KR20090008174A

KR20090008174A - 3 웨이 캠핑 보일러

Info

Publication number: KR20090008174A
Application number: KR1020080131872A
Authority: KR
Inventors: 조환빈
Original assignee: 조환빈
Priority date: 2008-12-23
Filing date: 2008-12-23
Publication date: 2009-01-21

Abstract

(1) 발명이 속한 기술분야

본 발명은 주로 캠핑이나 등산 그리고 낚시 등에서 난방용으로 사용하는 소형 캠핑보일러에 관한 것이다

(2) 발명의 목적

야영장 여건에 따라 3way 열원에너지를(캠핑버너, 직류교류전기, 일반난로) 선택적으로 활용하여 안정적으로 온수를 공급하는 캠핑용 소형 온수보일러를 제공함에 있다. 이를 위하여 외부열원 및 전기 겸용 온수발생장치와, 무전원 순환펌프 제어장치와, 버너연료 기화열 공급장치와, 12V직류+220V교류 멀티전력 공급장치를 패키지화한 소형 온수보일러를 개발하여야 한다.

(3) 발명의 구성

상기 목적을 달성하기 위하여

첫째로 온수발생냄비(10)의 내부에는 전기히터(12)를 내장하여 외부전기를 흘려 난방수를 가열할 수 있도록 하고, 하단에는 캠핑버너와 일반난로로부터 집열 및 열교환을 효율적으로 수행할 수 있도록 요철형 집열판(14)과 가동 바람막이(16)가 설치되어 있다

둘째로 캠핑버너(20) 또는 일반난로의 열원중 하나를 선택하여 데워진 온수발생냄비(10)의 난방수를 전기가 없는 야영여건에서도 순환펌프(32)를 안정적으로 제어할 수 있도록 배터리(30), 스피드조절기(34), 작동타이머(36), 온도센 서(37), 수위센서(38), 압력센서(39), 알람 스피커(35) 등의 제어장치를 구성하고 있으며 외부열원 소화시는 내장 배터리(30)로 온수발생냄비(10) 내부의 전기히터(12)를 작동하여 동파방지 기능을 수행하게 된다.

셋째로 연료통에 기화열을 공급함으로써 안정적으로 버너연료 기화를 할 수 있도록 단열 처리된 보일러 외함(24) 내에 온수파이프(26)로 난방되는 버너연료통(22) 거치 공간을 제공하는 버너연료 기화열 보조장치가 구성된다,

넷째로 12v직류와 220v교류 외부전력 공급장치를 두어 풍부한 전력 공급되는 캠핑장이거나 일반건물, 또는 자동차에서는 온수발생냄비 내의 전기히터에 전류를 흐르게 하여 난방수를 가열하며, 순환펌프의 작동과 배터리를 충전하게 된다.

(4) 발명의 효과

온수보일러는 증기보일러 대비 위험성과 소음이 적고, 일반난로에 비하여 공기오염과 화재위험이 적고, 전기장판 대비 전자파의 위험 등 적고, 용이하게 급탕온수를 공급받을 수 있어 일반생활에서 광범위하게 활용되고 있다.

그러나 캠핑보일러의 경우 캠핑장 여건에 따른 다양한 열원 에너지에 멀티플하게 적응하는 소형온수보일러가 없어 대부분 일반난로 또는 무동력 소형증기보일러, 전기장판, 전기온수매트 등을 활용하여 캠핑장 여건에 맞추어 선별적으로 사용하고 있다, 이에 캠핑장 상황에 부합되는 열원에너지를(캠핑버너, 전기, 일반난로) 선택적으로 사용할 수 있는 일체화된 소형온수보일러를 제공함으로써, 전기가 없는 캠핑장에서나 일반 건물에서나 방열기(온수매트, 라지에터, 온수탱크 등)와 조합하여 전천후로 난방 및 급탕을 할 수 있는 3Way(캠핑버너, 전기, 일반난로) 캠핑보일러를 제공할 수 있다.

