KR20130085223A

KR20130085223A - 발열제를 이용한 휴대용 난방장치

Info

Publication number: KR20130085223A
Application number: KR1020120006221A
Authority: KR
Inventors: 유란
Original assignee: 체리트레이딩(주)
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-07-29

Abstract

본 발명은 발열반응을 일으키는 발열제를 이용하여 물을 가열하고 가열된 온수를 순환시켜 인체의 체온을 유지하기 위한 난방을 할 수 있도록 온수발생기와 온열매트로 이루어진 야외용 난방장치에 관한 것으로서, 상기 온수발생기는 발열제와 물이 투입되고 발열제의 발열반응을 이용하여 물을 가열하는 발열통과, 상기 발열통에서 가열된 온수를 발열통의 저수부를 통해서 온열매트로 공급하는 공급관과, 상기 온열매트를 순환하여 냉각된 냉수를 발열통의 저수부로 유입시키는 유입관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

발열제를 이용한 휴대용 난방장치{Portable heating apparatus}

본 발명은 휴대용 난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발열반응을 일으키는 발열제의 반응열을 이용하여 물을 가열하고 가열된 온수를 순환시켜서 야외에서 인체의 체온을 유지하기 위한 난방을 할 수 있도록 구성된 발열제를 이용한 휴대용 난방 장치에 관한 것이다.

통상, 야외의 텐트에서 잠을 자거나 휴식을 취할 때는 지면으로부터 올라오는 찬 기운으로 인하여 자고 난 다음 몸이 가뿐하지 못하여서 야영이나 등산, 낚시 등 야외 생활에 쉽게 피로가 가중되는 불편함이 있었다.

이에 따라 최근에는 낚시, 등산, 야영과 같은 야외 활동시 추위를 피하고 체온을 유지하거나 따뜻한 잠자리를 위해서 온열매트를 자주 사용한다.

이러한 온열매트는 사용하는 열원에 따라 전기식, 온수순환식, 증기순환식, 열풍순환식 등으로 구분된다. 또한, 온열매트는 온수나 증기를 순환시키는 방식에 따라 펌프식, 자연순환식, 증기순환식 등으로 구분될 수 있다.

순환펌프를 사용하는 방식은 효율이 높고 편리하나 별도의 동력원이 필요하므로 사용장소가 제한적이고 고장의 우려와 유지보수의 불편함이 있다. 또한 중력을 이용하는 자연순환방식은 순환이 느리고 난방부위보다 높게 설치하기 어려우며 이동이 곤란할 뿐만 아니라 대량의 온수를 필요하다는 단점이 있다.

그리고 증기순환방식은 온열매트의 호스에 증기를 순환시켜 난방하는 방식이므로 증기가 호스를 순환하는 동안 외부와의 열 교환으로 응축되어 호스에 응축수와 증기가 병존하게 되어 국부적인 고온영역과 저온영역이 생겨나 난방효율이 떨어지는 문제점이 있고 고온의 증기를 사용하여야 하므로 연료소모량이 많다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 온수를 순환시켜 균일한 난방이 가능한 온수순환 방식의 휴대용 난방장치가 선호되고 있다.

한편, 물을 가열하는 열원에 따라 온열매트는 전기식, 가스식 및 기름식 등으로 구분될 수 있다. 전기를 열원으로 하는 경우에는 전기에너지를 열에너지로 전환하는 히터를 이용하여 간편하게 온수를 가열할 수 있으나 야외에서 전기를 공급받는데 한계가 있다. 그리고 가스나 기름을 사용하는 경우에는 버너에 의한 불꽃을 직접 또는 간접적으로 난방에 이용하는 방식이므로 화재나 가스 중독 등의 위험이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 대한민국 특허공개 제10-2011-31호에서는 생석회를 수화반응시켜 발생하는 열을 이용하여 온수를 가열하는 방법이 개시되어 있다. 종래 기술은 소포장 된 생석회를 사용하기 때문에 지속유지시간이 매우 짧아서 충분한 난방이 이루어지지 못하고, 반대도 지속유지시간을 늘리기 위해서 대용량의 생석회와 물탱크가 요구되어 그에 따른 비용이 늘어나게 되어 경제성이 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2011-86681호에는 진공용기에 발열체로서 발열성 금속체를 교체 가능하도록 내장하고, 필요할 때마다 발열물질을 공급하여 접촉하게 하여 발열 반응을 일으킴으로써 이때 발생하는 반응열을 인체의 체온 유지를 위한 난방으로 이용하는 휴대용 난방 장치가 개시되어 있다. 그러나, 종래의 휴대용 난방 장치는, 밀폐된 용기에서 배출되는 반응기체를 외부로 배출시켜 사용하는 것으로서, 발열물질인 수산화나트륨을 물과 함께 용기 내부로 투입하여 발열반응시킨 후 발생하는 반응기체는 용기에서 대기 중으로 방출시키고, 이때 발생하는 열을 난방에 이용하는 방식이므로, 발열체에서 발생하는 열이 반응가스와 함께 외부로 배출되어 열에너지가 쉽게 소모되는 단점이 있고, 지속유지시간을 늘리기 위해서 주기적으로 발열물질과 물을 투입하여야 하는 번거로움이 있었다.

