KR101650617B1 - 고온가열저장 보일러 - Google Patents

Abstract

고온가열저장 보일러가 개시된다. 개시된 고온가열저장 보일러는 물보다 고온 가열이 가능한 오일을 가열해서 오일의 열을 저장하는 열 저장장치; 및, 상기 열저장장치의 상기 오일을 이용해 물을 가열해서 난방수나 온수로 사용하는 물 가열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고온가열저장 보일러 {HIGH TEMPERATURE HEAT STORAGE BOILER}

본 발명은 물을 가열하여 난방이나 온수로 사용하는 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일을 고온으로 가열하여 열을 저장하고, 저장된 오일의 열을 이용해 물을 가열하여 난방이나 온수로 사용하는 고온가열저장 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 물탱크의 물을 가열하여 난방이나 온수를 사용하는 것으로서, 가열원의 종류에 따라, 전기보일러, 화목보일러, 기름보일러, 가스보일러 등이 있다.

종래의 보일러에 대해 대한민국 공개실용신안 20-1999-011828호, 대한민국 공개특허 10-2012-0110314호, 대한민국 등록특허 10-0813130호 등에 개시되고 있다.

이러한 종래의 보일러는 전기, 연소, 기름, 가스 등의 가열원으로 물을 직접가열하여 사용하는 구조이므로, 물을 100℃ 이상의 온도로 가열해 둘 수 없기 때문에 물탱크 내에 가열된 물이 식으면 다시 전기, 화목, 기름, 가스 등의 가열원 원료를 소비하여 물을 재차 가열해야 했으며, 이에 따라 연료비용이 많이 소모되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 물보다 고온 가열이 가능한 오일을 가열해서 오일의 열을 저장하고, 이 가열된 오일을 이용해 물을 가열해서 난방이나 온수로 사용할 수 있는 고온가열저장 보일러를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 고온가열저장 보일러는 물보다 고온 가열이 가능한 오일을 가열해서 오일의 열을 저장하는 열 저장장치; 및, 상기 열저장장치의 상기 오일을 이용해 물을 가열해서 난방수나 온수로 사용하는 물 가열장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

열 저장장치는, 내부에 상기 오일이 수용되는 오일탱크; 및, 상기 오일탱크 내에 수용된 상기 오일을 가열하는 오일가열수단;를 포함하고, 상기 물 가열장치는, 내부에 물이 수용되는 물탱크; 상기 물탱크 내에 설치되며, 상기 오일탱크로부터 가열된 상기 오일을 공급받아 상기 물탱크 내의 물을 가열하는 히터 오일유로관;을 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 오일 가열수단은 화목, 기름 또는 가스를 이용한 버너로 구성되거나, 상기 오일 가열수단은 전기히터로 구성될 수 있다.

상기한 바에 따르면, 물보다 고온 가열이 가능한 오일을 가열해서 오일의 열을 저장하고, 이 가열된 오일을 이용해 여러번 물을 가열하여 난방이나 온수로 사용하는 방식이므로, 기존에 비해 연료비를 절감하여 보일러 운용비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고온가열저장 보일러를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 식각 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 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.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 고온가열저장 보일러를 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 고온가열저장 보일러는 열 저장장치(10) 및 물 가열장치(20)을 포함한다.

열 저장장치(10)는 오일을 가열하여 가열된 오일(o)을 통해 고온의 열을 저장하기 위한 것으로서, 오일탱크(11)와 오일가열수단(13,14)을 포함한다. 여기서, 오일탱크(11)에 수용되는 오일은 물보다 고온으로 가열가능한 오일로서, 일예로, 실리콘오일, 튀김용 오일 등이 적용될 수 있다.

오일탱크(11)는 오일(o)이 수용되는 공간이 형성된다. 이 오일탱크(11)의 형상은 원통형, 사각통형 등 오일을 수용할 수 있는 공간이 형성되기만 하면 어떠한 형태로 구성되어도 무방하다.

오일가열수단(13,14)은 전기히터(13), 버너(14)로 구성될 수 있다. 전기히터(13)는 오일탱크(11) 내에 배치되어 전기의 공급에 의해 가열되어 오일탱크(11) 내에 수용된 오일을 고온으로 가열한다.

