KR20090002460A - 온수 자연순환 난방장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 물 저장탱크의 공급관과 유입배관 그리고 배출배관 근처에 보일러 내의 온수 역류를 방지하기 위한 체크밸브를 배치하여 가열된 온수가 부피 팽창으로 배관의 일 방향으로 유도되어 순환 펌프의 작동 없이 온수의 순환을 원활히 할 수 있게 하는 한편, 유입배관와 물 저장탱크 사이에 바이패스관을 연결하여 가열되어 비등된 온수의 이상 압력을 흡수하여 배관 내에서 발생하는 이상 소음과 온수의 요동에 의한 배관의 파손을 방지 또는 현저히 감소시키는 온수 자연순환 난방자치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 물을 가열 및 순환시키는 보일러(10)와, 상기 보일러(10)에서 가열된 온수가 내장된 배관을 순환하면서 발열하고 상기 보일러에 다시 유입되도록 연결되는 난방체로 이루어지는 온수 순환 난방장치에 있어서, 상기 보일러(10)가 일단부가 상기 난방체에 내장된 배관의 일단부에 연결되는 유입배관(12)과; 일단부가 상기 난방체에 내장된 배관의 타단부에 연결되는 배출배관(13); 상기 유입배관(12)의 타단부와 상기 배출배관(13)의 타단부를 양단부에서 각각 연결하는 연결관(14); 상기 온수의 공급을 위해 물을 저장하는 물 저장탱크(11); 상기 유입배관(12)의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크(11)에 타단부가 연결된 바이패스관(17); 상기 연결관(14)의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크(11)에 타단부가 연결된 공급관(18); 상기 온수가 유입배관(12)에서 연결관(14)을 관통하여 배출배관(13)으로 일 방향으로 순환되 도록 상기 유입배관(12)과 연결관(14) 사이 그리고 상기 연결관(14)과 배출배관(13) 사이에 설치되며, 상기 공급관(18)에서 배출배관(13)으로 상기 물 저장탱크(11)에 저장된 물이 일 방향으로 순환되도록 상기 공급관(18)과 연결관(14) 사이에 설치되는 역류방지용 밸브(16); 및, 상기 배출배관(13)의 주변에 설치되어 상기 연결관(14)을 통과하여 일 방향으로 순환하는 온수를 가열하는 히터(15);를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 자연순환 난방장치를 제공한다.

Description

온수 자연순환 난방장치{The hot-water naturally circulation heating apparatus}

도 1은 일반적인 온수 순환 난방장치를 도시한 것이고,

도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 보일러를 도시한 것이고,

도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 구성도를 도시한 것이고,

도 4는 도 3의 온수 자연순환 난방장치에서 온수가 순환하는 경로를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 보일러

11 : 물 저장탱크 12 : 유입배관

13 : 배출배관 14 : 연결관

15 : 히터 16 : 체크밸브

17 : 바이패스관 18 : 공급관

이 발명은 온수 자연순환 난방장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러에서 가열된 온수를 강제로 순환시키기 위한 순환 펌프의 작동 없이 열팽창 에너지를 이용하여 난방용 매트에 내장된 배관을 통해 자연 순환시키는 온수 자연순환 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴식이나 활동을 하기 위한 주거 공간 또는 소정 공간을 갖는 실내에는, 일정한 온도가 유지되도록 난방수단이 사용되고 있으며, 특히 주거 공간내의 방과 같은 협소한 공간에는 전기 매트가 사용되어 방바닥을 따뜻하게 유지하여 사람이 취침 또는 활동의 편의를 제공한다.

그러나 상기 전기 매트는 전류가 흐르는 전열선에서 전기장과 함께 전자파가 발생되고 있으며, 발생되는 전자파는 대부분의 경우 허용치 이하이지만 수면 등 장시간 사용할 경우 전자파의 지속적인 영향을 받게 되므로 인체에 유해하고 정도가 심한 경우 인체에 큰 해를 끼치는 것으로 알려져 있다.

이로부터 사용도 간편하고, 화재의 위험도 없음은 물론 전자파의 발생을 근본적으로 차단할 수 있는 난방 수단의 실현을 위해, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 가스, 기름 및 전기 히터 등을 이용하여 얻어지는 열원으로 냉수를 가열하여 온수를 발생하는 온수 보일러와, 상기 온수 보일러에서 가열된 온수에 의해 내장된 배관을 순환하여 다시 온수 보일러에 유입되도록 연결되는 예를 들면 튜브나 배관이 내장된 온열 매트, 침낭, 담요 및 온돌침대 등에서 어느 하나로 구성되어질 수 있다.

여기서, 상기의 온열 매트는 배관을 통해 온수가 원활하게 순환하면서 흐르게 하여 효과적인 난방을 얻을 수 있도록 순환 펌프를 설치하여 온수를 강제 순환시키고 있다.