본 발명은 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 밀폐된 용기 내에 물과 발열제를 넣고, 물과 반응하여 반응열을 내는 발열제를 이용하여 물을 가열시키되, 물이 가열될 때 발생하는 수증기와 가스를 이용하여 밀폐된 용기 내부의 압력을 높이고, 높아진 수압을 이용하여 온열매트의 내부로 온수를 공급할 수 있도록 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 온열매트의 호스로 수증기나 가스가 유입되지 않고 온수만 순환할 수 있도록 하여 국부적인 고온영역과 저온영역이 나타나지 않게 하여 균일한 난방이 이루어지는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 밀폐된 용기 내에서 발생하는 온수가 온열매트의 호스로 공급되고, 온열매트의 호스를 따라 흐르면서 차가워진 냉수는 다시 밀폐된 용기로 유입된 후 다시 가열되어 순환하도록 함으로써 외부로 배출되는 열에너지를 최소화하여 발열제의 사용량을 줄이고 지속유지시간을 늘릴 수 있는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 발열제를 이용한 휴대용 난방장치는, 온수발생기에서 배출되는 온수를 온열매트로 공급하고, 상기 온열매트에서 배출되는 냉수를 상기 온수발생기로 유입하도록 연결관으로 연결된 휴대용 난방장치에 있어서,

상기 온수발생기는, 발열제와 물이 투입되고 상기 발열제의 발열반응을 이용하여 물을 가열하는 발열통과; 상기 발열통에서 가열된 온수를 상기 발열통의 하부에 구비된 저수부를 통해서 온열매트로 공급하는 공급관과; 상기 온열매트를 순환하여 냉각된 냉수를 상기 발열통의 저수부로 유입시키는 유입관;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하다.

본 발명에 있어서, 상기 발열통은 일정량의 물과 발열제를 수용하는 내부공간을 갖고 그 상단에는 발열제와 물을 투입할 수 있도록 개폐가능한 뚜껑이 설치된다.

상기 뚜껑에는 상기 발열통의 내부공간의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브가 구비된다.

상기 발열통과 뚜껑 사이에는 뚜껑을 고정함과 아울러 수증기와 가스가 누설되는 것을 막기 위한 밀봉부재이 구비된다.

본 발명에 있어서, 상기 공급관은 발열통의 내부에 수직으로 설치되는 파이프나 발열통의 내 측면에 일체로 구비되는 밀폐된 채널구조로 이루어지며 그 내부공간은 상기 발열통의 내부공간에 비해 상대적으로 매우 작은 것을 특징으로 한다.

상기 공급관의 입수구는 발열통의 하단부에 위치하도록 형성되고, 배출구 또는 출수구는 상기 발열통의 수면보다 높은 위치에 위치하도록 상단부에 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 유입관은 상기 발열통의 외부에 설치되고 상기 발열통의 내부공간에 비해 상대적으로 작지만 상기 공급관의 내부공간에 비해서는 상대적으로 큰 크기의 내부공간을 갖는다.

상기 유입관은 발열통의 외부에 수직으로 설치되는 파이프나 발열통의 외측면에 일체로 구비되는 밀폐된 용기 구조로 이루어진다.

상기 유입관의 상단부에는 가스층이 형성되고 냉수가 유입되는 유입구는 상기 가스층이 형성된 상단부에 연통하도록 형성된다.

상기 유입구는 발열통의 수위보다 높은 위치에 형성되고 상기 유입관의 하단에는 유입관 내부의 냉수가 상기 발열통의 저수부로 흘러가도록 유통구가 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 저수부는 상기 발열통의 하단부에 항상 일정량의 물을 저장할 수 있도록 형성된다.

상기 저수부는 상기 발열통의 바닥으로부터 일정 높이에 다수 개의 관통 홀이 천공된 다공판을 설치하거나 상기 발열통의 바닥면 하부에 별도의 밀폐된 용기를 형성하고, 상기 발열통의 바닥면에 다수 개의 관통 홀을 형성하여 이루어진다.

