WO2020171441A1 - 자가 동력 보일러 - Google Patents

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WO2020171441A1
WO2020171441A1 PCT/KR2020/001752 KR2020001752W WO2020171441A1 WO 2020171441 A1 WO2020171441 A1 WO 2020171441A1 KR 2020001752 W KR2020001752 W KR 2020001752W WO 2020171441 A1 WO2020171441 A1 WO 2020171441A1
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space
hot air
heat transfer
fluid
heat source
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PCT/KR2020/001752
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French (fr)
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기검
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기검
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0052—Details for air heaters
    • F24H9/0073—Arrangement or mounting of means for forcing the circulation of air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00—Air heaters
    • F24H3/02—Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0488—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using fluid fuel

Definitions

  • the disclosed subject matter relates to a heating device used outdoors, and more particularly, to a boiler capable of delivering a high-temperature fluid to a user by using hot air generated from a heat source as a power source.
  • a tent for camping In general, when camping in a mountain, river, or sea for mountain climbing or fishing, a tent for camping is usually installed. However, since there is no separate heating device in the tent, various products are being released to solve heating. These include heating devices that raise the user's body temperature through heating devices such as hot packs and heating vests, or increase the temperature in camping equipment such as tents, and small stoves using burners or other heat sources.
  • devices such as a hot pack or a heating vest have a problem that the amount of heat generated is insufficient, and also, since the number of users must be prepared, there is a side that is somewhat unsuitable for camping in which belongings must be simplified. Therefore, it is preferable to use a burner that can increase the temperature in camping equipment such as tents or a small stove using other heat sources, but there is a problem that the heat efficiency is very low to directly transfer heat from the heat source, and the heat source is open. When used in the state, there is a problem that the risk of fire also increases.
  • Korean Patent Publication No. 10-2018-0031088 discloses a cylindrical heat exchanger in the shape of a metal pipe with a hollow inside, a discharge port formed by being combined with the heat exchanger, and a circulation anti-return plate fixed to the inner upper end of the suction port.
  • the outdoor non-powered gas heater characterized in that it is posted.
  • a self-powered boiler mounted on an upper portion of a heat source, wherein a hot air inlet through which hot air from the heat source flows in and a hot air outlet through which hot air is discharged are formed at the bottom, and a fluid inlet through which fluid is introduced and a fluid is discharged.
  • the fluid outlet is formed, and the inside includes a turbine and a circulation fan rotated by hot air, wherein the turbine and the circulation fan are powered by a central axis, and the central axis is supported by a support formed therein.
  • a separate heat source device is not required by using a bonfire or a burner, and hot air generated from a bonfire or a burner is used as a power source to deliver a high-temperature fluid to a user.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a self-powered boiler according to an embodiment of the disclosed content.
  • FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of a self-powered boiler according to an embodiment of the disclosed content.
  • FIG. 3 is a use state diagram according to an embodiment of the disclosed content.
  • FIG. 4 is a use state diagram for providing hot air to a user according to an embodiment of the disclosed content.
  • FIG. 5 is a state diagram in which a hot water mat is used in accordance with an embodiment of the disclosure, using hot water as a fluid.
  • FIG. 6 is a use state diagram of a fixing ring, a fixing chain, and a fixing pack fixed to a crater according to an embodiment of the disclosed contents.
  • a hot air inlet through which hot air from a heat source flows in and a hot air outlet 18 through which hot air is discharged are formed in the lower part
  • a fluid inlet 19 and a fluid outlet 11 through which the fluid is discharged are formed, and include a turbine 12 and a circulation fan 13 rotated by hot air, and the turbine 12 and the circulation
  • the fan 13 is powered by a central shaft 14, and the central shaft 14 is a self-powered boiler supported by a support 15 formed therein.
  • a heat transfer member 17 in the form of a woven network or a porous form that transfers heat to at least one of the upper and lower portions of the support part 15.
  • the meaning of the hot air may also mean the gas itself heated by a heat source, as a force by which the gas heated by the heat source rises, and can be understood as a high temperature rising flow.
  • a fluid outlet 11 is formed on an upper surface, and includes a turbine 12 and a circulation fan 13, wherein the turbine 12 and the circulation
  • the fan 13 is powered by a central shaft 14, and the central shaft 14 is supported by a support 15 formed on an inner surface, and at least one of the upper and lower portions of the support 15
  • a heat transfer unit 10 including a heat transfer member 17 at a portion;
  • It may include; a heat source mounting portion 20 coupled to the lower end of the heat transfer unit 10 and mounted on the upper portion of the heat source.
