KR200488942Y1

KR200488942Y1 - 무동력 온수순환 촉진장치 물통

Info

Publication number: KR200488942Y1
Application number: KR2020170005072U
Authority: KR
Inventors: 권헌령
Original assignee: 권헌령
Priority date: 2016-10-12
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-04-10
Also published as: KR20180001104U

Abstract

본 고안은 난방바닥보다 보일러의 온수출수구가 높은 상황에서는 무동력 온수순환난방이 난방의 실용적 실효성이 없는 것을 무동력으로 온수순환을 보다 원활하게 하여 온수난방의 실효성을 높이기 위한 무동력 온수순환 촉진장치 물통에 관한 것으로 내부에 물이 담겨 수면을 형성하며 바닥과 측면을 포함한 물통의 표면에 두곳의 온수회로 관통구인 물통제1관통구 및 물통제2관통구가 형성되는 온수중계물통;보일러에서 배출되어 상승하는 온열기수를 유입하여 유입된 기수 중 일부가 상기 물통제1관통구를 통하여 상기 온수중계물통으로 유입될 수 있도록 하고 일부 기수의 상승 추진력이 수평 추진력으로 방향전환될 수 있는 제1기수3분배관과 상기 제1기수3분배관 및 상기 물통제2관통구를 통하여, 상기 제1기수3분배관의 우측 수평기수출수관로구에서 배출되는 일부 기수를 받아들이는 수평기수유입구가 형성되어 있는 제2기수분기점티에서 상기 일부 기수를 받아들인 기수에 포함된 기포를 상기 온수중계물통으로 유입시켜 소멸케 하면서 상기 기수에 포함된 온수를 상기 온수중계물통으로부터 상기 제2기수분기점티로 유출된 온수와 함께 난방배관으로 배출하는 제2기수분기점티를 포함하는 쌍기수분배관;상기 쌍기수분배관의 위로 향한 두 관로 중 제1기수3분배관 위에는 기수유입저항관; 그리고 제2기수분기점티에는 기포유입저항구멍이 마련된 기포유입저항캡;이 포함되어 본 고안인 무동력 온수순환 촉진장치 물통이 이루어진다.

Description

무동력 온수순환 촉진장치 물통{Non-motorized powered hot water ciculation promotion device bucket}

본 고안은 무동력 온수순환 촉진장치를 가진 물통을 구성하는 방법에 관한 기술이다. 동력에 의존하지 않고 난방바닥과 같은 지표면에 보일러 바닥이 놓여짐으로 인하여 보일러의 온수출수구가 난방바닥보다 높아진 상황에서는 온수의 대류현상에만 의존해서는 실용적인 온수난방이 실현되지 않는다.

상기와 같은 상황에서 본 고안의 기술은 동력에 의존하지 않고 온수순환에 의한 난방을 목적으로 하는 보일러에 무동력 온수순환 촉진장치 물통을 제공하여 실용적인 온수난방을 실현하는 방법에 관한 기술이다.

도1은 본 고안의 배경이 되는 기술로 그 기술이 적용된 온수순환 촉진장치의 종단면도이다. 이미 소멸된 기술로 이 발명의 온수순환 원리를 살펴보면 온수송수구(1)로부터 올라오는 기포와 온수(이하, 기포+온수를 기수라 함)중 기포를 주기적으로 집기실(8a) 내부에 모아, 모아질 때의 압력을 이용하여 온수순환을 촉진하면서 또한 온수의 역류현상을 막기 위하여 역류방지장치 역지변(7)을 이용하면서도 온수난방의 실용성이 희박하다. 원인은 기포의 발생이 많고 적음의 기복은 있을 수 있으나 기포발생은 지속적이고 기포가 지속적으로 역U형 격벽(8)에 포집되면 에어유도격벽(4,4a)과 등체사이에서 등체 아래부분까지 기포가 포집된 후에도 기포는 지속적으로 올라오고, 등체아래 사방원 둘레 모든 곳으로 기포가 너무 쉽게 지속적으로 배출되게 되어 있으며 기포를 등체에 주기적으로 모아야 함으로 지속적 온수순환이 아닌 간헐적 온수순환에 의한 온수난방의 효율성이 비효율적이다.

KR100876939B1 실용신안공고 : 실1990-0008323 공고일 1990년 09월 13일 현,소멸(등록비 미납)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무동력으로, 온수순환 역류방지장치없이, 온수매트와 보일러가 같은 지면상에 놓여져 온수매트(난방바닥)보다 보일러의 온수출수구가 높은 곳에 위치하여도 효율적인 난방실현이 될 수 있도록 무동력 온수순환 촉진장치 물통을 보일러의 온수회로에 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 고안의 일 실시예인 대표도 도면3에 의거하여 온수순환촉진을 위한 원리 및 구성의 특징을 통하여 이하에 과제의 해결수단을 설명한다.

무동력 온수순환 촉진장치 물통은 내부에 물이 담겨 수면을 형성하며, 상기 수면 위 측면에 난방배관(250)의 에어가 유입되는 에어유입구(330)와 물이 담긴 물통의 밀폐를 방지하는 공기구멍(340)과 수위조절이 필요시엔 일반적으로 상용화된 수위조절장치(20) 및 그 장치의 설치 공간이 마련될 수도 있고, 이물질이 들어감을 방지하는 물통 두껑(314)이 마련될 수 있게 형성 되어지며, 물통의 바닥과 측면을 포함한 물통의 표면에 두곳의 온수회로 관통구인 물통제1관통구(310)와 물통제2관통구(320)가 형성 되어진 물통인 온수중계물통(300A)이 이루어 짐을 특징으로 한다.

