KR960004846B1 - 개량된 온수탱크 및 이러한 탱크가 장비된 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

개량된 온수탱크 및 이러한 탱크가 장비된 장치

제 1 도는 물의 배출없이 탱크를 재가열하는 동안의 본 발명에 따른 구조로된 탱크로 구성된 위생적인 온수공급장치의 개략도.

제 2 도는 탱크를 재가열하지 않고 온수를 배출하는 동안의 제 1 도의 장치의 부분개략도.

제 3 도는 측방슬릿이 형성된 제 3 관 단부의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 온수탱크 2 : 냉수유입관

3 : 온수배출수 7, 8 : 항온수단

9 : 제 3 관 10 : 열교환기

10₁: 열교환기의 일차부 10₂: 열교환기의 이차부

11,15 : 순환펌프 12 : 열교환기

13 : 보일러 14 : 폐쇄순환로

20 : 측방슬릿

본 발명은 가열, 가압된 온수를 위생적으로 저장하기 위한 폐쇄된 온수탱크에 관한 것으로 특히 50℃ 내지 80℃의 온도로 약 100리터의 온수를 저장하는 온수탱크에 관한 것이다.

또한 이러한 탱크를 구비한 장치에 관한 것이다.

종래의 실시예에서, 이러한 종류의 탱크는 두개의 관, 즉 가압냉수 네트워크로부터 탱크의 하부로 통하는 냉수유입관과 적어도 하나의 온수배출꼭지에 연결되고 탱크의 상부로 통하는 배출관에 의하여 물이 유입 및 배출된다.

꼭지가 열리면, 온수는 탱크의 상부에서 배출되며, 배출된 물의 양은 탱크 하부내의 가압냉수의 동일양의 유입에 의하여 자동적으로 보충된다.

탱크내에 담겨있는 물의 적어도 대부분을 가열하는데 필요한 열은 탱크내에 침지된 코일, 순환펌프 및 보일러의 버너등과 같은 열원과 결합된 열교환기로 구성된 별도의 물가열 폐쇄순환로에 의해 공급된다.

이러한 코일은 비교적 고가이며 열교환기의 효율이 저하할 가능성이 있다.

이러한 결함을 극복하기 위하여 탱크내에 침지되는 코일이 없어지고, 이 코일개구부의 두단부에 미리 연결된 가열 파이프의 두개의 단부가 직접 탱크내로 들어가는 전술한 유형의 탱크를 장비한 태양열장치가 제안되었다.

이러한 시도는 이전의 장치와 비교하여 더욱 바람직한 열밸런스를 갖게 하였다.

그러나 이러한 장치는 냉수 및 온수를 탱크에 공급하는 네개의 관마다 각기 탱크의 벽을 밀봉된 상태로 관통하는 별도의 4개의 연결부의 사용을 필요로 한다는 결점을 또한 가지고 있다.

본 발명은 이러한 연결부의 수를 세개로 한정시킴으로서 이러한 결점을 감소시킨다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 탱크는 탱크의 하부로 통하는 냉수유입관, 탱크의 상부로 통하는 온수배출관 및 상기 배출관보다 낮은 위치에서 탱크로 통하는 가열 및 재가열용의 제 3 관을 구비하므로, 탱크로 물을 공급하는 관의 전체숫자는 세개로 한정되는 것은 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장치는 제 3 관이 그 일차부가 열원인 열교환기의 이차부에 직렬로 설치되고 탱크쪽으로 물을 흐르게 하는 순환펌프를 구비하고 이 제 3 관의 유입단부는 냉수유입관에 연결되는 것을 본질적인 특징으로 한다.

또한 적합한 실시예에서는 다음과 같은 배치를 갖는다.

-냉수유입관의 개구부와 제 3 관의 유입단부가 냉수유입관에 연결된 지점상의 냉수유입관 부분에 역류방지 부재가 설치되어 이 부분에서는 탱크를 떠나는 쪽으로만 물이 흐른다.

