KR101706155B1 - 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수를 순환시켜 난방하는 보일러에서 순환하는 온수를 회수하는 회수관을 온수공급탱크에 연결하지 않고 순환펌프 또는 히터에 바로 연결하여 순환되도록 함으로써 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에서도 적은 전력으로 열손실 없이 난방할 수 있도록 한 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에 관한 것으로,
물통(100)의 하부에 구비되어 냉수를 순환펌프로 공급하는 공급관(200)과;
공급관의 일측에 구비되어 압력차에 따라 물통의 물을 공급관으로 공급하는 압력밸브(250)와;
공급관의 하부에 연결되어 물통의 물을 히터로 공급하는 순환펌프(300)와;
순환펌프의 하단에 구비되어 물통에서 공급되는 물을 가열하는 히터(400)와;
히터의 일측에 구비되어 히터에 의해 가열된 온수가 순환되는 순환관(500)과;
일단은 순환관에 타단은 공급관에 연결되어 순환된 온수를 다시 순환펌프 또는 히터 중 어느 하나로 공급하는 회수관(600)과;
회수관의 일측에 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하는 공기배출기(700) 및 장치를 제어하는 제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러{boiler fitted with a large hot-water tank}

본 발명은 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온수를 순환시켜 난방하는 보일러에서 순환하는 온수를 회수하는 회수관을 온수공급탱크에 연결하지 않고 순환펌프 또는 히터에 바로 연결하여 순환되도록 함으로써 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에서도 적은 전력으로 열손실 없이 난방할 수 있도록 한 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 순환파이프가 지그재그 형태로 배열되어 있는 순환파이프부와, 상기 순환파이프에 온수가 공급되면서 순환하도록 하는 온수순환보일러가 순환파이프부에 장착되어 통상적인 보일러가 구성된다.

온수순환보일러는 물통, 온수순환펌프 및 히터 등으로 구성되며, 상기 물통에 물이 공급되고, 히터의 작동에 의하여 물통에 저장된 물은 이후 순환파이프부의 순환파이프를 통과하면서 열을 전달하게 되는 온수가 된다. 즉, 상기 물통에서 가열된 온수는 온수순환펌프에 의하여 보일러의 순환파이프로 공급 순환하게 된다.

상기 온수순환보일러의 주요 구성을 이루는 물통과 히터를 살펴보면, 통상적으로 물이 저장된 물통 내부에 히터가 삽입되어 전원이 공급된 히터가 가열되면서 상기 히터가 물통의 물을 직접적으로 가열시키는 구성을 이루게 되는데, 이와 같은 종래의 온수순환보일러는 물통과 히터를 하나의 공간에 형성함으로써 상기 히터는 한꺼번에 많은 양의 물을 가열하게 되어 에너지 사용량이 많았으며, 가열시간이 길어진다는 문제점이 있었다.

또한, 히터의 구성 또한 단순한 도전성 매체로 이루어져 전원을 공급하면 바로 상기 매체가 가열되어 그 열이 물통에 저장된 물에 직접적으로 공급되는 방식으로 이루어져 관리소홀로 누전이 발생할 수 있으며, 별도의 센서 등이 구비되어 있지 않다면 히터 과열에 의한 안전상의 문제가 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 온수순환보일러를 구성하는 물통, 히터, 그리고 순환펌프를 각각 별도의 공간에 장착한 구성의 종래 기술들이 소개되고 있는데, 대한민국 공개특허 제10-2005-0120844호(2005년 12월 26일자 공개) 『온수가열수단을 가지는 온수순환펌프 및 상기 온수순환펌프를 이용한 보일러의 구조』, 대한민국 등록실용 제20-0412342호(2006년 3월 20일자 등록) 『매트용 온수순환보일러』등이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2005-0120844호에서는 온수순환펌프와 온수가열수단을 분리 구성하고, 상기 온수가열수단에서는 물을 저장하는 하우징 외부에 안전성을 높이기 위하여 PTC소자를 이루어진 발열체를 장착하여 물통 내부에 히터를 장착하는 구성이 아닌 물통, 히터, 그리고 순환펌프 모두를 분리 구비한 구성을 개시하고 있다.

