KR20100003544A - 순간식 보일러의 온수 저탕장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 내에서의 공간 점유율이 낮으면서도 별도의 연료를 소비하지 않고서도 온수의 초기 방출시에 수도꼭지를 통해 신속하게 온수가 방출됨과 동시에 온수의 온도를 정밀하게 제어할 수 있도록 한 순간식 보일러의 온수 저탕장치에 관한 것으로서, 실내의 난방배관으로 난방순환수가 방출되는 난방용 열교환기와 상수도관을 통해 유입된 냉수가 열교환되어 온수가 방출되는 온수열교환기가 각각 구비된 보일러에 있어서, 상기 온수열교환기로 공급되는 저온의 직수를 저장하는 저탕탱크가 구비되고, 상기 저탕탱크의 내측에 주열교환기에서 배출되는 온수가 순환되어 저탕탱크의 직수와 열교환되도록 하는 온수순환부가 구비되며, 상기 저탕탱크를 통과하여 상기 온수열교환기를 통과한 직수가 다시 저탕탱크를 통과한 후 외부로 배출되도록 구성된다.

이에 따라, 온수 저탕을 위한 연료 소비가 최소화되면서도, 온수의 초기 사용시에 낮은 온도의 물이 지속적으로 방출되는 것을 방지하고 신속하게 정상 온도의 온수가 방출되어 온수 활용의 편의성이 더욱 증대될 뿐만 아니라, 온수의 방출을 일시적으로 중단시킨 후 재사용 할 경우에도 온도 편차가 적은 온수가 안정적으로 방출되어 보일러에 의한 온수의 활용성이 극대화되는 효과를 가지게 된다.

보일러, 온수, 예열, 저탕

Description

순간식 보일러의 온수 저탕장치{hot water preheating apparatus of a boiler}

본 발명은 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러 내에서의 공간 점유율이 낮으면서도 별도의 연료를 소비하지 않고서도 온수의 초기 방출시에 수도꼭지를 통해 신속하게 온수가 방출됨과 동시에 온수의 온도를 정밀하게 제어할 수 있도록 한 순간식 보일러의 온수 저탕장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 주택 및 건물의 난방이 이루지도록 함과 동시에 온수를 공급하기 위하여 이용되는 것으로서, 연료의 형태 및 버너의 형태 등에 따라 다양한 형식의 보일러가 개발되어지고 있다.

이러한 보일러 중 순간식 보일러는 도 3에서 보인 것과 같이 버너와 결합되어 버너에 의해 난방수가 가열되도록 하면서 실내의 난방배관(50)으로 온수를 공급하는 주열교환기(10)와, 상수도관을 통해 공급되는 저온의 직수와 난방수 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 온수를 방출시키는 온수열교환기(20)가 구비되고, 수류스위치에 의해 직수의 유입을 감지하여 난방배관(50) 측으로 흐르는 난방수를 온수열교환기(20)로 유입시키는 삼방밸브(30)가 구비되어지며, 보일러 내부의 배관에 는 난방수의 흐름이 원활하게 이루어지도록 하는 순환모터(40)가 구비된다.

이에 따라 평상시에는 주열교환기에서 가열된 난방수가 난방배관을 따라 흐르면서 실내의 난방이 이루어지도록 하고, 온수의 사용을 위해 사용자가 수도꼭지를 개방하면 난방수가 일시적으로 온수열교환기의 내부로 흐르도록 하여 직수가 가열되도록 함으로써, 하나의 보일러로 난방 및 온수의 사용이 가능해지도록 하고 있다.

