KR200409608Y1 - 열매체 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 공지의 열매체 보일러에 있어서, 지면에 고정되는 받침대(10)와, 상기 받침대(10)의 상부에 설치하되 내부에는 열매체(A)가 저장되며 상부에는 열매체(A)를 보충하기 위한 보조탱크(21)와 순환과정에서 발생하는 공기의 흡기 및 배기를 위한 에어벤트(22)를 형성하고 외주연에는 열매체(A)의 온도를 계측하기 위한 온도계(23)와 열매체(A)의 온도를 제어하기 위한 온도조절 스위치(24)를 구비한 저장탱크(20)와, 상기 저장탱크(20)의 내벽과 외주연이 서로 일정간격 떨어지도록 결합하여 가열되는 열매체(A)의 대류현상을 증대시키기 위한 원뿔형상의 원뿔형 몸체(30)와, 상기 저장탱크(20)의 일측에 형성되어 열매체(A)를 일정한 온도로 가열하기 위한 가열기(40)와, 상기 저장탱크(20)의 상부 일측에 연결되어 가열되는 열매체(A)를 순환시키기 위한 순환펌프(50)와, 상기 순환펌프(50)와 연결되며 타측은 상기 저장탱크(20)의 하부 일측에 연결되어 열매체(A)를 순환시키기 위한 순환관(60)과, 상기 저장탱크(20)의 외주연에 결합하여 상기 가열기(40)와 온도조절 스위치(24) 및 순환펌프(50)를 제어하기 위한 컨트롤박스(70)로 구성되는 열매체 보일러를 제공하기 위한 것으로, 본 고안은 열매체를 사용하여 적은 열량으로도 항상 일정한 온도를 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 난방효율을 극대화시키기 위한 장점을 갖는다. 본 고안은 비열이 낮아 가열속도가 증대되는 열매체를 사용하므로 소요되는 연료비용을 절감할 수 있어 사용자의 경제적인 부담을 최소화할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 본 고안은 열매체가 저장된 탱크의 내부에 대류현상을 발생시키기 위한 원뿔형 몸체를 형성하여 열매체가 바로 순환됨이 없이 일정시간 동안 상기 원뿔형 몸체의 내부에서 일정한 온도를 갖도록 상승한 후 순환되도록 하여 가열시간을 단축함은 물론 이로 인해 열효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다. 한편, 본 고안은 열매체의 열에너지를 라디에이터를 통해 최대한 흡수한 후 넓은 면적에 열풍을 공급함으로써 열효율을 극대화시킬 수 있는 할 수 있게 장점을 갖는다. 특히 본 고안은 구조가 간단하고 조작이 편리하므로 보일러의 사용상 편리성 및 활용범위를 증대시킬 수 있는 매우 유용한 고안이다.

열매체, 농업, 산업, 보일러, 가열, 대류, 난방, 열효율, 라디에이터

Description

열매체 보일러{A boiler using heat transfer fluid}

도 1 - 본 고안 열매체 보일러의 사시도.

도 2 - 본 고안 열매체 보일러의 측면도.

도 3 - 본 고안 열매체 보일러의 횡단면도.

도 4 - 본 고안 열매체 보일러의 사용상태 단면도.

도 5 - 본 고안 열매체 보일러의 다른 실시예를 나타내기 위한 사시도.

도 6 - 본 고안 열매체 보일러의 다른 실시예를 나타내기 위한 사용상태 단면도.

