KR101984666B1 - 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 와류 발생 장치가 구비된 보일러 장치를 자동제어할 수 있는 보일러 컨트롤러를 구비함으로써 실시간 운전상황을 제어하고, 이상 발생 시 미리 등록된 관리자 단말로 고장진단 결과를 발송하여 관리자가 원격으로 보일러 장치의 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 와류 발생 장치가 구비된 보일러 의 원격 제어 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 일측에 냉각수유입구가 구비되고, 타측에는 냉각수유출구가 구비되며, 내부에 냉각수가 채워지는 탱크, 탱크의 내부에 위치하며, 작동유체가 유동할 수 있도록 상호 연결되는 다수의 작동유체유동관, 다수의 단위히트봉이 원형 다발 형태로 모여 하나의 모듈을 구성하며, 다수의 작동유체유동관 내부에 각각 삽입되는 다수의 히트봉모듈, 히트봉모듈을 구성하는 다수의 단위히트봉 각각이 삽입되는 다수의 히트봉관통공이 가장자리 둘레를 따라 상호 이격되어 형성되고, 서로 이격되어 형성된 히트봉관통공 사이에는 다수의 유체유동공이 형성되며, 히트봉모듈의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비되는 가이드핀을 포함하는 보일러; 보일러와 무선 네트워크를 통해 연결되며, 보일러 장치에 인가되는 전원을 제어하고, 보일러의 구동을 제어할 수 있도록 하는 보일러 컨트롤러를 포함하고, 보일러 컨트롤러는 보일러 내부에 구비되고, 히트봉 모듈의 온도를 감지하는 온도감지센서와 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 과열센서를 포함하여 구성되는 센서모듈, 센서모듈로부터 측정된 값이 미리 설정된 기준값보다 높게 감지되는지 그 여부를 판단하여 미리 설정된 기준값보다 높은 온도가 감지될 경우, 보일러의 온도를 자동으로 제어하는 제어모듈, 보일러의 오류 발생 시 제어신호에 의해 알람음을 송출하고 디스플레이모듈에 경고화면을 생성하도록 하는 알람모듈, 현재 물 온도, 가열목표 물 온도, 냉각수 온도, 과승차단 온도, 실시간 소비 전력량, 누전 소비 전력량, 장비 총가동시간을 표시하고 터치 스크린 방식으로 설정된 값을 변경할 수 있도록 하는 디스플레이모듈을 포함하는 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템{Remote Control and Monitoring System of Boiler with Vortex Generating System}

본 발명은 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 와류 발생 장치가 구비된 보일러 장치를 자동제어할 수 있는 보일러 컨트롤러를 구비함으로써 실시간 운전상황을 제어하고, 이상 발생 시 미리 등록된 관리자 단말로 고장진단 결과를 발송하여 관리자가 원격으로 보일러 장치의 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 와류 발생 장치가 구비된 보일러 의 원격 제어 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 가정용, 공업용을 포함하여 물을 일정한 온도까지 끓이기 위한 장치로서, 등유 등의 액화연료, 가스 등의 기체 연료를 연소시켜 발생하는 연소열을 열원으로 사용하여 물을 끓이는 방식으로 구성되어져 있다.

종래의 석유나 가스를 이용한 보일러는 연통으로 열이 빠져나가거나 불완전연소등에 따라 그 열효율이 매우 떨어지고, 연소과정에서 많은 양의 가스를 발생시켜 환경오염, 미세먼지 발생의 원인이 되고 있다.

한편, 전기를 이용한 전기보일러는 급수관을 통해 유입된 냉수를 전기히터를 통해 가열하여 온수를 가열하는 것으로, 온수를 가열하는 방법에 따라 저탕식 보일러와 급탕식 보일러로 나뉘어진다.

저탕식 전기보일러는 급수관을 통해 대형으로 구비된 난방가열탱크에 저수된 저온수를 저수조에 설치된 전기히터를 통해 고온으로 가열하여 배수관으로 배출한다. 이때, 난방가열탱크에 저수된 물은 전기히터에 의해 서서히 가열되며, 온도차에 의해 난방가열탱크의 내부를 순환하면서 전체적으로 가열된다. 즉, 난방가열탱크에 저수된 물은 시간이 경과함에 따라 전체적으로 가열된다.

