KR101767152B1 - 축열 탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 축열 탱크 내부로 공급되는 고온수와 축열 탱크 내부에 저장된 저온수가 안정적인 흐름으로 서로 혼합되게 유도하며, 축열 탱크 내부에 유입된 고온수의 온도를 유지하여 신속하게 외부로 공급할 수 있는 축열 탱크를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크는 탱크의 내부에 구비되고, 외부로부터 공급되는 고온수를 탱크 내부로 안내하는 고온수 유입관, 고온수 유입관의 상측으로부터 제1 이격 거리를 두고 고온수 유입관과 대향되는 위치에 있으며, 탱크 내부의 고온수를 집수하여 탱크의 외부에 구비된 고온수 사용라인으로 공급하는 고온수 공급관, 고온수 유입관의 하측으로부터 제2 이격 거리를 두고 고온수 유입관과 대향되는 위치에 있으며, 저온수 회수라인과 연결되어 탱크의 내부로 안내하는 저온수 유입관, 그리고 고온수 공급관의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 제1 이격 거리를 조절하는 제1 위치 조절부를 포함한다.

Description

축열 탱크{HEAT STORAGE TANK}

본 발명은 축열 탱크에 관한 것이다.

축열기 또는 히터에서 가열된 고온수는 축열 탱크에 저장되며, 축열 탱크에 저장된 고온수는 축열 탱크에 연결되는 공급관을 통해 공급된다. 그런데, 축열 탱크에 저장된 고온수를 사용하지 않는 경우에는 서서히 냉각된다. 이때 고온수가 일정온도 이하로 내려가면 고온수를 축열기 또는 히터로 다시 보내 재가열한다.

그런데 종래의 축열 탱크는 상측에 구비된 유입관을 통해 고온수가 유입되며 냉각된 저온수는 하측의 배출관을 통해 외부로 배출되어 축열기 또는 히터에서 재가열된다. 이러한 경우 고온수의 유입관과 배출관은 축열 탱크의 외벽에 형성된 관통공에 바로 연결되므로 유입되는 고온수의 흐름에 의해 축열 탱크 내부에서 발생되는 난류성 흐름으로 인하여 불안정한 온수 대류 현상이 발생된다. 따라서 축열 탱크 상하의 고온수가 서로 혼합되어 유입되는 고온수의 온도가 내려가게 되므로 원하는 온도로 가열하기 위해서는 장시간이 소요된다.

본 발명의 실시예는 축열 탱크 내부로 공급되는 고온수와 축열 탱크 내부에 저장된 저온수가 안정적인 흐름으로 서로 혼합되게 유도하며, 축열 탱크 내부에 유입된 고온수의 온도를 유지하여 신속하게 외부로 공급할 수 있는 축열 탱크를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크는 탱크의 내부에 구비되고, 외부로부터 공급되는 고온수를 탱크 내부로 안내하는 고온수 유입관, 고온수 유입관의 상측으로부터 제1 이격 거리를 두고 고온수 유입관과 대향되는 위치에 있으며, 탱크 내부의 고온수를 집수하여 탱크의 외부에 구비된 고온수 사용라인으로 공급하는 고온수 공급관, 고온수 유입관의 하측으로부터 제2 이격 거리를 두고 고온수 유입관과 대향되는 위치에 있으며, 저온수 회수라인과 연결되어 탱크의 내부로 안내하는 저온수 유입관, 그리고 고온수 공급관의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 제1 이격 거리를 조절하는 제1 위치 조절부를 포함한다.

고온수 공급관은 탱크 내부의 고온수를 집수하는 집수부, 그리고 집수된 고온수를 탱크의 외부에 구비된 고온수 사용라인으로 공급하는 공급배관을 더 포함할 수 있다. 여기서, 집수부는 고온수 공급관의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비되며, 원뿔 형상을 갖고 상향으로 경사지게 연결되는 하측이 폐쇄되고 상측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성되어 탱크의 상부에서 상측으로 집수되는 고온수를 고온수 공급관으로 유입되도록 안내할 수 있다.