하지만, 상기와 같은 종래의 순간식 보일러는 온수의 사용 초기에 고온의 난방수가 온수열교환기의 내측으로 완전히 유입되지 못하여 원활한 열교환이 이루어지지 않은 상태에서 저온의 직수가 수도꼭지를 통해 방출됨에 따라, 온수를 이용할 경우에는 수도꼭지를 개방한 후 냉수를 장시간 방출시킨 후 온수열교환기가 정상 온도로 가열된 후 사용해야만 함에 따라 물과 시간의 낭비가 발생되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 종래의 순간식 보일러에서는 온수를 사용하다가 일시적으로 수도꼭지를 차단시킨 후 다시 온수를 사용할 경우 배출되는 온수의 온도에 편차가 크게 발생하는 문제점도 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 보일러 내에서의 공간 점유율이 낮으면서도 별도의 연료를 소비하지 않고서도 온수의 초기 방출시에 수도꼭지를 통해 신속하게 온수가 방출됨과 동시에 온수의 온도를 정밀하게 제어할 수 있도록 한 순간식 보일러의 온수 저탕장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 하나의 저탕탱크에 온수열교환기를 통과하기 전의 냉수와 온수열교환기를 통과한 온수가 각각 분리되어 원활하게 통과되도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 냉수저장부의 냉수의 온도 상승이 신속하게 이루어지면서도 온수순환부가 냉수의 흐름에 방해를 일으키는 것이 최소화되도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 온수를 재사용할 때 온수 온도를 더욱 정밀하게 제어할 수 있도록 함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 저탕탱크의 크기를 최소화하면서도 온수열교환기가 정상 작동될 때 까지 원활한 온수의 배출이 이루어지도록 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실내의 난방배관으로 난방순환수가 방출되는 난방용 열교환기와 상수도관을 통해 유입된 냉수가 열교환되어 온수가 방출되는 온수열교환기가 각각 구비된 보일러에 있어서, 상기 온수열교환기로 공급되는 저온의 직수를 저장하는 저탕탱크가 구비되고, 상기 저탕탱크의 내측에 주열교환기에서 배출되는 온수가 순환되어 저탕탱크의 직수와 열교환되도록 하는 온수순환부가 구비되며, 상기 저탕탱크를 통과하여 상기 온수열교환기를 통과한 직수가 다시 저탕탱크를 통과한 후 외부로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저탕탱크;는 상수도관에서 유입되는 저온의 직수를 저장하는 냉수저장부와, 상기 냉수저장부의 일측에 결합되고 온수열교환기를 통과하여 온도가 상승된 직수를 저장하는 온수저장부로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온수순환부는, 상기 저탕탱크의 외측면에 유입구 및 배출구가 형성되고, 상기 냉수저장부의 내측에 코일 형상으로 배치된 냉수예열관이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온수순환부는, 상기 온수저장부의 내측에 온수예열관이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉수저장부가 상기 온수저장부 보다 큰 면적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이에, 본 발명은 보일러 내에서의 공간 점유율이 낮으면서도 별도의 연료를 소비하지 않고서도 온수의 초기 방출시에 수도꼭지를 통해 신속하게 온수가 방출됨과 동시에 온수의 온도를 정밀하게 제어할 수 있도록 한 순간식 보일러의 온수 저탕장치를 제공함으로서, 온수 저탕을 위한 연료 소비가 최소화되면서도, 온수의 초 기 사용시에 낮은 온도의 물이 지속적으로 방출되는 것을 방지하고 신속하게 정상 온도의 온수가 방출되어 온수 활용의 편의성이 더욱 증대될 뿐만 아니라, 온수의 방출을 일시적으로 중단시킨 후 재사용 할 경우에도 온도 편차가 적은 온수가 안정적으로 방출되어 보일러에 의한 온수의 활용성이 극대화되는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 하나의 저탕탱크에 냉수저장부와 온수저장부를 일체로 결합하여 온수열교환기를 통과하기 전의 냉수와 온수열교환기를 통과한 온수가 각각 분리되어 원활하게 통과되도록 함으로서, 저탕탱크의 전체적인 부피가 작아져 보일러의 설치 공간이 작아질 뿐만 아니라, 온수열교환기를 통과하기 전,후의 직수 사이의 열교환이 이루어지게 되어 열교환이 더욱 신속하게 이루어지면서도 온수의 온도 편차가 작아지는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 온수순환부가 코일형상의 냉수예열관으로 형성되도록 하여 냉수저장부의 냉수의 온도 상승이 신속하게 이루어지면서도 온수순환부가 냉수의 흐름에 방해를 일으키는 것이 최소화되도록 함으로서, 냉수저장부의 냉수를 가열하기 위한 난방용 온수의 양을 최소화시켜 연료 손실을 최소화하고 난방온도 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 온수 배출이 원활하게 이루어지는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 온수예열관을 구비하여 온수를 재사용할 때 온수 온도를 더욱 정밀하게 제어할 수 있도록 함으로서, 보일러의 온수 사용에 대한 신뢰성이 더욱 증대되는 효과를 가지게 된다.

