KR20220124977A - Boiler device using heat medium oil with assistance heating means - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 히터에 의해 열매체유 수용부에서 가열되어 승온된 열매체유를 난방수 수용부로 순환시켜 난방배관으로 배출되는 난방수를 승온시킨 상태로 난방공간으로 공급할 수 있는 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means, and more particularly, to a heating medium that is heated in a thermal oil receiving unit by a heater and circulated to a heating water receiving unit and discharged through a heating pipe. It relates to a boiler apparatus using a thermal medium having an auxiliary heating means capable of supplying water to a heating space in a state in which the temperature is raised.
일반적으로 난방과 온수 공급을 위하여 사용되는 보일러는 적은양의 연료를 사용하여 더 많은 열량을 얻고자 하는 연구 개발에 의해 다양한 구성이 제안되고 있다. 이러한 선행기술들의 경우 대부분이 연소열을 낭비 없이 온수조에 제공할 수 있는 기술들로 난방비를 줄이는 데에는 한계가 있었다.In general, various configurations of boilers used for heating and hot water supply have been proposed by research and development to obtain more heat by using a small amount of fuel. In the case of these prior technologies, most of them are technologies that can provide combustion heat to the hot water tank without wasting, and there is a limit in reducing heating costs.
최근에는 난방배관에 온수 대신 열매체유를 순환시키는 열매체유 보일러도 고안되어 사용되고 있다. Recently, a thermal oil boiler that circulates thermal oil instead of hot water in a heating pipe has been devised and used.
상기한 열매체유 보일러는 온수를 직접 가열하는 기름 및 가스보일러 등에 비해 난방비를 획기적으로 줄일 수 있으나 열매체유 보일러의 경우 고가인 열매체유를 넓은 지역을 경유하는 난방배관에 주입해야 하므로 초기 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있었고, 난방배관 파손 등으로 인해 누유 발생시 봉합수리가 어려우며, 온수를 사용할 수 있는 배관을 별도로 설비해야 하는 등의 여러 문제점이 있었다The above-described thermal oil boiler can dramatically reduce heating costs compared to oil and gas boilers that directly heat hot water, but in the case of thermal oil boilers, expensive thermal oil must be injected into the heating pipe passing through a large area, so the initial cost is excessive. There were several problems, such as difficulty in sealing repairs when oil leakage occurs due to damage to heating pipes, and the need to separately install a pipe that can use hot water.
선행기술로서, 대한민국등록실용신안 제20-0402470호(공고일 : 2005.11.30)에는 전기히터와 열매체유를 이용한 보일러가 개시되어 있다. 전기히터와 열매체유를 이용한 보일러는, 내부가 열매체유가 주입된 진공 상태를 갖고, 내부에 전기히터를 삽입되게 설치하여 열매체유를 고온으로 직접 가열시켜 기화시킬 수 있게 마련되며, 상면에는 다수의 조립공이 관통 형성된 히터체와, 히터체에 형성된 다수의 조립공에 각각 밀봉되게 조립되되, 내부는 중공으로 형성되어 진공 상태를 유지하며, 이 중공의 내부는 히터체의 내부와 연통되게 조립된 다수의 방열파이프와, 상기 다수의 방열파이프가 내부에 수용되게 설치되고, 내부는 격판에 의해 온수실과 난방수실로 구획되며, 온수실에는 온수 유입관과 배출관이 연통되게 설치되고, 난방수실에는 난방수 유입관과 배출관이 연통되게 설치된 케이스를 포함하게 구성되어, 전기히터를 통해 열이 가해지면 열매체유가 기화되면서 다수의 방열파이프의 내부로 전달되어 방열파이프를 동시에 고온으로 발열시키며, 이 열을 통해 온수와 난방수를 가열시키도록 구성된 것이다. As a prior art, Republic of Korea Registered Utility Model No. 20-0402470 (announced date: November 30, 2005) discloses a boiler using an electric heater and thermal oil. A boiler using an electric heater and heat medium oil has a vacuum state in which heat medium oil is injected, and an electric heater is installed inside to directly heat the heat medium oil to a high temperature and vaporize it. The through-formed heater body and a plurality of assembly holes formed in the heater body are respectively sealedly assembled, the inside is formed hollow to maintain a vacuum state, and the inside of the hollow is a plurality of heat dissipation assembled in communication with the inside of the heater body A pipe and the plurality of heat dissipation pipes are installed to be accommodated therein, the inside is divided into a hot water room and a heating water room by a diaphragm, a hot water inlet pipe and an outlet pipe are installed in communication with the hot water room, and a heating water inlet pipe in the heating water room It consists of a case installed in communication with the discharge pipe, and when heat is applied through the electric heater, the heat medium oil is vaporized and transferred to the inside of a plurality of heat dissipation pipes to simultaneously heat the heat dissipation pipes to a high temperature, and through this heat, hot water and heating It is designed to heat water.
그러나 이러한 보일러는, 난방수 유입관이나 온수 유입관으로부터 난방수와 온수가 난방수실과 온수실로 직접 유입되도록 구성됨으로써, 난방수실과 온수실에 저류된 난방수와 온수의 온도를 전체적으로 낮추고 있었고, 이로 인하여 전기히터는 난방수나 온수의 온도를 높이기 위하여 많은 전력을 계속 소모해야 하는 문제점이 있었던 것이다.However, such a boiler is configured so that heating water and hot water are directly introduced into the heating water chamber and the hot water chamber from the heating water inlet pipe or the hot water inlet pipe, thereby lowering the overall temperature of the heating water and hot water stored in the heating water chamber and the hot water chamber. As a result, electric heaters have a problem in that they continuously consume a lot of power in order to increase the temperature of heating water or hot water.
한편, 이러한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 다른 선행기술로서, 대한민국등록특허 제10-1640938호(공고일 : 2016.07.19)에는 열매체유를 이용한 보일러가 개시되어 있다. 이러한 열매체유를 이용한 보일러는, 하부에 위치한 분산탱크 수용부와, 상기 분산탱크 수용부의 상부에 위치하고제1 격판으로 격리되며 열매체유가 수용되는 열매체유 수용부와, 상기 열매체유 수용부의 상부에 위치하고 제2 격판으로 격리되는 난방수 수용부를 구비한 메인탱크; 상기 난방공간을 순환한 난방수가 유입되어 임시 체류하도록 구성되어 상기 분산탱크 수용부에 설치되는 난방수 분산탱크; 길이가 긴 관 형상으로 이루어지고, 상기 난방수 분산탱크에 체류된 난방수가 가열되면서 상기 난방수 수용부로 이동하도록 상기 열매체유 수용부에 수직으로 설치되되, 하단부는 상기 난방수 분산탱크와 연통되고 상단부는 상기 난방수 수용부와 연통되는 다수개의 난방수 가열관; 및 상기 열매체유를 가열하여 각각의 상기 난방수 가열관을 통과하는 난방수가 승온되도록 상기 열매체유 수용부에 설치되는 히터를 포함하여 구성된 것이다. On the other hand, as another prior art for solving the problems of the prior art, Korean Patent Registration No. 10-1640938 (published on July 19, 2016) discloses a boiler using thermal oil. The boiler using such a thermal oil includes a dispersion tank accommodating part located at the lower part, a thermal oil accommodating part located on the upper part of the dispersion tank accommodating part and isolated by a first diaphragm and accommodating thermal oil, and located on the upper part of the thermal oil accommodating part. a main tank having a heating water accommodating part separated by two diaphragms; a heating water distribution tank which is configured to allow the heating water circulating in the heating space to flow in and temporarily stay therein and installed in the distribution tank receiving part; It is made in the shape of a long tube, and is vertically installed in the heating medium oil accommodating part so as to move to the heating water accommodating part while the heating water remaining in the heating water distribution tank is heated, and the lower end communicates with the heating water distribution tank and the upper end a plurality of heating water heating pipes communicating with the heating water receiving part; and a heater installed in the thermal oil accommodating part to heat the thermal oil to increase the temperature of the heating water passing through each of the heating water heating tubes.