온수중계물통(300A)의 에어유입구(330)는 에어배출관(R3)을 통해 에어배출티(150)의 에어배출구(155)와 연결되고 난방배관(250)의 에어는 에어유입구(330)을 통해 온수중계물통(300A)으로 유입되고, 이로써 온수순환의 과정에서 온수와 기포의 팽창에 따른 보일러의 압력이 조절되는 에어 유통관로 구멍임을 특징으로 한다.

보일러의 온수출수구로부터 분출되어 빠르게 상승하는 온열기수를 받아들이는 온열기수유입관로구(421)로 기수가 유입되어 기수가 두 방향의 관로로 분리 됨에 있어서 기수가 분리되는 중심이 제1기수분기점(401)이 되고 상기 제1기수분기점을 중심으로 위로 수직으로 형성되어 수직기수출수관로구(422)가 되고, 우측 수평으로 형성 되어 수평기수출수관로구(423)가 형성 되어져 각기 다른 3방향의 3분배관이 형성되어질 때 상기 수직기수출수관로구(422)와 수평기수출수관로구(423)는 서로 직각을 이루는 방향이고 상기 온열기수유입관로구(421)의 방향은 상기 수직기수출수관로구(422)가 있는 관로와 90도 미만인 예각이 아니고, 상기 수평기수출수관로구(423)가 있는 관로와 90도 미만인 예각이 아닌 범위 내에서 기수를 온열기수유입관로구(423)을 통하여 상기 제1기수분기점(401)에 도달하게 하는 방향은 모두 허용되는 제1기수3분배관이 형성됨을 특징으로 한다.

상기 제1기수3분배관(420)의 수평기수출수관로구(423)로부터 유출되는 기수를 받아들이는 수평기수유입구(433)가 있는 관로에 연결되어 기수가 두 방향의 관로로 분리됨에 있어서 기수가 분리되는 중심이 제2기수분기점(402)이 되고 상기 제2기수분기점(402)을 중심으로 위쪽으로 수직기승수강구(432)가 있는 수직관로와 아래로 향한 온수하강구(431)가 있는 하향관로가 형성되어 각기 다른 3방향의 분배관이 형성됨에 있어서 상기 수평기수유입구(433)가 있는 관로와 수직기승수강구(432)가 있는 수직관로는 서로 직각을 이루면 아래로 하향한 온수하강구(431)는 상기 수평기수유입구(433)가 있는 관로와 서로 직각이 이루어 짐을 특징으로 한다.

상기 제1기수3분배관의 수평기수출수관로구(423)와 상기 제2기수분기점티의 수평기수유입구(433)가 서로 수평연결배관(403)으로 배관 연결된 형상이 되어 지면 제1기수3분배관에는 수직기수출수관로구(422)와 온열기수유입관로구(421)가 형성되어 있고, 제2기수분기점티에는 기포가 상승하면서 동시에 온수가 하강하는 수직기승수강구(432)와 온수가 난방배관(250)으로 하강하는 하강구(431)가 형성 되어져 있는 쌍기수분배관(400)이 이루어 짐을 특징으로 한다.

상기 쌍기수분배관(400)의 제1기수3분배관(420)의 수직기수출수관로구(422)위에는 온수중계물통(300A)의 제1관통구(310)를 관통하는 배관연결부속(단니쁠)이 연결된 후에 상기 배관 연결부속(단니쁠)위에는 기수의 빠르고 강한 상승 속도에 저항이 발생 하도록 하면서 그 저항의 반작용의 힘이 온수순환촉진에 사용되게 하기 위하여 기수유입저항관(315)의 일단이 배관 연결부속(링니쁠)(316)사용으로 연결한 후 그 타단은 온수중계물통(300A)의 수중에서 상기 적정수면(S)을 향하여 올라가 적정수면(S)에 접하거나, 적정수면(S)위의 공기층을 경유하도록 역U자형이 되게 하여 다시 수중으로 내려가 그 타단인 끝이 온수중계물통(300A)의 바닥으로부터 일정거리(1cm이상 5cm이하)떨어져 머물게 한 기수유입저항관(315)이 형성 되어짐을 특징으로 한다.

상기 기수유입저항관(315)은 상기 제1기수3분배관(420)의 수직기수출수관로구(422)에서 빠른 상승속도를 가진 기수의 분출을 받아들여 유입된 기수가 상기 기수유입저항관(315)속의 물을 온수중계물통(300A)속의 기수유입저항관의 끝(317)이 머무는 수심까지 밀어내려 함에 있어서 일부 기수는 상기 기수유입저항관으로 유입되고 나머지 일부 기수는 상기 수심의 저항을 받게 되어 그 저항의 반작용의 힘이, 지속적으로 상승하는 기수의 상승력에 의하여 지속됨으로서 상기 나머지 일부 기수의 방향이 제1기수3분배관의 수평기수출수관로구(423)로 향하게 되고, 수평추진력이 되어 온수순환이 촉진되게 됨을 특징으로 한다.

