KR20030028785A - 기름을 순환시켜 난방하는 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기름을 순환시켜 난방하는 보일러에 관한 것이다.

본 발명의 기름을 순환시켜 난방하는 보일러는, 가열매체가 충진되는 가열매체저장부와; 가열매체저장부에 충진된 가열매체를 가열하는 가열수단과; 내부로 기름이 순환되고, 순환되는 기름이 가열매체저장부를 경유하면서 가열된 후 난방지역으로 순환되도록 된 난방배관과; 난방배관의 기름을 강제 순환시키기 위한 오일순환펌프와; 난방배관에 기름을 보충해 주는 기름보충탱크와; 난방배관에 충진된 기름이 새는 것을 감지하는 유출감지수단과; 각각의 구성요소들의 작동을 제어하며, 기름이 새는 것이 감지되면 가열수단이 작동되지 않도록 하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

본 발명의 기름을 순환시켜 난방하는 보일러를 사용하면, 기름이 가열 및 순환되어 난방지역에 열을 전달함으로써 열효율이 우수하며, 기름의 과열 및 유출로 인한 폭발이 방지되어 안전하게 사용할 수 있다.

Description

기름을 순환시켜 난방하는 보일러{THE WARMING BOILER BY OIL CIRCULATION}

본 발명은 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기름을 가열 후 순환시켜 난방하되 기름의 누수 등으로 인한 폭발이 일어나지 않도록 되어 있는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러에 관한 것이다.

통상적으로 보일러는, 기름 또는 가스의 연소에 의한 발열이나 전기에너지에 의한 발열로 가열매체저장부의 가열매체를 소정의 온도로 가열시킨 후 난방배관을 통해 난방지역으로 순환시켜 난방하는 시스템으로 되어 있다.

그런데 상기와 같은 보일러에 사용되는 가열매체는 비교적 비열이 높은 물이나 물에 특정 성분을 희석시킨 것들이었다.

따라서, 가열매체의 온도 상승 속도가 느려 난방지역의 온도상승에 비교적 긴 시간이 소요되며, 그 만큼 오랫동안 가열수단이 작동하므로 열효율이 떨어지는 문제점을 갖고 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 가열 및 순환되는 가열매체를 기름으로 하는 "순환매체로 기름을 이용한 전기보일러"(한국 실용신안 제0265356호, 출원일 2001. 09. 28) 등이 안출되었다.

그러나, 상기와 같은 보일러들은 기름을 가열매체로 사용하면서도 기름의 특성인 가연성 등을 고려하지 아니하여 기름의 과열 및 유출로 인한 폭발위험과 가열시 기름의 부피팽창으로 인한 폭발위험을 가지고 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인하여 실용화되지 못하고 있는 실정이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 보다 상세하게는 가열 및 순환되어 난방지역에 열을 전달하는 매체로 기름을 사용하여 열효율을 높이되, 폭발이 방지되는 난방용 보일러를 제공하려는데 목적이 있다.

도 1은 가열매체는 통상의 가열매체인 물이고, 난방배관을 순환하는 매체는 기름인, 본 발명의 기름을 순환시켜 난방하는 보일러를 사용한 난방시스템 개략도

도 2는 가열매체가 기름이고, 이 기름이 난방배관을 직접 순환하도록 구성된, 또 다른 형태의 본 발명의 보일러 개략도

도 3은 기름배수구가 형성된 본 발명의 가열수단을 설명하기 위한 개략도

도 4는 방폭구조를 갖는 또 다른 형태의 본 발명의 보일러 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10. 가열매체저장부 20. 난방배관

25. 열교환파이프 30. 가열수단

31. 발열체 32. 케이스

33. 기름배수구 34. 연통

35. 가스배출구 40. 컨트롤박스

50, 51. 유출감지수단 60. 기름보충탱크

70. 제어기 80. 오일순환펌프

90. 필터 100. 내부케이스

105. 외부케이스 110. 기름받이

120. 압력조절장치 130. 순환경로변환장치

140. 열풍공급장치 141. 가스수집부

142. 열교환파이프 150. 온수공급용 파이프

본 발명은 기름을 순환시켜 난방하는 보일러에 관한 것이다.

본 발명에서는 종래 보일러의 난방배관에 난방수를 충진하는 것과 달리 기름을 충진하여 순환시킴으로써 가열수단에서 공급되는 열이 난방배관에 빠르게 전달되고, 이로 인하여 난방지역이 빠르게 가열되도록 한다.

