KR20160070285A - 조립식 보일러 - Google Patents

Abstract

조립식 보일러가 개시된다. 본 발명에 따른 조립식 보일러는, 하단에 재받이가 구비되고 상면에 연소부가 구비되는 받침부재와, 내부에 연소공간이 마련되고 상하면이 개구되어 상기 받침부재 상단과 결합하는 내부몸체와, 상기 연소공간과 연통되는 이격공간을 갖도록 상기 받침부재 및 내부몸체를 둘러싸되 하단부는 외측으로 확장형성되어 확장부를 이루고 개구된 상면에 뚜껑이 구비되며 상기 확장부의 일면에 설치공이 마련되는 외부몸체를 포함하는 난로부; 상기 외부몸체의 열로 온수를 생성하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워져 상기 확장부 상단에 장착되고, 제1온수유입구와 제1온수유출구가 각각 마련된 제1온수탱크로 이루어지는 온수가열부; 상기 외부몸체의 열로 난방수를 가열하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워져 상기 제1온수탱크 상단에 장착되고, 난방배관 일단과 연결되는 제1난방수유출구와 상기 난방배관 타단과 연결되는 제1난방수유입구가 각각 마련된 난방수탱크로 이루어지는 난방수가열부; 및 상기 연소공간에서 발생된 열이 상기 이격공간을 통해 하향 이동 후 상기 설치공을 통해 외부로 이동되도록 상기 설치공과 연결되는 연통을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 난로부의 열손실을 차단할 수 있으며, 저온의 난방수를 3중으로 예열할 수 있음은 물론, 연통의 폐열을 활용함으로써 열효율을 극대화할 수 있다.

Description

조립식 보일러{A Prefabricated Boiler}

본 발명은 조립식 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보일러의 시공시 조립 작업성, 정비성 및 유지관리성이 향상될 뿐만 아니라, 난로부의 열손실을 차단할 수 있고, 저온의 난방수가 3중으로 예열 되도록 함으로써 예열의 효율화를 이룸은 물론, 연통의 폐열을 활용함으로써 열효율을 극대화할 수 있는 조립식 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 연탄은 다른 열원에 비하여 청정성은 떨어지나 경제성은 매우 높은 편으로 비닐하우스, 화훼단지, 양계장 등의 농가뿐 아니라 대형 주택과 음식점 등에서도 직접 난방 또는 보일러에 의한 간접 난방수단으로 활용되고 있다.

다만, 액체나 기체 상의 화석 연료를 비롯한 다른 에너지원에 비하여 열량이 매우 높지 않고 연소조건에 제한이 있어 사용이 불편하다. 즉, 통상 연탄을 갈아 넣는 회수는 하루에 한번이 적당하지만 연소조건이 불충분하면 주기가 짧아지고, 심지어 불이 중간에 꺼지는 현상이 발생하기 쉽다. 이에 따라 농작물이나 화훼의 생산에 있어서 생산량과 품질에 지대한 영향을 끼친다.

그럼에도, 석탄은 석유나 가스에 비하면 매장량을 고려한 가용연한이 길고 저렴한 비용의 자원이기 때문에 다른 대체 에너지원이 개발되지 않는 이상 경제성이 중요한 분야에서 그 활용이 지속되고 증폭될 수밖에 없다.

최근에는 국제유가의 상승으로 난방비가 상승함에 따라, 연탄을 열원으로 하는 보일러나 난로가 다양하게 개발되어 농가나 비닐하우스, 화훼단지 등에 보급되고 있다.

이러한 난방의 경제성과 효율성을 도모하기 위한 선행기술로서, 대한민국등록특허 제10-0673620호(공고일 2007.01.29)는 연탄보일러의 난방수 및 온수 공급장치에 대한 기술을 개시하고 있다. 이러한 보일러는 몸체 내부에 화덕을 설치하고, 이 화덕의 측부와 상부에는 난방수탱크를 설치하고, 몸체의 내측에는 코일 형태의 온수파이프를 설치한 구조를 갖는다.

그러나 이러한 연탄보일러는 난방수를 예열하기 수단이 구비되어 있지 않음으로써 난방수의 온도가 상승하는데 많은 시간이 소요되었고, 몸체에 단열재가 구비되는 등의 구조가 복잡한 문제점이 있었다. 또한, 대부분의 보일러는 열원과 일체로 구성됨으로써 제작과정이 복잡하였고, 고장이 나면 열원과 보일러를 모두 교체해야 하는 문제점이 있었던 것이다.

