KR101408439B1 - 온수 보일러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온수 보일러에 관한 것으로, 특히 원수(原水)와 회수(回水)를 하나의 난방 파이프를 통해 계속적으로 순환 시키되, 회수를 원수 탱크 측으로 유입시키지 않도록 하여 회수 및 에어 유입에 의한 원수 탱크 내부에서 소음이 발생되지 않도록 하고, 원수 및 회수를 하나의 관통부 내부에서 직류 전원 공급용 히터를 이용하여 급속 가열시켜 물의 온도 손실을 방지함과 동시에 전자파 발생을 억제 시켜 전자파에 의한 인체의 악영향을 줄이도록 하는 것이다. 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 원수 탱크로부터 유입되는 원수 공급 유입관 일측과 난방 파이프로부터 순환되는 회수관 일측 각각을 결합하여 회수가 원수탱크로 유입되는 것을 방지하여 소음을 해소하도록 하는 어댑터부와, 상기 하나의 어댑터 내부에서 원수와 회수가 관통부로 유입되는 것을 허락하는 체크밸브와, 상기 어댑터와 난방 파이프 타측에 결합된 연결구 사이에 설치하여 원수 및 회수를 동시에 가열시키는 히터부와로 구성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 온수 보일러에 관한 것으로, 특히 원수(原水)와 회수(回水)를 하나의 난방 파이프를 통해 계속적으로 순환 시키되, 회수를 원수 탱크 측으로 유입시키지 않도록 하여 회수 및 에어 유입에 의한 원수 탱크 내부에서 소음이 발생되지 않도록 하고, 원수 및 회수를 하나의 관통부내부에서 직류전류 공급에 의해 히팅 되는 히터를 이용하여 급속 가열시켜 물의 온도 손실을 방지함과 동시에 전자파 발생을 억제 시켜 전자파에 의한 인체의 악영향을 줄이도록 하는 것이다.
일반적으로 온열매트 등에 사용되는 난방장치는 난방수를 저장하는 난방수 탱크와 난방수를 가열하여 온수를 생성하는 히터와 온수를 순환시키는 순환펌프 및 온열매트에 배선되는 난방파이프로 이루어진다.
이러한 종래의 난방장치는 난방수 탱크에 저장된 난방수를 히터에서 공급받아 가열하여 온수를 생성하면 이를 순환펌프가 작동되어 난방파이프 내로 순환시키는 구조를 갖는다.
하지만, 종래의 난방장치는 순환펌프를 사용하여 난방수를 순환시킴으로써, 순환펌프의 작동으로 인한 소음과 전자파가 발생되었고, 순환펌프의 고장으로 인한 난방장치 전체의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.
이를 해소하기 위하여 창출된 선행기술로 특허 제 10-0312643 호 "액체순환식 난방장치" 에 의하면, 난방장치를 이루는 방열부재 내의 순환관을 흐르는 방열부재에 매설되는 순환관과, 상기 순환관에 연결되며 그 내부에 수용된 액체를 가열시키는 가열수단과, 상기 가열수단의 작동에 의해 팽창된 액체의 압력을 완충시켜 액체의 순환을 가능케 하는 압력완충수단과, 상기 가열수단과 상기 압력완충수단 사이에 설치되는 제 1역류방지수단 및 상기 제 1 역류방지수단과 대향되게 설치되는 제 2 역류방지수단으로 이루어지며, 난방장치를 이루는 방열부재 내의 순환관을 흐르는 유체를 전열에 의해 가열하고, 유체의 팽창력으로 자연 순환시킬 때 발생된 압력을 흡수할 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있다.
그러나, 상기 선행기술의 액체 순환식 난방장치는 액체가 가열되어 발생되는 팽창력에 의해 순환시키므로 순환관 내부에는 상당히 높은 압력이 발생되므로, 이를 완충하기 위한 압력완충장치가 별도로 구비되어야 하는 문제점이 있었다.
이를 해소하기위하여, 창출된 선행기술 국내 등록특허 10-0803282호 에 의하면, 히터에서 원수를 공급받아 가열하고 발생되는 스팀의 팽창력에 의해 온수 및 스팀이 혼재된 상태로 난방파이프 내를 자동으로 순환시켜. 온수 및 스팀의 순환에 따른 소음과 전자파의 발생이 없는 온수 및 스팀을 이용한 난방장치를 제공하고 있다.
이러한 선행기술은 원수 탱크로부터 유입되는 원수를 관통부를 통과할 때 관통부 외측에 결합시킨 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터를 이용하여 가열시킴과 동시에 난방 파이프를 순환하는 온수인 회수를 원수 탱크 내부로 회수시키는 순환 방식을 채택하고 있어 첫째, 관통부 외측에서 관통부 내부의 원수를 관통부 외부에서 열전달 시켜 가열시키게 되므로 원수의 가열시간이 길어지게 되므로 난방 파이프에서 순환되는 원수의 가열속도가 느려지고, 상기 PTC 히터는 주로 교류전류를 이용하여 히팅되는 것이 보통이므로 교류전류 공급에 따른 전자파 유해 즉, 교류전류 공급에 따라 순환되는 물에 전자파가 유입되어 난방 파이프를 통해 인체에 전자파가 인가되는 악영향을 피할 수 없으며, 더구나 PTC 히터(일반적으로, PTC는 교류 220V 인가하여 정전압 60HZ 소비전력 300W 이상으로 사용된다)는 금속박판 전극에 전압이 인가되어 세라믹을 가열시키는 구조이므로 그 스타팅 히팅 시간이 길어 급속한 가열진행이 어려우므로 열전달 효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.
이러한 경우 소비전력 과다로 인해 전기낭비를 초래할 뿐 아니라, 구조상 복잡하여 조립공정이 어렵고, 이에 따른 장치의 제조원가 상승을 초래하는 문제점이 있다.
이러한 구조의 단점을 가지고 있는 다른 선행기술인 국내 등록특허 10-1038576호에서도 마찬가지로 상기 선행기술의 단점을 가지고 있다.