또, 가연성을 갖는 기름을 사용함에 따른 폭발을 방지하기 위하여 기름이 소정의 온도 이상으로 과열되지 않도록 하고, 기름이 유출되더라도 가열수단의 발열체와 접촉되지 않도록 한다.

따라서, 본 발명의 기름을 순환시켜 난방하는 보일러는,

가열매체가 충진되는 가열매체저장부와;

가열매체저장부에 충진된 가열매체를 가열하는 가열수단;을 갖는다.

또, 내부로 기름이 순환되고, 순환되는 기름이 가열매체저장부를 경유하면서 가열된 후 난방지역으로 순환되도록 된 난방배관과;

난방배관의 기름을 강제 순환시키기 위한 오일순환펌프와;

난방배관에 기름을 보충해 주는 기름보충탱크;를 갖는다.

또, 기름이 새는 것을 감지하는 유출감지수단과;

각각의 구성요소들의 작동을 제어하며, 기름이 새는 것이 감지되면 적어도 가열수단이 작동되지 않도록 하는 제어부;를 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 사용하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 난방배관(20)을 순환하는 매체가 빠르게 가열됨으로써 열효율이 우수하도록 하기 위한 목적을 가지며, 이를 위하여 난방배관(20)을 순환하는 매체로서 비열이 낮은 기름을 사용한다.

그런데, 기름은 가연성이 우수하여 과열로 인하여 발화되거나 가열수단(30)의 발열체(31)에 직접 접촉되어 발화됨으로써 폭발할 위험이 있다.

따라서, 가연성이 우수한 기름을 가열하여 난방을 함에 있어서는 기름의 발화로 인한 폭발을 방지할 수 있는 수단이 필요하다.

이를 위하여 본 발명에서는 가열매체저장부(10)에 충진되는 가열매체와 난방배관(20)을 순환하는 매체가 격리되도록 하되 난방배관(20)을 순환하는 매체는 기름으로 하고, 가열매체는 기름보다 비열이 높은 통상의 가열매체인 물로 한다.

즉, 난방배관(20)을 순환하는 매체와 가열매체저장부(10)의 가열매체가 혼합되는 것이 아니라 도 1과 같이 가열매체저장부(10)에 위치된 열교환파이프(25)에 의하여 분리되도록 하는 것이다.

또, 난방배관(20)을 순환하는 기름이 열교환파이프(25)로 유입되어 열교환파이프(25)를 순환하는 과정에서 가열매체와 열교환 됨으로써 가열되도록 하는 것이다.

또, 상기와 같이 가열된 기름이 열교환파이프(25)의 일측에 연결된 난방배관(20)을 통해 난방지역을 경유하여 열교환파이프(25)의 타측으로 순환되도록 함으로써 난방이 이루어지도록 하는 것이다.

이와 같이 구성하면, 난방배관(20)을 순환하는 기름이 발화될 정도로 과열되지 못하게 된다.

이는 가열수단(30)이 통상의 가열매체인 물을 소정의 온도로 가열하고, 이 물이 기름을 가열하는 방식이기 때문이다.

또, 실내에 위치되어 있는 컨트롤박스(40)에 의한 보일러의 작동이 실내온도와 관계없이 소정의 시간 간격으로 작동하게 되어 있다고 하더라도 물의 상승온도는 기름의 발화온도에는 미치지 못하게 되기 때문이다.

또한, 상기와 같이 구성하면, 난방배관(20)을 순환하는 기름이 가열매체저장부(10)로 유입되더라도 가열수단(30)의 발열체(31)와 접촉되지 못하여 폭발이 일어나지 않는다.

즉, 열교환파이프(25)에 크랙이 발생되어 열교환파이프(25)의 외측으로 기름이 유출되고, 이 기름이 가열매체저장부(10)에 유입되더라도 기름이 가열매체인 물의 수면부에 놓여 가열수단(30)과 직접 접촉되지 못하므로 폭발이 일어나지 못하게 되는 것이다.

특히, 가열수단(30)의 발열체(31)가 가열매체저장부(10)에 충진된 가열매체의 수면부보다 낮은 위치에 설치되고, 가열매체저장부(10)의 수면부로부터 멀어질 수록 가열매체와 기름이 접촉될 가능성이 적어진다.