대한민국등록특허 제10-0673620호(공고일: 2007.01.29)

본 발명의 목적은, 보일러의 시공시 조립 작업성이 향상되고, 정비성 및 유지관리성이 향상될 수 있으며, 단열 케이스 역할을 수행함과 동시에 난로부의 열손실을 차단할 수 있는 조립식 보일러를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 저온의 난방수가 3중으로 예열 되도록 함으로써 예열의 효율화를 이룸은 물론, 연통의 폐열을 활용함으로써 열효율을 극대화할 수 있는 조립식 보일러를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 하단에 재받이가 구비되고 상면에 연소부가 구비되는 받침부재와, 내부에 연소공간이 마련되고 상하면이 개구되어 상기 받침부재 상단과 결합하는 내부몸체와, 상기 연소공간과 연통되는 이격공간을 갖도록 상기 받침부재 및 내부몸체를 둘러싸되 하단부는 외측으로 확장형성되어 확장부를 이루고 개구된 상면에 뚜껑이 구비되며 상기 확장부의 일면에 설치공이 마련되는 외부몸체를 포함하는 난로부; 상기 외부몸체의 열로 온수를 생성하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워져 상기 확장부 상단에 장착되고, 제1온수유입구와 제1온수유출구가 각각 마련된 제1온수탱크로 이루어지는 온수가열부; 상기 외부몸체의 열로 난방수를 가열하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워져 상기 제1온수탱크 상단에 장착되고, 난방배관 일단과 연결되는 제1난방수유출구와 상기 난방배관 타단과 연결되는 제1난방수유입구가 각각 마련된 난방수탱크로 이루어지는 난방수가열부; 및 상기 연소공간에서 발생된 열이 상기 이격공간을 통해 하향 이동 후 상기 설치공을 통해 외부로 이동되도록 상기 설치공과 연결되는 연통을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러에 의해 달성된다.

상기 온수가열부는, 상기 받침부재의 열로 온수를 생성하기 위해 상기 확장부 내주면과 상기 받침부재 외주면 사이에 장착되고 제1온수유출구와 연결되는 제2온수유입구와 제2온수유출구가 각각 마련된 제2온수탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 난방수가열부는, 상기 중공을 통한 열의 방출을 막기 위해 상기 난방수탱크의 상부를 덮고 제2난방수유출구와 제2난방수유입구가 각각 마련된 뚜껑형 난방수탱크를 더 포함하고, 상기 연통은, 상기 연통의 열로 난방수를 예열하기 위해 상기 연통을 감싸고, 난방수의 순환이 이루어지도록 상기 난방배관 타단 및 제1난방수유입구와 연결되며 상기 제2난방수유출구 및 제2난방수유입구와 연결되는 난방수예열탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 난방수예열탱크는, 상면과 하면을 관통하는 예열공이 더 형성되고,

상기 연통은, 상기 연통을 감싸고, 상기 예열공에 삽입 장착되되 제1온수유입구 및 제2온수유출구와 각각 연결되는 제1,2예열관이 마련된 온수순환탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 예열공은 지그재그 형태로 절곡형성되고, 상기 제1,2예열관은 상기 예열공에 장착될 수 있도록 상기 예열공에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 난방수예열탱크 및 상기 온수순환탱크는, 난방수 및 온수를 보충할 수 있도록 각각 제1,2보조탱크가 더 구비될 수 있다.

상기 난방수탱크의 상기 제1난방수유출구에는, 난방수의 온도에 따라 온 또는 오프 작동을 수행하는 온도스위치; 및 상기 온도스위치의 제어에 따라 난방수를 펌핑하는 난방수순환펌프가 구비될 수 있다.

상기 이격공간에는, 상기 내부몸체의 외주면에서 수평방향으로 돌출형성되되, 상기 내부몸체 외주면의 수직방향을 따라 이격형성되는 제1가로격벽; 및 인접한 상기 제1가로격벽 사이로 상기 외부몸체 내주면에서 수평방향으로 돌출형성되되, 상기 외부몸체 내주면의 수직방향을 따라 이격형성되는 제2가로격벽을 포함하는 격벽부가 더 구비될 수 있다.