상기 쌍기수분배관(400)의 제2기수분기점티(430)에서 위로 향한 수직기승수강구(432)위에는 수직기승수강구의 직경을 줄여 기포의 빠른 상승속도에 저항이 발생하도록 함에 있어서 수직기승수강구(432)의 직경을 줄이는 불편함을 대신하여 기포유입에 따른 저항 발생을 위해서 편리성을 추구한 방법으로 배관연결부속(이경겉나사)이 연결되어 온수중계물통(300A)의 제2관통구(320)를 관통한 후 상기 배관연결부속(이경겉나사)(324)위에 상기 기수유입저항관(315)의 내경의 직경보다 작은 직경의 저항구멍(326)이 형성된 기포유입저항캡(325)이 연결 되어 짐을 특징으로 한다.

상기 제2기수분기점티(430)의 수직기승수강구(432)에는 상기 기포유입저항캡이 결합되고 상기 기포유입저항캡(325)에는 상기 기수유입저항관(315)의 내경의 직경(6.6mm)의 1/3이하인 작은 직경(2.2mm)으로 형성된 기포유입저항구멍(326)을 형성함으로써 기포의 상승속도에 저항을 발생하게 하여 기포의 상승속도를 느려지게 할 때 온수중계물통(300A)속의 온수가 상승기포에 비교하여 온수의 비중이 너무 무겁기 때문에 상기 기포유입저항구멍(326)을 통하여 쉽게 하강할 수 있는 여건이 조성됨으로써 기포는 상승하여 온수중계물통의 수중으로 유입되어 소멸될 때 기포자체의 빠른 상승력으로 상기 기포유입저항구멍(326)을 통과함에 있어서 발생하는 저항력의 반작용은 상기 제2기수분기점(402)에 도달한 온수를 난방배관(250)으로 하강을 촉진함으로서 다시 한번 온수순환을 촉진하는 특징을 가진다.

상기 기포유입저항캡(326)은 제2기수분기점티의 수직기승수강구(432)의 직경을 조절함을 대신하여 편리함을 제공하기 위한 구성으로서 제2기수분기점티(430)의 제작시 상기 수직기승수강구(432)가 적정직경으로 형성 된다면 필수적 구성은 아니며 다양한 구성으로 대체될 수 있음을 특징으로 한다.

상기 제1기수3분배관의 온열기수유입관로구(421)는 보일러온수출수구(110)와 배관(R1)으로 연결되고 상기 제2기수분기점티의 온수하강구(431)는 난방배관의 일단과 배관(R2)으로 연결되고 난방배관(250)의 타단은 에어배출티(150)의 일단과 배관(R4)으로 연결되고 에어배출티의 타단은 보일러 온수유입구(120)와 배관(R5)으로 연결되어진 온수순환회로에 본 고안인 무동력 온수순환 촉진장치 물통이 제공되어 실용적인 온수순환난방이 실현 가능해 진다.

상기의 설명은 본 발명의 일 실시예인 대표도 도 3에 의거한 구성 및 온수순환의 원리에 대한 특징의 설명이며 본 고안의 다른 일 실시예인 도면4, 도면5, 도면6은 본 발명의 일 실시예인 도 3의 상기 설명과 같이 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 구성에서 각 구성의 필요성 및 온수순환의 순서 및 온수순환 촉진의 원리가 동일함으로 상기 본 고안의 다른 일 실시예인 도 4, 도 5, 도 6의 설명에서 중복된 설명은 생략하고 대표도인 도 3과는 달라진 구성의 이동부분에 대하여 도면의 간단한 설명에서 설명되어져 있다.

본 고안의 실시예에 따른 무동력 온수순환 촉진장치 물통에 의하면 난방바닥과 같은 지표면에 보일러의 바닥이 놓여 보일러의 온수출수구가 난방바닥보다 높은 상황이 되어도 무동력 온수순환난방을 실현할 수 있는 효과가 있다.

또한 온수중계물통에 물만 공급하면 보일러 가동시 난방배관의 공기가 자동으로 배출되며 난방의 효과가 빠르게 나타난다.

보일러에 화력이 과하게 공급되어도 온수중계물통의 물이 끓어 넘치지 아니하고 온수순환력만 강해지고 약한화력에서도 온수순환이 지속성을 이루어 열효율이 높아지는 효과가 있다.

또한 연탄보일러나 기름보일러나 전열보일러나 화목보일러처럼 온수순환을 목적으로 하는 종류의 온수순환 보일러에도 적용이 가능하며 자체 온수순환력이 강하기 때문에 순환펌프 동력사용시 순환펌프의 부하를 줄일 수 있고 순환펌프 없이도 일정 난방면적 이하에서 무동력 온수난방실현이 가능한 효과가 있다.

도1은 본 고안의 배경기술이 된 온수순환 촉진장치의 종단면도로 기포가 모아지는 압력과 온수의 역순환방지장치를 이용한 온수순환 촉진장치이다.
도2는 재래식 무동력 연탄보일러의 종단면 구성도로 보일러의 온수출수구가 난방바닥보다 많이 낮은 곳에 위치해야만 온수순환이 무동력으로 실현되고 있음을 보여주는 도면으로 기수분기점(4a)이 한곳뿐인 기수분배관(4)이 사용되어 온수의 대류현상에 많이 의존한 온수순환구조이다 .
도3은 본 고안의 일 실시예로 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 구성과 온수순환촉진의 원리를 설명하기 위한 본 발명의 일 실시예들 중 대표도이다.
도4는 본 고안의 실시예 중 하나로 도3에서와 달라진 점은 온수중계물통(300A)과 쌍기수분배관(400)의 두곳의 밀착 연결구성이 이격되어 이격된 두곳을 각각 배관 연결한 구성으로 온수순환촉진의 원리가 도3과 동일함을 보여주는 종단면도이다.
도5는 본 고안의 실시예 중 하나로 도3에서와는 달리 온수중계물통에 마련된 제1연결구가 수면 위 측면으로 이동함에 따른 구조의 변화로 온수순환의 촉진원리가, 도3과 동일함을 보여주는 종단면도이다.
도6은 본 고안의 실시예 중 하나로 도3에서와는 달리 제1기수3분배관의 온열기수유입관로구(421)가 수직하향에서 사선좌향으로 변경된 구조로 온수순환의 촉진원리가 도3과 동일함을 보여주는 종단면도이다.
도7은 도3의 쌍기수분배관(400)의 구성요소인 제1기수3분배관의 온열기수유입관로구(421)의 관로방향인 A에서 A1 방향으로 변경 이동이 가능한 변경 범위의 일부를 보여주는 도면이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 구성에 따른 기능 및 온수순환촉진의 원리를 설명함에 있어서 본 발명의 일 실시예인 도3을 통하여 상세히 설명한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