또한, 선행기술에서 순환펌프를 사용하지 않으므로서 소음을 방지한다 하나, 원수를 히팅하여 난방 파이프로 순환 시키되, 순환되는 회수는 공기와 함께 원수 탱크로 유입되는 구조로 되어 있어 공기가 원수 탱크로 회수물과 함께 유입될 시 버블현상이 발생되어 틱틱 거리거나 부글부글 되는 소음이 발생되므로 순환펌프 사용 시 큰 소음보다 작은 소음이더라도 야간 취침 시 매우 큰 소음으로 들리게 되어 소음에 의한 스트레스가 지대한 문제점이 지적된다.
[특허문헌]
국내 등록특허 10-0803282호
국내 등록특허 10-1038576호
이러한 종래의 난방장치는 난방수 탱크에 저장된 난방수를 히터에서 공급받아 가열하여 온수를 생성하면 이를 순환펌프가 작동되어 난방파이프 내로 순환시키는 구조를 갖는다.
하지만, 종래의 난방장치는 순환펌프를 사용하여 난방수를 순환시킴으로써, 순환펌프의 작동으로 인한 소음과 전자파가 발생되었고, 순환펌프의 고장으로 인한 난방장치 전체의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.
이를 해소하기 위하여 창출된 선행기술로 특허 제 10-0312643 호 "액체순환식 난방장치" 에 의하면, 난방장치를 이루는 방열부재 내의 순환관을 흐르는 방열부재에 매설되는 순환관과, 상기 순환관에 연결되며 그 내부에 수용된 액체를 가열시키는 가열수단과, 상기 가열수단의 작동에 의해 팽창된 액체의 압력을 완충시켜 액체의 순환을 가능케 하는 압력완충수단과, 상기 가열수단과 상기 압력완충수단 사이에 설치되는 제 1역류방지수단 및 상기 제 1 역류방지수단과 대향되게 설치되는 제 2 역류방지수단으로 이루어지며, 난방장치를 이루는 방열부재 내의 순환관을 흐르는 유체를 전열에 의해 가열하고, 유체의 팽창력으로 자연 순환시킬 때 발생된 압력을 흡수할 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있다.
그러나, 상기 선행기술의 액체 순환식 난방장치는 액체가 가열되어 발생되는 팽창력에 의해 순환시키므로 순환관 내부에는 상당히 높은 압력이 발생되므로, 이를 완충하기 위한 압력완충장치가 별도로 구비되어야 하는 문제점이 있었다.
이를 해소하기위하여, 창출된 선행기술 국내 등록특허 10-0803282호 에 의하면, 히터에서 원수를 공급받아 가열하고 발생되는 스팀의 팽창력에 의해 온수 및 스팀이 혼재된 상태로 난방파이프 내를 자동으로 순환시켜. 온수 및 스팀의 순환에 따른 소음과 전자파의 발생이 없는 온수 및 스팀을 이용한 난방장치를 제공하고 있다.
이러한 선행기술은 원수 탱크로부터 유입되는 원수를 관통부를 통과할 때 관통부 외측에 결합시킨 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터를 이용하여 가열시킴과 동시에 난방 파이프를 순환하는 온수인 회수를 원수 탱크 내부로 회수시키는 순환 방식을 채택하고 있어 첫째, 관통부 외측에서 관통부 내부의 원수를 관통부 외부에서 열전달 시켜 가열시키게 되므로 원수의 가열시간이 길어지게 되므로 난방 파이프에서 순환되는 원수의 가열속도가 느려지고, 상기 PTC 히터는 주로 교류전류를 이용하여 히팅되는 것이 보통이므로 교류전류 공급에 따른 전자파 유해 즉, 교류전류 공급에 따라 순환되는 물에 전자파가 유입되어 난방 파이프를 통해 인체에 전자파가 인가되는 악영향을 피할 수 없으며, 더구나 PTC 히터(일반적으로, PTC는 교류 220V 인가하여 정전압 60HZ 소비전력 300W 이상으로 사용된다)는 금속박판 전극에 전압이 인가되어 세라믹을 가열시키는 구조이므로 그 스타팅 히팅 시간이 길어 급속한 가열진행이 어려우므로 열전달 효율이 크게 저하되는 문제점이 있다.
이러한 경우 소비전력 과다로 인해 전기낭비를 초래할 뿐 아니라, 구조상 복잡하여 조립공정이 어렵고, 이에 따른 장치의 제조원가 상승을 초래하는 문제점이 있다.
이러한 구조의 단점을 가지고 있는 다른 선행기술인 국내 등록특허 10-1038576호에서도 마찬가지로 상기 선행기술의 단점을 가지고 있다.
또한, 선행기술에서 순환펌프를 사용하지 않으므로서 소음을 방지한다 하나, 원수를 히팅하여 난방 파이프로 순환 시키되, 순환되는 회수는 공기와 함께 원수 탱크로 유입되는 구조로 되어 있어 공기가 원수 탱크로 회수물과 함께 유입될 시 버블현상이 발생되어 틱틱 거리거나 부글부글 되는 소음이 발생되므로 순환펌프 사용 시 큰 소음보다 작은 소음이더라도 야간 취침 시 매우 큰 소음으로 들리게 되어 소음에 의한 스트레스가 지대한 문제점이 지적된다.
[특허문헌]
국내 등록특허 10-0803282호
국내 등록특허 10-1038576호
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본 발명은 온수가 순환되어 난방용으로 사용함에 있어, 회수되는 회수를 원수 탱크로 유입시키지 않게 하여 공기 배출에 다른 소음을 방지하게하고, 관통부 내부에서 원수와 회수를 동시에 가열시켜 열전달 효율 증대 및 가열팽창 시간을 줄이도록 하여 전력소모를 줄이게 함과 동시에 전자파 발생을 억제시키도록 함을 기술적 과제로 삼는다.
