의 제1통기공(710)이 형성되어 있는데, 이는 외기의 온도가 높을 경우, 전열부(200)의 우회유로관(205)과 수직유로관(203)이 경사유로관(207)으로부터 전달되는 열에 의해 과열되지 않도록 공기에 의해 냉각시키기 위함이다.

또한, 상기 집열판(250)과 대응되는 위치에는 다수개의 제2통기공(720)이 형성되어 있는데, 이는, 후술할 점화기(600)가 동작할 때 연료가스가 연소되는 과정에서 발생되는 가스 및 열기를 배출하기 위함이다.

다만, 위 제2통기공(720)을 통해 유입되는 공기의 유속이 과도하게 빠른 경우에는 불꽃의 방향이 공기의 흐름에 따라 편향될 우려가 있기 때문에 이를 방지하기 위한 바람막이판(750)이 더 형성되어 있다.

또한, 위 제1통기공(710)에 대응되는 하우징(700)의 내부에는, 위 제1통기 공(710)을 선택적으로 개폐하는 다수개의 보조통기공(743)이 형성된 보조커버(740)가 장착되어 있는데, 이는, 외기의 온도가 현저히 낮을 경우, 제1통기공(710)을 통해 유입되는 외기에 의해 전열부(200)의 온도가 과냉되어 열효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

위 보조통기공(743)이 형성된 보조커버(740)는 사용자가 제1통기공(710)과의 위치를 주변환경에 따라 적절히 조절하여 사용하면 된다.

이하, 도 2 내지 도 6를 참조하여, 도 1의 온열매트용 이동식보일러의 구조 및 작용을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온열매트용 이동식보일러의 전체구조를 보여주는 단면도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 외관을 형성하는 하우징(700) 내부는, 위에서부터 저수부(100), 전열부(200) 및 가열부(300)로 구성되어 있다. 이 하우징(700)은 각각 3개의 부분으로 구획된 것으로 도시하였으나, 전체적으로 하나의 부재로도 이루어질 수 있음은 물론이다.

저수부(100)의 우측 상부에는 위 온열매트(10)의 내부에 매설된 순환관(20)의 일단부와 연결된 유입관(110)과; 위 순환수가 전열부(200) 내부로 유입되도록 하는 다수개의 구멍(123)이 형성된 고정브라켓(120)과; 위 순환수에 의한 수압에 따라 위 구멍(123)을 개폐하는 연질의 실리콘박막으로 된 체크밸브(130)와; 위 유입수의 온도를 감지하여 내부에 충진된 액체가 팽창 또는 수축함으로써 물리적신호를 생성하는 온도센서(140);를 포함하되, 위 체크밸브(130)는, 위 고정브라켓(120) 의 중심을 관통하는 승강막대(124)의 일단부에 결합되며, 위 승강막대(124)의 외주면에는 위 승강막대(124)의 타단부 및 상기 고정브라켓(120)에 지지된 스프링(125)이 구비되어 있다. 본 실시예에서는 스프링을 사용하였으나, 압축 후 압축력을 제거하면 복원되는 탄성부재이면 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

저수부(100)의 작용을 설명하기 위해, 초기에는 저수부(100) 내부에는 순환수가 전혀 포함되지 않은 상태라고 가정한다.

하우징(700)의 일부를 이루는 상면커버를 열고, 순환수를 투입하게 되면 이 순환수가 유출관(210)을 통해 온열매트(10)로 유입될 수 있도록 체크밸브(130)를 개방시켜야 한다. 체크밸브(130)는 박막의 실리콘재질로 되어 있기 때문에 저수부(100) 내부에 유입된 순환수가 일정한 수압을 형성하기까지는 닫혀있으므로, 위 승강막대(124)를 인위적으로 하강시켜야 한다. 이 승강막대(124)의 외주면에는 스프링(125)이 감겨져 있고 그 양단은 위 승강막대(124)의 일단부 및 고정브라켓(120)에 지지되어 있기 때문에 누르는 힘을 제거하면 다시 상승하게 되어 체크밸브(130)는 폐쇄될 것이다.

이 때, 연료탱크(T)로부터 공급된 가스연료가 점화된 상태일 필요는 없다.