이와 같이 난방공간을 순환한 난방수를 임시 체류시킨 후 여러 개의 난방수 가열관으로 분산시키고 각각의 난방수 가열관에서 독립적으로 열매체유로 가열하도록 구성됨으로써, 난방수를 저 전력으로 신속하게 승온시킬 수 있고, 이로 인하여 전기 에너지를 절약할 수 있었다. In this way, the heating water circulated in the heating space is temporarily retained, and then dispersed into several heating water heating tubes and is independently heated with thermal oil in each heating water heating tube, so that heating water can be quickly heated with low power. and, thereby, could save electrical energy.
그러나, 이러한 열매체유를 이용한 보일러는, 열매체유 수용부에 배치된 각각의 난방수 가열관 내부에서 승온된 난방수가 난방수 수용부에 임시로 수용되는 동안 온도가 하강하는 문제점이 있었다. 즉, 각 난방수 가열관 내부에서 승온된 난방수가 가열수단이 구비되지 않은 난방수 수용부에 임시로 저장 된 후 난방배관으로 배출되도록 구성됨으로써 난방배관으로 배출되는 난방수의 온도가 하강함으로써 난방효율이 저하되는 문제점이 있었다. However, the boiler using such a thermal oil has a problem in that the temperature decreases while the heating water heated inside each heating water heating tube disposed in the thermal oil accommodating part is temporarily accommodated in the heating water accommodating part. That is, the heating water heated inside each heating water heating pipe is temporarily stored in a heating water receiving unit not provided with a heating means and then discharged to the heating pipe, thereby reducing the temperature of the heating water discharged to the heating pipe, thereby reducing the heating efficiency. There was a problem of this deterioration.
본 발명의 목적은, 열매체유를 이용한 보일러에 있어서, 히터에 의해 열매체유 수용부에서 가열되어 승온된 열매체유를 난방수 수용부로 순환시켜 난방배관으로 배출되는 난방수를 승온시킨 후 난방공간으로 공급할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention, in a boiler using thermal oil, to circulate thermal oil heated in a thermal oil accommodating part by a heater to a heating water accommodating part to increase the temperature of the heating water discharged to the heating pipe and then supply it to the heating space. It is to provide a means by which
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood
상기 목적은, 본 발명에 따라, 열매체유가 수용되는 열매체유 수용부와, 상기 열매체유 수용부와 구분되는 난방수 수용부를 구비한 메인탱크; 난방배관에 의해 난방공간을 순환한 난방수가 유입되어 임시 체류하도록 구성된 난방수 분산탱크; 중공형으로 이루어져 상기 열매체유 수용부에 수직으로 각각 배치되고 하단은 상기 난방수 분산탱크에 연통되며 상단은 상기 난방수 수용부와 연통되는 다수개의 난방수 가열관; 및 상기 열매체유 수용부에 수용된 열매체유를 가열하여 각각의 상기 난방수 가열관을 통과하는 난방수를 승온시키도록 상기 열매체유 수용부에 설치되는 히터를 포함하고, 상기 난방수 수용부와 상기 열매체유 수용부에는, 상기 열매체유로 상기 난방배관으로 배출되는 난방수를 미리 또는 추가적으로 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단이 마련되고, 상기 난방수 보조 가열수단은, 열매체유가 유입되기 위한 유입공들을 구비하여 상기 히터의 표면과 간격을 유지하여 감싸면서 결합되는 열매체유 유입관; 일단이 상기 열매체유 유입관에 연결되고 타단은 상기 난방수 수용부에 위치되는 제1 열매체유 순환관; 일단이 상기 열매체유 수용부의 하부 영역에 위치되고 타단은 상기 난방수 수용부에 위치되는 제2 열매체유 순환관; 및 이중 중공형으로 이루어져 중앙에 상기 난방수 수용부에 수용된 난방수가 상기 난방배관으로 배출되기 위한 난방수 배출로가 중앙에 형성되고, 외측에는 열매체유가 통과되기 위한 열매체유 순환로가 형성되며, 상기 열매체유 순환로의 한쪽은 상기 제1 열매체유 순환관과 연결되고 다른 쪽은 상기 제2 열매체유 순환관에 연결되고, 상기 난방수 배출로가 상기 난방배관과 연결되는 열교환관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치에 의해 달성된다.According to the present invention, there is provided a main tank having a thermal oil accommodating part for accommodating the thermal oil, and a heating water accommodating part separated from the thermal oil accommodating part; a heating water distribution tank configured to temporarily stay in which heating water circulated through a heating space is introduced through a heating pipe; a plurality of heating water heating tubes made of a hollow type and disposed vertically in the heating medium oil receiving portion, the lower end communicating with the heating water distribution tank, and the upper end communicating with the heating water receiving portion; and a heater installed in the thermal oil accommodating part to heat the thermal oil accommodated in the thermal oil accommodating part to increase the temperature of the heating water passing through each of the heating water heating tubes, wherein the heating water accommodating part and the heating medium In the oil receiving part, heating water auxiliary heating means for previously or additionally raising the temperature of the heating water discharged to the heating pipe through the heat medium oil is provided, and the heating water auxiliary heating means is provided with inlet holes for the heat medium oil to flow in. a heat medium oil inlet pipe coupled while maintaining a gap with the surface of the heater; a first thermal oil circulation pipe having one end connected to the thermal oil inlet pipe and the other end located in the heating water receiving part; a second thermal oil circulation pipe having one end positioned in the lower region of the thermal oil accommodating part and the other end positioned in the heating water accommodating part; and a double hollow type heating water discharge path for discharging the heating water accommodated in the heating water accommodating part to the heating pipe is formed in the center, and a heating medium oil circulation path for passing the heating medium oil is formed on the outside, the heating medium Auxiliary, characterized in that one side of the oil circulation path is connected to the first heat medium oil circulation pipe and the other side is connected to the second heat medium oil circulation pipe, and the heating water discharge path consists of a heat exchange pipe connected to the heating pipe It is achieved by a boiler apparatus using a thermal medium having a heating means.
상기 난방수 수용부와 상기 열매체유 수용부에는, 상기 난방수 수용부에 수용된 난방수의 온도를 감지하기 위한 난방수 온도 감지센서와 열매체유 온도 감지센서가 각각 마련될 수 있다. A heating water temperature sensor and a thermal oil temperature sensor for detecting the temperature of the heating water accommodated in the heating water receiving unit may be provided in the heating water receiving unit and the heating medium oil receiving unit, respectively.
상기 열교환관에는, 선택적으로 상기 난방수를 가열하기 위한 보조 히터가 구비될 수 있다. An auxiliary heater for selectively heating the heating water may be provided in the heat exchange tube.
상기 열교환관에는, 난방수가 상기 열매체유 순환로를 관통하여 상기 난방수 배출로로 유입되기 위한 난방수 유입공들이 다수개 형성될 수 있다. A plurality of heating water inlet holes may be formed in the heat exchange pipe to allow the heating water to pass through the heating medium oil circulation path and flow into the heating water discharge path.
상기 제1 열매체유 순환관에는, 상기 난방수 수용부의 난방수 온도가 상기 열매체유 수용부의 열매체유 온도보다 낮을 경우에 개방되고, 상기 난방수 온도와 상기 열매체유 온도가 같을 경우에 폐쇄되기 위한 개폐밸브가 마련될 수 있다.The first thermal oil circulation pipe is opened when the heating water temperature of the heating water accommodating part is lower than the heating medium oil temperature of the thermal oil accommodating part, and is opened and closed to be closed when the heating water temperature and the heating medium temperature are the same A valve may be provided.
