KR20140065751A - 수온조절용 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자가 설정한 온도설정정보로 수온을 조절하여 공급하고, 수온을 조절함에 있어서 가스의 완전연소를 위한 최소 온도차 설정값에 따라 가스 공급 용량을 조절하여, 공급되는 가스의 불완전연소를 방지할 수 있는 수온조절용 보일러에 관한 것으로, 물을 공급하는 물 공급부, 공급되는 물의 온도를 측정하는 수온 측정부, 가스를 공급하고, 공급되는 가스의 용량을 제어하는 가스공급량 조절부가 장착된 가스 공급부, 상기 보일러의 동작 온도를 설정하기 위해 온도설정정보를 입력하는 설정정보 입력부, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 따라 보일러의 동작을 제어하는 동작 제어부, 상기 동작 제어부의 동작제어에 의해 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 연소시키면서 상기 물 공급부로부터 공급되는 물을 가열하는 가스 연소부 및 상기 가스 공급부에서 가열된 온수를 배출하는 온수 배출부를 포함하고, 상기 동작 제어부는, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 연소부로 공급되는 가스 용량을 조절하도록 제어신호를 발생하는 가스용량 제어모듈, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스의 완전연소를 위한 최소 온도차 설정값이 기설정된 최소온도 설정모듈 및 상기 수온 측정부에서 측정된 물의 온도와 온도설정정보의 온도차가 상기 최소 온도차 설정값 이상인지를 판단하는 설정값 판단모듈을 포함하며, 상기 동작 제어부는, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 연소부로 공급되는 가스 용량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

수온조절용 보일러{THE BOILER FOR WATER TEMPERATURE CONTROL}

본 발명은 수온조절용 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사용자가 설정한 온도설정정보로 수온을 조절하여 공급하고, 수온을 조절함에 있어서 가스의 완전연소를 위한 최소 온도차 설정값에 따라 가스 공급 용량을 조절하여, 공급되는 가스의 불완전연소를 방지할 수 있는 수온조절용 보일러에 관한 것이다.

물을 가열하여 고온, 고압의 증기나 온수를 발생시키는 장치를 보일러라고 하며, 일반 가정이나 공공건물의 난방 및 온수 공급에 사용하여 인간의 생활을 윤택하게 하는 기기로 널리 알려져 있다.

보일러는 가스를 연소하는 가스보일러, 기름을 연소하는 기름보일러 및 나무 등을 연소하는 화목보일러 등이 있다. 가스보일러는 일반적으로 기름보일러보다 비용이 적게 들고, 특히, 도시가스 등으로 연료를 제공받을 경우에는 연료가 떨어져서 다시 채워야 하는 걱정이 없으며, 소음과 연기가 적고, 화력조절이 쉬운 장점이 있어서 각 가정에서 애용되고 있다.

이러한 가스보일러는 가스 공급관을 통해 유입된 가스를 연소시켜 연소열을 발생시킬 수 있도록 마련된 가스버너, 가스버너의 상부에 설치되어 가스버너의 연소열을 받아 물을 가열하는 주열교환기, 사용자가 보일러를 조작하는 입력부의 입력신호를 받아 일련의 연소과정 및 보일러의 작동을 제어하는 메인 컨트롤러를 포함할 수 있다.

이때, 가스버너의 하부에는 연소를 촉진시키기 위해 공기를 공급하는 송풍기가 마련되고, 가스버너의 일 측면에는 가스버너를 점화시키기 위한 점화플러그가 마련되며, 가스를 연소시키는 연소실의 상부에는 일련의 연소과정에서 발생된 연소 가스를 배출하기 위해 마련된 배기구가 있을 수 있다.

그리고 가스보일러에는 물을 항상 일정량 유지하는 상태로 일시 저장하는 물 저장부가 설치되고, 물 저장부에 저장된 물을 물 공급관을 통해 주열교환기로 공급하기 위한 순환펌프가 마련될 수 있다.

또한, 입력부는 사용자가 온도설정정보를 입력할 수 있음은 물론, 보일러의 작동을 조작할 수 있고, 보일러의 상태를 표시하는 기능을 갖출 수 있다.

이와 같은 구성의 보일러는 점화플러그에서 불꽃을 튀겨서 가스버너를 점화시켜 가스 공급관으로 공급되는 가스를 연소시키고, 이때, 송풍기를 가동하여 공기를 가스버너로 공급함으로써 연소를 촉진시킬 수 있다.

그리고 순환펌프를 작동하여 물 저장탱크에 저장된 물을 물 공급관을 통해 연소실내에 설치된 주열교환기로 공급하고, 가스버너의 연소열로 유입되는 물을 가열하게 된다.

이때, 연소실 내부에 발생한 연소 가스는 배기구를 통하여 외부로 배출되고, 주열교환기를 통해 가열된 물은 물이송관을 통해 온수로 공급된다.