  • the heat transfer unit 10 is formed to have an internal space, and may be formed to a size capable of accommodating the turbine 12, the circulation fan 13, and the heat transfer member 17 described above.
  • a fluid outlet 11 for discharging the fluid absorbed by the heat energy by the hot air generated from the heat source is formed in the upper part, and the lower part accommodates the hot air coming through the heat source holder 20 to accommodate the turbine 12 and
  • a hot air inlet having a width corresponding to the width of the turbine 12 may be formed so as to be in contact.
  • the turbine 12 refers to a device that rotates the central axis 14 by causing the fluid to hit the blades of the turbine 12. In other words, it serves to convert the energy of the fluid into rotational kinetic energy.
  • the turbine 12 is composed of a connector connected to the central shaft 14 and two or more propellers, and is located at the hot air inlet formed under the heat transfer unit 10, and the turbine 12 is fixed to the central shaft 14 It is connected to the turbine 12 and the central shaft 14 may be configured to rotate together.
  • the circulation fan 13 is composed of two or more propellers, and is separated from the turbine 12 and connected to the central shaft 14. Since the hot air generated from the lower part contacts the turbine 12 for the first time to generate power, the circulation fan 13 is preferably located above the turbine 12. Since the circulation fan 13 needs to receive the rotational energy generated through the turbine 12 through the central shaft 14, it is preferably fixedly connected to the central shaft 14. The circulation fan 13 serves to discharge the fluid heated inside the heat transfer unit 10 to the fluid outlet 11 formed on the heat transfer unit 10.
  • the central shaft 14 is formed by the support part 15 formed on the inner surface of the heat transfer part 10. Can be supported.
  • the support part 15 is a partition wall formed horizontally inside the heat transfer part 10 and may be formed in a shape in which the central axis 14 is located at the center.
  • the central shaft 14 is supported by the support part 15, but must be rotatable, so it should not be fixedly connected to the support part 15, and the central shaft 14 can pass through the center of the support part 15. It can be connected by forming a possible through hole.
  • the bearing and the central shaft 14 may be connected to each other by including a bearing at the center of the through hole for smooth rotation of the central shaft 14.
  • the support part 15 is horizontally located inside the heat transfer part 10, so that the upper space of the support part 15 is the first space 30 and the lower space of the support part 15 Can be divided into the second space 31.
  • the turbine 12 When the interior of the heat transfer unit 10 is divided into the first space 30 and the second space 31, the turbine 12 must directly receive hot air from the bottom, and the circulation fan 13 is the heat transfer unit 10 Since the fluid must be discharged to the fluid outlet 11 formed at the top of the turbine 12, it is preferable that the turbine 12 is located in the second space 31 and the circulation fan 13 is located in the first space 30.
  • heat energy received from a heat source such as a burner is directly transferred to the second space 31, and heat energy is transferred to the first space 30 through the support portion 15.
  • One or more hot air outlets 18 may be formed along the outer circumferential surface at the lower end of the outer surface of the heat transfer unit 10. In more detail, by placing one or more hot air outlets 18 along the outer circumferential surface on the outer surface of the second space 31 among the outer surfaces of the heat transfer unit 10, the hot air passing through the turbine 12 is transferred to the heat transfer unit. It can be radiated to the side of (10).
  • One or more fluid inlet ports 19 may be further formed on the upper surface of the heat transfer unit 10. As described above, the inside of the heat transfer part 10 is divided into a first space 30 and a second space 31 by the support part 15, and the fluid in the first space 30 is transferred to the circulation fan 13 It is discharged to the fluid outlet 11 by this.
  • a partition wall may be formed in the first space 30 of the heat transfer unit 10 to be divided into a first space 30 and a third space 32.
  • the first space 30 is directly connected to the fluid outlet 11 and may include a circulation fan 13, and the third space 32 may be formed as a region including the fluid inlet 19. .
  • the fluid entering from the fluid inlet 19 must be discharged to the fluid outlet 11 through the circulation fan 13, one or more through-holes may be formed in the partition wall.
  • the heat transfer member 17 is formed of a thermally conductive material capable of transferring heat, but may be formed in a woven network shape or a porous shape.