즉, 원수와 회수를 하나의 난방 파이프를 통해 계속적으로 순환 시키되, 회수를 원수 탱크 측으로 유입시키지 않도록 하여 회수 및 에어 유입에 의한 원수 탱크 내부에서 소음이 발생되지 않도록 하고, 원수 및 회수를 하나의 관통부 내부에서 직류전류 공급에 의해 작동되는 히터(면상 발열을 이용)를 이용하여 순간적으로 급속 가열시켜 물의 온도 손실을 방지함과 동시에 전자파 발생을 억제 시켜 전자파에 의한 인체의 악영향을 줄이도록 하는 것이다.
즉, 원수와 회수를 하나의 난방 파이프를 통해 계속적으로 순환 시키되, 회수를 원수 탱크 측으로 유입시키지 않도록 하여 회수 및 에어 유입에 의한 원수 탱크 내부에서 소음이 발생되지 않도록 하고, 원수 및 회수를 하나의 관통부 내부에서 직류전류 공급에 의해 작동되는 히터(면상 발열을 이용)를 이용하여 순간적으로 급속 가열시켜 물의 온도 손실을 방지함과 동시에 전자파 발생을 억제 시켜 전자파에 의한 인체의 악영향을 줄이도록 하는 것이다.
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본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 원수 탱크로부터 유입되는 원수 공급 유입관 일측과 난방 파이프로부터 순환되는 회수관 일측 각각을 하나의 몸체로 이루어진 어댑터에 일체로 형성시킨 결합부재에 각각 끼워 결합하되, 상기 어댑터 내부 일측에 체크밸브를 설치하고, 상기 어댑터 타측 나사부와 난방 파이프 타측에 결합된 연결구 사이에 관통부를 나사 결합하되, 관통부 내부에 히터부를 삽입하여 관통부 내부에서 원수 및 회수를 가열시키도록 구성함을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 달성하기 위하여, 원수 탱크로부터 유입되는 원수 공급 유입관 일측과 난방 파이프로부터 순환되는 회수관 일측 각각을 하나의 몸체로 이루어진 어댑터에 일체로 형성시킨 결합부재에 각각 끼워 결합하되, 상기 어댑터 내부 일측에 체크밸브를 설치하고, 상기 어댑터 타측 나사부와 난방 파이프 타측에 결합된 연결구 사이에 관통부를 나사 결합하되, 관통부 내부에 히터부를 삽입하여 관통부 내부에서 원수 및 회수를 가열시키도록 구성함을 특징으로 한다.
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도 1은 본 발명의 전체 구성을 보인 사시도
도 2는 본 발명의 원수 및 회수 흐름을 보인 개략도
도 3은 본 발명의 어댑터 발췌 단면도
도 4는 본 발명의 관통부 구조 종단면도
도 5는 본 발명의 요부 발췌 측단면도 로서 a)는 본 발명의 측단면도, b)는 관통부 내부에 원수 및 회수 면접률을 높이기 위해 면접촉 돌출부를 형성시킨 단면도, c)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 사이에 중공부를 형성한 상태의 단면도, d)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 각각에 방열핀을 형성한 단면도, e)는 도 5의 b)의 다른 양태의 단면도
도 6은 히터부를 관통부에 삽입되는 상태의 분리사시도
도 2는 본 발명의 원수 및 회수 흐름을 보인 개략도
도 3은 본 발명의 어댑터 발췌 단면도
도 4는 본 발명의 관통부 구조 종단면도
도 5는 본 발명의 요부 발췌 측단면도 로서 a)는 본 발명의 측단면도, b)는 관통부 내부에 원수 및 회수 면접률을 높이기 위해 면접촉 돌출부를 형성시킨 단면도, c)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 사이에 중공부를 형성한 상태의 단면도, d)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 각각에 방열핀을 형성한 단면도, e)는 도 5의 b)의 다른 양태의 단면도
도 6은 히터부를 관통부에 삽입되는 상태의 분리사시도
본 발명을 첨부한 도면을 통하여 설명한다.
첨부 도면 중 도 1은 본 발명의 전체 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 원수 및 회수 흐름을 보인 개략도, 도 3은 본 발명의 어댑터 발췌 단면도, 도 4는 본 발명의 관통부 구조 종단면도, 도 5는 본 발명의 요부 발췌 측단면도 로서 a)는 본 발명의 측단면도, b)는 관통부 내부에 원수 및 회수 면접률을 높이기 위해 면접촉 돌출부를 형성시킨 단면도, c)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 사이에 중공부를 형성한 상태의 단면도, d)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 각각에 방열핀을 형성한 단면도, e)는 도 5의 b)의 다른 양태의 단면도, 도 6은 히터부를 관통부에 삽입되는 상태의 분리사시도이다.
이와 같이 제시되는 본 발명은 원수 탱크(10)와 연결시킨 원수 공급 유입관(11)과 난방 파이프(20)로 이루어지는 회수관(12)사이에 체크밸브(120)를 내부에 설치한 어댑터부(30)와, 상기 어댑터부(30)와 난방 파이프(20) 타측의 연결구(50) 사이에 히터부(60)가 설치된 관통부(40)로 이루어지는 것에 있어서, 상기 어댑터부(30)의 일측 상부에 형성한 나사 형태의 돌출 관통부(31)에 원수 공급 유입관(11)을 끼워 설치하고, 어댑터부(30)의 일측 하부에 형성한 나사 형태의 돌출 관통부(32)에 회수관(12)일측을 끼워 설치하며, 상기 어댑터부(30)내부에 설치하는 체크밸브(120)의 날개부의 내측면이 상기 어댑터부(30)의 돌출 관통부(31) 및 돌출 관통부(32)의 내측면으로 설치되게 하여 상기 돌출 관통부(31) 및 돌출 관통부(32)로 유입되는 원수 및 회수가 공급될 때 상기 체크밸브(120)가 개방되도록 구성하고, 상기 히터부(60)의 히팅에 의해 관통부(40) 및 어댑터부(30) 내부의 원수 및 회수를 가열팽창시켜 어댑터부(30) 내부 일측 상부에 고정핀(110)으로 설치한 체크밸브(120)를 폐쇄시킴과 동시에 타측의 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 가열팽창된 온수가 순환되도록 구성한다.