제1 위치 조절부는 중공형의 빈 공간을 갖고 일측에서 공급배관과 일체로 연결되고, 타측에는 고온수 사용라인의 일부가 내부에 위치되도록 연결되어 고온수의 공급통로를 형성하는 제1 배관 연결부, 그리고 제1 배관 연결부를 내부에 포함하며, 제1 배관 연결부를 선택적으로 이동시켜 제1 이격 거리를 조절하는 제1 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 구동부는 제1 배관 연결부의 길이방향을 따라 일측과 타측에 각각 유압을 공급하는 유압 실린더를 포함할 수 있다.

고온수 유입관에 결합되어 유입된 고온수를 탱크의 내부로 확산 분출시키는 제1 가이드부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 가이드부는 고온수 유입관의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비되며, 원뿔 형상을 갖고 하향으로 경사지게 연결되는 상측이 폐쇄되고 하측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성되어 고온수 유입관으로 유입된 고온수가 탱크의 내부에서 저온수 유입관 방향으로 확산 분출되도록 안내할 수 있다.

저온수 유입관은 저온수 회수라인과 연결되어 탱크 내부로 저온수를 유입하는 유입배관, 그리고 저온수 유입관에 결합되어 유입배관으로 유입된 저온수를 탱크 내부로 확산 분출시키는 제2 가이드부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 가이드부는 저온수 유입관의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비되며, 원뿔 형상을 갖고 하향으로 경사지게 연결되는 상측이 폐쇄되고 하측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성되어 저온수 유입관으로 유입된 저온수가 탱크의 내부에서 탱크의 하부 방향으로 확산 분출되도록 안내할 수 있다.

한편, 저온수 유입관의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 제2 이격 거리를 조절하는 제2 위치 조절부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 위치 조절부는 중공형의 빈 공간을 갖고 일측에서 유입배관과 일체로 연결되고, 타측에는 저온수 회수라인의 일부가 내부에 위치되도록 연결되어 저온수의 공급통로를 형성하는 제2 배관 연결부, 그리고 제2 배관 연결부를 내부에 포함하며, 제2 배관 연결부를 선택적으로 이동시켜 제2 이격 거리를 조절하는 제2 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 제2 구동부는 제2 배관 연결부의 길이방향을 따라 일측과 타측에 각각 유압을 공급하는 유압 실린더를 포함할 수 있다.

축열 탱크 내부로 유입되는 고온수와 저온수의 흐름이 서로 간섭되지 않도록 안정적으로 유도하여 난류 형성을 감소시킴으로써 축열 탱크 내부 온도를 신속하고 용이하게 올릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 축열 탱크 내부에 배치되는 고온수 공급관과 저온수 유입관의 위치를 조절하여 상부의 고온수와 하부의 저온수가 상하로 이원화되는 현상을 유지함으로써 열충격을 감소시키고 안정적으로 고온수를 공급할 수 있는 효과가 있다.

또한, 축열 탱크의 가동효율을 상승시킴으로써 축열에 필요한 에너지를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크의 배관 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동으로 고온수 공급관이 상향 이동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동으로 고온수 공급관이 하향 이동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동으로 고온수 공급관이 하향 이동되어 제1 이격 거리가 짧아진 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 축열 탱크의 배관 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크의 배관 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크는 고온수 유입관(100), 고온수 공급관(110), 저온수 유입관(120), 제1 위치 조절부(200), 제2 위치 조절부(200a)를 포함한다.

먼저, 탱크(10)는 내부가 빈 공간을 갖는 통형상으로 형성되어 외부로부터 유입되는 고온수가 저장된다. 탱크(10)는 복수의 관통공이 해당되는 부위에 구비되고, 관통공에는 각각의 배관이 연결되어 외부로부터 고온수를 공급받거나 내부의 고온수를 외부로 공급할 수 있다. 탱크(10)의 외벽은 단열재로 이루어지거나 단열 처리되어 내부에 저장된 고온수가 저온으로 되는 것을 방지할 수 있다. 탱크(10)의 주변에 구비될 수 있는 관통공 또는 환탕관(14)과 배수관(16)과 같은 배관들은 당업자에게는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

