KR950003784B1

KR950003784B1 - 온수순환장치

Info

Publication number: KR950003784B1
Application number: KR1019900006044A
Authority: KR
Inventors: 모토끼 마쯔모토
Original assignee: 가부시기가이샤 도요또미; 가쯔마다 유끼하루
Priority date: 1989-04-29
Filing date: 1990-04-28
Publication date: 1995-04-18
Also published as: DE4013657C2; KR900016696A; DE4013657A1; US5033673A

Abstract

내용 없음.

Description

온수순환장치

제1도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 일실시예를 표시하는 수직단면도.

제2도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 또다른 실시예를 표시하는 수직단면도.

제3도는 제2도에 도시된 온수순환장치의 요부를 표시하는 부분확대수직단면도.

제4도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 또다른 실시예를 표시하는 수직단면도.

제5도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 또다른 실시예를 표시하는 수직단면도.

제6도는 제5도에 도시된 온수순환장치의 변경예의 요부를 표시하는 부분개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 개방탱크 12 : 수관보일러

14 : 방열기 16 : 제1연통파이프

18 : 제2연통파이프 20 : 제3연통파이프

24 : 연결파이프 22 : 제1첵크밸브

26 : 제2첵크밸브 32 : 수온감지기

30 : 히터 36 : 물탱크

38 : 급수파이프 44 : 깔대기-형상캡

50 : 지지부재 52 : 간극

54 : 수류제어수단 56 : 공기홴

58 : 공기안내통로 68 : 열교환기

70 : 축열기 72 : 열방출부(방출기몸체)

본 발명은 온수순환장치에 관한 것으로, 특히 순환펌프를 사용하지 않고 수관보일러에서 발생된 증기압에 의하여 수관보일러에서 가열된 온수를 강제적으로 순환시키도록된 온수순환장치에 관한 것이다.

커피를 만드는데 널리 사용되어 왔던 커피 사이펀에서, 커피 사이펀의 하부포트속의 물을 끊으면, 하부포트에서 발생된 증기압은 사이펀이 상부포트속으로 물을 강제적으로 밀어올리도록하여, 하부포트에는 증기압만이 존재하게 된다. 사이폰이 온도가 감소되면, 하부포트속의 증기는 액화되어서 부압(負壓)이 발생되도록 함으로써, 상부포트에 밀어올려진 물은 흡입에 의하여 하부포트로 강제로 흘러내리도록 되며, 그러는 중에 커피가 만들어진다.

커피 사이펀의 상술한 원리는 종래의 온수순환장치에서 광범위하게 이용되어 왔으며, 일본국 특허공보 제33664/1976호, 일본국 실용신안공보 제53929/1982호, 일본국 실용신안공보 제2403/1987호, 일본국 특허출원 공개공보 제186626/1985호에 기재된 바와 같다. 특히, 종래의 온수순환장치는 수관보일러에서 발생된 온수가 홴코일유닛, 마루바닥매트등의 적당한 형태를 취한 방열기에 증기압력에 의하여 강제적으로 공급되어서, 방열기에서 열을 방출한 다음, 수관보일러로 귀환한다. 공교롭게도, 종래의 온수순환장치에 있어서, 수관보일러로부터 물이 빈 후에 개발탱크로부터 수관보일러로 생수가 공급되면, 공급된 물은 즉시 끓도록 되어 수관보일러속에서 다량의 증기를 발생시킴으로써, 증기의 압력은 생수가 개방탱크로부터 수관보일러로 계속적으로 공급되는 것을 방해한다. 상기한 바와 같이 불리점을 제거하기 위하여, 본 양수인은, 예를들면 일본국 특허공보 제15492/1988호에 기재된 것과 같은 많은 온수순환장치들을 제안한 바 있다.

그럼에도 불구하고, 각 제안된 온수순환장치들 및 상기한 종래장치는 각각 물을 개방탱크로부터 수관보일러로 공급하기 위한 밸브를 여는 타이밍이 다지 소량만 빗나갈때일지라도, 물이 개방탱크로부터 수관보일러로 공급되자마자 다량의 증기가 수관보일러속에서 발생되게 되어, 공기로크현상을 유도하여 장치를 통한 물의 순환을 방해저지한다는 불리점이 있다. 예를들면, 첵크밸브와 같은 단순밸브가 이 목적을 위하여 사용되면, 장치의 각 부분에서의 소량의 온도변화 및 동작조건등은 순환주기가 장치의 동작중에 갑자기 중단되도록 한다.

또한, 종래의온수순환장치는 물의 온도가 대기온도이상으로 증가하기 때문에 장치의 사용중에 물이 개방탱크로부터 증기의 형태로 누출돼버리는 또다른 불리점을 가짐으로써 빈번히 개방탱크에 물을 보급할 필요가 있다.