상기 난방수가열부는, 상기 외부몸체의 열로 난방수를 가열하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워지고, 상기 난방배관 일단과 연결되는 제1난방수유출구와 상기 난방배관 타단과 연결되는 제1난방수유입구가 각각 마련된 난방수탱크로 이루어지고, 상기 온수가열부는, 상기 외부몸체 및 상기 난방수탱크의 열로 온수를 생성하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체 및 상기 난방수탱크를 감싸듯이 끼워지고, 제1온수유입구와 제1온수유출구가 각각 마련된 제1온수탱크로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 온수가열부, 난방수가열부, 연통, 난방수예열탱크 및 온수순환탱크가 각각 독립적으로 형성된 후 난로부에 장착되거나 끼움 결합되어 조립되는 구성으로 이루어짐으로써, 보일러의 시공시 조립 작업성이 향상될 수 있고, 고장이 나면 해당 구성품의 교체를 통해 정비성 및 유지관리성이 향상될 수 있는 조립식 보일러를 제공할 수 있게 된다.

또한, 온수가열부와 난방수가열부가 난로부를 감싸도록 구성됨으로써 단열 케이스 역할을 수행함과 동시에 난로부의 열손실을 차단할 수 있으며, 제1,2예열관, 뚜껑형 난방수탱크 및 연통을 통해 난방수예열탱크로 유입된 저온의 난방수를 3중으로 예열하게 됨에 따라 예열의 효율화를 이룰 수 있음은 물론, 연통의 폐열을 활용함으로써 열효율을 극대화할 수 있는 조립식 보일러를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조립식 보일러의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 조립식 보일러의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 조립식 보일러의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 변형예에 따른 예열공을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 격벽부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 조립식 보일러의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 조립식 보일러의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조립식 보일러의 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 조립식 보일러의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 따른 조립식 보일러의 작동상태를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 변형예에 따른 예열공을 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 격벽부를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 변형예에 따른 조립식 보일러의 사시도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 조립식 보일러의 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조립식 보일러(100)는 내부몸체(115)와 외부몸체(119)로 이루어진 이중벽 구조의 난로부(110)를 마련함으로써 열의 배출 경로가 확장됨에 따라 연소시 발생하는 열이 난로부(110) 내부에 오랫동안 머무를 수 있게 되고, 이는 난로부(110)의 열효율을 증대시키는 효과가 있다.

또한, 열이 발생되는 난로부(110) 및 연통(140)의 외곽을 빈틈없이 감싸도록 설치되는 온수가열부(120), 난방수가열부(130), 난방수예열탱크(150) 및 온수순환탱크(160)는 난로부(110) 및 연통(140)에서 외기로 방출되는 열을 단열하는 역할을 수행함과 동시에 효율적으로 온수 및 난방수가 가열될 수 있게 한다.

이러한 본 발명에 따른 조립식 보일러(100)는 대략 난로부(110), 온수가열부(120), 난방수가열부(130), 연통(140), 난방수예열탱크(150) 및 온수순환탱크(160) 등을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 조립식 보일러(100)의 각 구성을 이하에서보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

난로부(110)는 발열원인 연탄, 화목, 액체연료를 연소하기 위한 버너 등을 내부에 수용하여 열을 발생시키는 구성요소로, 대략 받침부재(114), 내부몸체(115) 및 외부몸체(119) 등을 포함할 수 있으며, 전체적인 형상은 원기둥(도 6 참조), 타원기둥 또는 다각기둥(도 1 및 도 2 참조)의 형태로 이루어질 수 있다.

받침부재(114)는 열을 발생시키기는 발열원이 놓이게 되는 구성요소로, 하단에는 재받이(112)가 서랍형식으로 삽입, 삽출되고, 상면에는 망구조의 연소부(113)가 마련됨으로써 발열원이 연소됨에 따라 발생하는 재가 하단의 재받이(112)로 낙하 될 수 있으며 동시에 이를 통해 연소에 필요한 공기가 발열원에 공급될 수 있다. 이때, 발열원에 공기를 보다 원활하게 공급하기 위해 재받이(112) 주변에는 공기 조절구가 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 실시예에서는 연탄을 발열원으로 하여 도면에 도시하였으나 이에 국한되지 않는다.

