KR101861479B1 - 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러 - Google Patents

스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 케이싱 내부에 축적되는 스케일을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러에 관한 것으로, 화실하면부 부근에 스케일감지센서를 구비하여 화실하면부에 스케일이 축적되면 이를 관리자에게 신속하게 알릴 수 있어, 관리자는 케이싱 내부에 형성되는 스케일을 효율적으로 관리할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러{HOT WATER BOILER WITH EASY MAINTENANCE OF SCALE}
본 발명은 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이싱 내부에 축적되는 스케일을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 가스보일러는 연료를 가스로 하고 열매체를 물로 하여 난방에 사용하는 것으로, 특히 온수겸용 보일러의 경우 난방순환수를 삼방밸브를 통해 보일러 내부 에서 순환시키고 간접 열교환 형태로 급수를 가열하여 온수도 사용 가능하게 한 연소기이다. 이러한 가스보일러는 온수공급방식에 따라 순간식 보일러와 저탕식 보일러로 분류된다.
순간식 보일러는 보일러에서 주 열교환기 또는 온수용 열교환기에 의하여 필요시에 가열하여 온수를 공급한다. 이러한 순간식 보일러는 대용량의 전기히터 의해 순간적으로 가열하여 냉수를 온수로 전환하는 데 신속하고 별도의 온수탱크가 사용되지 않으므로 소형으로 구비하여 벽걸이 형태로도 사용이 가능하다. 그러나 순간식 보일러를 이용하여 실내 난방 등을 하는 경우에는 대용량의 전기히터를 사용하는 데에 따른 전기소비량이 많이 증가하여 난방비용이 과도하게 발생하는 문제점이 있다.
저탕식 보일러는 필요시 버너를 가동하고 온수를 만들어 사용하는 순간식과 달리 별도로 온수저장탱크에 온수를 저장하여 필요할 때 즉시 온수를 사용할 수 있도록 설계되어 있다. 이러한 저탕식 보일러는 온수저장탱크 내부에 열교환부가 구비되어 있어, 온수저장탱크에 저장된 직수가 열교환부에 의하여 적정 고온의 온수로 가열되도록 구성된다. 이에 따라 사용자는 온수나 난방수를 바로 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 저탕식 보일러를 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 저탕식 보일러(10)는 케이싱(12) 내부에 복수의 연관(14a)을 갖는 열교환수단(14)과, 열교환수단(14)으로 화염을 분출하는 버너부(16)와, 버너부(16)로 공기를 공급하는 흡기부(18)와, 버너부(16)에서 발생되는 연소가스를 외부로 배출시키는 배기부(19)를 포함한다.
그리고 외부로부터 직수가 케이싱(12) 내부로 공급되면, 상기 직수는 케이스 내부에 구비되는 복수의 연관(14a)과 맞닿게 되면서 온수로 열교환이 진행되고, 이렇게 형성된 온수는 순환펌프(미도시) 등에 의하여 온수파이프(미도시)로 공급된다.
한편, 직수는 연관(14a) 또는 버너부(16)와 맞닿으면서 열교환이 진행되는바, 연관(14a) 또는 버너부(16)에 스케일이 쌓이게 되면, 연관(14a) 또는 버너부(16)의 열교환 효율이 떨어지게 된다. 즉, 스케일은 직수에 침전된 불순물, 예를 들면 실리카, 칼슘 또는 마그네슘염 등에 의해 유발되는데, 이러한 불순물은 연관(14a) 또는 버너부(16)의 외형을 형성하는데 사용되는 구리 또는 강에 비하여 매우 낮은 열전도율을 갖는다. 이에 따라 이러한 불순물에 의하여 연관(14a) 또는 버너부(16)에 스케일이 생성되면, 연관(14a) 또는 버너부(16)의 열교환 효율이 낮아지게 되는 문제점이 있다. 또한, 연관(14a) 또는 버너부(16)에 형성되는 스케일은 케이싱(12) 내부에서 부피를 차지하게 되어 출탕량을 저하시키고, 연관(14a)과 버너부(16) 사이의 용접부분을 부식시키는 문제점이 있다.