도 7 - 본 고안 열매체 보일러의 또 다른 실시예를 나타내기 위한 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 본 고안 열매체 보일러

10: 받침대

20: 저장탱크 21: 보조탱크

21a: 개폐밸브 22: 에어벤트(Air vent)

23: 온도계 24: 온도조절 스위치

30: 원뿔형 몸체 31: 순환공

32: 지지대

40: 가열기(히터)

50: 순환펌프 51: 개폐밸브

60: 순환관 61: 개폐밸브

62: 분기관 63: 순환관

70: 컨트롤박스 80: 라디에이터(Radiator)

81: 개폐밸브

A: 열매체(熱媒體)

본 고안은 열매체 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물 보다 비열이 낮아 가열속도가 빠르며 일정한 온도를 지속적으로 유지할 수 있어 열의 손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 가열되는 열매체의 대류현상을 증대시켜 열효율을 향상시키기 위한 열매체 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 산업용 또는 농업에서 농작물의 성장발육을 위한 난방 을 주된 목적으로 사용되는 장치로써, 최근에는 가스, 기름, 화목, 연탄을 주원료로 사용하는 보일러뿐만 아니라 상온에서도 고온을 얻을 수 있으며 겨울철에 동결이나 후처리가 필요치 않고, 또한 액상으로 간접 가열하여 강제순환시키므로 온도의 국부적인 저하 없이 균일한 온도분포를 유지시킬 수 있으며, 비열이 낮아 가열속도가 빨라 소요되는 연료비용을 절감할 수 있는 열매체(Transfer fluid)를 사용하는 보일러가 널리 사용되고 있는 실정이다.

그러나 상기와 같은 종래의 열매체 보일러는 대형 공장이나 대단위 농장에서만 사용될 수 있도록 대형화 구조를 갖는 것으로, 이는 구조가 복잡하고 조작이 용이하지 않으므로 비전문가인 일반인이 이를 숙지하여 사용하기란 쉽지 않으며, 특히 구입비용 및 설치비용이 막대(莫大)하므로 결국 소규모농장 및 일반농가에서는 이를 쉽게 구입하여 사용할 수 없는 한계를 갖게 되었다.

아울러 지금까지 소규모농장 및 일반농가에서는 기름(등유) 및 연탄을 연료로 사용하는 보일러가 주로 널리 사용되고 있으나, 이 또한 소모되는 유류 및 연탄의 구입비용이 사용자에게 전가되므로 결국 경제적인 비용이 가중되는 폐단을 갖게 되었다.

더구나 종래의 열매체 보일러는 가열과 동시에 열매체가 순환되는 방식을 채택하고 있으나, 이는 사용자가 설정한 기준온도까지 상승하기 위해서 일정시간을 기다려야 하므로 이로 인해 사용상의 불편함은 물론 불필요하게 연료비용이 소모되는 심각한 문제점을 갖게 되었다.

따라서 본 고안은 상기한 바와 같이 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안은 비열이 낮아 가열속도가 빠르며 일정한 온도를 지속적으로 유지할 수 있는 열매체를 사용하여 열의 손실을 최소화하여 연료비용을 절감할 수 있음은 물론, 특히 구조가 간단하고 조작이 용이하여 전문지식이 없는 사용자들이 편리하게 사용할 수 있도록 하는 열매체 보일러를 제공함에 있다.

특히, 본 고안은 열매체가 저장된 탱크의 내부에 대류현상을 발생시키기 위한 원뿔형 몸체를 형성함으로써 가열되는 열매체가 바로 순환됨이 없이 일정시간 동안 상기 원뿔형 몸체의 내부에서 일정한 온도를 갖도록 상승한 후 순환되도록 하는 열매체 보일러를 제공함에 있다.

또한, 본 고안은 일정한 온도를 갖는 열매체의 열에너지를 라디에이터를 통해 흡수한 후 송풍팬을 이용하여 넓은 면적 및 공간에 열풍(熱風)을 공급하도록 함으로써 사용효율 및 활용범위를 증대시킬 수 있도록 하는 열매체 보일러를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 구성을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 열매체 보일러의 사시도이고, 도 2는 본 고안 열매체 보일러의 측면도이며, 도 3은 본 고안 열매체 보일러의 횡단면도를 도시한 것이다.