또한, 본 발명은 냉수저장부가 온수저장부 보다 큰 면적으로 형성되도록 하 여 저탕탱크의 크기를 최소화하면서도 온수열교환기가 정상 작동될 때 까지 원활한 온수의 배출이 이루어지도록 함으로서, 저탕탱크의 크기가 더욱 작아져 저탕탱크의 설치 공간이 더욱 줄어들면서도 온수가 안정적으로 방출되는 효과를 가지게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순간식 보일러의 개략 회로도로서, 도시된 것과 같이 본 발명은 온수를 최초로 개방하여 사용할 때 단시간내에 정상 온도의 온수가 배출되도록 함과 동시에 온수를 일시적으로 차단시킨 후 재사용할 경우에도 온도의 편차가 적은 온수가 안정적으로 배출되도록 한 것으로서, 난방수를 가열하는 주열교환기(10)와 외부에서 공급되는 저온의 직수를 가열하여 온수를 배출하는 온수열교환기(20), 주열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방수를 온수열교환기(20)와 난방배관(50)으로 선택적으로 공급하는 삼방밸브(30) 및 난방수의 강제 순환이 이루어지도록 하는 순환모터(40)로 구성된 통상의 순간식 보일러에 통상의 상수도관 등을 통해 유입되는 저온의 직수를 일시적으로 저장하는 저탕탱크(60)가 구비되고, 저탕탱크(60)의 내측에 난방수와의 열교환에 의해 저온의 직수를 가열하는 온수순환부(70)가 구비되도록 한 것이다.

상기 주열교환기(10)는 보일러의 버너와 결합되어 연료가 연소될 때 발생되는 열에 의해 난방수가 가열되도록 하고, 주열교환기(10)에서 고온으로 가열된 난방수가 온수열교환기(20) 또는 난방배관(50)으로 공급되도록 한다.

이때, 상기 난방배관(50)은 실내에 배치되어 난방 역할을 수행하도록 하고, 상기 온수열교환기(20)는 보일러의 내측에 배치되어 온수 사용을 위해 외부의 상수도관 등을 통해 공급되는 저온의 직수가 난방수와 열교환되면서 가열되도록 하여 원활한 온수의 사용이 이루어지도록 한다.

더불어, 상기 온수열교환기(20)의 난방수 유입 배관 상에는 난방 작동시에 주열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방수가 난방배관(50)으로 흐르도록 하고, 온수 사용시에 직수의 유입을 감지하여 난방수가 온수열교환기(20)로 흐르도록 하는 삼방밸브(30)를 구비하여 난방수의 최적 사용이 가능해지도록 하는 것이 바람직하고, 난방수가 흐르는 관로 상에는 난방수의 강제 흐름이 발생되도록 하는 통상의 순환모터(40)를 구비함으로써, 난방수가 신속하고 원활하게 흐르면서 지속적인 열교환이 이루어지도록 한다.

상기 저탕탱크(60)는 상수도관을 통해 보일러의 내측으로 유입되는 저온의 직수를 일시적으로 저장하는 것으로서, 약 5L 내외의 물을 저장하는 통상의 물탱크로 형성되도록 하되, 그 내측에 주열교환기(10)에서 방출된 고온의 난방수가 흐르면서 저온의 직수와 열교환이 이루어지도록 하는 온수순환부(70)를 구비하여 저탕탱크(60)에 저장된 저온의 직수가 일정 온도로 가열되도록 한다.

이때, 상기 저탕탱크(60)는 상수도관에서 유입되는 저온의 직수를 저장하는 냉수저장부(61)와, 냉수저장부(61)의 일측에 일체로 결합되되 냉수저장부(61)를 통과한 저온의 직수가 온수열교환기(20)를 거쳐 온도가 상승된 후 다시 저탕탱크(60)에 일시적으로 저장된 상태에서 수도꼭지 등을 통해 방출되도록 하는 온수저장부(62)로 구성되도록 한다.

또한, 상기 온수순환부(70)는 상술한 저탕탱크(60)의 외측면에 주열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방수가 유입 및 방출되도록 하는 유입구(711)와 배출구(712)가 형성되도록 하고, 냉수저장부(61)의 내측에는 유입구(711)를 통해 흘러들어온 고온의 난방수와 저온의 직수 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 코일 형상의 냉수예열관(71)으로 구성되도록 하며, 상술한 유입구(711)의 전방 측에는 난방수의 유입을 개폐시키는 통상의 개폐밸브(713)를 구비함으로써, 냉수저장부(61)에 저장된 저온의 직수가 일정 온도로 상승된 후에는 불필요한 난방수의 순환이 차단되도록 한다.

이에 따라, 온수를 사용하지 않을 때 저탕탱크(60)에 저장된 저온의 직수가 난방수와 열교환되면서 일정 온도로 가열된 상태를 유지하게 되고, 온수를 사용할 때에는 수류스위치가 직수의 유입을 감지하고, 버너를 작동시켜 주열교환기(10)의 난방수를 가열시키며, 가열된 난방수가 온수열교환기(20)로 공급되어 저온의 직수와 열교환되는 시간 동안 냉수저장부(61)에 저장된 직수가 온수열교환기(20)를 통과하여 수도꼭지를 통해 방출됨으로써, 신속하게 온수를 사용할 수 있게 되는 것이다.