  • the heat transfer member 17 may be formed on at least one of an upper portion and a lower portion of the support portion 15.
  • the heat transfer member 17 located above the support part 15 stores the heat energy transferred from the second space 31, and the fluid entering the fluid inlet 19 passes through the heat transfer member 17 and passes through the heat transfer member 17 It can serve to provide hot water. Therefore, it is preferable that the heat transfer member 17 positioned above the support part 15 is located close to the through hole formed between the first space 30 and the third space 32.
  • the heat transfer member 17 located below the support part 15 stores heat energy entering the second space 31 through the turbine 12 so that the hot air can be transferred to the hot air outlet 18. In addition, it serves to more efficiently transfer the heat energy inside the second space 31 to the first space 30 through the support 15.
  • the heat transfer member 17 must be formed of a thermally conductive material to absorb and release heat, and may preferably be formed of iron, aluminum, titanium, or copper.
  • the heat transfer member 17 may be formed in the form of a woven network, and may be formed in a three-dimensional manner by overlapping a plurality of the woven network shape. Alternatively, it may be formed in a porous form, typically in the shape of an iron scrubber.
  • the heat source crater 20 formed under the heat transfer part 10 is formed to be empty and can be mounted on the heat source.
  • the heat source may include not only a burner, but also all components capable of generating fire and heat such as pellets, candles, and wood.
  • the heat source mounting portion 20 may be formed to be integral with the heat transfer unit 10, or may be combined in a separate configuration. When formed as a separate configuration, the lower surface of the heat transfer unit 10 and the upper surface of the heat source cradle 20 are open, and coupling holes are formed to be mutually coupled.
  • the heat source cradle 20 may have a column shape with an empty inside, and the shape of the cross section is not limited to a circular or polygonal shape.
  • the upper 23 forms a hollow shape of the upper and lower light
  • the lower 24 may be formed in a column shape.
  • the outer surface of the lower portion 24 may be formed in a net shape rather than a closed surface shape to allow gas inflow.
  • the net shape may be formed only on a part of the outer surface of the lower portion 24, and a through hole through which gas can be introduced may be formed, not in the net shape.
  • the material of the heat source cradle 20 may be formed of the same material as the heat transfer part 10.
  • the self-powered boiler As a method of mounting the self-powered boiler on the heat source, it can be directly mounted on the top of the heat source as shown in FIGS. 3 to 5 and used.
  • it may include a fixing ring 50, a fixing chain 51, and a fixing pack 52 as shown in FIG. 6 in a way that can be firmly fixed to the heat source.
  • One or more fixing rings 50 are formed on the outer surface of the heat transfer unit 10 or the heat source holder 20, and the fixing pack 52 is put on the outer surface of the heat source, and the fixing rings are fixed by the fixing chain 51. 50 and the fixing pack 52 can be fixedly coupled to each other in taut.
  • the self-powered boiler and the heat source can be firmly fixed to the ground, reducing the risk of fire or damage.
  • a self-powered boiler according to an embodiment disclosed in the present specification may be configured through the above-described components.
  • a technical flow of a self-powered boiler according to an embodiment using a burner as a heat source will be described.
  • the self-powered boiler is mounted on the crater 50 of the burner.
  • the turbine 12 of the heat transfer unit 10 rotates by the hot air generated from the fire.
  • the temperature of the inside of the second space 31 is increased by the hot air, and the temperature of the support part 15 and the heat transfer member 17 is also increased to store thermal energy.
  • the hot air generated by the burner is primarily transmitted to the outside through the hot air outlet 18.
  • the central axis 14 also rotates, and the circulation fan 13 fixed on the upper portion of the central axis 14 also rotates. .
  • the circulation fan 13 rotates, the fluid circulation in the first space 30 and the third space 32 starts.
  • External fluid enters through the fluid inlet 19 connecting the third space 32 and the outside, and is discharged to the fluid outlet 11 through the first space 30.
  • the external fluid passes through the support part 15 and the heat transfer member 17 that store the heat energy, absorbs the heat energy, and changes the state to a high-temperature fluid, so that the high-temperature fluid can be discharged through the fluid outlet 11. have.
  • the user may put air or water into the fluid inlet 19 and receive hot air or hot water through the fluid outlet 11.