그러나 대한민국 공개특허 제10-2005-0120844호에서도 물통 외부에 장착되어 있는 히터가 결국 물통에 저장된 물을 한꺼번에 가열시키도록 되어 있는 구성이어서 역시 에너지 소모가 많고, 가열시간 또한 길다는 문제점은 여전히 해소하지 못하였다.

그리고 대한민국 등록실용신안 제20-0412342호에서는 온수가 온수순환보일러의 히터 물통으로부터 온수튜브로 순환하도록 함에 있어 온수 튜브에 온수를 가열할 수 있는 히터를 장착하여 온수가 히터를 통과하면서 가열되도록 함으로 온수 순환보일러의 가열효율을 높이고자 하는 구성이 개시되어 있다.

그러나 대한민국 등록실용신안 제20-0412342호에 개시된 히터 물통에는 별도의 히터가 장착되어 근본적으로 물통과 히터를 별도로 분리하여 구성하고자 하는 기술은 아니며, 특히 물통과 히터를 별도 분리하여 에너지 소모를 줄이면서 가열 효율을 높일 수 있고, 나아가 안전성까지 확보할 수 있는 본 발명에서 해결하고자 하는 실질적은 구성을 제시한 것은 아니었다.

대한민국 공개특허 제10-2005-0120844호 대한민국 등록실용신안 제20-0412342호

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 온수를 순환시켜 난방하는 보일러에서 순환하는 온수를 회수하는 회수관을 온수공급탱크에 연결하지 않고 순환펌프 또는 히터에 바로 연결하여 순환되도록 함으로써 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에서도 적은 전력으로 열손실 없이 난방할 수 있도록 한 대형온수공급탱크를 구비한 보일를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 본 발명 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러는

물통(100)의 하부에 구비되어 냉수를 순환펌프로 공급하는 공급관(200)과;

공급관의 일측에 구비되어 압력차에 따라 물통의 물을 공급관으로 공급하는 압력밸브(250)와;

공급관의 하부에 연결되어 물통의 물을 히터로 공급하는 순환펌프(300)와;

순환펌프의 하단에 구비되어 물통에서 공급되는 물을 가열하는 히터(400)와;

히터의 일측에 구비되어 히터에 의해 가열된 온수가 순환되는 순환관(500)과;

일단은 순환관에 타단은 공급관에 연결되어 순환된 온수를 다시 순환펌프 또는 히터 중 어느 하나로 공급하는 회수관(600)과;

회수관의 일측에 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하는 공기배출기(700) 및 장치를 제어하는 제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 물통(100)은 수용된 물을 공급관을 통하여 순환펌프에 공급하는 것으로, 물이 일정량 소비가 되며 램프 또는 부저에 정보를 보내 사용자가 물을 보충할 수 있도록 하는 수위감지센서(110)와;

물을 공급할 수 있도록 구비된 뚜껑(130)에 구비되어 온수가 순환하는 과정에서 발생하는 공기가 공급관을 통하여 물통으로 유입된 공기가 배출되도록 하는 공기배출구멍(131)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 공급관(200)은 물통(100)의 하부에 구비되어 냉수를 순환펌프로 공급하는 것으로, "T" 형상으로 형성되어 일측은 순환펌프가 다른 일측은 회수관이 연결되디;

연결되는 회수관은 공급관보다 지름을 작게 및 하부로 절곡되게 형성함으로써 틈새에 의해 물통의 물이 순환펌프로 공급됨과 아울러 온수가 순환하는 과정에서 발생하는 공기가 물통으로 유입되도록 하여 유입된 공기가 공기배출구멍(131)을 통하여 외부로 배출되도록 한 것을 특징으로 한다.