그러나 순환 펌프의 가동으로 진동과 소음이 발생하고 전력 소비를 가중시키는 원인이 되며, 별도의 동력원을 필요로 하여 사용 장소가 제한적이고 설치의 불편함이나 고장의 우려와 유지보수의 불편함이 있었다.

더욱이 과열에 의해 비등하는 온수가 상기 온열 매트 내의 배관을 급격히 흐르면서 이상 소음과 온수의 요동에 의해 배관에 내압 이상이 가해져 파손의 우려도 있었다.

이 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물 저장탱크의 공급관과 유입배관 그리고 배출배관 근처에 보일러 내의 온수 역류를 방지하기 위한 체크밸브를 배치하여 가열된 온수가 부피 팽창으로 배관의 일 방향으로 유도되어 순환 펌프의 작동 없이 온수의 순환을 원활히 할 수 있게 하는 한편, 유입배관와 물 저장탱크 사이에 바이패스관을 연결하여 가열되어 비등된 온수의 이상 압력을 흡수하여 배관 내에서 발생하는 이상 소음과 온수의 요동에 의한 배관의 파손을 방지 또는 현저히 감소시키는 온수 자연순환 난방자치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 물을 가열 및 순환시키는 보일러와, 상기 보일러에서 가열된 온수가 내장된 배관을 순환하면서 발열하고 상기 보일러에 다시 유입되도록 연결되는 난방체로 이루어지는 온수 순환 난방장치에 있어서, 상기 보일러가 일단부가 상기 난방체에 내장된 배관의 일단부에 연결되는 유입배관과; 일단부가 상기 난방체에 내장된 배관의 타단부에 연결되는 배출배관; 상기 유입배관의 타단부와 상기 배출배관의 타단부를 양단부에서 각각 연결하는 연결관; 상기 온수의 공급을 위해 물을 저장하는 물 저장탱크; 상기 유입배관의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크에 타단부가 연결된 바이패스관; 상기 연결관의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크에 타단부가 연결된 공급관; 상기 온수가 유입배관에서 연결관을 관통하여 배출배관으로 일 방향으로 순환되도록 상기 유입배관과 연결관 사이 그리고 상기 연결관과 배출배관 사이에 설치되며, 상기 공급관에서 배출배관으로 상기 물 저장탱크에 저장된 물이 일 방향으로 순환되도록 상기 공급관과 연결관 사이에 설치되는 역류방지용 밸브; 및, 상기 배출배관의 주변에 설치되어 상기 연결관을 통과하여 일 방향으로 순환하는 온수를 가열하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 자연순환 난방장치를 제공한다.

이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상 세하게 설명하는데, 이는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 이 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 보일러를 도시한 것이고, 도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 구성도를 도시한 것이다.

이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 물을 가열 및 순환시키는 보일러(10)와, 상기 보일러(10)에서 가열된 온수가 내장된 배관을 순환하여 상기 보일러(10)에 다시 유입되도록 연결되는 난방체로서 온열 매트로 구성된다.

이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 보일러(10)는, 물 저장탱크(11)와, 유입배관(12)과, 배출배관(13), 연결관(14)과, 히터(15)와, 역류방지용 밸브로서 체크밸브(16)와, 바이패스관(17) 및 공급관(18)으로 이루어진다.

그리고 상기 보일러(10)에 연결된 온열 매트는, 내장된 배관이 지그재그(Zigzag) 형태로 배치되어 있고, 배관의 일단부는 보일러(10)에 온수가 유입되는 유입배관(12)에 연결되며 타단부는 보일러(10)의 온수를 배출하는 배출배관(13)에 연결되어, 온수의 순환이 반복되면서 온열 매트의 온도가 상승함으로써 난방을 가능하게 한다.

상기 보일러(10)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 물 저장탱크(11)는, 상기 배관에 온수 공급을 위해 물을 저장한다. 상 기 물 저장탱크(11)에 저장중인 물은 상기 공급관(18)을 통해 상기 연결관(14)으로 공급된다. 이 경우, 보충용 온수는 체크밸브(16)를 통해 일 방향으로 상기 배출배관(13)으로 흐르게 된다.

또한, 배관 내부에 온수가 고온 과다한 압력으로 비등하면서 유입배관(12)으로 유입되어지는 경우에, 상기 바이패스관(17)을 통해 온수 일부를 물 저장탱크(11)로 유도하여 온수 비등에 따른 이상 소음과 배관의 파손을 방지 또는 현저히 저감시킬 수 있다.

여기서, 열매체로 물이 사용되는데, 비등 온도를 낮추기 위해 물과 알콜 등을 혼합하여 적용될 수도 있다.

