KR101574264B1 - 무동력순환식 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치는, 상단과 하단에 토출구와 유입구가 갖추어진 가열통과, 상기 가열통에 내장되는 전기히터와, 가열통에 내장되어 상기 전기히터를 따라 상하로 일정간격을 두고 배치되며, 상하로 연통되는 통수간극을 형성하는 다수개의 가압판으로 구성되는 가열코어를 포함하여 이루어진다.
상기 가열코어의 각 가압판은 그 중심부에 관통홀이 형성된 형태로서, 그 가장자리가 상기 가열통의 내면과 연접되는 구조로 장착되며, 상기 전기히터가 상기 각 가압판의 관통홀을 통과하여 배치됨으로써 전기히터의 외주면을 둘러 상기 통수간극이 형성된다.
본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치는 상기 가열코어 가열통의 토출구와 연통되는 고온수 저장부 및 상기 가열코어 가열통의 유입구와 연통되는 저온수 저장부가 격판에 의해 상하로 구획되어 갖추어지는 저수통을 포함하여 이루어진다.
상기 저수통의 저온수 저장부에는 상기 가열코어의 하부를 일정간격을 두고 측방에서 둘러싸며, 그 상면만이 개방된 형태의 월류막이 구비된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치에 의하면, 난방수의 순환을 위한 별도의 동력을 사용하지 않기 때문에 그 사용에 따른 에너지가 절감됨은 물론이고, 난방수의 순환상태가 비교적 고르게 유지되기 때문에 안정된 난방을 이룰 수 있다는 이점이 있다.

Description

무동력순환식 난방장치{heating system of non-powered circulation}

본 발명은 가열된 난방수를 별도의 외부 동력을 사용하지 않고 순환되도록 하는 무동력순환식 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 난방수를 순환시켜서 열교환되도록 하는 난방장치는, 난방수를 가열하는 가열부와, 난방수가 순환되도록 하는 배관, 난방수를 난방배관으로 공급하기 위한 순환펌프 등을 주요 구성요소로 하여 이루어진다.

가열부는 가열방식에 따라 방식에 따라 전기 가열식, 가스 가열식, 석탄 가열식 등으로 다양하게 이루어지며, 가열부에서 가열된 난방수가 순환펌프에 의해 난방배관으로 공급되어 순환되며, 난방수가 난방배관으로 공급되어 순환되는 과정에서 열교환되어 난방이 이루어지는 방식으로 작동된다.

한편, 이러한 이른바 난방수순환식 난방장치는 가열부의 구조 및 사용되는 연료의 종류에 따라서 각기 열효율 및 난방의 정도가 다르지만, 가열부의 종류에 상관없이 공히 순환펌프를 사용하여 난방수를 순환되도록 하기 때문에 순환펌프의 작동에 필요한 전력을 사용하게 된다.

따라서, 이러한 종래기술에 의하면 난방에 필요한 연료와 더불어 및 순환펌프의 작동에 필요한 전력을 추가적으로 소모하게 된다는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 순환펌프는 고온 고압의 난방수를 순환시키기 위한 것인 만큼 높은 수준의 내부식성 및 내열성 등을 필요로 하므로 그 제작비용 또한 많이 소요됨으로써 결과적으로 난방장치 전체의 비용이 상승되는 한 요인이 된다는 문제점도 있다.

이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 별도의 순환펌프를 사용하지 않고, 난방수가 가열됨으로써 발생하는 증기압이나 온도변화를 이용하여 난방수가 가압 순환되도록 하는 이른바 무동력순환식 난방장치가 안출된 바 있다.

종래의 무동력순환식 난방장치는 대개의 경우, 순환배관의 일부가 가열부를 통과하도록 구성되고 가열부내에서 가열되도록 함으로써 그 온도 및 압력이 높아진 난방수가 상승되도록 하여 순환작용을 이루게 된다.

그러나, 이러한 종래의 무동력순환식 난방장치는 순환배관을 가열함으로써 단순히 순환배관내에서 유발되는 난방수의 압력상승작용만에 의해 난방수를 순환되도록 하기 때문에 가열온도가 조금만 약해질 경우에도 순환배관내의 난방수의 압력이 저하되어 난방수가 원활하게 순환되지 못한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 난방수의 가열에 따른 온도와 압력변화를 이용하여 별도의 동력을 사용하지 않고 난방수가 순환되도록 함과 동시에 난방수의 순환압력이 비교적 안정적으로 유지되도록 하는 무동력순환식 난방장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치는, 상단과 하단에 각각 토출구와 유입구가 갖추어진 가열통과, 상기 가열통에 내장되며 가열통의 길이방향으로 이어지는 구조의 전기히터와, 상기 가열통에 내장되어 상기 전기히터를 따라 상하로 일정간격을 두고 배치되며, 상하로 연통되는 통수간극을 형성하는 다수개의 가압판으로 구성되는 가열코어를 포함하여 이루어진다.

상기 가열코어의 각 가압판은 그 중심부에 전기히터의 직경보다 직경이 큰 관통홀이 형성된 형태로서, 그 가장자리가 상기 가열통의 내면과 연접되는 구조로 장착되며, 상기 전기히터가 상기 각 가압판의 관통홀을 통과하여 배치됨으로써 전기히터의 외주면을 둘러 상기 통수간극이 형성된다.