따라서 본 발명은 종래기술의 전술한 불리점을 감안하여 만든 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 장치의 동작조건의 변동에 관계없이 장치의 원활한 동작을 확보할 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 장치의 동작조건의 변동에 상관없이 개방탱크로부터 수관보일러로 원활하고 만족스러운 물의 공급을 항상 확보할 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 밸브를 여는 타이밍의 원치않는 편차로 인하여 수관보일러에 공급되는 물이 막끓으려고 하거나 끓기 시작할때 일지라도 개방탱크로부터 수관보일러로 안전하고 원활하게 물을 공급할 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 물의 보충을 최소화하거나 또는 사실상 제거하기 위하여 장치로부터 수증기의 누출을 최소화하거나 또는 실질적으로 방지할 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 온수의 순환을 안정되게 하기 위하여 수관보일러를 가열하기 위한 가열기의 동작을 안정화할 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 온수의 순환중에 수격작용의 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 장치의 동작중에 열효율을 증가시킬 수 있는 온수순환장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 온수순환장치가 제공된다. 온수순환장치는, 대기와 연통하는 개방탱크, 개방탱크밑에 배치된 수관보일러 및 개방탱크와 수관보일러가 서로 연통하는 제1연통파이프를 구비한다. 또한, 장치는 방열기와 방열기가 수관보일러와 연통하는 제2연통파이프를 구비한다. 방열기는 또한 제3연통파이프를 통하여 개방탱크와 연통된다. 제1연통파이프에는, 수관보일러가 수증기에 의하여 압력받고 있는 기간동안 폐쇄되는 제1첵크밸브가 설치된다. 장치는 또한 양자를 서로 연통시키기 위하여 제2연통파이프와 개방탱크 사이에 배치된 연결파이프를 구비한다. 연결파이프에는 제2연통파이프로부터 개방탱크로 유체가 흐르는 것을 방지하기 위한 제2첵크배브가 설치된다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 온수순환장치는 또한 대기와 연통하는 물탱크를 더 구비할 수 있다. 물탱크는 통기공 및 급수파이프를 통하여 개방탱크와 연통하도록 배치되며 또한 개방탱크에서 발생된 수증기의 회수를 촉진시키기 위하여 수증기 회수구조체를 구비한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 가열기는 버너를 구비할 수 있으며, 장치는 또한, 연소용 공기를 버너에 공급하기 위한 공기홴 및, 연소용공기를 공기홴으로 공급하기 위하여 공기홴과 연통하도록 설치된 공기 안내통로를 더 구비한다. 공기안내통로는 온수순환장치의 고온부분으로부터 방출되는 열을 수용할 수 있는 위치에 설치된다. 제3연통파이프는 사실상 공기안내통로속에 설치된다.

본 발명의 바람직한 일실시예에서, 장치는 또한 수관보일러와 방열기가 서로 연통하는 제2연통파이프에 설치된 축열기를 더 구비한다. 축열기는 제2연통파이프의 그것보다 더 큰 내경으로 형성된다.

이제 본 발명에 의한 온수순환장치를 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 일실시예를 표시한다. 도시된 실시예의 온수순환장치는, 후술하는 대기와 연통하는 개방탱크(10), 개방탱크(10) 밑에 형성된 수관보일러(12) 및 수관보일러(12)에서 발생된 온수가 공급되는 방열기(14)를 구비한다. 개방탱크(10)와 수관보일러(12) 사이에는 개방탱크(10)와 수관보일러(12)가 서로 연통하도록 제1연통파이프(16)가 설치된다. 수관보일러(12)와 방열기(14) 사이에는 수관보일러(12)와 방열기(14)가 서로 연통하도록 작용하는 제2연통파이프(18)가 설치된다. 또한, 제3연통파이프(20)가 방열기(14)가 개방탱크(10) 사이에 그들이 서로 연결되도록 설치된다. 이와 같이, 순환통로는 온수순환장치를 통하여 물을 순환시키기 위하여 실시예의 장치내에 형성된다. 제1연통파이프(16)는 그 일단이 개방탱크(10)의 바닥에 연결되고 타단은 수관보일러(12)에 연결된다. 또한 제1연통파이프(16)는 그 중간부에 제1첵크밸브(22)를 구비한다.

도시된 실시예의 온수순환장치는 또한 제2연통파이프(18)의 중간부분과 개방탱크(10)가 서로 연통하도록 설치된 연결파이프(24)를 구비한다. 이 목적을 위하여, 연결파이프(24)는 그 일단 또는 하단이 제2연통파이프(18)의 중간부분인 제2연통파이프(18)의 연결부(25)에 연결되고 그 타단 또는 상단은 개방탱크(10)에 연결된다. 이것은 제2연통파이프(18)가 수관보일러(12)와 연결부(25) 사이에 뻗은 상류 또는 제1부분(18a)과, 연결부(25)와 방열기(14) 사이에 뻗은 제2 또는 하류부분(18b)으로 나뉘게 하며, 연결부(25)는 그 사이에 끼게 된다. 연결파이프(24)는 그 중간부분에 제2첵크밸브(26)를 구비한다. 마찬가지로, 방열기(14)와 개방탱크(10)가 서로 연통하도록 하기 위한 제3연통파이프(20)가 그 중간부분에 제3첵크밸브(28)를 구비한다. 제2첵크밸브(26)는 제2연통파이프(18)로부터 연결파이프(24)를 통하여 개방탱크(10)로 유체가 흐르는 것을 방지하기 위한 역할을 하며, 제3첵크밸브(28)는 개방탱크(10)로부터 제3연통파이프(20)를 통하여 방열기(14)로 유체가 흐르는 것을 방지하도록 작용한다.