그러나, 기름이 열교환파이프(25) 및 난방배관(20)의 외측으로 유출되는 경우에 폭발이 일어나진 않더라도 보일러의 열효율이 떨어지는 등 보일러의 정상 작동이 불가능하게 되므로 기름이 새는 것을 감지하는 유출감지수단(50, 51)은 필요하다.

이러한 기름의 유출감지수단(50, 51)은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

구체적으로 설명하면, 충진된 기름의 부력에 근거하여 부력이 소정의 수치 이하일 때, 또는 부력이 급격히 낮아질 때 기름이 새는 것으로 간주하도록 하는 방법이 있다.

이와 같은 경우의 보다 구체적인 예로는 화장실의 좌변기에 구비된 부력장치와 같이 난방배관(20)과 연결된 기름보충탱크(60)에 부력장치를 설치하는 형태로 구현될 수 있다.

또, 센서를 사용하여 가열매체저장부(10)에 기름성분이 유입되면 열교환파이프(25)로부터 기름이 유출된 것으로 간주하도록 하거나 난방지역에 기름성분이 검출되면 난방배관(20)으로부터 기름이 유출된 것으로 간주하도록 하는 경우가 있다.

부력을 이용한 방법은 난방배관(20)의 전 구간에 대하여 기름의 유출을 감지할 수 있는 반면 정밀하지 못하고, 가열매체저장부(10)에 센서를 구비하는 방법은 정밀도가 높은 반면 난방배관(20)의 전 구간에 대해서는 기름의 유출을 감지할 수 없다.

따라서, 두 가지 방법을 적절히 혼용하는 것이 바람직하다.

기름의 유출이 검출된 경우에는 통상의 보일러에 구비된 제어기와 같은 본 발명의 제어기(70)에 의하여 적어도 가열수단(30)의 작동이 중지되도록 함으로써 기름의 과다 유출로 인한 폭발위험 및 난방배관(20)의 파손을 방지하는 것이 바람직하다.

본 발명에서와 같이 난방배관(20)에 기름을 충진하고 이 기름을 순환시킴에 있어서 고려하여야 할 것이 기름은 점성이 강하다는 것이다.

즉, 종래의 난방배관(20)을 순환하는 매체는 점성이 약하여 통상의 순환펌프로 순환이 가능하지만 기름은 점성이 강하여 통상의 순환펌프를 사용하여 순환시킬 수는 없다는 것이다.

따라서, 본 발명에는 난방배관(20)의 기름을 순환시키기 위한 순환펌프로서 기름을 순환시킬 수 있는 오일순환펌프(80)를 사용하여야 한다.

이러한 오일순환펌프(80)는 스크류식 이송방식 등을 채택하고 있기 때문에 점성이 강한 기름도 원활하게 순환시킬 수 있다.

그러나, 기름이 오랫동안 정체되어 있어 서로 엉겨붙은 경우에는 오일순환펌프(80)를 사용하더라도 순환이 원활하지 못하다.

즉, 휘발성이 강한 기름은 점성이 약하여 순환이 원활하지만 가연성이 매우 높아서 본 발명에 사용하기에는 부적합하므로 휘발성이 약한 기름을 사용하여야 한다.

그런데 휘발성이 약한 기름은 점성이 강하여 오랫동안 정체되어 있는 경우에는 서로 엉겨붙어 오일순환펌프(80)를 사용하더라도 순환이 원활하지 못하다.

이는 오일순환펌프(80)의 고장 원인이 되고, 심한 경우에는 난방배관(20)의 교체를 불러오는 결과를 낳는다.

따라서, 난방배관(20)을 순환하는 기름은 난방이 이루어지지 않더라도 소정의 시간 간격으로 순환되도록 하는 것이 바람직하다.

난방배관(20)을 순환하는 기름을 소정의 시간 간격으로 순환시키는 방법을 구체적으로 설명하면 제어기(70)가 오일순환펌프(80)의 마지막 작동시간을 검출하여 소정의 시간 동안 오일순환펌프(80)가 작동하지 않은 경우 난방의 여부와 관계없이 오일순환펌프(80)를 작동시키도록 구성하는 경우가 있다.

또, 오일순환펌프(80)에 타이머 기능을 구비하여 소정의 시간 간격으로 난방의 여부와 관계없이 작동하도록 하는 경우가 있다.

이러한 구조는 제어기(70)와 연결된 주 전원이 차단되더라도 오일순환펌프(80)는 계속 작동하는 구조이다.