국내등록실용신안공보 제20-0206391호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 케이싱 내부에 축적되는 스케일을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공하도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 공간부가 형성되되, 상기 공간부의 상부에 독립된 화실이 구비되는 케이싱; 상기 화실 내부로 화염을 분사하는 버너; 상기 화실의 하면에 연결된 상태로 상기 공간부의 하부로 연장되는 복수 개의 연관; 상기 케이싱의 하부에 구비되며 상기 연관과 연결되는 배기부; 및 상기 화실의 하면에 축적되는 스케일을 감지하는 스케일감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 스케일감지센서는, 상기 화실의 하면에 축적되는 스케일을 인식하는 스케일인식센서를 포함하고, 상기 스케일인식센서로부터 전달받은 스케일 인식신호를 분석하여 상기 화실의 하면에 축적된 스케일이 기 설정된 두께 이상으로 축적되면 출력제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력제어신호를 전달받아 외부로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 스케일감지센서는, 상기 화실의 하면에 축적되는 스케일에 의한 상기 화실의 하면의 저항값 변화를 감지하는 스케일저항센서를 포함하고, 상기 스케일저항센서로부터 전달받은 저항값을 분석하여 상기 화실의 하면에 축적된 스케일이 기 설정된 두께 이상으로 축적되면 출력제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 출력제어신호를 전달받아 외부로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 연관의 온도를 측정하는 온도측정센서; 상기 온도측정센서부터 전달받은 상기 연관의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우 온도제어신호를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 온도제어신호를 전달받아 상기 버너가 화염을 분사하지 않도록 제어하는 버너구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 공간부의 상부와 하부 사이를 차단시키되 그 일측에 유도공이 형성되는 차단막을 포함하고, 상기 공간부는 상기 차단막에 의하여 상부공간부와 하부공간부로 구획되고, 외부로부터 상기 하부공간부로 유입되는 급수는 상기 유도공을 통하여 상기 상부공간부로 유입된 후 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 차단막에는 상기 연관이 관통되도록 복수 개의 연관안내홀이 형성되고, 복수의 상기 연관안내홀 중 상기 유도공과 마주보는 연관안내홀은 상기 유도공의 테두리를 따라 배열되되 상기 유도공 방향으로 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 유도공은 상기 차단막의 중앙에 위치되고, 상기 연관이 관통되도록 상기 차단막에 형성되는 복수 개의 연관안내홀은 상기 유도공을 중앙에 두고 방사형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 공간부의 상측과 마주보는 상기 화실의 하면부는 그 중앙으로 갈수록 상기 케이싱의 상면부로부터 멀어지도록 다단 형상으로 형성되고, 상기 공간부의 하측과 마주보는 상기 케이싱의 하면부는 상기 화실의 하면부와의 이격 거리가 동일하도록 다단 형상으로 형성되고, 상기 연관의 상단은 상기 화실의 하면부에 관통되도록 설치되고, 상기 연관의 하단은 상기 케이싱의 하면부에 관통되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 화실의 외주연은 상기 케이싱의 내주연보다 작도록 형성되어, 상기 화실의 외주연과 상기 케이싱의 내주연 사이에 가이드공간부가 구비되고, 외부에서 상기 공간부로 유입된 급수가 상기 연관에 의하여 온수로 가열되면, 가열된 온수는 상기 가이드공간부로 가이드된 후 상기 케이싱의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
또한, 상기 화실의 외주연과 상기 케이싱의 내주연 사이에 나선 형상으로 나선안내부가 형성되고, 상기 가이드공간부는 상기 나선안내부를 따라 상기 화실의 외주연을 선회하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 제공한다.