캠핑보일러, 소형 보일러, 온수보일러, 다목적보일러, 온수매트 보일러, 캠핑온돌, 낚시보일러, 이동형 온돌, 휴대용 보일러

Description

3 웨이 캠핑 보일러{3 Way Camping Boiler}

본 발명은 주로 캠핑이나 등산 그리고 낚시 등에서 난방용으로 사용하는 소형 보일러에 관한 것이다. 기존 캠핑에서 주로 사용하는 휴대 가능한 난방장치를 살펴보면, 일반난로(화목, 기름, 가스, 전기) 소형증기보일러, 전기온수매트보일러 등을 사용하고 있다, 그러나 일반난로는 실내공간의 공기오염과 화재의 위험성이라는 취약점이 있으며, 휴대형 소형증기보일러의 경우 안정장치가 취약하여 이상 작동에 의한 폭발에 대한 우려와 소음에 대한 불편함을 감수하여야 하였으며, 최근 상당한 기술발전한 전기온수매트보일러의 경우 전기가 없는 야영 여건에서는 작동조차 할 수 없는 불편함을 감수하였었다. 또한 혹한지역의 경우 버너 및 난로연료통에(가스,기름 등) 필요한 기화열 확보가 어려워 버너의 안정적인 화력유지가 곤란하였다.

이에 본 발명은 야영장 상황에 부합되는 열원에너지를(캠핑버너, 전기, 일반난로) 선택적으로 사용하여 온수를 발생시키고, 발생한 온수를 외부전력 없이 일정기간 공급하는 휴대형 소형온수보일러를 제공함으로써, 전기가 없는 캠핑장에서나 전력이 공급되는 여건에서나 방열기기(온수매트, 라지에터, 온수탱크 등)와 조합하여 전천후로 난방 및 급탕을 할 수 있는 3Way(캠핑버너, 전기, 일반난로) 캠 핑보일러를 제공하고자 한다.

캠핑에 활용할 수 있는 휴대형 보일러에 근접한 온수매트용 보일러와 무동력 소형 증기보일러를 들 수 있다 . 먼저 온수매트보일러를 살펴보면 외부전원을 공급받아 가열탱크 내의 전기히터에 전류를 흐르게 하여 발열함으로써, 물을 가열하고 발생한 온수를 순환펌프와 제어반을 활용하여 온수매트에 순환시켜 난방효과를 얻고 있다. 무동력 소형 증기보일러의 경우 증기발생냄비와 보충수 냄비가 상하로 세워둔 장구 형상으로 맞대고 있으면서 캠핑버너 또는 일반난로 등의 외부열원에 증기발생냄비를 올리고 보충수 냄비에 물을 공급하면 증기가 발생하게 된다. 증기압을 동력으로 발생한 증기를 방열기기에(온수매트, 라지에터, 온수탱크 등) 보내고 냉각된 응축수를 보충수 탱크로 순환시켜 난방효과를 얻고 있다. 그러나 전기온수 매트의 경우 전기가 없는 야영지역에서 사용불가라는 치명적인 약점이 있으며, 무동력 소형 증기보일러는 이상작동에 의한 폭발 제어장치가 미비하고 소음이 많으며 방열기기에 온도가 높아 화상의 위험이 있고, 온도편차가 커서 난방만족도가 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 전기가 없는 야영장에서나 전력이 공급되는 일반건물에서나 3Way 에너지를(캠핑버너, 전기, 일반난로) 열원으로 하여 전천후로 온수를 제공하여 난방 및 급탕을 할 수 있는 휴대용 온수보일러를 개발하고자 한다.

이를 위하여 첫째로, 3Way 에너지를(캠핑버너, 전기, 일반난로) 선택적으로 사용하여 안정적으로 온수를 발생장치를 만드는 과제와, 둘째로 발생한 온수를 외부전력 공급 없이도 일정기간 순환하게 하는 순환펌프와 제어장치를 만드는 과제와, 셋째로 동계야영을 대비 버너 및 난로의 연료통에(가스,기름 등) 필요한 기화열을 공급하여 안정적인 버너화력을 확보하는 기화열 공급장치를 고안하는 과제와, 12V직류와 220V교류를 겸용으로 인입하여 온수발생냄비의 전기히터와 순환모터를 안정적으로 가동하고 내장 배터리의 충전하는 전력공급장치를 개발하여야 한다.

3Way 열원에너지 온수를 발생장치를 만들기 위하여

온수발생냄비(10)의 내부에는 전기히터(12)를 내장하여 외부에서 인입된 전기를 흘려 난방수를 가열할 수 있도록 하고, 하단에는 캠핑버너(20)와 일반난로로부터 열교환 면적을 최대화할 수 있도록 요철형 단면을 가진 집열판(14)이 부착되어 있고 연소가스 배출구가 구비된 가동 바람막이(16)가 결합용 홈으로 온수발생냄비(10)에 설치되어 있다 또한 온수발생남비(10)는 단열피복(18)을 하고 있으며 몸통 또는 뚜껑(15)의 일단에 배관라인이 연결될 수 있도록 노즐(19)이 구비하게 한다,