본 발명에서는 난방배관(20)을 통해 기름을 순환시키므로 난방배관(20)을 순환하는 기름을 보충해 주기 위한 기름보충탱크(60)를 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 기름보충탱크(60)는 종래의 난방배관(20)을 순환하는 매체를 보충해주기 위한 보충탱크와 같은 것이다.

상기와 같은 구성을 갖는 보일러의 작용을 설명하면 다음과 같다.

실내에 위치되어 있는 컨트롤박스(40)의 조작에 의한 보일러의 작동기능이 실내 온도를 20℃로 유지하는 기능으로 되어 있다고 가정할 때 실내 온도가 20℃ 이하인 경우 보일러의 가열수단(30)과 오일순환펌프(80)는 작동하게 된다.

실내온도가 20℃가 될 때까지 가열수단(30)이 계속 발열함에 따라 가열매체는 가열된다.

또, 난방배관(20)에 충진된 기름은 오일순환펌프(80)의 작동에 의하여 실내온도가 20℃가 될 때까지 계속 순환하게 되는데 가열매체저장부(10)에 위치된 열교환파이프(25)를 경유하면서 가열된다.

또, 상기와 같이 가열된 기름이 난방배관(20)을 통해 난방지역을 경유하면서 난방지역에 열을 발산함에 따라 난방지역의 온도는 상승하게 된다.

이때, 난방배관(20)에 충진된 기름의 양이 비교적 대량임에도 기름이 빠르게가열되고 빠르게 식기 때문에 가열매체저장부(10)의 가열매체가 받는 열을 난방지역에 빠르게 공급하게 된다.

즉, 기름이 빠르게 식는다는 것은 열을 발산하는 속도가 빠르다는 것이므로 난방지역을 경유하는 과정에서 난방지역에 열을 빠르게 빼앗겨 난방지역은 빠르게 가열되며, 난방지역을 경유한 후 기름의 온도는 매우 낮아지는 것이다.

그러나, 다시 가열매체저장부(10)를 경유할 때 빠르게 가열되고 다시 난방지역을 경유하므로 기름의 식는 속도가 빠른 것은 난방지역의 온도를 빠르게 상승시킬 수 있는 조건이 되는 것이다.

상기와 같은 기능을, 난방배관(20)에 물이 충진된 경우로 설명하면, 비열이 높은 물은 서서히 가열되고 서서히 식으므로 가열매체가 갖는 열을 흡수하는데 오랜 시간이 소요된다.

특히, 난방배관(20)에 충진되는 물의 양이 비교적 대량이기 때문에 가열속도는 기름에 비하여 크게 떨어진다.

또한, 다소 가열된 물이 난방배관(20)을 순환하더라도 열을 발산하는 속도가 느려 난방지역의 온도상승 효과를 기대할 수 없으므로 가열매체 및 순환되는 물이 소정의 온도로 가열되기 전에는 난방효과를 기대할 수 없는 것이다.

따라서, 기름을 순환시키는 것과 물을 순환시키는 것에 있어서 온도의 상승에는 현격한 차이가 있는 것이다.

상기와 같이 가열된 기름이 난방배관(20)을 통해 난방지역을 순환함에 따라 난방지역인 실내의 온도가 20℃로 상승되면 가열수단(30)은 발열을 중지하게 되고,실내온도가 오차범위 이하로 떨어지면 다시 작동하여 실내온도를 20℃로 유지하는 것이다.

그런데, 전술하였듯이 난방지역의 온도상승은 기름의 순환으로 인하여 빠르게 이루어짐에 따라 가열수단(30)의 작동시간이 짧다.

반면, 난방지역인 실내의 온도가 하강하는 속도는 기름의 열 손실 속도와 연관되는 것이 아니라 난방지역인 실내의 단열효과와 관계되는 것이다.

따라서, 가열수단(30)의 작동시간은 짧고, 난방지역의 온도 하강 속도는 종래와 동일하여 연료비를 절약할 수 있는 것이다.

한편, 열교환파이프(25)에 크랙이 발생되어 기름이 가열매체저장부(10)로 유출되는 경우 유출된 기름은 가열매체보다 가벼워 가열매체인 물의 수면부에 위치하게 된다.

이로 인하여 가열매체저장부(10)로 기름이 유출되더라도 가열수단(30)의 발열체(31)와 접촉되지 못하고, 가열매체의 온도가 기름의 발화온도까지 상승되지도 못하여 폭발이 일어나지 않는다.