고온수 유입관(100)은 탱크(10)의 내측에서 탱크(10)의 바닥면과 수평한 방향으로 길게 구비된다. 고온수 유입관(100)은 탱크(10)의 외부로부터 공급되는 고온수를 탱크(10) 내부로 안내한다. 예를 들어, 탱크(10)의 외부에는 히터와 같은 축열부 또는 축열된 고온수를 별도로 저장하는 보조탱크를 구비할 수 있다. 그리고 고온수 유입관(100)은 축열부 또는 보조탱크에 연결관(12)을 통해 연결될 수 있다. 고온수 유입관(100)은 내부가 비어있는 중공형의 관으로 길이방향을 따라 일측은 개방되고 타측은 폐쇄되는 형상을 갖는다. 고온수 유입관(100)은 일측 단부가 탱크(10)의 측부에 형성된 관통공에 연결되며 타측 단부는 탱크(10)의 길이방향을 따라 배치되어 고온수를 탱크(10) 내부로 골고루 분산하는 통로 기능을 한다. 고온수 유입관(100)은 고온수를 탱크(10) 내부로 확산 분출시키는 제1 가이드부(102)를 포함할 수 있다. 제1 가이드부(102)는 적어도 한 개 이상을 포함할 수 있다. 제1 가이드부(102)는 고온수 유입관(100)의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 즉, 제1 가이드부(102)는 고온수가 탱크(10)의 내부에 골고루 공급되도록 고온수 유입관(100)의 길이방향을 따라 복수개로 구비되는 것이 바람직하다. 제1 가이드부(102)는 원뿔 형상을 갖고 하향으로 경사지게 연결되는 상측이 폐쇄되고 하측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성될 수 있다. 제1 가이드부(102)를 하향으로 개구된 원뿔 형상으로 형성함에 따라 고온수 유입관(100)으로 유입된 고온수가 탱크(10)의 내부에서 저온수 유입관(120) 방향으로 확산 분출되도록 안내할 수 있다. 즉, 제1 가이드부(102)의 개구된 부분은 고온수 유입관(100)에 결합된 부분이 좁고, 경사진 부분은 하향으로 갈수록 단면적이 크게 형성되어 탱크(10) 내부로 고온수가 조용히 확산 분출되게 할 수 있다. 제1 가이드부(102)를 통해 난류의 형성을 감소시킬 수 있으며, 탱크(10) 내부로 확산 분출된 고온수는 대류 현상으로 탱크(10)의 상부로 이동될 수 있다. 따라서, 고온수는 탱크(10)의 상부에 전체적으로 신속하게 확산될 수 있다. 그리고 탱크(10) 상부의 온도를 고온으로 일정하게 유지할 수 있으므로 안정적으로 고온수를 공급하고 열충격을 감소시킬 수 있다.

고온수 공급관(110)은 고온수 유입관(100)의 상측에서 제1 이격 거리(d1)를 두고 고온수 유입관(100)과 대향되도록 구비된다. 고온수 공급관(110)은 일측 단부가 탱크(10)의 상부에서 고온수 공급라인에 연결되어 사용자가 고온수를 필요로 할 때 탱크(10)에 저장된 고온수를 고온수 공급라인으로 공급하는 통로 기능을 한다. 고온수 공급관(110)은 집수부(112), 공급배관(114)을 포함한다. 집수부(112)는 탱크(10) 내부의 고온수를 집수하는 기능을 한다. 집수부(112)는 고온수 공급관(110)의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 집수부(112)는 원뿔 형상을 갖고 상향으로 경사지게 연결되는 하측이 폐쇄되고 상측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성될 수 있다. 집수부(112)는 탱크(10)의 상부에서 상측으로 집수되는 고온수를 고온수 공급관(110)으로 유입되도록 안내할 수 있다. 공급배관(114)은 집수부(112)와 연결되어 집수된 고온수를 탱크(10)의 외부에 구비된 고온수 사용라인(20)으로 공급되도록 안내한다.