상기 각 가압판은 중심부가 가장자리 보다 상방으로 돌출된 고깔형태로 이루어진다.

본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치는 상기 가열코어 가열통의 토출구와 연통되는 고온수 저장부 및 상기 가열코어 가열통의 유입구와 연통되는 저온수 저장부가 격판에 의해 상하로 구획되어 갖추어지는 저수통을 포함하여 이루어진다.

상기 가열코어는 상기 격판을 가로질러 직립되는 형태로 상기 저수통에 내장됨으로써 그 상부는 저수통의 고온수 저장부에 접하고, 그 하부는 저수통의 저온수 저장부에 접하도록 배치된다.

상기 저수통의 저온수 저장부에는 상기 가열코어의 하부를 일정간격을 두고 측방에서 둘러싸며, 그 상면만이 개방된 형태의 월류막이 구비된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치에 의하면, 난방수의 순환을 위한 별도의 동력을 사용하지 않기 때문에 그 사용에 따른 에너지가 절감됨은 물론이고, 난방수의 순환상태가 비교적 고르게 유지되기 때문에 안정된 난방을 이룰 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치의 요부구성을 나타낸 투영사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치의 전체구성을 나타낸 투영사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치의 작동상태를 나타낸 예시단면도이다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 1 부터 도 3 까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치는 가열코어와, 상기 가열코어가 내장되며 가열코어로 난방수를 공급하기 위한 저수통으로 이루어진다.

도 1에 나타난 것과 같이 상기 가열코어(10)는 그 상단과 하단에 각각 토출구(12a)와 유입구(12b)가 갖추어진 가열통(12)과, 상기 가열통(12)에 내장되며 가열통(12)의 길이방향으로 이어지는 구조의 전기히터(14)와, 상기 가열통(12)에 내장되어 상기 전기히터(14)를 따라 상하로 일정간격을 두고 배치되며, 상하로 연통되는 통수간극(16a)을 형성하는 다수개의 가압판(16)으로 구성된다.

상기 가열코어(10)의 각 가압판(16)은 그 중심부에 전기히터(14)의 직경보다 직경이 큰 관통홀이 형성된 형태로서, 그 바깥쪽 가장자리가 상기 가열통(12)의 내면과 연접되는 구조로 장착된다.

상기 전기히터(14)는 상기 각 가압판(16)의 관통홀을 통과하여 배치되며, 이러한 구성에 의해 상기 통수간극(16a)은 상기 전기히터(14)의 외주면을 둘러 형성된다.

여기서, 상기 각 가압판(16)은 중심부가 바깥쪽 가장자리 보다 상방돌출된 고깔형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 도 2에 나타난 것과 같이, 상기 저수통(20)은 그 내부공간이 격판(22)에 의해 상하로 구획되어 각각 고온수 저장부(20a)와 저온수 저장부(20b)를 이루는 형태로 이루어진다.

상기 가열코어(10)는 직립되는 형태로 상기 저수통(20)에 내장되어 격판(22)을 가로질러 배치됨으로써 그 상부는 고온수 저장부(20a)에 접하고, 그 하부는 저온수 저장부(20b)에 접하도록 구성된다.

상기 저수통(20)의 고온수 저장부(20a)에는 순환배관(미도시)의 유입측과 연결되는 토출포트(201)가 구비되어, 저온수 저장부(20b)에는 순환배관의 토출측과 연결되는 유입포트(202)가 연결된다.

또한, 상기 저수통(20)의 저온수 저장부(20b)에는 상기 가열코어(10)의 하부를 일정간격을 두고 측방에서 둘러싸며, 그 상면만이 개방된 형태의 월류막(24)이 구비된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 무동력순환식 난방장치의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3에 나타난 것과 같이 저수통(20)의 저온수 저장부(20b)로부터 가열코어(10)의 가열통(12) 내로 유입된 저온의 난방수는 전기히터(14)에 의해 가열되어 압력이 높아짐으로써 상향유동하게 되고, 가압판(16)의 형태특성상(고깔형태) 가압판(16)의 중심부로 모아져서 통수간극(16a)을 통해 가압판(16)의 상방으로 강하게 분출되며, 이와 같은 난방수의 분출유동이 각각의 가압판(16)을 거치면서 반복적으로 이루어지게 된다.

여기서, 하방의 가압판(16)을 통과한 난방수가 상방의 가압판(16)에 부딪혀 흐름이 정체될 수 있으나, 난방수가 각각의 가압판(16)을 통과하면서 전기히터(14)와 접하는 시간 또한 연장됨으로써 가열온도는 점차 증가하게 되며, 이에 따라 상방으로 분출되는 압력 또한 증가하게 된다.

그리고, 최종적으로 가열코어(10)의 가열통(12)으로부터 토출구(12a)를 통해 토출되는 고온의 난방수는 가열통(12)으로 유입되는 저온의 난방수에 비해 상당히 높은 온도와 압력을 유지하게 되며, 이러한 고온의 난방수가 고온수 저장부(20a)로 토출됨에 따라 고온수 저장부(20a)내의 압력 또한 높아지게 된다.