상기와 같이 열교환파이프(20)로부터 기름이 유출된 경우와 난방배관으로부터 기름이 유출된 경우에 유출감지수단(50, 51)이 이를 감지하며, 제어기(70)에서 발열체(31)의 작동을 멈추는 동시에 기름유출을 문자나 경고음 등을 통해 출력한다.

전술한 보일러의 구조는 안전성은 매우 좋으나 열효율이 극대화되지 못하는구조이다.

즉, 가열수단(30)에 의하여 가열되는 가열매체가 물이고 난방배관(20)을 순환하는 매체가 기름인 경우이기 때문에 가열매체인 물이 서서히 가열되므로 열효율이 극대화되지 못하는 것이다.

그러나, 기름이 발화될 수 없는 구조이기 때문에 안전성은 매우 높은 구조인 것이다.

본 발명의 기술적 사상을 종래의 일반적인 보일러에 적용하는 경우에는 가열매체가 기름으로서 빠르게 가열되고, 직접 난방배관(20)을 순환하게 되기 때문에 열효율이 매우 우수하다.

그러나, 가열수단(30)에 의하여 기름이 직접 가열되기 때문에 발화로 인한 폭발 위험성은 더욱 높아진다.

상기와 같은 방식의 보일러에 본 발명이 적용된 경우를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 가열매체가 난방배관(20)을 직접 순환하는 구조는, 도 2와 같이 가열매체저장부(10)에 기름이 충진되는 구조이다.

또, 난방배관(20)은 일측이 가열매체저장부(10)의 상부에 연결되고, 타측은 난방지역을 경유하여 가열매체저장부(10)의 하부에 연결됨으로써 난방배관(20)의 내부로 가열매체저장부(10)의 기름이 순환되는 구조이다.

또한, 가열수단(30)은 가열매체저장부(10)에 충진된 기름을 가열하는 방식이다.

따라서, 기름의 직접 가열에 의한 기름의 과열로 인하여 폭발 위험성이 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 경우 본 발명에서는 가열매체저장부(10)의 기름이 과열되지 않도록 기름이 소정의 온도까지만 가열되도록 한다.

즉, 기름이 소정의 온도가 되는 경우 더 이상 가열되지 않도록 가열수단(30)의 발열을 차단하는 것이다.

상기 온도는 기름이 발화되는 온도가 아니라 난방지역인 실내의 구조물 즉, 장판 등의 구조물이 변형되지 않을 정도의 온도가 되는 것이 바람직하다.

또, 기름이 과열되면, 기름의 부피가 급격히 팽창되어 가열매체저장부(10)가 파손되면서 폭발되거나 가열수단(30)이 파손되어 폭발하거나 난방배관(20)의 파손이 일어날 수 있다.

따라서, 가열매체저장부(10) 내의 압력이 소정의 수치 이상이 되면 난방배관을 순환하게 되는 기름을 배출시켜 가열매체저장부(10) 내의 압력이 소정의 압력 이하가 되도록 하는 압력조절장치(120)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 기름이 새는 것을 감지하는 유출감지수단(50, 51)을 구비하여 기름이 새는 경우 가열수단(30)이 작동되지 않도록 함으로써 기름의 발화를 방지한다.

기름의 유출을 감지하는 방법은 전술한 기름의 양이 감소되는 정도에 근거하는 방법과 센서에 의한 방법으로 구현 가능하다.

상기와 같이 가열수단(30)이 기름을 직접 가열하는 경우 가열수단(30)의 발열체(31)를 보호하고 있는 케이스(32)에 크랙이 발생되면 발열체(31)가 위치된 곳으로 기름이 유입되어 폭발로 이어질 수 있다.

이를 방지하기 위하여 가열수단(30)은, 도 3과 같이 가열매체저장부(10)의 기름과 발열체(31)가 직접 접촉되지 못하도록 케이스(32)로 둘러싸고, 케이스(32)의 하부에 다수 개의 기름배수구(33)를 형성하는 형태로 구현할 수 있다.

즉, 케이스(32)에 크랙이 발생되어 가열매체저장부(10)의 기름이 케이스(32)의 내측으로 유입되어 흐르더라도 한데 모이지 못하고 외측으로 배출되도록 상기 케이스(32)의 하부에 다수 개의 기름배수구(33)를 형성하는 것이다.

