KR101870753B1 - 유체식 순환 스팀 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체식 순환 스팀 보일러, 보다 상세하게는 유체 유입구 및 유체 배출구가 형성되며 마찰공간이 형성되는 유체 순환 펌브 하우징과, 상기 유체 순환 펌브 하우징에 설치되는 모터와, 상기 유체 순환 펌브 하우징의 마찰공간에 배치되어 상기 모터에 의해 회전되는 임펠러로 이루어진 유체식 순환 스팀 보일러로서, 본 발명은 유체 유입구 및 유체 배출구가 형성되며 마찰공간이 형성되는 하우징과, 상기 하우징에 설치되는 모터와, 상기 하우징의 마찰공간에 배치되어 상기 모터에 의해 회전되는 임펠러로 이루어진 유체식 순환 스팀 보일러로서, 상기 하우징의 내측면에는 다수의 고정마찰홈이 더 형성되고, 상기 임펠러에는 다수의 회전마찰홈이 형성되되, 상기 회전마찰홈은 원형의 홈으로 형성되며, 일측에 벽부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임펠러는 임펠러본체들이 적층되게 끼움되어 형성되며, 상기 임펠러본체는 외면에 상기 회전마찰홈이 형성되고, 전면부 및 배면부에는 테두리 부분에 방사상으로 다수의 마찰돌기가 형성되며, 상기 전면부 중앙에는 간격유지돌부가 형성되고, 상기 간격유지돌부에는 다수의 체결돌기가 형성되며, 후면부에는 다른 임펠러본체의 상기 체결돌기가 끼움되도록 체결홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 임펠러는 상기 간격유지돌부에 의해 상호 끼움된 상기 임펠러본체들 사이에 홈부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마찰돌기와 상기 체결돌기는 직사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유체 유입구와 유체 배출구에 연통되게 연결된 열전달 용기가 형성되며, 상기 열전달 용기의 내측에 위치하도록 형성된 통형의 이중 용기가 형성되며, 상기 열전달 용기의 외측에서 상기 이중 용기와 연통되게 연결된 온수 유입부와 온수 배출부가 형성되며, 상기 온수 유입부는 상기 열전달 용기 내측부에 열교환 파이프를 통해 상기 이중 용기와 연통되며, 상기 이중용기 상단부와 연통되며 상기 열전달 용기 외측까지 연장된 스팀 배출부와 압력계, 온도계가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

유체식 순환 스팀 보일러 { FLUID CIRCULATING STEAM BOILER }

본 발명은 유체식 순환 스팀 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 임펠러본체에 간격유지돌부를 형성하고, 임펠러본체들을 일정간격이 유지되게 상호 적층시켜 연결하여, 임펠러본체들 사이에 홈부가 형성되도록 하고, 전면부와 배면부에 마찰돌기를 형성함으로서, 유체와의 마찰면적이 넓어지고 걸림되는 부분이 형성되어 마찰에 따른 열효율이 향상되고, 파손에 따른 유지보수비용이 절감되는 유체식 순환 스팀 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 난방방법은 크게 연료를 직접 연소시켜서 난방을 위한 실내의 공기를 직접 가열하는 벽난로나 전열기와 같은 직접 가열방식과, 실외의 보일러에서 가열되는 증기, 온수를 열교환 파이프 내부를 순환시켜 실내를 난방하는 열교환 난방방법 등이 있다.

열교환 난방방법은 통상 벽이나 바닥천장 속에 파이프를 넣고, 그 속에 온수 열풍 등을 보내줌으로써, 벽 바닥천장의 표면온도를 높여서 난방하는 복사난방 방법 등이 있다. 이러한 난방장치 중에서 온수 난방장치는 동절기에 온수 보일러에서 가열된 온수가 온수파이프를 순환하면서 열 교환되어 침실이나 거실, 방 등의 바닥 및 실내공기를 따뜻하게 해준다.

온수 보일러를 이용한 온돌난방은 온수 보일러의 히터에 의해 가열된 온수가 온수파이프를 거쳐서 온수 된다. 온수 보일러는 보일러에서 가열된 유체를 순환할 수 있도록 온수 순환펌프를 구비한다.