특히, 상기와 같은 일련의 연소과정 및 보일러의 작동은 사용자에 의해 입력되는 설정정보에 따라 제어될 수 있다.

이러한 보일러는 저장된 물을 가열하고, 가열된 물을 열교환기로 흘려 직수를 데움으로써, 사용자의 요구온도에 맞도록 온도를 조절하였다. 그러나 사용자가 요구하는 온도가 보일러에 저장된 물의 온도와 큰 차이가 없을 경우에, 저장된 물을 과도하게 가열하고, 열교환기로 직수를 데우는 과정은 비효율적이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 공개특허공보 제10-2003-0016592호는 보일러의 온수 공급조절장치에 관한 것으로, 직수유입관 및 온수공급관이 마련된 보일러에 있어서, 온수의 사용량을 감지하는 유량센서, 직수 온도를 측정하는 직수온도센서, 온수공급관의 온도를 측정하는 출구온도센서, 유량센서로 이루어진 온수량 검지수단, 가변벨브로 이루어진 온수공급량 조절수단이 마련되어 온수온도 및 온수량을 사용자의 요구상태로 유지하는 방법을 개시하고 있다.

상기한 종래의 기술에서는 사용자의 요구상태로 수온을 조절하여 공급할 수는 있으나, 수온의 상승폭이 적은 경우에 저장된 물을 가열시키면, 충분히 높은 온도를 확보하지 못하여 흩어지는 가스가 생기므로, 가스의 불완전 연소가 발생할 수 있다. 이러한 가스의 불완전연소는 일산화탄소의 배출 및 연료 효율의 저하와 같은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공급되는 가스의 완전연소가 이루어질 수 있는 가스공급 최소 온도차 설정값을 포함함으로써, 수온의 상승폭이 적은 경우에도 공급되는 가스의 불완전연소를 방지할 수 있는 수온조절용 보일러의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수온조절용 보일러는 물을 공급하는 물 공급부, 공급되는 물의 온도를 측정하는 수온 측정부, 가스를 공급하고, 공급되는 가스의 용량을 제어하는 가스공급량 조절부가 장착된 가스 공급부, 상기 보일러의 동작 온도를 설정하기 위해 온도설정정보를 입력하는 설정정보 입력부, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 따라 보일러의 동작을 제어하는 동작 제어부, 상기 동작 제어부의 동작제어에 의해 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 연소시키면서 상기 물 공급부로부터 공급되는 물을 가열하는 가스 연소부 및 상기 가스 공급부에서 가열된 온수를 배출하는 온수 배출부를 포함하고, 상기 동작 제어부는, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 연소부로 공급되는 가스 용량을 조절하도록 제어신호를 발생하는 가스용량 제어모듈, 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스의 완전연소를 위한 최소 온도차 설정값이 기설정된 최소온도 설정모듈 및 상기 수온 측정부에서 측정된 물의 온도와 온도설정정보의 온도차가 상기 최소 온도차 설정값 이상인지를 판단하는 설정값 판단모듈을 포함하며, 상기 동작 제어부는, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 연소부로 공급되는 가스 용량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수온조절용 보일러의 상기 동작 제어부는, 상기 설정정보 입력부에 입력되는 온도설정정보와 상기 수온 측정부에서 측정된 물의 온도차가 상기 최소 온도차 설정값 미만인 경우, 상기 가스 연소부를 상기 최소 온도차 설정값으로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수온조절용 보일러의 상기 가스 연소부는, 외부 공기를 유입하는 송풍기, 상기 송풍기를 통해 유입되는 외부 공기와 상기 가스 공급부를 통해 공급되는 가스를 연소하는 가스 연소실, 상기 가스 연소실 내에 장착되고, 가스의 연소열을 이용하여 상기 물 공급부로부터 공급되는 물을 가열하는 주열 교환기 및 상기 가스 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 가스 배기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 수온조절용 보일러의 상기 물 공급부는, 유입관을 통해 유입되는 물을 저장하는 물 저장부 및 상기 물 저장부와 연결되고, 저장된 물을 상기 가스 연소부에 제공하는 송수관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수온조절용 보일러에 따르면, 공급되는 가스에 대해 완전연소가 이루어지도록 가스공급 최소 온도차 설정값을 포함함으로써, 수온의 상승폭이 적은 경우에도 불완전연소를 방지하여 일산화탄소의 배출을 감소 및 연료의 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온조절용 보일러를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 제어부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 다음에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수온조절용 보일러를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 제어부의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수온조절용 보일러(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 물 공급부(100), 수온 측정부(200), 가스 공급부(300), 설정정보 입력부(400), 동작 제어부(500), 가스 연소부(600) 및 온수 배출부(700)를 포함할 수 있다.