상기와 같이 구성하는 경우 기름배수구(33)의 하부에는 기름받이(110)를 두는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 기름을 난방배관(20)에 충진하여 순환시키는 것이므로 난방배관(20)에 기름을 충진하는 과정에서 배출되는 기름이 버려지지 않도록 할 수 있는 수단이 필요하다.

즉, 난방배관(20)에 순환매체를 충진할 때 난방배관(20)에 공기가 들어가게 되면 열 전달이 매우 좋지 못하게 되므로 난방배관(20)에 순환매체를 충진할 때는 공기를 완전히 빼내야 한다.

이는 통상의 순환매체인 물을 충진할 때나 본 발명에서와 같이 기름을 충진할 때나 반드시 고려하여야 할 사항이다.

이와 같이 난방배관(20)에 공기가 존재하지 않도록 하기 위해서 난방배관(20)에 공기가 존재하지 않을 때까지 충진되는 순환매체를 계속 배출시키는 방법을 사용한다.

그런데, 본 발명에서는 난방배관(20)에 충진되는 순환매체가 기름이어서 공기가 존재하지 않을 때까지 배출시키는 상당량의 기름을 방류하는 경우에는 환경오염을 유발한다.

따라서, 난방배관(20)에 기름을 충진하는 과정에서 배출되는 기름이 버려지지 않도록 배출되는 기름을 보일러 내부로 다시 유입시키는 수단이 필요한 것이다.

이를 위하여 난방배관(20)을 순환하는 기름이 난방지역을 경유한 후 기름보충탱크(60)로 유입되어 순환되거나 가열매체저장부(10)로 유입되어 순환되는 것을 제어할 수 있도록 순환경로변환장치(130)를 구비할 수 있다.

즉, 난방배관(20)에 기름을 충진하는 과정에서는 난방지역을 경유한 기름이 순환경로변환장치(130)에 의하여 기름보충탱크(60)로 보내지도록 하고, 기름을 충진한 후에는 난방이 이루어지도록 가열매체저장부(10)로 보내지도록 하는 것이다.

또, 본 발명은 난방배관(20)을 통해 기름을 순환시키는 것이므로 기름의 순환경로에 필터(90)를 구비하여 기름에 섞여 있는 불순물이 제거되도록 할 수도 있다.

본 발명의 가열수단(30)은, 통상의 쓰레기 소각로에 구비된 소각수단과 같이 외부로부터 투입된 쓰레기나 폐유 등의 폐기물을 800℃정도로 가열하여 소각하고, 쓰레기의 소각시 발생되는 열로 가열매체저장부(10)의 가열매체인 기름 또는 물을 가열하도록 할 수 있다.

즉, 종래 공지된 쓰레기 소각로의 소각수단은 투입된 쓰레기나 폐유 등의 폐기물을 800℃ 이상의 고열로 가열하여 발생되는 가스까지 연소시킴으로써 쓰레기의 소각으로 인한 유해물질의 발생을 최소화 할 수 있는 구조를 갖는데 이 구조를 본 발명의 가열수단(30)으로 사용하는 것이다.

투입된 쓰레기나 폐유 등의 폐기물을 800℃ 이상의 고열로 가열하는 소각수단의 구조는 널리 공지된 기술이며, 본 출원의 발명자에 의하여 안출된 특허등록 제0257291호(개량소각로) 및 특허등록 제0257289호(개량소각로)에도 구체적으로 명시되어 있으므로 추가적인 설명은 생략한다.

상기와 같은 가열수단(30)을 갖는 경우 기름이 과열되지 않도록 발열체(31)를 가열매체저장부(10)에 위치시키기보다는 가열매체저장부(10)의 외측에 위치시키고, 발열체(31)로부터 발생되는 열기를 가열매체저장부(10)로 송풍하는 것이 바람직하다. (도시하지 않음)

또, 제어기(70)는 가열매체저장부(10)에 충진된 기름이 소정의 온도 이상이 되면 구비된 각각의 구성요소를 제어하여 상기 기름이 더 이상 가열되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

가열매체저장부(10)의 기름이 소정의 온도 이상으로 가열되지 못하도록 하는 방법으로는 송풍되는 열기를 차단하는 방법이나 냉각수단에 의하여 기름이 냉각되도록 하는 방법 등이 있다.(도시하지 않음)

상기와 같이 쓰레기를 소각하여 난방하는 방법 등은 가정용보다는 농업용에 적합하다.

즉, 비닐하우스나 온실 등에서 식물을 재배하기 위한 열을 공급하기 위한 수단으로 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에는 연통(34)으로 배출되는 고온의 가스를 이용한 열풍공급장치(140)를 갖도록 할 수 있다.