위와 같이 체크밸브(130)를 일정시간 동안 강제로 개방시켜 위 온열매트 내부로 순환수를 유입한 다음, 승강막대(124)를 놓으면 순수하게 저수부(100)에 포함된 순환수의 수압에 의해서만 체크밸브(130)가 개방 또는 폐쇄될 것이고, 위 체크밸브(130)가 개방될 때 고정브라켓(120)에 형성된 구멍들(123)을 통해 유출되는 순환수는 전열부(200)로 흘러 들어간다.

이하, 도 3을 참조하여, 고정브라켓(120), 승강막대(124), 체크밸브(130) 및 에어배출기(127)에 대해 설명한다.

도 3은 저수부(100)에 장착되는 고정브라켓(120), 승강막대(124), 체크밸브(130) 및 에어배출기(127)의 분해사시도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 고정브라켓(120)에는 소정깊이의 구멍(123)이 방사형태로 형성되어 있고, 그 내부는 체크밸브(130)가 개방될 때 순환수가 흐를 수 있도록 빈 공간이 형성되어 있으며, 하단부에는 전열부(200)의 수직유로관(203)과 결합되도록 하는 암나사가 형성되어 있다.

위 고정브라켓(120)의 구멍(123)의 하면에 위 체크밸브(130)가 설치되어, 저수부(100)에 포함된 순환수의 수압에 의해 체크밸브(130)가 하방으로 쳐지면 위 구멍(123)이 개방될 수 있도록 구성되어 있다.

이때. 고정브라켓(120)의 하면에는 고정브라켓(120)과 전열부(200) 사이의 누수를 방지하기 위한 고무패킹(128)이 설치되어 있다.

또한, 위 고정브라켓(120)의 중앙부에는 승강막대(124)가 관통할 수 있는 단차진 구멍이 형성되어 있는데, 승강막대(124)의 외주면에 감겨지는 스프링(125)의 일단이 이 단차진 부분에 지지된다.

이 승강막대(124)는 위에서 설명한 바와 같이, 작동초기에 순환수를 투입하기 위해 사용되는 것으로, 승강막대(124)를 누르면 승강막대(124)의 말단부에 결합된 체크밸브(130)가 강제로 개방되고 그 누르는 힘을 제거하면 스프링(125)의 복원력에 의해 다시 폐쇄되는 것이다.

고정브라켓(120)의 최외각에는 에어배출기(127)와 나사결합되는 분출공(126)이 더 형성되어 있다.

위 에어배출기(127)의 분출공(126)은 상기 순환수가 상기 전열부(200) 내부를 유동하면서 발생된 증기를 배출하기 위한 것으로서, 위 증기가 일정압력보다 커지면 상기 분출공(126)을 막고 있는 볼을 밀어올려 에어배출구(127a)를 통해 증기가 저수부(100)로 배출되도록 되어 있다.

전열부(200)로부터 발생되는 증기는 물과 달리 압축성물질이기 때문에 부피는 적지만 고압이므로 이를 제거하지 않으면 온열매트를 순환하는 도중 소음을 발생시키거나 폭발의 위험이 있기 때문이다.

도시하지는 않았으나, 승강막대(124)를 외부에서 인위적으로 누를 수 있도록 승강막대의 두부와 당접하는 봉 형상의 가압부재가 더 구비될 수 있다.

도 4를 참조하여 전열부(200)의 구성을 보다 상세히 설명한다.

도 4는 전열부(200)의 구성을 보여주는 사시도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 전열부(200)에는, 위 저수부(100)의 상기 체크밸브(130)가 개방될 때 상기 순환수가 유입되어 유동하는 동안 열을 흡수하는 유로관(220); 이 형성되어 있다.

위 유로관(220)은, 상기 순환수가 상기 저수부(100)의 체크밸브(130)를 통해 최초로 유입되고, 위 저수부(100)의 고정브라켓(120) 하단부에 나사결합되기 위한 숫나사가 형성된 하방의 수직유로관(203)과; 상기 수직유로관(203)과 연통되며, 상기 수직유로관(203)를 통해 유입되는 상기 순환수를 일측으로 우회시키는 우회유로 관(205); 및 상기 우회유로관(205)과 연통되며, 유출관(210)을 향해 경사진 경사유로가 형성된 경사유로관(207); 으로 이루어져 있다.