상기 유입배관(12)은, 일단부가 상기 온열 매트에 내장된 배관의 일단부에 연결되고 타단부가 상기 연결관(14)에 연결되어, 상기 온열 매트로부터 순환된 온수를 상기 연결관(14)에 유입시키며, 일측단부를 상기 바이패스관(17)에 연결시켜 유입되는 온수가 비등하는 경우 상기 물 저장탱크(11)로 온수의 일부가 흐르게 하여 가해진 압력의 일부를 낮춘다.

상기 배출배관(13)은, 일단부가 상기 온열 매트에 내장된 배관의 타단부에 연결되고 타단부가 상기 연결관(14)에 연결되어, 상기 연결관(14)을 통과한 온수를 상기 히터(15)에 유입시킨다.

또한 상기 유입배관(12) 및 배출배관(13)의 단부에는 상기 온열 매트의 배관과 용이하게 탈착 및 부착할 수 있도록 커넥터(도면에 도시하지 않음)를 장착할 수 있다.

상기 연결관(14)은, 상기 유입배관(12)의 타단부와 상기 배출배관(13)의 타단부를 양단부에서 각각 연결하고, 배관으로부터의 온수에 순환을 촉진시키는 흐름을 조성한다.

또한 상기 연결관(14)의 일측단부에는 상기 공급관(18)이 연결되어 증발에 의해 부족해진 온수를 상기 물 저장탱크(11)에 저장중인 물로부터 공급받아 보충한다.

상기 히터(15)는, 상기 배출배관(13)의 주변에 설치되어 상기 연결관(14)을 통과하여 일 방향으로 순환하는 온수를 가열한다.

여기서, 상기 히터(20)의 온도를 제어하는 온도 센서(도면에 도시하지 않음)의 작동에 의해 전원을 차단 또는 공급하는 기능을 수행하게 제어기(도면에 도시하지 않음)를 두고, 상기 온열 매트의 온도가 특정 온도로 유지될 수 있도록 상기 히터(15)에서 가열 후 배출되는 온수의 온도를 측정하여 특정 온도를 초과하면 상기 히터(15)에 공급되는 전원을 차단하고, 소정 시간이 경과한 후 다시 동작되도록 할 수 있으며, 소정 시간을 주기로 전원의 공급을 단속하여 일정 온도로 유지되도록 구성할 수도 있다.

상기 체크밸브(16)는, 상기 유입배관(12)과 연결관(14) 사이와 상기 연결관(14)과 배출배관(13) 사이에 설치되어, 상기 온수가 유입배관(12)에서 연결관(14)을 관통하여 배출배관(13)의 일 방향으로 항상 순환하도록 한다.

또한, 상기 체크밸브(16)는 상기 공급관(18)과 연결관(14) 사이에 설치되어, 온수의 보충을 위해 상기 공급관(18)에서 연결관(14)을 통해 배출배관(13)으로 상 기 물 저장탱크에 저장된 물이 일 방향으로 항상 순환하도록 한다.

즉, 유입배관(12)으로부터 유입되는 온수는, 상기 유입배관(12)과 연결관(14) 사이, 상기 연결관(14)과 배출배관(13) 사이, 그리고 상기 공급관(18)과 연결관(14) 사이에 설치된 체크밸브(16)에 의해, 상기 유입배관(12)에서 연결관(14)을 관통하여 배출배관(13)으로 그리고 상기 공급관(18)에서 연결관(14)을 통해 배출배관(13)으로 항상 일 방향으로만 순환하여 역류를 방지하면서 순환을 촉진하여 열효율을 최대로 높일 수 있게 한다.

상기 바이패스관(17)은, 상기 유입배관(12)의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크(11)에 타단부가 연결되어, 유입되는 온수가 비등하는 경우 과압력으로 상기 유입배관(12)으로 유입되어지는 것을 방지하기 위해, 상기 물 저장탱크(11)로 온수의 일부가 흐르게 유도하여 압력의 일부를 낮춤으로써 이상 압력을 흡수하여 배관 내에서 발생하는 이상 소음과 온수의 요동에 의한 배관 파손을 방지 또는 현저히 감소시키게 한다.

상기 공급관(18)은, 상기 연결관(14)의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크(11)에 타단부가 연결되어, 상기 배관으로 온수의 보충을 하는 경우, 온수의 순환이 항상 공급관(18)과 체크밸브(16) 그리고 연결관(14)을 통해 배관으로 공급되게 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 이 발명의 실시 예에 따른 온수 자연순환 난방장치의 작동 과정을 상세하게 설명한다.

도 4는 도 3의 온수 자연순환 난방장치에서 온수가 순환하는 경로를 도시한 것이다.

전원(도면에 도시하지 않음)이 상기 히터(15)에 공급되면서 발열이 이루어져 상기 히터(15)에 충만되어 있는 온수가 가열되어 비등하는 경우, 갑작스런 부피의 팽창으로 배관으로 몰려 나가 온수의 열을 유지하면서 흐른다.