물 공급부(100)는 유입관(110), 물 저장부(120) 및 송수관(130)을 포함하고, 물을 공급할 수 있다. 구체적으로 유입관(110)은 물을 물 공급원, 바람직하게는 상수도 및 건물의 물탱크에 저장된 물로부터 공급받아 보일러의 내부로 공급할 수 있다.

물 저장부(120)는 유입관(110)을 통해 유입되는 물을 저장하고, 도시하지는 않았지만, 물 저장부(120)는 내부에 회전부재를 구비하여 유입되는 물이 물 저장부(120)에 존재하는 물과 빠르게 열평형을 이루도록 할 수 있다.

송수관(130)은 물 저장부(120)와 연결되고, 저장된 물을 가스 연소부(600)에 제공할 수 있다. 또한, 송수관(130)은 펌프부재(131)를 포함하여 송수관(130) 내의 물이 잘 흐를 수 있도록 수압을 형성할 수 있다.

수온 측정부(200)는 물 공급부(100)에 장착되어 공급되는 물의 온도를 측정할 수 있다.

가스 공급부(300)는 외부에서 가스를 공급받을 수 있도록 예를 들면, 파이프 형태로 이루어질 수 있고, 가스공급량 조절부(310)를 포함할 수 있다.

가스공급량 조절부(310)는 가스 공급부(300)에 장착되고, 가스의 유량을 측정할 수 있다.

설정정보 입력부(400)는 보일러(1)의 동작 온도를 설정하기 위해 온도설정정보를 입력하고, 보일러(1)의 상태를 표시할 수 있다. 구체적으로 사용자는 설정정보 입력부(400)를 직접 조작하여 보일러(1)의 상태를 확인하고, 보일러(1)에 온도설정 정보를 입력할 수 있으며, 보일러(1)를 가동 또는 중지시킬 수 있다.

동작 제어부(500)는 설정정보 입력부(400)를 통해 입력된 온도설정정보에 따라 보일러(1)의 동작을 제어할 수 있으며, 동작 제어부(500)는 도 2에 도시된 바와 같이, 가스용량 제어모듈(510), 최소온도 설정모듈(520) 및 설정값 판단모듈(530)을 포함할 수 있다.

가스용량 제어모듈(510)은 설정정보 입력부(400)를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 가스 공급부(300)로부터 가스 연소부(600)로 공급되는 가스 용량을 조절하도록 제어신호를 발생할 수 있다. 가스 용량은 가스의 유량과 가스의 종류에 따라 정해질 수 있으며, 가스의 종류는 사용자에 의해 기설정될 수 있다.

최소온도 설정모듈(520)은 가스 공급부(300)로부터 공급되는 가스의 완전연소를 위한 최소 온도차 설정값이 기설정될 수 있다. 최소 온도차 설정값은 공급되는 가스의 완전연소를 위한 최소 가스량으로 상승시키는 물의 온도를 의미할 수 있다.

설정값 판단모듈(530)은 수온 측정부(200)에서 측정된 물의 온도와 온도설정정보의 온도차가 최소 온도차 설정값 이상인지를 판단할 수 있다.

특히, 동작 제어부(500)는 설정정보 입력부(400)를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 가스 공급부(300)로부터 가스 연소부(600)로 공급되는 가스 용량을 조절할 수 있다.

또한, 동작 제어부(500)는 설정정보 입력부(400)에 입력되는 온도설정정보와 수온 측정부(200)에서 측정된 물의 온도차가 최소 온도차 설정값 미만인 경우, 가스 연소부(600)를 최소 온도차 설정값으로 동작하도록 제어할 수 있다.

가스 연소부(600)는 송풍기(610), 가스 연소실(620), 주열 교환기(630) 및 가스 배기부(650)를 포함하고, 동작 제어부(500)의 동작제어에 의해 가스 공급부(300)로부터 공급되는 가스를 연소시키면서 물 공급부(100)로부터 공급되는 물을 가열할 수 있다.

송풍기(610)는 가스 연소실(620)의 일측에서 외부 공기를 유입하고, 가스 연소실(620)은 송풍기(610)를 통해 유입되는 외부 공기와 가스 공급부(300)를 통해 공급되는 가스를 연소하기 위해 가스버너(621) 및 점화 플러그(622)를 포함할 수 있다.

가스버너(621) 및 점화 플러그(622)는 가스 연소실(620)의 내부에서 가스를 연소시키는데, 구체적으로 가스버너(621)는 가스 공급부(300)와 연결되고, 가스 공급부(300)로부터 가스를 공급받아 가스 연소실(620)에 유출시키면 점화 플러그(622)에서 점화시켜 가스를 연소할 수 있다. 그리고 연소되는 가스는 연소열과 배기가스를 생성할 수 있다.