-그 이차부가 제 3 관에 직렬 설치된 열교환기는 제 2 순환펌프와 함께 폐쇄순환로를 구성하는 보일러의 열교환기에 그 일차부가 연결되는 높은 열교환용량을 갖는 열교환기이다.

-2개의 순환펌프의 작동을 제어하기 위하여, 탱크의 소정 레벨에 물의 온도에 반응하는 항온수단이 제공된다.

-직경이 400mm와 500mm 사이의 원통형 탱크용으로, 탱크로 통하는 제 3 관(9)의 단부는 냉각수유입관의 개구부위로 0과 200mm사이의 수직거리(H)에 위치한다.

-탱크로 통하는 제 3 관의 단부는 그 폭이 인접한 벽보다 큰 측방슬릿이 형성되어 있다.

이들 주요 배치이외에도 본 발명은 이하에 명백히 기술되는 다른 배치들로 포함함다.

본 발명은 본 발명을 제한하지 않는 첨부된 도면을 참고로한 적합한 실시예로부터 이하에 상세히 기술될 것이다.

탱크(1)는 예를 들면 약 100리터의 온수를 적당한 열절연수단에 의해 보온상태를 유지하면서 가압된 온수를 담기에 적합하게 되어있다.

탱크(1)는 탱크의 하부로 통하는 "냉수유입관"(이하에 상술하듯이 항상 유입하는데 이용되지는 않음)으로 불리우는 제 1 관(2), 및 탱크상부와 통하는 물배출용 제 2 관(3)이 구비되어 있다.

제 2 관(3)의 유출단부에는 배출꼭지(6)가 연결되어 있다.

소정레벨에서 물의 온도가 소정한계값 이하로 내려가는 즉시 탱크내에 담긴 물을 가열하는 제어용 회로(8)와 관련된 항온수단(7)이 제공된다.

더우기, 탱크의 중간레벨(일반적으로 탱크의 저면쪽에 가까움)에는 탱크와 통하는 제 3 관(9)이 제공되고, 따라서 이 레벨은 그 직경이 400mm 내지 500mm인 원통형 탱크에서 냉수유입관(2)의 개구부 위에서 0 내지 200mm의 수직거리(H)에 위치한다.

상기 관(9)에 의해 부분적으로 한정되는 탱크내의 물을 재가열하기 위한 연속흐름로는 그 자체가 열교환기의 이차부(10₂)를 형성하면서 열교환기(10)를 통과하고 탱크쪽으로 물을 공급하도록 연결된 순환펌프(11)를 통과한다.

관(9)의 유입단부는 탱크(1) 아래의 안전장치(4)의 하류부에 위치하는 지점(P)에서 관(2)에 연결된다.

열교환기(10)는 직접 보일러의 가열요소일 수도 있고 열교환기의 일차부는 적당한 연료의 연소로부터 발생되는 고온가스가 제공되는 상이한 통로에 의해 형성된다.

도시한 적합한 실시예에서, 이 교환기(10)는 그 일차부(10₁)가 제 2 순환펌프(15)와 함께 폐쇄순환로를 형성하는 보일러(13)의 열교환기(12)에 직렬로 설치되는 양호한 효율을 갖는 열교환기이다.

순환로(14)에 대하여 언급하면, 순화망은 래디에이터를 흐르는 온수에 의한 중앙가열 및 위생수의 배출을 제공하기에 적합한 "숏"루프, 순환로(14)에 평행하게 설치된 래디에이터(17)를 장비한 "롱" 루프(17) 및 이들 두 루프중의 하나로부터 다른 루프로의 스위칭이 삼방향 밸브(18)에 의해 자동으로 제어되도록 형성하는 것이 바람직하다.

전술한 장치의 작동은 아래와 같다.

시동시, 탱크내에 담긴 물의 온도는 회로(8)의 사용가능한 기준온도 이하에 있으므로 차가운 상태이다.