상기의 구성에 있어서, 본 발명은 원수 탱크(10)와 어댑터부(30) 및 관통부(40)를 이격되게 설치하되, 원수 탱크(10)의 설치 높이보다 아래쪽에 설치하며, 상기 어댑터부(30) 및 관통부(40) 그리고 연결구(50)와 회수관(12)을 통하는 온수는 원수 탱크(10)측으로 유입되지 않도록 구성한다. 상기 어댑터부(30) 및 관통부(40)는 원수 탱크(10)의 바닥면의 측면 또는 미도시한 원수 탱크(10)를 내장하는 케이스의 바닥면에 설치할 수 있다.
또한, 본원발명은 난방 파이프(20)일측과 회수관(12) 사이에 설치한 나사관(70)에 끼우는 연결관(80)내부에 공기 배출 유도 필터(예 : 미세 구멍이 뚫어진 면직물, 레자 등)(90)를 내장시켜 고정시키되, 상기 연결관(80)타측에 공기 배출관(100)을 접속하여 원수 탱크(10)에 관통 결합시키고, 상기 공기 배출관(100)을 통한 공기 기포는 원수 탱크(10) 내부의 원수와 맞닿지 않게 구성할 수 있다.
또한, 상기 어댑터부(30) 타측 나사부(33)와 난방 파이프(20) 타측에 결합된 연결구(50) 사이에 관통부(40)를 나사 결합하되, 상기 관통부 내부(40)에 히터부(60)가 삽입되는 삽입홈(41)을 형성하여 상기 히터부(60)가 삽입설치 되게 구성한다.
상기 관통부(40)는 알루미늄 재질로 압출성형 하되, 관통부(40)의 상부 일측에는 어스 단자 연결용 어스부(42)를 고리형상으로 돌출 형성하고, 하부에는 온도 감지 센서(130) 삽입 브라켓(43)을 돌출 형성한다.
상기, 히터부(60)는 중앙에 탄소 섬유지 또는 탄소나노튜브(CNT) 또는 VGCF(기상성장탄소섬유) 또는 카본나노혼 또는 플러렌으로 이루어진 면상 발열체(61)양단에 동 박판(62)(63)을 접착하여 구성하되, 동 박판(62)(63)양단 각각에 직류전류(+)(-) 단자를 형성하여 직류전류를 공급하게 구성한다. 상기의 면상 발열체(61)는 활성탄소섬유로도 구성할 수 있고 플랙시블한 수지에 탄소섬유를 혼재하여 사출성형 하여 구성할 수도 있으며, 탄소 함유량에 따라 저항치를 조절 가능하게 할 수 있다.
상기에서, 동 박판(62)(63)에는 직류전류 5A X 전압 12V를 인가하여 36W 가 발생되게 하거나, 직류전류 3A X 전압 24V를 인가하여 36W 가 발생되게 하여 섭씨 150도 이상 승온 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 5의 b) 또는 e)와 같이 관통부(40) 내부에 원수 및 회수 면접률을 높이기 위해 면접촉 돌출부(44) 또는 d)와 같이 히터부 삽입홈(41) 외측부와 관통부 내측부 각각에 방열핀(45)을 형성 시켜 관통부(40)를 지나는 원수 및 회수의 가열시간을 크게 줄이게 하고, 도 5의 c)와 같이 히터부 삽입홈(41) 외측부와 관통부 내측부 사이에 중공부(46)를 형성하여 가열된 원수 및 회수의 단열을 도모하여 열 효율을 증대시키도록 구성한다.
상기에서, 관통부(40)의 삽입홈(41)은 도 5에 제시한바와 같이, 관통부(40) 내부에 요홈부를 형성하여 이루어지며, 상기 삽입홈(41)으로 인하여 관통부(40) 내부의 공간은 좁아지나 관통부(40)내부의 면적은 회수관(12)의 직경보다 넓게 형성하여 관통부(40)내부의 온수가 가열팽창될 경우 관통부(40) 내부의 온수는 직경이 좁은 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 보다 신속하게 유출될 수 있도록 하고, 관통부(40) 내부의 온수가 회수관(12)측으로 이동되더라도 관통부(40) 내부의 물은 항상 일정량 만큼 체류되어 히터부(60)의 히팅에 의해 재가열팽창 되게 할 수 있다. 이때의 체류 되는 물은 온수의 순환에 의해 항상 교체되는 온수이다.
상기 본 발명의 히팅 동작은 온도감지센서(130)의 온도 감지에 의해 미도시한 콘트롤 회로부의 동작에 의해 목표 온도 이면 히팅을 중지하고, 목표치 이하이면 재 히팅 하게 된다.
이와 같은 구성의 본 발명은 히팅부(60)의 동 박판(전극부)(62)(63) 각각에 직류전류(+)(-)를 공급하면 탄소섬유 등으로 이루어진 면상 발열체(61)내부의 탄소저항의 표면적을 통하여 발열하여 동 박판(62)(63)에 전도되게 되므로 발열이 이루어진다. 따라서, 히팅부(60)의 발열은 관통부(40)의 삽입홈(41)에 끼워진 상태 즉, 동 박판(62)(63)이 관통부(40)의 삽입홈(41)내측면에 면 접촉된 상태에서 히터부(60)가 가열되게 하므로서 면 접촉에 의한 발열이 효율적으로 수행되게 한다.
