KR101907836B1 - 순환식 유체가열 펌프장치 - Google Patents

순환식 유체가열 펌프장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 순환식 유체가열 펌프장치를 개시한다. 개시된 순환식 유체가열 펌프장치는, 내부에 냉난방을 위한 난방수를 수용하며, 난방수를 열교환하기 위한 열매체유가 내부를 경유하는 열교환탱크와, 열매체유를 순환시키면서 가열하도록 내부에 모터에 의해 회전하는 임펠러를 구비하는 열매체유 마찰가열 하우징과, 열매체유의 순환을 위하여 열교환탱크와 열매체유 마찰가열 하우징을 연결하는 열매체유 순환라인과, 열매체유 순환라인에 구비되며, 열교환탱크에서 배출되는 열매체유를 가열하는 회수가열부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 난방을 위한 열매체유를 가열하여 열교환탱크로 공급하고, 열교환탱크를 순환하여 배출되는 열매체유를 회수가열부에서 가열시켜 열매체유 마찰가열 하우징으로 순환되도록 하여 열매체유 가열효과를 향상시킬 수 있다.

Description

순환식 유체가열 펌프장치{A FLUID HEATING TYPE PUMP DEVICE}
본 발명은 순환식 유체가열 펌프장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방을 위한 열매체유를 가열하여 열교환탱크로 공급하고, 열교환탱크를 순환하여 배출되는 열매체유를 회수가열부에서 가열시켜 열매체유 마찰가열 하우징으로 순환되도록 하여 열매체유 가열효과를 향상시킬 수 있도록 하는 순환식 유체가열 펌프장치에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 난방방법은 크게 연료를 연소시켜서 난방을 위한 실내의 공기를 직접 가열하는 벽난로나 전열기와 같은 직접 가열방식과, 실외의 보일러에서 가열되는 증기, 온수를 열교환 파이프 내부로 순환시켜 실내를 난방하는 열교환 난방방법 등이 있다. 이중 열교환 난방방법은 통상 벽이나 바닥천장 속에 파이프를 넣고, 그 속에 온수열풍 등을 보내줌으로써 벽, 바닥, 천장의 표면온도를 높여서 난방하는 복사난방 방법 등이 있다.
이러한 난방장치 중에서 온수 난방장치는 동절기에 온수보일러에서 가열된 온수가 온수파이프를 순환하면서 열교환되어 침실이나 거실, 방 등의 바닥 및 실내공기를 따뜻하게 해준다.
상기와 같은 온수보일러를 이용한 온돌난방은 온수보일러의 히터에 의해 가열된 온수가 온수파이프를 거쳐 온수분배기 에서 각방으로 분기되며, 각 방의 바닥에 매설된 온수코일을 통해 온수의 열기를 바닥 및 실내에 공급하게 된다.
온수보일러는 보일러에서 가열된 유체를 순환할 수 있도록 온수 순환 펌프를 구비하게 된다. 온수순환펌프는 동력을 발생하는 모터와, 이 모터의 샤프트에 결합되는 임펠러로 구성되어 온수를 사용처별로 강제 공급시키는 수단으로서, 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용되고 있는 펌프 중의 하나이다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술의 난방장치는 축열 탱크의 난방수를 가열하는데 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 난방수의 재유입에 따른 난류성 흐름으로 인하여 불안정한 온수의 대류 형상이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 국내 등록특허 제10-1819991호(등록일:2015.04.02)에는 "유체 가열식 모터 보일러"가 개시되어 있다.