우회유로관(205)이 구비된 이유는, 수직유로관(203)을 통해 유입된 순환수가 온도가 높은 바닥면으로 수직낙하하게 되면, 급격한 기화가 일어날 수 있고 급격한 기화로 인해 기포가 발생할 우려가 있기 때문이다.

이와 같은 이유로, 유출관(210)으로 향하는 유로 또한 경사유로관(207)으로 구성함으로써 전열면적을 넓히는 동시에 순환수의 급격한 기화를 방지할 수 있고 순환수의 순환이 용이하게 되는 것이다.

위 전열부(200)의 하면에는 가열부(300)로부터 유로관(220)으로 전달되는 열전도율을 향상시키기 위한 원형의 집열판(250)이 부착되어 있고, 위 집열판(250)에는 원의 중심에서 외측방향으로 형성된 다수의 집열핀(255)이 더 구비되어 있다.

또한, 상기 유로관(220)(정확하게는 경사유로관(207))과 상기 집열판(250) 사이에는 위 전열부(200)의 유로관(220)(정확하게는 경사유로관(207))과 집열판(250) 사이를 지지하는 지지브라켓(230)이 형성되어 있는데, 이는 지지브라켓(230)에 의해 위 집열판(250)과 유로관(220) 사이에 공간부(240)를 형성하기 위함이다. 이로 인하여, 집열판(250)에서 유로관(220)으로의 열전달은 공간부(240)를 통한 대류가 되며, 집열판(250)에서 경사유로관(207) 상부로의 열전달은 지지브라켓(230)을 통한 전도가 된다. 지지브라켓(230)이 경사유로관(207)의 상부로부터 연장되고 있기 때문에 경사유로관(207)의 바닥면은 공간부(240)를 통한 대류에 의해서만 열전달이 일어나게 되므로, 경사유로관(207)의 바닥면에서 발생할 수 있는 급 격한 기화를 미연에 방지할 수 있는 것이다.

또한, 위 전열부(200)의 상기 경사유로관(207)과 상기 우회유로관(205) 사이에는, 상기 집열판(250)으로부터 전열되는 열이 상기 유로관(220)을 통해 저수부(100)로 전열되는 것을 방지하기 위한 차폐판(260)이 형성되어 있는데, 이는, 저수부(100)내의 순환수의 온도가 전열부(200)에 의해 가열되면 온열매트(10)로 들어가는 순환수의 온도가 필요 이상으로 상승할 수 있기 때문이다.

다음으로, 도 5 및 도 6을 참조하여, 저수부(100)에 유입된 순환수의 온도를 감지하고, 순환수의 온도에 따라 연료탱크(T)로부터 공급되는 연료가스의 양을 조절하는 메카니즘을 설명한다.

도 5는 가열부(300)의 외관을 보여주는 정면도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 가열부(300)는, 연료탱크(T)로부터 공급되는 연료가스의 분출량을 조절하는 가스조절기(400)와; 온도센서(140)로부터 생성된 팽창 또는 수축의 물리적신호를 받아 위 가스조절기(400)를 제어하는 제어기(500); 및 상기 제2실린더어셈블리(430)의 상기 제2연료토출공(414a)을 통해 유입된 연료가스를 연소시키는 연소기(610)과, 상기 연소기(610)에 전기스파크를 발생시키는 점화플러그(620)로 이루어진 점화기(600);로 구성되어 있다.

도 6은 온도센서(140)와 가열부(300)와의 상호작용을 보여주는 도 5의 I-I선 횡단면도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 온도센서(140)는, 저수부(100)에 장착되어 저수부(100)에 유입된 순환수의 온도를 감지하여 순환수의 온도에 따라 그 내부에 충진 된 액체가 팽창 또는 수축함으로써 물리적신호를 생성하는 신호생성부(143)와, 위 신호생성부(143)로 생성된 물리적신호를 가열부(300)의 제어기(500)(정확하게는 이동부재(510)에 전달함)에 전달하기 위한 모세관으로 된 신호전달부(145)로 구성되어 있다.

즉, 신호생성부(143)에서 생성되는 물리적신호라 함은 신호생성부(143) 내부에 충진되는 액체의 팽창력 또는 수축력을 의미한다. 따라서, 저수부(100) 내의 순환수의 온도가 일정온도 이상이 되면 그 내부에 충진된 액체가 팽창하여 위 이동부재(510)에 팽창력을 전달하게 되고, 이동부재(510)의 팽창에 의해 위 제2피스톤(431)이 도면상에서 좌측으로 이동하게 되어 결국 제2연료토출관(414)을 폐쇄하게 된다.