상기와 같이, 삽입홈(41)의 내측면에 면접촉된 상태로 발열하게 되므로 후술하는 원수 및 회수를 급속히 동시에 가열하게 되고, 직류전류 공급에 의한 발열이므로 전력절감 효과와 전자파 발생을 억제 하게 된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명은 난방 파이프(20)를 순환하는 온수의 온도가 설정된 온도 이하로 저하되면 히터부(60)의 작동에 의해 히터부(60)의 온도감지센서(130)의 온도 감지에 의해 설정온도에 이르기 까지 히팅동작이 이루어지고, 이로인해 관통부(40)내부 및 어댑터부(30) 내부의 온수가 가열팽창되어 발생하는 압력이 어댑터부(30)의 내부측으로 전달되어 개방되어 있던 체크밸브(120)를 폐쇄 시킴과 동시에 연결구(50)측으로 압력이 가해져 어댑터부(30) 및 관통부(40)내부의 온수를 급속하게 가열시키면서 상기 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 가열된 온수가 공급되면서 순환하게 되고, 상기 회수관(12)을 통한 온수는 어댑터부(30)의 돌출 관통부(32)를 통하여 어댑터부(30)의 내부로 공급되므로 폐쇄되어 있던 체크밸브(120)를 개방시켜 관통부(40)를 통하여 재차 회수관(12)을 통하여 지속적으로 순환되게 되는 것이다. 따라서, 순환되는 온수는 원수 탱크(10)측으로 유입되지 않고 순환되므로 원수 탱크(10)내의 원수를 가열시키지 않고 어댑터부(30) 및 관통부(40) 내부의 온수만을 급속하게 가열시킬 수 있으므로 온수의 온도를 저하시키지 않는 상태에서 온수의 순환이 이루어지게 할 뿐 아니라, 이로인해 전력소모를 크게 줄일 수 있고 온수 가열 시간을 대폭 줄일 수 있게되는 것이다.
또한, 상기와 같이 작동하다가 순환되는 온수가 증기발생 등의 이유로 부족할 경우에는 원수 탱크(10) 내부의 원수가 원수 공급 유입관(11) 및 돌출 관통부(31)를 통하여 어댑터부(30) 내부의 개방된 체크밸브(120)를 통하여 어댑터부(30) 및 관통부(40) 내부로 유입되게 하고, 이로인해 관통부(40) 내부의 온수가 설정온도 이하가 되면 상기와 같이 재차 히터부(60)가 재가동되어 개방된 체크밸브(120)를 폐쇄시키면서 내부 온수를 가열팽창 시켜 연결구(50)측으로 온수를 순환시키게 하는 것이다.
따라서, 회수관(12)과 어댑터부(30), 관통부(40) 및 연결구(50)를 통하여 순환 되는 온수는 원수 탱크(10) 내부로의 유입을 방지할 수 있게 되고, 이로인해 가열팽창된 온수의 온도가 원수 탱크(10)내부의 원수에 영향을 미치지 않는 상태에서 온수의 순환이 이루어지므로 순환되는 온수의 온도저하를 방지하게 되므로 히터부(60)의 작동이 수시로 이루어지는 것을 배제하게 되고, 이로인해 히터부(60)의 작동에 따른 전력낭비를 크게 줄일 수 있게 되는 것이다.
그리고, 본원발명은 가열된 온수가 원수 탱크(10)내부의 원수와 맞닿지 않게 되므로 뜨거운 온수에 의해 차거운 원수 탱크(10)내부의 물과 만날 경우 발생하는 버블현상을 배제할 수 있어 소음발생을 억제시킬 수 있게되는 것이다.
즉, 가열된 상태에서 회수관(12)내부로 순환되는 온수는 증기발생에 의해 회수관(12)내부에 공기 기포가 발생하게 되는데, 온수에 포함된 상기 공기가 직접 원수 탱크(10)내부의 원수에 공급되지 않으므로 원수 탱크(10)내부에서 버블(거품)현상이 발생되지 않아 버블현상에 따른 소음을 배제시킬 수 있게되며, 더구나 가열된 온수가 원수와 맞닿지 않으므로 회수관(12) 내부의 온수가 끓어 전달되는 높은 온도가 원수에 영향을 미치지 않으므로 원수가 버블현상을 배가 시키는 부그부글되는 현상을 배제하여 소음억제가 가능해지는 것이다. 그리고, 온수 보다 가벼운 온수 중에 포함된 공기 기포는 바이패스관인 공기 배출관(100)으로 이동하게 하여 원수 탱크(10)측으로 유입되게 하되, 원수 탱크(10) 내부의 원수와 맞닿지 않게 원수 탱크(10) 내상부의 공간부에 공급하게 하고, 이때 공기 기포는 연결관(80)내부에 설치한 공기 배출 유도 필터(90)를 통해 공기만 통과 되고 온수는 어댑터부(30)의 돌출 관통부(32)측으로 이동하게 하므로서 온수의 수온저하를 방지할 수 있게된다.
그리고, 본 발명의 구성에 있어서, 회수관(12)의 직경보다 넓은 내부 공간을 가지는 관통부(40) 내부에 체류하는 온수를 보다 신속하게 가열팽창시켜 온수를 순환 시키도록 하기 위하여 관통부(40) 내부에 형성한 삽입홈(41)에 히터부(60)를 설치하게 한 것으로, 이는 예컨대 순환되는 온수의 온도가 저하될 경우 온수의 순환은 느려지게 되는데, 이때 관통부(40) 내부에 체류하는 온수는 회수관(12)의 내부에 체류하는 온수보다 많은 양의 온수가 체류하게 되고, 이 체류된 온수를 히터부(60)에 의해 가열팽창 시키게 하므로 보다 신속하게 가열시킬 수 있고, 상기 신속한 가열은 관통부(40) 내부에 히터부(60)가 삽인된 상태이므로 내부 공간은 좁아지나 발열면적은 넓게 되므로 더욱 신속한 가열이 이루어지며, 가열팽창된 압력에 의해 강한 추진력으로 신속하게 순환관(12)내부의 온수를 가열시키면서 순환하게 하는 것이므로 온수 가열시간을 단축시켜 이에 드는 전력낭비를 줄일 수 있다. 즉, 본원발명은 온수가 지나는 회수관(12)외부에 히터부를 설치하지 않고 별도의 관통부(40)를 형성하여 온수가 회수관(12)을 통하여 순환되더라도 관통부(40) 내부에는 항상 교체되는 온수의 일부가 체류되게 하고, 체류된 온수를 가열팽창시켜 내부공간이 넓은 관통부(40) 내부의 가열팽창된 압력이 직경이 좁은 회수관(12)을 노즐로 인식하여 회수관(12)측으로 그 압력이 가해지므로 온수의 순환이 보다 신속하게 이루어지게 하며, 특히 원수 탱크(10) 내부의 원수를 가열시키지 않는 상태에서 온수의 순환이 이루어지는 것이다.