내부몸체(115)는 상술한 발열원의 연소에 의해 발생된 열이 상향 이동토록 안내하는 구성요소로, 내부에는 발열원을 수용하는 연소공간(S1)이 마련되고 상하면이 개구되어 받침부재(114) 상단과 결합하게 된다.

외부몸체(119)는 내부몸체(115)와의 사이에서 이격공간(S2)을 형성하여 내부몸체(115)를 통해 상향 이동한 열이 다시 이격공간(S2)를 통해 하향 이동토록 안내하는 구성요소로, 발열원의 연소에 따라 발생된 열이 난로부(110) 내부에 오랫동안 머무르게 하는 역할을 수행함으로써, 난로부(110)의 열효율을 증대하게 된다.

이러한 외부몸체(119)는 내부몸체(115)의 연소공간(S1)과 연통되는 이격공간(S2)이 형성될 수 있도록 받침부재(114) 및 내부몸체(115)를 둘러싸는 형상으로 이루어지되, 하단부에는 외측으로 확장형성되는 확장부(166)가 마련되고, 상면은 개구되어 뚜껑(117)에 의해 개폐되는 구조로 이루어진다.

이때, 확장부(116)가 받침부재(114) 하면과 결합됨으로써, 외부몸체(119) 내부면과 받침부재(114) 및 내부몸체(115)의 외주면이 이루는 공간은 이격공간(S2)을 형성하게 된다.

여기서 뚜껑(117)은 발열원의 연소에 의해 발생되는 가스나 열이 외부로 유출되지 않도록 하기 위해 마련된 것이지만, 후술할 뚜껑형 난방수탱크(138)의 신속한 가열을 위해서는 사용되지 않을 수도 있다.

한편, 확장부(116)의 일면에는 연소공간(S1)에서 발생된 열이 이격공간(S2)을 통해 하향 이동 후 외부로 배출될 수 있도록 설치공(118)이 마련되며, 이 설치공(118)은 후술할 연통(140)과 연결된다.

이상에서 살펴본 난로부(110)의 각각의 구성들은 가스켓과 같은 기밀유지 부재를 사이에 두고 상호 결합되며, 이는 발열원의 연소과정에서 발생되는 가스나 열이 설치공(118)을 통해 연통(140) 쪽으로만 배출되도록 하기 위함이다.

온수가열부(120)는 난로부(110)(외부몸체(119) 및 받침부재(114))에서 발생되는 열로 내부에 수용된 물을 가열하여 온수를 생성하는 구성요소로, 제1온수탱크(124) 및 제2온수탱크(128) 등을 포함할 수 있다.

제1온수탱크(124)는 외부몸체(119) 측면 하부의 열로 온수를 생성하기 위해 구비되는 구성요소로, 가운데에 형성된 중공(S3)을 통해 외부몸체(119)에 끼워져 확장부(116) 상단에 장착되고, 제1온수유입구(121)와 제1온수유출구(122)가 각각 일측에 마련된다.

즉, 제1온수탱크(124)는 일정한 두께를 갖고 외부몸체(119)와 밀착된 상태로 끼워질 수 있도록 튜브 형상으로 이루어지게 되며, 내부공간에는 물이 수용된다. 이때, 튜브 형상은 원형(도 6 참조), 타원형 또는 다각형(도 1 및 도 2 참조)일 수 있다.

이렇게 외부몸체(119)에 끼워져 확장부(116) 상단에 장착되는 제1온수탱크(124)는 외부몸체(119)의 가운데 영역을 감싸게 되므로, 제1온수탱크(124)는 외부로 열이 손실되는 것을 방지하는 단열 케이스 역할을 수행함과 동시에 이 영역에서 발산되는 열로 내부의 물이 가열되도록 함으로써 온수를 생성하게 된다.

제2온수탱크(128)는 받침부재(114)의 열로 온수를 생성하기 위해 구비되는 구성요소로, 확장부(116) 내주면과 받침부재(114) 외주면 사이에 장착되고 제1온수유출구(122)와 연결되는 제2온수유입구(125)와 제2온수유출구(126)가 각각 마련된다.