상기 다공판에 천공된 관통 홀은 발열통 내부의 물은 자유롭게 통과하고 그 위에 놓인 발열제는 통과하지 못하는 크기로 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 발열통과 유입관의 상부에는 가스층이 형성되고, 상기 발열통의 내부압력은 상기 유입관의 내부압력보다 상대적으로 낮게 유지된다.

상기 공급관의 상부에는 가스층이 형성되지 않고, 상기 발열통의 내부압력은 상기 공급관의 수위가 상기 공급관의 배출구를 초과하도록 높게 유지된다.

본 발명에 따르면, 발열제의 반응열을 이용하여 물을 가열하고, 물을 가열할 때 발생하는 수증기와 가스를 이용하여 수압을 높이고, 이 수압을 이용하여 가열된 온수를 온열매트로 공급함과 아울러 온수발생기와 온열매트 사이의 압력차를 이용하여 온열매트에서 배출되는 냉수는 다시 온수발생기로 원활하게 순환시킴으로써 별도의 온수순환펌프를 구비하지 않고 외부로 배출되는 열에너지를 최소화하여 발열제의 추가 없이 지속유지시간을 최대화하여 사용할 수 있는 자원이 한정된 야외에서 사용하기 편리한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온열매트의 호스로 온수만을 공급하고 수증기나 가스가 유입되지 않도록 하여 국부적인 고온영역과 저온영역이 나타나지 않고 균일한 난방이 이루어지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발열제를 이용한 휴대용 난방장치의 개략적인 구성을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 온수발생기의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 온수발생기의 내부구조를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 온수발생기의 구성 및 작용을 설명하기 위한 설명도이다.

이하, 본 발명에 따른 '발열제를 이용한 휴대용 난방장치'의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 발열제를 이용한 휴대용 난방장치(이하 '휴대용 난방장치'라 함)(1)는, 밀폐된 용기 내부에 발열제와 물을 수용하고, 발열제의 발열반응을 이용하여 물을 가열하는 것으로서, 온수를 가열하고 공급하는 온수발생기(10)와, 상기 온수발생기(10)로부터 공급되는 온수를 순환시켜 난방하는 온열매트(70)로 구성된다.

상기 온수발생기(10)는 발열제(3)와 물이 수용되는 밀폐된 용기로 이루어진다. 상기 발열제(3)는 물과 반응하여 발열반응을 하는 화학물질로서, 통상 부직포로 포장되어 있다.

이러한 발열제로는 분체 산화칼슘(생회석)의 1성분계로 이루어진 것과, 분체 산화칼슘(생석회)과 분체 알류미늄의 2성분계로 이루어진 것이 있다. 종래의 발열제로는 대한민국 등록특허 제10-047582호, 공개특허 제10-2011-0120406호, 등록특허 10-0960811호 등에 개시되어 있다. 상기 발열제(3)는 물과 반응하여 물을 95~100℃이상으로 가열할 수 있는 것이라면 어느 것이나 적용가능하다.

상기 온열매트(70)는 매트 내부에 온수가 유동할 수 있도록 호스(72)가 매설된 것으로, 통상 내피의 쿠션재와, 쿠션재 내부에 설치되는 온수 호스, 외피의 매트커버로 이루어진다. 상기 온열매트(70)는 온수를 원활하게 순환시킬 수 있고 휴대가 편리하도록 부피가 작고 가벼운 소재로 이루어진 것이라면 어느 것이나 적용가능하다. 따라서 본 발명에서 사용되는 발열제(3)와 온열매트(70)는 도면이나 명세서에 개시된 것으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 휴대용 난방장치(1)는, 온수발생기(10)에서 가열된 온수를 온열매트(70)로 순환시켜 인체의 체온을 유지하는데 사용하는 것으로서, 특히 온수발생기(10)에서 발열제(3)의 반응열을 이용하여 가열된 뜨거운 물(이하 '온수'라 함)을 온열매트(70)로 공급하고, 상기 온열매트(70)를 순환하면서 차가워진 물(이하 '냉수'라 함)을 다시 온수발생기(10)로 유입시키도록 한 것이다.

이와 같이, 발열제(3)에 의해서 가열된 온수나 수증기가 외부로 배출되지 않도록 하면 물의 사용량을 줄일 뿐만 아니라 이들과 함께 열에너지가 외부로 배출되는 것을 방지하여 발열제의 사용량을 최소화하고 난방의 지속시간을 최대화할 수 있게 된다.