도3은 대표도인 발명의 일 실시 예로 무동력 온수순환 촉진장치 물통(300A)의 온수순환촉진회로 구성과 연계 연결된 가열저수조가 마련된 보일러(이하,보일러라 칭함)와의 전체 온수순환회로를 도시한 종단면도이다. 본 발명은 무동력 온수순환 촉진장치 물통으로 보일러(100)로부터 가열된 기포와 온수(이하,기포와 온수를 '기수' 라함)가 위로 상승하여 온수순환을 목적으로 하는 보일러(연탄, 기름, 가스, 화목, 전열, 펠렛종류의 화력 보일러)를 대상으로 적용될 수 있는 고안의 기술이므로 많은 보일러 종류등을 대상으로 설명을 하기에는 한계가 있다. 그러므로 온수매트(난방바닥)와 같은 지표면에 가스렌지 화구를 놓고 그 위에 보일러(100)가 놓여 져서 보일러온수출수구(110)가 난방바닥(200)보다 높은 위치에 위치하는 조건이 형성되는 캠핑보일러의 구성을 모델로 한 도면3을 통하여 본 고안의 구성과 온수순환촉진의 원리를 설명 하고자 한다.

본 고안의 일 실시예인 도 3의 온수순환촉진의 원리가 동일한 범위내에서 본 고안인 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 설치환경과 장소에 따라 도 4, 도 5, 도 6으로 응용되어 발명의 실시예가 되고 있음을 밝히고 온수순환의 촉진원리가 동일함으로 온수순환촉진원리에 대한 동일한 설명은 중복을 피하여 생략하고, 도 3의 구성과 달라진 구성의 이동 및 변화 부분은 도면의 간단한 설명에서 보충 설명되어 있다.

도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 무동력 온수순환 촉진장치 물통;과 보일러(100);와 연결된 온수순환회로 구성의 종단면도이다. 도3을 참조하면 본 고안에 따른 무동력 온수순환 촉진장치 물통은 보일러(100)에서 가열된 온수가 온수매트 내부의 난방배관(250)으로 공급되고, 다시 보일러(100)로 회수되는 온수순환로 중 보일러온수출수구(110)위의 온수순환로에서 온수중계물통(300A);과 쌍기수분배관(400);과 쌍기수분배관(400)상부에 배관연결부속과 연결되어 기수유입시 저항발생장치인 기수유입저항관(315); 및 기포유입속도에 저항을 발생시키는 장치인 기포유입저항캡;(325)을 포함하여 구성될 수 있다.

온수중계물통(300A)의 내부에는 8시간이상 사용에 충분한 적정수면(S)의 물이 채워지고 바닥면에는 물통제1관통구(310) 및 물통제2관통구(320)가 마련되며 온수중계물통(300A)의 적정수면(S)위의 측면에 별도의 공간을 차지하는 보충수 수위조절장치(20)는 필요 유무에 따라 선택적으로 구성이 될 수도 있으며 필수요건은 아니다. 온수중계물통(300A)의 물통두껑(310)이 오물의 유입을 예방하고 수증기의 증발을 줄일 수 있는 구성이다.

쌍기수분배관(400)의 제1기수3분배관(420)의 위로 향한 수직기수출수관로구(규격1/4A)(422)위에는 온수중계물통(300A)의 물통제1관통구(310)를 통하여 동관파이프(내경6.6mm)로 만든 역 U자형 기수유입저항관(315)이 배관연결부속(예:링니뿔)(316)으로 연결구성된다.

쌍기수분배관(400)의 제2기수분기점티(규격1/4A)(430)의 위로 향한 수직기승수강구(432)위에는 온수중계물통(300A)의 제2관통구(320)를 통하여 빠른 기포유입의 속도에 저항을 주기 위한 작은 구멍인 기포유입저항구멍(약2.2mm)(326)을 마련한 기포유입저항캡(325)을 배관연결부속(2경겉나사)(324)으로 연결한다.

상기 기수유입저항관(315)으로 사용한 내열파이프((동파이프, 알미늄파이프, 스텐파이프, 내열 PVC 파이프 등)(내경6.6mm)의 일단은 상기 수직기수출수구(422)위의 배관연결부속(동링니쁠)(316)위에 연결되고 그 타단은 수중에서 수면을 향하여 올라가 수면에 접하거나, 적정수면(S)위의 공기층을 경유하여 역U자형이 되게 하여 다시 수중으로 내려가 온수중계물통(300A)의 바닥으로부터 일정높이(이격수위)(H1)(약1~5cm) 떨어져 기수유입저항관의 끝(317)이 머물도록 함을 특징으로 한다.