따라서, 이 회로가 여자되면, 두개의 펌프(11 및 15)를 동시에 구동하게 되고 밸브(18)는 "배출"에 해당하는 위치, 즉 보일러의 교환기(12)와 통하는 "숏루프"(14)에 있게 된다.

펌프(15)의 구동결과 보일러(13)의 버너(19)가 점화되어, 열교환기(10)뿐 아니라 순환로(14)내의 물을 가열한다.

펌프(11)가 구동되면 일련의 관(9) 및 상기 펌프(11) 및 교환기(10)의 이차부(10₂)로 구성된 일련의 폐쇄순환로를 거쳐 탱크(1)의 하부 및 지점(9)과 탱크로 통하는 냉수 유입관의 단부사이의 냉수유입관의 유입부로 물이 흐르게 된다. 여기서 "유입(downstream)"이라는 용어는 이하에 기술되고 제 2 도에 도시한 바와 같이 물의 배출후에 탱크내로 냉수가 유입되는 방향을 고려한 것이다.

문제의 물은 탱크(1)의 최하단 영역으로부터 배출되고, 그후 열교환기(10)내에서 가열되어 재-유입되므로 물은 관(9)의 유입단부로부터 탱크내로 들어오면서 재가열된다.

탱크의 재가열상태하의 이러한 작동은 일정한 임계치에 달아여 항온수단(7)에 의해 검출되는 온도까지 계속되어, 이때로부터 회로(8)는 펌프(11)뿐만 아니라 펌프(15)가 다른용도에 사용중이지 않다면 펌프(11)도 정지시킨다.

그후, 꼭지(6)를 열면 온수가 충분히 배출된다.

제 2 도에서 알수 있는 바와 같이, 관(3)을 통하여 배출된 물은 관(2)을 통하여 탱크의 하부로 동일한 양의 냉수가 도입됨으로서 즉시 보충된다.

전술한 두가지 기능은 대부분 별개의 시간에서 발생하므로 한면으로는 각기 배출 및 재가열 시간은 실제로 비교적 짧고 중복되지 않으며, 다른 한편으로는 탱크의 상부내의 영구적으로 이용가능한 온수의 양은 사용자의 상이한 요구에 따라 온수를 충분히 공급할 수 있다.

그러나, 탱크내에서 각기 온수의 배출 및 재가열에 상응하는 두가지 기능이 완전히 중복되어 배출된 온수를 보충하기 위하여 공급되는 냉수가 지점 P로부터 평행으로 설치된 두개의 관(2 및 9)사이로 분배될 수도 있으며, 이들 두개의 관속을 순환하는 흐름부는 유입되는 냉각수의 압력, 배출된 온수의 흐름 및 펌프동력에 의한다.

전술한 이중작동의 가정하에서 탱크의 가열 또는 재가열을 가속시키기 위한 변형례에서, 네트웍(5)으로부터 탱크(1)로 유입되는 냉각수의 전체양은 전술한 냉수유입관(2)의 "유입"부, 즉, 지점(P)와 탱크(1)내의 냉수유입관(2)의 개구부 사이의 부분을 통하여 교환기(10)로 강제되고, 탱크를 떠나는 방향으로만 상기 부분내에서 물이 흐를수 있도록 역류-방재부재가 배치된다. 이 부재는 제 1 도에 일점쇄선으로 도시되고 참조부호 21로 표기되어 있다.

이 부재는 냉수유입관(2)의 개구부에 인접하게 배치된다.

물론, 이 경우에, 관(2)은 "소위 냉수유입관"이라는 표현으로 지칭되었지만 관내로 "냉각수 유입"의 기능을 하지 않는다.

재가열된 물이 탱크내로의 유입에 의하여, 자연스럽게 이 탱크내의 물의 용적내에는 열성층이 형성되는 것이 방해받지 않도록 관(9)의 탱크내의 유출단부는 이 단부를 통하여 떠나는 물이 제 1 도의 화살표(G)에 의해 도시된 바와 같이 수평방향으로 분배되도록 적합한 형상을 갖는 것이 바람직하다.