이를 위해서, 본 발명에 따른 휴대용 난방장치(1)는, 상기 온수발생기(10)와 온열매트(70) 사이에는 공급연결관(62)을 연결하고, 상기 온열매트(70)와 온수발생기(10) 사이에는 유입연결관(64)을 연결하여 상기 온수발생기(10)에서 발생하는 온수는 상기 온열배트(70)로 공급되도록 하고, 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수는 상기 온수발생기(10)로 유입시켜서 물을 연속적으로 순환시킬 수 있는 폐회로(closed circuit)를 구성하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 휴대용 난방장치(1)는, 별도의 온수순환장치를 구비하지 않고, 상기 온수발생기(10)의 내부에서 발생하는 내부압력이나 수압만을 이용하여 상기 온수발생기(10)와 온열매트(70) 사이의 온수를 순환시킴으로써 구조를 단순화하고 외부 전원의 사용이 필요 없게 한다..

이를 위해서, 상기 온수발생기(10)는 물을 가열하고 온수를 순환시키는 열원으로 작용하는 발열제(3)가 투입되는 발열부(20)와, 상기 발열제(3)의 발열에 의해 증가하는 내부압력을 이용하여 온열매트(70)로 온수를 순환시키기 위한 온수공급부(30)와, 상기 온수공급부(30)의 내부압력보다 항상 낮은 내부압력을 유지하여 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수가 원활하게 유입될 수 있도록 하는 냉수유입부(80)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성을 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 발열부(20)는 밀폐된 용기를 구성하는 발열통(21)을 포함하여 구성되는데, 상기 발열통(21)은 원통형이나 사각형상으로 이루어지고, 일정량의 물과 발열제(3)를 수용하는 내부공간(22)을 갖는다.

그리고 상기 발열통(21)의 상단에는 발열제와 물을 투입할 수 있도록 개폐가능한 뚜껑(24)이 설치되고, 상기 뚜껑(24)에는 내부공간(22)에서 발생하는 수증기와 가스에 의해서 형성된 내부압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(26)가 구비된다. 상기 압력조절밸브(26)의 내부에는 스프링 부재가 설치되어 미리 설정된 내부압력 이상으로 내부압력이 올라가면 상기 스프링 부재의 작동으로 밸브가 개방되어 수증기 및 가스의 일부를 외부로 배출하여 압력을 조절하게 된다. 또한, 상기 발열통(21)과 뚜껑(24) 사이에는 상기 뚜껑(24)을 고정함과 아울러 수증기와 가스가 누설되는 것을 막기 위한 밀봉부재(28)이 구비된다. 아울러, 상기 뚜껑(24)에는 발열통(21) 내부의 가스를 외부로 배출하기 위한 안전밸브가 더 구비될 수 있다.

이어, 상기 온수공급부(30)는 발열통(21)의 내부에 수직으로 설치되는 공급관(32)을 포함하는데, 상기 공급관(32)는 발열통(21)의 내부에 수직으로 설치되는 파이프나 발열통(21)의 내 측면에 일체로 구비되는 밀폐된 채널 구조로 이루어진다. 상기 공급관(32)은 발열통(21)의 내부공간(22)에 비해 상대적으로 매우 작은 내부공간(33)을 갖는다.

그리고 상기 공급관(32)의 입수구(36)는 온수만이 유입될 수 있도록 발열통(21)의 하단부에 형성되고, 배출구(34) 또는 출수구는 상기 발열통(21)의 수면보다 위에 위치하도록 상단부에 형성된다. 상기 배출구(34)는 온수를 발열통(20) 외부로 배출시킬 수 있도록 발열통(20)의 측벽을 관통하여 형성된다. 그리고 상기 배출구(34) 또는 배출구(34)를 관통하여 돌출된 공급관(32)의 출수구에는 상술한 공급연결관(62)이 연결된다.

따라서 상기 발열통(21)의 내부로 투입된 물과 발열제(3)가 반응하여, 반응열을 발생시키고, 이 반응열에 의해서 물이 가열됨과 아울러 수증기와 가스가 발생되면, 상기 발열통(21)의 상단부에 가스층이 생성되고, 이 가스층이 커질수록 내부의 압력이 상승하게 된다. 그리고 이 가스층은 발열통(21)의 수면을 가압하여 수압이 상승시키게 된다.