이와 같은 종래 기술은 열매체유를 하우징(110)에서 가열시켜 온수탱크(200)로 공급할 수는 있으나, 온수탱크(200)를 거쳐 하우징(110)으로 순환되는 열매체유가 온도가 현저하게 저하된 상태에서 하우징(110)으로 유입되므로, 열매체유의 가열효과가 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 난방을 위한 열매체유를 가열하여 열교환탱크로 공급하고, 열교환탱크를 순환하여 배출되는 열매체유를 회수가열부에서 가열시켜 열매체유 마찰가열 하우징으로 순환함으로써, 열매체유 가열효과를 향상시킬 수 있는 순환식 유체가열 펌프장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 순환식 유체가열 펌프장치는, 난방을 위한 난방수와 열매체유를 열교환하기 위하여 내부에 열매체유를 수용하는 열교환탱크와, 열매체유를 순환시키면서 가열하도록 내부에 모터에 의해 회전하는 임펠러를 구비하는 열매체유 마찰가열 하우징과, 열매체유의 순환을 위하여 상기 열교환탱크와 상기 열매체유 마찰가열 하우징을 연결하는 열매체유 순환라인과, 상기 열매체유 순환라인의 열매체 회수관에 구비되며, 상기 열교환탱크에서 배출되는 열매체유를 가열하는 회수가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 열매체유 마찰가열 하우징은, 볼트를 통해 설치고정물에 고정되며, 상기 모터가 결합되는 메인케이싱과, 상기 열매체유 순환라인과 연결되도록 상기 메인케이싱에 결합되며, 내부에 상기 임펠러가 배치되어 상기 임펠러에 의해 순환하는 열매체유를 가열시키는 마찰케이싱을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 메인케이싱은, 내부에 배치되는 상기 모터의 축을 확인할 수 있도록 확인커버를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 회수가열부는, 상기 열매체 순환라인의 열매체 회수관에 배치되어 상기 열매체 회수관을 통해 상기 열매체유 마찰가열 하우징으로 순환하는 열매체유가 경유하는 외통부재와, 상기 외통부재의 내부에 결합되며, 상기 외통부재와 쌍을 이루어 열매체유가 순환되면서 가열되도록 가열유로를 형성하는 내통부재와, 상기 내통부재를 가열하는 히팅부재를 구비하며, 상기 내통부재와 결합되어 상기 외통부재에 탈착되는 덮개부재와, 상기 외통부재와 상기 덮개부재를 고정하는 클램프부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 회수가열부는, 상기 가열유로에서 이송하는 열매체유가 상기 가열유로를 따라 선회하도록 상기 외통부재와 상기 내통부재 사이에 구비되는 선회류 발생부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 선회류 발생부재는, 상기 외통부재와 상기 내통부재 중 어느 하나에 형성되는 나선홈과, 상기 외통부재와 상기 내통부재 중 다른 하나에 형성되는 나선핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 순환식 유체가열 펌프장치는 종래 기술과 달리 난방을 위한 열매체유를 가열하여 열교환탱크로 공급하고, 열교환탱크를 순환하여 배출되는 열매체유를 회수가열부에서 가열하므로, 열매체유 마찰가열 하우징의 열매체유 가열효과를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 순환식 유체가열 펌프장치는, 회수되는 열매체유를 가열하기 위한 회수가열부에 선회류 발생부재가 구비되어 열매체유가 회수가열부를 오랜 시간 경유하게 되므로, 열매체유의 가열효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열매체유 마찰가열 하우징을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부의 변형된 형태를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7의 평단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 순환식 유체가열 펌프장치의 바람직한 실시예를 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.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치를 도시한 측면도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열매체유 마찰가열 하우징을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부를 도시한 사시도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부를 도시한 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치(100)는, 열매체유를 가열하여 냉난방을 위한 냉난방시스템과 열교환 가능하도록 열교환탱크(110)와, 열매체유 마찰가열 하우징(120)과, 열매체유 순환라인(130)과, 회수가열부(140)를 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치(100)는, 열교환탱크(110)에 수용되는 열매체유를 열매체유 마찰가열 하우징(120)에서 가열하면서 강제 순환시켜 열매체유를 가열하게 된다.
또한 본 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치(100)는 열교환탱크(110)에서 난방수 등과 열교환되어 온도가 저하되어 배출되는 열매체유가 회수가열부(140)를 통해 재가열되어 열매체유 마찰가열 하우징(120)으로 유입된다.
