KR200402543Y1 - 심야전기 겸용 화목 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 심야전기 겸용 화목 보일러에 관한 것으로, 화덕(10) 상부의 온수탱크(20), 이 온수탱크(20)로 보충수를 공급하기 위한 보충수탱크(30), 상기 온수탱크(20)를 난방용 배관으로 순환시켜주기 위한 출수배관(40) 및 환수배관(50), 상기 출수배관(40)에 설치된 순환모터(60), 주간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하여 수온이 설정온도 이상으로 상승한 경우 상기 순환모터(60)를 구동시켜주는 가변형 온도스위치(70), 상기 온수탱크(20) 내에 설치되고 심야전기에 의해 작동되는 전기히터(80), 야간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하기 위한 수온센서(90), 이 수온센서(90)에서 감지된 수온이 설정온도 이하인 경우 상기 전기히터(80)와 순환모터(60)를 작동시키고 설정온도에 도달할 경우 전기히터와 순환모터의 작동을 정지시키는 컨트롤박스(100)를 포함하여 이루어진다.

Description

심야전기 겸용 화목 보일러 {A Fire wood boiler using midnight electricity}

본 발명은 심야전기 겸용 화목 보일러에 관한 것으로, 특히 농가 등에서 주간에는 각종 화목이나 가연성 쓰레기 등을 연료로 사용하여 온수탱크 내부의 물을 가열하여 난방을 하고, 야간에는 심야전기를 사용하여 온수탱크 내부에 설치된 전기히터를 가동시켜 물을 가열함으로써 번거로움 없이 24시간 지속적인 난방이 가능하도록 한 것이다.

난방용 보일러에는 등유와 같은 난방유를 연료로 하는 기름보일러나, LPG 또는 LNG와 같은 가스를 연료로 사용하는 가스보일러, 심야전기를 사용하는 심야전기보일러 및 화목을 연료로 사용하는 화목 보일러 등이 있다.

한편, 기름이나 가스는 전적으로 수입에만 의존하고 있는 에너지로서 최근 국제정세에 따른 초유의 고유가 상황은 물론, 국내에서도 이들 연료 자체에 높은 세금이 책정되어 있어 소비자들이 이러한 연료구입에 대한 부담이 심각할 정도로 가중되어 다가오는 동절기 난방비에 대한 걱정과 대책이 심각한 실정이다.

또, 심야전기 보일러는 전력소모가 적은 심야에 대량으로 온수를 가열하여 축열시킨 상태에서 이를 심야전기가 공급되지 않는 시간대에 사용하는 축열방식으로 이루어져 있어 보일러의 전체적인 크기가 크고, 가격도 수백만원대여서 이의 구입비용에 대한 부담이 클 뿐만 아니라, 이를 설치하기 위해서는 넓은 공간을 필요로 했었기 때문에 설치장소가 협소한 곳에서는 이를 설치하지 못하는 단점도 있었다.

또한, 화목 보일러는 주변에서 쉽게 입수할 수 있는 각종 폐목이나 가연성 쓰레기 등을 연료로 사용할 수 있으므로 연료비에 대한 부담은 상대적으로 적었지만, 주기적으로 화목을 직접 투입하여 연소시켜야 하므로 사람이 활동하는 주간에는 조금 나는 편이나 잠을 자야 하는 야간에는 온수의 온도가 급격하게 떨어져 난방효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 야간에는 저렴한 심야전기를 사용하여 난방을 하고 사람이 활동하는 주간에는 주변에서 쉽게 얻을 수 있는 각종 땔감을 연소시켜 난방을 할 수 있도록 함으로써 번거롭지 않으면서도 저렴한 비용으로 난방을 할 수 있는 심야전기 겸용 화목 보일러를 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 온수탱크 내에 전기히터를 내장하여 온수를 만들고, 이를 순환펌프에 의해 난방 배관으로 지속적으로 공급하며, 온수탱크의 하부에는 화목을 연소시키기 위한 화덕이 구비된 전기겸용 화목 보일러에 있어서, 상기 전기히터는 심야(밤 10시~새벽 5시)에 공급되는 심야전기에 의해 작동하되 이는 온수탱크 내부에 설치된 수온센서의 온도신호가 컨트롤박스에 설치된 온도조절기에서 설정된 수온보다 낮아진 경우 작동하도록 하고, 이와 동시에 순환펌프가 구동되도록 한 심야전기 겸용 화목 보일러를 제공한다.