만일, 온수 보일러를 최초 작동시키는 경우를 상정해보면 본발명은 관통부(40) 내부의 물을 히터부(60)의 히팅에 의해 가열팽창시켜 회수관(12)내부의 물을 밀어내면서 가열시켜 순환되도록 하므로 온열 매트를 가동 시킬 경우 매우 빠른 시간 이내에 온수의 가열이 이루어져 온수 가열에 의한 전력 낭비를 최소화 시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속 하는 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
첨부 도면 중 도 1은 본 발명의 전체 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 원수 및 회수 흐름을 보인 개략도, 도 3은 본 발명의 어댑터 발췌 단면도, 도 4는 본 발명의 관통부 구조 종단면도, 도 5는 본 발명의 요부 발췌 측단면도 로서 a)는 본 발명의 측단면도, b)는 관통부 내부에 원수 및 회수 면접률을 높이기 위해 면접촉 돌출부를 형성시킨 단면도, c)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 사이에 중공부를 형성한 상태의 단면도, d)는 히터부 삽입홈 외측부와 관통부 내측부 각각에 방열핀을 형성한 단면도, e)는 도 5의 b)의 다른 양태의 단면도, 도 6은 히터부를 관통부에 삽입되는 상태의 분리사시도이다.
이와 같이 제시되는 본 발명은 원수 탱크(10)와 연결시킨 원수 공급 유입관(11)과 난방 파이프(20)로 이루어지는 회수관(12)사이에 체크밸브(120)를 내부에 설치한 어댑터부(30)와, 상기 어댑터부(30)와 난방 파이프(20) 타측의 연결구(50) 사이에 히터부(60)가 설치된 관통부(40)로 이루어지는 것에 있어서, 상기 어댑터부(30)의 일측 상부에 형성한 나사 형태의 돌출 관통부(31)에 원수 공급 유입관(11)을 끼워 설치하고, 어댑터부(30)의 일측 하부에 형성한 나사 형태의 돌출 관통부(32)에 회수관(12)일측을 끼워 설치하며, 상기 어댑터부(30)내부에 설치하는 체크밸브(120)의 날개부의 내측면이 상기 어댑터부(30)의 돌출 관통부(31) 및 돌출 관통부(32)의 내측면으로 설치되게 하여 상기 돌출 관통부(31) 및 돌출 관통부(32)로 유입되는 원수 및 회수가 공급될 때 상기 체크밸브(120)가 개방되도록 구성하고, 상기 히터부(60)의 히팅에 의해 관통부(40) 및 어댑터부(30) 내부의 원수 및 회수를 가열팽창시켜 어댑터부(30) 내부 일측 상부에 고정핀(110)으로 설치한 체크밸브(120)를 폐쇄시킴과 동시에 타측의 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 가열팽창된 온수가 순환되도록 구성한다.
상기의 구성에 있어서, 본 발명은 원수 탱크(10)와 어댑터부(30) 및 관통부(40)를 이격되게 설치하되, 원수 탱크(10)의 설치 높이보다 아래쪽에 설치하며, 상기 어댑터부(30) 및 관통부(40) 그리고 연결구(50)와 회수관(12)을 통하는 온수는 원수 탱크(10)측으로 유입되지 않도록 구성한다. 상기 어댑터부(30) 및 관통부(40)는 원수 탱크(10)의 바닥면의 측면 또는 미도시한 원수 탱크(10)를 내장하는 케이스의 바닥면에 설치할 수 있다.
또한, 본원발명은 난방 파이프(20)일측과 회수관(12) 사이에 설치한 나사관(70)에 끼우는 연결관(80)내부에 공기 배출 유도 필터(예 : 미세 구멍이 뚫어진 면직물, 레자 등)(90)를 내장시켜 고정시키되, 상기 연결관(80)타측에 공기 배출관(100)을 접속하여 원수 탱크(10)에 관통 결합시키고, 상기 공기 배출관(100)을 통한 공기 기포는 원수 탱크(10) 내부의 원수와 맞닿지 않게 구성할 수 있다.
또한, 상기 어댑터부(30) 타측 나사부(33)와 난방 파이프(20) 타측에 결합된 연결구(50) 사이에 관통부(40)를 나사 결합하되, 상기 관통부 내부(40)에 히터부(60)가 삽입되는 삽입홈(41)을 형성하여 상기 히터부(60)가 삽입설치 되게 구성한다.
상기 관통부(40)는 알루미늄 재질로 압출성형 하되, 관통부(40)의 상부 일측에는 어스 단자 연결용 어스부(42)를 고리형상으로 돌출 형성하고, 하부에는 온도 감지 센서(130) 삽입 브라켓(43)을 돌출 형성한다.
상기, 히터부(60)는 중앙에 탄소 섬유지 또는 탄소나노튜브(CNT) 또는 VGCF(기상성장탄소섬유) 또는 카본나노혼 또는 플러렌으로 이루어진 면상 발열체(61)양단에 동 박판(62)(63)을 접착하여 구성하되, 동 박판(62)(63)양단 각각에 직류전류(+)(-) 단자를 형성하여 직류전류를 공급하게 구성한다. 상기의 면상 발열체(61)는 활성탄소섬유로도 구성할 수 있고 플랙시블한 수지에 탄소섬유를 혼재하여 사출성형 하여 구성할 수도 있으며, 탄소 함유량에 따라 저항치를 조절 가능하게 할 수 있다.
상기에서, 동 박판(62)(63)에는 직류전류 5A X 전압 12V를 인가하여 36W 가 발생되게 하거나, 직류전류 3A X 전압 24V를 인가하여 36W 가 발생되게 하여 섭씨 150도 이상 승온 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 5의 b) 또는 e)와 같이 관통부(40) 내부에 원수 및 회수 면접률을 높이기 위해 면접촉 돌출부(44) 또는 d)와 같이 히터부 삽입홈(41) 외측부와 관통부 내측부 각각에 방열핀(45)을 형성 시켜 관통부(40)를 지나는 원수 및 회수의 가열시간을 크게 줄이게 하고, 도 5의 c)와 같이 히터부 삽입홈(41) 외측부와 관통부 내측부 사이에 중공부(46)를 형성하여 가열된 원수 및 회수의 단열을 도모하여 열 효율을 증대시키도록 구성한다.