  • hot water discharged from the fluid outlet 11 circulates through the hot water mat 40 and is installed on the bottom of a tent or sleeping bag to deliver warmth.
  • first space 31 second space

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Abstract

개시된 내용은 야외에서 사용되는 난방기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열원으로부터 발생하는 열풍을 동력원으로 삼아 고온의 유체를 사용자에게 전달할 수 있는 보일러에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 열원의 상부에 거치되어 사용되는 자가 동력 보일러에 있어서, 하부에 열원의 열풍이 유입되는 열풍유입구와 열풍이 배출되는 열풍배출구가 형성되고, 상부에는 유체가 유입되는 유체유입구와 유체가 배출되는 유체배출구가 형성되고, 내부에는 열풍에 의해 회전되는 터빈과 순환팬을 포함하되, 상기 터빈과 상기 순환팬은 중심축에 의해 동력이 전달되고, 상기 중심축은 내부에 형성된 지지부에 의해 지지되는 자가 동력 보일러를 일 실시 예로 제시한다. [대표도] 도 1

Description

자가 동력 보일러
개시된 내용은 야외에서 사용되는 난방기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열원으로부터 발생하는 열풍을 동력원으로 삼아 고온의 유체를 사용자에게 전달할 수 있는 보일러에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에서 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
근래에 들어, 야외 레저 활동에 대한 관심이 높아지면서 각종 아웃도어 용품이 많이 개발되어 시판되고 있다.
일반적으로 등산이나 낚시를 위하여 산이나 강 또는 바다와 같은 곳에서 야영을 하게 되는 경우 통상적으로 야영을 위한 텐트를 설치하게 된다. 하지만 텐트에는 별도의 난방기구가 없어 난방을 해결하기 위한 다양한 제품들이 출시되고 있다. 핫팩, 발열조끼 등 발열장치를 통해 사용자의 신체온도를 상승시키거나, 텐트 등 캠핑장비 내의 온도를 상승시키는 전열기구, 버너 또는 그 외의 열원을 사용한 소형 난로 등이 바로 그것이다.
그러나, 핫팩 또는 발열조끼 같은 기구들은 발열량이 충분치 못하다는 문제점이 있고, 또한, 사용자의 수만큼 준비를 해야하므로, 소지품을 간소화 해야하는 캠핑에는 다소 부적합한 면이 있다. 따라서 텐트 등 캠핑장비 내의 온도를 상승시킬 수 있는 버너 또는 그 외의 열원을 사용한 소형 난로 등의 사용이 바람직하나, 상기 열원으로부터 직접적으로 열을 전달하기에는 열효율이 매우 낮다는 문제점이 있고, 열원이 개방된 상태에서 사용하는 경우에는 화재의 위험성 또한 높아진다는 문제점이 있었다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 공개특허공보 제10-2018-0031088호에는 원통형으로 내부가 비워진 금속 파이프 형상의 원통형 열교환기와, 열교환기와 결합되어 형성된 토출구와 순환 역류방지판이 흡입구 내측 상단에 고정되어 부착된 것을 특징으로 하는 야외용 무동력 가스 온풍기를 게시한다.
그러나, 상기 공개특허공보 제10-2018-0031088호에 게시된 발명은 유체역학상 온풍을 전달하는 효과가 미비할 것이다. 가열된 공기는 밀도가 낮아지는만큼 부피가 증가하므로, 개방된 공간에서는 자연적인 대류현상이 일어나지만, 좁은 관로에서는 공기의 흐름이 원활하게 이루어질 수 없기 때문이다. 따라서, 상기 공개특허공보 제10-2018-0031088호에 게시된 발명은 목적하는 곳으로 열에너지를 전달하기에 효율이 매우 떨어진다는 문제점이 있다.
야외작업 또는 레져활동시에 휴대하며 열기를 제공할 수 있는 보일러로써, 휴대하기 간편하면서도 모닥불이나 버너 등의 열기를 활용하며, 별도의 동력원 없이 온풍이나 온수를 확산시킬 수 있는 자가 동력 보일러를 제공하고자 한다.