즉, 제2온수탱크(128) 또한 일정한 두께를 갖고 확장부(116) 내주면과 받침부재(114) 외주면 사이에서 밀착된 상태로 끼워지되, 일측에는 재받이(112)가 삽입, 삽출할 수 있도록 재받이(112) 쪽이 개구된 튜브형상으로 이루어지게 된다. 따라서 제2온수탱크(128)의 전체적인 형상은 'ㄷ'자 형태가 되며, 내부공간에는 물이 수용된다. 또한, 제2온수탱크(128)는 연통(140) 쪽으로 열기가 원활하게 이동할 수 있도록 연통(140)과 인접한 영역에 연통회피홈(127)이 형성된다.

이렇게 확장부(116) 내측에 장착되는 제2온수탱크(128)는 받침부재(114)를 감싸게 되므로, 제2온수탱크(128) 또한 외부로 열이 손실되는 것을 방지하는 단열 케이스 역할을 수행함과 동시에 이 영역에서 발산되는 열로 내부의 물이 가열되도록 함으로써 온수를 생성하게 된다.

상술한 제1온수탱크(124)와 제2온수탱크(128)는 도 3에 도시된 바와 같이, 연결파이프에 의해 연결되게 되는데, 구체적으로 제1온수유출구(122)는 제2온수유입구(125)와 연결되므로 제1온수탱크(124)에서 생성된 온수는 제2온수탱크(128)로 이동된 후 재가열될 수 있다. 그리고 제1온수유입구(121) 및 제2온수유출구(126)는 후술할 온수순환탱크(160)와 각각 연결되므로 제1온수탱크(124) 및 제2온수탱크(128)에서 가열된 온수는 온수순환탱크(160)로 순환이 이루어지게 된다.

이때, 제1온수탱크(124)에서 제2온수탱크(128)로의 온수의 이동, 제2온수탱크(128)에서 온수순환탱크(160)로의 순환 및 온수순환탱크(160)에서 제1온수탱크(124)로의 순환이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 각각 연결파이프 내측에는 일방향밸프(12)가 각각 설치될 수 있다.

난방수가열부(130)는 난로부(110)(외부몸체(119)의 측면과 상부)에서 발생되는 열로 난방수를 가열하기 위해 구비되는 구성요소로, 난방수탱크(134) 및 뚜껑형 난방수탱크(138) 등을 포함할 수 있다.

난방수탱크(134)는 외부몸체(119)의 측면 상부 열로 난방수를 가열하기 위해 구비되는 구성요소로, 가운데에 형성된 중공(S4)을 통해 외부몸체(119)에 끼워져 제1온수탱크(124) 상단에 장착되고, 난방배관 일단(10A)과 연결되는 제1난방수유출구(132)와 난방배관 타단(10B)과 연결되는 제1난방수유입구(131)가 각각 일측에 마련된다.

즉, 난방수탱크(134)는 상술한 제1온수탱크(124)와 마찬가지로 일정한 두께를 갖고 외부몸체(119)와 밀착된 상태로 끼워질 수 있도록 튜브 형상으로 이루어지게 되며, 내부공간에는 난방수가 수용된다. 이때, 튜브 형상은 원형(도 6 참조), 타원형 또는 다각형(도 1 및 도 2 참조)일 수 있다.

이렇게 외부몸체(119)에 끼워져 제1온수탱크(124) 상단에 장착되는 난방수탱크(134)는 외부몸체(119)의 측면 상부 영역을 감싸게 되므로, 난방수탱크(134)는 외부로 열이 손실되는 것을 방지하는 단열 케이스 역할을 수행함과 동시에 이 영역에서 발산되는 열로 난방수가 가열되도록 한다.

한편, 제1난방수유출구(132)에(제1난방수유출구(132)와 난방배관(10) 사이에)는 난방수의 온도에 따라 온 또는 오프 작동을 수행하는 온도스위치(180)와, 온도스위치(180)의 온, 오프 제어에 따라 난방수를 난방배관(10)으로 순환시키거나 순환을 중지하도록 펌핑하는 난방수순환펌프(182)가 각각 구비될 수 있다. 이로 인해 난방수는 넓은 면적에 길게 배치된 난방배관(10)을 원활하게 순환할 수 있다.