상기에서, 관통부(40)의 삽입홈(41)은 도 5에 제시한바와 같이, 관통부(40) 내부에 요홈부를 형성하여 이루어지며, 상기 삽입홈(41)으로 인하여 관통부(40) 내부의 공간은 좁아지나 관통부(40)내부의 면적은 회수관(12)의 직경보다 넓게 형성하여 관통부(40)내부의 온수가 가열팽창될 경우 관통부(40) 내부의 온수는 직경이 좁은 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 보다 신속하게 유출될 수 있도록 하고, 관통부(40) 내부의 온수가 회수관(12)측으로 이동되더라도 관통부(40) 내부의 물은 항상 일정량 만큼 체류되어 히터부(60)의 히팅에 의해 재가열팽창 되게 할 수 있다. 이때의 체류 되는 물은 온수의 순환에 의해 항상 교체되는 온수이다.
상기 본 발명의 히팅 동작은 온도감지센서(130)의 온도 감지에 의해 미도시한 콘트롤 회로부의 동작에 의해 목표 온도 이면 히팅을 중지하고, 목표치 이하이면 재 히팅 하게 된다.
이와 같은 구성의 본 발명은 히팅부(60)의 동 박판(전극부)(62)(63) 각각에 직류전류(+)(-)를 공급하면 탄소섬유 등으로 이루어진 면상 발열체(61)내부의 탄소저항의 표면적을 통하여 발열하여 동 박판(62)(63)에 전도되게 되므로 발열이 이루어진다. 따라서, 히팅부(60)의 발열은 관통부(40)의 삽입홈(41)에 끼워진 상태 즉, 동 박판(62)(63)이 관통부(40)의 삽입홈(41)내측면에 면 접촉된 상태에서 히터부(60)가 가열되게 하므로서 면 접촉에 의한 발열이 효율적으로 수행되게 한다.
상기와 같이, 삽입홈(41)의 내측면에 면접촉된 상태로 발열하게 되므로 후술하는 원수 및 회수를 급속히 동시에 가열하게 되고, 직류전류 공급에 의한 발열이므로 전력절감 효과와 전자파 발생을 억제 하게 된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명은 난방 파이프(20)를 순환하는 온수의 온도가 설정된 온도 이하로 저하되면 히터부(60)의 작동에 의해 히터부(60)의 온도감지센서(130)의 온도 감지에 의해 설정온도에 이르기 까지 히팅동작이 이루어지고, 이로인해 관통부(40)내부 및 어댑터부(30) 내부의 온수가 가열팽창되어 발생하는 압력이 어댑터부(30)의 내부측으로 전달되어 개방되어 있던 체크밸브(120)를 폐쇄 시킴과 동시에 연결구(50)측으로 압력이 가해져 어댑터부(30) 및 관통부(40)내부의 온수를 급속하게 가열시키면서 상기 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 가열된 온수가 공급되면서 순환하게 되고, 상기 회수관(12)을 통한 온수는 어댑터부(30)의 돌출 관통부(32)를 통하여 어댑터부(30)의 내부로 공급되므로 폐쇄되어 있던 체크밸브(120)를 개방시켜 관통부(40)를 통하여 재차 회수관(12)을 통하여 지속적으로 순환되게 되는 것이다. 따라서, 순환되는 온수는 원수 탱크(10)측으로 유입되지 않고 순환되므로 원수 탱크(10)내의 원수를 가열시키지 않고 어댑터부(30) 및 관통부(40) 내부의 온수만을 급속하게 가열시킬 수 있으므로 온수의 온도를 저하시키지 않는 상태에서 온수의 순환이 이루어지게 할 뿐 아니라, 이로인해 전력소모를 크게 줄일 수 있고 온수 가열 시간을 대폭 줄일 수 있게되는 것이다.
또한, 상기와 같이 작동하다가 순환되는 온수가 증기발생 등의 이유로 부족할 경우에는 원수 탱크(10) 내부의 원수가 원수 공급 유입관(11) 및 돌출 관통부(31)를 통하여 어댑터부(30) 내부의 개방된 체크밸브(120)를 통하여 어댑터부(30) 및 관통부(40) 내부로 유입되게 하고, 이로인해 관통부(40) 내부의 온수가 설정온도 이하가 되면 상기와 같이 재차 히터부(60)가 재가동되어 개방된 체크밸브(120)를 폐쇄시키면서 내부 온수를 가열팽창 시켜 연결구(50)측으로 온수를 순환시키게 하는 것이다.
따라서, 회수관(12)과 어댑터부(30), 관통부(40) 및 연결구(50)를 통하여 순환 되는 온수는 원수 탱크(10) 내부로의 유입을 방지할 수 있게 되고, 이로인해 가열팽창된 온수의 온도가 원수 탱크(10)내부의 원수에 영향을 미치지 않는 상태에서 온수의 순환이 이루어지므로 순환되는 온수의 온도저하를 방지하게 되므로 히터부(60)의 작동이 수시로 이루어지는 것을 배제하게 되고, 이로인해 히터부(60)의 작동에 따른 전력낭비를 크게 줄일 수 있게 되는 것이다.
그리고, 본원발명은 가열된 온수가 원수 탱크(10)내부의 원수와 맞닿지 않게 되므로 뜨거운 온수에 의해 차거운 원수 탱크(10)내부의 물과 만날 경우 발생하는 버블현상을 배제할 수 있어 소음발생을 억제시킬 수 있게되는 것이다.