개시된 내용은 열원의 상부에 거치되어 사용되는 자가 동력 보일러에 있어서, 하부에 열원의 열풍이 유입되는 열풍유입구와 열풍이 배출되는 열풍배출구가 형성되고, 상부에는 유체가 유입되는 유체유입구와 유체가 배출되는 유체배출구가 형성되고, 내부에는 열풍에 의해 회전되는 터빈과 순환팬을 포함하되, 상기 터빈과 상기 순환팬은 중심축에 의해 동력이 전달되고, 상기 중심축은 내부에 형성된 지지부에 의해 지지되는 자가 동력 보일러를 제시한다.
개시된 실시 예에 따르면, 모닥불, 버너 등을 사용하여 별도의 열원장치가 필요없고, 모닥불 또는 버너 등에서 발생하는 열풍을 동력원으로 사용하여 고온의 유체를 사용자에게 전달할 수 있다.
본 실시 예들의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 자가 동력 보일러의 단면도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 자가 동력 보일러의 분해단면도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 사용상태도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 것으로, 열풍을 사용자에게 제공하는 사용상태도.
도 5는 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 것으로, 온수를 유체로 하여, 온수매트를 사용하는 사용상태도.
도 6은 개시된 내용의 일 실시 예에 따른 것으로, 고정고리, 고정체인, 고정팩에 의해 화구에 고정하는 사용상태도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 도면부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 개선된 자가 동력 보일러의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 의하면, 열원의 상부에 거치되어 사용되는 자가 동력 보일러에 있어서, 하부에 열원의 열풍이 유입되는 열풍유입구와 열풍이 배출되는 열풍배출구(18)가 형성되고, 상부에는 유체가 유입되는 유체유입구(19)와 유체가 배출되는 유체배출구(11)가 형성되고, 내부에는 열풍에 의해 회전되는 터빈(12)과 순환팬(13)을 포함하되, 상기 터빈(12)과 상기 순환팬(13)은 중심축(14)에 의해 동력이 전달되고, 상기 중심축(14)은 내부에 형성된 지지부(15)에 의해 지지되는 자가 동력 보일러를 일 실시 예로 제시한다.
또한, 상기 지지부(15)의 상부와 하부 중 적어도 어느 한 부분에 열을 전달하는 직조망 형태 또는 다공성 형태의 열전달부재(17)를 포함할 수 있다.
상기 열풍의 의미는 열원에 의해 달구어진 기체 그 자체를 의미하기도 하며, 열원에 의해 달구어진 기체가 상승하는 힘으로써, 고온상승류로도 이해할 수 있다.
이하에서는 또 다른 일 실시 예로 설명한다. 다만, 아래의 설명으로 청구범위의 내용이 한정되는 것이 아님은 통상의 기술자의 입장에서 자명할 것이다.
열원에 장착되어 유체를 순환시키는 자가 동력 보일러에 있어서, 상부면에 유체배출구(11)가 형성되고, 내부에는 터빈(12)과 순환팬(13)을 포함하되, 상기 터빈(12)과 상기 순환팬(13)은 중심축(14)에 의해 동력이 전달되고, 상기 중심축(14)은 내부면에 형성된 지지부(15)에 의해 지지되고, 상기 지지부(15)의 상부와 하부 중 적어도 어느 한 부분에 열전달부재(17)를 포함하는 열전달부(10);
상기 열전달부(10)의 하단에 결합되고 열원의 상부에 거치되는 열원거치부(20);를 포함할 수 있다.
보다 상세하게 살펴보면, 상기 열전달부(10)는 내부공간을 가지도록 형성되며, 상술한 터빈(12), 순환팬(13) 및 열전달부재(17) 등을 수납할 수 있을 크기로 형성될 수 있다. 상부에는 후술하는 바와 같이 열원에서 발생한 열풍에 의해 열에너지를 흡수한 유체를 배출하는 유체배출구(11)가 형성되어 있으며, 하부에는 열원거치부(20)를 통해 들어오는 열풍을 수용하여 터빈(12)과 접촉할 수 있도록 터빈(12)의 너비와 대응되는 폭을 가진 열풍유입구가 형성될 수 있다.