그러나 저탕식 전기보일러는 전기히터가 빠른 시간내에 난방가열탱크의 전부분에 걸쳐 가열하지 못하므로 난방가열탱크내에 저장된 물을 가열하는데 많은 시간이 소요되고 난방가열탱크의 크기로 인해 설치장소에 제약을 받는 문제점이 있다.

또한, 히터가 열에 의하여 쉽게 부식되어 효율이 현저히 떨어지며 히터가 부식에 의해 빈번한 수리가 요구되고, 전기의 유입량에 비하여 열효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

급탕식 보일러는 대용량의 전기히터 의해 순간적으로 가열하여 냉수를 온수로 전환하는 데 신속하고 별도의 온수탱크가 사용되지 않으므로 소형으로 구비하여 벽걸이 형태로도 사용이 가능하므로 소형의 실내를 난방하거나 순간온수기용으로 많이 사용되고 있다.

그러나 종래의 급탕식 전기보일러는 전기히터에 순간적으로 과부하가 걸려 발생된 열이 작동유체로 충분히 전달되지 못할 경우 보일러의 잦은 고장을 유발할 수 있고, 대량의 작동유체를 가열할 경우, 전기소비량 증가에 따른 경제적인 부담이 커지게 되는 문제점이 있다.

또한, 가열된 작동유체가 보일러 외부로 유출될 때 유출압력이 낮아 먼거리까지 고온의 작동유체를 보내기가 용이하지 않아 농업용, 공업용 등 대용량으로 사용하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 최근에는 IoT 등 통신기술의 발달로 보일러 컨트롤러가 자체적으로 보일러의 기능을 자동제어하고, 무선 네트워크를 통해 관제 시스템과 연계되어 사용자가 원격으로 제어할 수 있도록 하는 시스템이 개발되고 있는 추세이다.

따라서, 본 발명에서는 인터넷을 기반으로 한 보일러 제어 시스템을 통해, 예상치 못한 오류에 대한 대비가 이루어질 수 있도록 하고, 실시간 모니터링 서비스를 제공하여 보일러 장치의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 시스템을 구축하고자 한다.

선행기술문헌 : KR 등록특허공보 제1834965호(2018.3.6.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히, 보일러의 실시간 운전상황을 자동제어하고, 이상 발생 시 미리 등록된 관리자 단말로 고장진단 결과를 발송하여 관리자가 원격으로 보일러의 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템은 일측에 냉각수유입구가 구비되고, 타측에는 냉각수유출구가 구비되며, 내부에 냉각수가 채워지는 탱크, 탱크의 내부에 위치하며, 작동유체가 유동할 수 있도록 상호 연결되는 다수의 작동유체유동관, 다수의 단위히트봉이 원형 다발 형태로 모여 하나의 모듈을 구성하며, 다수의 작동유체유동관 내부에 각각 삽입되는 다수의 히트봉모듈, 히트봉모듈을 구성하는 다수의 단위히트봉 각각이 삽입되는 다수의 히트봉관통공이 가장자리 둘레를 따라 상호 이격되어 형성되고, 서로 이격되어 형성된 히트봉관통공 사이에는 다수의 유체유동공이 형성되며, 히트봉모듈의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비되는 가이드핀을 포함하는 보일러; 보일러와 무선 네트워크를 통해 연결되며, 보일러 장치에 인가되는 전원을 제어하고, 보일러의 구동을 제어할 수 있도록 하는 보일러 컨트롤러를 포함하고, 보일러 컨트롤러는 보일러 내부에 구비되고, 히트봉 모듈의 온도를 감지하는 온도감지센서와 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 과열센서를 포함하여 구성되는 센서모듈, 센서모듈로부터 측정된 값이 미리 설정된 기준값보다 높게 감지되는지 그 여부를 판단하여 미리 설정된 기준값보다 높은 온도가 감지될 경우, 보일러의 온도를 자동으로 제어하는 제어모듈, 보일러의 오류 발생 시 제어신호에 의해 알람음을 송출하고 디스플레이모듈에 경고화면을 생성하도록 하는 알람모듈, 현재 물 온도, 가열목표 물 온도, 냉각수 온도, 과승차단 온도, 실시간 소비 전력량, 누전 소비 전력량, 장비 총가동시간을 표시하고 터치 스크린 방식으로 설정된 값을 변경할 수 있도록 하는 디스플레이모듈을 포함할 수 있다.