본 고안 열매체 보일러(1)는 지면에 고정되는 받침대(10)와, 상기 받침대(10)의 상부에 설치하되 내부에는 열매체(A)가 저장되며 상부에는 열매체(A)를 보충하기 위한 보조탱크(21)와 순환과정에서 발생하는 공기의 흡기 및 배기를 위한 에어벤트(22)를 형성하고 외주연에는 열매체(A)의 온도를 계측하기 위한 온도계(23)와 열매체(A)의 온도를 제어하기 위한 온도조절 스위치(24)를 구비한 저장탱크(20)와, 상기 저장탱크(20)의 내벽과 외주연이 서로 일정간격 떨어지도록 결합하여 가열되는 열매체(A)의 대류현상을 증대시키기 위한 원뿔형상의 원뿔형 몸체(30)와, 상기 저장탱크(20)의 일측에 형성되어 열매체(A)를 일정한 온도로 가열하기 위한 가열기(40)와, 상기 저장탱크(20)의 상부 일측에 연결되어 가열되는 열매체(A)를 순환시키기 위한 순환펌프(50)와, 상기 순환펌프(50)와 연결되며 타측은 상기 저장탱크(20)의 하부 일측에 연결되어 열매체(A)를 순환시키기 위한 순환관(60)과, 상기 저장탱크(20)의 외주연에 결합하여 상기 가열기(40)와 온도조절 스위치(24) 및 순환펌프(50)를 제어하기 위한 컨트롤박스(70)로 이루어진다.

상기 받침대(10)는 사각의 틀 형상을 갖으며, 외부 충격 및 진동에 의한 보일러의 파손 및 손상을 최소화하기 위해서 공지의 앵커 볼트(Anchor bolt)를 사용하여 지면(地面)에 견고하게 고정되도록 설치된다.

한편, 상기 저장탱크(20)의 일측에는 사용자가 시각적으로 열매체(A)의 용량을 확인할 수 있는 투명한 재질의 튜브가 형성된다.

상기 보조탱크(21)는 저장탱크(20)의 내부에 저장되어 있는 열매체(A)의 손 실 및 누유(漏油)로 인해서 보일러가 정지하는 문제를 사전에 방지하기 위한 보조역할을 수행하게 된다.

이때 상기 보조탱크(21)와 저장탱크(20)의 사이에는 개폐밸브(21a)가 부설하여 사용자가 선택적으로 열매체(A)를 공급 및 차단할 수 있도록 하였다.

한편, 상기 에어벤트(22)는 열매체(A)의 순환과정에서 발생하는 공기의 흡기 및 배기작용을 위한 구성으로, 이로 인해 열매체(A)의 효율적인 순환이 가능하게 되는 것이다.

상기 온도조절 스위치(24)는 사용자가 난방특성 및 난방환경에 따라서 일정한 온도를 설정할 수 있도록 하기 위한 구성으로, 특히 사용자가 설정한 온도를 따라 상기 가열기(40)를 제어하여 열매체(A)의 온도를 결정할 수 있는 역할을 수행하게 된다.

특히 상기 온도조절 스위치(24)는 사용자가 설정한 일정온도보다 상승할 경우에는 상기 가열기(40)의 전원을 차단할 수 있는 안전스위치 기능을 포함한다.

본 고안에서 상기 원뿔형 몸체(30)는 매우 중요한 구성으로, 이는 종래의 열매체 보일러가 갖는 치명적인 단점인 가열중인 열매체가 바로 순환되므로 발생하는 가열시간의 증대 및 사용자가 기다려야 하는 번거로움을 일거에 해소할 수 있는 것이다.

즉, 상기 원뿔형 몸체(30)는 하부에서 상부로 갈수록 중심점을 향해 집중되는 원뿔형상(Circular cone)을 갖는 것으로, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 하부에서 가열되어 상승하게 되는 열매체(A)가 바로 순환되지 않고 상기 원뿔형 몸체(30) 의 내부에서 일정시간 동안 머무르면서 대류현상으로 인해 일정온도를 갖도록 상승한 후 순환하도록 유도하여 열효율을 향상시키기 위한 것이다.