열교환탱크(110)는 내부에 냉난방을 위한 냉난방수를 수용하며, 냉난방수와의 열교환을 위하여 내부에 열매체유가 순환하는 열교환파이프를 구비한다. 이때 열교환파이프는 열매체유 순환라인(130)과 연결되고, 열매체유 순환라인(130)이 열매체유 마찰가열 하우징(120)과 회수가열부(140)를 연결한다.
열매체유 마찰가열 하우징(120)은 열매체유를 강제로 순환시키면서 가열한다. 이를 위하여 열매체유 마찰가열 하우징(120)은 메인케이싱(121)과, 마찰케이싱(123)과, 모터(125)를 포함한다.
메인케이싱(121)은 볼트를 통해 설치고정물에 고정되며, 모터(125) 및 마찰케이싱(123)이 각각 결합된다. 이러한 메인케이싱(121)은 내부를 관통하도록 설치되는 모터(125)의 회전축을 확인할 수 있도록 확인커버(121a)를 구비한다. 확인커버(121a)는 투명 또는 반투명으로 제공된다.
마찰케이싱(123)은 열매체유 순환라인(130)과 연결되도록 볼트 및 너트를 통해 메인케이싱(121)에 결합되며, 내부에 모터(125)에 결합되어 회전하는 임펠러를 구비한다. 또한, 마찰케이싱(123)은 열매체유의 순환을 위하여 유체 배출부(123a)와 유체 유입부(123b)가 각각 형성되며, 유체 배출부(123a)가 열매체유 순환라인(130)을 통해 열교환탱크(110)와 연결되고, 유체 유입부(123b)가 열매체유 순환라인(130)을 통해 회수가열부(140)와 연결된다.
열매체유 순환라인(130)은 유체 배출부(123a)와 열교환탱크(110)를 연결하는 열매체 공급관(131)과, 열교환탱크(110)와 회수가열부(140) 및 유체 유입부(123b)를 연결하는 열매체 회수관(133)을 포함한다.
회수가열부(140)는 열매체 회수관(133)상에 구비되며, 열교환탱크(110)에서 배출되어 마찰케이싱(123)으로 회수되는 열매체유를 가열한다. 이를 통해 열매체유 마찰가열 하우징(120)에서 마찰을 통해 가열되는 열매체유를 보다 빠르게 가열할 수 있다. 본 실시 예에 따른 회수가열부(140)는 열매체유의 열교환 효과를 향상시킬 수 있도록 열전도가 우수한 금속에 의해 제공될 수 있다.
이를 위하여 회수가열부(140)는 열매체 회수관(133)과 연결되는 외통부재(141)와, 열매체유의 가열을 위한 가열유로(143)를 형성하도록 외통부재(141)의 내부에 결합되는 내통부재(145)와, 외통부재(141)를 밀폐하기 위한 덮개부재(147)와, 덮개부재(147)를 외통부재(141)에 고정하기 위한 클램프부재(148)와, 열매체유의 선회를 위하여 외통부재(141)와 내통부재(145) 사이에 구비되는 선회류 발생부재(149)를 포함한다.
외통부재(141)는 상면이 개방된 원통 형상으로 형성되며, 일측 하부단부에 연결되는 열매체 회수관(133)을 통해 열교환탱크(110)와 연결되고, 타측 상단부에 연결되는 열매체 회수관(133)을 통해 마찰케이싱(123)과 연결된다. 이러한 외통부재(141)는 열매체 회수관(133)이 일측 하단부 및 타측 상단부에 연결되므로, 내부로 유입되는 열매체유가 가열유로(143)를 경유하는 시간이 증가되어 열매체유의 가열효과를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 외통부재(141)는 클램프부재(148)가 체결되도록 상단에 플랜지(141a)가 형성되고, 플랜지(141a)에 걸림리브(141b)가 돌출 형성된다.
내통부재(145)는 상면이 개방된 원통 형상으로 형성되며, 그 외주면이 외통부재(141)의 내주면과 이격되도록 외통부재(141)에 삽입되어 가열유로(143)를 형성하게 된다. 이러한 내통부재(145)는 볼트 등과 같은 결합방식을 통해 상단부가 덮개부재(147)에 결합되며, 덮개부재(147)를 통해 외통부재(141)에 고정된다.