저온수 유입관(120)은 고온수 유입관(100)의 하측에서 제2 이격 거리(d2)를 두고 고온수 유입관(100)과 대향되도록 구비된다. 저온수 유입관(120)은 유입배관(124), 제2 가이드부(122)를 포함한다. 유입배관(124)은 저온수 회수라인(30)과 연결되어 탱크(10) 내부로 저온수를 유입되도록 안내한다. 제2 가이드부(122)는 유입배관(124)으로 유입된 저온수를 탱크(10) 내부로 확산 분출시키는 기능을 한다. 제2 가이드부(122)는 저온수 유입관(120)의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 제2 가이드부(122)는 원뿔 형상을 갖고 하향으로 경사지게 연결되는 상측이 폐쇄되고 하측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성될 수 있다. 제2 가이드부(122)를 원뿔 형상으로 형성함에 따라 저온수 유입관(120)으로 유입된 저온수가 탱크(10)의 내부에서 탱크(10)의 바닥면 방향으로 확산 분출되도록 안내할 수 있다. 제2 가이드부(122)를 통해 탱크(10) 내부로 확산 분출된 저온수를 탱크(10)의 하부로 안내할 수 있다.

제1 위치 조절부(200)는 고온수 공급관(110)의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 제1 이격 거리(d1)를 조절하는 기능을 한다. 여기서, 제1 이격 거리(d1)는 고온수 공급관(110)과 고온수 유입관(100)의 이격된 거리를 말한다. 그리고 제1 이격 거리(d1)는 탱크(10)의 내부 환경 또는 외부 환경에 따라 제1 위치 조절부(200)의 구동으로 조절될 수 있다. 이때 내부 환경은 탱크(10) 내부의 온도와 압력의 조건을 포함할 수 있다. 그리고 외부 환경은 탱크(10) 외부의 온도 또는 계절의 조건을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봄, 여름, 가을, 겨울의 시기에 따라 제1 이격 거리(d1)를 다르게 조절할 수 있다.

제2 위치 조절부(200a)는 유입배관(124)의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 제2 이격 거리(d2)를 조절하는 기능을 한다. 여기서, 제2 이격 거리(d2)는 저온수 유입관(120)과 고온수 유입관(100)의 이격 거리를 말한다. 그리고 제2 이격 거리(d2)는 탱크(10)의 내부 환경 또는 외부 환경에 따라 제2 위치 조절부(200a)의 구동으로 조절될 수 있다. 제2 이격 거리(d2)의 조절에 대한 설정 조건은 제1 이격 거리(d1)의 조절 조건과 연동되도록 할 수 있다.

상기한 바와 같이 탱크(10) 내부에 배치되는 고온수 공급관(110)과 저온수 유입관(120)의 위치를 사용자의 필요에 따라 조절할 수 있다. 고온수 공급관(110)과 저온수 유입관(120)은 탱크(10)의 내부에서 상부와 하부로 이동시 탱크 내벽(40)에 지지되어 이동될 수 있다. 그리고 탱크(10)의 내부에서 고온수 공급관(110)과 저온수 유입관(120)의 위치를 조절함으로써 상부의 고온수와 하부의 저온수가 상하로 이원화되는 현상을 유지할 수 있다. 또한, 탱크(10)의 내부에서 열충격을 감소시키면서 안정적으로 고온수를 공급할 수 있다.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동으로 고온수 공급관이 상향 이동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동으로 고온수 공급관이 하향 이동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치 조절부의 작동으로 고온수 공급관이 하향 이동되어 제1 이격 거리가 짧아진 상태를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 위치 조절부(200)는 제1 배관 연결부(220), 제1 구동부(210)를 포함한다.

제1 배관 연결부(220)는 중공형의 빈 공간을 갖고 일측에서 공급배관(114)이 연결되고, 타측에는 고온수 사용라인(20)의 일부가 내부에 위치되도록 연결된다. 제1 배관 연결부(220)는 공급배관(114)과 일체로 연결될 수 있다. 그리고 제1 배관 연결부(220)는 고온수 사용라인(20)의 일부가 내부에 위치된 상태에서 외부와 밀봉된 상태를 유지하며 고온수 사용라인(20)의 길이방향을 따라 이동되도록 결합될 수 있다.

제1 구동부(210)는 제1 배관 연결부(220)를 내부에 포함하며, 제1 배관 연결부(220)의 양측을 선택적으로 이동시켜 제1 이격 거리(d1)를 조절하는 기능을 한다.