본 발명은 화실하면부 부근에 스케일감지센서를 구비하여 화실하면부에 스케일이 축적되면 이를 관리자에게 신속하게 알릴 수 있어, 관리자는 케이싱 내부에 형성되는 스케일을 효율적으로 관리할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 관리자는 스케일의 축적 정도를 파악하기 위하여 케이싱 내부를 주기적으로 육안 검사를 하지 않아도 되므로, 관리자는 효율적이고 간편하게 보일러를 관리할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 온도측정센서가 측정하는 연관의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 버너가 화염을 더 이상 분사하지 않도록 제어하므로, 연관은 허용 온도 이상으로 상승되지 아니하여, 연관이 터지는 등의 안전 사고가 발생되지 않게 되는 효과가 있다.
또한, 케이싱의 내부에 유도공을 갖는 차단막이 구비되어, 케이싱의 하부로 공급된 물은 차단막의 유도공을 통과하면서 유속이 빨라진 상태로 상부로 공급되면서 화실하면부를 지나가게 되어, 화실하면부에는 스케일이 쌓이지 않게 되는 효과가 있다.
또한, 화실과 케이싱 사이에 구비되는 가이드공간부는 나선안내부에 의하여 화실본체의 외주연을 선회하도록 형성되므로, 연관에 의하여 가열된 온수는 가이드공간부를 따라 화실본체의 외주연을 선회하도록 구성되고, 이에 따라 화실본체와 온수 간의 접촉 시간이 길어지게 되어, 화실의 열 교환 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 케이싱하면부와 화실하면부는 그 중앙으로 갈수록 하방으로 단차지도록 형성되어, 화실에서 연관으로 제공되는 연소가스의 온도는 전반적으로 비슷해지게 되며, 이에 따라 케이싱 내부로 채워지는 물은 전반적으로 균일하게 가열되는 효과가 있다.
또한, 케이싱본체에 위치되는 복수의 연관이 고르게 가열되므로, 연관의 수명 및 교체 시기가 동일해지게 되어, 연관의 유지 보수 및 관리가 용이한 효과가 있다. 또한, 복수의 연관은 상호 동일한 길이로 구성되므로, 생산 단가가 낮아짐은 물론 조립 속도가 향상되어, 전반적으로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래 저탕식 보일러를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 상부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 하부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 차단막을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 연소 가스의 흐름 및 물의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 센서수단을 블록으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 상부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러를 하부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러(50)는 케이싱(100) 내부에 생성되는 스케일을 용이하게 관리하도록 하기 위한 것으로, 케이싱(100), 화실(200), 버너(300: 도 6 도시), 연관(500: 도 4 도시), 배기부(600: 도 6 도시) 및 차단막(400: 도 4 도시)을 포함한다.
케이싱(100)은 내부에 빈 공간부(130)가 구비되고 대략 원 기둥 형상으로 형성되는 케이싱본체(105)와, 케이싱본체(105)의 개방된 상부를 커버하는 케이싱상면부(110)와, 케이싱본체(105)의 개방된 하부를 커버하는 케이싱하면부(120)를 포함한다. 케이싱하면부(120)는 그 중앙으로 갈수록 케이싱상면부(110)로부터 멀어지도록 다단으로 형성되어, 케이싱하면부(120)는 그 테두리를 따라 위치되는 제 1 케이싱단차부(122)와, 상기 제 1 케이싱단차부(122)와 일체로 연결된 상태로 케이싱하면부(120)의 중앙에 위치되되 제 1 케이싱단차부(122)보다 하부로 돌출되도록 형성되는 제 2 케이싱단차부(124)를 포함한다.
그리고 케이싱본체(105)의 하부에는 외부로부터 직수가 케이싱본체(105) 내부로 공급되도록 직수공급부(150)가 구비되고, 케이싱본체(105)의 상부에는 온수배출부(160)가 구비된다. 그리고 직수공급부(150)를 통하여 케이싱본체(105) 내부로 공급된 직수는 후술하는 연관(500)을 통하여 온수로 가열되고, 이렇게 가열된 온수는 온수배출부(160)를 통하여 외부로 배출된다.