역으로, 저수부(100) 내의 순환수의 온도가 일정온도 이하가 되면 액체의 비체적이 줄어든다는 원리에 의거하여 제2연료토출관(414)을 개방하게 되는데, 이는, 제1실린더어셈블리(420)로부터 제2연료토출관(414)으로 유입되는 연료가스의 압력에 의해 항상 제2피스톤(431)을 도면상 우측으로 밀고 있기 때문에 가능한 것이다.

위 신호전달부(145)는 모세관으로 되어 있기 때문에 충진 액체의 비체적이 미세하게 변화하더라도 그 비체적의 변화를 압력의 변화로 변환하여 위 이동부재(510)에 전달할 수 있게 된다.

온도센서(140) 내부에 충진되는 액체는 온도에 따른 비체적의 변화가 있는 것이면 특정한 물질로 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 가열부(300)의 구성에 대해 보다 상세히 설명한 다.

위 가스조절기(400)는, 상기 연료탱크(T)와 결합되는 결합부(411)와 상기 연료탱크(T)로부터 공급된 연료가스가 제1연료토출공(413a)를 통해 분출되는 제1연료토출관(413)이 구비된 지지블록(410)과; 실린더 내측에 형성된 조절나사부(422)에 나사결합된 조절노브(440)의 회전에 의해 실린더 내부를 이동함으로써 상기 제1연료토출관(413)을 개폐하는 제1피스톤(421)이 장착되고 상기 제1연료토출관(413)과 연통되도록 상기 지지블록(410) 상에 형성된 제1실린더어셈블리(420)와; 내부를 슬라이딩 이동함으로써 제2연료토출관(414)을 개폐하는 제2피스톤(431)이 장착되고 상기 제1실린더어셈블리(420)와 연통되도록 상기 지지블록(410) 상에 형성되며 위제2연료토출관(414)을 통해 유입된 연료가스를 토출시키기 위한 제2연료토출공(414a)이 형성된 제2실린더어셈블리(430);로 이루어져 있다.

위 지지블록(410) 상에 제1 및 제2실린더어셈블리(420,430)가 형성되어 있다.

실린더어셈블리(420,430)는 각각의 실린더에 연료토출관(413,414), 연료토출공(413a,414a) 및 피스톤(421,431)을 구비하고 있다.

제1실린더어셈블리(420)는 연료탱크(T)로부터 분출되는 연료가스의 양을 수동으로 직접 조절하기 위한 것으로서, 실린더 내측에 형성된 조절나사부(422)에 나사결합되어 있는 조절노브(440)을 회전시키는 것에 의해 제1피스톤(421)으로 하여금 제1연료토출관(413)의 개방정도를 조절한다.

한편, 제2실린더어셈블리(430)는 전열부(200)를 가열하기 위해 필요한 연료 가스의 양을 조절하기 위한 구성으로서, 연료가스를 점화기(600)의 연소기(610)에 보낸다.

제2실린더어셈블리(430)는 위 제1실린더어셈블리(420)와 연통되어 있으므로, 제1실린더어셈블리(420)를 통해 나오는 연료가스는 제2실린더어셈블리(430)의 제2연료토출관(414) 및 제2연료토출공(414a)을 거쳐 들어간다.

제2실린더어셈블리(430)의 제2피스톤(431)의 이동에 의해 제2연료토출관(414)의 개방정도가 결정이 되는데, 제2피스톤(431)의 이동은 위 온도센서(140)로부터 생성된 물리적신호를 받아 팽창 또는 수축하는 이동부재(510)의 팽창이나 수축에 의해 이루어진다.

