KR20080092427A - 차량용 통합 가열/온수 시스템 - Google Patents

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KR20080092427A
KR20080092427A KR1020087019351A KR20087019351A KR20080092427A KR 20080092427 A KR20080092427 A KR 20080092427A KR 1020087019351 A KR1020087019351 A KR 1020087019351A KR 20087019351 A KR20087019351 A KR 20087019351A KR 20080092427 A KR20080092427 A KR 20080092427A
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알레산드로 피우미디니시
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Abstract

리세스(14)를 가지는 온수 어큐뮬레이터(12), 및 상기 온수 어큐뮬레이터(12)의 상기 리세스(14)에 배열되는, 액체 또는 기체 연료의 연소를 위한 버너(16)를 가지는, 차량용 통합 가열/온수 시스템(10)으로서, 상기 버너(16)는 상기 온수 어큐뮬레이터(12)에 열적으로 연결되고 연소 공기 공급 어셈블리(18)를 가지며, 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 공기 유입 통로(20), 제1 공기 출구 통로(22) 및 제2 공기 출구 통로 (24)를 가지는 공기 안내 장치(28)를 가지며, 상기 제1 공기 출구 통로 (22)는 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)가 냉각될 수 있도록 배열되고, 상기 제2 공기 출구 통로(24)는 연소 공기가 상기 버너(16)에 공급될 수 있도록 배열된다.
통합, 가열/온수, 시스템, 온수 어큐뮬레이터, 버너, 야영 차량

Description

차량용 통합 가열/온수 시스템{Combined heating/warm water system for mobile applications}
본 발명은 차량용 통합 가열/온수 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 차량용 통합 가열/온수 시스템은, 예를 들면, DE 297 22 802 U1으로부터 알려져 있다. 버너는 온수 어큐뮬레이터(warm water accumulator)의 리세스(recess)에 배열되고, 온수 어큐뮬레이터는 본래 중공 원통형이며 버너는 본래 원통형이다. 버너와 온수 어큐뮬레이터는 서로 열적으로 연결된다. 따라서, 하나의 버너에 의하여 가열 시스템과 온수 시스템의 모두에 에너지가 제공될 수 있다.
예를 들면, 자동차들, 특히 이동 주택들 또는 다른 캠핑 차량들 및 선박에서와 같이 공간의 제약이 있는 조건들 하에서 사용하기 위해 이러한 타입의 통합 가열/온수 시스템을 더 개선하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 작동이 안정적이며 미리 정해진 공간 조건들에 쉽게 적응할 수 있고 효율적 비용으로 생산 가능한 차량용 통합 가열/온수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 유용한 진전된 결과물들은 종속 청구항들에서 특징지어진다.
차량용 통합 가열/온수 시스템은 리세스를 가지는 온수 어큐뮬레이터, 및 온수 어큐뮬레이터의 리세스에 배열되고, 가스 또는 액체 연료들을 연소하기 위한 버너에 의해 특징지어지며, 버너는 온수 어큐뮬레이터에 열적으로 연결되어 있으며 연소 공기 공급 어셈블리를 갖는다. 연소 공기 공급 어셈블리는 공기 유입 포트, 제1 공기 출구 포트 및 제2 공기 출구 포트를 가지는 공기 안내 장치를 가지며, 제1 공기 출구 포트는 연소 공기 공급 어셈블리가 냉각될 수 있도록 배열되고, 제2 공기 출구 포트는 연소 공기가 버너에 공급되도록 배열된다.
공기 안내 장치는, 공기 유입 포트와 제1 공기 출구 포트 사이의 제1 기류에 의하여, 연소 공기 공급 어셈블리가 냉각될 수 있도록 그 안으로 공기를 보낼 수 있게 한다. 공기 유입 포트와 제2 공기 출구 포트 사이의 제2 기류에 의하여 연소 공기는 버너에 공급될 수 있다.
따라서, 공기가 공기 유입 포트로부터 연소 공기 공급 어셈블리를 경유하여 제1 공기 출구 포트로 이동할 수 있는 한, 가열/온수 시스템이 정지 상태에 있는 경우에도 연소 공기 공급 어셈블리의 냉각이 가능하다는 것이 보장될 수 있다.
