KR200475274Y1

KR200475274Y1 - 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템

Info

Publication number: KR200475274Y1
Application number: KR2020130006518U
Authority: KR
Inventors: 이재혁
Original assignee: 이재혁
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2014-12-04

Abstract

본 고안은 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 난방출수관에 온도 감지센서 및 연통에 일산화탄소 강제배출 수단을 구비하여 배출되는 난방수의 온도가 설정값 이하로 될 시 연소로에서 발생되는 일산화탄소를 연통측으로 유도하여 외기로 강제로 배출시키는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템에 관한 것이다.
본 고안은 연탄이 연소되는 연소로 및 상기 연소로에서 연탄이 연소될 때 발생되는 연소가스를 외기로 배출시키는 연통이 구비되는 연탄보일러; 상기 연통의 끝단에 구비되며, 모터에 결합되어 모터의 구동에 의해 구동되는 송풍팬; 직수관을 통하여 공급되는 물이 상기 연탄보일러 내측의 소정경로를 거쳐 배출되는 난방출수관; 상기 난방출수관이 온수열교환기 및 난방배관을 거쳐 연탄보일러로 유입되는 난방환수관; 상기 난방출수관 일측에 구비되어 배출되는 난방수의 온도를 감지하는 온도감지센서; 상기 난방출수관을 통과하는 난방수의 온도를 상기 온도감지센서가 감지하여 난방수의 온도가 설정값 이하가 될 때 연탄의 불완전연소임을 판단하여, 연소로 및 보일러실 내부의 일산화탄소를 외기측으로 강제배출 시키도록 상기 모터를 동작시키는 컨트롤러를 포함한다.

Description

연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템{Compulsory-exhaust system of CO of boiler}

본 고안은 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 난방출수관에 온도 감지센서 및 연통에 일산화탄소 강제배출 수단을 구비하여 배출되는 난방수의 온도가 설정값 이하로 될 시 연소로에서 발생되는 일산화탄소를 연통측으로 유도하여 외기로 강제로 배출시키는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 난방을 위한 연료로서 한때 주로 사용하던 연탄은 사용이 불편하고 채산성의 악화로 액체연료나 가스의 수요가 늘어나면서 사용량이 급격히 줄었으나, 최근 유가의 폭등으로 인해 가정용 난방이나 농업용 혹은 공업용 난방을 위한 연탄보일러의 사용량이 증가하고 있는 추세에 있다.

이와 같은 연탄보일러는 주로 난방전용을 위한 것으로서, 연소열을 오래동안 보존하기 위해 황토 등의 내연재 재료를 고화시켜 원통형으로 성형한 화덕 내에 연탄을 수납하여 연소시키고, 화덕 주위에는 화덕을 둘러싸는 물탱크나 열교환코일을 설치하여 연탄의 연소로 인하여 발생된 열로 물탱크나 열교환코일 내의 물과 열교환하여 가열한 후, 상기 물탱크 내의 가열된 물을 난방파이프를 따라 순환시켜 실내난방을 할 수 있도록 하고 있다.

또한, 온수를 사용하고자 하는 경우에는 별도의 온수탱크를 설치하고, 상기 연소열과 직접적으로 열교환을 하도록 하거나 혹은 상기 난방용 열교환코일 내의 열과 간접적으로 열교환하여 가열된 온수를 저장하여 사용하도록 하고 있다.

그러나 상기한 연탄보일러의 경우 연탄이 완전연소가 될 경우에는 큰 문제가 없지만, 연탄에 습기가 다량 함유된 경우에는 연탄이 점화되어 소정시간이 경과하더라도 연탄의 습기가 제거되지 않은 상태에서 불완전 연소를 하게 되므로 일산화탄소가 발생되며, 이로 인하여 안전사고가 발생되는 문제점이 있었다.