온수 순환펌프는 동력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 샤프트에 결합하는 임펠러로 구성되어 온수를 사용처 별로 강제 공급시키는 수단으로, 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용되고 있는 펌프 중의 하나이다.

종래의 온수 순환펌프는 온수를 단순하게 순환하게 되므로, 온수가 순환하는 과정에서 온수의 온도가 점차 낮아지게 되므로, 보일러의 연료소모가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

최근에는 한국 공개번호 제10-2004-0027535호에서와 같이 열매체를 이용하는 열매체 순환펌프가 개발되고 있다. 열매체 순환펌프는 순간적인 열전도와 축열성을 가지고 있기 때문에, 가정용 뿐만 아니라 산업용에도 사용되고 있다.

그러나, 종래 열매체 순환펌프는 임펠러가 단일 구조로 이루어져 있어, 마찰면적이 작아 열효율이 떨어지며, 유지보수비용이 증가하게 되는 문제점이 상존하게 된다.

또한 종래 열매체 가열 보일러의 경우 스팀발생 기능을 포함하지 않아 별도의 스팀기를 장착하여야 하는 문제점이 있었다.

전술한 발명은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래 기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 임펠러본체에 간격유지돌부를 형성하고, 임펠러본체들을 일정간격이 유지되게 상호 적층시켜 연결하여, 임펠러본체들 사이에 홈부가 형성되도록 하고, 전면부와 배면부에 마찰돌기를 형성함으로서, 유체와의 마찰면적이 넓어지고 걸림되는 부분이 형성되어 마찰에 따른 열효율이 향상되고, 파손에 따른 유지보수비용이 절감되며, 스팀을 생성할 수 있는 유체식 순환 스팀 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 유체 유입구 및 유체 배출구가 형성되며 마찰공간이 형성되는 하우징과, 상기 하우징에 설치되는 모터와, 상기 하우징의 마찰공간에 배치되어 상기 모터에 의해 회전되는 임펠러로 이루어진 유체식 순환 스팀 보일러로서, 상기 하우징의 내측면에는 다수의 고정마찰홈이 더 형성되고, 상기 임펠러에는 다수의 회전마찰홈이 형성되되, 상기 회전마찰홈은 원형의 홈으로 형성되며, 일측에 벽부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러는 임펠러본체들이 적층되게 끼움되어 형성되며, 상기 임펠러본체는 외면에 상기 회전마찰홈이 형성되고, 전면부 및 배면부에는 테두리 부분에 방사상으로 다수의 마찰돌기가 형성되며, 상기 전면부 중앙에는 간격유지돌부가 형성되고, 상기 간격유지돌부에는 다수의 체결돌기가 형성되며, 후면부에는 다른 임펠러본체의 상기 체결돌기가 끼움되도록 체결홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러는 상기 간격유지돌부에 의해 상호 끼움된 상기 임펠러본체들 사이에 홈부가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마찰돌기와 상기 체결돌기는 직사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유체 유입구와 유체 배출구에 연통되게 연결된 열전달 용기가 형성되며, 상기 열전달 용기의 내측에 위치하도록 형성된 통형의 이중 용기가 형성되며, 상기 열전달 용기의 외측에서 상기 이중 용기와 연통되게 연결된 온수 유입부와 온수 배출부가 형성되며, 상기 온수 유입부는 상기 열전달 용기 내측부에 열교환 파이프를 통해 상기 이중 용기와 연통되며, 상기 이중용기 상단부와 연통되며 상기 열전달 용기 외측까지 연장된 스팀 배출부와 압력계, 온도계가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명인 유체식 순환 스팀 보일러는 임펠러본체에 간격유지돌부를 형성하고, 임펠러본체들을 일정간격이 유지되게 상호 적층시켜 연결하여, 임펠러본체들 사이에 홈부가 형성되도록 하고, 전면부와 배면부에 마찰돌기를 형성함으로서, 유체와의 마찰면적이 넓어지고 걸림되는 부분이 형성되어 마찰에 따른 열효율이 향상되고, 파손에 따른 유지보수비용이 절감되며, 스팀을 발생할 수 있는 효과가 있다.

