KR20100128719A - 다중 가열 기능을 갖는 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방 이후의 온수를 입수 받아 다중으로 가열한 이후에 출수구를 통하여 일정 온도의 난방 온수로 사용할 수 있도록 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러에 관한 것이다.

본 발명에 따른 다중 가열 기능을 갖는 보일러는 내부에 물이 채워지는 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에 제1,제2 공간부가 형성되도록 구획벽이 구비되며, 상기 제1공간부 바닥면에는 입수구가 구비되고 제2공간부 바닥면에는 출수구가 구비된 물통 몸체와; 상기 제1공간부에 구비되되, 상기 제1공간부의 입수구와 하단이 연결되고, 상부 일측에 제1공간부와 연통되는 배출구가 구비되며, 내부에 가열부가 구비된 제1이중관로와; 상기 제2공간부에 구비되되, 상기 물통 몸체의 구획벽을 관통하여 제1공간부와 연통되는 유입관이 하단에 연결되고, 상부 일측에 제2공간부와 연통되는 배출구가 구비되며, 내부에 가열부가 구비된 제2이중관로;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다중 가열 기능을 갖는 보일러에 따르면, 난방 이후 입수된 온수가 제1,제2이중관로를 통해 다중으로 가열됨으로써 보일러의 열효율이 더욱 높아지고, 보다 높은 온도에서 온수가 공급되므로 에너지를 크게 절약시킬 수 있다.

Description

다중 가열 기능을 갖는 보일러{BOILER HAVING THE FUNCTION OF MULTIPLE HEATING}

본 발명은 다중 가열 기능을 갖는 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난방 이후의 온수를 입수 받아 다중으로 가열한 이후에 출수구를 통하여 일정 온도의 난방 온수로 사용할 수 있도록 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 전기 보일러는 헤더를 중심으로 급수관, 난방 순환관 및 온수 공급관이 배치되고, 급수관에는 제1체크밸브와 소형 수조통 및 제2체크밸브가 설치되며, 온수 공급관 및 난방 순환관은 헤더로부터 출발하여 순간 가열식 히터에 연결되고, 히터를 통과하여 가열된 물은 분리기에 의해 난방수와 온수로 분리되며, 난방수는 보일러에 결합된 라지 에이터를 경유하여 펌프에 의해 헤더로 유입되어 동일경로를 따라 순환한다.

그리고, 온수는 분리기를 거쳐 온수 배출밸브를 통해 배출되도록 구성하고, 헤더에는 온도 감지센서를 설치하여 설정온도 범위 내에서 난방 순환이 이루어지도록 하며, 제2체크밸브에는 압력 제어기를 부착하여 일정한 압력을 유지하도록 한 다.

이러한 구성의 종래의 전기 보일러용 히터는 코일형 전열선에 의해 물을 가열하므로, 전력 소모가 과다하고 발열량이 적어 급속한 온수의 공급이 곤란하며, 전열선의 산화로 인해 수명이 단축되는 문제가 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 '대한민국 실용신안 등록번호 0129534'에는 급격한 온도 상승이 가능하고 수명이 길며, 전력의 소모가 적으며, 자기 온도제어 기능을 통해 과열을 방지하는 순간 가열식 전기 보일러용 히터를 제공하였다.

그러나, 서미스터의 외부에 방열판을 부착함으로 인한 가열 효과는 관통로의 구성이 아니기 때문에, 물의 순환을 이룰 수 없는 없고, 이와 아울러 가열 효과로 인한 대류 효과를 이룸으로써 수면상에서 대류를 발생시키기 때문에 물의 순환 저항을 유발할 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 종래의 서미스터 보일러의 난방수 순환 방식은 서미스터를 순간적으로 통과하여 일정 온도로 가열하고, 이 가열된 물을 출수구를 통하여 외부로 출수하여 난방수로 사용하는 방식이기 때문에 다중으로 물을 가열할 수 없는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 실용신안등록출원 2009-2737을 통해 물을 예비 가열함으로써 물통 몸체의 내부공간에 흘러 넘치도록 하고, 이 물을 이차적으로 가열하여 출수구로 자연 배출시킴으로써 물의 순환으로 인한 저항을 효율적으로 줄일 수 있는 다중 가열 기능을 갖는 보일러를 제시한 바 있다.