등록 실용신안 20-446160호

상기 특허문헌은 본 출원인에 의하여 출원된 고안으로 난방용으로 사용하고 있는 연탄보일러에서 저탕식이 아니라 온수를 급속히 가열하여 공급할 수 있도록 하고 아울러 온수를 생성하는 온수모드에서 온수의 미사용 도중에 발생할 수 있는 과열을 방지할 수 있도록 하는 연탄보일러의 난방/온수 자동제어시스템에 관한 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기한 구성의 경우 연탄이 완전연소가 될 경우에는 큰 문제가 없지만, 연탄에 습기가 다량 함유된 경우에는 연탄이 점화되어 소정시간이 경과하더라도 연탄의 습기가 제거되지 않은 상태에서 불완전 연소를 하게 되므로 일산화탄소가 발생되며, 이로 인해 보일러 실 내부에 일산화탄소로 가득 차게 되는 문제점이 있었다.

더욱이 상기 보일러실의 일산화탄소가 누출되어 실내로 유입될 경우 일산화탄소 중독 등과 같은 안전사고가 발생되어 인명피해를 입을 수 있는 문제점이 있다.

또한, 연탄보일러의 유지보수를 위해 보일러실로 작업자가 들어갈 시에도 연탄이 완전 연소가 되기 전까지 보일러실에는 일산화탄소가 그대로 남아 있게 되어 작업자가 쉽게 접근하기 못하며, 혹여 접근하더라도 일산화탄소 중독 등과 같은 안전사고가 발생되어 인명피해를 입을 수 있는 문제점이 있다.

본 고안의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 난방출수관을 통과하는 난방수의 온도를 측정하여 난방수의 온도가 설정값 이하가 될 시 연통에 구비되는 강제배출기를 통하여 연소로에서 발생되는 일산화탄소를 강제로 연통으로 배출시킬 수 있는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은 연탄이 연소되는 연소로 및 상기 연소로에서 연탄이 연소될 때 발생되는 연소가스를 외기로 배출시키는 연통이 구비되는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템에 있어서, 상기 연통의 끝단에 구비되며, 외측의 모터에 결합되어 모터의 구동에 의해 구동되는 송풍팬; 직수관을 통하여 공급되는 물이 상기 연탄보일러 내측의 소정경로를 거쳐 배출되는 난방출수관; 상기 난방출수관과 온수열교환기 및 난방배관을 거쳐 연결되며 연탄보일러로 유입되는 난방환수관; 상기 난방출수관 일측에 구비되어 배출되는 난방수의 온도를 감지하는 온도감지센서; 상기 난방출수관을 통과하는 난방수의 온도를 상기 온도감시센서가 감지하여 난방수의 온도가 설정값 이하가 될 때 연탄의 불완전연소임을 판단하여, 연소로 및 보일러실 내부의 일산화탄소를 외기측으로 강제배출 시키도록 상기 모터를 동작시키는 컨트롤러를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 온도감지센서는, 상기 난방출수관을 통과하는 난방수의 온도가 45도 이하일 시 이를 감지하여 상기 컨트롤러로 전송하고, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 구동시켜 송풍팬에 의해 일산화탄소를 외기로 배출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 연탄보일러는, 난방 또는 온수를 선택할 수 있는 온수버튼과 난방버튼; 상기 난방출수관과 난방환수관 사이에 구비되는 온수열교환기; 상기 난방출수관로 배출되는 난방수를 난방배관 또는 온수열교환기로 선택적으로 공급하는 3방향 밸브; 상기 3방향 밸브의 난방배관측 연결관과 온수열교환기측 연결관 사이에 구비되는 투웨이밸브; 상기 난방출수관과 난방환수관에 구비되는 난방출수온도 감지센서와 난방환수온도 감지센서; 상기 온수, 난방 버튼의 작동에 따라 난방출수온도와 난방환수온도를 감지하여 상기 3방향 밸브 및 투웨이밸브의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 온수버튼의 작동에 따라 온수모드를 진행하는 과정에서 난방환수온도가 사전에 설정된 온도이상이면 투웨이밸브를 개방시켜 온수열교환기로 공급되던 난방수 일부를 난방배관으로 바이패스 시키도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템에 의하면, 연탄에 습기가 다량 함유된 경우에 연탄이 점화되어 소정시간이 경과하더라도 연탄의 습기가 제거되지 않은 상태에서 불완전 연소를 하게 되므로 일산화탄소가 발생되며, 이로 인해 보일러실 내부에 일산화탄소가 가득 차게 되더라도 일산화탄소를 강제로 배출시킬 수 있어 일산화탄소 중독 등과 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 보일러실의 내부에 일산화탄소가 항시 강제배출수단에 의해 배출되기 때문에 연탄보일러의 유지보수가 원활한 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 전기결선도이다.
도 3은 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템의 일산화탄소 배출과정을 나타낸 구성도이다.