이상의 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 구성에 있어서 중요 구성에 대한 추가 설명을 이하에 서술한다.

기포유입저항캡(325)은 제2기수분기점티(430)의 수직기승수강구(432)의 직경을 조절함을 대신하여 편리함을 제공하기 위한 구성으로써, 제2기수분기점티(430)의 제작시 수직기승수강구(432)가 적정 직경으로 형성된다면 필수적 구성은 아니며 다양한 구성으로 대체될 수 있음을 특징으로 한다.

온수중계물통(300A)의 에어유입구(330)는 에어배출배관(R3)을 통해 에어배출티(150)의 에어배출구(155)와 연결되며, 난방배관(250)의 공기는 에어유입구(330)을 통해 온수중계물통(300A)으로 유입되고, 이로써 온수순환 과정에서 온수의 팽창과 기포의 발생에 따른 압력이 조절되는 안전장치로 필요한 구성인 것이 특징이다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 명칭인 무동력 온수순환 촉진장치 물통이 보일러(100)와 연결된 온수회로 연결 구성을 도 3을 통하여 이하에 설명한다.

보일러(100)의 온수출수구(110)는 온열기수상승배관(R1)의 일단과 연결되고 그 타단은 쌍기수분배관(400)의 제1기수3분배관(420)에서 보일러 온수출수구(110)로부터 빠르게 상승하는 뜨거운 기수를 유입하는 온열기수유입관로구(421)와 연결되고 쌍기수분배관(400)의 제2기수분기점티(430)에서 온수를 하강하는 온수하강구(431)는 온수하강배관(R2)의 일단과 연결되고 그 타단은 난방배관(250)의 일단과 연결된다. 그리고 난방배관(R2)의 타단은 에어배출티(150)의 일단과 연결되고 그 타단은 보일러 온수유입구(120)에 연결되어지고, 그리고 에어배출티(150)의 에어배출구(155)는 에어배출배관(R3)의 일단에 연결되고 그 타단은 온수중계물통(300A)의 에어유입구(330)에 연결되어 온수순환의 전체 구조가 마무리 된다.

이상의 설명과 같이 구성된 도 3을 통하여 본 발명인 무동력 온수순환 촉진장치 물통이 보일러(100)와 연결된 전체 온수순환회로의 일부가 된 장치로 실용적인 온수순환 난방이 실현되는 무동력으로 온수순환이 촉진되는 원리를 도 3을 통하여 이하에 설명한다.

설명에 앞서, 온수중계물통(300A)은 높이 18.5cm에 직사각형 바닥 가로 13cm 세로10cm 용량2.4리터의 투명용기를 사용하였고 난방배관 및 연결배관을 투명 및 반투명호스를 사용하여 실험한 관측 내용이 포함되어 서술된다.

보일러(100)에서 가열되어지는 열교환장치인 가열저수조에 담긴 물은 물 전체가 끓는 온도가 되지 않은 상태에서, 열이 직접 닿는 가열 저수조 내부 표면의 물은 기포가 생성될 수 있는 온도에 먼저 도달하게 되면서 조금씩 먼저 기포가 발생하게 된다. 온수에 비하여 기포의 상승력은 강력하며 빠른 속도를 가지고 상승하게 된다. 이런 빠른 속도의 상승력을 가진 기포가 가열화력의 정도에 따라 온수순환에 필요한 기포의 양이 되면, 본 발명인 무동력 온수순환 촉진장치 물통은 강력한 기포의 상승속도에 저항을 걸어 그 저항의 반작용을 이용한 온수순환촉진장치이기 때문에 가열저수조의 전체 물이 끓지 않은 상태에서 필요한 수온의 범위 내에서 필요한 기포의 양 만을 필요로 하기 때문에 열효율측면에서 높은 열효율을 가질 수 있는 무동력 온수순환 촉진장치 물통이 될 수 있다.

상기 가열저수조에 화력이 공급되어 가열저수조 내부의 물이 수온의 상승에 따른 기포와 온수의 부피 팽창으로 기포와 온수는 보일러온수출수구(110)를 통하여 제1기수3분배관(420)의 온열기수유입관로구(421)로 유입되면 상기 쌍기수분배관(400)에서 기포가 온수중계물통(300A)으로 유입될 수 있는 관로가 상기 기수유입저항관(315)과 상기 기포유입저항구멍(326)으로, 2곳이나 되기 때문에 발생된 모든 기포가 소멸될 수 있도록 강력한 상승력을 가진 기포를 상기 2곳의 관로로 분산시킬 필요가 있다. 그러므로 기수유입저항관의 끝(317)이 수중에 잠기는 수심의 수압에 의한 저항을 받으면서도 상기 온열기수유입관로구(421)로 유입된, 기포의 70%이상의 기포가 기수유입저항관으로 유입될 수 있도록 하고 기포유입저항구멍(326)으로 약 30%이하의 기포가 배출되도록 기준을 정한다. 만약 30%이상의 많은 기포가 기포유입저항구멍(326)으로 빠르게 상승하면서 온수중계물통(300A)속으로 유입되면, 비록 온수가 기포에 비해 비중이 많이 무겁지만은 온수중계물통(300A)으로부터 상기 기포유입저항구멍(326)을 통하여 온수가 하강하는 속도가 느려지게 영향을 받을 수 있기 때문이다.(30%라는 기준은 많은 실험에서 도출한 기준이다.)

이제 상기의 적정수면(S)는 어떻게 정해져야 하는가?