뿐만 아니라, 온수의 사용을 일시적으로 중단시켜 버너와 온수열교환기(20)의 작동이 중단된 후 다시 온수를 사용할 경우에는 온수열교환부를 통과하여 온수저장부(62)에 저장된 온수가 즉시 배출됨으로써, 온수의 공급을 일시적으로 중단시킨 후 재사용 할 경우에도 상시 일정한 온도의 온수를 지속적으로 사용할 수 있게 되는 것이다.

더불어, 수도꼭지를 개방할 때 온수열교환기(20)가 작동되는데 많은 시간이 소요되는 특성에 따라 상술한 냉수저장부(61)의 크기를 온수저장부(62)의 크기 보다 크게 형성되도록 함으로써, 온수를 최초로 사용할 때 온수열교환기(20)의 정상 작동 시간까지 온수가 원활하게 방출되도록 함과 동시에 온수의 공급과 차단 및 재공급이 이루어질 경우에도 안정적인 온수의 방출이 이루어짐과 동시에 저탕탱크(60)의 전체적인 크기가 작아지도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간식 보일러의 개략 회로도로서, 본 실시예에서는 상술한 실시예의 구성요소를 모두 포함하되, 상술한 온수저장부(62)의 내측에는 상술한 냉수예열관(71)과 마찬가지로 온수저장부(62)에 저장된 온수의 온도가 저하되는 것이 방지되도록 난방수와의 열교환이 이루어지는 온수예열관(72)이 더 구비되도록 한다.

이에 따라, 온수저장부(62)에서 방출되는 온수의 온도를 상시 일정하게 유지시킬 수 있게 되어 보일러에서 방출되는 온수의 온도 편차가 더욱 줄어들 뿐만 아니라, 온수의 온도를 더욱 정확하게 조절하고, 제어하는 것이 가능해지게 되는 것이다.

이때, 상기 온수예열관(72)은 온수 온도의 정확한 제어를 위하여 상술한 냉수예열관(71)과 별도의 배관으로 형성되도록 하는 것이 바람직하나, 냉수예열관(71)과 일체의 배관으로 형성되도록 하여 난방수가 냉수저장부(61)에 저장된 저온의 직수 및 온수저장부(62)에 저장된 고온의 직수와 동시에 열교환되도록 하는 것도 무방하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 순간식 보일러의 개략 회로도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 순간식 보일러의 개략 회로도.

도 3은 종래 순간식 보일러의 일 예를 보인 개략 회로도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 주열교환기 20 : 온수열교환기

30 : 삼방밸브 40 : 순환모터

50 : 난방배관 60 : 저탕탱크

61 : 냉수저장부 62 : 온수저장부

70 : 온수순환부 71 : 냉수예열관

711 : 유입구 712 : 배출구

713 : 개폐밸브 72 : 온수예열관

Claims (5)

1. 실내의 난방배관(50)으로 난방순환수가 방출되는 난방용 열교환기와 상수도관을 통해 유입된 냉수가 열교환되어 온수가 방출되는 온수열교환기(20)가 각각 구비된 보일러에 있어서,

   상기 온수열교환기(20)로 공급되는 저온의 직수를 저장하는 저탕탱크(60)가 구비되고, 상기 저탕탱크(60)의 내측에 주열교환기(10)에서 배출되는 온수가 순환되어 저탕탱크(60)의 직수와 열교환되도록 하는 온수순환부(70)가 구비되며, 상기 저탕탱크(60)를 통과하여 상기 온수열교환기(20)를 통과한 직수가 다시 저탕탱크(60)를 통과한 후 외부로 배출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 온수 저탕장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 저탕탱크(60);는

   상수도관에서 유입되는 저온의 직수를 저장하는 냉수저장부(61)와, 상기 냉수저장부(61)의 일측에 결합되고 온수열교환기(20)를 통과하여 온도가 상승된 직수를 저장하는 온수저장부(62)로 구성된 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 온수 저탕장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 온수순환부(70)는,

   상기 저탕탱크(60)의 외측면에 유입구(711) 및 배출구(712)가 형성되고, 상기 냉수저장부(61)의 내측에 코일 형상으로 배치된 냉수예열관(71)이 형성된 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 온수 저탕장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 온수순환부(70)는,

   상기 온수저장부(62)의 내측에 온수예열관(72)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 온수 저탕장치.
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한에 있어서,

   상기 냉수저장부(61)가 상기 온수저장부(62) 보다 큰 면적으로 형성된 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 온수 저탕장치.

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