본 고안을 충분히 이해하기 위해서 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 고안의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템을 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 도 1의 전기결선도이며, 도 3은 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템의 일산화탄소 배출과정을 나타낸 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템은, 연탄이 연소되는 연소로 및 상기 연소로에서 연탄이 연소될 수 발생되는 연소가스를 외기로 배출시키는 연통(60)이 구비되는 연탄보일러(10)가 구비된다. 상기 연탄보일러(10)는 도시되지는 않았지만 내부에 연탄을 수납하여 연소시키는 화덕이 설치되고, 화덕 주위에는 연소열과 열교환을 위한 물탱크나 열교환파이프가 설치되어 있다. 그리고 상기 물탱크나 열교환파이프의 일측단에는 난방출구(11)와 난방환수구(15)가 설치되어, 그 사이에 난방출수관(12)과 난방환수관(14)을 매개로 난방배관(13)이 설치되어 있다.

또한, 상기 연탄보일러(10)에는 연탄이 연소되는 연소로 및 상기 연소로에서 연탄이 연소될 때 발생되는 연소가스를 외기로 배출시키는 연통(60)이 설치된다. 또한, 상기 연통(60)의 끝단에 구비되며, 모터(71)에 결합되어 모터(71)의 구동에 의해 구동되는 송풍팬(70)이 설치된다.

게다가, 상기 난방출수관(12)의 일측에는 배출되는 난방수의 온도를 감지하는 온도감지센서(50)가 더 구비된다. 상기 온도감지센서(50)는, 상기 난방출수관(12)을 통과하는 난방수의 온도를 감지하여 난방수의 온도가 설정값 이하가 될 때 연탄의 불완전연소임을 판단하고, 연소로 및 보일러실 내부의 일산화탄소를 외기측으로 강제배출 시키도록 상기 모터(70)를 동작시키는 컨트롤러(30)가 구비된다. 상기 컨트롤러(30)는 후술할 여러 구성들과도 전기적으로 연결되어 있으므로 구체적인 설명은 하기 에서 살펴보기로 한다.

한편, 상기한 온도감지센서(50)는, 상기 난방출수관(12)을 통과하는 난방수의 온도가 바람직하게는 45도 이하일 시 이를 감지하여 상기 컨트롤러(30)로 전송하고, 상기 컨트롤러(30)는 상기 모터(71)를 구동시켜 송풍팬(70)에 의해 일산화탄소를 외기로 배출하게 된다.

이와 같이 상기 난방출수관(12)을 통하여 흐르는 난방수의 온도에 따라 연소로의 온도를 확인할 수 있게 된다.

따라서 연소로의 온도가 45도 이상이 될 경우 연소로의 온도는 약 700~800도 가량이 되면 연소로의 연탄은 완전 연소를 하게 되는 것이고, 난방수의 온도가 45도 이하일 경우 연소로의 온도는 400~500도 정도 되기 때문에 연탄의 불완전 연소가 일어나게 되므로 다량의 일산화탄소가 배출하게 된다.

그러므로 상기 난방출수관(12)을 통과하는 난방수의 온도가 45도 이하일 시 이를 감지하여 그 신호를 상기 컨트롤러(30)로 전송하고, 상기 컨트롤러(30)는 상기 모터(71)를 구동시켜 송풍팬(70)에 의해 일산화탄소를 외기로 배출하게 되는 것이다.

한편, 난방출수관(12)에서 난방배관(13)과 온수열교환기(20)측으로 갈라지는 분기점에는 난방출구(11)에서 출수되는 난방수를 난방배관(13) 또는 온수열교환기(20)로 선택적으로 공급하는 3방향 밸브(17)가 설치된다.

한편, 상기 3방향 밸브(17)의 난방배관(13)측 연결관과 온수열교환기(20)측 연결관 사이에는 투웨이밸브(18)를 설치할 수 있다. 상기 투웨이밸브(18)는 후술되는 바와 같이 온수열교환기(20)가 과열의 우려가 있을 때 온수열교환기(20)로 흐르는 난방수의 일부를 난방배관(13)측으로 바이패스시켜 과열을 방지하기 위한 것이다.