버너(14)는 화목, 기름 또는 가스 연료를 연소시키는 화목버너, 기름버너, 가스버너 등으로 구성될 수 있으며, 버너(14)는 연료의 연소열에 의해 오일탱크(11) 내의 오일을 고온으로 가열한다. 한편, 버너(14)는 도 1과 같이 오일탱크(11)에 내장된 형태가 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 오일탱크(11) 외부에 설치되어 오일탱크(11)의 외측에서 열을 공급해서 오일탱크(11) 내의 오일을 가열할 수도 있다.

본 발명에서 오일가열수단(13,14)은 도면에서 전기히터(13) 및 버너(14)로 구성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전기히터(13)만이 설치되거나, 버너(14)만이 설치될 수 있음은 물론이다.

즉, 본 발명의 오일가열수단은 오일탱크(11) 내에 수용된 오일을 가열할 수 있으면 어떠한 구성이 되어도 무방하며, 이러한 가열구성들이 단독 또는 여러장치가 혼합된 구성이 될 수 있음은 물론이다.

한편, 오일탱크(21)에는 오일탱크내에 발생할 수 있는 가스를 배출하기 위한벤트(18)가 설치되고, 오일탱크(21) 내의 오일(o)의 온도를 검출하기 위한 오일온도센서(16)가 설치된다.

물 가열장치(20)는 열 저장수단(10)에 의해 가열된 오일(o)을 이용해 물(w)을 가열하여 난방이나 온수로 사용하기 위한 것으로서, 물탱크(21)와 히터 오일유로관(23)으로 구성된다.

물탱크(21)는 물의 수용이 가능한 공간이 형성된 것으로서, 다양한 형태로 구성될 수 있다. 물탱크(21)에는 물탱크(21) 내에 수용된 물의 온도를 검출하는 물 온도센서(27)가 설치된다. 아울러, 물탱크(21)는 가열된 물을 난방 또는 온수로 사용하기 위한 배관(25)과 연결되게 구성된다. 물탱크(21)에는 급수를 위한 급수구(미도시)가 설치될 수 있다.

히터 오일유로관(23)은 물탱크(21)의 내부에 배치되도록 설치되고, 연결유로(23a)를 통해 오일탱크(11)과 연결되도록 설치된다. 이에 따라, 오일탱크(11) 내에 저장된 가열된 오일은 연결유로(23a)를 통해 히터 오일유로관(23)에 공급되어 물탱크(21) 내에 수용된 물(w)을 가열할 수 있다. 이때, 물탱크(21)내의 오일은 히터 오일유로관(23)에 공급되어 일정시간 지난 후 열손실이 발생한 후, 다시 연결유로(23a) 통해 오일탱크(11) 내로 들어가고, 물탱크(21) 내의 고온의 열이 히터 오일유로관(23)으로 공급되어 물을 가열하는 순환구조로 구성된다.

이때, 연결유로(23a)에는 오일탱크(11) 내의 가열된 오일이 히터 오일유로관(23)을 거쳐 순환되게 하기 위한 펌프(p)가 설치된다.

본 발명의 보일러는 전기히터(13), 오일온도센서(16), 물온도센서(27), 펌프(p)와 전기적으로 연결되어 각 구성의 동작을 제어하는 제어패널(30)을 구비한다.

제어패널(30)은 오일온도센서(16) 및 물 온도센서(27)로부터 검출된 오일온도 또는 물 온도에 따라, 전기히터(13) 및 펌프(p)의 가동을 제어한다. 일예로, 제어패널(30)은 검출된 오일온도에 따라 전기히터(13)에 공급되는 전원 및 구동을 제어하거나, 물온도센서(27)로부터 검출된 물 온도에 따라 펌프(p)을 구동을 제어할 수 있다.

제어패널(30)은 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 조작부를 구비하거나 기설정된 프로그램에 따라 자동으로 각 구성이 제어될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 보일러는 전기히터(13), 오일 온도센서(16), 물온도센서(27), 펌프(p) 제어패널(30) 등의 전기를 필요로 하는 각 구성에 공급되기 위한 전원(33)의 구성을 갖을 수 있으며, 이 전원(33)은 심야전기를 사용하거나, 태양열발전에 의한 전기, 풍력발전에 의한 전기 등을 사용할 수 있다.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고온가열저장 보일러의 동작에 대해서 설명한다.