본 고안에 의한 화목 보일러는 주간에는 화덕에 화목을 투입하여 직접 불을 때줌으로써 온수탱크 내부의 물을 가열하며, 온수탱크에는 또 하나의 수온센서인 가변형 온도스위치가 구비되어 온수의 온도가 일정 온도 이상으로 올라간 경우에 순환펌프가 구동된다.

본 고안에서 순환펌프는 야간에는 수온센서에 의해 제어되어 히터와 함께 작동하고, 주간에는 가변형 온도스위치에 의해 제어되어 바닥 난방을 24시간 지속적으로 가능하게 해준다.

이하, 본 고안을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 보일러의 구성을 도시한 전면부 사시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 보일러의 구성을 도시한 배면부 사시도이며, 도 3은 본 고안에 의한 보일러의 구성을 도시한 측단면도이고, 도 4는 도 3의 A - A선 단면도이다.

상기 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안의 심야전기 겸용 화목 보일러는 화덕(10), 이 화덕(10) 상부의 온수탱크(20), 상기 온수탱크(20)로 보충수를 공급하기 위한 보충수탱크(30), 상기 온수탱크(20)를 도시 안된 난방용 배관으로 순환시켜주기 위한 출수배관(40) 및 환수배관(50), 상기 출수배관(40)에 설치된 순환모터(60), 주간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하여 수온이 설정온도 이상으로 상승한 경우 상기 순환모터(60)를 구동시켜주는 가변형 온도스위치(70), 상기 온수탱크(20) 내에 설치되고 심야전기에 의해 작동되는 전기히터(80), 야간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하기 위한 수온센서(90), 이 수온센서(90)에서 감지된 수온이 설정온도 이하인 경우 상기 전기히터(80)와 순환모터(60)를 작동시키고 설정온도에 도달할 경우 전기히터와 순환모터의 작동을 정지시키는 컨트롤박스(100)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 화덕(10)은 전면의 투입구(11)와 개폐도어(12), 공기가 유입될 수 있는 창살 형태의 바닥(13), 이 바닥(13) 밑에 위치한 서랍형태의 인출가능한 재받이(14)를 포함하며, 후면에는 연도(15)가 구비되어 있다.

또, 상기 화덕(10)의 좌·우 측면(16,17)과 후면(18)은 단열을 위한 2중벽 형태로 이루어져 있고 그 내부에 쉽게 입수할 수 있는 흙(황토) 등의 내화성 단열재(S)를 다져 넣음으로써 화덕(10)의 열이 외부로 유출되어 열손실이 발생하거나 주변의 가연성 물질이 과열되어 화재가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

상기 개폐도어(12) 또한 2중벽 구조를 이루어 단열성을 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기 재받이(14)는 서랍형태로 이루어져 있으며, 그 전면(14a)의 좌우 측에 통공(14b)이 천공되어 있어 화덕(10) 내부의 화목이 연소되는데 필요한 공기가 공급될 수 있도록 되어 있는데, 이 통공(14b)만에 의해 충분한 공기가 공급되기 어려운 상황일 경우에는 재받이(14) 자체를 전방으로 인출함으로써 인출되어 개방된 재받이(14)의 상부를 통해 충분한 양의 공기가 화덕(10) 내부로 공급될 수 있도록 하면 된다.

상기 온수탱크(20)는 화덕(10) 상부에 위치하며 대략 절반 정도가 화덕(10) 내부에 매립된 상태가 됨으로써 화덕(10)에서 발생한 열이 온수탱크(20)의 반원형 바닥면을 효과적으로 가열시킬 수 있도록 되어 있고, 이 온수탱크(20)는 가스 봄베 형태로 제작됨으로써 내부의 압력이 상승하더라도 충분히 견딜 수 있도록 되어 있다.

상기 보충수탱크(30), 출수 및 환수배관(40,50), 순환모터(60)는 본 고안이 속한 기술분야에서는 통상의 당업자에 의해 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다만, 본 고안에서 상기 순환모터(60)는 심야전기가 공급되지 않는 주간에도 가변형 온도스위치(70)의 설정온도에 따라 동작할 수 있도록 컨트롤박스(100)와는 별개로 구동전원이 연결되어 있다.