여기서, 제1 구동부(210)는 제1 배관 연결부(220)의 일측과 타측에 각각 유압을 공급하는 유압 실린더를 포함할 수 있다. 제1 구동부(210)를 유압 실린더로 형성함에 따라 제1 배관 연결부(220)는 유압 실린더 내부에 구비되는 일종의 피스톤 기능을 할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에 따른 제1 배관 연결부(220)는 내부가 중공형으로 형성되어 고온수가 배출되는 통로 기능을 하는 점에서 일반적인 피스톤과는 차이점이 있다. 또한, 제1 배관 연결부(220)는 고온수 사용라인(20)과 접하는 부분은 슬라이딩 가능한 구조로 밀봉되어 개별로 움직이게 구비되고, 공급배관(114)과 접하는 부분은 일체로 결합되어 연동되도록 형성됨으로써 일반적인 피스톤 기능과 고온수 배출기능을 동시에 구현할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 구동부(210)의 하측에 연결되는 제2 유압포트(214)로 유압이 공급되면 제1 배관 연결부(220)는 상부 방향으로 이동된다. 그러면, 제1 배관 연결부(220)에 일체로 연결된 공급배관(114)도 연동되어 상부 방향으로 이동된다. 따라서, 공급배관(114)과 연결되는 고온수 공급관(110)도 상부 방향으로 이동되어 탱크(10)의 상부면과 고온수 공급관(110)의 거리(h1)가 짧게 조절된다. 그러면, 고온수 공급관(110)과 고온수 유입관(100)의 제1 이격 거리(d1)는 상대적으로 길게 조절된다.

이와는 반대로, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 구동부(210)의 상측에 연결되는 제1 유압포트(212)로 유압이 공급되면 제1 배관 연결부(220)는 하부 방향으로 이동된다. 그러면, 제1 배관 연결부(220)에 일체로 연결된 공급배관(114)도 연동되어 하부 방향으로 이동된다. 따라서, 공급배관(114)과 연결되는 고온수 공급관(110)도 하부 방향으로 이동되어 탱크(10)의 상부면과 고온수 공급관(110)의 거리(h2)가 길게 조절된다. 그러면, 고온수 공급관(110)과 고온수 유입관(100)의 제1 이격 거리(d3)는 도 4에 도시된 바와 같이 도 1에 도시된 제1 이격 거리(d1)에 비해 상대적으로 짧게 조절된다.

한편, 저온수 유입관(120)의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 저온수 유입관(120)의 위치를 조절하는 제2 위치 조절부(200a)를 더 포함할 수 있다. 제2 위치 조절부(200a)를 구비함에 따라 저온수 유입관(120)과 고온수 유입관(100)의 이격 거리인 제2 이격 거리(d2)를 조절할 수 있다.

저온수 유입관(120)은 유입배관(124), 제2 가이드부(122)를 포함할 수 있다. 유입배관(124)은 저온수 회수라인(30)과 연결되어 탱크(10) 내부로 저온수를 유입한다. 제2 가이드부(122)는 저온수 유입관(120)에 결합되어 유입배관(124)으로 유입된 저온수를 탱크(10) 내부로 확산 분출시킨다.

제2 위치 조절부(200a)는 제2 배관 연결부, 제2 구동부를 포함할 수 있다. 제2 배관 연결부는 중공형의 빈 공간을 갖고 일측에서 유입배관(124)과 일체로 연결되고, 타측에는 저온수 회수라인(30)의 일부가 내부에 위치되도록 연결되어 저온수의 공급통로를 형성한다.

제2 구동부는 제2 배관 연결부를 내부에 포함하며, 제2 배관 연결부를 선택적으로 이동시켜 제2 이격 거리(d2)를 조절한다. 제2 구동부는 제2 배관 연결부의 길이방향을 따라 일측과 타측에 각각 유압을 공급하는 유압 실린더를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크의 고온수 공급과정을 설명한다.