그리고 히터(400)는 순환펌프의 하단에 구비되어 물통에서 공급되는 물을 가열하여 순환관으로 공급하고, 회수관을 통하여 회수된 온수를 가열하여 순환관으로 공급하되, 순환되는 온수의 온도를 소비자가 원하는 온도로 일정하게 가열할 수 있도록 하는 제어용 온도센서(410)와;

소비자가 원하는 온도보다 높거나 안전상의 온도이상으로 온도가 상승하면 히터의 운행을 정지할 수 있도록 하는 과열방지센서(420)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 순환관(500)은 히터의 하부에 연결관(450)을 통하여 연결되어 히터에 의해 가열된 온수가 순환되는 것으로, 상기 연결관(450)에는 물순환감지센서(451)가 구비되어 히터를 통하여 공급된 온수가 흐르고 있음을 감지하여 물이 없을 때는 히터에 전원공급을 차단하여 히터가 과열되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 순환펌프(300)는 공급관의 하부에 연결되어 초기에는 물통의 물을 히터로 공급하며, 이후 회수관을 통하여 회수된 온수를 히터로 공급하고;

회수관(600)은 일단은 순환관(500)에 연결되고 타단은 공급관(200) 내측에 내설되어 순환된 온수를 다시 순환펌프로 공급하되 일측에 공기배출기(700)가 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하며;

회수관 일측에 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하는 공기배출기(700) 및

장치를 제어하는 것으로, 히터를 제어하여 순환관에 공급되는 온수의 온도를 제어하고, 공기배출기를 제어하여 순환관 내부의 공기를 배출하도록 한 제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 초기상태에서 물통의 물을 순환펌프를 이용하여 히터로 공급하고;

물을 공급받은 히터는 물을 가열하여 순환관으로 공급하여 난방을 하고;

순환관을 순환한 온수는 회수관을 통하여 순환펌프 또는 히터로 공급되고 온수를 공급받은 히터는 온수를 난방을 할 수 있는 온도로 가열하며;

순환과정 중 일부 증발한 온수의 양만큼 압력밸브의 작동에 의해 물통의 물이 순환펌프로 공급되고 순환펌프는 물을 히터로 공급하여 히터가 물을 가열할 수 있도록 함과 아울러 가열된 온수를 다시 순환관으로 공급하여 난방을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 본 발명 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러는 온수를 순환시켜 난방하는 보일러에서 순환하는 온수를 회수하는 회수관을 온수공급탱크에 연결하지 않고 순환펌프 또는 히터에 바로 연결하여 순환되도록 함으로써 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러에서도 적은 전력으로 열손실 없이 난방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보일러를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 온수의 순환과정을 나타낸 순환도.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다.'라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 도 1 ~ 도 2에 도시한 바와 같이, 물통(100)의 하부에 구비되어 냉수를 순환펌프로 공급하는 공급관(200)과; 공급관의 일측에 구비되어 압력차에 따라 물통의 물을 공급관으로 공급하는 압력밸브(250)와; 공급관의 하부에 연결되어 물통의 물을 히터로 공급하는 순환펌프(300)와; 순환펌프의 하단에 구비되어 물통에서 공급되는 물을 가열하는 히터(400)와; 히터의 일측에 구비되어 히터에 의해 가열된 온수가 순환되는 순환관(500)과; 일단은 순환관에 타단은 공급관에 연결되어 순환된 온수를 다시 순환펌프 또는 히터 중 어느 하나로 공급하는 회수관(600)과; 회수관의 일측에 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하는 공기배출기(700) 및 장치를 제어하는 제어부(800)를 포함한다.

물통(100)은 수용된 물을 공급관을 통하여 순환펌프에 공급하는 것으로, 수위감지센서(110)가 구비되어 물이 일정량 소비가 되며 램프 또는 부저 등에 정보를 보내 사용자가 물을 보충할 수 있도록 한다.