그러나, 종래의 다중 가열 기능을 갖는 보일러는 난방 이후의 온수를 입수 받아 예비 가열하고, 상기 예비 가열된 물을 이차적으로 가열하여 출수구로 배출시키는 구조로서 보일러 열효율이 낮고, 물의 순환으로 인한 저항을 효과적으로 줄이는데 부족함이 있었다.

본 발명은 종래의 다중 가열 기능을 갖는 보일러의 개량 발명으로서, 본 발명의 목적은 난방 이후의 온수를 입수 받아 다중으로 가열함으로써 보일러의 열효율을 더욱 높이고, 높은 온도에서 난방 온수가 공급될 수 있도록 하여 에너지를 크게 절약시킬 수 있도록 한 다중 가열 기능을 갖는 보일러를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 입수되는 물을 가열하여 물통 몸체의 내부 공간에 흘러 넘치도록 하는 과정을 반복하여 출수구로 자연 배출시킴으로써 물의 순환으로 인한 저항을 보다 효율적으로 줄일 수 있는 다중 가열 기능을 갖는 보일러를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 가열 기능을 갖는 보일러는 내부에 물이 채워지는 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에 제1,제2공간부가 형성되도록 구획벽이 구비되며, 상기 제1공간부 바닥면에는 입수구가 구비되고 상기 제2공간부 바닥면에는 출수구가 구비된 물통 몸체와; 상기 제1공간부에 구비되되 상기 제1공간부의 입수구와 하단이 연결되고, 상부 일측에 제1공간부와 연통되는 배출구가 구비되며, 내부에 가열부가 구비된 제1이중관로와; 상기 제2공간부에 구비되되 상기 물통 몸체의 구획벽을 관통하여 제1공간부와 연통되는 유입관이 하단에 연결되고, 상부 일측에 제2공간부와 연통되는 배출구가 구비되며, 내부에 가열부가 구비된 제2이중관로;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 제2공간부에는 제3공간부가 형성되도록 격벽을 더 구비하되, 상기 격벽은 제2이중관로로부터 일정거리 이격되고 상기 제2공간부와 제3공간부가 연통되는 통로가 형성되도록 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 구획벽과 격벽의 내부에는 가열부가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 가열부는 외부로부터 전원을 인가 받아 일정 온도로 가열되는 PTC 서미스터와, PTC 서미스터로 전원을 인가하는 전원부와, 상기 전원부와 전기적으로 연결되며, 상기 PTC 서미스터를 설정 온도로 가열하기 위하여 상기 전원부를 작동시키는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 물통 몸체의 상단에는 외부로부터 물이 유입되는 보충수 급수구가 연결되고, 상기 물통 몸체의 내부공간에 채워지는 수위를 감지하는 수위 감지 센서가 구비되어 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다중 가열 기능을 갖는 보일러에 따르면, 난방 이후 입수된 온수가 제1,제2이중관로를 통해 다중으로 가열됨으로써 보일러의 열효율이 더욱 높아지고, 높은 온도에서 온수가 공급되므로 에너지를 크게 절약시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다중 가열 기능을 갖는 보일러를 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 가열 기능을 갖는 보일러의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 다중 가열 기능을 갖는 보일러의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 다중 가열 기능을 갖는 보일러는 물통 몸체(100)와, 상기 물통 몸체(100)의 내부에 제1이중관로(200)와, 제2이중관로(300)가 구비되어 이루어진다.

상기 물통 몸체(100)는 내부에 물이 채워지는 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에 구획벽(110)이 구비되어 제1공간부(120)와 제2공간부(130)가 형성된다. 그리고 상기 제1공간부(120) 바닥면에는 입수구(140)가 구비되고 제2공간부(130) 바닥면에는 출수구(150)가 구비된다.