화실(200), 버너(300), 연관(500), 배기부(600) 및 차단막(400)은 하기 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 내부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 차단막을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 화실(200)은 케이싱(100)의 케이싱본체(105)의 내부 상부에 독립된 공간이 형성되도록 대략 원 기둥 형상으로 형성되는 화실본체(205)와, 화실본체(205)의 개방된 하부를 커버하는 화실하면부(210)를 포함한다. 화실본체(205)의 개방된 상부는 케이싱상면부(110)에 의하여 커버된다.
그리고 화실본체(205)의 외주연은 케이싱본체(105)의 내주연보다 작도록 형성되어, 화실본체(205)의 외주연과 케이싱본체(105)의 내주연 사이에는 빈 공간, 즉 가이드공간부(140: 도 6 도시)가 구비된다. 그리고 케이싱본체(105)의 내부로 유입된 급수가 연관(500)에 의하여 온수로 가열되면, 가열된 온수는 가이드공간부(140)로 가이드된 후, 케이싱본체(105)의 외부로 배출된다. 이때, 화실본체(205)의 외주연과 케이싱본체(105)의 내주연 사이에 나선 형상으로 나선안내부(250)가 형성되어, 가이드공간부(140)는 나선안내부(250)를 따라 화실본체(205)의 외주연을 선회하도록 형성된다. 이처럼 가이드공간부(140)가 나선안내부(250)에 의하여 화실본체(205)의 외주연을 선회하도록 형성되어, 연관(500)에 의하여 가열된 온수는 가이드공간부(140)를 따라 화실본체(205)의 외주연을 선회하도록 구성되며, 이에 따라 화실본체(205)와 온수 간의 접촉 시간이 길어지게 되어, 화실(200)의 열 교환 효율이 향상되는 효과가 있다.
버너(300)는 케이싱상면부(110)의 상면에 장착되며 화실본체(205) 내부로 화염을 분사한다. 이러한 버너(300)는 예를 들면 가스 등의 연료를 공기와 적절하게 혼합하고 이를 연소시켜서 화염을 생성하는 통상적인 구성이다. 버너(300)에서 화실본체(205) 내부로 화염이 분사되면, 화실본체(205)에는 화염으로 인한 고온의 연소가스가 생성된다.
연관(500)은 예를 들면 내부가 빈 기둥 형상으로 형성되며, 그 일단부는 화실하면부(210)를 관통하도록 연결되고 그 타단부는 케이싱하면부(120)를 관통하도록 연결된다. 이러한 연관(500)은 복수 개로 구성되며 케이싱본체(105) 내부에 방사상으로 배열될 수 있다. 그리고 화실본체(205)에 생성된 고온의 연소가스가 연관(500) 내부로 전달되면, 연관(500)은 연소가스의 열기에 의하여 고온으로 가열된다. 그리고 연관(500)을 통과한 연소가스는 후술하는 배기부(600)로 배기된다. 이처럼 연관(500)은 버너(300)의 화염에 의한 연소가스에 의하여 고온으로 가열되므로 케이싱본체(105) 내부로 공급되는 직수를 온수로 열교환하게 된다.
배기부(600)는 케이싱하면부(120)의 하면에 장착되는 것으로 연관(500)에서 빠져나온 연소가스, 배기가스 등을 외부로 배기한다.
차단막(400)은 예를 들면 케이싱본체(105) 내부의 길이방향 중앙에 위치되어 케이싱본체(105)의 공간부(130)의 상부와 하부 사이를 차단시키도록 구성된다. 그 결과 공간부(130)는 차단막(400)을 사이에 두고, 차단막(400)의 상부에 위치되는 상부공간부(132)와, 차단막(400)의 하부에 위치되는 하부공간부(134)로 구분된다.