또한, 보일러 컨트롤러에는 보일러의 고장 유무를 판단하는 고장진단프로그램이 내장되어 있고, 보일러의 고장 발생 시 자가진단 후 이상유무를 기 설정된 관리자 단말로 발송하도록 하고, 관리자 단말은 자가진단결과 보고서를 수신하여 원격으로 보일러를 제어할 수 있도록 하는 것을 더 포함할 수 있다.

또한, 보일러 컨트롤러의 제어모듈은 실시간 공급되는 출력전력량을 제어하고, 미리 설정된 출력값 이상으로 출력전압이 가동될 경우 자동으로 출력신호를 제한함으로써 히트봉모듈의 수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 보일러의 실시간 출력 전력값을 전달받아 실시간 전력사용량 및 전력요금을 산출하여 디스플레이모듈의 화면에 출력하도록 하고, 디스플레이모듈은 보일러를 작동시키기 위해 가동되는 순환펌프를 포함하는 내부장치의 작동여부 및 이상유무에 따라 2이상의 각기 다른 색상으로 표시하여 색상에 의해 내부장치의 상태를 표시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 와류 발생 장치가 구비된 보일러를 자동제어할 수 있는 보일러 컨트롤러를 구비함으로써 실시간 운전상황을 자동제어하고, 이상 발생 시 미리 등록된 관리자 단말로 고장진단 결과를 발송하여 관리자가 원격으로 보일러의 상태를 모니터링할 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상기 보일러는 작동유체유동관의 내부에 삽입되어 전기에너지에 의해 열을 발생시키는 히트봉모듈에 길이방향으로 다수의 가이드핀이 소정 간격 이격되어 층을 형성하며 구비되고, 층을 형성하는 각 가이드핀에는 각 층마다 서로 어긋나게 위치하는 유체유동공이 형성되어 작동유체가 가이드핀의 유체유동공을 통과하며 작동유체유동관을 유동할 때, 마찰에 의한 마찰열이 발생하는 동시에 와류를 형성하도록 함으로써 빠른 시간 내에 작동유체의 온도를 고온 상태로 올릴 수 있어 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하고, 작동유체가 보일러의 외부로 유출될 때 압력이 상승하여 먼 거리까지 고온의 작동유체를 이송시킬 수 있어 농업용, 상업용 등을 포함하여 다양한 용도로 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 대용량 형태로 사용되는 상태를 도시한 도면,
도 3은 히트봉모듈을 도시한 도면,
도 4는 가이드핀을 도시한 도면,
도 5는 작동유체유동관과 가이드핀을 통해 유동하는 작동유체의 유동상태를 도시한 도면,
도 6은 가이드핀의 다른 형태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러 의 원격 제어 및 모니터링 시스템의 구성도,
도 8은 보일러 컨트롤러의 구성도,
도 9는 디스플레이모듈을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 대용량 형태로 사용되는 상태를 도시한 도면, 도 3은 히트봉모듈을 도시한 도면, 도 4는 가이드핀을 도시한 도면, 도 5는 작동유체유동관과 가이드핀을 통해 유동하는 작동유체의 유동상태를 도시한 도면, 도 6은 가이드핀의 다른 형태를 도시한 도면, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러 의 원격 제어 및 모니터링 시스템의 구성도이고, 도 8은 보일러 컨트롤러의 구성도이며, 도 9는 디스플레이모듈을 도시한 도면이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템은 보일러(100), 보일러(100)와 무선 네트워크를 통해 연결되어 보일러(100)를 원격으로 제어하는 보일러 컨트롤러(200), 관리자 단말(300)을 포함하여 구성된다.