즉, 가열된 상태에서 회수관(12)내부로 순환되는 온수는 증기발생에 의해 회수관(12)내부에 공기 기포가 발생하게 되는데, 온수에 포함된 상기 공기가 직접 원수 탱크(10)내부의 원수에 공급되지 않으므로 원수 탱크(10)내부에서 버블(거품)현상이 발생되지 않아 버블현상에 따른 소음을 배제시킬 수 있게되며, 더구나 가열된 온수가 원수와 맞닿지 않으므로 회수관(12) 내부의 온수가 끓어 전달되는 높은 온도가 원수에 영향을 미치지 않으므로 원수가 버블현상을 배가 시키는 부그부글되는 현상을 배제하여 소음억제가 가능해지는 것이다. 그리고, 온수 보다 가벼운 온수 중에 포함된 공기 기포는 바이패스관인 공기 배출관(100)으로 이동하게 하여 원수 탱크(10)측으로 유입되게 하되, 원수 탱크(10) 내부의 원수와 맞닿지 않게 원수 탱크(10) 내상부의 공간부에 공급하게 하고, 이때 공기 기포는 연결관(80)내부에 설치한 공기 배출 유도 필터(90)를 통해 공기만 통과 되고 온수는 어댑터부(30)의 돌출 관통부(32)측으로 이동하게 하므로서 온수의 수온저하를 방지할 수 있게된다.
그리고, 본 발명의 구성에 있어서, 회수관(12)의 직경보다 넓은 내부 공간을 가지는 관통부(40) 내부에 체류하는 온수를 보다 신속하게 가열팽창시켜 온수를 순환 시키도록 하기 위하여 관통부(40) 내부에 형성한 삽입홈(41)에 히터부(60)를 설치하게 한 것으로, 이는 예컨대 순환되는 온수의 온도가 저하될 경우 온수의 순환은 느려지게 되는데, 이때 관통부(40) 내부에 체류하는 온수는 회수관(12)의 내부에 체류하는 온수보다 많은 양의 온수가 체류하게 되고, 이 체류된 온수를 히터부(60)에 의해 가열팽창 시키게 하므로 보다 신속하게 가열시킬 수 있고, 상기 신속한 가열은 관통부(40) 내부에 히터부(60)가 삽인된 상태이므로 내부 공간은 좁아지나 발열면적은 넓게 되므로 더욱 신속한 가열이 이루어지며, 가열팽창된 압력에 의해 강한 추진력으로 신속하게 순환관(12)내부의 온수를 가열시키면서 순환하게 하는 것이므로 온수 가열시간을 단축시켜 이에 드는 전력낭비를 줄일 수 있다. 즉, 본원발명은 온수가 지나는 회수관(12)외부에 히터부를 설치하지 않고 별도의 관통부(40)를 형성하여 온수가 회수관(12)을 통하여 순환되더라도 관통부(40) 내부에는 항상 교체되는 온수의 일부가 체류되게 하고, 체류된 온수를 가열팽창시켜 내부공간이 넓은 관통부(40) 내부의 가열팽창된 압력이 직경이 좁은 회수관(12)을 노즐로 인식하여 회수관(12)측으로 그 압력이 가해지므로 온수의 순환이 보다 신속하게 이루어지게 하며, 특히 원수 탱크(10) 내부의 원수를 가열시키지 않는 상태에서 온수의 순환이 이루어지는 것이다.
만일, 온수 보일러를 최초 작동시키는 경우를 상정해보면 본발명은 관통부(40) 내부의 물을 히터부(60)의 히팅에 의해 가열팽창시켜 회수관(12)내부의 물을 밀어내면서 가열시켜 순환되도록 하므로 온열 매트를 가동 시킬 경우 매우 빠른 시간 이내에 온수의 가열이 이루어져 온수 가열에 의한 전력 낭비를 최소화 시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속 하는 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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10 : 원수 탱크 11 : 원수 공급 유입관
12 : 회수관 20 : 난방 파이프
30 : 어댑터부 31, 32 : 나사 형태의 돌출 관통부
40 : 관통부 41 : 삽입홈
44 : 면 접촉 돌출부 45 : 방열핀
46 : 중공부 60 :히터부
61 : 면상 발열체 62, 63 : 동 박판
80 : 연결관 90 : 공기 배출 유도 필터
100 : 공기 배출관 120 : 체크밸브
12 : 회수관 20 : 난방 파이프
30 : 어댑터부 31, 32 : 나사 형태의 돌출 관통부
40 : 관통부 41 : 삽입홈
44 : 면 접촉 돌출부 45 : 방열핀
46 : 중공부 60 :히터부
61 : 면상 발열체 62, 63 : 동 박판
80 : 연결관 90 : 공기 배출 유도 필터
100 : 공기 배출관 120 : 체크밸브
Claims (7)
- 원수 탱크(10)와 연결시킨 원수 공급 유입관(11)과 난방 파이프(20)로 이루어지는 회수관(12)사이에 체크밸브(120)를 내부에 설치한 어댑터부(30)와, 상기 어댑터부(30)와 난방 파이프(20) 타측의 연결구(50) 사이에 히터부(60)가 설치된 관통부(40)로 이루어지는 것에 있어서, 상기 어댑터부(30)의 일측 상부에 형성한 나사 형태의 돌출 관통부(31)에 원수 공급 유입관(11)을 끼워 설치하고, 어댑터부(30)의 일측 하부에 형성한 나사 형태의 돌출 관통부(32)에 회수관(12)일측을 끼워 설치하며, 상기 어댑터부(30)내부에 설치하는 체크밸브(120)의 날개부의 내측면이 상기 어댑터부(30)의 돌출 관통부(31) 및 돌출 관통부(32)의 내측면으로 설치되게 하여 상기 돌출 관통부(31) 및 돌출 관통부(32)로 유입되는 원수 및 회수가 공급될 때 상기 체크밸브(120)가 개방되도록 구성하되, 상기 히터부(60)의 히팅에 의해 관통부(40) 및 어댑터부(30) 내부의 원수 및 회수를 가열팽창시켜 어댑터부(30) 내부의 체크밸브(120)를 폐쇄시킴과 동시에 타측의 연결구(50)측의 회수관(12)측으로 가열팽창된 온수가 순환되도록 구성함을 특징으로 하는 온수 보일러.
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