그리고 차단막(400)의 일측에는 유도공(410)이 형성된다. 상기 유도공(410)은 차단막(400)의 중앙에 형성될 수 있다. 그리고 차단막(400)의 연관(500)과 대향되는 위치에는 연관(500)이 관통되도록 복수 개의 연관안내홀(420)이 형성된다. 복수 개의 연관안내홀(420)은 유도공(410)을 중앙에 두고 방사형으로 배열될 수 있다. 그리고 복수 개의 연관안내홀(420) 중 유도공(410)과 마주보는 연관안내홀(420)은 유도공(410)의 테두리를 따라 배열되되 유도공(410) 방향으로 개방되도록 형성될 수 있다. 한편, 유도공(410)에는 물에 포함된 각종 이물질을 필터링하도록 필터(미도시)가 추가로 구비될 수도 있을 것이다.
이처럼 본 발명은 차단막(400)에 유도공(410)이 형성되므로, 하부공간부(134)로 유입된 직수 즉, 물은 하부공간부(134)의 넓은 공간에서 좁은 유도공(410)을 통과하게 되는데, 이때, 물의 유속이 빨라지게 된다. 그 결과 하부공간부(134)에서 상부공간부(132)로 이동되면서 유속이 빨리진 물은 빠른 속도로 화실하면부(210)에 부딪힌 후 이어서 가이드공간부(140)로 이동되어, 화실하면부(210)에는 스케일이 쌓이지 않게 된다. 이는 도 6에서 다시 설명하기로 한다.
한편, 버너(300)는 케이싱상면부(110)의 상면 중앙에 장착되므로, 버너(300)에서 화실본체(205)의 중앙 방향으로 공급되는 화염의 양은 많은 상대적으로 반면, 버너(300)에서 화실본체(205)의 테두리로 공급되는 화염의 양은 상대적으로 적게 된다. 이에 따라 화실하면부(210)에서 연관(500)으로 제공되는 연소가스의 온도 또한 그 위치에 따라 서로 상이한 상태로 제공된다. 이를 해결하기 위하여 화실하면부(210)를 그 중앙으로 갈수록 케이싱상면부(110)로부터 멀어지도록 다단으로 형성하여, 화실하면부(210)는 그 테두리를 따라 위치되는 제 1 화실단차부(212)와, 상기 제 1 화실단차부(212)와 일체로 연결된 상태로 화실하면부(210)의 중앙에 위치되되 제 1 화실단차부(212)보다 하부로 돌출되도록 형성되는 제 2 화실단차부(214)를 포함하도록 구성된다. 그러면 제 2 화실단차부(214)는 제 1 화실단차부(212)보다 케이싱상면부(110)로부터 멀리 이격되도록 위치되어, 제 2 화실단차부(214)와 연결된 연관(500)으로 제공되는 연소가스의 온도 및 제 1 화실단차부(212)와 연결된 연관(500)으로 제공되는 연소가스의 온도가 상호 비슷해지게 된다. 이처럼 각 연관(500)으로 제공되는 연소가스의 온도가 비슷해지므로, 케이싱본체(105)의 공간부(130)로 채워지는 물은 전반적으로 균일하게 가열되는 효과가 있다. 또한, 케이싱본체(105)에 위치되는 복수의 연관(500)이 고르게 가열되므로, 연관(500)의 수명 및 교체 시기가 동일해지며, 따라서 연관(500)의 유지 보수 및 관리가 용이한 효과가 있다.
또한, 케이싱하면부(120)는 화실하면부(210)의 단차진 형상에 대응되도록 제 1 케이싱단차부(122) 및 제 2 케이싱단차부(124)로 구성되므로, 제 1, 2 화실단차부(212, 214)와 제 1, 2 케이싱단차부(122, 124) 간의 이격 거리가 동일하게 구성되어, 복수의 연관(500)은 상호 동일한 길이로 구성되며, 이에 따라, 한 종류의 연관(500)만을 사용할 수 있어, 생산 단가가 낮아짐은 물론 조립 속도가 향상되어, 전반적으로 생산성이 향상되는 효과가 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 연소 가스의 흐름 및 물의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 버너(300)가 점화되면, 화실본체(205) 내부로 화염이 분사되어, 화실본체(205) 내부에는 고온의 연소가스가 생성된다. 이러한 연소가스는 화실본체(205)를 가열시킨 후, 복수 개의 연관(500) 내부를 따라 이동되면서 연관(500)을 가열시키고, 이어서 배기부(600)로 이동되어 외부로 배출된다.