도면3에서 기수유입저항관(315)은 적정수면(S)위의 공기층에서 역U자로 경유하도록 3cm이상 여유 있게 올려서 기수유입저항관의 끝(317)이 수중바닥과 이격되는 수위를 저항관 끝 이격수위(H1)라고 칭할 때 4cm(1cm이상 5cm이하에서 임의로 정할 수 있음)의 거리를 유지하도록 준비한다. 온수중계물통(300A)에 수심8cm정도의 물을 담고(모든 온수순환로에는 물이 채워진 상태에서) 가스렌지 화력을 10단계로 나눌 때 캠핑보일러의 가열저수조의 수량이 적음에 비하여 과한 화력인 3단계 화력으로 화력을 공급하면 초기 기포 발생이 시작되고 수온이 상승 되면서 지속적으로 기포의 발생량이 늘어나게 되고 기포의 빠르고 강한 상승력으로 인하여 기수유입저항관의 끝(317)으로만 기포가 배출되던 현상이 상기 기포유입저항구멍(326)으로도 기포가 배출되기 시작한다. 이때부터 수면의 높이를 높여가면서 기수유입저항관의 끝(317)으로 배출되는 기포의 양(이하 x라 칭함)과 기포유입저항구멍(326)으로 배출되는 기포의 양(이하y라 칭함)과의 비율인 x:y가 7:3일때의 수면을 적정수면(S)으로 정한다. 적정수면(S)은 가열저수조의 수온이 최고치일때의 기포발생량에 대한 비율이 아니고 기포 발생의 초기 과정에서 수온의 상승으로 기포의 발생이 증가되는 과정에서 x:y의 비율이 7:3이 되는 시점의 수면 높이 임을 밝힌다. 그 이유는 x:y의 비율이 6:4일때도 8:2일때도 온수중계물통(300A)으로 기포의 유입에 따른 저항의 반작용이 발생되기 때문에 온수순환은 촉진되지만 난방의 온도를 조절하기 위하여 화력을 높이거나 화력을 낮출 때 기포의 발생량은 변하여도, 온수의 순환 속도에 변화가 생겨도 수면의 높이는 사용자가 임의로 변경 사용할 수 있는 기준을 정한 것이다. 그러므로 상기 적정수면(S)에서 상기 저항관끝이격수위(H1)인 4cm를 뺀 수치를 적정저항수심(H2)이라고 칭할 때, 상기 적정저항수심(H2)을 알면 사용인은 적정수면(S)이 자동계산 되어 알 수 있게 된다 .

본 고안인이 상기 도면3의 구성 설명대로의 형성에서 많은 실험을 통해 정한 적정저항수심(H2)의 근사치는 9cm임을 참고로 밝힘.

상기에서 적정수면(S)의 기준이 정하여 질 수 있게 되었으니 이하에서 온수순환의 순서를 따라가며 온수순환촉진의 원리를 설명한다.

보일러 온수출수구(110)에서 올라오는 수직상승의 온열기수는 제1기수3분배관(420)의 온열기수유입관로구(421)를 통하여 제1기수분기점(401)에 도달한 온열기수는 많은 기포를 포함한 기수이기 때문에 수평추진력 보다는 비교가 되지 않을 만큼 수직상승력이 강력하여 기수유입저항관(315)을 통하여 기수가 온수중계물통(300A) 속으로 빠르게 상승하려 하지만, 제1기수3분배관(420)의 위로 향한 수직기수출수관로구(422)위에는 기수유입저항관(이하,저항관이라칭함)(315)의 일단이 온수중계물통(300A)의 물통제1관통구(310)를 통하여 배관연결부속(316)으로 연결되고 그 타단인 기수유입저항관의 끝(이하; '저항관의 끝' 이라 칭함)(317)이 수면 위로 올라가 공기층을 경유하여 상기 적정수면(S)아래로 역U자형을 이루며 온수중계물통(300A)속의 수중바닥과 약4cm정도 이격되어 머물도록 하기 때문에, 상기에서 저항관(315)속의 물을 저항관의 끝(317)이 머무는 수심(H2)까지 밀어내려면 수심의 수압을 받아, 기수의 빠른 상승 속도에 저항이 발생된다. 그럼으로 그 저항의 반작용에 의한 힘이 지속적으로 상승하는 기수에 의하여 저항관(315) 속으로 상승하지 못한 일부의 기수가 지속적으로 발생되어 지속적인 수평추진력으로 변하여 제2기수분기점티(430)의 수평기수유입구(433)로 유입되어 제2기수분기점(402)에 도달한 기수 중 기포는 기포 자체의 빠른 상승력이 있어서 기포는 곧바로 온수중계물통(300A)속으로 저항없이 빠르게 유입되어 소멸될 수 있기 때문에 빠른 속도의 기포상승속도에 저항을 만들어 느린 속도로 기포가 상승하여 소멸케 함으로써 느린 속도의 기포에 비하여 비중이 매우 큰 온수중계물통(300A)의 온수가 하강할 수 있는 조건을 만들어 주고, 빠르게 상승하는 기포의 상승 속도에 저항을 만들어 주는 작은 구멍이 마련된 기수유입저항캡(325)에서 지속적인 저항력의 반작용을 이용하여 하강하는 온수의 순환을 다시 한번 지속적으로 촉진하게 되는 특징을 가진다.

또한 상기의 설명에서 2번의 온수순환촉진기능이 지속적인 것은 보일러 온수출수구(110)로부터 지속적으로 기수가 공급되기 때문이다.