전기히터(13)와 버너(14)를 통해 오일탱크(11)내의 오일(o)을 고온으로 가열하여 열을 저장해 둔다.

이러한 상태에서, 난방 또는 온수 사용을 위해 물탱크(21) 내의 물을 가열해야할 경우, 펌프(p)를 구동하여 오일탱크(11) 내의 가열된 오일을 히터 오일유로관(23)에 공급하면, 이 히터 오일유로관(23)내의 공급된 고온의 오일에 의해 물탱크(21) 내의 물(w)이 가열되고, 이에 따라, 배관(25)을 통해 가열된 물이 공급되어 난방이나 온수를 사용할 수 있게 되며, 이 오일탱크(11) 내의 가열된 고온의 오일(o)은 필요에 따라 지속적으로 물탱크(21) 내의 물(w)을 가열하는데 사용할 수 있다.

이처럼, 본 발명은 물 보다 더 높은 온도로 가열가능한 오일(o)을 가열해 고온의 오일의 열에너지를 저장해 두었다가 필요시에 물(w)을 가열하는데 사용하는 보일러 방식으로서, 기존의 보일러와 같이 전기히터, 화목, 기름, 가스 등의 가열원으로 물을 직접 가열하는 방식에 비해 연료비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.

즉, 별도의 전기, 화목, 기름, 가스 등의 가열원 연료를 반복해서 사용하는 기존의 방식과는 달리, 본 발명은 오일(o)을 한번만 고온으로 가열해 두면, 저장된 고온의 오일(o)을 이용해 여러번 물탱크(21)의 물(w)을 가열해 사용하는 것이 가능하므로 기존의 보일러에 비해 연료사용량을 크게 줄일 수 있어 연료비를 줄일 수 있게 되는 것이다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

10...열 저장장치
11...오일탱크
13,14...오일가열수단
16...오일온도센서
18...벤트
20...물 가열장치
21...물탱크
23...히터 오일유로관
27...물 온도센서
30...제어패널
33...전원

Claims (4)

1. 물보다 고온 가열이 가능한 오일을 가열해서 상기 오일의 열을 저장하는 열 저장장치; 및,
   상기 열저장장치의 상기 오일을 이용해 물을 가열해서 난방수나 온수로 사용하는 물 가열장치;를 포함하며,
   열 저장장치는,
   내부에 상기 오일이 수용되는 오일탱크; 및,
   상기 오일탱크 내에 수용된 상기 오일을 가열하는 오일가열수단;를 포함하고,
   상기 물 가열장치는,
   내부에 물이 수용되는 물탱크;
   상기 물탱크 내에 설치되며, 상기 오일탱크로부터 가열된 상기 오일을 공급받아 상기 물탱크 내의 물을 가열하는 히터 오일유로관;
   상기 오일탱크와 상기 히터 오일유로관을 연결하도록 설치되며, 상기 오일을 이송시키는 펌프를 구비하여, 상기 오일탱크로부터 상기 오일을 상기 히터 오일유로관에 공급하고, 상기 히터 오일유로관으로부터 상기 오일을 상기 오일탱크로 순환시키는 연결유로;를 포함하며
   상기 오일 가열수단은 화목버너 및 전기히터로 구성되며,
   상기 전기히터에 전기를 공급하기 위한 전원을 더 포함하며,
   상기 전원은 심야전기로부터 공급되거나 태양에너지나 풍력에너지를 이용한 발전에 의한 전기를 사용하며,
   상기 오일탱크 내의 상기 오일의 온도를 검출하는 오일온도센서;
   상기 물탱크 내의 물의 온도를 검출하는 물온도센서; 및,
   상기 오일온도센서 및 상기 물온도센서로부터 검출된 오일온도 또는 물 온도에 따라 상기 전기히터 및 상기 펌프를 가동을 제어하는 제어패널;을 더 포함하며,
   상기 제어패널은 상기 오일온도센서에서 검출된 상기 오일온도에 따라 상기 전기히터를 제어하고상기 물온도센서에서 검출된 상기 물온도에서 따라 상기 펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 고온가열저장 보일러.
   
   
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