한편, 물은 직수공급부(150)를 통하여 케이싱본체(105) 내부의 하부공간부(134)로 공급된 후 연관(500)에 의하여 가열된다. 그 후, 물은 차단막(400)의 유도공(410)을 통과하면서 유속이 빨라진 상태로 상부공간부(132)로 공급된 후, 이어서 화실하면부(210)에 부딪히게 된다. 이때, 화실하면부(210)에 부딪힌 물은 화실하면부(210)를 빠른 속도로 지나가게 되어, 화실하면부(210)에는 스케일이 쌓이지 않게 되는 효과가 있다. 그리고 화실하면부(210)를 지나간 물은 가이드공간부(140)를 따라 화실본체(205)의 외주연을 선회하면서 온수로 열교환이 진행되고, 이렇게 생성된 온수는 온수배출부(160)를 통하여 외부로 배출된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러의 센서수단을 블록으로 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러(50)는 센서수단(700)을 더 포함한다. 센서수단(700)은 스케일감지센서(710), 출력부(740), 온도측정센서(720), 버너구동부(750) 및 제어부(730)를 포함할 수 있다.
스케일감지센서(710)는 화실하면부(210)에 스케일(S)이 축적되었는지 여부를 감지하는 것으로, 예를 들면, 스케일인식센서(712) 또는 스케일저항센서(714)를 포함한다.
스케일인식센서(712)는 화실하면부(210)에 축적되는 스케일(S)을 인식하도록 하기 위한 것으로, 예를 들면 화실하면부(210)와 마주보도록 케이싱본체(105)의 내주연 일측에 설치될 수 있다. 이러한 스케일인식센서(712)는 예를 들면 초음파 센서, 광학 센서 또는 온도 센서 등으로 구성될 수 있다. 상기 초음파 센서는 화실하면부(210)로 초음파를 발산하고, 이 초음파가 수신되는 시간 변화를 스케일인식신호로 생성하여 제어부(730)로 전달한다. 상기 광학 센서는 화실하면부(210)의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 스케일인식신호로 생성하여 제어부(730)로 전달한다.
제어부(730)는 스케일인식센서(712)로부터 전달받은 스케일인식신호와 기 설정된 기준값을 분석하여, 변화가 발생한 경우, 화실하면부(210)에 스케일(S)이 축적된 것으로 판단한다. 또한 제어부(730)는 스케일인식센서(712)로부터 전달받은 스케일인식신호와 기 설정된 기준값 간의 변화 폭이 기 저장된 허용치를 초과하면, 화실하면부(210)에 기 설정된 두께 이상으로 스케일(S)이 축적된 것으로 판단하고 출력제어신호를 생성한다.
스케일저항센서(714)는 화실하면부(210)에 축적되는 스케일(S)에 의하여 화실하면부(210)의 저항값 변화를 감지하여 스케일 축적 여부를 센싱한다. 즉, 화실하면부(210)에 스케일이 축적되면, 상기 스케일에 함유된 이물질에 의하여 화실하면부(210)의 저항값에 변화가 발생된다. 스케일저항센서(714)는 이러한 저항값 변화를 이용하여 화실하면부(210)에 스케일이 얼마나 쌓였는지 여부를 센싱하게 된다. 이러한 스케일저항센서(714)는 화실하면부(210)와 접촉되도록 케이싱본체(105)의 내주연 타측에 설치될 수 있다.
제어부(730)는 스케일저항센서(714)로부터 전달받은 저항값과 기존의 정상 데이터를 비교 분석하여, 저항값 변화가 발생한 경우, 화실하면부(210)에 스케일(S)이 축적된 것으로 판단한다. 또한 제어부(730)는 스케일저항센서(714)로부터 전달받은 저항값 변화 폭이 기 저장된 허용치를 초과하면, 화실하면부(210)에 기 설정된 두께 이상으로 스케일(S)이 축적된 것으로 판단하고 출력제어신호를 생성한다.