덮개부재(147)는 내통부재(145)를 가열하기 위한 히팅부재(147a)를 구비하며, 히팅부재(147a)가 내통부재(145)에 삽입되도록 내통부재(145)와 결합된다. 이러한 덮개부재(147)는 클램프부재(148)를 통해 외통부재(141)의 플랜지(141a)에 결합되도록 상면에 걸림홈(147b)이 형성된다. 이때, 히팅부재(147a)는 코일 형태로 형성되며 전류의 인가에 따라 가열된다.
클램프부재(148)는 외통부재(141)의 걸림리브(141b)에 걸림고정되는 외통걸림블록(148a)과, 덮개부재(147)의 걸림홈(147b)에 걸림고정되는 덮개걸림블록(148b)과, 외통걸림블록(148a)과 덮개걸림블록(148b)을 체결하는 볼트부재(148c)를 구비한다. 이때, 외통걸림블록(148a)과 덮개걸림블록(148b)에는 걸리훅(148a', 148b')이 각각 형성된다.
선회류 발생부재(149)는 가열유로(143)로 유입되는 열매체유가 가열유로(143)를 따라 선회하면서 배출되도록 외통부재(141)와 내통부재(145) 사이에 구비된다. 이를 통해 가열유로(143)로 유입되는 열매체유가 가열유로(143)에서 더욱 오랜 시간 이송된 후 배출되므로, 열매체유를 가열효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
이러한 선회류 발생부재(149)는 외통부재(141)와 내통부재(145) 중 어느 하나에 형성되는 나선홈(149a)과, 외통부재(141)와 내통부재(145) 중 다른 하나에 형성되는 나선핀(149b)을 포함한다. 이때, 나선홈(149a)과 나선핀(149b)은 열매체유의 접촉 면적을 증가시키게 되므로, 열매체유의 가열효과를 보다 향상킬 수 있게 된다.
본 실시 예에서는 나선홈(149a)이 외통부재(141)의 내면에 형성되고, 나선핀(149b)이 내통부재(145)의 내면에 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 유체가열 펌프장치의 작용을 설명한다.
마찰케이싱(123)에서 가열되어 유체 배출부(123a)로 배출되는 열매체유는 열매체 공급관(131)을 통해 열교환탱크(110)로 공급되어 난방수와 열교환되고, 열매체 회수관(133)을 통해 마찰케이싱(123)으로 회수되어 재가열된다.
이때, 열매체 회수관(133)으로 이송되는 열매체유는 회수가열부(140)를 통과하면서 가열되면서 마찰케이싱(123)의 유체 유입부(123b)로 공급된다.
회수가열부(140)로 이송되는 열매체유는 가열유로(143)를 따라 이송되면서 히팅부재(147a)에 의해 가열된다. 특히, 가열유로(143)에 나선홈(149a)과 나선핀(149b)으로 이루어진 선회류 발생부재(149)가 구비되므로, 외통부재(141)의 일측 하단부에서 유입되는 열매체유가 가열유로(143)를 따라 선회하면서 상측으로 이송되어 외통부재(141)의 타측 상단부에 연결된 열매체 회수관(133)으로 배출된다.
난방을 위한 열매체유를 가열하여 열교환탱크로 공급하고, 열교환탱크를 순환하여 배출되는 열매체유를 회수가열부에서 가열하므로, 열매체유 마찰가열 하우징의 열매체유 가열효과를 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
이와 같은 본 발명에 따른 순환식 유체가열 펌프장치(100)는, 열교환탱크(110)에서 배출되어 회수되는 열매체유를 회수가열부(140)를 따라 이송시키면서 가열하여 열매체유 마찰가열 하우징(120)으로 공급하므로, 열매체유의 가열효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 순환식 유체가열 펌프장치(100)는 회수가열부(140)로 유입되는 열매체유가 선회류 발생부재(149)에 의해 가열유로(143)를 선회하면서 회수가열부(140)와의 열교환 시간 및 면적이 증가하게 되므로, 열매체유의 가열효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 회수가열부(140)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 열매체 회수관(133)을 통해 가열유로(143)로 유입되는 열매체유가 보다 효과적으로 선회될 수 있도록 열매체 회수관(133)의 외통부재(141)에 측면으로 치우쳐 결합될 수도 있다.