먼저, 이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러(100)의 각 구성요소에 대해 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러(100)는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 탱크(10), 작동유체유동관(20), 히트봉모듈(30), 가이드핀(40)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 본 발명에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 탱크 내부에 설치되어 열원으로 작용하는 히트봉모듈의 개수에 따라 소형 또는 대형 보일러를 포함하여 다양한 규모로 호환적으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러(100)는 다수의 가이드핀(40)이 열원으로 작용하는 히트봉모듈(30)의 길이방향으로 소정간격 이격되어 층을 형성하며 구비되고, 이 가이드핀(40)에는 작동유체가 통과할 수 있는 다수의 유체유동공(44)이 형성된다.

또한, 층을 형성하며 히트봉모듈(30)에 구비된 가이드핀(40)은 상층 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)과 상층의 바로 하방에 위치한 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)이 서로 어긋나게 위치하여 작동유체가 각 가이드핀(40)의 유체유동공(44)을 통과하여 유동할 때 소용돌이 형태의 와류를 형성하게 된다.

이 와류는 작동유체의 온도를 빠른 시간내에 고온 상태로 올릴 수 있어 보일러의 에너지 효율을 향상시킬 수 있고, 작동유체가 유출될 때 압력이 상승하여 먼 거리까지 고온의 작동유체를 이송시킬 수 있어 농업용, 상업용 등을 포함하여 다양한 용도로 사용할 수 있는데 그 특징이 있다.

또한, 보일러의 과열을 방지하기 위해 별도의 냉각수를 탱크(10) 내부로 유입시켜 저장함으로써 안전하게 보일러를 사용할 수 있는데 그 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와류 발생 장치가 구비된 보일러 (100)를 구성하는 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.

탱크(10)는 도 1을 참조하면, 일측에 냉각수가 유입될 수 있는 냉각수유입구(12)가 구비되고, 타측에는 탱크(10) 내부에서 온도가 상승한 냉각수가 유출되는 냉각수유출구(14)가 구비되어 탱크(10) 내부에는 냉각수가 일정한 유량으로 채워져 저장되며, 탱크 내부의 냉각수를 긴급하게 배출할 수 있도록 드레인관(16)이 하부에 구비된다.

탱크(10) 내부에 저장되는 냉각수는 아래에 서술된 히트봉모듈(30)에 의해 탱크(10) 내부로 과도한 열전달이 이루어져 탱크(10) 내부가 순간적으로 과열되는 것을 방지한다.

만약, 히트봉모듈(30)에 의해 탱크(10) 내부로 과도한 열전달이 발생하여 냉각수 온도가 적정온도 이상으로 상승하게 되면, 탱크(10) 내부에 저장된 냉각수보다 온도가 낮은 냉각수가 냉각수유입구를 통해 유입되고, 이와 동시에 탱크(10) 내부에서 온도가 상승한 냉각수가 냉각수유출구를 통해 외부로 배출된다.

따라서, 탱크(10) 내부에 저장되는 냉각수는 일정한 유량을 유지하는 동시에, 탱크(10) 내부는 냉각을 위한 적정온도(55 ℃)를 유지할 수 있게 된다.

작동유체유동관(20)은 도 1 및 도 5를 참조하면, 탱크(10)의 상면을 통해 탱크(10)의 높이 방향으로 다수 개가 삽입되어 탱크(10)의 내부에 위치한다.

다수의 작동유체유동관(20)은 작동유체가 한 방향으로 유동할 수 있도록 하기 위해 탱크(10) 내부에서는 상호 연결되어 구비되고, 작동유체는 일측에 위치한 작동유체유동관(20)의 유입구를 통해 보일러 내부로 유입되며, 타측에 위치한 작동유체유동관(20)의 유출구를 통해 보일러의 외부로 유출된다.

히트봉모듈(30)은 도 3을 참조하면, 전기에너지에 의해 열을 발생시키는 다수의 단위히트봉(32)이 원형의 다발 형태로 모여 하나의 모듈을 구성하며, 각 히트봉모듈(30)은 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이 각각의 작동유체유동관(20) 내부에 하나씩 삽입된다.