먼저, 고온수 유입관(100)에 구비된 제1 가이드부(102)는 개구된 방향이 탱크(10)의 바닥면을 향하도록 형성된다. 그리고 저온수 유입관(120)에 구비된 제2 가이드부(122)도 개구된 방향이 탱크(10)의 바닥면을 향하도록 형성된다. 다만, 고온수 공급관(110)에 구비된 집수부(112)는 개구된 방향이 탱크(10)의 상면을 향하도록 형성된다. 이때, 제1 가이드부(102)와 제2 가이드부(122) 및 집수부(112)는 개구부에 적정길이를 갖고 기울어진 원뿔 형상으로 형성한다. 제1 가이드부(102)와 제2 가이드부(122) 및 집수부(112)의 개구부 형상을 원뿔 형상으로 형성함에 따라 물의 분출을 보다 정확하고 용이하게 확산시킬 수 있으며, 원뿔 형상의 특성상 넓은 부분에서 좁은 부분으로 형성됨에 따라 물의 유입도 용이하게 구현할 수 있다. 예를 들어, 고온수 유입관(100)을 통해 공급된 고온수가 제1 가이드부(102)를 통해 확산 배출되는 경우, 탱크(10)의 대류현상에 따라 탱크(10) 내에 저장된 물과 혼합되는 과정을 거친 후 탱크(10)의 상부로 자연스럽게 안내함으로써 탱크(10) 내부로 유입된 고온수가 고온수 공급관(110) 방향으로 이동되도록 유도할 수 있다. 탱크(10)의 상부로 이동되는 고온수는 집수부(112)를 통해 고온수 공급관(110)으로 유입되며, 집수부(112)의 넓은 부분이 상부로 개구됨에 따라 탱크(10)의 상부에 있는 고온수가 고온수 공급관(110)의 내부로 자연스럽게 유입될 수 있다.

이러한 상태에서 탱크(10)의 저온수 유입관(120)을 통해 탱크(10) 내부로 유입된 저온수가 제2 가이드부(122)의 개구부를 통해 탱크(10)의 바닥면 방향으로 분출되어 와류된다. 즉, 저온수 유입관(120)을 통해 공급된 저온수가 제2 가이드부(122)를 통해 확산 배출되는 경우, 탱크(10)의 대류현상에 따라 탱크(10) 내에 저장된 물과 혼합되는 과정을 거치도록 유도된다. 탱크(10) 내부의 하부로 유입되는 저온수는 고온수 유입관(100)으로부터 확산 분출되는 고온수의 영향으로 가열된다. 계속해서 저온수가 가열되어 온도가 상승되면 탱크(10) 내부에 저장된 물의 온도 차이에 의해 탱크(10) 내부의 상측으로 상승하면서 자연적으로 대류된다. 이러한 과정을 거친 후 고온수 공급관(110)에 구비된 집수부(112)에 의해 집수됨으로써 고온수 공급관(110)을 통해 탱크(10) 외부로 배출된다. 따라서, 탱크(10) 내부로 유입된 저온수가 고온수 공급관(110)을 통해 빠르게 외부로 배출되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 고온수 유입관(100)을 통해 고온수가 탱크(10)의 중간부분에서 분출되어 상부로 안내된다. 고온수 유입관(100)이 탱크(10)의 높이방향 중간부분에서 고온수를 확산 분출하게 구현함으로써 고온수를 신속하게 탱크(10)의 상부로 안내하여 고온수를 용이하게 공급할 수 있게 유도할 수 있다. 그리고 고온수 공급라인을 통해 사용된 저온수가 저온수 유입관(120)으로 유입되어 탱크(10)의 하부로 확산 분출되도록 함으로써 탱크(10)의 상부 온도가 탱크(10)의 하부 온도 보다 더 높게 유지될 수 있다. 또한, 고온수가 이용된 후 저온수 상태에서 탱크(10)의 하부로 다시 유입되더라도 탱크(10)의 하부 방향으로 공급되는 고온수의 영향으로 탱크(10)의 하부 온도를 보다 높게 유지할 수 있다. 그리고 고온수 유입관(100)에 의해 탱크(10)의 상부로 유도된 고온수가 온도 차이에 의해 대류하면서 탱크(10)의 하부로 유입된 저온수를 가열하므로, 탱크(10)에 저장된 저온수를 가열 및 축열할 수 있다. 따라서, 저온수를 가열하기 위해 소모되는 에너지를 대폭적으로 절감할 수 있다.