터빈(12)은 유체가 터빈(12) 날개에 부딪치게 함으로써 중심축(14)을 회전시키는 장치를 의미한다. 즉, 유체가 가지는 에너지를 회전 운동에너지로 전환하는 역할을 하는 것이다. 터빈(12)은 중심축(14)과 연결되는 연결구와 2개 이상의 프로펠러로 구성되어, 상기 열전달부(10)의 하부에 형성된 열풍유입구에 위치하고, 터빈(12)은 중심축(14)과 고정적으로 연결되어 터빈(12)과 중심축(14)이 함께 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 순환팬(13)은 2개 이상의 프로펠러로 구성되되, 상기 터빈(12)과 이격되어 중심축(14)과 연결된다. 하부에서 발생한 열풍이 터빈(12)과 처음으로 접촉하여 동력을 발생시켜야 하므로, 순환팬(13)은 터빈(12)보다 상측에 위치함이 바람직하다. 순환팬(13)은 터빈(12)을 통해 발생한 회전에너지를 중심축(14)을 통해 전달받아야 하므로, 중심축(14)과 고정적으로 연결됨이 바람직하다. 순환팬(13)은 열전달부(10)의 내부에서 달구어진 유체를 열전달부(10) 상부에 형성된 유체배출구(11)로 배출하는 역할을 한다.
상기 터빈(12)과 순환팬(13) 및 중심축(14)은 열전달부(10) 내부에 고정되어야 하므로, 열전달부(10) 내부면에 형성된 지지부(15)에 의해 중심축(14)이 지지될 수 있다. 지지부(15)는 열전달부(10) 내부에 가로로 형성된 격벽으로 중심에 상기 중심축(14)이 위치하는 형태로 형성될 수 있다.
상기 중심축(14)은 지지부(15)에 의해 지지되되, 회전이 가능해야 하므로, 상기 지지부(15)와 고정적으로 연결되어서는 안되고, 지지부(15)의 가운데에는 중심축(14)이 통과할 수 있는 관통구를 형성하여 연결될 수 있다. 바람직하게는 중심축(14)의 원활한 회전을 위한 상기 관통구의 중심에 베어링을 포함하여 베어링과 중심축(14)을 연결할 수 있다.
상기 열전달부(10)의 단면부를 살펴보면, 지지부(15)는 수평하게 열전달부(10)의 내부에 위치하여 지지부(15)의 상부공간은 제1공간(30), 지지부(15)의 하부공간을 제2공간(31)으로 구분할 수 있다. 열전달부(10)의 내부가 제1공간(30)과 제2공간(31)으로 나누어지는 경우, 터빈(12)은 하부에서 열풍을 직접 받아야 하며, 순환팬(13)은 열전달부(10)의 상부에 형성된 유체배출구(11)로 유체를 배출해야 하므로, 터빈(12)은 제2공간(31)에 위치하고 순환팬(13)은 제1공간(30)에 위치하는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이 버너 등 열원으로부터 받은 열에너지는 제2공간(31)으로 직접적으로 전달되고, 지지부(15)를 통해 제1공간(30)으로 열에너지가 전달되게 된다.
열전달부(10)의 외측면 하단부에 외주면을 따라 하나 이상의 열풍배출구(18)가 형성될 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 열전달부(10)의 외부면 중 제2공간(31)의 외측면에 외주면을 따라 하나 이상의 열풍배출구(18)를 두어, 상기 터빈(12)을 통과한 열풍이 열전달부(10)의 옆면으로 방사될 수 있다.
상기 열전달부(10)는 상부면에 하나 이상의 유체유입구(19)가 더 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 열전달부(10)의 내부는 지지부(15)에 의해 제1공간(30)과 제2공간(31)으로 구분되고, 제1공간(30)의 유체가 순환팬(13)에 의해 유체배출구(11)로 방출된다.
또한, 열전달부(10)의 제1공간(30)에 격벽을 형성하여 제1공간(30)과 제3공간(32)으로 구분할 수 있다. 제1공간(30)은 유체배출구(11)와 직접 연결되되, 순환팬(13)을 포함할 수 있으며, 제3공간(32)은 상기 유체유입구(19)를 포함하는 영역으로 형성될 수 있다. 다만, 유체유입구(19)로부터 들어오는 유체가 순환팬(13)을 통해 유체배출구(11)로 방출되어야 하므로, 상기 격벽에는 1개 이상의 관통구를 형성할 수 있다.