그리고 물을 공급할 수 있도록 구비된 뚜껑(130)에 공기배출구멍(131)이 구비되어 온수가 순환하는 과정에서 발생하는 공기가 공급관을 통하여 물통으로 유입된 공기가 배출되도록 한다.

이때 공기배출구멍을 1 ~1.5mm로 형성하여 공기배출구멍(131)을 통하여 이물질이 물통으로 유입되는 것을 방지한다.

공급관(200)은 물통(100)의 하부에 구비되어 냉수를 순환펌프로 공급하는 것으로, "T" 형상으로 형성되어 일측은 순환펌프가 다른 일측은 회수관이 연결된다.

이때 연결되는 회수관은 공급관보다 지름을 작게 및 하부로 절곡되게 형성함으로써 틈새에 의해 물통의 물이 순환펌프로 공급됨과 아울러 온수가 순환하는 과정에서 발생하는 공기가 물통으로 유입되도록 하여 유입된 공기가 공기배출구멍(131)을 통하여 외부로 배출되도록 한다.

이때 공급관의 일측에 압력밸브(250)를 구비하여 물통의 압력이 순환관의 압력보다 높으면 물을 공급하여 물통과 순환관의 압력이 같도록 한다.

순환펌프(300)는 공급관의 하부에 연결되어 초기에는 물통의 물을 히터로 공급하며, 이후 회수관을 통하여 회수된 온수를 히터로 공급하게 된다.

히터(400)는 순환펌프의 하단에 구비되어 물통에서 공급되는 물을 가열하여 순환관으로 공급하고, 회수관을 통하여 회수된 온수를 가열하여 순환관으로 공급하게 된다.

이때 히터(400)에는 제어용 온도센서(410)가 구비되어 순환되는 온수의 온도를 소비자가 원하는 온도로 일정하게 가열할 수 있도록 하며, 과열방지센서(420)를 구비하여 소비자가 원하는 온도보다 높거나 안전상의 온도이상으로 온도가 상승하면(제어용 온도센서의 고장 등) 히터의 운행을 정지할 수 있도록 한다.

순환관(500)은 히터의 하부에 연결관(450)을 통하여 연결되어 히터에 의해 가열된 온수가 순환되는 것으로, 상기 연결관(450)에는 물순환감지센서(451)가 구비되어 히터를 통하여 공급된 온수가 흐르고 있음을 감지하여 물이 없을 때는 히터에 전원공급을 차단하여 히터가 과열되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

회수관(600)은 일단은 순환관(500)에 연결되고 타단은 공급관(200) 내측에 내설되어 순환된 온수를 다시 순환펌프로 공급하되 일측에 공기배출기(700)가 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거한다.

제어부(800)는 장치를 제어하는 것으로, 히터의 제어하여 순환관에 공급되는 온수의 온도를 제어하고, 압력밸브를 제어하여 물통의 물을 공급관을 통하여 히터로 공급하고, 공기배출기를 제어하여 순환관 내부의 공기를 배출하도록 한다.

이하 본 발명에 따른 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

초기상태에서 물통의 물을 순환펌프를 이용하여 히터로 공급한다.

물을 공급받은 히터는 물을 가열하여 순환관으로 공급하여 난방을 한다.

이후 순환관을 순환한 온수는 회수관을 통하여 순환펌프 또는 히터로 공급되고 온수를 공급받은 히터는 온수를 난방을 할 수 있는 온도로 가열한다,

이때 순환과정 중 일부 증발한 온수의 양만큼 압력밸브의 작동에 의해 물통의 물이 순환펌프로 공급되고 순환펌프는 물을 히터로 공급하여 히터가 물을 가열할 수 있도록 함과 아울러 가열된 온수를 다시 순환관으로 공급하여 난방을 할 수 있도록 한다.

이에 따라 기존 순환수를 물통으로 회수한 후 물통의 물을 가열하였던 것을 순환수만을 가열함으로써 큰 물통을 설치하여도 작은 전기에너지로 물을 가열함에 따라 전기에너지를 절감할 수 있는 것이다.