이 때, 이동부재(510)와 제2피스톤(431)의 끝단부는 서로 당접하고 있기 때문에 이동부재(510)가 팽창하면 제2피스톤(431)은 제2연료토출관(414)을 폐쇄하는방향(도면상 좌측)으로 이동하게 되고, 이동부재(510)가 수축하면 제2피스톤(431)은 제2연료토출관(414)을 개방하는방향(도면상 우측)으로 이동하게 된다. 이는, 제1실린더어셈블리(420)에서 토출되는 연료가스가 제2연료토출관(414)을 통해 항상제2피스톤(431)을 일정압력으로 도면상 우측으로 밀어내고 있기 때문에 제2피스톤(431)의 끝단부와 이동부재(510)는 당접된 상태를 유지하면서 도면상 우측으로 이동하게 되는 것이다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 제어기(500)의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제어기(500)는, 상기 설명한 이동부재(510)와, 위 이동부재(510)의 위치를 수동으로 조작하기 위한 위치조절기(540)로 구성되어 있다.

위치조절기(550)는 제2실린더어셈블리(430)의 제2연료토출관(414)의 개방정도를 수동으로 설정하기 위한 구성으로서, 위 지지블록(410)의 일측에 고정된 상태로 위 이동부재(510)를 지지하는 탄성프레임(520)과; 위 지지블록(410)의 타측에 결합된 고정프레임(530)과; 일단에는 상기 고정프레임을 관통하고 상기 탄성프레임(520)에 나사결합된 조절볼트(541)가 구비되며, 타단에는 상기 조절볼트(541)를 회전시키기 위한 손잡이(542)가 구비된 위치조절레버(540); 및 위 고정프레임(530)과 상기 탄성프레임(520) 사이에서 위 조절볼트(541)와 나사결합되며 위 탄성프레임(520)에 고정된 조절너트(521);로 구성되어 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 탄성프레임(520)은 지지블록(410)의 일측에만 고정되어 있고, 위 이동부재(510)와 결합되어 있기 때문에 탄성프레임(520)이 횡방향으로 이동하면 이동부재(510)도 함께 이동하게 된다.

또한, 위 지지블록(410)의 타측에는 고정프레임(530)이 ㄱ자 형태로 고정되어 있고, 고정프레임(530)과 탄성프레임(520)이 최근거리에서 마주하는 부분에는 위치조절레버(540)의 조절볼트(541)가 고정프레임(530)을 관통하여 탄성프레임(520)에 나사결합되어 있다.

나사를 조이는 방향으로 위치조절레버(540)의 손잡이(542)를 회전시키면 위치조절레버(540)는 위 고정프레임(530)에 의해 전진(도면상 우측방향)할 수 없기 때문에 상대적으로 위 조절너트(521) 및 이와 고정된 탄성프레임(520)이 도면상 좌 측으로 이동하게 되는 것이다.

이 때, 조절너트(521)는 사용강도를 보강하기 위해 선택적으로 사용할 수 있는 것이며, 조절너트(521)가 없는 경우라도 동일한 작용을 하게 됨은 물론이다.

위치조절기(550)를 작동시킴으로써, 이동부재(510)의 초기위치를 설정하게 되면, 결국, 제2실린더어셈블리(430)의 제2연료토출관(414)의 개도가 결정되는 것이고, 그 이후부터는 온도센서(140)의 물리적신호에 의해 이동부재(510)가 이동하게 되고, 이로 인해 제2피스톤(431)에 의한 제2연료토출관(414)의 개도가 조절되는 것이다.

다음으로, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 저수부(100)에 유입된 순환수의 온도가 설정온도에 이르게 되면 온도센서(140)의 팽창신호에 의해 이동부재(510)가 팽창하여 제2피스톤(431)을 밀어 제2연료토출관(414)이 완전히 폐쇄된 경우라도 제2연료토출공(414a)을 통해 미세한 연료가스가 점화기(600)로 유입될 수 있도록 함으로써 순환수의 온도를 유지할 수 있는 구성에 대해 설명한다.

도 7a에 나타낸 바와 같이, 위 제2실린더어셈블리(430)의 위 제2피스톤(431)의 선단부에는, 위 제2실린더어셈블리(430)의 연료토출관(414)이 폐쇄되더라도 상기 제2실린더어셈블리(430) 내부로 미세연료가 유입되도록 요입홈(431a)이 형성되어 있다. 이로 인해, 위 제2실린더어셈블리(430)의 연료토출관(414)이 완전히 폐쇄되더라도 요입홈(431a)을 통해 미세한 양의 연료가스가 제2실린더어셈블리(430) 내부로 유입될 수 있어, 순환수의 온도를 유지하는데 필요한 연료가스를 점화기(600)로 보낼 수 있게 되는 것이다.