출력부(740)는 제어부(730)로부터 출력제어신호를 전달받아 외부로 출력하는 것으로, 예를 들면, "스케일 청소가 시급합니다."와 같은 음성 메시지 또는 부저음 등을 외부로 출력하도록 구성된다. 이처럼 본 발명은 화실하면부(210)에 스케일(S)이 축적되면 이를 관리자에게 신속하게 알릴 수 있어, 케이싱(100) 내부에 형성되는 스케일(S)을 효율적으로 관리할 수 있게 되는 효과가 있다. 또한, 관리자는 스케일의 축적 정도를 파악하기 위하여 케이싱(100) 내부를 주기적으로 육안 검사를 하지 않아도 되므로, 관리자는 효율적이고 간편하게 보일러(50)를 관리할 수 있게 되는 효과가 있다.
온도측정센서(720)는 연관(500)의 표면에 맞닿은 상태로 연관(500)의 온도를 측정하는 것으로, 측정된 연관(500)의 온도는 제어부(730)로 전달한다.
제어부(730)는 온도측정센서(720)로부터 전달받은 연관(500)의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우, 연관(500)의 온도를 낮추기 위하여 온도제어신호를 생성한다.
버너구동부(750)는 제어부(730)로부터 온도제어신호를 전달받아 버너(300)가 화염을 더 이상 분사하지 않도록 제어한다. 그러면 연관(500)으로 고온의 연소가스가 공급되지 않아, 연관(500)의 온도가 낮아지게 된다. 이에 따라 연관(500)은 허용 온도 이상으로 상승되지 아니하여, 연관(500)이 터지는 등의 안전 사고가 발생되지 않게 되는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
50: 저탕식 보일러
100: 케이싱 105: 케이싱본체
110: 케이싱상면부 120: 케이싱하면부
122: 제 1 케이싱단차부 124: 제 2 케이싱단차부
130: 공간부 132: 상부공간부
134: 하부공간부 140: 가이드공간부
150: 직수공급부 160: 온수배출부
200: 화실 205: 화실본체
210: 화실하면부 212: 제 1 화실단차부
214: 제 2 화실단차부 250: 나선안내부
300: 버너 400: 차단막
410: 유도공 420: 연관안내홀
500: 연관 600: 배기부
700: 센서수단 710: 스케일감지센서
712: 스케일인식센서 714: 스케일저항센서
720: 온도측정센서 730: 제어부
740: 출력부 750: 버너구동부

Claims (10)

  1. 내부에 공간부가 형성되되, 상기 공간부의 상부에 독립된 화실이 구비되는 케이싱;
    상기 화실 내부로 화염을 분사하는 버너;
    상기 화실의 하면에 연결된 상태로 상기 공간부의 하부로 연장되는 복수 개의 연관;
    상기 케이싱의 하부에 구비되며 상기 연관과 연결되는 배기부; 및
    상기 화실의 하면에 축적되는 스케일을 감지하는 스케일감지센서를 포함하고,
    상기 스케일감지센서는, 상기 화실의 하면에 축적되는 스케일을 인식하는 스케일인식센서를 포함하고,
    상기 스케일인식센서로부터 전달받은 스케일 인식신호를 분석하여 상기 화실의 하면에 축적된 스케일이 기 설정된 두께 이상으로 축적되면 출력제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 출력제어신호를 전달받아 외부로 출력하는 출력부를 더 포함하고,
    상기 케이싱은, 상기 공간부가 구비되는 케이싱본체를 포함하고,
    상기 화실은, 상기 케이싱본체의 내부 상부에 독립된 공간이 형성되도록 형성되는 화실본체와, 상기 화실본체의 개방된 하부를 커버하는 화실하면부를 포함하고,
    상기 스케일인식센서는 상기 화실하면부에 축적되는 스케일을 인식하도록 상기 화실하면부와 마주보는 상기 케이싱본체의 내주연 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  2. 삭제
  3. 내부에 공간부가 형성되되, 상기 공간부의 상부에 독립된 화실이 구비되는 케이싱;
    상기 화실 내부로 화염을 분사하는 버너;
    상기 화실의 하면에 연결된 상태로 상기 공간부의 하부로 연장되는 복수 개의 연관;
    상기 케이싱의 하부에 구비되며 상기 연관과 연결되는 배기부; 및