따라서, 가열코어(10)로부터 고온수 저장부(20a)로 토출된 고온의 난방수는 토출포트(201)를 통해 순환배관 측으로 비교적 높은 압력으로 유입되어 순환배관을 원활하게 유동하게 된다.

순환배관을 거치면서 열교환되어 온도가 낮아진 저온의 난방수는 유입포트(202)를 통해 저수통(20)의 저온수 저장부(20b)로 유입되며, 이에 따라 저온수 저장부(20b)의 수위가 높아져서 월류막(24)의 높이보다 높아지면 월류막(24) 안으로 흘러넘치게 되고, 월류막(24)안으로 흘러넘친 저온의 난방수는 유입구(12b)를 통해 가열코어(10)의 가열통(12)으로 유입됨으로써 순환을 계속하게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 가열코어(10)에 의해 별도의 순환펌프 등을 사용하지 않고도 난방수의 순환이 가능하게 될 뿐만 아니라, 특히 다수개의 가압판(16)이 상하로 배치되고, 가압판(16)의 형태가 고깔형태로 이루어지는 특성상, 전기히터(14)에 의한 가열온도가 낮아짐으로써 난방수의 가열작동이 안정적으로 이루어지지 않더라도 난방수가 아래로 역류하는 현상은 거의 발생하지 않게 된다.

더불어, 본 발명에 의하면, 저수통(20)에 가열코어(10)가 내장됨으로써 난방수가 저수통(20)을 거쳐서 가열코어(10)로 공급되도록 하기 때문에, 순환배관이 가열코어(10)에 직접연결된 구조에 비하여 보다 여유있는 난방수량을 확보 할 수 있게 된다.

한편, 난방수가 증발되는 등의 이유로 인하여 수량이 감소하게 되면, 저수통(20)의 저온수 저장부(20b)에서 가열코어(10)로 유입되는 난방수량 또한 감소하게 됨으로써 결과적으로 가열코어(10)내에서의 난방수의 이동이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.

그러나, 본 발명에 의하면 가열코어(10)의 하부를 감싸는 형태로 월류막(24)이 구비되어 있기 때문에, 상기 저온수 저장부(20b)내로 토출된 난방수의 수위가 상기 월류막(24)의 높이를 초과할 정도로 충분히 확보된 상태에서 월류막(24)을 넘어서 가열코어(10)로 유입되기 때문에 가열코어(10)에 의한 난방수의 순환작동이 안정적으로 이루어지게 된다.

10: 가열코어 12: 가열통
12a: 토출구 12b: 유입구
14: 전기히터 16: 가압판
16a: 통수간극 20: 저수통
20a: 고온수 저장부 20b: 저온수 저장부
201: 토출포트 202: 유입포트
22: 격판 24: 월류막

Claims (6)

1. 상단과 하단에 각각 토출구와 유입구가 갖추어진 가열통과,
   상기 가열통에 내장되며 가열통의 길이방향으로 이어지는 구조의 전기히터와,
   상기 가열통에 내장되어 상기 전기히터를 따라 상하로 일정간격을 두고 배치되며, 상하로 연통되는 통수간극을 형성하는 다수개의 가압판
   으로 구성되는 가열코어를 포함하여 이루어지며,
   
   상기 가열코어의 각 가압판은 그 중심부에 전기히터의 직경보다 직경이 큰 관통홀이 형성된 형태로서, 그 바깥쪽 가장자리가 상기 가열통의 내면과 연접되는 구조로 장착되며,
   상기 전기히터가 상기 각 가압판의 관통홀을 통과하여 배치됨으로써 전기히터의 외주면을 둘러 상기 통수간극이 형성되는 것
   을 특징으로 하는 무동력순환식 난방장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 각 가압판은 중심부가 가장자리 보다 상방으로 돌출된 고깔형태로 이루어지는 것
   을 특징으로 하는 무동력순환식 난방장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가열코어 가열통의 토출구와 연통되는 고온수 저장부 및
   상기 가열코어 가열통의 유입구와 연통되는 저온수 저장부
   가 격판에 의해 상하로 구획되어 갖추어지는 저수통을 포함하여 이루어지며,
   상기 저수통의 고온수 저장부에는 난방수가 순환되는 순환배관의 유입측과 연결되는 토출포트가 구비되고, 저온수 저장부에는 상기 순환배관의 토출측과 연결되는 유입포트가 구비되는 것
   을 특징으로 하는 무동력순환식 난방장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 가열코어는
   상기 격판을 가로질러 직립되는 형태로 상기 저수통에 내장됨으로써
   그 상부는 저수통의 고온수 저장부에 접하고,
   그 하부는 저수통의 저온수 저장부에 접하도록 배치되는 것
   을 특징으로 하는 무동력순환식 난방장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   저수통의 저온수 저장부에는 상기 가열코어의 하부를 일정간격을 두고 측방에서 둘러싸며, 그 상면만이 개방된 형태의 월류막이 구비되는 것
   을 특징으로 하는 무동력순환식 난방장치.

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