가이드핀(40)은 도 3 및 도 4를 참조하면, 원형태로 구성되며, 히트봉모듈(30)을 구성하는 다수의 단위히트봉 각각이 하나씩 삽입되는 다수의 히트봉관통공(42)이 가이드핀(40)의 가장자리 둘레를 따라 상호 소정 간격 이격되어 형성된다.

또한, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 가이드핀(40)에서 서로 이격되어 형성된 히트봉관통공(42) 사이에는 작동유체가 관통하여 유동할 수 있는 다수의 유체유동공(44)이 서로 소정 간격으로 이격되어 형성된다.

한편, 가이드핀(40)은 도 3에 도시한 바와 같이 단위히트봉 각각이 가이드핀(40)에 형성된 히트봉관통공(42)에 각 삽입되어 히트봉모듈(30)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비된다.

다수의 가이드핀(40)이 층을 이루며 구비된 히트봉모듈(30)은 작동유체유동관(20)의 내부에 삽입되어 설치될 때, 도 5의 확대된 도면에 도시한 바와 같이 작동유체유동관(20)의 내면과 가이드핀(40) 사이에는 소정의 간극을 형성하며 설치된다.

따라서, 작동유체가 작동유체유동관(20)의 내부를 유동할 경우, 작동유체는 작동유체유동관(20)과 가이드핀(40) 사이가 형성하는 간극과 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)을 통해 유동하게 된다.

작동유체가 작동유체유동관(20)과 가이드핀(40) 사이가 형성하는 간극 및 가이드핀(40)의 유체유동공(44)을 통과할 때, 좁은 틈새를 통과하게 되어 작동유체에 마찰과 공동현상 등에 의해 마찰열이 발생하고, 이러한 마찰열은 히트봉모듈(30)에 의해 발생하는 열과 더해져 짧은 시간내에 작동유체의 온도를 고온상태로 도달시키게 된다.

한편, 도 3을 참조하면, 가이드핀(40)이 히트봉모듈(30)의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비될 때, 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)의 위치는 각 층간에 서로 어긋나게 위치한다.

즉, 상층에 위치한 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)의 위치와 상층 가이드핀(40)의 바로 하방에 위치한 하층 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)의 위치가 소정 각도 틀어져 서로 어긋나게 위치한다.

이때, 도 5에 도시한 바와 같이 작동유체가 서로 이격되어 위치한 각 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)을 통과할 경우, 각 가이드핀(40) 사이의 층간 공간에는 작동유체가 와류를 형성하며 유동하게 된다.

따라서, 작동유체가 각 가이드핀(40)에서 서로 어긋나게 위치한 각 유체관통공을 통과하며 작동유체유동관(20)을 유동할 때, 도 5에 도시한 바와 같이 전체적으로 소용돌이 형태의 와류를 형성하며 유동하게 된다.

작동유체가 각 가이드핀(40)의 유체유동공(44)을 통과할 때 발생하는 와류는 작동유체의 분자운동량을 높이게 된다.

따라서, 작동유체가 작동유체유동관(20)과 가이드핀(40) 사이가 형성하는 간극 및 층을 이루며 구비되는 각 가이드핀(40)의 유체유동공(44)을 포함한 좁은 틈새를 통과할 때 마다 작동유체의 마찰 가열을 촉진시키게 되어 작동유체의 온도를 더욱 빠르게 상승시키게 된다.

또한, 작동유체가 작동유체유동관(20)을 통과할 때 발생하는 와류는 작동유체의 온도를 빠른 시간내에 고온 상태로 올릴 수 있는 동시에 작동유체유동관(20)의 내부에서 작동유체의 압력이 상승되어 작동유체가 작동유체유동관(20)의 배출구를 통해 유출될 때 상승된 압력으로 유출되어 먼 거리까지 고온의 작동유체를 이송시킬 수 있게 된다.