상기 제1공간부(120)에는 제1이중관로(200)가 구비된다. 상기 제1이중관로(200)는 제1공간부(120)의 바닥면에 구비된 입수구(140)와 하단이 연결되고, 상단이 제1공간부(120)의 상면에 연결되는 길이를 갖으며, 상부 일측에 제1공간부(120)와 연통되는 배출구(210)가 구비된다.

또한, 상기 제1이중관로(200)는 입수구(140)를 통해서 입수되는 물을 안내하는 내관(220)과, 상기 내관(220)의 외주로부터 일정거리 이격되는 사이 공간을 갖는 외관(230)과, 상기 내관(220)과 외관(230)의 사이 공간에 가열부(400)가 구비된다.

상기 제2공간부(130)에는 제2이중관로(300)가 구비된다. 상기 제2이중관로(300)는 물통 몸체(100)의 구획벽(110)을 관통하여 제1공간부(120)와 연통되는 유입관(310)이 하단에 연결되고, 상단이 제2공간부(130)의 상면에 연결되는 길이를 갖으며, 상부 일측에 제2공간부(130)와 연통되는 배출구(320)가 구비된다. 그리고 제2이중관로(300)역시 제1이중관로(200)와 동일하게 유입관(310)를 통해서 입수되는 물을 안내하는 내관(330)과 , 상기 내관(330)의 외주로부터 일정거리 이격되는 사이 공간을 갖는 외관(340)과, 상기 내관(330)과 외관(340)의 사이 공간에 가열부(400)가 구비된다.

상기 제1이중관로(200)와 제2이중관로(300)의 내관(220,330)과 외관(230,340)은 금속재질로 이루어지는 관으로서, 열전달부재의 역활을 한다. 그리고, 외관(230,340)은 사각형상의 관인 것이 바람직하다.

상기 제1이중관로(200)와 제2이중관로(300)의 내관(220,330)과 외관(230,340)의 사이 공간에 구비되는 가열부(400)는 외부로부터 전원을 인가받아 일정 온도로 가열되는 PTC 서미스터(410)와, PTC 서미스터(410)로 전원을 인가하는 전원부(420)와, 상기 전원부(420)와 전기적으로 연결되며 상기 PTC 서미스터(410)를 설정 온도로 가열하기 위하여 상기 전원부(420)를 작동시키는 제어부(430)로 구성된다.

그리고, 상기 제어부(430)는 표시부(440)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 표시부(440)는 상기 제어부(430)로부터 전기적 신호를 전송받아 상기 설정 온도 및 하기에 기술되는 수위 감지 센서(500)로부터 감지되는 수위 등이 가시적으로 표시될 수도 있고, 상기 제어부(430)는 상기 설정 온도를 가변 입력시키기 위한 입력부(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제어부(430)는 전원부(420)를 작동시키어 상기 PTC 서미스터(410)의 가열 온도를 제어할 수 있다.

상기 물통 몸체(100)의 상단에는 상기 제어부(430)와 전기적으로 연결되며 상기 물통 몸체(100)의 내부 공간에 채워지는 수위를 감지하는 수위 감지 센서(500)가 설치된다. 여기서, 상기 수위 감지 센서(500)는 광 센서 또는 초음파 센서, 접점 센서 등을 사용하여 수면으로까지의 거리를 측정하는 수단의 센서이다.

또한, 상기 물통 몸체(100)의 상단에는 외부로부터 물이 유입되는 보충수 급수구(600)가 연결되고, 상기 보충수 급수구(600)에는 상기 제어부(340)와 전기적으로 연결되는 개폐 밸브(610)가 설치된다.

그리고, 상기 제어부(430)는 상기 수위 감지 센서(500)로부터 감지된 수위를 전송받아 기설정된 수위에 이르도록 상기 개폐 밸브(610)의 개폐를 제어하는 것이 바람직하다.