특히 상기 원뿔형 몸체(30)의 외주연과 저장탱크(20)의 내벽 사이에는 일정간격 떨어지도록 결합하여 순환공간(a)을 형성하고, 상부에는 열매체(A)가 배출될 수 있는 순환공(31)을 천공하므로 상기 순환공간(a)과 순환공(31)을 통해서 열매체(A)가 원활한 순환 및 배출될 수 있도록 하였다.

본 고안에서 상기 순환공간(a)의 간격은 50~200㎜를 갖도록 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 가열기(40)는 저장탱크(20)의 내부에 저장된 열매체(A)를 가열하여 일정한 온도를 갖도록 유지하여 열효율을 증대시키기 위한 것으로, 본 고안에서 상기 가열기(40)는 전기를 사용하여 열매체(A)를 가열하는 구조를 갖는데 이는 가스 및 등유와 같이 높은 유류비용의 원료를 사용하지 않게 되므로 사용자의 경제적인 부담을 최소화하기 위한 것이다.

이때 상기 가열기(40)의 설치개수는 도 1에 도시된 바와 같이 설치구조 및 열에너지의 순환효율에 따라서 사용자가 선택적으로 조절하여 설치할 수 있다.

상기 순환펌프(50)는 열매체(A)를 순환시켜 난방효과를 증대시키기 위한 구성으로, 즉 상기 가열기(40)를 통해 일정한 온도로 가열된 열매체(A)를 상기 순환관(60)을 통해 순환하게 되므로 난방효과를 증대시키게 된다.

또한, 상기 순환펌프(50)와 저장탱크(20) 및 순환관(60)과 저장탱크(20)의 연결부에는 별도의 개폐밸브(51,61)가 형성되어 사용자가 선택적으로 열매체(A)의 공급 및 차단을 결정할 수 있도록 하였다.

상기 순환관(60)은 설치범위 및 위치에 따라서 사용자가 용이하게 이동시킬 수 있으며 상당한 길이를 가져야 하며, 또 고온의 열매체(A)에 대한 내열성을 유지하여야 한다.

아울러 본 고안은 도 7에 도시된 바와 같이 난방효율을 증대시키기 위해서 상기 순환관(60)에 연결되어 열매체(A)를 순환시킬 수 있도록 다수개의 분기관(62)과 순환관(63)이 형성될 수 있다.

이때 상기 순환관(60,63)의 길이와 설치개수는 난방범위 및 설치면적에 따라서 선택적으로 달라질 수 있음은 당연할 것이다.

한편 상기 컨트롤박스(70)는 온도조절 스위치(24)에 의해 측정된 열매체(A)의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우 상기 가열기(40)를 작동시키고 반대로 열매체(A)의 온도가 높을 경우에는 상기 가열기(40)를 정지시키는 기능을 하게 된다.

또한, 상기 컨트롤박스(70)는 상기 순환펌프(30)를 작동시켜 열매체(A)를 흡입 및 배출시켜 난방효과를 증진시킬 수 있게 된다.

따라서 본 고안 열매체 보일러(1)는 사용자가 상기 컨트롤박스(70)를 조작하여 상기 열매체(A)를 일정한 온도를 갖도록 유지하면서 순환함으로써 난방효율을 증대시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 고안에서는 열매체(A)의 열에너지를 효율적으로 활용하기 위한 실시한 예로,

도 5에 도시된 바와 같이 상기 순환관(60)의 사이에 연결되어 열매체(A)의 열에너지를 흡수한 후 송풍팬을 이용하여 넓은 면적 및 공간에 열풍(熱風)을 공급하도록 하는 라디에이터(80)를 형성할 수도 있다.

이때 상기 라디에이터(80)의 내부 구조는 대략 열매체(A)의 열에너지를 흡수하기 위한 순환관과 상기 순환관의 후방에 형성되어 강력한 송풍력으로 넓은 면적에 열풍을 공급하기 위한 송풍팬으로 이루어지는 것으로, 이에 대한 더욱 상세한 내부구조(도면) 및 작동원리는 당업계에서 보편적으로 사용되는 공지된 기술(구매품)이므로 본 고안에서 상세한 서술은 생략하기로 한다.