이와 선택적으로, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 위 제2실린더어셈블리(430)의 상기 연료토출관(414)의 내주면에는, 위 제2실린더어셈블리(430)의 연료토출관(414)이 폐쇄되더라도 위 제2실린더어셈블리(430) 내부로 미세연료가 유입되도록 요입홈(414b)이 형성될 수도 있다.

이상, 본 발명의 온열매트용 이동식 보일러(1000)를 바람직한 실시예를 통해 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕고자 하는 목적이며 본 발명의 기술적범위를 이에 한정하고자 하는 것이 아니다.

본 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않고도 다양한 변형이나 개조가 가능함을 이해할 것이다.

예를 들어, 본 발명의 온도센서(140)에 충진되는 액체의 종류, 이동부재(510)의 형상이나 재질, 각 구성의 결합구조, 전열부(200)에 포함된 유로관(220)의 형상이나 재질 등은 본 발명의 기술적범위를 정하는 기준이 될 수 없고, 오로지 특허청구범위에 의해서만 정해짐은 말할 나위가 없다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 온열매트용 이동식보일러 및 온열매트의 외관을 보여주는 개략도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온열매트용 이동식보일러의 전체구조를 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 중 저수부에 장착되는 고정브라켓, 승강막대, 체크밸브 및 에어배출기의 분해사시도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 중 전열부의 구성을 보여주는 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 중 가열부의 외관을 보여주는 정면도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 중 온도센서와 가열부와의 상호작용을 보여주는 도 5의 I-I선 횡단면도.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성 중 제2피스톤 및 제2연료토출관에 요입홈이 형성된 상태를 보여주는 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...온열매트 20...순환관

100...저수부 120...고정브라켓

123...구멍 124...승강막대

125...스프링 126...분출공

127...에어배출기 127a...에어배출구

130...체크밸브 140...온도센서

143...신호생성부 145...신호전달부

200...전열부 203...수직유로관

205...우회유로관 207...경사유로관

210...유출관 220...유로관

230...지지브라켓 240...공간부

250...집열판 255...집열핀

300...가열부 400...가스조절기

410...지지블록 411...결합부

413...제1연료토출관 413a...제1연료토출공

414...제2연료토출관 414a...제2연료토출공

420...제1실린더어셈블리 421...제1피스톤

422...조절나사부 430...제2실린더어셈블리

431...제2피스톤 431a,414b...요입홈

500...제어기 510...이동부재

520...탄성프레임 521...조절너트

530...고정프레임 540...위치조절레버

541...조절볼트 542...손잡이

550...위치조절기 600...점화기

610...연소기 620...점화플러그

700...하우징 710...제1통기공

720...제2통기공 740...보조커버

743...보조통기공 750...바람막이판

T...연료탱크

Claims (6)

1. 일측에는 온열매트(10)를 순환하는 순환수가 유입되도록 유입관(110)이 형성되고, 상기 순환수가 저장되는 저수부(100); 상기 저수부(100)로부터 배출되는 상기 순환수가 일정한 유로관(220)를 따라 유동하면서 열교환 되고, 일측에 형성된 유출관(210)을 통해 상기 온열매트(10)로 상기 순환수가 배출되는 전열부(200)와; 연료탱크(T)로부터 공급된 연료가스를 연소시켜 상기 전열부(200) 내부의 상기 순환수를 가열하는 가열부(300); 및 외관을 형성하는 하우징(700): 을 포함하는 이동식 보일러(1000)가 구비된 온열매트(10)의 구조에 있어서,

   상기 저수부(100)는,

   일측에는 상기 온열매트(10)의 내부에 매설된 순환관(20)의 일단부와 연결된 유입관(110)과; 상기 순환수가 상기 전열부(200) 내부로 유입되도록 하는 다수개의 구멍(123)이 형성된 고정브라켓(120)과; 상기 순환수에 의한 수압에 따라 상기 구멍(123)을 개폐하는 박막의 체크밸브(130)와; 상기 순환수의 온도를 감지하여 내부에 충진된 액체가 팽창 또는 수축함으로써 물리적신호를 생성하는 온도센서(140); 를 포함하고,