또한 이중용기를 구비하여 온수를 저수할 수 있는 효과가 있으며, 이중용기를 열전달 용기 내측에 구비하여 보온효과가 있으며, 열교환 파이프를 이중용기와 온수 유입부 사이에 구비하여 일정한 온도의 온수 배출이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 일부를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 일부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러에 있어, 임펠러를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러에 있어, 유체 순환 펌프의 작동상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 유체 순환 펌프를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 유체 순환 펌프를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 임펠러본체를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러의 임펠러를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 유체식 순환 스팀 보일러에 있어, 유체 순환 펌프의 작동상태를 나타낸 도면이다.

도면에서와 같이 본 발명인 유체식 순환 스팀 보일러(1)는 유체 유입구(21) 및 배출구(22)가 형성되며 마찰공간이 형성되는 유체 순환 펌프 하우징(20)과, 상기 하우징(20)에 설치되는 모터(30)와, 상기 유체 순환 펌프 하우징(20)의 마찰공간에 배치되어 상기 모터(30)에 의해 회전되는 임펠러(40)로 이루어진 유체순환 펌프(10)와 상기 유체 유입구(21)에 일단부가 유체 배출구(22)에 타단부가 연통되게 연결되는 열전달 용기(50)와 상기 열전달 용기(50)를 통해 열을 전달 받으며 온수 유입부(61), 온수 배출부(62), 열교환 파이프(63), 스팀 배출부(64), 압력계(65), 온도계(66)를 구비한 이중용기(60)로 이루어진 유체식 순환 스팀 보일러이며, 이에 이와같은 유체식 순환 스팀 보일러는 상기 유체 순환 펌프 하우징(20)의 내측면에는 다수의 고정마찰홈(23)이 더 형성되고, 상기 임펠러(40)에는 다수의 회전마찰홈(411)이 형성된다.

상기 고정마찰홈(23)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 유체 순환 펌프 하우징(20)의 길이방향을 따라 내측면에 길게 형성되고, 방사상으로 다수가 형성된다.

상기 고정마찰홈(23)은 후술될 임펠러(40)의 임펠러본체(41) 외면에을 따라 도 3에서와 같이 다수가 형성된다.

상기 임펠러(40)는 상기 유체 순환 펌프 하우징(20)의 내측면과 일정간격이 유지되게 상기 마찰공간에 회전되게 배치된다.

이때, 상기 회전마찰홈(411)은 다양한 형태의 홈으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 원형의 홈으로 형성되거나, 일측에 벽부(412)가 형성된 반원형의 홈, 혹은 삼각형의 홈으로 구성하였다.

즉, 상기 모터(30)의 구동에 의해 임펠러(40)가 회전하게 되면, 충진된 유체가 유체 순환 펌프 하우징(20)의 내측면과 임펠러(40)의 외면에 마찰되면서 열이 발생하게 되는데, 유체 순환 펌프 하우징(20)에 고정마찰홈(23)이 형성되어 마찰면적이 넓어짐과 아울러 유체가 걸림(마찰)됨으로서, 발생되는 열효율이 향상되고, 상기 임펠러(40)에 회전마찰홈(411)이 형성되어 마찰면적이 넓어짐과 아울러 걸림되어 열효율이 향상된다. 이때, 회전마찰홈(411)의 일측 끝단부에 벽부(412)가 형성되어 도 3에서와 같이 화살표 방향으로 임펠러(40)가 회전시 벽부를 통해 유체가 빠르게 충진되고 원형부분을 통해 유체가 부드럽게 빠져나가 마찰에 의한 열효율을 높이면서 회전마찰홈의 손상을 막아주게 된다.