수증기와 가스의 발생의 증가함에 따라서 수압이 높아지면, 수압이 높아진 온수는 상대적으로 압력이 낮은 공급관(32)의 내부로 유입된다. 그러면 공급관(32)의 수위가 점차 높아지고, 결국 공급관(32)의 수위가 배출구(34)의 위치를 초과하면, 공급관(32) 내부의 온수는 배출구(34)를 통해 온열매트(70)의 호스(72)로 공급되게 된다.

반면, 상기 냉수유입부(80)는 상기 발열통(21)의 외부에 설치되고 상기 발열통(21)의 내부공간(22)에 비해서는 상대적으로 작지만 상기 공급관(32)의 내부공간(33)에 비해서는 상대적으로 큰 크기의 내부공간(88)을 갖는 유입관(82)이 구비된다. 예를 들어, 상기 유입관(82)은 발열통(21)의 외부에 수직으로 설치되는 파이프나 발열통(21)의 외 측면에 일체로 구비되는 밀폐된 용기 구조로 이루어진다.

상기 유입관(82)의 상단부에는 온수에서 발생하는 수증기와 가스에 의한 가스층이 형성되고, 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수가 유입되는 유입관(82)의 상기 가스층과 연결되도록 상단부에 형성된다. 즉, 상기 유입관(82)의 수위는 상기 유입구(84)의 위치보다 항상 낮은 위치에 있도록 하고, 상기 유입관(82)의 하단에는 유입관(82) 내부의 냉수가 발열통(21) 내부로 흘러가도록 유통구(86)가 형성된다.

한편, 상기 발열통(21)의 하단부에는 항상 일정량의 물을 저장하는 저수부(90)가 구비되는데, 상기 저수부(90)는 상기 발열통(21)의 바닥으로부터 일정 높이에 다수 개의 관통 홀(94)이 천공된 다공판(92)를 설치하거나 상기 발열통(21)의 바닥면 하부에 별도의 밀폐된 용기를 형성하고, 상기 발열통(21)의 바닥면에 다수 개의 관통 홀(94)을 형성하여 이루어진다. 상기 다공판(92)은 다수 개의 관통 홀(94)이 천공되는데, 다공판(92)에 형성되는 관통홀(94)은 발열통(21) 내부의 물은 자유롭게 통과할 수 있으나 그 위에 놓인 발열제(3)는 통과할 수 없는 크기로 이루어진다.

따라서 상기 다공판(92)은 발열체(3)를 발열통(21)의 바닥으로부터 소정 높이로 지지하는 역할을 한다. 상기 발열제(3)는 발열통(21) 내부의 물을 흡수하여 발열 반응을 하지만 발열제(3)가 발열통(21)의 바닥으로부터 일정 높이로 떨어져 있으면 그 높이에 해당하는 만큼의 물은 상기 발열제(3)가 흡수하지 못하므로 항상 발열통(21)의 하단부에 물이 저장되게 된다.

상기 저수부(90)에 저장된 물은 발열통(21)에서 발생하는 수증기나 가스가 상기 공급관(32)이나 유입관(82)으로 직접 전달되는 것을 차단한다. 또한, 상기 저수부(90)는 발열통(21)에서 발생하는 온수를 상기 공급관(32)과 유입관(82)으로 공급하고 상기 유입관(82) 내부의 냉수가 발열통(21) 내부로 유입되도록 하는 역할을 한다. 이를 위해서, 상기 공급관(32)의 입수구(36)와 상기 유입관(82)의 유통구(86)는 상기 저수부(90)를 통해서 발열통(21)과 연통하도록 하단부에 형성된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 온수발생기(10)는 발열제(3)와 물이 투입되고 물을 가열하는 발열통(21)과, 상기 발열통(21)에서 가열된 온수를 상기 발열통(20)이 저수부(90)를 통해서 발열매트(70)로 공급하는 공급관(32)와, 상기 발열매트(70)를 순환하는 과정에서 냉각된 냉수를 상기 발열통(20)의 저수부(90)로 유입시키는 유입관(82)을 포함하여 이루어진다.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 난방장치(1)의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 공급연결관(62)과 유입연결관(64)을 이용하여 온수발생기(10)와 온열매트(70)의 호스(73)를 연결한다. 이때, 온열매트(70)는 텐트의 내부에 설치하고, 온수발생기(10)는 텐트의 바깥에 설치한다.

그리고 상기 온수발생기(10)의 뚜껑(24)을 열고 물을 주입하여 온열매트(70)의 호스(73)로 물을 순환시킨다. 상기 온열매트(70)에서 배출되는 물에 의해서 상기 발열통(21)의 내부에 수위가 일정하게 될 때까지 물을 충분히 공급한다. 그리고 상기 발열통(21) 내부에 발열제(3)를 투입한다.