    상기 화실의 하면에 축적되는 스케일을 감지하는 스케일감지센서를 포함하고,
    상기 스케일감지센서는, 상기 화실의 하면에 축적되는 스케일에 의한 상기 화실의 하면의 저항값 변화를 감지하는 스케일저항센서를 포함하고,
    상기 스케일저항센서로부터 전달받은 저항값을 분석하여 상기 화실의 하면에 축적된 스케일이 기 설정된 두께 이상으로 축적되면 출력제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 출력제어신호를 전달받아 외부로 출력하는 출력부를 더 포함하고,
    상기 케이싱은, 상기 공간부가 구비되는 케이싱본체를 포함하고,
    상기 화실은, 상기 케이싱본체의 내부 상부에 독립된 공간이 형성되도록 형성되는 화실본체와, 상기 화실본체의 개방된 하부를 커버하는 화실하면부를 포함하고,
    상기 스케일저항센서는 상기 화실하면부와 접촉되도록 상기 케이싱본체의 내주연 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 연관의 온도를 측정하는 온도측정센서;
    상기 온도측정센서부터 전달받은 상기 연관의 온도가 기 설정된 허용온도를 초과하는 경우 온도제어신호를 생성하는 제어부; 및
    상기 제어부로부터 온도제어신호를 전달받아 상기 버너가 화염을 분사하지 않도록 제어하는 버너구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 공간부의 상부와 하부 사이를 차단시키되 그 일측에 유도공이 형성되는 차단막을 포함하고,
    상기 공간부는 상기 차단막에 의하여 상부공간부와 하부공간부로 구획되고,
    외부로부터 상기 하부공간부로 유입되는 급수는 상기 유도공을 통하여 상기 상부공간부로 유입된 후 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차단막에는 상기 연관이 관통되도록 복수 개의 연관안내홀이 형성되고,
    복수의 상기 연관안내홀 중 상기 유도공과 마주보는 연관안내홀은 상기 유도공의 테두리를 따라 배열되되 상기 유도공 방향으로 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 유도공은 상기 차단막의 중앙에 위치되고,
    상기 연관이 관통되도록 상기 차단막에 형성되는 복수 개의 연관안내홀은 상기 유도공을 중앙에 두고 방사형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  8. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 공간부의 상측과 마주보는 상기 화실의 하면부는 그 중앙으로 갈수록 상기 케이싱의 상면부로부터 멀어지도록 다단 형상으로 형성되고,
    상기 공간부의 하측과 마주보는 상기 케이싱의 하면부는 상기 화실의 하면부와의 이격 거리가 동일하도록 다단 형상으로 형성되고,
    상기 연관의 상단은 상기 화실의 하면부에 관통되도록 설치되고, 상기 연관의 하단은 상기 케이싱의 하면부에 관통되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  9. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 화실의 외주연은 상기 케이싱의 내주연보다 작도록 형성되어, 상기 화실의 외주연과 상기 케이싱의 내주연 사이에 가이드공간부가 구비되고,
    외부에서 상기 공간부로 유입된 급수가 상기 연관에 의하여 온수로 가열되면, 가열된 온수는 상기 가이드공간부로 가이드된 후 상기 케이싱의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 화실의 외주연과 상기 케이싱의 내주연 사이에 나선 형상으로 나선안내부가 형성되고,
    상기 가이드공간부는 상기 나선안내부를 따라 상기 화실의 외주연을 선회하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 스케일 관리가 용이한 저탕식 보일러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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