주열 교환기(630)는 가스 연소실(620) 내에 장착되고, 연소되는 가스의 연소열을 이용하여 물 공급부(100)로부터 공급되는 물을 가열할 수 있다. 또한, 주열 교환기(630)는 가스의 연소열을 효과적으로 물에 공급하기 위해 표면적이 크게 형성될 수 있다.

한편, 가스 배기부(650)는 가스 연소실(620)에서 연소된 가스의 배기가스를 배출할 수 있다.

온수 배출부(700)는 가스 연소부(600)에서 가열된 온수를 배출하여 사용자에게 공급할 수 있고, 온수 배출부(700)에 장착된 온수 측정 센서(710)는 배출되는 온수의 온도를 측정하여 동작 제어부(500)에 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 수온조절용 보일러(1)는 동작 제어부(500)가 설정정보 입력부(400)를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 가스 공급부(300)로 공급되는 가스 용량을 조절하고, 동작 제어부(500)에 가스 공급부(300)로부터 공급되는 가스의 완전연소를 위한 최소 온도 설정값이 기설정될 수 있다.

한편, 동작 제어부(500)는 설정정보 입력부(400)에 입력되는 온도설정정보와 수온 측정부(200)에서 측정된 물의 온도차가 최소 온도차 설정값 미만인 경우, 가스 연소부(600)를 최소 온도차 설정값으로 동작하도록 제어할 수 있다.

아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 수온조절용 보일러(1)에 따르면, 가스공급의 정도가 완전연소를 이룰 수 있도록 가스공급 최소 온도차 설정값으로 가스 공급 용량을 조절함으로써, 공급되는 가스의 불완전연소를 방지하여 일산화탄소의 배출을 감소 및 연료 효율을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 보일러 100: 물 공급부
110: 유입관 120: 물 저장부
130: 송수관 200: 수온 측정부
300: 가스 공급부 310: 가스공급량 조절부
400: 설정정보 입력부 500: 동작 제어부
510: 가스용량 제어모듈 520: 최소온도 설정모듈
530:설정값 판단모듈 600: 가스 연소부
610: 송풍기 620: 가스 연소실
630: 주열 교환기 650: 가스 배기부
700: 온수 배출부

Claims (4)

1. 물을 공급하는 물 공급부;
   공급되는 물의 온도를 측정하는 수온 측정부;
   가스를 공급하고, 공급되는 가스의 용량을 제어하는 가스공급량 조절부가 장착된 가스 공급부;
   보일러의 동작 온도를 설정하기 위해 온도설정정보를 입력하는 설정정보 입력부;
   상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 따라 상기 보일러의 동작을 제어하는 동작 제어부;
   상기 동작 제어부의 동작제어에 의해 상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 연소시키면서 상기 물 공급부로부터 공급되는 물을 가열하는 가스 연소부; 및
   상기 가스 공급부에서 가열된 온수를 배출하는 온수 배출부;를 포함하고,
   상기 동작 제어부는,
   상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 연소부로 공급되는 가스 용량을 조절하도록 제어신호를 발생하는 가스용량 제어모듈;
   상기 가스 공급부로부터 공급되는 가스의 완전연소를 위한 최소 온도차 설정값이 기설정된 최소온도 설정모듈; 및
   상기 수온 측정부에서 측정된 물의 온도와 온도설정정보의 온도차가 상기 최소 온도차 설정값 이상인지를 판단하는 설정값 판단모듈;을 포함하며,
   상기 동작 제어부는, 상기 설정정보 입력부를 통해 입력된 온도설정정보에 근거하여 상기 가스 공급부로부터 상기 가스 연소부로 공급되는 가스 용량을 조절하는 것을 특징으로 하는 수온조절용 보일러.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 동작 제어부는,
   상기 설정정보 입력부에 입력되는 온도설정정보와 상기 수온 측정부에서 측정된 물의 온도차가 상기 최소 온도차 설정값 미만인 경우, 상기 가스 연소부를 상기 최소 온도차 설정값으로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 수온조절용 보일러.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 가스 연소부는,
   외부 공기를 유입하는 송풍기;
   상기 송풍기를 통해 유입되는 외부 공기와 상기 가스 공급부를 통해 공급되는 가스를 연소하는 가스 연소실;
   상기 가스 연소실 내에 장착되고, 가스의 연소열을 이용하여 상기 물 공급부로부터 공급되는 물을 가열하는 주열 교환기; 및
   상기 가스 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 가스 배기부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 수온조절용 보일러.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 물 공급부는,
   유입관을 통해 유입되는 물을 저장하는 물 저장부; 및
   상기 물 저장부와 연결되고, 저장된 물을 상기 가스 연소부에 제공하는 송수관;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 수온조절용 보일러.

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