100 : 물통 200: 공급관
300 : 순환펌프
400 : 히터 500 : 순환관
600 : 회수관 700 : 공기배출기
800 : 제어부

Claims (7)

1. 수용된 물을 공급관을 통하여 순환펌프에 공급하는 것으로, 물이 일정량 소비가 되면 램프 또는 부저에 정보를 보내 사용자가 물을 보충할 수 있도록 하는 수위감지센서(110)와, 물을 공급할 수 있도록 구비된 뚜껑(130)에 구비되어 온수가 순환하는 과정에서 발생하는 공기가 공급관을 통하여 물통으로 유입된 공기가 배출되도록 하는 공기배출구멍(131)으로 이루어진 물통(100)과;
   물통(100)의 하부에 구비되어 냉수를 순환펌프로 공급하는 것으로, "T" 형상으로 형성되어 일측은 순환펌프가 다른 일측은 회수관이 연결되되, 연결되는 회수관은 공급관보다 지름을 작게 및 하부로 절곡되게 형성함으로써 틈새에 의해 물통의 물이 순환펌프로 공급됨과 아울러 온수가 순환하는 과정에서 발생하는 공기가 물통으로 유입되도록 하여 유입된 공기가 공기배출구멍(131)을 통하여 외부로 배출되도록 한 공급관(200)과;
   공급관의 일측에 구비되어 압력차에 따라 물통의 물을 공급관으로 공급하는 압력밸브(250)와;
   공급관의 하부에 연결되어 초기에는 물통의 물을 히터로 공급하며, 이후 회수관을 통하여 회수된 온수를 히터로 공급하는 순환펌프(300)와;
   순환펌프의 하단에 구비되어 물통에서 공급되는 물을 가열하여 순환관으로 공급하고, 회수관을 통하여 회수된 온수를 가열하여 순환관으로 공급하되, 순환되는 온수의 온도를 소비자가 원하는 온도로 일정하게 가열할 수 있도록 하는 제어용 온도센서(410)와, 소비자가 원하는 온도보다 높거나 안전상의 온도이상으로 온도가 상승하면 히터의 운행을 정지할 수 있도록 하는 과열방지센서(420)로 이루어진 히터(400)와;
   히터의 하부에 연결관(450)을 통하여 연결되어 히터에 의해 가열된 온수가 순환되는 것으로, 상기 연결관(450)에는 물순환감지센서(451)가 구비되어 히터를 통하여 공급된 온수가 흐르고 있음을 감지하여 물이 없을 때는 히터에 전원공급을 차단하여 히터가 과열되는 것을 방지할 수 있도록 하는 순환관(500)과;
   일단은 순환관(500)에 연결되고 타단은 공급관(200) 내측에 내설되어 순환된 온수를 다시 순환펌프로 공급하되 일측에 공기배출기(700)가 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하는 회수관(600)과;
   회수관의 일측에 구비되어 순환과정 중 발생하는 기포를 제거하는 공기배출기(700) 및
   장치를 제어하는 것으로, 히터를 제어하여 순환관에 공급되는 온수의 온도를 제어하고, 공기배출기를 제어하여 순환관 내부의 공기를 배출하도록 한 제어부(800)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   초기상태에서 물통의 물을 순환펌프를 이용하여 히터로 공급하고;
   물을 공급받은 히터는 물을 가열하여 순환관으로 공급하여 난방을 하고;
   순환관을 순환한 온수는 회수관을 통하여 순환펌프 또는 히터로 공급되고 온수를 공급받은 히터는 온수를 난방을 할 수 있는 온도로 가열하며;
   순환과정 중 일부 증발한 온수의 양만큼 압력밸브의 작동에 의해 물통의 물이 순환펌프로 공급되고 순환펌프는 물을 히터로 공급하여 히터가 물을 가열할 수 있도록 함과 아울러 가열된 온수를 다시 순환관으로 공급하여 난방을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 대형온수공급탱크를 구비한 난방용 보일러.
   

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