한편, 가이드핀(40)에는 도 6에 도시한 바와 같이 유체유동공(44)을 대체하여 가장자리 둘레를 따라 삼각 형상으로 절개된 다수의 노치부(48)가 상호 이격되어 형성될 수 있으며, 이 노치부를 통해 작동유체가 유동할 수도 있다.

가이드핀(40)에 형성된 노치부(48)도 가이드핀(40)이 층을 이루며 구비될 때, 각 층간에 서로 어긋나게 위치하여 작동유체가 작동유체유동관(20)을 유동할 때 와류를 형성하게 한다.

다수의 가이드핀(40)이 구비된 히트봉모듈(30)이 작동유체유동관(20)의 내부에 삽입되어 설치될 때, 작동유체유동관(20)의 내면과 가이드핀(40) 사이에는 간극을 형성하고, 작동유체는 작동유체유동관(20)과 가이드핀(40) 사이가 형성하는 간극과 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)을 통해 유동하도록 한다.

가이드핀(40)이 히트봉모듈(30)의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비될 때, 가이드핀(40)에 형성된 유체유동공(44)의 위치는 각 층간에 서로 어긋나게 위치하여 작동유체가 작동유체유동관(20)을 유동할 때 와류를 형성한다.

보일러 컨트롤러(200)는 보일러(100)와 무선 네트워크를 통해 연결되며, 보일러(100)에 인가되는 전원을 제어하고, 보일러(100)의 구동을 제어할 수 있도록 한다.

도 8을 참조하면, 보다 구체적으로, 보일러 컨트롤러(200)는 센서모듈(210), 제어모듈(220), 디스플레이모듈(230), 알람모듈(240), 및 무선통신모듈(250)을 포함하여 구성된다.

센서모듈(210)은 보일러(100)의 내부에 구비되고, 히트봉모듈(30)의 온도를 감지하는 온도감지센서(미도시)와 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 과열센서(미도시)를 포함하여 구성된다.

제어모듈(220)은 보일러의 구동을 작동 또는 정지시키도록 하거나, 히트봉 모듈(30)의 온도가 기 설정된 범위 내에서 유지될 수 있도록 자동제어한다.

보다 구체적으로, 제어모듈(220)은 센서모듈(210)로부터 측정된 값이 미리 설정된 기준값보다 높게 감지되는지 그 여부를 판단하여 미리 설정된 기준값보다 높은 온도가 감지될 경우, 보일러의 온도를 자동으로 제어한다.

또한, 제어모듈(220)은 실시간 공급되는 출력전력량을 제어하고, 미리 설정된 출력값 이상으로 출력전압이 가동될 경우 자동으로 출력신호를 제한함으로써 히트봉모듈(30)의 수명을 연장시키도록 한다.

또한, 보일러 컨트롤러(200)는 보일러(100)의 실시간 출력 전력값을 전달받아 실시간 전력사용량 및 전력요금을 산출하고, 이를 디스플레이모듈(230)의 화면에 출력하도록 한다.

디스플레이모듈(230)은 보일러 장치(100)에 목표값을 터치 스크린 방식으로 설정할 수 있도록 하고, 설정된 값에 따라 가동되는 보일러(100)의 상태값을 출력시켜 사용자가 보일러(100)의 가동상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.

보다 구체적으로, 도 9를 참조하면, 디스플레이모듈(230)은 현재 물 온도, 가열목표 물 온도, 냉각수 온도, 과승차단 온도, 실시간 소비 전력량, 출력제한 목표치, 누전 소비 전력량, 장비 총가동시간을 표시하고, 상기 값을 변경하거나 설정할 수 있도록 한다.

특히, 디스플레이모듈(230)에는 보일러(100)의 출력제한 목표치를 설정할 수 있도록 하는 기능이 구비되어 있어, 출력제한 설정된 목표치를 설정하고, 설정된 값에 따라 보일러(100)의 출력이 가동될 수 있도록 함으로써 보일러(100)의 수명을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 디스플레이모듈(230)은 보일러(100)를 작동시키기 위해 가동되는 순환펌프를 포함하는 내부장치의 작동여부 및 이상유무에 따라 2이상의 각기 다른 색상으로 표시하여 색상에 의해 내부장치의 상태를 표시하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 디스플레이모듈(230)의 화면 상단에는 보일러(100)의 전원 ON/OFF, 순환펌프의 작동상태, 순환펌프의 이상발생여부, 보일러 컨트롤러의 가동상태, 컨트롤러의 이상여부, 비상정지 등의 상태를 확인할 수 있도록 가동상태 및 이상상태에 따라 색상을 달리 표시하여 사용자가 신속하게 인지할 수 있도록 한다.