열전달부재(17)는 열을 전달할 수 있는 열전도성 물질로 형성되되, 직조망 형태 또는 다공성 형태로 형성될 수 있다. 열전달부재(17)는 지지부(15)의 상부와 하부 중 적어도 어느 한 부분에 형성될 수 있다. 상기 지지부(15)의 상부에 위치하는 열전달부재(17)는 제2공간(31)으로부터 전달받은 열에너지를 저장해두고, 유체유입구(19)로 들어오는 유체가 상기 열전달부재(17)를 통과하여 온풍 또는 온수를 제공하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 지지부(15)의 상부에 위치하는 열전달부재(17)는 제1공간(30)과 제3공간(32)사이에 형성된 관통구와 가까이 위치하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 지지부(15)의 하부에 위치하는 열전달부재(17)는 터빈(12)을 통해 제2공간(31)으로 들어오는 열에너지를 저장하여 열풍배출구(18)로 열풍이 전달될 수 있도록 한다. 또한 제2공간(31) 내부의 열에너지를 지지부(15)를 통해 제1공간(30)으로 보다 효율적으로 전달할 수 있는 역할을 한다.
상기 열전달부재(17)는 열을 흡수하고 방출할 수 있도록 열전도성 물질로 형성되어야 하며, 바람직하게는 철, 알루미늄 티타늄 또는 구리 등으로 형성될 수 있다. 열전달부재(17)는 직조망 형태로 형성될 수 있는데, 직조망 형태를 다수 겹쳐 3차원적으로 형성할 수 있다. 또는 다공성 형태로 형성할 수 있는데, 대표적으로 철수세미 형상으로 형성될 수 있다.
상기 열전달부(10)의 하부에 형성되는 열원거치부(20)는 내부가 비어있게 형성되어 열원에 거치할 수 있다. 본 명세서에 개시된 일 실시 예로써, 열원은 버너뿐만 아니라 펠릿 또는 초, 목재 등 불과 열을 발생시킬 수 있는 모든 구성을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것처럼 열원거치부(20)는 열전달부(10)와 일체를 이루도록 형성될 수 있고, 또는 별도의 구성으로 결합되는 형태를 이룰 수도 있다. 별도의 구성으로 형성되는 경우, 상기 열전달부(10)의 하부면과 상기 열원거치부(20)의 상부면은 개방되되, 각각 결합구가 형성되어 상호결합될 수 있다.
상기 열원거치부(20)는 내부가 비어있는 기둥형상을 이룰 수 있으며, 단면의 형상은 원형 또는 다각형으로 형상을 제한하지 않는다. 또는 상부(23)와 하부(24)를 구분하여 상부(23)는 상협하광의 중공형태를 이루며, 하부(24)는 기둥형상으로 형성될 수 있다. 또한 하부(24)의 외부면은 폐쇄된 면형상이 아닌 네트 형상으로 이루어져 기체의 유입이 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 네트 형상은 하부(24)의 외부면 중 일부에만 형성될 수도 있으며, 네트 형상이 아닌 기체의 유입이 가능한 관통구가 형성될 수도 있다. 열원거치부(20)의 소재는 열전달부(10)와 동일한 소재로 형성될 수 있다.
본 자가 동력 보일러를 열원에 거치하는 방법으로, 도 3 내지 도 5에 도시된 것처럼 열원 상단에 직접 거치하여 사용할 수 있다.
그러나, 열원에 고정되지 않고 거치하는 경우에는 화재의 위험이 있기 때문에, 열원에 단단히 고정할 수 있는 수단이 필요하다.
따라서, 열원에 단단히 고정할 수 있는 방법으로 도 6에 도시된 것처럼 고정고리(50), 고정체인(51), 고정팩(52)을 포함할 수 있다.
고정고리(50)를 열전달부(10) 또는 열원거치부(20)의 외부면에 하나 이상 형성하고, 상기 열원 외측 지면에 고정팩(52)을 박아두고, 상기 고정체인(51)으로 고정고리(50)와 고정팩(52)을 상호 팽팽하게 고정 결합할 수 있다.
본 구성에 의하면 자가 동력 보일러와 열원이 지면에 단단히 고정될 수 있어, 화재 또는 파손의 위험이 감소한다.