도시된 실시예의 온수순환장치는 또한 가열원으로서 연료가스, 연료유, 전기등을 사용할 수 있는 가열기(30)를 구비한다. 도시된 실시예에서, 가열기는 버너를 구비할 수 있다. 연결파이프(24)에는 수온감지기(32)가 설치될 수 있으며, 이 수온감지기(32)는 제2첵크밸브(26)와 개방탱크(10) 사이에 위치한다. 수온감지기(32)는 온수순환장치가 물을 순환시키기 시작할때, 개방탱크(10)로부터 연결파이프(24)를 통하여 제2연통파이프(18)로 흐르는 물의 온도를 검출하도록 작용하며, 가열기(30)로부터 발생된 열의 양을 전환 또는 조정하도록 한다. 이 목적을 위하여, 수온감지기(32)는 전기적으로 가열기(30)에 연결된다. 양자간의 전기적 연결은 이 분야의 기술자에게 널리 알려진 임의의 적당한 방법으로 편리하게 수행될 수 있다. 또는, 수온감지기(32)는 제1체크밸브(22)와 개방탱크(10) 사이에 위치한 제1연통파이프(16)의 부분에 설치될 수 있다. 수관보일러(12)의 출구에 연결된 제2연통파이프(18)는 또한 그 제1부분(18a)에 고온제한스위치(34)를 구비하며, 혹시 발생할 수 있는 수관보일러(12)의 물의 결여로 인한 장치전체의 물의 순환의 중단을 검출함으로써, 가열기(30)의 운전을 정지시킨다. 이 목적을 위하여, 고온제한 스위치(34)는 가열기에 전기적으로 연결된다. 양자간의 전기적 연결은 이 분야의 기술자에게 공지된 임의의 적당한 방법으로 수행될 수 있다.

또한, 도시된 실시예의 온수순환장치는 급수파이프(38)와 통기공(40)을 통하여 개방탱크(10)와 연통하도록 배치된 물탱크(36)를 구비한다. 물탱크(36)는 물입구(42)를 구비하며, 물입구(42)는 캡(44)을 구비한다. 물입구(42)의 캡(44)이 상부뚜껑(47)으로 덮힐때 캡(44)은 여전히 물탱크(36)가 외부대기와 연통할 수 있도록 구성된다. 이와 같이, 개방탱크는 외기와 연통하도록 되어 있다.

이제, 상기와 같이 구성된 도시된 실시예의 온수순환장치의 동작방식에 대하여 설명한다.

물이 물입구(42)를 통하여 물탱크(36)로 공급되면, 급수파이프(38)를 통하여 개방탱크(10)로 도입된다. 그 다음에, 물은 제1연통파이프(16), 수관보일러(12), 제2연통파이프(18), 방열기(14), 제3연통파이프(20) 및 연통파이프(24)로 공급된다. 가열기(30)가 점화 또는 커져서 수관보일러(12)를 가열하며, 수관보일러(12) 속의 물이 끓게 되어 수증기를 발생해서, 수관보일러(12) 속의 압력이 증가하게 된다. 그렇게-증가된 압력은 제1첵크밸브(22)를 닫히도록 함으로써, 수관보일러(12)에서 발생한 온수는 강제적으로 제2연통파이프(18)를 통하여 방열기(14)로 공급될 수 있으며, 여기에서 온수는 열을 방출하고 냉각된 다음 제3연통파이프(20)를 통하여 개방탱크(10)로 귀환한다. 수관보일러(12)내의 물이 비워지거나 모두 배출되면, 수관보일러(12) 속의 수증기의 발생은 정지되며, 수관보일러속의 압력은 감소되는 결과가 된다. 또한, 연통파이프들(18 및 20)과 방열기(14)에 배출된 수증기는 액화되어 그들 각각의 압력은 마찬가지로 감소된다. 이것은 개방탱크(10) 속의 물이 제1첵크밸브(22)를 열도록 함으로써, 물이 수관보일러(12)로 공급되어 그것을 냉각시킴으로써, 수관보일러(12)속에 남아 있는 수증기를 액화하여, 더욱더 수관보일러(12)내의 부압을 증가시키게 되며, 따라서 개방탱크(10)로부터 수관보일러(12)로의 물의 공급은 흡입에 의하여 더욱더 촉진된다.

그 동안, 가열기(30)는 수관보일러(12)를 계속 가열함으로써, 온수는 계속적으로 그로부터 제2연통파이프(18)를 통하여 방열기(14)로 공급된다.

상술한 바와 같이, 도시된 실시예의 온수순환장치는 제2첵크밸브(26)를 구비한 연결파이프(24)가 제2연통파이프(18)와 개방탱크(10)가 서로 연통하도록 배치되게 구성된다. 그와 같은 구성은, 온수가 수관보일러(12)로부터 배출되어 수관보일러내의 압력을 감소시키고, 또한 수관보일러(12)로부터 제2연통파이프(18) 및 방열기(14)로 배출된 수증기가 액화되어서 더욱더 압력을 감소시키면, 제2첵크밸브 및 제1첵크밸브를 열리도록 함으로써, 냉수가 개방탱크(10)로부터 연결파이프(24)를 통하여 제2연통파이프(18)로 공급될 수 있도록 한다. 이것은 제2연통파이프(18)에 공급된 냉수가 연결부(25)와 방열기(14) 사이의 제2연통파이프(18)의 제2부분(18b)속의 수증기를 냉각하도록하여, 그것을 액화하여 파이프(18)의 제2부분(18b)을 가득 채우도록 한다.