상기 제1 열매체유 순환관 또는 제2 열매체유 순환관에는, 상기 개폐밸브의 개방시 열매체유를 순환시키기 위한 열매체유 순환펌프가 마련될 수 있다. A heat medium oil circulation pump may be provided in the first heat medium oil circulation pipe or the second heat medium oil circulation pipe to circulate the heat medium oil when the on/off valve is opened.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 난방공간을 순환한 난방수가 유입되는 유입구와, 난방배관과 연결되어 난방수가 배출되는 배출구를 구비하고, 열매체유 및 축열재가 수용되는 열매체유 수용부를 형성하는 메인탱크; 난방배관에 의해 난방공간을 순환한 난방수가 유입되어 상기 열매체유 수용부를 순환하면서 상기 열매체유와의 열교환으로 승온된 후 다시 상기 난방공간으로 순환하도록 상기 열매체유 수용부의 내부에 설치되는 난방수 가열관; 상기 열매체유 수용부에 수용된 열매체유를 가열하여 상기 난방수 가열관을 통과하는 난방수를 승온시키도록 상기 열매체유 수용부에 설치되는 히터를 포함하고, 상기 난방수 가열관은, 상기 열매체유 수용부의 내부에 다중으로 절곡되어 배치되어 양단이 상기 유입구와 배출구에 연결되고, 상기 배출구로 배출되는 난방수를 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단이 마련되되, 상기 난방수 보조 가열수단은, 상기 난방수 가열관의 열교환면적을 확장시켜 상기 히터에 의해 승온된 열매체유와 난방수의 열교환이 이루어지도록 상기 난방수 가열관의 외측면에 부착되는 다수개의 열교환핀들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, a main tank having an inlet through which the heating water circulated in the heating space is introduced, and an outlet through which the heating water is discharged by being connected to a heating pipe, and forming a heat medium oil receiving part in which the heat medium oil and the heat storage material are accommodated. ; A heating water heating pipe installed in the heating medium receiving part so that the heating water circulating in the heating space is introduced through the heating pipe, the temperature is raised by heat exchange with the thermal oil while circulating in the heating medium, and then circulated back to the heating space. ; and a heater installed in the thermal oil accommodating part to heat the thermal oil accommodated in the thermal oil accommodating part to increase the temperature of the heating water passing through the heating water heating tube, wherein the heating water heating tube contains the thermal oil accommodating part. A heating water auxiliary heating means for raising the temperature of the heating water discharged to the outlet is provided, the heating water auxiliary heating means is provided with multiple bent and disposed inside the part, both ends are connected to the inlet and the outlet, and the heating water auxiliary heating means is provided with the heating water Having an auxiliary heating means comprising a plurality of heat exchange fins attached to the outer surface of the heating water heating tube to expand the heat exchange area of the heating tube so that heat exchange between the heating medium oil and heating water heated by the heater is made It is achieved by a boiler device using thermal oil.
상기 열매체유 수용부의 내부에는, 상기 열교환핀들에 의해 상기 난방수 가열관과 간격을 유지하여 결합되는 온수 가열관이 구비될 수 있다.A hot water heating tube coupled to the heating water heating tube and the heating water heating tube by the heat exchange fins may be provided inside the heat medium oil receiving part.
상기 난방수 가열관과 상기 온수 가열관 및 상기 열교환핀들이 하나의 열교환 모듈을 이루고, 상기 열교환 모듈은 1-4개로 이루어져 병렬 또는 직렬로 배치될 수 있다. The heating water heating tube, the hot water heating tube, and the heat exchange fins may constitute one heat exchange module, and the heat exchange module may be arranged in parallel or in series with one to four heat exchange modules.
상기 유입구와 배출구에는, 상기 배출구로 배출되는 난방수의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우에, 상기 난방수의 일부 또는 전부를 다시 상기 유입구로 재 순환시키기 위한 재순환수단이 마련되고, 상기 재순환수단은, 상 유입구쪽 상기 난방배관과 연결되고 상기 유입구쪽 상기 난방수 가열관과 연결되어 상기 유입구에 설치되는 유입 다방향 밸브; 상기 배출구쪽 상기 난방배관과 연결되고 상기 배출구쪽 상기 난방수 가열관과 연결되며 상기 난방수 가열관을 통과한 난방수의 온도를 감지하기 위한 배출온도 감지센서를 구비하여 상기 배출구에 설치되는 배출 다방향 밸브; 및 일단이 상기 유입 다방향 밸브와 연결되고, 타단은 재순환 개폐밸브를 구비하여 상기 배출 다방향 밸브와 연결되는 재순환관으로 이루어질 수 있다. A recirculation means is provided at the inlet and the outlet to recirculate some or all of the heating water back to the inlet when the temperature of the heating water discharged to the outlet is lower than a set temperature, the recirculation means comprising: an inlet multi-directional valve connected to the heating pipe at the upper inlet side and connected to the heating water heating pipe at the inlet side and installed at the inlet; The exhaust is connected to the heating pipe at the outlet side and connected to the heating water heating pipe at the outlet side and is provided with a discharge temperature detection sensor for detecting the temperature of the heating water that has passed through the heating water heating pipe and installed at the outlet. directional valve; and a recirculation pipe having one end connected to the inlet multidirectional valve and the other end having a recirculation on/off valve and connected to the outlet multidirectional valve.
본 발명에 의하면, 난방수 수용부와 상기 열매체유 수용부에 열매체유로 난방배관으로 배출되는 난방수를 미리 또는 추가적으로 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단이 마련됨으로써, 난방배관으로 배출되는 난방수를 항상 난방온도, 즉 높은 온도로 유지시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.According to the present invention, a heating water auxiliary heating means for previously or additionally raising the temperature of the heating water discharged to the heating pipe through the heating medium is provided in the heating water receiving part and the heating medium receiving part, so that the heating water discharged to the heating pipe is always provided. It is possible to provide an effect of maintaining the heating temperature, that is, a high temperature.
또한, 난방수를 추가적으로 승온시키기 위한 열원으로서 열매체유를 이용함으로써 전기 에너지를 절약할 수 있다. 즉 난방수를 저 전력으로 신속하게 승온시킬 수 있고, 이로 인하여 전기 에너지를 절약할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to save electric energy by using the thermal medium oil as a heat source for additionally raising the temperature of the heating water. That is, it is possible to quickly increase the temperature of the heating water with low power, thereby providing an effect of saving electric energy.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 난방수 분산탱크와 난방수 가열관을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 메인탱크를 도시한 개략적 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 열교환관을 도시한 개략적 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 열매체유 유입관을 도시한 개략적 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 열교환관의 다른 실시예를 도시한 개략적 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 열교환관에 보조 히터가 구비된 상태를 표현한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view showing a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating the heating water distribution tank and the heating water heating tube shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a schematic plan view showing the main tank shown in FIG. 1 .
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating the heat exchange tube shown in FIG. 1 .
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the heat medium oil inlet pipe shown in FIG. 1 .
6 is a schematic cross-sectional view illustrating another embodiment of the heat exchange tube shown in FIG. 1 .
7 is a schematic diagram illustrating a state in which an auxiliary heater is provided in the heat exchange tube shown in FIG. 1 .
8 is a schematic diagram showing a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a second embodiment of the present invention.
9 is a schematic view showing a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a third embodiment of the present invention.
10 is a schematic diagram illustrating a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.
그리고, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In addition, the terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when it is said that a certain element is "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but it should be understood that another element may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 난방수 분산탱크와 난방수 가열관을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 메인탱크를 도시한 개략적 평면도이다. 그리고, 도 4는 도 1에 도시된 열교환관을 도시한 개략적 단면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 열매체유 유입관을 도시한 개략적 단면도이다. Among the accompanying drawings, FIG. 1 is a schematic view showing a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a heating water distribution tank and heating water heating shown in FIG. It is a perspective view showing a pipe, and FIG. 3 is a schematic plan view showing the main tank shown in FIG. 1 . And, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the heat exchange tube shown in FIG. 1 , and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the heat medium oil inlet tube shown in FIG. 1 .
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치(10)는, 난방수 수용부(26)와 열매체유 수용부(24)에, 열매체유로 난방배관(14)으로 배출되는 난방수를 미리 또는 추가적으로 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단(60)이 마련된 것이다. 1 to 5, in the
이러한 보일러장치(10)는, 열매체유가 수용되는 열매체유 수용부(24)와, 열매체유 수용부(24)와 구분되는 난방수 수용부(26)를 구비한 메인탱크(20)와, 난방배관(14)에 의해 난방공간을 순환한 난방수가 유입되어 임시 체류하도록 구성된 난방수 분산탱크(30)와, 중공형으로 이루어져 열매체유 수용부(24)에 수직으로 각각 배치되고 하단은 난방수 분산탱크(30)에 연통되며 상단은 난방수 수용부(26)와 연통되는 다수개의 난방수 가열관(40)과, 열매체유 수용부(24)에 수용된 열매체유를 가열하여 각각의 난방수 가열관(40)을 통과하는 난방수를 승온시키도록 열매체유 수용부(24)에 설치되는 히터(50)를 포함한다. The
또한, 메인탱크(20)에는 난방수 보조 가열수단(60)이 구비된다. 난방수 보조 가열수단(60)은, 열매체유가 유입되기 위한 유입공(62A)들을 구비하여 히터(50)의 표면과 간격을 유지하여 감싸면서 결합되는 열매체유 유입관(62)과, 일단이 열매체유 유입관(62)에 연결되고 타단은 난방수 수용부(26)에 위치되는 제1 열매체유 순환관(64A)과, 일단이 열매체유 수용부(24)의 하부 영역에 위치되고 타단은 난방수 수용부(26)에 위치되는 제2 열매체유 순환관(64B)으로 이루어진 열매체유 순환관(64)을 포함한다. 또한, 이중 중공형으로 이루어져 중앙에 난방수 수용부(26)에 수용된 난방수가 난방배관(14)으로 배출되기 위한 난방수 배출로(66A)가 중앙에 형성되고, 외측에는 열매체유가 통과되면서 난방수 배출로(66A)를 통과하는 난방수를 가열하기 위한 열매체유 순환로(66B)가 형성되며, 열매체유 순환로(66B)의 한쪽은 제1 열매체유 순환관(64A)과 연결되고 다른 쪽은 제2 열매체유 순환관(64B)에 연결되며, 난방수 배출로(66A)가 난방배관(14)과 연결되는 열교환관(66)을 포함한다. In addition, the
이를 보다 구체적으로 설명한다. This will be described in more detail.