본 발명의 유용한 개선에서, 연소 공기 공급 어셈블리는 냉각 공기 팬을 가진다. 따라서, 가열/온수 시스템이 정지 상태에 있는 경우에도 연소 공기 공급 어셈블리의 적극적인 냉각이 가능하다. 이에 따라, 연소 공기 공급 어셈블리의 과열을 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 유용한 실시예에서, 연소 공기 공급 어셈블리는 연소 공기 팬과 연소 공기 덕트(duct)를 가지고, 연소 공기 덕트는 연소 공기가 냉각 공기 팬을 우회하여 버너에 공급될 수 있도록 배열된다.
이로써 연소 공기가 연소 공기 공급 어셈블리의 구성 요소들에 의해 미리 가열되지 않고, 주위로부터 공기 유입 포트를 경유하여 버너에 직접 연소 공기를 공급하는 것이 가능해진다.
본 발명의 또 다른 유용한 실시예에서, 연소 공기 공급 어셈블리는 연소 공기 팬을 가지고, 연소 공기 팬과 냉각 공기 팬은 공통의 구동 장치에 의해 구동될 수 있다.
이로써, 팬들 중의 하나에 대한 드라이브 장치가 줄어들게 되어 연소 공기 공급 어셈블리의 구조적 요소들을 위한 비용을 낮출 수 있다. 또한, 연소 공기 공급 어셈블리에 대한 에너지 수요를 낮출 수 있다.
본 발명의 다른 특히 유용한 실시예에서, 연소 공기 공급 어셈블리는 온수 어큐뮬레이터와 대면하는 연소 공기 어셈블리의 일 측면에 배열되는 차폐 요소를 가지며, 이에 의하여 연소 공기 공급 어셈블리와 온수 어큐뮬레이터 사이의 열적 연결이 감소될 수 있다.
이에 따라 수동적으로 동작하는 구성 요소에 의해 온수 어큐뮬레이터로부터 연소 공급 어셈블리로의 열 흐름을 감소시키는 것이 가능하다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 차폐 요소는 알루미늄으로 구성된다. 본 발명의 특히 바람직한 다른 실시예에서, 차폐 요소는 마그네슘/알루미늄의 합금으로 구성된다. 이의 장점은 알루미늄과 마그네슘/알루미늄 합금이 차폐 요소가 저 중량을 가지는 것을 가능하게 한다는 것이다. 또한, 차폐 요소는 주형(casting)으로 제조된 후 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 다른 구성 요소들에 단순한 방법으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 개략적인 도면들에 의하여 아래에서 설명된다.
도 1은 차량용 통합 가열/온수 시스템의 제1 실시예의 수직 방향 단면을 나타내는 개략도이다.
도 2는 차량용 통합 가열/온수 시스템의 제2 실시예의 수직 방향 단면을 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1의 통합 가열/온수 시스템의 III-III선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 통합 가열/온수 시스템의 IV-IV선을 따라 절단한 단면도이다.
도면들은 리세스(14)를 가지는 온수 어큐뮬레이터(12)를 구비하는, 차량용 통합 가열/온수 시스템(10)을 나타낸다. 온수 어큐뮬레이터(12)는 바람직하게는 중공 실린더로 설계되지만, 다른 외형을 가질 수도 있다. 버너(16)는 온수 어큐뮬레이터(12)의 리세스(14)에 배열된다. 상기 버너(16)는 그의 중심에 연소실(42)을 가지고, 연료 기체 덕트(44)가 연소실(42)의 주위에 동축으로 배열된다. 연료 기체는 연료 기체 덕트(44)와 연료 기체 출구 포트(46)를 경유하여 주위로 배출될 수 있다.
또한, 열 교환기 핀(17a)을 가진 열 교환기(17)는 버너(16)와 온수 어큐뮬레이터(12) 사이의, 온수 어큐뮬레이터(12)의 리세스(14)에서 이들에 동축으로 배열되며, 이에 의해 버너(16)는 온수 어큐뮬레이터(12)에 열적으로 연결된다. 상기 열 교환기(17)는 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된다. 열매체(heating medium)는 열매체 유입 포트(48)를 통하여 온수 어큐뮬레이터(12)의 리세스(14)에 주입되어 열 교환기 핀(17a)을 가진 열 교환기(17)를 경유하여 열매체 출구 포트(50)로 이동할 수 있다. 열매체는 바람직하게는 공기이지만, 적절하다면 부동제와 혼합한 물일 수도 있다.