상기 난방출수관(12)과 난방환수관(14)에는 각각 난방출수온도센서(22)와 난방환수온도센서(24)를 설치하여 출수되는 난방수의 온도와 환수되는 난방수의 온도를 감지하도록 되어 있으며, 상기 감지된 난방출수온도와 난방환수온도는 콘트롤러(30)로 전송되도록 연결된다.

콘트롤러(30)는 도 2의 전기결선도에 도시된 바와 같이 난방버튼(26)과 온수버튼(28)을 구비하고 있고, 난방출수온도센서(22)와 난방환수온도센서(24)를 구비하고 있어서, 난방버튼(26)과 온수버튼(28)의 선택에 따라 난방출수온도와 난방환수온도를 감안하여 순환펌프(16)와 3방향 밸브(17) 및 투웨이밸브(18)의 동작을 제어함으로써 온수모드 또는 난방모드를 수행하도록 이루어져 있다.

난방모드에서는 콘트롤러(30)가 3방향 밸브(17)의 개로를 난방배관(13)측으로 개방한다. 이때 온수열교환기(20)측의 유로는 차단된다.

그리하여 연탄보일러(10)에서 가열된 난방수는 난방출구(11)에서 출수되어 순환펌프(16)와 3방향 밸브(17)을 통해 난방배관(13)으로 공급되어 난방이 이루어지고, 이어 난방환수관(14)을 통해 난방환수구(15)로 유입되어 다시 연탄보일러(10)에서 열교환이 이루어지는 동작이 반복된다.

이때, 콘트롤러(30)는 난방출수온도센서(22)에 설정된 온도보다 난방수온도가 높으면 순환펌프(16)를 동작시켜 난방을 하고 설정온도 이하이면 순환펌프(16)의 동작을 정지하면서 실내난방을 한다.

한편, 온수모드에서는 3방향 밸브(17)의 개로를 온수열교환기(20)측으로 개방한다. 이때 난방배관(13)측의 유로는 차단된다. 이는 난방배관(13)측으로 난방수가 흐르는 것을 방지하여 난방출구(11)에서 출수된 난방수의 열을 온수열교환기(20)에서 온수열교환에 전적으로 이용하기 위함이다.

그리하여 연탄보일러(10)에서 가열된 난방수는 난방출구(11)에서 출수되어 순환펌프(16)와 3방향 밸브(17)을 통해 온수열교환기(20), 즉 1차배관(20a)으로 공급되어 2차배관(20b)으로 열교환이 이루어지고, 2차배관(20b)에서는 유입되는 직수를 가열하여 온수를 공급할 수 있게 된다.

그런데, 온수모드에서 온수를 사용하지 않을 경우에 연탄보일러(10)에서 가열된 물이 열교환이 이루어지지 않으므로 과열이 발생할 수 있다. 이를 위해 콘트롤러(30)는 난방출수온도센서(22)에 설정된 온도보다 난방수온도가 높으면 순환펌프(16)를 동작시켜 온수열교환기(20)에서 온수열교환을 하도록 하고 설정온도 이하이면 순환펌프(16)의 동작을 정지하면서 온수열교환을 하도록 하다가, 온수를 사용하지 않는 경우, 즉 온수를 사용하지 않음에 따라 난방환수구(15)로 환수되는 난방수의 온도가 난방환수온도센서(24)에 설정된 온도보다 높아지게 되면 콘트롤러(30)는 투웨이밸브(18)가 개방되도록 제어하여 난방수의 일부를 난방배관(13)으로 바이패스시킴으로써, 온수열교환기(20)로 순환되는 난방수가 과열되는 것을 방지한다. 이후 난방수의 온도가 난방환수온도센서(24)에 설정된 온도보다 낮아지게 되면 콘트롤러(30)는 투웨이밸브(18)가 폐쇄되도록 제어하여 모든 난방수가 온수열교환장치(20)로 공급되도록 함으로써 온수열교환기(20)에서 신속하게 온수열교환을 할 수 있도록 한다.