개방탱크(10)로부터 연결파이프(24)를 통하여 제2연통파이프(18)로 공급된 냉수는 또한 수관보일러(12)와 연결부(25) 사이의 제2연통파이프(18)의 제1부분(18a)속의 수증기를 액화하도록 작용한다. 그러므로, 물이 수관보일러(12)로부터 전부 비워지려고 할때일지라도 개방탱크속의 물이 제1연통파이프(16)의 제1첵크밸브(22)를 통하여 공급되어서 수관보일러(12) 속에서 다량의 수증기를 발생하면, 개방탱크로부터 연결파이프(24)를 통하여 제2연통파이프(18)로 공급된 저온수는 이렇게-발생된 수증기를 액화하여 수관보일러속의 압력을 낮은 수준으로 유지함으로써, 개방탱크(10)로부터 제1연통파이프(16)를 통하여 수관보일러(12)로 물의 원활한 연속적 공급을 확보하며, 따라서 이렇게-공급된 물은 수관보일러(12)를 냉각시켜서 흡입에 의하여 개방탱크(10)로부터 수관보일러(12)로 물이 공급되기에 충분한 수관보일러속의 고수준의 부압을 발생시킨다. 이것은 수관보일러(12)에 물이 차도록 한다. 그 동안에, 제2연통파이프(18)도 마찬가지로 물이 찬다. 이와 같이 하여, 수관보일러로부터 방열기로의 물의 연속적 배출이 공기로크(air lock) 현상없이 원활하게 달성될 수 있다.

또한, 도시된 실시예의 장치는 제3첵크밸브(28)가 방열기(14)와 개방탱크(10) 사이의 제3연통파이프(20)에 설치되도록 구성된다. 이와 같은 구조는 제2연통파이프(18) 속에 남아 있는 수증기가 방열기(14) 및 제3연통파이프(20) 속에 남아있는 비교적 고온도의 물보다 오히려 개방탱크(10)로부터 연결파이프(24)를 통하여 파이프(18)로 공급되는 냉수만에 의하여 효과적으로 액화되도록 함으로서, 제2연통파이프(18) 속에 수증기의 존재로 인하여 제2연통파이프속에서 공기로크현상이 발생하는 것을 확실하게 방지한다. 상술과 같이, 개방탱크(10) 속의 물은 또한 제2연통파이프(18) 및 수관보일러(12)속의 수증기를 냉각하는데 사용되며, 따라서, 물의 온도의 증가는 수증기를 냉각하는 능력을 저하시킨다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 수온감지기(32)가 연결파이프(24)의 중간부분에 설치될 수 있다. 이와 같은 감지기(32)의 설치는 물의 온도의 임의의 변동의 검출시에 가열기(30)가 전환되도록 함으로써, 온수의 순환의 불량으로 인한 고장을 방지하며 방열기(14)로부터의 과도한 열의 방출을 제거한다. 또한, 온수의 순환이 중단되는 고장을 피하기 위하여 커피 사이펀에서 보는 것과 같이 가열기(30)의 동작을 정지시킬 필요가 있다. 도시된 실시예에서 제2연통파이프(18)상의 고온제한스위치(34)의 설치는 스위치가 온도의 과도한 또는 비정상 증가 또는 온수의 순환이 중단되었을 때 연통파이프(18)가 고온의 수증기에 노출되는 사실을 검출하도록 함으로써, 가열기(30)을 정지시킨다.

앞에서 보아 알수 있듯이, 도시된 실시예의 온수순환장치는 저온수를 개방탱크(10)로부터 수관보일러(12)와 방열기(14)를 상호 연결하는 연통파이프(18)로 직접 공급하기 위해서 배치되도록 구성된다. 이와 같은 구조는 상기한 종래의 장치에서 봉착한 것과 같이, 제2연통파이프속에 수증기가 남아 있는 문제점을 효과적으로 방지하며, 종래의 장치에 있어서는 제2연통파이프속의 수증기는 수관보일러가 개방탱크로부터 공급된 물로 채워진 후에 물에 의하여 액화된다. 따라서, 이 실시예는 온수의 순환을 사실상 안정적으로 만든다는 것에 주목해야 한다.

또한, 이 실시예의 상술한 특징은 개방탱크(10)로부터 연결파이프(24)를 통하여 제2연통파이프(18)로 공급된 물이 수관보일러(12)로부터 배출된 수증기를 액화하도록 수관보일러(12)속으로 도입되도록 한다. 따라서, 제1첵크밸브(22)가 가열되는 수관보일러로부터의 물의 비워짐과 동기하여 동작되지 않으므로써 대량의 수증기가 수관보일러(12)에서 발생할때 일지라도, 제2연통파이프(18) 속에 도일된 물은 발생된 수증기를 효과적으로 액화하며, 상술한 것과 같이 타이밍을 맞추지 못하여 온수의 순환이 정지되는 사고를 제거하게 된다.

또한, 개방탱크로부터 수관보일러로의 물의 공급은 연결파이프(24) 및 제1연통파이프(16)를 통하여 수행됨으로써, 수관보일러는 단시간내에 물이 충전될 수 있어, 각물순환사이클을 위하여 필요한 시간이 현저히 감소되는 결과가 된다. 또한 도시된 실시예의 장치는 개방탱크(10), 수관보일러(12) 등의 고온부분을 실외에 배치되도록 하고 방열기(14)를 실내에 배치되도록 함으로써, 연통파이프들(18 및 20)을 위한 두개의 구멍만이 건물의 벽을 형성하는데 필요한 뿐이다. 이것은 온수순환장치의 설치를 용이하게 할 뿐만 아니라 또한 배출가스등이 실내에 방출되는 것이 방지되기 때문에 위생상의 안전을 확보한다.