상기 버너(16)는 연소 공기 공급 어셈블리(18)와 연료 공급 어셈블리(19)를 가진다. 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 공기 안내 장치(28)를 가진다. 상기 공기 안내 장치(28)는 공기 유입 포트(20), 제1 공기 출구 포트(22)와 제2 공기 출구 포트(24)를 가진다. 냉각 공기 팬(30)은 공기 안내 장치(28) 안에 적어도 몇 개의 공기 유입 포트(20)의 근처에 배열된다. 상기 냉각 공기 팬(30)에 의하여 공급 공기(36)는 외부로부터 공기 안내 장치(28)에 유입될 수 있다.
또한, 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 연소 공기 팬(27)을 가지며, 이에 의해 연소 공기(37)는 연소 공기 덕트(26)를 경유하여 버너(16)에 공급될 수 있다. 이 경우 연소 공기(37)는 바람직하게는 공기 유입 포트(20)(도 1)를 경유하여 직접적으로 또는 공기 유입 포트(20)와 냉각 공기 팬(30)(도 2)을 경유하여 연소 공기 공급 어셈블리(18)에 유입될 수 있다.
상기 냉각 공기 팬(30)에 의하여 공기 안내 장치(28) 안으로 유입되는 기 류(airstream)의 추가적 부분은 바람직하게는 연소 공기 덕트(26) 주위에서 냉각 공기(38)로서 순환하고, 제1 공기 출구 포트(22)를 경유하여 유출 공기(39)로서 주위로 다시 내보내 진다.
상기 연소 공기 팬(27)과 냉각 공기 팬(30)은 바람직하게는 공통 구동 장치(32)에 의해 구동될 수 있는 공통 샤프트(shaft; 31)에 바람직하게는 배열된다. 그러나, 연소 공기 팬(27)과 냉각 공기 팬(30)은 별도의 구동 장치들에 의해 또한 구동될 수도 있다.
또한, 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 차폐 요소(34)를 가진다. 이는 온수 어큐뮬레이터(12) 및 열 교환기(17)와 대면하는 연소 공기 공급 어셈블리(18)의 일 측면에 배열된다. 차폐 요소(34)는 바람직하게는 알루미늄 또는 마그네슘/알루미늄 합금으로 구성된다. 견고한(robust) 구성 요소로 설계되는 차폐 요소(34)에서는, 특히, 연소 공기 공급 어셈블리(18)를 대면하는 온수 어큐뮬레이터(12) 및 열 교환기(17)의 일면에 방출되는 열이 흡수될 수 있다. 그 결과로 열 에너지가 연소 공기 공급 어셈블리(18)의 나머지 영역들에 직접적으로 전달되지 않도록 온수 어큐뮬레이터(12)와 열 교환기(17)에서 발생하는 피크 열량(peak heat quantities)을 완충하는 것이 가능하다.
상기 통합 가열/온수 시스템(10)의 기능은 아래에서 상세히 설명된다.
공급 공기(36)는 공기 유입 포트(20)를 경유하여 연소 공기 공급 어셈블리(18) 안으로 유입되어, 제1 공기 출구 포트(22) 및 제2 공기 출구 포트(24)의 방향으로 분배된다. 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)의 제2 공기 출구 포트(24)를 통과하는 연소 공기(37)는 연소 공기 팬(27)에 의하여 연소실(42)로 공급된다. 연료 공급 어셈블리(19)를 경유하여, 바람직하게는 차량의 구동에 사용되는 것과 동일한 액체 연료는 연소실(42)에 공급되어 거기에서 연소 공기(37)에 의해 연소 된다. 그러나, 액체 연료 대신에 기체 연료도 사용될 수 있다. 발생하는 연료 기체는 연료 기체 덕트(44)와 연료 기체 출구 포트(46)를 경유하여 배기 가스(40)로서 밖으로 향한다.