이때 발열제(3)는 두 가지 종류의 발열제를 투입하는 것이 바람직하데, 예를 들어, 발열반응이 빨리 일어나는 종류의 발열제와 발열반응이 늦게 일어나는 종류의 발열제를 혼합하여 투입한다. 그러면 난방을 신속하게 하는 동시에 발열제의 추가 투입 없이 난방시간을 연장할 수 있다.

상기 발열통(21)에 투입한 발열제(3)는 물과 반응하여 반응열을 발생시키고, 이 반응열은 물을 가열하여 온수를 생성한다. 그리고 물이 끊는 점을 초과하게 되면, 수면으로부터 수증기와 가스가 발생한다. 발생한 가스는 발열통(21)의 상단부에 가스층을 형성하게 된다.

상기 발열통(21)은 밀폐되어 있으므로 수증기와 가스의 발생할수록 가스층이 늘어나고 내부압력도 높아지게 된다. 그러면 가스층은 수면을 가압하여 발열통(21)에 수용된 물의 수압이 높아지게 된다. 그리고 발열통(21)의 수압이 높아지면, 수압이 높이진 물은 저수부(80)를 통해서 공급관(32)과 유입관(82)으로 이동하게 된다.

이때, 공급관(32)의 상단부는 발열통(21)의 내부압력에 비해 상대적으로 낮은 압력을 갖기 때문에 공급관(32)의 수위는 급격히 상승하고 결국 배출구(34)의 위치를 넘게 된다. 그러면 공급관(32)으로 유입된 온수는 상기 배출구(34)를 통해서 온열매트(70)로 공급되게 된다.

그리고 상기 유입관(86)의 내부도 발열통(21)의 내부압력에 비해서 상대적으로 낮은 압력을 갖기 때문에 유입관(32)의 수위도 일정 수준까지 상승하게 된다. 그리고 상기 유입관(32)으로 유입된 온수로부터 발생하는 수증기와 가스는 상부로 이동하여 유입관(32)의 상단부에 가스층을 형성하게 된다.

이때, 상기 유입관(82)은 상기 공급관(32)에 비해 상대적으로 크기 때문에 그 수위는 유입구(86)를 초과하지 않게 된다. 따라서 상기 유입구(86)로 공급된 온수는 상기 유입구(86)를 역류하여 온열매트(70)로 공급되는 것이 방지된다.

이어서, 상기 온열매트(70)로 공급되는 온수는 호스(73)를 따라 흐르는 동안에 열을 방출하고 서서히 냉각되어서 호스(73)의 출구로 배출된다. 그리고 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수는 유입연결관(64)과 유입구(84)를 통해서 상기 유입관(82)의 상단부에 형성된 가스층으로 공급된다. 상기 유입관(62)의 상단부에 형성된 가스층의 내부압력은 상기 발열통(21)의 내부압력보다 상대적으로 낮기 때문에 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수는 원활하게 유입될 수 있다.

상기 유입관(82)으로 유입된 냉수는 유입관(82) 내부의 온도를 떨어뜨려서 유입관(82) 내부압력이 상기 발열통(21) 내부의 압력보다 항상 낮은 내부압력을 유지하게 한다. 아울러 상기 유입연결관(64)을 차가운 외기에 노출시켜 냉수를 더욱 냉각시킴으로써 유입관(82)과 발열통(21) 사이의 압력 차를 너우 크게 하는 것도 가능하다.

한편, 상기 발열통(21)의 내부의 압력이 일정 범위를 넘으면, 상기 압력조절밸브(26)를 개방하여 수증기와 가스의 일부를 외부로 방출시켜서 내부압력을 일정 범위로 조절한다. 즉, 상기 발열통(21)의 내부압력은 유입관(82)의 수위는 유입구(84)를 초과하지 않고, 공급관(32)의 수위는 배출구(34)를 항상 초과하는 범위로 제어된다. 따라서 본 발명의 온수발생기(10)는 공급관(32)의 온수가 상기 온열매트(70)로 원활하게 공급되게 하면서도 상기 발열통(21)의 온수가 유입관(82)의 유입구(84)를 통해 상기 온열매트(70)로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 난방장치(1)는 발열통(21)의 내부압력을 일정한 범위 내로 조절함과 아울러 상기 공급관(32)의 크기는 상기 발열통(21)에 비해서 훨씬 작게 하고, 상기 유입관(82)의 크기는 상기 공급관(32)에 비해서는 상대적으로 크게 하되 상기 발열통(21)에 비해서는 작게 함으로써, 상기 공급관(32)의 수위는 배출구(34)를 초과하도록 하고, 상기 유입관(82)의 수위는 유입구(84)를 넘지 않도록 하여 온수를 연속적으로 순환시키는 것이다.