[실시 예]

본 고안인 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 온수회로구성의 대표도인 도 3은 본 고안의 일 실시예이며 도면3과는 구성의 명칭이 동일하고 구성의 역할이 동일하며 온수순환촉진의 원리가 동일한, 도 4, 도 5, 도 6은 본 발명의 일 실시예인 도 3의 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 또다른 응용구성의 실시예로 '도면의 간단한 설명' 부분에서 언급한 설명 부분을 참고 바라며 무동력 온수순환 촉진의 원리 설명이 도 3의 설명과 동일함에 있어서 중복설명은 생략됨을 밝힙니다.

상기 실시예 중 도 6은 청구항에 관련되는 부분이 있어서 설명을 추가함.

도면6의 설명에 참조가 될 도 7을 보면, 도 3에 있어서 쌍기수분배관(400)을 구성하는 제1기수3분배관(420)은 보일러온수출수구(110)으로 부터 상승하여 올라오는 온열기수가 온열기수상승배관(R1)을 통하여 온열기수를 받아들이는 온열기수유입관로구(421)가 있는 관로가 수직하향한 형상인데 반하여 도 6에서는 온열기수유입관로구(421)가 있는 관로가 사선좌향한 형상으로 변화가 이루어진 부분으로 본 발명의 일 실시예들 중 본 발명의 또 다른 일 실시예에 속합니다. 보일러온수출수구(110)로부터 상승하는 기수가 도 3에서는 수직 아래에서 위로 상승하여 제1기수분기점(401)에 도달하고 도 6에서는 좌편 아래에서 사선으로 유입되어 제1기수분기점(401)에 도달하는 형상인데, 공통점은 제1기수분기점(401)에서부터 기수의 분리는 동일한 구조 동일한 방향으로 분리됨이 같은 현상으로 나타난다. 만약 유동액체가 유압에 의하여 수직상승으로나 수평유입으로 제1기수분기점(401)에 도달한 후에 위로 진출함에도 저항이 없고 우편으로 수평진출함에도 저항이 없다면은 온열기수유입관로구(421)를 통해서 제1기수분기점(401)에 기수가 도달하는 각도에 따라 상기 양 방향으로 분리된 압력에 미세한 차이가 있을 수 있겠지만 본 고안의 기술에 있어서 온수순환의 주요 매체는 온수와 기포임으로 상기한 기포는 온수에 비해 강한 상승력을 가지고 제1기수분기점(401)에 도달하게 된다. 온수와 함께 상승하는 기포의 강한 상승력에 의한 저항의 반작용에 의한 방향전환이기 때문에 도3의 온수순환촉진원리와 동일함으로 중복설명이 생략됨.

도 7의 설명

도면7은 본 고안인 무동력 온수순환 촉진장치 물통의 구성 중 쌍기수분배관(400)이 온수중계물통(300A)과의 연결구성에 설치환경과 장소의 여건이 고려되고 제작하는 구성품의 재질과 구성방법 중 용접의 방법으로 제작될 경우 온수중계물통(300A)의 형상도 여러 형태로 변형 가능함을 보여주고 쌍기수분배관(400)을 형성하는 제1기수3분배관의 형상과 제2기수분기점티(430)의 형상도 대표도 도면3의 온수순환촉진의 원리를 적용하기 위한 다양한 형상이 가능함을 특징으로 보여주는 도면이다.

도 7에서 방향이 제각기 다른 제1기수3분배관(420)에서 수직기수출수관로구(422)와 수평기수출수관로구(423)는 서로 직각을 이루고 보일러 온수출수구(110)로부터 상승하는 온열기수를 받아들이는 온열기수유입관로구(421)는 상기 수직기수출수관로구(422)와 90도 미만의 각도인 예각이 되지 않고 상기 수평기수출수관로구(423)와도 90도 미만의 각도인 예각이 되지 않는 범위내에서 보일러의 온수출수구로부터 상승하는 뜨거운 기수를 받아들여 제1기수분기점(401)으로 유입시킬 수 있는 관로는 관로의 방향에 관계없이 모두 허용됨을 특징으로 함.

1. 온수매트와 화구 위에 놓인 보일러에 있어서 화구바닥이 같은 지표면에 놓여져 보일러의 온수출수구가 온수매트보다 높게 설치될 수 밖에 없는 캠핑보일러 개발 산업이 가능하다.

2. 연탄보일러, 기름보일러, 화목보일러등에 적용하면 순환펌프의 부하를 줄일 수 있고 순환펌프 없이도 일정 면적 이하의 난방에 실용성이 있다.

3. 재난시, 전기공급이 없을때, 긴급 난방을 구축할 수 있다.