예컨대, 이를 위하여, 상기 단부는 제 3 도에 도시한 바와 같이 측방슬릿(20)이 그 측벽내에 방사상으로 성형된다. 이들 슬릿(20)은 재가열된 물의 배출속도를 감소하도록 안전한 벽(e)보다 큰 폭(l)을 갖는 것이 바람직하다. 약 15mm 내지 18mm의 관(9)의 직경에 대하여 이들 인접벽 및 폭의 수치는 각기 1.5mm와 2mm이다.

측방슬릿을 구비한 구조는 탱크로 통하는 관(2)의 단부에도 적합하게 적용할 수 있다. 이는 제 1 도 및 제 2 도에 화살표(F)로 도시되어 있다. 이러한 경우에, 슬릿의 길이와 간격의 관계는 전술한 설명과 반대로 된다.

이러한 구조를 갖는 탱크를 구비한 온수분배장치는 그 구조와 작동이 이전의 것보다 충분히 이루어진다.

본 발명은 전술한 것과 같은 다양한 장점을 갖으며 특히 다음과 같은 장점을 갖는다.

-탱크에 물을 공급하는 관의 수가 4개에서 3개로 감소되고, 마찬가지로 상기 탱크의 벽을 통하는 상기 관용의 밀봉통로의 수도 감소한다.

-탱크에 통상적인 코일을 사용할 필요가 없다.

-장치의 전체 열효율은 고도의 열효율을 갖는 열교환기를 선택할 수 있는 구조이기 때문에 매우 우수하며, 이 효율은 탱크의 물과 이 탱크내에 침지된 코일내를 흐르는 물 사이에 제공되는 열교환기의 효율보다 현저하게 크므로 따라서, 탱크와 보일러로 구성되며 그 열출력이 약 22kw인 온수분배설비를 가정하면, 약 15kw의 열동력을 전술한 해결책-재가열용수유량이 500 내지 800 l/h 사이에 해당되는-에 의해 재생할 수 있으며, 반면에 종래의 장치는 7kw 이상을 재생할 수 없다.

명백한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 본 발명을 제한함이 없이 예시적으로 기술되었을 뿐이며, 본 기술에 숙련된 자들은 본 발명의 정신 및 범위에서 벗어남이 없이 다양한 변경 및 수정을 수행할 수 있을 것이다.

Claims (1)

1. 탱크(1)의 하부에서 외부로 연장되고 그 하부와 통하는 제 1 관(2)과, 상기 탱크의 상부로부터 고온수를 배출하기 위한 제 2 관(2)과, 상기 제 2 관 아래에 배치되어 탱크의 내부와 통하는 제 3 관(9)이 장착되어 있으며, 상기 제 1 관을 통해 열교환기(10)로 냉수가 공급되고 상기 제 3 관을 통해 상기 열교환기(10)에서 나온 온수가 상기 탱크의 내부로 공급되는 온수탱크에 있어서, 냉수유입부(4,5)는 상기 탱크(1)로부터 떨어진 위치에서 상기 제 1 관에 연결되어 있고, 상기 제 3 관(9)은 그 일차부(10₁)를 열원으로 하는 열교환기의 이차부(10₂)와 직렬로 연결되어 있고, 상기 이차부에는 상기 열교환기 및 상기 탱크쪽으로 물이 흐르게 하는 순환펌프(11)가 또한 직렬로 연결되어 있으며, 상기 제 3 관(9)의 유입단부는 (P지점에서) 제 1 관(2)에 연결되어 있고, 일방향 밸브(21)가 상기 제 1 관(2)에 장착되어 상기 제 1 관에서 나온 냉수가 상기 탱크내로 다시 유입되지 못하게 하는 것을 특징으로 하는 온수 탱크.

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