   상기 전열부(200)에는,

   상기 저수부(100)의 상기 체크밸브(130)가 개방될 때 상기 순환수가 유입되어 유동하는 동안 열을 흡수하는 유로관(220); 이 형성되며,

   상기 가열부(300)는,

   상기 연료탱크(T)와 결합되는 결합부(411)와, 상기 연료탱크(T)로부터 공급된 연료가스가 제1연료토출공(413a)을 통해 분출되는 제1연료토출관(413)이 구비된 지지블록(410)과, 실린더 내측에 형성된 조절나사부(422)에 나사결합된 조절노브(440)의 회전에 의해 실린더 내부를 이동함으로써 상기 제1연료토출관(413)을 개폐하는 제1피스톤(421)이 장착되고 상기 제1연료토출관(413)과 연통되도록 상기 지지블록(410) 상에 형성된 제1실린더어셈블리(420)와, 내부를 슬라이딩 이동함으로써 제2연료토출관(414)을 개폐하는 제2피스톤(431)이 장착되고 상기 제1실린더어셈블리(420)와 연통되도록 상기 지지블록(410) 상에 형성되며 상기 제2연료토출관(414)을 통해 유입된 연료가스를 토출시키기 위한 제2연료토출공(414a)이 형성된 제2실린더어셈블리(430)가 구비된 가스조절기(400); 및 상기 제2실린더어셈블리(430)의 상기 제2피스톤(431)의 끝단부와 당접하여 상기 온도센서(140)로부터 생성된 물리적신호를 받아 팽창 또는 수축됨으로써 상기 제2피스톤(431)을 이동시키는 이동부재(510)와, 상기 이동부재(510)의 위치를 가변시키기 위한 위치조절기(550)를 구비한 제어기(500); 및 상기 제2실린더어셈블리(430)의 상기 제2연료토출공(414a)을 통해 유입된 연료가스를 연소시키는 연소기(610)과, 상기 연소기(610)에 전기스파크를 발생시키는 점화플러그(620)로 이루어진 점화기(600); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 온열매트(10)용 이동식 보일러(1000).
2. 제 1항에 있어서,

   상기 온도센서(140)는,

   상기 저수부(100)의 내부에 잠수되어 순환수의 온도를 감지하고, 내부에 충진된 유체에 의해 저수부(100) 내부로 유입된 순환수의 온도가 특정온도에 도달할 때 팽창 또는 수축하는 물리적신호를 생성하는 신호생성부(143)와, 상기 물리적신호를 상기 이동부재(510)로 전달하기 위해 상기 유체가 충진된 모세관으로 이루어진 신호전달부(145)로 구성된 것을 특징으로 하는 온열매트(10)용 이동식 보일러(1000).
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제2실린더어셈블리(430)의 상기 제2피스톤(431)의 선단부에는, 상기 제2실린더어셈블리(430)의 연료토출관(414)이 폐쇄되더라도 상기 제2실린더어셈블리(430) 내부로 미세연료가 유입되도록 요입홈(431a)이 형성된 것을 특징으로 하는 온열매트(10)용 이동식 보일러(1000).
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 제2실린더어셈블리(430)의 상기 제2연료토출관(414)의 내주면에는, 상기 제2실린더어셈블리(430)의 연료토출관(414)이 폐쇄되더라도 상기 제2실린더어셈블리(430) 내부로 미세연료가 유입되도록 요입홈(414b)이 형성된 것을 특징으로 하는 온열매트(10)용 이동식 보일러(1000).
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 위치조절기(550)는,

   상기 지지블록(410)의 일측에 고정된 상태로 상기 이동부재(510)를 지지하는 탄성프레임(520)과;

   상기 지지블록(410)의 타측에 결합된 고정프레임(530); 및

   일단에는 상기 고정프레임을 관통하고 상기 탄성프레임(520)에 나사결합된 조절볼트(541)가 구비되며, 타단에는 상기 조절볼트(541)를 회전시키기 위한 손잡이(542)가 구비된 위치조절레버(540);로 구성된 것을 특징으로 하는 온열매트(10)용 이동식 보일러(1000).
6. 제5항에 있어서,

   상기 고정프레임(530)과 상기 탄성프레임(520) 사이에는, 상기 조절볼트(541)와 나사결합되며 상기 탄성프레임(520)에 고정된 조절너트(521)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 온열매트(10)용 이동식 보일러(1000).

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