메인탱크(20)는, 속이 빈 원통형 또는 사각통 형상을 갖으며, 내측의 하부에는 분산탱크 수용부(22)가 제1 격판(23)에 의해 열매체유 수용부(24)와 구분되어 마련되고, 중간부에는 열매체유 수용부(24)가 제1,2 격판(23,25)에 의해 분산탱크 수용부(22) 및 난방수 수용부(26)와 구분되어 마련된다. 이때, 분산탱크 수용부(22)와 열매체유 수용부(24) 및 난방수 수용부(26)는 각각 별개로 이루어져 서로 연통되도록 구성될 수 있다. 그러나 본 실시예에서는 제1,2 격판(23,25)에 의해 구분된 구조를 기준으로 설명한다. 그리고, 메인탱크(20)의 상부에는 난방수 수용부(26)가 제2 격판(25)에 의해 열매체유 수용부(24)와 구분되어 마련된다. The
제1,2 격판(23,25)은, 열매체유나 난방수가 누출되지 않도록 메인탱크(20)의 내부에 용접된다. The first and second diaphragms 23 and 25 are welded to the inside of the
메인탱크(20)의 상부에 마련되는 난방수 수용부(26)는 개폐용 뚜껑(26A)을 구비한다. 이 개폐용 뚜껑(26A)은 난방수 수용부(26)의 내부를 정비, 청소 및 보충 등의 정비를 위한 것이며, 전술한 난방수 분산탱크(30)와 제1 격판(23) 각각의 난방수 가열관(40) 그리고 제2 격판(25)들을 설치할 경우에 사용될 수 있다. The heating
열매체유 수용부(24)와 난방수 수용부(26)에는 열매체유가 수용되며, 온도센서 및 압력센서 등이 설치됨은 당연하며, 압력이 소정값 이상으로 상승할 경우에 개방되는 안전밸브가 설치된다. Thermal oil is accommodated in the thermal
난방배관(14)은, 난방공간에 배관되는 것으로, 난방수를 강제 순환시키기 위한 순환펌프(12)가 설치된다. 순환펌프(12)는 필요에 따라 1개 이상이 설치될 수도 있다. The
난방수 분산탱크(30)는, 난방배관(14)에 의해 난방공간을 순환한 난방수가 유입되어 임시 체류하도록 구성되어 분산탱크 수용부(22)의 내부에 설치되는 것으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이. 유입된 난방수가 내부를 순환하면서 각각의 난방수 가열관(40)으로 분산되어 이동하도록 중앙에 빈 공간이 형성되는 중공형의 사각링 또는 원형링 형상으로 형성된다. 즉, 난방수 분산탱크(30)의 내부로 유입된 난방수가 난방수 분산탱크(30)의 내부를 순환하면서 각각의 난방수 가열관(40)으로 분산되어 이동하도록 사각링 또는 원형링 형상으로 형성되는 것이다. The heating
난방수 분산탱크(30)가 중간부가 빈 사각형으로 형성됨으로써, 난방수 분산탱크(30)로 유입된 난방수는 서로 다른 위치에 설치된 각각의 난방수 가열관(40)으로 분산될 수 있는 것이다. Since the heating
이때, 난방수 분산탱크(30)는 원형으로 구성될 수도 있다. At this time, the heating
난방수 가열관(40)은, 난방수 분산탱크(30)로부터 분산되어 유입되는 난방수가 독립적으로 가열되어 승온되도록 하기 위한 것이다. 이러한 난방수 가열관(40)은 길이가 긴 관 형상 또는 원통형으로 이루어지고, 난방수 분산탱크(30)에 체류된 난방수가 가열되면서 난방수 수용부(26)로 이동하도록 열매체유 수용부(24)의 내부에 수직으로 각각 설치된다. 이러한 난방수 가열관(40)의 하단부는 난방수 분산탱크(30)와 연통되고 상단부는 난방수 수용부(26)와 연통된다. The heating
난방수 가열관(40)은, 중공형의 원통형 또는 다각통형으로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서 원통형으로 이루어진 것을 기준으로 설명한다. The heating
난방수 가열관(40)은, 외측면이 열매체유 수용부(24)의 내부에 수용된 열매체유와 접촉됨에 따라 내부의 난방수가 가열되면서 난방수 수용부(26)로 이동하도록 하는 역할을 한다. As the outer surface of the heating
이때, 난방수 가열관(40)의 내부에는, 이동하는 난방수의 이동속도에 저항을 부여하고, 축열이 발생하도록 하기 위한 축열재(42)가 채워진다. 이러한 축열재(42)는 다양한 재료가 사용될 수 있다. 이러한 구조의 난방수 가열관(40)은, 난방수가 난방수 가열관(40)을 서서히 통과하도록 하여 난방수가 충분히 승온되도록 하기 위한 것이고, 또한 축열재(42)의 축열에 의해 승온이 빠르게 이루어지도록 하기 위한 것이다. At this time, the inside of the heating
다시 설명하면, 난방수가 난방수 가열관(40)을 빠르게 통과하면 열매체유의 가열에 의한 온도상승이 원활하게 이루어지지 않기 때문에 난방수의 이동에 저항을 줌으로써 난방수가 난방수 가열관(40) 내부를 서서히 통과하면서 열매체유에 의해 충분히 가열될 수 있고, 이에 더하여 이동하는 난방수가 축열재(42)의 축열에 의해 더욱 가열되므로 승온 속도가 빠르고 고온으로 가열될 수 있다. In other words, when the heating water passes through the heating
한편, 난방수 분산탱크(30)에서 난방수 수용부(26)로 이동하는 난방수의 이동속도를 늦춰 열매체유에 의한 가열시간이 길어지도록 하고, 열매체유와의 접촉면적이 넓어지도록 난방수 가열관(40)의 하단영역 및 상단영역의 지름에 비하여 중간영역의 지름을 더 크게 형성한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 난방수 가열관(40)의 중간영역 단면적이 하단영역이나 상단영역의 단면적에 비하여 크게 형성됨으로써, 난방수가 난방수 가열관 내부로 유입된 난방수는 하단영역 보다 크게 형성된 중간영역에 임시 체류하면서 서서히 난방수 수용부(26)로 이동하게 되고, 이 과정에서 충분한 시간 동안 열매체유에 의해 가열되고 이에 더하여 축열재(42)에 의해 가열됨으로써, 난방수가 소정온도까지 빠르게 상승할 수 있게 된다. On the other hand, by slowing the moving speed of the heating water moving from the heating
이와 같은 난방수 가열관(40)은, 일체형으로 형성되되, 상단영역과 하단영역을 외측 사방에서 내측 중앙 방향으로 가압하여 일체로 형성한다. 이는 여러부품을 조립하여 구성할 경우에 발생할 수 있는 누수의 문제점을 방지하기 위한 것이다. 그리고 난방수 가열관(40)의 상단영역과 하단영역은 용접에 의해 난방수 수용부(26)를 형성하는 제2 격판(25)과 난방수 분산탱크(30)에 각각 기밀을 유지하여 결합된다. Such a heating
본 실시예에서 난방수 가열관(40)을 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 4개로 구성하였으나, 이에 국한되는 것은 아니고 2개 이상 다수개로 구성할 수 있음은 당연하다. In this embodiment, the heating
히터(50)는, 열매체유 수용부(24)에 수용된 열매체유를 가열하여 각각의 난방수 가열관(40)을 통과하는 난방수가 간접 가열되어 승온되도록 열매체유 수용부(24)의 내부에 설치되는 것이다. 이러한 히터(50)는 전기에너지를 열 에너지로 변환하도록 발열체 등으로 구성된다. 히터(50)는 다수개로 구성될 수 있다. The
전술한 난방수 수용부(26)에는 난방수 온도감지센서(70A)가 설치되고, 열매체유 수용부(24)에는 열매체유 온도 감지센서(70B)가 각각 설치된다. A heating
난방수 보조 가열수단(60)은, 난방수 수용부(26)와 열매체유 수용부(26)에 설치되어 열매체유로 난방배관(14)으로 배출되는 난방수를 미리 또는 추가적으로 승온시키기 위한 것이다.The heating water auxiliary heating means 60 is installed in the heating