상기 임펠러(40)는 임펠러본체(41)들이 적층되게 끼움되어 형성되며, 상기 임펠러본체(41)는 외면에 상기 회전마찰홈(411)이 형성되고, 전면부 및 배면부에는 테두리 부분에 방사상으로 다수의 마찰돌기(42)가 형성되며, 상기 전면부 중앙에는 간격유지돌부(43)가 형성되고, 상기 간격유지돌부(43)에는 다수의 체결돌기(431)가 형성되며, 후면부에는 다른 임펠러본체(41)의 상기 체결돌기(431)가 끼움되도록 체결홀(44)이 형성된다.

아울러 상기 임펠러(40)는 임펠러본체(41)들이 일체형으로 형성하는 것도 가능하다.

한편 하나의 임펠러본체(41)에 형성되는 회전마찰홈(411)은 방사상으로 일정한 간격으로 12개가 형성되면 바람직하다.

상기한 임펠러본체(41)들은 상기 모터(30)의 회전축에 축결합되어 회전된다.

상기와 같이 임펠러본체(41)들이 상호 연결되어 임펠러(40)를 형성함으로서, 임펠러본체(41)중 하나가 파손시 교체가 용이하여 유지보수비용이 절감되고, 상기 임펠러(40)는 상기 간격유지돌부(43)에 의해 상호 끼움된 상기 임펠러본체(41)들 사이에 홈부(45)가 형성되어, 상기 홈부(45)에 의해 유체와의 마찰면적이 넓어져 열효율을 향상시킬 수 있게 되며, 상기 임펠러본체(41)의 전면부 및 배면부에 형성되는 마찰돌기(42)를 상기 홈부(45)에 배치되어 유체와 걸림(마찰)됨으로서, 마찰에 따른 열효율을 향상시킬 수 있게 된다.

여기서, 임펠러본체(41)는 상호 끼움되어 고정되며, 상기 모터(30)의 회전축에 축결합되고, 상호 연결된 임펠러본체(41)를 나사에 의해 고정시키는 것도 가능하다.

또한, 연결된 임펠러본체(41)는 도 4에 도시된 바와 같이 3개를 기본으로 연결하여 사용하는 것이 바람직하나 유체 순환 펌프 하우징의 크기에 따라 그 수를 조절하여 한개의 임펠러본체를 단독으로 사용할 수도 있고, 다수개를 결합하여 사용할 수도 있음은 물론이다.

상기 마찰돌기(42)와 상기 체결돌기(431)는 직사각형 형상으로 형성시키게 되며, 다르게는 회전시 유체와 마찰되어 유체가 가열되는 것이면, 어떤 형상과 모양으로 형성시키는 것도 가능하다.

상기 유체 유입구와 유체 배출구에 연통되게 연결된 열전달 용기가 형성되며,

상기 열전달 용기의 내측에 위치하도록 형성된 통형의 이중 용기가 형성되며,

상기 열전달 용기의 외측에서 상기 이중 용기와 연통되게 연결된 온수 유입부와 온수 배출부가 형성되며,

상기 온수 유입부는 상기 열전달 용기 내측부에 열교환 파이프를 통해 상기 이중 용기와 연통되며,

상기 이중용기 상단부와 연통되며 상기 열전달 용기 외측까지 연장된 스팀 배출구와 압력계, 온도계가 형성된 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.

열전달 용기(50)는 유체 유입구(21)와 유체 배출구(22)와 연통되게 연결되어 유체 배출구로 배출된 유체를 다시 유체 유입구로 유입시켜 유체를 순환시키는 통형의 용기이다. 본 발명의 바람직한 일실시예에서는 상기 열전달 용기에서 유체를 배출하기 위한 유체 드레인(51)를 포함하였으며, 유체온도계(미도시), 유체주입부(미도시), 에어배출핀(미도시)도 포함하였다.

이중용기(60)는 상기 열전달 용기(50) 내측에 위치한 통형의 용기로 상기 열전달 용기 외측에서 이중용기와 연통되도록 연결된 온수 유입부와 온수 배출부를 통해 낮은 온도의 물을 받아 높은 온도의 물를 배출하게 된다.

이때 온수 유입부와 이중용기 사이에는 열교환 파이프가 형성되어 열전달 용기 내부의 유체와 빠르게 열교환 할 수 있도록 하여 열교환 파이프 내부의 물의 온도를 빠르게 높여 이중용기 내측으로 유입되게 한다.