즉, 상기 히터(15)에서 가열된 온수는 상기 연결관(14)의 체크밸브(16) 쪽으로 흐르지 못하고, 상기 배출배관(13)을 거쳐 온열 매트의 배관으로 일 방향으로만 흐르게 된다.

상기 배관을 흘러 온열 매트를 난방하게 발열시킨 온수는, 다시 보일러(10)의 유입배관(12)으로 흘러 들어와 상기 체크밸브(16)에 의해 역류되지 않고 연결관(14)으로 흐르는 일 방향의 순환을 한다.

여기서, 상기 바이패스관(17)을 통해 유입배관(12)으로 들어오는 온수의 일부를 상기 물 저장탱크(11)로 유도하여 흐르게 하여 배관 내에 지나친 압력을 완화시킨다.

그리고 상기 연결관(14)을 통과한 온수는 체크벨브(16)에 의해 상기 배출배관(13)으로 흘러가면서 자연스러운 순환이 일 방향으로만 이루어지게 한다.

또한, 상기 공급관(18)과 연결관(14) 사이에 체크밸브(16)를 더 설치하여 상기 물 저장탱크(11)의 물이 상기 연결관(14)을 통해 배출배관(13)으로 흘러가면서 자연스러운 순환이 일 방향으로만 이루어지게 하면서 보충을 한다.

상기 체크밸브(16)를 통해 온수가 히터(15)로 유입되면, 전원이 공급되는 히터(15)에 의해 온수가 가열되어서 비등하게 되고, 이로 인해 부피가 팽창하면서 온 수는 온열 매트의 배관을 따라 흐르는 온수 자연 순환의 한 주기를 구성한다.

이러한 순환이 일 방향으로만 진행하게 하여 별도의 동력원이 없이 자연적으로 반복되어 온열 매트의 온도를 상승 및 유지시켜 난방이 가능하게 되는 것이다.

또한 보일러를 처음 가열할 때와는 달리 한 번 가열한 후에는 약간의 추가 가열만으로도 난방을 유지할 수 있어 한번 가열된 이후에는 에너지가 별로 들지 않게 된다.

이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 이 발명의 온수 자연순환 난방장치에 의하면, 보일러에서 가열된 온수를 열에너지를 이용하여 순환 펌프의 작동 없이 매트에 내장된 배관으로 배출시키고 순환된 물을 보일러로 다시 유입시킬 수 있도록 함으로써 난방용 매트에 가열된 온수가 흐르는 배관이 삽입되어 난방 및 보온효과를 충분히 얻을 수 있고, 온수를 순환시키기 위해 별도의 강제순환수단 없이도 원활한 순환이 이루어지므로 소음이 없음은 물론 자재와 에너지를 대폭 절약할 수 있고, 특히 전자파가 발생되지 않고 화재의 위험이 없는 온수 순환에 의해 난방이 이루어져 인체에 유익한 효과가 있게 된다.

또한, 온수의 열 팽창력으로 자연 순환시킬 때 온수의 비등에 의해 발생하는 과도한 압력의 일부를 흡수함으로써 온열 매트의 배관 내에서 발생하는 이상 소음과 온수의 요동에 의한 배관 파손을 방지 또는 현저히 감소시키는 효과도 있게 된다.

Claims (1)

1. 물을 가열 및 순환시키는 보일러와, 상기 보일러에서 가열된 온수가 내장된 배관을 순환하면서 발열하고 상기 보일러에 다시 유입되도록 연결되는 난방체로 이루어지는 온수 순환 난방장치에 있어서,

   상기 보일러는,

   일단부가 상기 난방체에 내장된 배관의 일단부에 연결되는 유입배관과;

   일단부가 상기 난방체에 내장된 배관의 타단부에 연결되는 배출배관;

   상기 유입배관의 타단부와 상기 배출배관의 타단부를 양단부에서 각각 연결하는 연결관;

   상기 온수의 공급을 위해 물을 저장하는 물 저장탱크;

   상기 유입배관의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크에 타단부가 연결된 바이패스관;

   상기 연결관의 일측단부에 일단부가 연결되고 상기 물 저장탱크에 타단부가 연결된 공급관;

   상기 온수가 유입배관에서 연결관을 관통하여 배출배관으로 일 방향으로 순환되도록 상기 유입배관과 연결관 사이 그리고 상기 연결관과 배출배관 사이에 설치되며, 상기 공급관에서 배출배관으로 상기 물 저장탱크에 저장된 물이 일 방향으로 순환되도록 상기 공급관과 연결관 사이에 설치되는 역류방지용 밸브; 및,

   상기 배출배관의 주변에 설치되어 상기 연결관을 통과하여 일 방향으로 순환 하는 온수를 가열하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 자연순환 난방장치.

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