상술한 구성요소를 통해 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 의한 자가 동력 보일러를 구성할 수 있다. 이하에서는 버너를 열원으로 사용하는 일 실시 예에 의한 자가 동력 보일러의 기술적 흐름에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 자가 동력 보일러를 버너의 화구(50)에 거치한다. 설치된 버너의 불을 점화 시키면 불에서 발생하는 열풍에 의해 열전달부(10)의 터빈(12)이 회전을 한다. 또한, 열풍에 의해 제2공간(31) 내부의 온도가 상승하고, 지지부(15) 및 열전달부재(17)의 온도도 상승하면서 열에너지를 저장한다. 버너에 의해 발생한 열풍은 열풍배출구(18)를 통해 1차적으로 외부에 전달된다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 터빈(12)의 회전에 따라 중심축(14)도 따라 회전하며, 중심축(14)의 상부에 고정된 순환팬(13)도 함께 회전을 한다. 순환팬(13)이 회전함에 따라 제1공간(30)과 제3공간(32)의 유체의 순환이 시작된다. 제3공간(32)과 외부를 연결하는 유체유입구(19)를 통해 외부의 유체가 들어오고 제1공간(30)을 통해 유체배출구(11)로 방출된다. 방출되는 과정에서 외부의 유체는 열에너지를 저장한 지지부(15)와 열전달부재(17)를 지나면서 열에너지를 흡수하여 고온의 유체로 상태가 변화하여 유체배출구(11)로 고온의 유체가 방출될 수 있다.
따라서 사용자는 상기 유체유입구(19)에 공기 또는 물을 넣고, 유체배출구(11)를 통해 온풍 또는 온수를 제공받을 수 있다.
도 5에 도시된 것처럼 유체배출구(11)에서 배출되는 온수는 온수매트(40)를 순환하여 텐트나 침낭 바닥에 설치되어 온기를 전달할 수 있다.
개시된 내용은 예시에 불과하며, 특허청구범위에서 청구하는 청구의 요지를 벗어나지 않고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 개시된 내용의 보호범위는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 않는다.
[부호의 설명]
10 : 열전달부 11 : 유체배출구
12 : 터빈 13 : 순환팬
14 : 중심축 15 : 지지부
17 : 열전달부재 18 : 열풍배출구
19 : 유체유입구 20 : 열원거치부
23 : 상부(열원거치부) 24 : 하부(열원거치부)
30 : 제1공간 31 : 제2공간
32 : 제3공간 40 : 온수매트
50 : 고정고리 51 : 고정체인
52 : 고정팩

Claims (7)

  1. 열원의 상부에 거치되어 사용되는 자가 동력 보일러에 있어서,
    열원의 열풍이 유입되는 열풍유입구와 열풍이 배출되는 열풍배출구가 형성되고, 유체가 유입되는 유체유입구와 유체가 배출되는 유체배출구가 형성되며, 내부에는 열풍에 의해 회전되는 터빈과 순환팬을 포함하는 열전달부;
    상기 열전달부에 결합되고 열원에 거치되는 열원거치부;를 포함하고,
    상기 터빈과 순환팬이 결합되며 동력이 전달되는 중심축;을 포함하며,
    상기 중심축은 열전달부의 내부에 형성된 지지부에 의해 지지되도록 한 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지부의 상부와 하부 중 적어도 어느 한 부분에 열을 전달하는 직조망 형태 또는 다공성 형태의 열전달부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 열전달부는,
    지지부가 수평하게 열전달부의 내부에 형성되고,
    상기 지지부는 상부의 제1공간과 하부의 제2공간으로 구분되고,
    상기 터빈은 제2공간에 형성되어 하부에서 열풍을 직접 받도록 하며,
    상기 순환팬은 제1공간에 형성되어 유체배출구로 유체가 배출되도록 하여,
    열원으로부터 받은 열에너지가 제2공간으로 전달되고, 지지부를 통해 제1공간으로 전달되는 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열풍배출구는 열전달부의 외주면에 형성되고, 터빈을 통과한 열풍이 열풍배출구를 통해 방출되는 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 열전달부의 제1공간에 격벽을 형성하여 제1공간과 제3공간으로 구분되고,
    상기 제1공간은 유체배출구와 직접 연결되고, 순환팬을 포함하며,
    상기 제3공간은 유체유입구가 포함되는 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 지지부의 상부에 위치하는 열전달부재는 제1공간과 제3공간사이에 형성된 관통구와 가까이에 형성되는 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 열원거치부는 내부가 비어있는 기둥형상이며,
    상부와 하부를 구분되고, 상부는 중공형태를 이루며,
    하부는 기둥형상이되 외부면은 폐쇄된 면형상이 아닌 네트 형상으로 이루어져 기체의 유입이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 자가 동력 보일러.
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