또한, 디스플레이모듈(230)은 보일러(100)의 운전 시 이상이 발생하거나 긴급정지가 필요한 경우, 보일러 컨트롤러(200)의 디스플레이 화면에 출력된 비상정지 버튼을 눌러 보일러(100)의 가동을 긴급정지시킬 수 있도록 한다.

알람모듈(240)은 보일러(100)의 오류 발생 시 보일러 컨트롤러(200)의 제어신호에 의해 알람음과 경고화면을 생성하고, 화면의 점멸 기능을 구현하여 경고알람을 송출하도록 한다. 알람모듈(240)에 의해 송출된 알람 이력은 데이터베이스에 저장되어 관리된다.

또한, 알람모듈(240)은 일정 시간 경과 후에도 조치가 취해지지 않은 경우, 경고음의 빈도수를 빈번하게 송출하여 사용자가 후속조치를 신속하게 취할 수 있도록 한다.

또한, 보일러 컨트롤러(200)는 순환펌프를 제어하되, 보일러(100)의 온도값이 미리 설정된 값 이상인 경우, 순환펌프의 가동을 중지하고, 온도값이 미리 설정된 값 이하인 경우에는 순환펌프를 재가동시키도록 한다.

또한, 보일러 컨트롤러(200)에는 보일러의 고장 유무를 판단할 수 있는 고장진단프로그램(260)이 내장되어 있고, 고장진단프로그램(260)을 활성화시켜 R,S,T 상의 전압 및 전류 모니터링을 통해 특정 전압 및 전류값에 이상 발생 시, 보일러 (100)의 작동 상에 문제가 있다고 판단하고, 관리자 단말로 이상유무를 포함하는 자가진단보고서를 발송하도록 한다. 이때, 관리자 단말(300)로 발송되는 자가진단결과보고서는 이메일, SNS 등의 형태로 발송될 수 있다.

이를 위해, 보일러 컨트로러(200)에는 보일러(100) 및 관리자 단말(300) 간의 데이터 송수신을 위해 무선통신모듈(250)이 더 구비될 수 있다.

관리자 단말(300)은 보일러 컨트롤러(200)와 무선통신을 통해 연결되어 보일러 컨트롤러(200)의 실시간 운전상황을 디스플레이 화면을 통해 모니터링하고, 보일러 컨트롤러(200)를 통해 수신된 데이터를 분석하여 보일러 컨트롤러(200)를 원격으로 제어할 수 있도록 한다.

또한, 관리자 단말(300)은 고장발생 원인이 되는 보일러(100) 간의 통신을 통해 원격으로 고장진단프로그램(260)을 업그레이드할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 - 탱크 12 - 냉각수유입구
14 - 냉각수유출구 20 - 작동유체유동관
30 - 히트봉모듈 40 - 가이드핀
42 - 히트봉관통공 44 - 유체유동공
200 - 컨트롤러 210 - 센서모듈
220 - 제어모듈 230 - 디스플레이모듈
240 - 알람모듈 250 - 무선통신모듈
260 - 고장진단프로그램 300 - 관리자 단말

Claims (3)