제2도 및 제3도는 본 발명의 또다른 실시예의 온수순환장치를 표시한다. 제2도 및 제3도에 도시된 실시예의 온수순환장치는 상술한 실시예의 기능에 더하여 물의 보급을 사실상 제거하기 위하여 장치로부터 수증기의 누출을 사실상 방지하는 기능을 수행하도록 된 것이다. 특히, 이 실시예에서, 물탱크(36)는 그 상부 또는 상부벽에 통공(46)이 형성된 깔대기형상캡(44)을 구비하고 있다. 물이 깔대기 형상캡(44)을 통하여 물탱크(36)로 공급되면, 다음에 급수파이프(38)을 통하여 개방탱크(10)로 소정량이 공급된다. 깔대기형상캡(44)은 상부뚜껑(47)으로 덮힌다. 상부뚜껑(47)은 내부 물적을 갖도록 형성된다. 도시된 실시예에서, 그것은 컵-같은 형상으로 형성된다. 통공(46)을 통하여 상부뚜껑(47)의 내면위에 지지부재(50)을 통하여 매달아서 설치된 파이프(48)가 느슨하게 삽입되다. 상부뚜껑(47)은 그 사이에 형성된 간극(52)을 통하여 깔대기 형상캡(44)에 연결 또는 맞추어져서, 물탱크가 외기와 연통하게 된다.

물을 물탱크(36)로부터 개방탱크(10)로 공급하는 급수파이프(38)는 급수파이프(38)를 통하여 물의 흐름을 조절하기 위한 수류제어수단(54)을 구비할 수 있다. 수류제어수단(54)은 개방탱크(10)와 물탱크(36) 사이의 급수파이프(38)를 통하여 흐르는 물의 속도를 감소하기 위하여 급수파이프(38)의 유동저항을 증가시키도록 작용한다. 이 목적을 위하여, 도시된 실시예에서, 수류제어수단(54)은 오리피스를 구비한다. 또는 통기공파이프(40) 보다 긴 파이프라인을 구비할 수 있다. 이와 같은 수류제어수단(54)의 설치는 개방탱크(10) 내의 물수준의 약 10분의 1이 되도록 물탱크(36)의 물수준을 변동시킨다. 또한 물수준(36)속의 물의 온도는 물탱크(36)속의 물수준의 변동이 적기 때문에, 개방탱크속의 그것에 비하여 낮게 유지된다.

제2도 및 제3도에 도시된 실시예의 나머지 부분은 제1도에 도시된 것과 사실상 똑같은 방식으로 구성될 수 있다.

제2도 및 제3도에 도시된 온수순환장치에서 상부뚜껑(47)은 외부물공급원으로부터 물탱크(36)로 물을 공급하기 위하여 깔대기 형상캡(44)으로부터 파이프(48)와 함께 제거된다. 개방탱크(10) 속의 물이 수관보일러(12)로 공급되면, 탱크(10) 속의 물의 레벨은 낮아지는 반면에, 방열기(14)에서 냉각된 물이 개방탱크(10)로 귀환되면, 그것은 상승한다. 이와 같이 하여, 개방탱크(10)로부터 외기로의 공기방출 및 외기로부터 개방탱크로의 공기의 흡입작용이 온수를 순환시키기 위한 온수순환장치의 펌핑작용중에 물탱크(36)를 통하여 반복적으로 수행된다. 개방탱크(10)로부터의 공기의 배출은 다량의 물이 개방탱크로부터 증기의 형태로 누출되도록 함으로써, 개방탱크(10)에 빈번히 물을 보급할 필요가 있게 된다. 이와 같은 불리함을 피하기 위하여, 도시된 실시예에서, 물탱크(36)가 개방탱크(10)와 별도로 설치되며, 개방탱크(10)에서 발생된 수증기의 회수를 촉진시키기 위하여 상술한 수증기회수기구 또는 구조가 설치되며, 그것은 통공(46) 속에 느슨하게 맞추어진 파이프(48)가 상부뚜껑(47)에 의해 그 바깥쪽에 덮이고, 상부뚜껑(47)은 그 사이에 형성된 간극(52)을 통하여 깔대기형상캡(44) 위에 맞추어진다. 이와 같이, 수증기를 함유하는 공기가 개방탱크(10) 및 물탱크(36)로부터 파이프(48)를 통하여 상부뚜껑(47) 속으로 강제로 도입되며, 비교적 높은 온도를 갖기 때문에 상부뚜껑(47)의 내부공간의 상부속에 멈추어 있으므로써, 수증기를 과도하게 함유하지 않는 공기는 간극(52)을 통하여 밖으로 방출될 수 있다.

반면에, 흡입에 의하여 외기로부터 상부뚜껑(47) 속으로 공기가 도입되면, 상부뚜껑(47)의 상부에 모여있던 수증기를 함유하는 공기는 파이프(48)를 통하여 물탱크(37)속으로 흐르도록 됨으로써, 일단 개방탱크(10)로부터 잃어버렸던 수증기가 효과적으로 회수될 수 있다. 또한, 수증기가 상부뚜껑(47)의 내면위에 액화되어서 물방울들을 형성하면, 그들은 상부뚜껑(47)의 내면을 따라서 흘러내려와서 깔대기 형상캡(44) 속에 수집되며, 통공(46)과 파이프(48) 사이의 간극을 통하여 물탱크(36)로 귀환하게 된다. 이와 같이, 도시된 실시예는 액화된 수증기를 회수되도록 한다.