도면중 부호 42,52는 온수분배기이다.

상기 가변형 온도스위치(70)는 온수탱크(20) 내부에 프로브(72)가 삽입되어 있어 주간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하여 수온이 설정온도 이상(또는 이하)으로 상승한 경우 상기 순환모터(60)를 구동시켜주는 역할을 하는데, 이는 외부로 노출되어 있는 조절용 다이얼(74)을 임의의 온도로 조절하는 것에 의해 순환모터(60)의 작동개시온도를 자유롭게 설정할 수 있도록 되어 있다.

상기 전기히터(80)는 온수탱크(20)의 후부에서 수평상태로 삽입되어 있으며, 이 전기히터(80)는 후술하는 컨트롤박스(100)에 의해 구동이 제어된다.

상기 컨트롤박스(100)는 심야전기를 사용하여 전기히터(80)를 자동으로 제어하기 위한 것으로, 주간에는 전원이 차단되어 있고 심야시간대(밤 10시~새벽 5시)에 전원이 공급되어 온수탱크(20)에 설치된 수온센서(90)에서 감지된 수온이 컨트롤박스(100)의 전면에 부착된 온도조절기(102)에서 설정된 온도보다 낮을 경우에는 전기히터(80)에 전원을 공급하여 온수탱크(20) 내부의 물을 가열하게 되며, 전기히터(80)의 발열에 의해 수온이 온도조절기(102)에서 설정한 온도에 도달하게 되면 자동으로 전기히터(80)로 공급되는 전원을 차단하도록 되어 있으며, 이 전기히터(80)와 동시에 순환모터(60)가 연계하여 작동함으로써 실내 난방이 이루어질 수 있도록 되어 있다.

도 5는 본 고안에 의한 심야전기 겸용 화목 보일러의 컨트롤박스(100) 내부를 도시한 정면도이고, 도 6은 컨트롤박스(100)의 전기회로도로서, 심야전기가 전원입력단자(110)로 공급되어 누전차단기(120)를 거친 후 히터(80) 및 순환모터(60)로 공급되는 전원을 자동으로 개폐하기 위한 마그네트 팩(130)을 거쳐 히터 접속단자(112)와 순환모터 접속단자(114)로 전원이 공급되도록 되어 있다.

상기 마그네트 팩(130)은 온도조절기(140)의 9번 단자에 일단이 접속된 마그네트 코일(150)에 의해 접점이 자동으로 개폐되는데, 상기 마그네트 코일(150)은 수온센서(90)에서 감지된 신호가 수온센서 입력단자(116)를 통해 온도조절기(140)의 1,2번 단자로 입력되어 온도조절기(140)에서 임의로 설정된 온도와 비교하여 수온센서(90)에서 감지된 수온이 온도조절기(140)에서 설정된 온도보다 낮을 경우에는 전원이 인가된 상태를 유지하여 마그네트 팩(130)의 접점이 개방되어 심야전기 전원이 전기히터(80)와 순환모터(60)로 공급되고, 수온센서(90)에서 감지된 수온이 온도조절기(140)에서 설정된 온도에 도달했을 경우에는 마그네트 코일(150)로 공급되는 전원이 차단되어 결국 마그네트 팩(130)의 접점이 폐쇄됨으로써 전기히터(80)와 순환모터(60)의 동작이 정지되는 것이다.

도 5 및 도 6에서 부호 160은 구동스위치이고, 170 및 180은 각각 전원공급상태 및 히터작동상태를 표시하기 위한 램프이다.

본 고안에서 상기 컨트롤박스(100)는 화목 보일러와 인접한 벽면의 적정한 높이에 부착설치한다.