한편, 고온수를 사용하지 않을 경우, 탱크(10)에 저장된 물을 전체적으로 축열시킬 수 있다. 고온수 유입관(100)은 고온수를 계속해서 탱크(10)의 중간부분으로 공급한다. 그러면, 탱크(10)의 중간부분에서 상부로 이동되는 고온수는 온도 차이에 의한 대류현상으로 탱크(10)의 하부로 이동하면서 열교환된다. 그리고, 탱크(10)의 하부로 이동된 고온수는 다시 탱크(10)의 상부로 안내되어 순환된다. 따라서, 탱크(10)에 저장된 물은 단시간에 고온으로 축열될 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크는 고온수 유입관(100)을 탱크(10)의 중간부분에서 탱크(10)의 길이방향을 따라 길게 배치하고, 고온수 공급관(110)을 탱크(10)의 상부에서 탱크(10)의 길이방향을 따라 길게 배치하며, 저온수 유입관(120)을 탱크(10)의 하부에서 탱크(10)의 길이방향을 따라 길게 배치한다. 고온수 공급관(110)을 탱크(10) 내부에서 상부에 배치하고 저온수 유입관(120)을 탱크(10)의 하부에 배치함으로써 고온수와 저온수가 탱크(10) 내부에서 서로 간섭되는 현상을 감소시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 비교예에 따른 축열 탱크의 배관 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 비교예의 축열 탱크는 고온수 유입관(100a)을 탱크(10a)의 중간부분에서 짧게 배치하고, 고온수 공급관(20a)을 탱크(10a)의 상부에서 짧게 배치하며, 저온수 유입관(30a)을 탱크(10)의 하부에서 짧게 배치한다. 이와 같이 고온수 공급관(20a)을 탱크(10a) 내부에서 상부에 배치하고 저온수 유입관(30a)을 탱크(10a)의 하부에 배치하더라도 고온수와 저온수가 탱크(10a) 내부에서 서로 간섭되는 현상이 발생될 수 있다. 즉, 고온수 유입관(100a)과 고온수 공급관(20a), 저온수 유입관(30a)은 탱크(10a) 외벽에 형성된 관통공에 바로 연결되는 구조이므로 유입되는 고온수와 저온수의 흐름에 의해 탱크(10a) 내부에서 발생되는 난류성 흐름으로 인하여 불안정한 온수 대류 현상이 발생될 수 있다. 따라서 탱크(10a) 상하의 고온수와 저온수가 서로 혼합되어 유입되는 고온수의 온도가 내려가게 되므로 원하는 온도로 가열하기 위해서는 장시간이 소요될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 축열 탱크는 탱크(10)의 형상에 따라 고온수 유입관(100)과 고온수 공급관(110) 및 저온수 유입관(120)의 형상 및 배열을 다양한 형태로 설계 변경할 수 있다. 예를 들어, 고온수 유입관(100)은 봉형으로 형성될 수 있다. 그리고 봉형으로 형성되는 경우, 서로 간격을 두고 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 또한, 고온수 유입관(100)이 복수개로 구비되는 경우 원형의 형태로 배열될 수 있다. 또한, 고온수 유입관(100)은 직사각형태로 배열될 수도 있다. 그리고 고온수 유입관(100)은 필요에 따라 회전이 가능한 구조로 설계 변경될 수 있다. 예를 들어, 고온수 유입관(100)의 일측에 서보 모터를 구비하여 고온수 유입관(100)을 회전시킬 수 있다. 고온수 유입관(100)을 회전시킴에 따라 고온수의 배출방향을 원하는 방향으로 조절할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10 ; 탱크 20 ; 고온수 사용라인
30 ; 저온수 회수라인 100 ; 고온수 유입관
102 ; 제1 가이드부 110 ; 고온수 공급관
112 ; 집수부 114 ; 공급배관
120 ; 저온수 유입관 122 ; 제2 가이드부
124 ; 유입배관 200 ; 제1 위치 조절부
210 ; 제1 구동부 220 ; 제1 배관 연결부
200a ; 제2 위치 조절부