또한, 도시된 실시예에서, 물탱크(36)는 개방탱크(10)으로부터 분리되어 설치된다. 이와 같은 구조는 물탱크(36)속의 물이 개방탱크(10)속의 온도와 비교할때, 낮은 온도로 유지되도록 함으로써 개방탱크(10)에서 발생된 수증기가 물탱크(36)의 내면 및 상부뚜껑(47)의 내면상에서 액화될 수 있어, 개방탱크(10)로부터 외기로의 수증기의 방출을 최소화 또는 사실상 방지하게 된다. 또한, 물탱크(36)와 개방탱크(10) 사이에 물을 흘리는 급수파이프(38)에 대한 수류제어수단(54)의 설치는 개방탱크(10)속의 물의 레벨의 상승이 물탱크(36)속의 물의 레벨의 상승으로부터 즉각 유도되는 것을 효과적으로 방지하다. 다음에, 개방탱크(10)속의 물의 레벨이 적당한 때에 낮아지면, 물탱크(36) 속의 물의 레벨의 상승이 정지되어, 물탱크(36) 내의 물의 레벨의 변동이 개방탱크(10)내의 그것만큼 약 10분의 1 정도로 억제되도록 한다. 이것은 개방탱크(10)로부터 물탱크(36)로의 비교적 높은 온도의 물의 흐름을 극히 어렵게 만듦으로써, 물탱크(36)내의 물의 온도가 개방탱크(10) 내의 그것과 비교할때 낮게 유지될 수 있어, 물탱크(36)내의 수증기의 액화를 촉진시킨다.

앞에서 볼 수 있는 바와 같이, 도시된 실시예는 물탱크(36)가, 외기와 연통 통하여야만 하고 공기의 흡입 및 배출이 반복적으로 수행되는 개방탱크(10)로부터 분리되도록 구성된다. 이와 같은 구조는 물탱크내의 물이 개방탱크(10)내의 그것보다 더낮은 온도로 유지되도록 해서, 개방탱크에서 발생된 수증기가 물탱크(36) 내에서 효과적으로 회수되도록 한다. 또한, 물탱크, 즉 개방탱크가 외기와 연통하는 물탱크(36)의 깔대기형상캡(44)은 수증기의 회수를 촉진하기 위하여 수증기회수구조를 구비하며, 그것은 캡(44)을 통하여 느슨하게 삽입된 파이프(48)와 그들 사이에 간극(52)을 형성하는 방식으로 캡위에 맞추어진 상부뚜껑(47)을 구비한다. 이와 같이, 개방탱크(10)내의 물레벨의 변동으로 인하여 상부뚜껑(47)으로부터 간극(52)을 통하여 안으로 도입되거나 밖으로 방출되는 공기는 물탱크(36)의 상부공간속의 공기가 아니고 개방탱크내에서 발생된 수증기가 없는 외부공기임으로서 상부뚜껑(47)에 도달하는 수증기는 사실상 회수될 수 있어 개방탱크내의 물의 감소를 실질적으로 방지하며, 따라서 물의 보급을 최소화하거나 사실상 제거한다.

제4도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 또다른 실시예를 표시한다. 도시된 실시예의 온수순환장치는 온수의 순환을 안정하게 만들고 장치의 동작의 열효율을 증가시키기 위하여 가열기로서 사용된 버너의 동작을 안정화하도록 되어 있다. 특히, 본 발명은, 상술한 바와 같이, 방열기만이 실내에 설치되도록 하며, 방열기 이외의 개방탱크, 수관보일러, 가열기들의 부분등은 실외에 설치되도록 한다. 이와 같은 장치의 구성에 대해, 열효율을 증가시키기 위하여 동작중의 옥외열소실을 최소화할 필요가 있다. 장치로부터의 열손실을 회수함으로써 획득되는 열에너지가 이 목적을 위하여 가열기로서 작용하는 버너에 공급되는 연소공기의 온도를 증가시키는데 이용되면, 고온에 노출됨으로 인한 버너의 열화가 버너의 연소성능에 나쁜 영향을 주기 때문에 버너는 충분한 열저항을 나타낼 필요가 있다. 또한, 버너에 공급되는 연소공기의 온도의 변화는 버너의 동작을 벼동시켜 버너의 안정적동작을 불량하게 만든다. 제4도에 도시된 실시예는 버너가 안정적 연소작업을 행하도록 구성된 것이다.

제4도에 도시된 실시예에서, 가열기(30)로서 버너가 사용되며, 이 버너는 가스, 기름등의 적당한 연료를 사용할 수 있다. 도시된 실시예의 온수순환장치는 연소공기를 버너(30)에 공급하기 위한 공기홴(56) 및, 버너(30)와 수관보일러(12)를 둘러싸도록 배치된 벽(60)에 의하여 형성된 공기안내통로(58)를 구비한다. 이 목적을 위하여, 벽(60)은 예를들면, 원통형상으로 형성될 수 있다. 공기홴(56)은 공기흡입포트(62)를 구비한다. 공기안내통로(58)의 하단부는 공기입구(64)로서 작용하며, 공기홴이 공기홴(56)의 공기흡입포트(62)와 연통하는 공기 출구(66)를 그 상부에 구비하고 있다. 방열기(14) 및 개방탱크(10)가 서로 연통하는 제3연통파이프(20)는 사실상 공기안내통로(58)속에 설치되며, 또한 제3연통파이프(20)는 구불구불한 부분(68)은, 공기안내통로(58) 속으로 도입되어 버너(30) 및 수관보일러(12)의 고온에 의해 가열된 연소공기의 열에너지를 전달하는 열교환기로서 작용하도록 하며, 이리해서 고온의 연소가스는 열교환기(68)를 통하여 흐르는 물에 의해 냉각되고, 그 결과, 감소된 온도의 연소공기가 공기홴(56)에 의하여 버너(30)에 공급되도록 한다.