1. 일측에 냉각수유입구가 구비되고, 타측에는 냉각수유출구가 구비되며, 내부에 냉각수가 채워지는 탱크,
   탱크의 내부에 위치하며, 작동유체가 유동할 수 있도록 상호 연결되는 다수의 작동유체유동관,
   다수의 단위히트봉이 원형 다발 형태로 모여 하나의 모듈을 구성하며, 다수의 작동유체유동관 내부에 각각 삽입되는 다수의 히트봉모듈, 및
   히트봉모듈을 구성하는 다수의 단위히트봉 각각이 삽입되는 다수의 히트봉관통공이 가장자리 둘레를 따라 상호 이격되어 형성되고, 서로 이격되어 형성된 히트봉관통공 사이에는 다수의 유체유동공이 형성되며, 히트봉모듈의 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비되는 가이드핀
   을 포함하는 보일러;
   보일러와 무선 네트워크를 통해 연결되며, 보일러 장치에 인가되는 전원을 제어하고, 보일러의 구동을 제어할 수 있도록 하는 보일러 컨트롤러
   를 포함하고,
   보일러 컨트롤러는
   보일러 내부에 구비되고, 히트봉 모듈의 온도를 감지하는 온도감지센서와 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 과열센서를 포함하여 구성되는 센서모듈,
   센서모듈로부터 측정된 값이 미리 설정된 기준값보다 높게 감지되는지 그 여부를 판단하여 미리 설정된 기준값보다 높은 온도가 감지될 경우, 보일러의 온도를자동으로 제어하는 제어모듈,
   보일러의 오류 발생 시 제어신호에 의해 알람음을 송출하고 디스플레이모듈에 경고화면을 생성하도록 하는 알람모듈, 및
   현재 물 온도, 가열목표 물 온도, 냉각수 온도, 과승차단 온도, 실시간 소비전력량, 누전 소비 전력량, 장비 총가동시간을 표시하고 터치 스크린 방식으로 설정된 값을 변경할 수 있도록 하는 디스플레이모듈
   을 포함하며,
   보일러는
   히트봉모듈에 의해 탱크 내부로 과도한 열전달이 발생하여 냉각수 온도가 상승하게 되면, 탱크 내부에 저장된 냉각수보다 온도가 낮은 냉각수가 냉각수유입구를 통해 유입되고, 이와 동시에 탱크 내부에서 온도가 상승한 냉각수가 냉각수유출구를 통해 외부로 배출되어 탱크 내부에 저장되는 냉각수는 일정한 유량을 유지하는 동시에, 탱크 내부는 냉각을 위한 적정온도를 유지하고,
   다수의 가이드핀이 구비된 히트봉모듈이 작동유체유동관의 내부에 삽입되어 설치될 때, 작동유체유동관의 내면과 가이드핀 사이에는 간극을 형성하고, 작동유체는 작동유체유동관과 가이드핀 사이가 형성하는 간극과 가이드핀에 형성된 유체유동공을 통해 유동하도록 하며,
   가이드핀이 히트봉모듈의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 다수의 층을 형성하며 구비될 때, 가이드핀에 형성된 유체유동공의 위치는 각 층간에 서로 어긋나게 위치하여 작동유체가 작동유체유동관을 유동할 때 와류를 형성하는 것
   을 포함하는 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   보일러 컨트롤러에는 보일러의 고장 유무를 판단하는 고장진단프로그램이 내장되어 있고, 보일러의 고장 발생 시 자가진단 후 이상유무를 기 설정된 관리자 단말로 발송하도록 하고,
   관리자 단말은 자가진단결과 보고서를 수신하여 원격으로 보일러를 제어할 수 있도록 하는 것을 더 포함하는, 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   보일러 컨트롤러의 제어모듈은 실시간 공급되는 출력전력량을 제어하고, 미리 설정된 출력값 이상으로 출력전압이 가동될 경우 자동으로 출력신호를 제한함으로써 히트봉모듈의 수명을 연장시킬 수 있도록 하고, 보일러의 실시간 출력 전력값을 전달받아 실시간 전력사용량 및 전력요금을 산출하여 디스플레이모듈의 화면에 출력하도록 하고,
   디스플레이모듈은 보일러를 작동시키기 위해 가동되는 순환펌프를 포함하는 내부장치의 작동여부 및 이상유무에 따라 2이상의 각기 다른 색상으로 표시하여 색상에 의해 내부장치의 상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 와류 발생 장치가 구비된 보일러의 원격 제어 및 모니터링 시스템.
   

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