< 도 1의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 송수구 2 : 배출구
3 : 상부가열관 4, 4a : 에어유도격벽
5 : 등체 6 : 통수로
7 : 역지변 8 : 역U형격벽
9 : 에어제어변 10 : 보충수구
11 : 보일러 12 : 난방관
13 : 보충수탱크
< 도 2 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 보충수물통 2 : 물통공기구멍
3 : 물통 에어유입구 4 : 기수분배관
5 : 보일러온수출수구 4a : 기수분기점
6 : 보일러(무쇠가열저수조) 7 : 연탄
8 : 보일러온수입수구 9 : 부엌바닥에서 난방배관까지의 높이
10 : 난방바닥 11 : 난방배관
12 : 에어배출티 13 : 보일러 온수입수구
14 : 부엌 바닥 15 : 부뚜막 높이
16 : 부뚜막 S : 수면
17 : 보일러온수출수구에서 난방바닥까지 높이
< 도 3의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
20 : 수위조절장치 S : 적정수면
100 : 보일러 110 : 보일러 온수출수구
120 : 보일러 온수유입구 150 : 에어배출티
200 : 온수매트(2m×1.5m) 250 : 난방배관
300A : 온수중계물통 310 : 물통제1관통구
314 : 물통두껑 315 : 기수유입저항관(내경의 직경 6.6mm사용)
316 : 배관연결부속(동링니쁠) 317 : 기수유입저항관의끝
320 : 물통제2관통구 324 : 배관연결부속(2경겉나사8A×6A사용)
325 : 기포유입저항캡(6A속캡사용) 326 : 기포유입저항구멍(직경 약2.2mm사용)
330 : 에어유입구 340 : 공기구멍
400 : 쌍기수분배관 401 : 제1기수분기점
402 : 제2기수분기점 403 : 수평연결배관
420 : 제1기수3분배관(규격:속티 8A) 421 : 온열기수유입관로구
422 : 수직기수출수관로구 423 : 수평기수출수관로구
430 : 제2기수분기점티(규격:속티 8A) 431 : 온수하강구
432 : 기승수강구 433 : 수평기수유입구
H1 : 저항관끝이격수위 H2 : 적정저항수심
R1 : 온열기수상승배관 R2 : 온수하강배관
R3 : 에어배출배관 R4 : 제1연결관
R5 : 제2연결관 P1 : 물통제1관통구연장배관
P2 : 물통제2관통구연장배관 A : 온열기수유입관로
A1 : 온열기수유입관로 방향이동위치 A2 : 온열기수유입관로 방향이동위치2
<상기 도 3의 주요 부분에 대한 부호의 설명은 도 4, 도 5, 도 6, 도 7에 동일하게 사용 됨>
<청구항3은 도 6과 도 7을 참고 요망>

Claims

내부에 물이 담겨 예정된 높이의 수면을 형성하고 바닥면에 물통제1관통구 및 물통제2관통구가 마련되는 온수중계물통;
가열저수조의 온수출수구에서 배출되어 상승하는 기수를 일측으로 전달받으며 전달된 기수 중 일부를 상기 물통제1관통구를 통해 상기 온수중계물통으로 전달하고 나머지 일부를 타측으로 배출하는 제1기수3분배관;
상기 제1기수3분배관에서 배출되는 기수와 상기 물통제2관통구를 통해 하강하는 온수를 전달받아 난방배관으로 배출하는 제2기수분기점티; 및
일측이 상기 물통제1관통구에 연결되어 수직방향으로 연장되며 일부구간이 밴딩되어 타측이 상기 바닥면을 향하도록 형성되고 상기 타측이 상기 수면과 바닥면 사이에 위치하는 기수유입저항관을 포함하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제1항에 있어서,
상기 제1기수3분배관은,
상기 가열저수조의 온수출수구에서 배출되는 기수를 전달받는 온열기수유입관로구;
상기 물통제1관통구와 연결되는 수직기수출수관로구; 및
상기 제2기수분기점티로 기수를 배출하는 수평기수출수관로구를 포함하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제2항에 있어서
상기 온열기수유입관로구는 상기 수직기수출수관로구의 기수 배출방향과 동일선상에 수직하향으로 형성되거나 사선하향으로 형성되는 것을 특징으로 하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제2항에 있어서,
상기 수직기수출수관로구와 상기 수평기수출수관로구는 서로 직각으로 형성되며, 상기 온열기수유입관로구와 상기 수직기수출수관로구는 서로 이루는 각이 120도에서 180도 사이로 형성되는 것을 특징으로 하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제2항에 있어서,
상기 제2기수분기점티는,
상기 제1기수3분배관의 상기 수평기수출수관로구에서 배출되는 기수를 전달받는 수평기수유입구;
상기 물통제2관통구와 연결되는 수직기승수강구; 및
상기 난방배관으로 기수와 온수를 배출하는 온수하강구를 포함하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제5항에 있어서,
상기 온수하강구는 상기 수직기승수강구와 동일선상에 수직하향으로 형성되는 것을 특징으로 하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제5항에 있어서,
상기 온수중계물통 내부에 배치되며 상기 수직기승수강구 상부에 연결되는 기포유입저항캡을 더 포함하며,
상기 기포유입저항캡에 형성되는 기포유입저항구멍의 직경은 상기 기수유입저항관의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제1항에 있어서,
상기 기수유입저항관의 일부는 상기 수면의 상부의 공기층을 경유하는 것을 특징으로 하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제1항에 있어서,
상기 온수중계물통은,
상기 난방배관에서 배출되는 에어를 유입받는 에어유입구; 및
상기 온수중계물통의 밀폐를 방지하기 위한 공기구멍을 더 포함하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.
제5항에 있어서,
상기 제1기수3분배관의 상기 수평기수출수관로구와 상기 제2기수분기점티의 상기 수평기수유입구 사이에 연결되는 수평연결배관을 더 포함하며,
쌍기수분배관은 상기 제1기수3분배관과 상기 수평연결배관과 상기 제2기수분기점티로 구성되며,
상기 쌍기수분배관은 상기 제1기수3분배관에 상기 기수가 분배되는 제1기수분기점이 형성되고, 상기 제2기수분기점티에 상기 기수가 분배되는 제2기수분기점이 형성되는 것을 특징으로 하는
무동력 온수순환 촉진장치 물통.