Claims (5)

1. 탱크의 내부에 구비되고, 외부로부터 공급되는 고온수를 상기 탱크 내부로 안내하는 고온수 유입관,
   상기 고온수 유입관의 상측으로부터 제1 이격 거리를 두고 상기 고온수 유입관과 대향되는 위치에 있으며, 상기 탱크 내부의 고온수를 집수하여 상기 탱크의 외부에 구비된 고온수 사용라인으로 공급하는 고온수 공급관,
   상기 고온수 유입관의 하측으로부터 제2 이격 거리를 두고 상기 고온수 유입관과 대향되는 위치에 있으며, 저온수 회수라인과 연결되어 상기 탱크의 내부로 안내하는 저온수 유입관, 그리고
   상기 고온수 공급관의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 상기 제1 이격 거리를 조절하는 제1 위치 조절부
   를 포함하며,
   상기 제1 위치 조절부는
   중공형의 빈 공간을 갖고 일측에서 상기 공급배관과 일체로 연결되고, 타측에는 상기 고온수 사용라인의 일부가 내부에 위치되도록 연결되어 고온수의 공급통로를 형성하는 제1 배관 연결부, 그리고
   상기 제1 배관 연결부를 내부에 포함하며, 상기 제1 배관 연결부를 선택적으로 이동시켜 상기 제1 이격 거리를 조절하는 제1 구동부를 포함하고,
   상기 제1 배관 연결부는 상기 고온수 사용라인과 접하는 부분은 슬라이딩 가능한 구조로 밀봉되어 개별로 움직이게 구비되고, 상기 공급배관과 접하는 부분은 일체로 결합되어 연동되도록 형성됨으로써 유압 실린더 내부에 구비되는 피스톤 기능과 고온수 배출기능을 동시에 구현할 수 있는 축열 탱크.
2. 제1항에서,
   상기 고온수 공급관은
   상기 고온수 공급관의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비되며, 상기 탱크의 상부에서 상측으로 집수되는 고온수를 상기 고온수 공급관으로 유입되도록 안내하는 집수부, 그리고
   상기 고온수 공급관의 일측에 연결되어 집수된 고온수를 상기 탱크의 외부에 구비된 고온수 사용라인으로 공급하는 공급배관을 포함하는 축열 탱크.
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 고온수 유입관에 결합되어 유입된 고온수를 상기 탱크의 내부로 확산 분출시키는 제1 가이드부를 더 포함하며,
   상기 제1 가이드부는
   상기 고온수 유입관의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비되며, 원뿔 형상을 갖고 하향으로 경사지게 연결되는 상측이 폐쇄되고 하측에 적어도 한 개 이상의 관통공이 형성되어 상기 고온수 유입관으로 유입된 고온수가 상기 탱크의 내부에서 상기 저온수 유입관 방향으로 확산 분출되도록 안내하는 축열 탱크.
5. 제1항에서,
   상기 저온수 유입관은
   상기 저온수 회수라인과 연결되어 상기 탱크 내부로 저온수를 유입하는 유입배관, 그리고
   상기 저온수 유입관의 길이방향을 따라 미리 설정된 간격으로 이격되어 복수개로 구비되어 상기 유입배관으로 유입된 저온수를 상기 탱크의 하부 방향으로 확산 분출시키는 제2 가이드부를 포함하고,
   상기 유입배관의 일측이 결합되어 연동됨에 따라 상기 제2 이격 거리를 조절하는 제2 위치 조절부를 더 포함하며,
   상기 제2 위치 조절부는
   중공형의 빈 공간을 갖고 일측에서 상기 유입배관과 일체로 연결되고, 타측에는 상기 저온수 회수라인의 일부가 내부에 위치되도록 연결되어 저온수의 공급통로를 형성하는 제2 배관 연결부, 그리고
   상기 제2 배관 연결부를 내부에 포함하며, 상기 제2 배관 연결부를 선택적으로 이동시켜 상기 제2 이격 거리를 조절하는 제2 구동부를 포함하는 축열 탱크.

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