제4도에 도시된 실시예의 나머지부분은 제1도 또는 제2도 및 제3도에 도시된 실시예와 사실상 똑같은 방식으로 구성될 수 있다.

제4도에 도시된 실시예는, 상술한 바와 같이, 공기안내통로(58)가 장치의 고온부분 또는 고온으로 작동되는 수관보일러(12) 및 버너(30)를 둘로싸도록 설치되고 제3연통파이프(20)는 사실상 공기안내통로(58) 속에 설치되도록 구성되어 있다. 또한, 제3연통파이프(20)는 열교환기능도 나타내도록 구성된다. 이와 같은 구조는 공기안내통로(58) 속으로 도입되는 연소공기가 수관보일러(12) 및 벼너(30)로부터 배출된 열에 의하여 고온으로 가열되도록 하여 열화수를 수행하며, 이렇게-가열된 연소공기가 제3연통파이프(20)를 통하여 흐르는 물에 의하여 냉각되도록 함으로써, 연소공기는 감소된 온도로 일정하게 유지되면서 공기홴(56) 그리고 다음에 버너(30)에 공급될 수 있다. 이것은 버너의 점화직후의 연소공기의 온도와 버너의 동작중의 연소공기의 온도와의 차이를 최소화하도록 하여, 버너의 동작이 안정되도록 한다. 또한, 공기홴(56)등의 열저항성을 가지게 할 필요성을 제거한다. 또한, 도시된 실시예의 상술한 구조는 연소공기로 냉각되었던 제3연통파이프(20) 속의 물이 고온으로 유지되면서 개방탱크(10)로 귀환하도록 하며, 따라서 장치의 현저한 열효율을 유지할 수 있다.

제5도는 본 발명에 의한 온수순환장치의 또다른 실시예를 표시한다. 앞에서 보아 명백하듯이, 본 발명은 수관보일러에서 발생된 수증기의 압력이 수관보일러에서 발생된 온수를 강제로 방열기에 순환시킨다. 본 발명의 이러한 구조는 수증기가 수관보일러로부터 제2연통파이프를 통하여 방열기로 공급되도록 함으로써, 기상 및 액상이 장치의 온수유동통로속에, 특히, 제2연통파이프속에 공존하며, 그결과, 통로에서 수직현상이 발생하게 되어 온수의 순환을 불균일하게 만든다. 또한, 이것은 장치의 열효율을 저하시키는데 충분한 정도로 열손실을 가져온다. 제5도에 도시된 온수순환장치는 수격이 발생을 제거하도록하며 온수의 순환을 균일하게 만들 뿐 아니라, 열효율을 증가시킨다.

특히, 제5도에 도시된 실시예의 온수순환장치는, 수관보일러(12) 및 방열기(14)가 서로 연통하는 제2연통파이프(18)의 직경보다 현저하게 더 큰 내경으로 형성되고 제2연통파이프(18)에 설치된 축열기(70)를 구비한다. 이러한 축열기(70)의 구성은 적어도 제2연통파이프(18)에 공급되는 수증기의 일부가 축열기(70) 속에서 액화되도록 하여 방열기(14)로 가는 수증기의 원치않은 공급을 사실상 감소 또는 제거시킨다.

도시된 실시예에서, 축열기(70)는 수관보일러(12) 근방에 위치한다. 특히, 그것은 공기안내통로(58)내의 수관보일러(12) 근방에 위치함으로써, 축열기로부터 방출된 열이 공기안내통로를 통하여 공기홴(56)으로 도입되는 연소공기를 가열하기 위하여 사용될 수 있도록 한다. 또한, 공기안내통로(58) 내의 축열기의 구성은 축열기로부터의 열의 방출을 촉진시켜 제2연통파이프(18)속의 수증기를 효과적으로 액화하도록 한다. 또는, 축열기(70)가 제6도에 도시된 것과 같은 방법으로 배치될 수 있다. 특히, 제6도에서, 축열기(70)는 방열기(14)내에 위치하며 방열기몸체 근방에 또는 방열기(14)의 열방출부분(72)에 위치함으로써, 축열기(70)로부터의 열방출이 방열기(14)의 열방출부분(72)으로부터의 열방출과 함께 수행되도록 한다. 또한, 제6도에 도시된 방법으로의 축열기의 구성은, 축열기(70)에 도달하기 이전에 수증기의 일부를 액화하기 위하여 수관보일러로부터 멀리 떨어져서 설치되었기 때문에 제2연통파이프(18)속의 수증기를 사실상 충분히 액화하며, 그 결과, 온수가 효과적으로 방열기(14)에 공급되게 된다.

이 실시예의 잔여부분은 제1도 및 제4도에 도시된 실시예와 사실상 똑같이 구성될 수 있다.