이러한 난방수 보조 가열수단(60)은, 열매체유가 유입되기 위한 다수개의 유입공(62A)들을 구비하여 히터(50)의 표면과 간격을 유지하여 히터(50)를 감싸면서 결합되는 열매체유 유입관(62)과, 일단이 열매체유 유입관(62)에 연결되고 타단은 난방수 수용부(26)에 위치하는 제1 열매체유 순환관(64A)과, 일단이 열매체유 수용부(24)의 하부 영역에 위치되고 타단은 난방수 수용부(26)에 위치하는 제2 열매체유 순환관(64B)과, 이중 중공형으로 이루어져 중앙에 난방수 수용부(26)에 수용된 난방수가 난방배관(14)으로 배출되기 위한 난방수 배출로(66A)가 중앙에 형성되고, 외측에는 열매체유가 통과되기 위한 열매체유 순환로(66B)가 형성되며, 열매체유 순환로(66B)의 한쪽은 제1 열매체유 순환관(64A)과 연결되고 다른 쪽은 제2 열매체유 순환관(64B)에 연결되고, 난방수 배출로(66A)가 난방배관(14)과 연결되는 열교환관을 포함하여 구성된다. The heating water auxiliary heating means 60 is provided with a plurality of
열매체유 유입관(62)은, 봉 형태의 히터(50)가 내부를 관통하도록 유입공(62A)들이 다수개 형성된 중공형으로 형성된다. 특히 양쪽 단부 내측으로 지지단이 절곡되어 형성되므로 내부로 히터(50)가 끼워졌을 때 히터(50)의 외주면과 열매체유 유입관(62)의 내주면 사이에 공간이 형성된다. 이 공간은 열매체유가 원활하게 제1 열매체유 순환관(64)으로 순환하도록 하기 위한 것이다. 그리고 각각의 유입공(62A)들은 히터(50) 및 열매체유 유입관(62) 주변의 열매체유가 원활하게 유입되도록 하기 위한 것이다. The heat medium
제1 열매체유 순환관(64A)은, 열매체유 수용부(24) 내에서 일단이 열매체유 유입관(62)의 중간부에 연결되고 타단은 난방수 수용부(26)에 위치된다.The first thermal
제2 열매체유 순환관(64B)은, 일단이 난방수 수용부(26) 내에 위치하고 타단은 열매체유 수용부(24)의 하부 영역에 위치한다. 이와 같이 제2 열매체유 순환관(64B)의 타단이 열매체유 수용부(24)의 하부 영역에 위치하는 것은, 열교환관(66)을 순환하면서 온도가 낮아진 열매체유가 열매체유 수용부(24)의 하부 쪽으로 순환하여 다시 상승하면서 승온되도록 하기 위한 것이다. The second thermal
제1 열매체유 순환관(62)에는, 난방수 수용부(26)의 난방수 온도가 열매체유 수용부(24)의 열매체유 온도보다 낮을 경우에 개방되고, 난방수 온도와 열매체유 온도가 같을 경우에 폐쇄되기 위한 개폐밸브(62A)가 마련된다. 이 개폐밸브(62A)는 전술한 난방수 온도 감지센서(70A) 및 열매체유 온도 감지센서(70B)가 감지한 난방수와 열매체유 온도 감지신호를 수신한 제어부에 의해 개폐 작동이 제어된다. The first thermal
그리고, 제1 열매체유 순환관(62) 또는 제2 열매체유 순환관(64)에는, 개폐밸브(62A)의 개방과 동시에 열매체유를 강제 순환시키기 위한 열매체유 순환펌프(P)가 마련된다. 본 실시예에서 열매체유 순환펌프(P)는 제2 열매체유 순환관(64)에 구비된 것을 기준으로 설명한다. In addition, the first thermal
전술한 열교환관(66)은, 내부관과 외부관이 간격을 두고 겹쳐지게 결합된 이중 중공형으로 이루어져 중앙, 즉 내부관에는 난방수 수용부(26)에 수용된 난방수가 난방배관(14)으로 배출되도록 난방배관(14)과 연통된 난방수 배출로(66A)가 중앙에 형성되고, 외측, 즉 외부관에는 열매체유가 통과되기 위한 열매체유 순환로(66B)가 형성된다. 외부관에 형성된 열매체유 순환로(66B)의 한쪽은 제1 열매체유 순환관(62)과 연결되고 다른 쪽은 제2 열매체유 순환관(64)에 연결된다. 따라서, 열매체유 유입관(62)으로 유입된 열매체유는 제1 열매체유 순환관(64A)과 열매체유 순환로(66B) 및 제2 열매체유 순환관(64B)을 차례로 순환하면서 열교환된 후 다시 열매체유 수용부(24)로 유입된다.The above-mentioned
이때, 도면에 도시되지 않았으나, 난방수 배출로(66A)의 내주면, 즉 내부관의 내주면이나 외주면에는 열매체유와의 열교환을 향상시키기 위한 다수개의 열교환핀이 돌출 형성될 수도 있고, 열매체유와의 접촉 표면적이 확장되도록 내부관이 주름지게 형성될 수도 있다. At this time, although not shown in the drawings, a plurality of heat exchange fins for improving heat exchange with the heat medium may be protruded and formed on the inner circumferential surface of the heating
한편, 전술한 열교환관(66)을 본 실시예에서는 직선으로 도시하였으나 이에 국한되는 것은 아니고, 열매체유 순환로(66B)를 순환하는 열매체유와 난방수 배출로(66A)를 통과하는 난방수와의 열교환이 충분한 시간을 두고 원활하게 이루어지도록 곡선으로 형성되거나 원형으로 형성될 수도 있다. On the other hand, although the above-described
이와 같이 구성된 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치(10)의 작용을 설명하기로 한다. The operation of the
열매체유 수용부(24)에 설치된 히터(50)에 전원이 인가됨으로써 열매체유의 온도가 소정의 온도로 상승한다. 열매체유의 온도가 상승한 상태에서, 난방배관(14)을 순환한 난방수가 분산탱크 수용부(22) 내부에 설치된 난방수 분산탱크(30) 내부로 유입된 후 난방수 분산탱크(30)의 내부를 순환한다. When power is applied to the
난방수 분산탱크(30) 내부로 유입되어 순환하는 난방수는, 수직으로 설치된 각각의 난방수 가열관(40)으로 분산되어 상향으로 이동한다. 즉, 난방수 분산탱크(30)의 각 유로 형성 영역에 수직으로 설치된 각각의 난방수 가열관(40) 내부로 분산되어 유입되는 것이다. Heating water flowing into and circulating in the heating
각각의 난방수 가열관(40)으로 분산되어 유입된 이동한 난방수는 난방수 가열관(40)의 구조 및 축열재(42)에 의해 난방수 수용부(26) 쪽으로 이동하는 동안 가열되어 승온된다. The moving heating water dispersed and introduced into each heating
이때, 난방수 가열관(40) 내부에 축열재(42)가 채워져 있고, 상단영역이 중간영역 보다 작은 단면으로 좁게 형성되어 있기 때문에 난방수가 난방수 가열관(40)에 체류되는 시간, 즉 난방수 가열관(40)을 통과하는 시간이 지체되어 축열재(42)의 축열과 열매체유에 의한 가열에 의해 충분히 승온될 수 있다. At this time, since the
또한, 난방배관(14)을 순환한 난방수가 하나의 난방수 가열관(40)으로 한꺼번에 이동되지 않고, 난방수 분산탱크(30)에 의해 각각의 난방수 가열관(40)으로 분산되어 이동하여 서로 독립적으로 가열됨으로써, 많은 양의 난방수를 신속하게 소정의 온도로 승온시킬 수 있게 된다. In addition, the heating water circulated through the
각 난방수 가열관(40)을 통과하면서 축열재(42)와 열매체유 수용부(24)에 수용된 열매체유에 의해 가열됨으로써 소정의 온도로 승온된 난방수는 난방수 수용부(26)로 이동한 후 임시 체류된다. While passing through each heating
난방수 수용부(26)에 임시 체류되는 난방수는 순환펌프(12)에 의해 다시 난방배관(14)으로 순환하게 되는 것이다. The heating water temporarily staying in the heating