온수발생냄비에는 비상증기변(13)을 설치하여 이상작동에 의한 증기 배출로 폭발을 이중방지하는 기능을 하며, 뚜껑(15)은 깔대기 모양을 하여 보충수를 넣기 용이한 단면을 가지고 보충수 입구에는 체크밸브 기능을 가진 플로트 밸브(17)를 설치하여 온수발생냄비가 난방수 내의 공기빼기 기능과 팽창탱크의 기능을 수행할 수 있도록 하며 온수발생냄비의 오버플로우를 방지한다. 온수발생냄비에는 온도계(37), 수위계(38), 압력계(39)를 설치하여 과열 및 난방수 부족등에 의한 오작동을 제어하며 전기히터(12)의 동력선과 제어반에 연결할 수 있는 다극 케이블(68) 단자(11)가 부착되어 있다. 전기히터는 온수발생냄비 몸통과 쉽게 분리되어 유지보수가 쉽게 하도록 뚜껑에 부착하기도 한다.

무전원 순환펌프 제어장치를 만들기 위하여

먼저 보일러에 내장배터리(30)를 장치하고 외부전원이 없을시 배터리로 순환펌프(32)를 구동하게 된다. 외부전원이 없는 운전에서는 버너 또는 난로의 화력을 전기히터(12) 처럼 제어가 용이하지 않으므로 외부화력에 맞게 순환펌프를 운영하여 전력소모를 최소화하는 운전을 하여야 한다. 이를 위하여 속도조절 레버(34)와 간헐적 가동을 하기 위한 타이머(36)를 장치한다. 외부화력의 급상승이나 불안정으로 난방수 온도가 급상승시에는 온도계(37)와 압력계(39)에서 감지하여 알람 스피커(35)를 작동하게 하여 사용자가 순환펌프(32)를 작동시간 또는 속도를 증가하거 나 화력을 줄이도록 안내한다. 이와 같은 순환펌프 제어장치는 순환펌프(32)의 과다작동 및 고온수 작동에 의한 손상을 줄여 고장을 최소화한다. 또한 외부 열원소화시 소화시는 내장 배터리로 온수발생냄비(10) 내부의 전기히터(12)를 작동하여 동파방지 기능을 수행하게 된다. 그런데 동절기에 장기간 사용이 없는 경우에는 동파방지를 위하여 온수매트의 난방수를 퇴수하여야 하는데 퇴수기능을 위하여 다음과 같은 구조를 가진다. 온수발생냄비의 연결노즐(19)와 온수파이프(26)는 원터치로 해체가능하며 온수파이프의 환수노즐과 급수노즐의 연결부품은 암수를 교차하여 제작함으로써 환수용 온수파이프와 급수용 온수파이프를 별도의 부품 없이 연결할 수 있는 구조로, 온수파이프(26)를 온수발생남비(10)를 거치치 않고 상호 연결상태에서 순환펌프를 작동하면 온수매트내의 난방수가 순환모터에 흡입되어 배출구 쪽으로 퇴수되게 된다.

버너연료 기화열 공급장치 만들기 위하여

단열처리한 외함(24)으로 전기제어반(38), 밧데리(30) 등과 분리하여 버너연료통(22) 거치 공간을 만들고 온수발생냄비(10)에서 나오는 온수파이프(26)로 난방하여 버너연료통(22) 기화열을 공급하여 안정적으로 버너(20)의 화력을 유지함으로써 사용자의 수면중에 발생하는 버너의 소화 또는 과열로 인한 보일러의 오작동을 최소화할 수 있으며 동절기에도 하절기 연료를 사용할 수 있어 연료비가 절약되게 된다. 또한 외부전력으로 온수발생냄비의 난방수를 가열할 경우에는 버너연료통 거치공간에 온수발생냄비(10)를 도 2와 같이 내장하여 단열성 향상과 보일러 부피 를 최소화하여 일반가정에서도 사용할 수 있게 한다.

12V직류와 220V교류 멀티 전력공급장치를 만들기 위하여

일반가정과 시설이 갖추어진 야영장에서는 220V 교류전력을 풍부하게 공급받을 수 있고 자동차 캠핑의 경우 충분한 12V 직류전원을 공급받을 경우가 있다. 이 경우 온수발생냄비(10)에 내장된 전기히터(12)에 전기를 흘려 온수를 발생하고 순환모터(32)를 가동하며 내장배터리(30)의 충전을 하게 된다. 이를 위하여 보일러 몸통(24)에 직류 및 교류 인입 단자(40)를 두고 제어반(38)에 전력변환기를 두어 겸용으로 외부전력을 공급받을 수 있게 한다. 외부전력 가동시에는 사용자 취향에 맞도록 온도설정 조절기(66)를 사용하여 따라 히터의 전류를 조절하게 된다.