다음은 상기의 구성을 갖는 다중 가열 기능을 갖는 보일러의 작용을 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 출수구(150)를 통하여 물통 몸체(100)의 제2공간부(130)에서 출수되는 온수는 난방관(151)을 따라 일정의 난방 공간을 난방한 뒤에 일정 온도로 하강한 상태에서 입수구(140)를 통하여 제1이중관로(200)의 내부로 유입된다. 이때의 입수되는 물의 온도를 제1온도라 한다.

상기 제1온도를 이루는 물은 제1이중관로(200)의 내관(220)을 통과하면서 1차적으로 가열된다. 즉, 가열부(400)는 전원부(420)를 작동시켜 PTC 서미스터(410) 를 기설정된 온도로 가열한다. 따라서, 상기 PTC 서미스터(410)는 내관(220)과 외관(230)의 사이 공간에서 발열되고, 이 발열되는 열은 열전달 부재의 역할을 하는 내관(220)과 외관(230)을 통하여 내주로 전달된다. 그리고, 상기 열은 상기 내관(220)의 내부에서 상방으로 유동되는 제1온도를 이루는 물을 제2온도가 되도록 가열한다.

상기 제2온도로 가열된 물은 내관(220)의 상부에 구비된 배출구(210)를 통하여 제1공간부(120)로 흘러 넘치게 되고, 상기 제1공간부(120)로 흘러 넘치는 제2온도를 이루는 물은 외관(230)의 외주에 접촉되면서 PTC 서미스터(410)의 발열에 의하여 가열되어 제3온도로 상승된다.

이와 같이 제3온도로 가열되는 물은 구획벽(110)의 하부 측부에 마련되는 유입관(310)를 통하여 다시 제2공간부(130)의 제2이중관로(300)로 유입된다. 상기 제2이중관로(300)로 유입된 상기 제3온도를 이루는 물은 제2이중관로(300)의 내관(330)에서 상방으로 유동되면서 PTC 서미스터(410)의 발열에 의하여 가열되어 제4온도로 상승되고, 상기 제4온도로 가열된 물은 내관(330)의 상부에 구비된 배출구(320)를 통하여 제2공간부(130)로 흘러 넘치면서 제2이중관로(300)의 외관(340)의 외주에 접촉됨에 따라 가열되어 제5온도로 상승된다. 상기 제5온도로 상승된 물은 제2공간부(130)에 바닥면에 마련된 출수구(150)를 통하여 다시 난방관(151)으로 출수된다.

이때, 상기 물통 몸체(100)의 제2공간부(130)에 순차적으로 유입되는 물의 수위는 상기의 수위 감지 센서(500)에 의하여 수위가 감지된다.

또한, 상기 수위 감지 센서(500)는 물통 몸체(100)의 제2공간부(130) 내부에 유입되는 물의 온도를 측정하여 제어부로(430) 전송할 수 있는 기능을 구비할 수도 있다. 따라서, 상기 제어부(430)는 상기 물통 몸체(100)의 내부 온도를 실시간으로 모니터링 할 수도 있다.

그리고, 상기 제어부(430)는 기설정되는 수위에 이를 때까지 상기 PTC 서미스터(410)의 가열 동작을 제어할 수 있기 때문에, 물통 몸체(100)의 내부에서의 대류를 용이하게 조절할 수 있다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제2공간부(130)에는 제3공간부(170)가 형성되도록 격벽(160)을 더 구비할 수도 있다. 이때, 상기 격벽(160)은 제2이중관로(300)로부터 일정거리 이격되고, 상기 제2공간부(130)와 제3공간부(170)가 연통되는 통로(162)가 형성되도록 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 물통 몸체(100) 내의 구획벽(110)과 격벽(160)은 금속재질로 구비하고, 상기 구획벽(110)과 격벽(160)의 내부에 가열부인 PTC 서미스터(410)를 구비한다.