상기 투웨이밸브(18)는 3방향 밸브(17)보다 온수출구의 단면적이 작은 것을 사용함이 바람직하다. 이는 3방향 밸브(17)과 같이 단면적이 큰 것을 난방수의 바이패스에 사용하게 되면 온수모드에서 온수열교환기(20)로 공급되는 난방수의 온도가 순간적으로 저하되어 온수생성기능을 제대로 수행할 수 없기 때문이다.

보충수 탱크(40)는 난방유로상의 난방수가 부족한 경우 난방수를 보충하거나, 난방유로상에 기포가 포함되어 있는 경우 기포를 배출하여 난방수의 순환과 열전달을 원활하게 하는 작용을 하는 것이다. 이에 따라 온수의 온도는 항상 적정 온도범위내로 유지되어 주방, 욕실 샤워기 등 필요한 곳으로 공급될 수 있다.

이상에서 설명된 본 고안의 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 고안은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 연탄보일러, 11 : 난방출구
12 : 난방출수관 13 : 난방배관
14 : 난방환수관 15 : 난방환수구
16 : 순환펌프 17 : 3방향 밸브
18 : 투웨이밸브 20 : 온수열교환기
20a : 1차배관 20b : 2차배관
22 : 난방출수온도센서 24 : 난방환수온도센서
26 : 난방버튼 28 : 온수버튼
30 : 콘트롤러 40 : 보충수 탱크
50 : 온도감지센서 60 : 연통
70 : 송풍팬 71 : 모터

Claims

연탄이 연소되는 연소로 및 상기 연소로에서 연탄이 연소될 때 발생되는 연소가스를 외기로 배출시키는 연통(60)이 구비되는 연탄보일러(10)의 일산화탄소 강제배출 시스템에 있어서,
상기 연통(60)의 끝단에 구비되며, 외측의 모터(71)에 연결되어 상기 모터(71)의 구동에 의해 구동되는 송풍팬(70);
직수관을 통하여 공급되는 물이 상기 연탄보일러(10) 내측의 소정경로를 거쳐 배출되는 난방출수관(12);
상기 난방출수관(12)과 온수열교환기(20) 및 난방배관(13)을 거쳐 연결되며 연탄보일러(10)로 유입되는 난방환수관(14);
상기 난방출수관(12) 일측에 구비되어 배출되는 난방수의 온도를 감지하는 온도감지센서(50) 및
상기 온도감지센서(50)의 난방수 온도 감지에 의해 상기 난방수의 온도가 설정값 이하가 될 때 연탄의 불완전연소임을 판단하여, 연소로 및 보일러실 내부의 일산화탄소를 연통(60)을 통해 외기측으로 강제배출 시키도록 상기 모터(71)를 동작시키는 컨트롤러(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 온도감지센서(50)는,
상기 난방출수관(12)을 통과하는 난방수의 온도가 45도 이하일 시 이를 감지하여 상기 컨트롤러(30)로 전송하고, 상기 컨트롤러(30)는 상기 모터(71)를 구동시켜 송풍팬(70)에 의해 일산화탄소를 외기로 배출하는 것을 특징으로 하는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 연탄보일러(10)는,
난방 또는 온수를 선택할 수 있는 온수버튼(28)과 난방버튼(26);
상기 난방출수관(12)과 난방환수관(14) 사이에 구비되는 온수열교환기(20);
상기 난방출수관(12)으로 배출되는 난방수를 난방배관(13) 또는 온수열교환기(20)로 선택적으로 공급하는 3방향 밸브(17);
상기 3방향 밸브(17)의 난방배관(13)측 연결관과 온수열교환기(20)측 연결관 사이에 구비되는 투웨이밸브(18);
상기 난방출수관(12)과 난방환수관(14)에 구비되는 난방출수온도 감지센서(22)와 난방환수온도 감지센서(24);
상기 온수, 난방 버튼(26, 28)의 작동에 따라 난방출수온도와 난방환수온도를 감지하여 상기 3방향 밸브(17) 및 투웨이밸브(18)의 작동을 제어하는 컨트롤러(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 온수버튼(28)의 작동에 따라 온수모드를 진행하는 과정에서, 난방환수온도가 사전에 설정된 온도이상이면 투웨이밸브(18)를 개방시켜 온수열교환기(20)로 공급되던 난방수 일부를 난방배관(13)으로 바이패스 시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 연탄보일러의 일산화탄소 강제배출 시스템.