앞에서 보아 알 수 있듯이, 제5도 및 제6도에 도시된 실시예는 축열기(70)가 제2연통파이프(18)에 설치되어서 제2연통파이프(18)를 통하여 온수와 수증기의 흐름을 원활히하고 수증기를 액화함으로써, 방열기(14)로 가는 온수의 흐름을 균일하게 하고 방열기에 공급되는 수증기의 양을 현저하게 감소시켜, 사실상 수격의 발생을 방지하도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 도전을 참조하여 어떤 특정한 정도로 기술되었으나, 자명한 수정 및 변경이 상기 기술에 비추어서 가능하다. 따라서 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위내에서 특정설명보다 실제적이 될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims

외기와 연통하는 개방탱크(10)와; 상기 개방탱크밑에 설치된 수관보일러(12)와; 상기 개방탱크와 수관보일러가 서로 연통되도록 배치된 제1연통파이프(16)와; 방열기(14)와; 상기 수관보일러와 방열기가 서로 연통되도록 배치된 제2연통파이프(18)와; 상기 방열기와 개방탱크가 서로 연통되도록 배치된 제3연통파이프(20)를 구비하고; 상기 제1연통파이프에는 상기 수관보일러가 가압되는 기간동안 패쇄되는 제1첵크밸브(22)가 설치되며; 그리고 상기 제2연통파이프와 상기 개방탱크 사이에 양자가 서로 연통되도록 설치된 연결파이프(24)를 구비하고; 상기 연결파이프는 상기 제2연통파이프로부터 상기 개방탱크로 유체가 흐르는 것을 방지하기 위한 제2첵크밸브(26)가 설치되어 있으며, 상기 수관보일러에서 발생하는 증기압에 의해 수관보일러의 온수를 방열기에 압송하는 것을 특징으로 하는 온수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 제3연통파이프에는 상기 개방탱크로부터 상기 방열기로 유체가 흐르는 것을 방지하기 위한 제3첵크밸브(28)가 설치된 온수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 개방탱크내의 수온을 검출하기 위한 수온감지기(32)를 더 구비한 온수순환장치.
제3항에 있어서, 상기 수온감지기는 상기 제2첵크밸브와 상기 개방탱크 사이에 위치하도록 상기 연결파이프에 설치된 온수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 수관보일러의 가열을 정지시키기 위하여, 가열되는 상기 수관보일러로부터 물의 결여를 검출하기 위한 고온제한스위치(34)를 더 구비한 온수순환장치.
제5항에 있어서, 상기 고온제한스위치는 상기 수관보일러와 상기 연결파이프 사이에 위치하도록 상기 제2연통파이프에 설치된 온수순환장치.
제1항에 있어서, 외기와 연통하는 물탱크(36)를 더 구비하며; 상기 물탱크는 통기오(40) 및 급수파이프(38)를 통하여 상기 개방탱크와 연통하도록 설치되며; 상기 물탱크에는 상기 개방탱크에서 발생된 수증기의 회수를 촉진시키기 위한 수증기회수 구조물이 설치된 온수순환장치.
제7항에 있어서, 상기 수증기회수구조물은 상기 물탱크의 상부에 설치되고 또한 통공(46)이 형성된 깔때기형상캡(44)과, 상기 통공을 통하여 느슨하게 삽입된 파이프(48) 및, 상기 깔때기 형상캡위에 간극(S2)을 통하여 배치된 내부용적을 가지는 상부뚜껑(47)으로 이루어진 온수순환장치.
제8항에 있어서, 상기 파이프는 상기 상부뚜껑위에 지지된 온수순환장치.
제7항에 있어서, 상기 개방탱크와 상기 물탱크사이를 흐르는 물의 속도를 감소시키기 위하여 상기 급수파이프에 설치된 수류제어수단(54)을 더 구비한 온수순환장치.
제10항에 있어서, 상기 수류제어수단은 오리피스로 이루어진 온수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 가열기는 버너로 이루어진 온수순환장치.
제12항에 있어서, 상기 버너에 연소공기를 공급하기 위한 공기홴(56)과; 상기 공기홴에 연소공기를 공급하기 위하여 상기 공기홴과 연통되도록 배치된 공기안내통로(58)를 더구비하고; 상기 공기안내통로는 온수순환장치의 고온부분으로부터 방출되는 열을 수용할 수 있는 위치에 설치되며; 상기 제3연통파이프는 사실상 상기 공기안내통로속에 설치된 온수순환장치.
제13항에 있어서, 상기 공기안내통로는 상기 버너 및 수관보일러를 포위하도록 형성된 온수순환장치.
제13항에 있어서, 상기 제3연통파이프는 구불구불한 형상으로 상기 공기홴 근방부분(68)에 설치됨으로써 열교환기로서 적용할 수 있는 온수순환장치.
제1항에 있어서, 상기 수관보일러와 상기 방열기가 서로 연통하는 상기 제2연통파이프에 설치된 축열기(70)를 구비하며; 상기 축열기는 상기 제2연통파이프의 직경보다 더 큰 내경으로 형성된 온수순환장치.
제16항에 있어서, 상기 축열기는 상기 방열기의 열방출부분(72)에 근접해서 상기 방열기내에 설치된 온수순환장치.
제13항에 있어서, 상기 수관보일러와 방열기간 서로 연통하는 상기 제2연통파이프에 설치된 축열기(70)를 더 구비하며; 상기 축열기는 상기 제2연통파이프의 직경보다 더 큰 내경으로 형성된 온수순환장치.
제18항에 있어서, 상기 축열기는 상기 공기안내통로에 위치하는 온수순환장치.