상기 구획벽(110) 내의 PTC 서미스터(410)는 상기 제1이중관로(200)의 내관(220)에서 제2온도로 가열된 물이 배출구(210)를 통하여 흘러 넘치게 될 때, 외관(230)의 외주면을 접촉하지 않고 제1공간부(120)로 바로 유입되는 물에 대해 구획벽(110) 내의 PTC 서미스터(410)의 발열에 의하여 가열되도록 하므로 제3온도를 더욱 상승시킬 수 있다.

그리고 격벽(160) 내의 PTC 서미스터(410)는 상기 제2이중관로(300)의 내 관(330)에서 제4온도로 가열된 물이 배출구(320)를 통하여 제2공간부(130)로 흘러 넘치게 될 때, 외관(340)의 외주면을 접촉하지 않고 제2공간부(130)로 바로 유입되는 물에 대해 격벽(160) 내의 PTC 서미스터(410)의 발열에 의하여 가열되도록 하므로 제5온도를 더욱 상승시킬 수 있다.

이와 같이 상기 구획벽(110)과 격벽(160)에 PTC 서미스터(410)를 더 구비함으로써 PTC 서미스터(410)와의 직접적으로 접촉되는 물과의 접촉 면적이 증가될 수 있기 때문에 상기 물을 가열하는 경우에 가열 시간을 일정 시간 단축시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 일정 수위를 유지하면서 외부에서 난방 된 이후에 입수되는 물을 다중으로 가열함과 아울러, 물의 순환 속도를 별도의 구동 수단을 구비하지 않고 대류 현상으로 이루게 함으로써 불필요한 동력의 사용을 방지하고, 난방수 순환에 있어서의 순환 저항을 용이하게 줄일 수 있다.

한편, 상기에서 언급되는 제 1,2,3,4,5 온도는 어느 점(point) 온도를 이름이 아니고, 일정 범위를 갖는 온도인 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다.

따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라, 상기 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 다중 가열 기능을 갖는 보일러의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 다중 가열 기능을 갖는 보일러의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 물통 몸체 110: 구획벽

120: 제1공간부 130: 제2공간부

140: 입수구 150: 출수구

160: 격벽 170: 제3공간부

200: 제1이중관로 300: 제2이중관로

210,320: 배출구 220,330: 내관

230, 340: 외관 310: 유입관

400: 가열부 410: 서미스터

420: 전원부 430: 제어부

440: 표시부 500:수위감지센서

600: 보충수 급수구

Claims (5)

1. 내부에 물이 채워지는 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에 제1,제2 공간부가 형성되도록 구획벽이 구비되며, 상기 제1공간부 바닥면에는 입수구가 구비되고 제2공간부 바닥면에는 출수구가 구비된 물통 몸체와;

   상기 제1공간부에 구비되되, 상기 제1공간부의 입수구와 하단이 연결되고, 상부 일측에 제1공간부와 연통되는 배출구가 구비되며, 내부에 가열부가 구비된 제1이중관로와;

   상기 제2공간부에 구비되되, 상기 물통 몸체의 구획벽을 관통하여 제1공간부와 연통되는 유입관이 하단에 연결되고, 상부 일측에 제2공간부와 연통되는 배출구가 구비되며, 내부에 가열부가 구비된 제2이중관로;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제2공간부에는 제3공간부가 형성되도록 격벽을 더 구비하되, 상기 격벽은 제2이중관로로부터 일정거리 이격되고, 상기 제2공간부와 제3공간부가 연통되는 통로가 형성되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 구획벽과 격벽의 내부에는 가열부가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으 로 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러.
4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 가열부는 외부로부터 전원을 인가 받아 일정 온도로 가열되는 PTC 서미스터와, PTC 서미스터로 전원을 인가하는 전원부와, 상기 전원부와 전기적으로 연결되며, 상기 PTC 서미스터를 설정 온도로 가열하기 위하여 상기 전원부를 작동시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 물통 몸체의 상단에는 외부로부터 물이 유입되는 보충수 급수구가 연결되고, 상기 물통 몸체의 내부공간에 채워지는 수위를 감지하는 수위 감지 센서가 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 가열 기능을 갖는 보일러.

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