이와 같이, 난방배관(14)을 순환하면서 온도가 낮아진 난방수가 난방수 분산탱크(30)에 의해 다수개의 난방수 가열관(40)으로 각각 분산되어 이동하면서 각 난방수 가열관(40)의 내부에서 독립적으로 열매체유에 의해 간접 가열되어 승온되므로, 설정된 소정의 온도까지 승온되는 시간이 짧아질 수 있어서 전력을 절감할 수 있게 된다. 즉, 같은 양의 난방수를 소정온도까지 승온시키는 경우에, 한꺼번에 이동시켜 승온시키는 경우에 비하여 본 발명에서와 같이 난방수를 각각 적은 양으로 분산시켜 서로 다른 곳에서 독립적으로 가열하는 것이 난방수를 더 빠르게 승온시킬 수 있는 것이고, 따라서 에너지를 절약할 수 있는 것이다.In this way, the heating water whose temperature is lowered while circulating the
한편, 난방수 온도 감지센서(70A)가 감지한 난방수 수용부(26)의 난방수 온도가 열매체유 온도 감지센서(70B)가 감지한 열매체유 온도보다 낮은 경우에 전술한 난방수 보조 가열수단(60)이 작동된다. 즉, 난방수 온도와 열매체유 온도의 차이가 설정된 편차 범위를 벗어나 낮은 경우에 난방수 보조 가열수단(60)이 작동되는 것이다. On the other hand, when the heating water temperature of the heating
난방수 보조 가열수단(60)의 작동 과정을 설명하기로 한다. An operation process of the heating water auxiliary heating means 60 will be described.
난방수 온도 감지센서(70A)가 감지한 난방수 수용부(26)의 난방수 온도신호와 열매체유 온도 감지센서(70B)가 감지한 열매체유 온도 감지신호를 수신한 제어부는, 난방수의 온도가 설정된 편차 범위를 벗어나 열매체유의 온도보다 낮은 경우에, 제1 열매체유 순환관(62)에 구비된 개폐밸브(62A)를 개방하고 제2 열매체유 순환관(64)에 구비된 열매체유 순환펌프(P)를 작동시킨다. The control unit receiving the heating water temperature signal of the heating
이 작동으로 히터(50)를 감싸고 있던 열매체유 유입관(62) 주변의 열매체유는 히터(50)에 의해 가열된 상태로 각 유입공(62A)들을 통하여 제1 열매체유 순환관(64A)을 순환한 후 열교환관(66)의 열매체유 순환로(66B) 입구로 유입된다. By this operation, the heat medium oil around the heat medium
다시 설명하면, 히터(50)에 전원이 인가되면 히터(50) 주변의 열매체유가 가장 빨리, 그리고 가장 고온으로 가열된다. 따라서 개폐밸브(62A)가 개방되고 열매체유 순환펌프(P)가 작동되면, 히터(50) 주변의 가열된 열매체유는 각 유입공(62A)들을 통하여 제1 열매체유 순환관(64A)으로 유입되어 순환한 후 열교환관(66)의 열매체유 순환로(66B)의 입구로 유입된다. In other words, when power is applied to the
히터(50)에 의해 가열된 일부의 열매체유는 열매체유 순환로(66B)로 유입된 후 반대쪽의 출구 쪽으로 이동(순환)하면서 난방수 배출로(66A)를 통과하는 난방수를 가열한다. 즉, 열매체유 순환로(66B)를 순환하는 고온의 열매체유와 난방수 배출로(66A)를 통과하는 상대적으로 저온인 난방수가 열교환되어 난방수가 고온으로 승온되는 것이다. A portion of the thermal oil heated by the
이와 같이, 난방수 수용부(26)에 수용된 난방수의 온도가 열매체유 온도보다 낮을 경우에, 개폐밸브(62A)가 제1 열매체유 순환관(64A)을 개방하고 열매체유 순환펌프(P)가 작동함으로써, 고온으로 가열되어 승온된 열매체유가 직접 열매체유 순환로(66B)로 유입되어 순환하면서 난방수 배출로(66A)를 가열함으로써 난방배관(14)으로 배출되는 난방수의 온도를 난방수 배출로(66A) 밖에 있는 난방수에 비하여 고온으로 상승시킬 수 있다.In this way, when the temperature of the heating water accommodated in the heating
다시 설명하면, 난방수 배출로(66A)를 통하여 난방배관(14)으로 배출되는 난방수는 난방수 배출로(66A)를 통과할 때 열매체유 순환로(66B)를 순환하는 고온의 열매체유가 열교환관(60)의 내부관(난방수 배출로를 형성하는 관)을 가열하게 되므로 승온될 수 있는 것이다. In other words, when the heating water discharged to the
첨부된 도면 중에서, 도 6은 도 1에 도시된 열교환관의 다른 실시예를 도시한 개략적 단면도이다. Of the accompanying drawings, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating another embodiment of the heat exchange tube shown in FIG. 1 .
도 6에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치(10)는, 열교환관(60)의 외부관에, 외부관 주변의 난방수가 열매체유 순환로(66B)를 관통하여 난방수 배출로(66A)로 유입되기 위한 난방수 유입공(66C)들이 다수개 형성되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 외부관에 난방수 유입공(66C)들이 형성됨으로서 열교환관(60) 주변의 난방수가 원활하게 난방수 배출로(66A)로 유입될 수 있다. As shown in FIG. 6 , in the
도 7은 도 1에 도시된 열교환관에 보조 히터가 구비된 상태를 표현한 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating a state in which an auxiliary heater is provided in the heat exchange tube shown in FIG. 1 .
도 7에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치(10)는, 열교환관(66)에 선택적으로 난방수를 가열하기 위한 보조 히터(52)가 구비된 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다. 이 보조 히터(52)는, 열매체유 순환로(66B)에 구비될 수 있고, 난방수 배출로(66A)에 구비될 수도 있으며, 열교환관(66)의 외부관에 권취되어 구비될 수도 있다. 보조 히터(52)가 열교환관(60)에 구비됨으로써, 보일러장치(10)의 초기 구동시 난방수를 신속하게 가열할 수 있게 된다. As shown in FIG. 7 , in the
첨부된 도면 중에서, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이다.Among the accompanying drawings, FIG. 8 is a schematic view showing a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a second embodiment of the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치(10)는, 난방공간을 순환한 난방수가 유입되도록 난방배관(14B)과 연결되는 유입구(220)와, 난방배관(14A)과 연결되어 난방수가 배출되는 배출구(230)를 구비하고, 열매체유 및 축열재가 수용되는 열매체유 수용부(24)를 형성하는 메인탱크(20)를 포함한다. 또한, 난방배관(14A,14B)에 의해 난방공간을 순환한 난방수가 유입되어 열매체유 수용부(24)를 순환하면서 열매체유와의 열교환으로 승온된 후 다시 난방공간으로 순환하도록 열매체유 수용부(24)의 내부에 설치되는 난방수 가열관(300)을 포함한다. 또한, 열매체유 수용부(24)에 수용된 열매체유를 가열하여 난방수 가열관(300)을 통과하는 난방수를 승온시키도록 열매체유 수용부(24)에 설치되는 히터(50)를 포함한다. As shown in FIG. 8 , in the
이를 보다 구체적으로 설명한다. This will be described in more detail.