즉, 열매체 회수관(133)이 외통부재(141)의 중심선상에 일치하지 않고, 중심선상에서 벗어나 일측으로 치우치게 설치된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 순환식 유체가열 펌프장치 110 : 열교환탱크
120 : 얼매체유 마찰가열 하우징 121 : 메인케이싱
123 : 마찰케이싱 130 : 열매체유 순환라인
131 : 열매체 공급관 133 : 열매체 회수관
140 : 회수가열부 141 : 외통부재
143 : 가열유로 145 : 내통부재
147 : 덮개부재 148 : 클램프부재
149 : 선회류 발생부재 149a : 나선호
149b : 나선핀

Claims (5)

  1. 내부에 냉난방을 위한 난방수를 수용하며, 상기 난방수를 열교환하기 위한 열매체유가 내부를 경유하는 열교환탱크; 열매체유를 순환시키면서 가열하도록 내부에 모터에 의해 회전하는 임펠러를 구비하는 열매체유 마찰가열 하우징; 열매체유의 순환을 위하여 상기 열교환탱크와 상기 열매체유 마찰가열 하우징을 연결하는 열매체유 순환라인; 및 상기 열매체유 순환라인에 구비되며, 상기 열교환탱크에서 배출되는 열매체유를 가열하는 회수가열부;를 포함하며,
    상기 회수가열부는, 상기 열매체유 순환라인의 열매체 회수관에 배치되어 상기 열매체 회수관을 통해 상기 열매체유 마찰가열 하우징으로 순환하는 열매체유가 경유하는 외통부재; 상기 외통부재의 내부에 결합되며, 상기 외통부재와 쌍을 이루어 열매체유가 순환되면서 가열되도록 가열유로를 형성하는 내통부재; 상기 내통부재를 가열하는 히팅부재를 구비하며, 상기 내통부재와 결합되어 상기 외통부재에 탈착되는 덮개부재; 및 상기 외통부재와 상기 덮개부재를 고정하는 클램프부재;를 포함하고,
    상기 회수가열부는, 상기 가열유로에서 이송하는 열매체유가 상기 가열유로를 따라 선회하도록 상기 외통부재와 상기 내통부재 사이에 구비되는 선회류 발생부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순환식 유체가열 펌프장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열매체유 마찰가열 하우징은, 볼트를 통해 설치고정물에 고정되며, 상기 모터가 결합되는 메인케이싱; 및
    상기 열매체유 순환라인과 연결되도록 상기 메인케이싱에 결합되며, 내부에 상기 임펠러가 배치되어 상기 임펠러에 의해 순환하는 열매체유를 가열시키는 마찰케이싱;을 포함하며,
    상기 메인케이싱은, 내부에 배치되는 상기 모터의 회전축을 확인할 수 있도록 확인커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 순환식 유체가열 펌프장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 선회류 발생부재는, 상기 외통부재와 상기 내통부재 중 어느 하나에 형성되는 나선홈; 및
    상기 외통부재와 상기 내통부재 중 다른 하나에 형성되는 나선핀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 순환식 유체가열 펌프장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003056909A (ja) * 2001-08-07 2003-02-26 Noritz Corp 熱回収装置およびコージェネレーションシステム
KR101510074B1 (ko) * 2014-11-04 2015-04-17 안성섭 유체 가열식 모터 보일러
KR101777712B1 (ko) 2017-03-24 2017-09-12 김도화 마찰보일러
KR101819991B1 (ko) 2017-08-10 2018-01-18 장석채 냉난방용 축열장치

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