상기 열매체 유입 포트(48)에서, 바람직하게는 공기인 열매체는 열 어큐뮬레이터(12)와 버너(16) 사이의 열 어큐뮬레이터(12)의 리세스(14)에 유입된다. 열매체는 온수 어큐뮬레이터(12)의 리세스(14), 특히 열교환기 핀(17a)을 가지는 열 교환기(17)의 영역에서 가열되고, 열매체 출구 포트(50)에 있는 리세스(14)로부터 나온다. 열매체는 여기서 더 이상 설명하지 않는 열매체 유도 시스템에 의하여 열 소비체, 바람직하게는 캠핑 차량, 이동 주택 또는 선박의 공기 가열 시스템 또는 물 가열 시스템에 공급될 수 있다.
제1 공기 출구 포트(22)에 제공되는 공급 공기(36)의 일부는 냉각 공기(38)로서, 특히 연소 공기 덕트(26)와 차폐 요소(34)의 주위로 흐르면서 이들을 냉각한다.
상기 통합 가열/온수 시스템(10)이 작동하지 않고 온수 어큐뮬레이터(12)의 온수가 고온일 때에, 온수 어큐뮬레이터(12)로부터 열교환기 핀(17a)을 가지는 열 교환기(17)로 열이 전달될 수 있다. 그 후에 열은 온수 어큐뮬레이터(12)와 열 교환기(17)로부터 방출될 수 있다. 차폐 요소(34)를 이용함으로써, 온수 어큐뮬레이 터(12)와 열 교환기(17)로부터 연소 공기 공급 어셈블리(18)로의 열 흐름을 제한하는 것이 가능하다. 특히, 열 교환기(17)로부터 연소 공기 공급 어셈블리(18)로 흐르는 열 에너지에 대한 완충 요소로서 차폐 요소(34)가 사용될 수 있다.
상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)의 영역의 온도가 지나치게 높은 경우, 냉각 공기 팬(30)이 적절한 제어 장치에 의해 작동될 수 있고, 공급 공기(36)는 공기 유입 포트(20)를 경유하여 제1 공기 출구 포트(22)에 이송될 수 있으며, 냉각 공기(38)는 연소 공기 공급 어셈블리(18)를 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 냉각 공기 팬(30)과 공기 안내 장치(28)를 이용하여 고온에 민감한 연소 공기 공급 어셈블리(18)의 부분들을 과도하게 높은 열 부하로부터 효과적으로 보호하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 시스템은 자동차들, 특히 이동 주택들 또는 다른 캠핑 차량들 및 선박에서와 같이 공간의 제약이 있는 조건들 하에서 사용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 리세스(14)를 가지는 온수 어큐뮬레이터(12), 및
    상기 온수 어큐뮬레이터(12)의 상기 리세스(14)에 배열되는, 액체 또는 기체 연료의 연소를 위한 버너(16)를 포함하며,
    상기 버너(16)는 상기 온수 어큐뮬레이터(12)에 열적으로 연결되고 연소 공기 공급 어셈블리(18)를 가지며, 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 공기 유입 포트(20), 제1 공기 출구 포트(22) 및 2 공기 출구 포트 (24)를 가지는 공기 안내 장치(28)를 가지며, 상기 제1 공기 출구 포트 (22)는 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)가 냉각될 수 있도록 배열되고, 상기 제2 공기 출구 포트(24)는 연소 공기가 상기 버너(16)에 공급될 수 있도록 배열되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 냉각 공기 팬(30)을 가지는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 연소 공기 팬(27)과 연소 공기 덕트(26)를 가지며, 상기 연소 공기 덕트(26)는 연소 공기가 상기 냉각 공기 팬(30) 을 우회하여 상기 버너(16)에 공급되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 연소 공기 팬(27)을 가지며, 상기 연소 공기 팬(27)과 상기 냉각 공기 팬(30)은 공통 구동 장치(32)에 의해 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)는 상기 온수 어큐뮬레이터(12)와 대면하는 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)의 일 면에 배열되고, 그에 의해 상기 연소 공기 공급 어셈블리(18)와 상기 온수 어큐뮬레이터(12) 사이의 열적 연결이 감소될 수 있는 차폐 요소(34)를 가지는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)는 알루미늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
  7. 제5항에 있어서,
    상기 차폐 요소(34)는 마그네슘/알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/온수 시스템(10).
KR1020087019351A 2006-03-14 2006-12-19 차량용 통합 가열/온수 시스템 KR20080092427A (ko)

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