그러나 캠핑보일러의 경우 캠핑장 여건에 따른 다양한 열원 에너지에 멀티플하게 적응하는 소형온수보일러가 없어 대부분 일반난로 또는 무동력 소형증기보일러, 전기장판, 전기온수매트 등을 활용하여 캠핑장 여건에 맞추어 선별적으로 사용하고 있다, 이에 캠핑장 상황에 부합되는 열원에너지를(캠핑버너, 전기, 일반난로) 선택적으로 사용할 수 있는 일체화된 소형온수보일러를 제공함으로써, 전 기가 없는 캠핑장에서나 일반 건물에서나 방열기(온수매트, 라지에터, 온수탱크 등)와 조합하여 전천후로 난방 및 급탕을 할 수 있는 3Way(캠핑버너, 전기, 일반난로) 캠핑보일러를 제공할 수 있다.

외관을 살펴보면 보일러의 상단의 일변에는 제어반이 위치하며 버너연결구(59) 와 온도 표시기(50)와 전압표시기(51)가 필요하며 순환모터 속도조절기(34)와 간헐운전 조절타이머(36)와 온도조절기(37)가 있다. 상단의 한 쪽에는 캠핑버너 또는 일반난로 운전시 온수발생냄비와 보일러 본체를 연결하는 전기 다극케이블(68) 단자(54)와 온수파이프의 급수단자(56) 및 환수단자(57가 위치하며 연료탱(22)크와 버너(20) 또는 난로와 연결하는 연결구(59)가 위치한다. 측면에는 알람 스피커(35)가 위치하며 후면에는 온수분배기 또는 방열기기로 향하는 온수파이프 연결구(26)가 있다.

외부전원 인입하여 작동시에는 온수발생냄비(10)가 보일러 내부의 연료통(22) 거치공간에 비치하고 회로판과의 온수발생냄비의 다극케이블(68) 연결을 위한 연결구를 비치한다. 또한 필요시 순환모터(32)의 소음최소화를 위하여 별도 간벽(62)을 설치하고 흡음재를 내장하며 순환모터의 속도조절기(34)를 최저로 하여 정숙모드로 운전한다.

온수발생냄비 뚜껑의 중앙에 설치된 체크밸브 기능을 갖춘 플로트밸브(17)는 평상시에는 중력으로 밸브가 개방되어 도 5와 같이 난방수 내의 공기와 팽창압력을 조절하게 되고, 보충수 유입시는 도 6과 같이 작동하며, 오버플로우시 밸브가 부력 또는 수압으로 폐쇄되어 물이 넘치는 것을 도 7과 같이 방지하게 된다.

도 1은 캠핑용 캠핑버너와 외부전원 겸용 가동시 장착도 입니다

도 2는 외부전원에 의한 가동시 장착도 입니다

도 3은 이동 또는 외부전원 가동시 보일러 입체도 입니다

도 4는 온수발생냄비의 분해도 입니다

도 5는 체크밸브 기능을 갖춘 플로트밸브의 팽창밸브기능 작동도 입니다

도 6은 체크밸브 기능을 갖춘 플로트밸브의 보충수 공급기능 작동도 입니다

도 7은 체크밸브 기능을 갖춘 플로트밸브의 오버플로우 방지 작동도 입니다

Claims

온수발생냄비(10) 내부에 난방수를 가열하는 전기히(12)터가 설치되며, 버너(20) 또는 난로로 난방수를 가열할 수 있도록 온수발생냄비(10)를 보일러 몸통(24)에서 분리하는 구조로 되어있는 것을 특징으로 하는 소형 온수보일러
제 1항에 있어서 12V직류와 220V교류 전기의 인입 단자(40)와 전력변환장치(42), 내장 배터리(30)가 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 온수보일러
보일러 몸통 내에 온수발생냄비에 연결된 온수파이프(26)로 난방이 되는 버너연료통(22) 거치공간이 있고, 무전원 순환펌프(32) 가동을 위한 배터리(30)가 내장되는 것을 특징으로 하는 소형 온수보일러
제 3항에 있어서 온수발생냄비의 하단에 바람막이(16)가 장착되며, 온수발생냄비의 하단이 요철형 형상의 집열판(14) 구조를 특징으로 하는 소형 온수보일러