이러한 열풍공급장치(140)를 구체적으로 설명하면, 가열수단(30)으로부터 발생되어 연통(34)을 통해 배출될 배기가스가 수집되는 가스수집부(141)를 구비하고, 송풍팬에 의하여 내측으로 공기가 이동되는 열교환파이프(142)가 상기 가스수집부(141)를 경유하도록 한다.

이와 같이 구성하면 열교환파이프(142)의 내측으로 이동되는 공기가 가스수집부(141)를 경유하는 과정에서 가열됨으로써 열풍을 공급할 수 있게 되는 것이다.

전술한 폭발방지수단들은 기름의 과열 및 유출로 인한 발화의 원인을 차단하여 폭발을 방지하는 것들이다.

그러나, 상기와 같은 폭발방지수단들은 각각의 구성요소에 결함이 있을 경우 오작동으로 인한 폭발이 발생될 수 있다.

따라서, 구성요소의 결함과 관계없는 별도의 폭발방지수단을 구비하는 것이 바람직하다.

구체적으로 설명하면, 소염작용을 하는 틈새와 틈새깊이의 원리를 이용한 방폭구조를 갖도록 하는 방법이 있다.

소염작용을 하는 틈새와 틈새깊이의 원리는 용기의 접합면 또는 움직이는 축 부분 등에 안전 규정에 적합한 틈새와 틈새 깊이를 만들어 접합면의 틈새가 소염작용을 함으로써 용기 내부에서 폭발이 일어나더라도 용기 자체는 폭발이 일어나지않도록 된 구조를 갖는다.

이러한 기능을 갖도록 된 틈새와 틈새깊이에 대하여는 실험에 의하여 규정되었으며(방폭구조 전기기계·기구 성능검정 규정고시 1998년 11월호 한국가스안전공사 등) 틈새깊이는 접합면의 깊이를 말한다.

이러한, 틈새와 틈새깊이의 원리를 이용한 방폭구조는 널리 공지된 것으로서 다양한 산업분야에 활용되고 있다.

상기와 같은 방폭구조의 구체적인 적용 예를 설명하면, 도 4와 같이 가열매체저장부(10)와 가열수단(30) 등 폭발 원인을 갖는 구성요소를 내부케이스(100)의 내측에 위치시키고, 내부케이스(100)의 외측에 외부케이스(105)가 위치되는 다중케이스 구조가 된다.

또, 두 부분으로 분리, 결합이 가능한 외부케이스(105)의 접합면 및 구성요소들과의 접합면의 틈새와 틈새깊이는 소염작용을 하는 틈새와 틈새깊이가 됨으로써 방폭구조를 갖게 되는 것이다.(도시하지 않음)

첨부된 도면 중 도 1에는 온수공급을 위한 수단이 도시되어 있지 않으나 도 2와 같이 가열매체저장부(10)에 온수공급용 파이프를 내장하여 열 교환에 의한 온수공급이 가능하도록 할 수 있다.

본 발명의 난방배관(20)을 순환하는 기름은 사용되지 않은 깨끗한 기름을 사용할 수도 있지만, 정제된 폐유를 사용할 수도 있다.

정제된 폐유를 사용할 경우 환경오염을 유발하는 폐유를 재활용할 수 있는이점이 있다.

본 발명에 의하면, 가열 및 순환되어 난방지역에 열을 전달하는 매체로 기름을 사용함으로써 열효율을 높일 수 있고, 기름의 과열 및 유출로 인한 폭발이 방지되어 기름을 순환시켜 난방하는 보일러를 안전하게 사용할 수 있다.

또, 난방을 오랫동안 실시하지 않더라도 난방배관에 충진된 기름이 소정의 시간 간격으로 자동 순환됨으로써 기름이 엉겨붙지 않아 항상 기름을 원활하게 순환시킬 수 있는 특징이 있다.

또한, 틈새와 틈새깊이의 원리를 이용한 방폭구조를 갖음으로써 일부 폭발방지수단에 결합이 있더라도 폭발로 인한 피해를 방지할 수 있다.