그러므로 본 발명에 따른 온수발생기(10)는 상기 발열통(21) 내부로 투입된 발열제(3)가 일정량의 수증기와 가스를 계속하여 생산하는 동안에는 온수발생기(10)와 온열매트(70) 사이에 온수를 순환시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 난방장치(1)는 발열제(3)를 이용하여 온수를 가열하고 순환시키는 것으로, 밀폐된 발열통(21)의 내부에 투입된 발열제(3)는 물과 반응하여 반응열을 발생시키고, 그 반응열을 물을 가열하여 온수를 생성하는 동시에 수증기와 가스를 발생시킨다.

그리고 상기 발열통(21)의 뚜껑(24)에 설치된 압력조절밸브(26)는 발열통(21) 내부의 압력을 일정 범위로 조절하여 발열통(21) 내부의 온수가 유입관(82)의 유입구(84)를 통해서 역류하는 것을 방지한다.

또한, 상기 발열통(21)의 하단부에 형성된 저수부(90)는 발열통(21)에서 발생하는 수증기와 가스가 상기 공급관(22)이나 유입관(82)으로 공급되는 것을 차단하여 상기 온열매트(70)의 호스(73)로 가스가 주입되는 것을 방지한다.

그리고 상기 유입관(82)은 상기 가열통(21)에 비해서 상대적으로 작은 크기로 이루어지되 상기 공급관(32)보다는 크게 형성되어 상기 공급관(32)의 수위가 배출구(34)를 초과할 때 상기 유입관(82)의 수위는 유입구(84)를 초과하지 않도록 함과 아울러 상기 유입관(82)으로 유입되는 냉수의 온도를 충분히 낮추어서 상기 유입관(82)의 내부압력이 상기 가열통(21)의 내부압력보다 작게 함으로써 온수가 연속적으로 순환될 수 있도록 하는 것이다.

1: 휴대용 난방장치 2: 발열제
10: 온수발생기 20: 발열부
21: 발열통 24: 뚜껑
26: 압력조절밸브 28: 밀봉부재
30: 온수공급부 32: 공급관
34: 배출구 36: 입수구
62: 공급연결과 64: 유입연결과
70: 온열매트 72: 호스
80: 냉수유입부 84: 유입구
86: 유통구 90: 저수부
92: 다공판 94: 관통홀
22, 33, 88: 내부공간