메인탱크(20)는, 축열재 및 열매체유를 수용하기 위한 공간을 형성하며, 히터(50) 및 기타 온도센서, 난방수 가열관(300)을 수용하기 위한 열매체유 수용부(24)을 형성하며, 상부에는 내부를 정비할 수 있는 뚜껑이 마련될 수 있다. 물론 뚜껑은 필요에 의해서만 개방되도록 구성된다. 이러한 메인탱크(20)의 열매체유 수용공간(24)에는 난방공간을 순환한 난방수가 유입되도록 난방배관(14B)과 연결되는 유입구(220)와, 난방배관(14A)과 연결되어 난방수가 배출되는 배출구(230)가 각각 구비된다. The
난방수 가열관(300)은, 유입구(220)로 유입된 난방수가 순환하면서 열매체유와의 열교환으로 승온된 후 다시 난방공간으로 순환한 후 배출구(230)로 배출되도록 열매체유 수용부(24)의 내부에 설치된다. 난방수 가열관(300)은 열전도가 우수한 동파이프로 이루어질 수 있다. The heating
그리고 난방수 가열관(300)은, 열매체유 수용부(24)의 내부에 다중으로 절곡되어(지그재그 형상) 배치된다. And the heating
난방수 가열관(300)에는 배출구(230)로 배출되는 난방수를 효율적으로 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단이 마련된다. 난방수 보조 가열수단은, 난방수 가열관(300)의 열교환면적을 확장시켜 히터(50)에 의해 승온된 열매체유와 난방공간을 순환하여 온도가 낮은 난방수의 열교환이 이루어지도록 난방수 가열관(300)의 외측면에 부착되는 다수개의 열교환핀(320)들로 이루어진다. 이러한 열교환핀(320)들도 열전도율이 높은 동이나 알루미늄, 또는 합금 등으로 이루어질 수 있다. The heating
열매체유 수용부(24)의 내부에는, 열교환핀(320)들에 의해 난방수 가열관(300)과 간격을 유지하여 결합되는 온수 가열관(400)이 구비된다. 이 온수 가열돤(400)은 선택적으로 구비될 수 있다. 이러한 온수 가열관(400)의 재질은 난방수 가열관(300)가 같다. A hot
그리고, 난방수 가열관(300)과 온수 가열관(400) 및 열교환핀(320)들이 하나의 열교환 모듈(M)을 이룬다. 이러한 열교환 모듈(M)은 도 9에 도시된 바와 같이, 1-4개로 이루어져 병렬 또는 직렬로 배치된다. In addition, the heating
열교환 모듈(M)이 1개 이상으로 구성됨으로써 각 열교환 모듈(M)의 난방수 가열관(300)을 통과하는 난방수는 더욱더 높은 온도로 빠르게 승온될 수 있다. Since the heat exchange module M is composed of one or more, the heating water passing through the heating
한편, 유입구(220)와 배출구(230)에는, 배출구(230)로 배출되는 난방수의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우에, 난방수의 일부 또는 전부를 다시 유입구(22)로 재 순환시키기 위한 재순환수단(500)이 마련된다. On the other hand, in the
재순환수단(500)은, 유입구(220)쪽 난방배관(14B)과 연결되고 유입구(220)쪽 난방수 가열관(300A)과 연결되어 유입구(220)에 설치되는 유입 다방향 밸브(510)와, 배출구(230)쪽 난방배관(14A)과 연결되고 배출구(230)쪽 난방수 가열관(300B)과 연결되며 난방수 가열관(300)을 통과한 난방수의 온도를 감지하기 위한 배출온도 감지센서(522)를 구비하여 배출구(230)에 설치되는 배출 다방향 밸브(520)과, 일단이 유입 다방향 밸브(510)와 연결되고, 타단은 재순환 개폐밸브(532)를 구비하여 배출 다방향 밸브(520)와 연결되는 재순환관(530)으로 이루어진다. The recirculation means 500 is connected to the
이때, 배출구(230) 쪽의 재순환관(530)에는 난방수 재순환을 위한 펌프(534)가 설치될 수 있다. 또한, 배출구(230)의 난방배관(14A)에는 배출되는 난방수를 개폐하기 위한 난방수 배출 개폐밸브(540)이 설치된다. 이러한 난방수 배출 개폐밸브(540)는 난방배관(14A)을 전부 차단하거나 일부만 차단하도록 작동될 수 있다.In this case, a
이와 같이 구성됨으로써, 배출온도 감지센서(522)가 감지한 배출구(230)로 배출되는 난방수의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우에, 제어부는 재순환 개폐밸브(532)를 개방하여 난방수의 일부 또는 전부를 다시 재순환관(530)을 통하여 유입구(22)로 재 순환시킨다. 이때, 난방수 배출 개폐밸브(540)는 필요에 따라 전무 개방하거나 일부만 개방한다. 이는 난방수 전부를 재순환시키거나 일부만 순환시키기 위한 것이다.By being configured in this way, when the temperature of the heating water discharged to the
전술한 바와 같이, 배출구(230)로 배출되는 난방수의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우에 난방수를 재 순환시킴으로써 최종적으로 배출구(230)를 통하여 난방배관(14A)으로 배출되는 난방수는 설정된 온도로 승온된 상태로 배출될 수 있다. As described above, when the temperature of the heating water discharged to the
한편, 첨부된 도면 중에서, 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치를 도시한 개략도이다. Meanwhile, among the accompanying drawings, FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 난방수 가열관(300)은 다수개로 구성된 것을 제외하는 전술한 실시예와 같다. 이와 같이 난방수 가열관(300)을 다수개로 구성함으로써 난방수 용량을 높일 수 있고, 난방수를 각 난방수 가열관(300)으로 나누어 승온시킴으로써 난방수의 승온 효율이 현저하게 상승할 수 있다. As shown in FIG. 10 , the heating
전술한 바와 같이, 난방수 수용부(26)에 수용된 난방수의 온도가 설정 온도보다 낮을 경우에 전술한 난방수 보조 가열수단(60)이 작동거나, 난방수 가열관(300)이 열교환구조로 구성됨으로써 난방공간을 순환하는 난방수의 온도를 원하는 난방수 온도로 신속하게 승온시킬 수 있고, 에너지 절약은 물론 난방 효율이 현저하게 향상될 수 있다. As described above, when the temperature of the heating water accommodated in the heating
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.In the foregoing, specific embodiments of the present invention have been described and illustrated, but it is common knowledge in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Accordingly, such modifications or variations should not be individually understood from the technical spirit or point of view of the present invention, and modified embodiments should be said to belong to the claims of the present invention.