상기 열교환 파이프의 형태는 다양하게 형성될 수 있으며 본 발명의 바람직한 실시예에서는 이중용기 주변을 감싸는 나선형 형태로 구성하였으나 이중나선형태나 지그재그형 혹은 유자(U)형태도 가능함은 물론이다.

이중용기 상단부에 스팀배출부(64)와 압력계(65), 온도계(66), 압력조절밸브(미도시), 안전핀(미도시), 온도센서(미도시)가 형성되며, 하단부에는 이중용기 드레인(67)이 형성되며, 상기 스팀배출부(64)에는 이중 용기의 압력을 조절할 수 있는 압력 밸브가 형성되어, 온수를 가열하고 스팀을 배출할 수 있다. 상기 온도계(66)는 물의 온도를 확인할 수 있으며, 온도센서는 보일러와 제어장치의 연결을 통해 보일러 가동을 제어할 수 있도록 하고, 이중용기 드레인(67)은 유지보수를 위해 이중용기 내의 물을 배출할 수 있게 한다.

10 : 유체 순환 펌프 20 : 유체 순환 펌프 하우징
30 : 모터 40 : 임펠러
21 : 유체 유입구 22 : 유체 배출구
23 : 고정마찰홈
41 : 임펠러본체 411 : 회전마찰홈
412 : 벽부
42 : 마찰돌기 43 : 간격유지돌부
431 : 체결돌기
44 : 체결홈 45 : 홈부
50 : 열전달 용기, 51 : 유체 드레인
60 : 이중용기 61 : 온수 유입부
62 : 온수 배출부 63 : 열교환 파이프
64 : 스팀 배출부 65 : 압력계
66 : 온도계, 67 : 이중용기 드레인

Claims (6)

1. 유체 유입구 및 유체 배출구가 형성되며 마찰공간이 형성되는 유체 순환 펌프 하우징과, 상기 유체 순환 펌프 하우징에 설치되는 모터와, 상기 유체 순환 펌프 하우징의 마찰공간에 배치되어 상기 모터에 의해 회전되는 임펠러로 이루어진 유체 순환 펌프를 포함하는 유체식 순환 스팀 보일러로서,
   상기 유체 순환 펌프 하우징의 내측면에는 다수의 고정마찰홈이 더 형성되고,
   상기 임펠러에는 다수의 회전마찰홈이 형성되되,
   상기 유체 유입구와 유체 배출구에 연통되게 연결된 열전달 용기가 형성되며,
   상기 열전달 용기의 내측에 위치하도록 형성된 통형의 이중 용기가 형성되며,
   상기 열전달 용기의 외측에서 상기 이중 용기와 연통되게 연결된 온수 유입부와 온수 배출부가 형성되며,
   상기 온수 유입부는 상기 열전달 용기 내측부에 열교환 파이프를 통해 상기 이중 용기와 연통되며,
   상기 이중용기 상단부와 연통되며 상기 열전달 용기 외측까지 연장된 스팀 배출부와 압력계, 온도계가 형성되며,
   상기 임펠러는 임펠러본체 다수개로 구성되며,
   상기 임펠러본체는 외면에 상기 회전마찰홈이 형성되고, 전면부 및 배면부에는 테두리 부분에 방사상으로 다수의 마찰돌기가 형성되며,
   상기 전면부 중앙에는 간격유지돌부가 형성되고, 상기 간격유지돌부에는 다수의 체결돌기가 형성되며,
   후면부에는 다른 임펠러본체의 상기 체결돌기가 끼움되도록 체결홈이 형성된 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 임펠러의 회전마찰홈은 반원형인 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 임펠러의 회전마찰홈은 원형인 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 임펠러의 회전마찰홈은 삼각형인 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 임펠러는 임펠러본체들이 적층되게 끼움되어 형성된 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 임펠러는 임펠러본체들이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 유체식 순환 스팀 보일러.
   
   
   
   
   
   

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