Claims

온수발생기(10)에서 배출되는 온수를 온열매트(70)로 공급하고, 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수를 상기 온수발생기(10)로 유입하도록 연결관으로 연결된 휴대용 난방장치에 있어서,
상기 온수발생기(10)는, 발열제(3)와 물이 투입되고 상기 발열제(3)의 발열반응을 이용하여 물을 가열하는 발열통(21)과;
상기 발열통(21)에서 가열된 온수를 상기 발열통(20)의 하부에 구비된 저수부(90)를 통해서 온열매트(70)로 공급하는 공급관(32)과;
상기 온열매트(70)를 순환하여 냉각된 냉수를 상기 발열통(20)의 저수부(90)로 유입시키는 유입관(82);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 1항에 있어서,
상기 공급관(32)은 발열통(21)의 내부에 수직으로 설치되는 파이프나 발열통(21)의 내 측면에 일체로 구비되는 밀폐된 채널구조로 이루어지고 그 내부공간(33)은 상기 발열통(21)의 내부공간(22)에 비해 상대적으로 매우 작은 크기로 이루어지고;
상기 유입관(82)은 발열통(21)의 외부에 수직으로 설치되는 파이프나 발열통(21)의 외 측면에 일체로 구비되는 밀폐된 용기 구조로 이루어지고 그 내부공간(88)은 상기 발열통(21)의 내부공간(22)에 비해서는 상대적으로 작지만 상기 공급관(32)의 내부공간(33)에 비해서는 상대적으로 큰 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 2항에 있어서,
상기 발열통(21)은 일정량의 물과 발열제(3)를 수용하는 내부공간(22)을 갖고 그 상단에는 발열제와 물을 투입할 수 있도록 개폐가능한 뚜껑(24)이 설치되며, 상기 뚜껑(24)에는 발열통(21) 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(26)가 구비되는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 3항에 있어서,
상기 공급관(32)의 입수구(36)는 발열통(21)의 하단부에 위치하도록 형성되고, 배출구(34) 또는 출수구는 상기 발열통(21)의 수면보다 높은 위치에 위치하도록 상단부에 형성된 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 4항에 있어서,
상기 유입관(82)의 상단부에는 가스층이 형성되고 냉수가 유입되는 유입구(84)는 상기 가스층과 연통하도록 상단부에 형성되며, 상기 유입구(84)는 발열통(21)의 수위보다 높은 위치에 형성되고 상기 유입관(82)의 하단에는 유입관(82) 내부의 냉수가 상기 발열통(21)의 저수부(90)로 흘러가도록 유통구(86)가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 저수부(90)는 상기 발열통(21)의 바닥으로부터 일정 높이에 다수 개의 관통 홀(94)이 천공된 다공판(92)을 설치하거나 상기 발열통(21)의 바닥면 하부에 별도의 밀폐된 용기를 형성하고, 상기 발열통(21)의 바닥면에 다수 개의 관통 홀(94)을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 발열통(21)과 유입관(82)의 상부에는 온수에서 발생하는 수증기와 가스에 의한 가스층이 형성되고, 상기 발열통(21)의 내부압력은 상기 유입관(82)의 내부압력보다 상대적으로 낮게 유지되며, 상기 공급관(32)의 상부에는 가스층이 형성되지 않고, 상기 발열통(21)의 내부압력은 상기 공급관(32)의 수위가 상기 공급관(32)의 배출구(34)를 초과할 정도로 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
온수발생기(10)와 온열매트(70)로 구성된 휴대용 난방장치에 있어서,
상기 온수발생기(10)는, 발열제(3)와 물이 투입되고 상기 발열제(3)의 발열반응을 이용하여 물을 가열하는 발열통(21)과;
상기 발열통(21)의 내부공간(22)에 비해 상대적으로 매우 작은 크기의 내부공간(33)으로 이루어지고, 온수가 유입되는 입수구(36)는 상기 발열통(21)의 하단부에 위치하고, 온수가 외부로 배출되는 배출구(34)는 발열통(21)의 수위보다 위쪽에 형성되어 상기 발열통(21)에서 가열된 온수를 온열매트(70)로 공급하는 공급관(32)과;
상기 발열통(21)의 내부공간(22)에 비해서는 상대적으로 작지만 상기 공급관(32)의 내부공간(33)에 비해서는 상대적으로 큰 크기의 내부공간(88)으로 이루어지고, 냉수가 유입되는 유입구(84)는 상기 유입관(82)의 수위보다 위쪽에 형성되고 유통구(86)는 상기 발열통(21)의 하단부에 위치하여 상기 온열매트(70)에서 배출되는 냉수를 상기 발열통(20)으로 유입시키는 유입관(82)과;
상기 발열통(21)의 바닥으로부터 일정 높이에 다수 개의 관통 홀(94)이 천공된 다공판(92)을 설치하거나 상기 발열통(21)의 바닥면 하부에 별도의 밀폐된 용기를 형성하고, 상기 발열통(21)의 바닥면에 다수 개의 관통 홀(94)을 형성하여 상기 발열통의 하단부에 항상 일정량의 물이 저장될 수 있도록 형성된 저수부(90);를 포함하여 이루어진 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 8항에 있어서,
상기 공급관(32)은 발열통(21)의 내부에 수직으로 설치되고, 상기 유입관(32)의 발열통(21)의 외부에 수직으로 설치되는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 9항에 있어서,
상기 발열통(21)은 일정량의 물과 발열제(3)를 수용하는 내부공간(22)을 갖고 그 상단에는 발열제와 물을 투입할 수 있도록 개폐가능한 뚜껑(24)이 설치되며, 상기 뚜껑(24)에는 발열통(21) 내부의 압력을 조절하기 위한 압력조절밸브(26)가 구비된 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.
제 10항에 있어서,
상기 발열통(21)과 유입관(82)의 상부에는 온수를 가열할 때 발생하는 수증기와 가스에 의한 가스층이 형성되고, 상기 발열통(21)의 내부압력은 상기 유입관(82)의 내부압력보다 상대적으로 낮게 유지되며, 상기 공급관(32)의 상부에는 가스층이 형성되지 않도록 상기 발열통(21)의 내부압력은 상기 공급관(32)의 수위가 상기 공급관(32)의 배출구(34)를 초과하도록 높게 유지되는 것을 특징으로 하는 발열제를 이용한 휴대용 난방장치.