10 : 열매체유 보일러 12,P : 순환펌프
14 : 난방배관 20 : 메인탱크
30 : 난방수 분산탱크 40,300 : 난방수 가열관
50 : 히터 60 : 난방수 보조 가열수단
62 : 열매체유 유입관 64A : 제1 열매체유 순환관
64B : 제1 열매체유 순환관 66 : 열교환관
66A : 난방수 배출로 66B : 열매체유 순환로
66C : 열매체유 유입공 70A : 난방수 온도감지센서
70B : 열매체유 온도 감지센서 500 : 재순환수단(500)10:
14: heating pipe 20: main tank
30: heating water distribution tank 40,300: heating water heating tube
50: heater 60: heating water auxiliary heating means
62: heat medium
64B: first heat medium oil circulation pipe 66: heat exchange pipe
66A: Heating
66C: Thermal
70B: thermal oil temperature sensor 500: recirculation means (500)
Claims (10)
상기 난방수 수용부와 상기 열매체유 수용부에는, 상기 열매체유로 상기 난방배관으로 배출되는 난방수를 미리 또는 추가적으로 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단이 마련되고,
상기 난방수 보조 가열수단은,
열매체유가 유입되기 위한 유입공들을 구비하여 상기 히터의 표면과 간격을 유지하여 감싸면서 결합되는 열매체유 유입관;
일단이 상기 열매체유 유입관에 연결되고 타단은 상기 난방수 수용부에 위치되는 제1 열매체유 순환관;
일단이 상기 열매체유 수용부의 하부 영역에 위치되고 타단은 상기 난방수 수용부에 위치되는 제2 열매체유 순환관; 및
이중 중공형으로 이루어져 중앙에 상기 난방수 수용부에 수용된 난방수가 상기 난방배관으로 배출되기 위한 난방수 배출로가 중앙에 형성되고, 외측에는 열매체유가 통과되기 위한 열매체유 순환로가 형성되며, 상기 열매체유 순환로의 한쪽은 상기 제1 열매체유 순환관과 연결되고 다른 쪽은 상기 제2 열매체유 순환관에 연결되고, 상기 난방수 배출로가 상기 난방배관과 연결되는 열교환관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.a main tank having a thermal oil accommodating part for accommodating the thermal oil, and a heating water accommodating part separated from the thermal oil accommodating part; a heating water distribution tank configured to temporarily stay in which heating water circulated through a heating space is introduced through a heating pipe; a plurality of heating water heating tubes made of a hollow type and disposed vertically in the heating medium oil receiving portion, the lower end communicating with the heating water distribution tank, and the upper end communicating with the heating water receiving portion; and a heater installed in the thermal oil accommodating part to heat the thermal oil accommodated in the thermal oil accommodating part to increase the temperature of the heating water passing through each of the heating water heating tubes,
In the heating water accommodating part and the thermal oil accommodating part, heating water auxiliary heating means for previously or additionally raising the temperature of the heating water discharged to the heating pipe through the heating medium is provided,
The heating water auxiliary heating means,
a thermal oil inlet pipe provided with inlet holes for introducing thermal oil into the heater while maintaining a distance from the surface of the heater and wrapped around it;
a first thermal oil circulation pipe having one end connected to the thermal oil inlet pipe and the other end located in the heating water receiving part;
a second thermal oil circulation pipe having one end positioned in the lower region of the thermal oil accommodating part and the other end positioned in the heating water accommodating part; and
A double hollow type heating water discharge path for discharging the heating water accommodated in the heating water accommodating part to the heating pipe is formed in the center, and a heating medium oil circulation path for passing the heating medium oil is formed on the outside, and the heating medium oil One side of the circulation path is connected to the first heat medium oil circulation pipe and the other side is connected to the second heat medium oil circulation pipe, and the heating water discharge path comprises a heat exchange pipe connected to the heating pipe,
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 난방수 수용부와 상기 열매체유 수용부에는,
상기 난방수 수용부에 수용된 난방수의 온도를 감지하기 위한 난방수 온도 감지센서와 열매체유 온도 감지센서가 각각 마련되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.According to claim 1,
In the heating water accommodating part and the heating medium oil accommodating part,
A heating water temperature sensor and a thermal oil temperature sensor for detecting the temperature of the heating water accommodated in the heating water receiving unit are provided, respectively.
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 열교환관에는,
선택적으로 상기 난방수를 가열하기 위한 보조 히터가 구비되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.3. The method of claim 2,
In the heat exchange tube,
Optionally, characterized in that an auxiliary heater for heating the heating water is provided,
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 열교환관에는,
난방수가 상기 열매체유 순환로를 관통하여 상기 난방수 배출로로 유입되기 위한 난방수 유입공들이 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.According to claim 1,
In the heat exchange tube,
characterized in that a plurality of heating water inlet holes are formed for the heating water to pass through the heating medium oil circulation path and to be introduced into the heating water discharge path,
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 제1 열매체유 순환관에는,
상기 난방수 수용부의 난방수 온도가 상기 열매체유 수용부의 열매체유 온도보다 낮을 경우에 개방되고, 상기 난방수 온도와 상기 열매체유 온도가 같을 경우에 폐쇄되기 위한 개폐밸브가 마련되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
In the first heat medium oil circulation pipe,
An opening/closing valve for opening when the heating water temperature of the heating water accommodating part is lower than the heating medium oil temperature of the thermal oil accommodating part is provided, and closing when the heating water temperature and the heating medium temperature are the same,
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 제1 열매체유 순환관 또는 제2 열매체유 순환관에는,
상기 개폐밸브의 개방시 열매체유를 순환시키기 위한 열매체유 순환펌프가 마련되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.6. The method of claim 5,
In the first heat medium oil circulation pipe or the second heat medium oil circulation pipe,
A heat medium oil circulation pump for circulating heat medium oil when the on/off valve is opened, characterized in that
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 난방수 가열관은, 상기 열매체유 수용부의 내부에 다중으로 절곡되어 배치되어 양단이 상기 유입구와 배출구에 연결되고, 상기 배출구로 배출되는 난방수를 승온시키기 위한 난방수 보조 가열수단이 마련되되, 상기 난방수 보조 가열수단은, 상기 난방수 가열관의 열교환면적을 확장시켜 상기 히터에 의해 승온된 열매체유와 난방수의 열교환이 이루어지도록 상기 난방수 가열관의 외측면에 부착되는 다수개의 열교환핀들로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.a main tank having an inlet through which the heating water circulated in the heating space is introduced, and an outlet connected to the heating pipe to discharge the heating water, the main tank forming a thermal oil accommodating part for accommodating thermal oil and heat storage material; A heating water heating pipe installed in the heating medium receiving part so that the heating water circulating in the heating space is introduced through the heating pipe, the temperature is raised by heat exchange with the thermal oil while circulating in the heating medium, and then circulated back to the heating space. ; and a heater installed in the thermal oil accommodating part to heat the thermal oil accommodated in the thermal oil accommodating part to increase the temperature of the heating water passing through the heating water heating tube,
The heating water heating tube is arranged in multiple bends inside the heating medium oil receiving part, both ends are connected to the inlet and the outlet, and heating water auxiliary heating means for raising the temperature of the heating water discharged to the outlet is provided, The heating water auxiliary heating means includes a plurality of heat exchange fins attached to the outer surface of the heating water heating tube to expand the heat exchange area of the heating water heating tube so that the heat medium oil heated by the heater and the heating water exchange heat. characterized in that it consists of
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 열매체유 수용부의 내부에는,
상기 열교환핀들에 의해 상기 난방수 가열관과 간격을 유지하여 결합되는 온수 가열관이 구비되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.8. The method of claim 7,
Inside the thermal oil receiving part,
A hot water heating tube coupled to the heating water heating tube by the heat exchange fins is provided, characterized in that it is provided with a gap.
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 난방수 가열관과 상기 온수 가열관 및 상기 열교환핀들이 하나의 열교환 모듈을 이루고, 상기 열교환 모듈은 1-4개로 이루어져 병렬 또는 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.9. The method of claim 8,
The heating water heating tube, the hot water heating tube, and the heat exchange fins form one heat exchange module, and the heat exchange module consists of 1-4 and is arranged in parallel or in series,
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
상기 유입구와 배출구에는,
상기 배출구로 배출되는 난방수의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우에, 상기 난방수의 일부 또는 전부를 다시 상기 유입구로 재 순환시키기 위한 재순환수단이 마련되고,
상기 재순환수단은,
상기 유입구쪽 상기 난방배관과 연결되고 상기 유입구쪽 상기 난방수 가열관과 연결되어 상기 유입구에 설치되는 유입 다방향 밸브;
상기 배출구쪽 상기 난방배관과 연결되고 상기 배출구쪽 상기 난방수 가열관과 연결되며 상기 난방수 가열관을 통과한 난방수의 온도를 감지하기 위한 배출온도 감지센서를 구비하여 상기 배출구에 설치되는 배출 다방향 밸브; 및
일단이 상기 유입 다방향 밸브와 연결되고, 타단은 재순환 개폐밸브를 구비하여 상기 배출 다방향 밸브와 연결되는 재순환관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
보조 가열수단을 갖는 열매체유를 이용한 보일러장치.
10. The method according to any one of claims 7 to 9,
At the inlet and outlet,
When the temperature of the heating water discharged to the outlet is lower than the set temperature, a recirculation means for recirculating some or all of the heating water back to the inlet is provided,
The recirculation means,
an inlet multi-directional valve connected to the heating pipe at the inlet side and connected to the heating water heating pipe at the inlet side and installed at the inlet;
The exhaust is connected to the heating pipe at the outlet side and connected to the heating water heating pipe at the outlet side and is provided with a discharge temperature detection sensor for detecting the temperature of the heating water that has passed through the heating water heating pipe and installed at the outlet. directional valve; and
One end is connected to the inlet multi-way valve, the other end is provided with a recirculation on/off valve, characterized in that it consists of a recirculation pipe connected to the discharge multi-way valve,
A boiler apparatus using thermal oil having an auxiliary heating means.
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Patent Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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