이와 같이 구성된 본 고안의 심야전기 겸용 화목 보일러는 사용자가 가변형 온도스위치(70)의 설정온도와 컨트롤박스(100)의 온도조절기(140)의 설정온도를 임의로 조절해 놓으면 주간에는 가변형 온도스위치(70)에서 설정된 온도에 의해 순환모터(60)가 작동하게 되고, 야간에는 컨트롤박스(100)의 온도조절기(140)에서 설정된 온도에 따라서 전기히터(80)와 순환모터(60)가 함께 작동됨으로써 24시간 실내난방이 이루어지게 되는 것이며, 주간에는 농가 주변에서 쉽게 입수할 수 있는 각종 폐목재 등을 연료로 사용함으로써 기름이나 가스 등을 사용하던 종래의 보일러에 비하여 훨씬 저렴한 비용으로 난방이 가능하고, 야간에는 심야전기가 공급되어 전기히터와 순환모터가 동시에 작동됨으로써 설정된 온도로 난방이 이루어지게 되는 것으로, 종래의 화목 보일러가 야간에 난방기능이 저하되던 단점을 극복하고 저렴한 비용으로 지속적인 난방이 가능하게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안은 화목과 심야전기를 사용하므로 난방용 연료비의 최소화를 도모할 수 있어 경제적인 부담을 덜어줄 수 있고, 야간에 화목을 때 줄 필요가 없으므로 번거로움을 해소할 수 있으며, 또한, 본 고안은 축열식이 아니므로 온수탱크의 부피가 작아 보일러의 크기가 작고 중량이 가벼워 운반과 설치가 용이하여 어느 장소에도 공간적인 구애 없이 설치할 수 있는 등의 실용적인 효과를 갖는다.

도 1은 본 고안에 의한 보일러의 구성을 도시한 전면부 사시도,

도 2는 본 고안에 의한 보일러의 구성을 도시한 배면부 사시도,

도 3은 본 고안에 의한 보일러의 구성을 도시한 측단면도,

도 4는 도 3의 A - A선 단면도,

도 5는 본 고안에 의한 보일러의 컨트롤박스 내부구성도,

도 6은 도 5에 도시된 컨트롤박스의 전기회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 화덕 20 : 온수탱크

30 : 보충수탱크 40 : 출수배관

50 : 환수배관 60 : 순환모터

70 : 가변형 온도스위치 80 : 전기히터

90 : 수온센서 100 : 컨트롤박스

110 : 전원입력단자 112 : 히터 접속단자

114 : 순환모터 접속단자 116 : 수온센서 입력단자

120 : 누전차단기 130 : 마그네트 팩

140 : 온도조절기 150 : 마그네트 코일

160 : 구동스위치 170 : 전원공급표시 램프

180 : 히터작동표시램프

Claims (4)

1. 화덕(10), 이 화덕(10) 상부의 온수탱크(20), 상기 온수탱크(20)로 보충수를 공급하기 위한 보충수탱크(30), 상기 온수탱크(20)를 난방용 배관으로 순환시켜주기 위한 출수배관(40) 및 환수배관(50), 상기 출수배관(40)에 설치된 순환모터(60), 주간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하여 수온이 설정온도 이상으로 상승한 경우 상기 순환모터(60)를 구동시켜주는 가변형 온도스위치(70), 상기 온수탱크(20) 내에 설치되고 심야전기에 의해 작동되는 전기히터(80), 야간에 상기 온수탱크(20) 내의 수온을 감지하기 위한 수온센서(90), 이 수온센서(90)에서 감지된 수온이 설정온도 이하인 경우 상기 전기히터(80)와 순환모터(60)를 작동시키고 설정온도에 도달할 경우 전기히터와 순환모터의 작동을 정지시키는 컨트롤박스(100)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 심야전기 겸용 화목 보일러.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 화덕(10)의 좌,우 측면(16,17)과 후면(18)은 단열을 위한 2중벽 형태로 이루어지고 그 내부에 내화성 단열재(S)가 채워진 것을 특징으로 하는 심야전기 겸용 화목 보일러.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 화덕(10)은 전면의 투입구(11)와 개폐도어(12), 공기가 유입될 수 있는 창살 형태의 바닥(13), 이 바닥(13) 밑에 위치한 서랍형태의 인출가능한 재받이(14)를 포함하되, 이 재받이(14)는 그 전면(14a)에 통공(14b)이 천공된 것을 특징으로 하는 심야전기 겸용 화목 보일러.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 온수탱크(20)는 가스 봄베 형태로 이루어지고 그 절반 정도가 화덕(10) 내부에 매립된 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 심야전기 겸용 화목 보일러.