따라서 일정한 온도를 갖는 열매체(A)의 열에너지를 상기 라디에이터(80)를 통해 최대한 흡수하여 열풍을 발생시켜 적은 열량으로 내부온도를 일정하게 유지시키므로 결국 소모되는 유류비용의 절감 및 열효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

이때 상기 순환관(60)과 라디에이터(80)의 사이에는 별도의 개폐밸브(81)가 형성되어 사용자가 선택적으로 열매체(A)의 공급 및 차단을 결정할 수 있도록 하였다.

상기와 같이 본 고안의 실시한 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 고안의 실시한 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 고안의 권리범위에 포함됨은 당연할 것이다.

이처럼 본 고안은 열매체를 사용하여 적은 열량으로도 항상 일정한 온도를 지속적으로 유지할 수 있도록 하여 난방효율을 극대화시키기 위한 장점을 갖는다.

본 고안은 비열이 낮아 가열속도가 증대되는 열매체를 사용하므로 소요되는 연료비용을 절감할 수 있어 사용자의 경제적인 부담을 최소화할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 고안은 열매체가 저장된 탱크의 내부에 대류현상을 발생시키기 위한 원뿔형 몸체를 형성하여 열매체가 바로 순환됨이 없이 일정시간 동안 상기 원뿔형 몸체의 내부에서 일정한 온도를 갖도록 상승한 후 순환되도록 하여 가열시간을 단축함은 물론 이로 인해 열효율을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.

한편, 본 고안은 열매체의 열에너지를 라디에이터를 통해 최대한 흡수한 후 넓은 면적에 열풍을 공급함으로써 열효율을 극대화시킬 수 있는 할 수 있게 장점을 갖는다.

특히 본 고안은 구조가 간단하고 조작이 편리하므로 보일러의 사용상 편리성 및 활용범위를 증대시킬 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (2)

1. 공지의 열매체 보일러에 있어서,

   지면에 고정되는 받침대(10)와, 상기 받침대(10)의 상부에 설치하되 내부에는 열매체(A)가 저장되며 상부에는 열매체(A)를 보충하기 위한 보조탱크(21)와 순환과정에서 발생하는 공기의 흡기 및 배기를 위한 에어벤트(22)를 형성하고 외주연에는 열매체(A)의 온도를 계측하기 위한 온도계(23)와 열매체(A)의 온도를 제어하기 위한 온도조절 스위치(24)를 구비한 저장탱크(20)와, 상기 저장탱크(20)의 내벽과 외주연이 서로 일정간격 떨어지도록 결합하여 가열되는 열매체(A)의 대류현상을 증대시키기 위한 원뿔형상의 원뿔형 몸체(30)와, 상기 저장탱크(20)의 일측에 형성되어 열매체(A)를 일정한 온도로 가열하기 위한 가열기(40)와, 상기 저장탱크(20)의 상부 일측에 연결되어 가열되는 열매체(A)를 순환시키기 위한 순환펌프(50)와, 상기 순환펌프(50)와 연결되며 타측은 상기 저장탱크(20)의 하부 일측에 연결되어 열매체(A)를 순환시키기 위한 순환관(60)과, 상기 저장탱크(20)의 외주연에 결합하여 상기 가열기(40)와 온도조절 스위치(24) 및 순환펌프(50)를 제어하기 위한 컨트롤박스(70)로 구성되어짐을 특징으로 하는 열매체 보일러.
2. 제 1항에 있어서, 상기 순환관(60)의 사이에는 순환되는 열매체(A)의 열에너지를 흡수한 후 넓은 면적 및 공간으로 열풍을 공급하도록 하는 라디에이터(80)가 형성되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 열매체를 이용한 보일러.

Images