Claims (11)

1. 보일러에 있어서,

   통상의 가열매체인 물이 충진되는 가열매체저장부와;

   상기 가열매체저장부에 충진된 가열매체를 가열하는 가열수단과;

   내부로 기름이 순환되고, 상기 가열매체저장부에 위치되어 있어 내측의 기름이 가열된 가열매체와 열교환되어 가열되도록 하는 열교환파이프와;

   일측이 상기 열교환파이프의 일측에 연결되고 타측이 난방 지역을 경유하여 열교환파이프의 타측에 연결되며, 내부로 기름이 순환되는 난방배관과;

   상기 난방배관의 기름을 강제 순환시키기 위한 오일순환펌프와;

   상기 난방배관에 기름을 보충해 주는 기름보충탱크와;

   상기 난방배관에 충진된 기름이 새는 것을 감지하는 유출감지수단과;

   각각의 구성요소들의 작동을 제어하며, 기름이 새는 것이 감지되면 적어도 가열수단이 작동되지 않도록 하는 제어부;를 포함하여 구성된 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
2. 보일러에 있어서,

   기름이 충진되어 있는 가열매체저장부와;

   상기 가열매체저장부에 충진된 기름을 소정의 온도로 가열하는 가열수단과;

   일측이 상기 가열매체저장부의 상부에 연결되고, 타측이 난방지역을 경유하여 가열매체저장부의 하부에 연결되어 있으며, 내부로 가열매체저장부에 충진된 기름이 순환되는 난방배관과;

   상기 난방배관에 충진된 기름을 강제 순환시키는 오일순환펌프와;

   상기 난방배관에 기름을 보충해 주는 기름보충탱크와;

   유량의 감소를 통해 상기 가열매체저장부에 충진된 기름이 새는 것을 감지하는 유출감지수단과;

   각각의 구성요소들의 작동을 제어하며, 기름이 새는 것이 감지되면 적어도 가열수단이 작동되지 않도록 하는 제어부;를 포함하여 구성된, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 유출감지수단은 난방배관에 충진된 기름의 부력이 급속히 낮아지는 것에 근거하여 기름이 새는 것을 감지하도록 된 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 기름의 순환 경로에 필터가 구비되어 기름에 섞여있는 불순물이 걸러지도록 된 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 가열수단은 통상의 쓰레기 소각로에 구비된 소각수단과 같이 외부로부터 투입된 쓰레기나 폐유 등의 폐기물을 800℃정도로 가열하여 소각할 수 있고, 쓰레기의 소각시 발생되는 열로 가열매체저장부의 기름을 가열하도록 되어 있으며,

   상기 제어부는 가열매체저장부에 충진된 기름이 소정의 온도 이상이 되면 구비된 각각의 구성요소를 제어하여 상기 기름이 더 이상 가열되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 순환펌프는 난방이 이루어지지 않더라도 소정의 시간 동안 작동하지 않은 경우 자동으로 작동되어 기름을 순환시키는 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 가열매체저장부와 가열수단은 내부케이스의 내측에 위치하고, 내부케이스의 외측에 외부케이스가 위치되는 다중케이스 구조로 되어 있는데 외부케이스는 소염작용을 하는 틈새와 틈새깊이의 원리를 이용한 방폭구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 가열수단으로부터 발생되어 연통을 통해 배출될 배기가스가 수집되는 가스수집부를 가지며, 송풍팬에 의하여 내측으로 공기가 이동되는 열교환파이프가 가스수집부를 경유하도록 되어 있는 열풍공급장치;가 더 구비된 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
9. 제 2항에 있어서,

   상기 가열수단은 발열체가 가열매체저장부의 기름에 직접 접촉되지 못하도록 케이스로 둘러싸여 있으며, 케이스에 크랙이 발생되어 가열매체저장부의 기름이 케이스의 내측으로 유입되어 흐르더라도 한데 모이지 못하고 외측으로 배출되도록 상기 케이스의 하부에 다수 개의 기름배수구가 형성된 것을 특징으로 하는 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
10. 제 2항에 있어서,

    상기 난방배관을 순환하는 기름이 난방지역을 경유한 후 기름보충탱크로 유입되어 순환되거나 가열매체저장부로 유입되어 순환되는 것을 제어할 수 있도록 순환경로변환장치;가 더 구비된 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.
11. 제 2항에 있어서,

    상기 가열매체저장부 내의 압력이 소정의 수치 이상이 되면 난방배관을 순환하게 되는 기름을 배출시켜 가열매체저장부 내의 압력이 소정의 압력 이하가 되도록 하는 압력조절장치가; 더 구비된 것을 특징으로 하는, 기름을 순환시켜 난방하는 보일러.