상술한 바와 같이, 난방수탱크(134)에 마련된 제1난방수유출구(132)과 제1난방수유입구(131)가 난방배관의 양단(10A,10B)과 각각 연결된 상태만으로도 난방이 이루어질 수 있지만, 열효율이 보다 증대되는 난방이 이루어질 수 있도록 난방배관의 타단(10B)와 제1난방수유입구(131) 사이에는 뚜껑형 난방수탱크(134)와 난방수예열탱크(150)가 더 구비될 수 있다. 이하에서 이를 구체적으로 살핀다.

먼저, 뚜껑형 난방수탱크(134)는 중공(S4)을 통한 열의 방출을 막아 열 손실을 방지함과 동시에 외부몸체(119)의 상부 열로 난방수를 가열하기 위해 구비되는 구성요소로, 난방수탱크(134)의 상부를 덮는 형상으로 이루어지되 내부공간에는 난방수가 수용되며, 일측에 제2난방수유출구(136)와 제2난방수유입구(135)가 각각 마련된다.

즉, 뚜껑형 난방수탱크(138)는 경첩과 같은 힌지장치에 의해 난방수탱크(134)의 상면에 설치됨으로써 난방수탱크(134)의 상부를 개폐할 수 있게 됨에 따라 난로부(110)의 연소공간(S1)에 연탄 등과 같은 발열원을 교체할 수 있다.

이렇게 난방수탱크(134)의 상부를 덮는 뚜껑형 난방수탱크(138)는 난로부(110)의 내부에서 상부로 직접 이동하는 열에 의해 난방수가 가열되도록 할 뿐만 아니라 난방수탱크(134) 상부로 방출되는 열을 차단하는 단열 케이스 역할도 수행하게 된다.

상술한 난방수탱크(134), 뚜껑형 난방수탱크(138) 및 후술할 난방수예열탱크(150)는 도 3에 도시된 바와 같이, 연결파이프에 의해 각각 연결된다. 구체적으로 살펴보면 뚜껑형 난방수탱크(138)의 제2난방수유출구(136)와 제2난방수유입구(135)는 후술할 난방수예열탱크(150) 일측과 각각 연결파이프에 의해 연결되어 순환된다. 이는 뚜껑형 난방수탱크(138)에서 가열된 고온의 난방수가 비교적 짧은 거리를 열손실 없이 난방수예열탱크(150)로 이동된 후 순환되도록 하기 위함이다.

그리고 난방배관의 타단(10B)과 난방수탱크(134)의 제1난방수유입구(131)는 난방수예열탱크(150)의 일측과 각각 연결파이프에 의해 연결되어 순환된다.

이는 뚜껑형 난방수탱크(138)에서 공급된 고온의 난방수가 난방배관의 타단(10B)을 거친 저온의 난방수와 난방수예열탱크(150) 내에서 서로 합쳐지도록 함으로써 저온의 난방수가 예열 되도록 하기 위함이며, 이렇게 예열 된 난방수는 제1난방수유입구(131)로 순환이동된다.

이때, 상술한 뚜껑형 난방수탱크(138)와 난방수예열탱크(150) 상호 간의 순환과, 난방수탱크(134), 난방배관(10) 및 난방수예열탱크(150) 상호 간의 순환이 원활하게 이루어지도록 하기 위해 각각 연결파이프 내측에는 일방향밸프(12)가 각각 설치될 수 있다.

이상에서 설명한 제1온수탱크(124)와 난방수탱크(134)는 외부몸체(119)의 확장부(116) 내측에 제2온수탱크(128)가 장착되고 난로부(110)가 모두 결합된 후에, 외부몸체(119)를 감싸도록 상부에서 하향으로 이동하면서 외부몸체(119)와 끼움 결합 됨으로써 조립된다. 이때, 제1온수탱크(124)의 상면에 난방수탱크(134)가 서로 밀착되도록 안착 되는데, 이는 제1온수탱크(124)와 난방수탱크(134) 사이로 열이 방출되는 것을 방지하기 위한 것이다.

이러한 구조와 함께 뚜껑형 난방수탱크(138)가 난방수탱크(32)의 중공(S4)을 덮게 됨에 따라 난로부(110)의 열손실은 크게 저감될 수 있으며 난방과 온수 가열을 위한 열효율이 증대될 수 있다.

이상 살펴본 온수가열부(120)와 난방수가열부(130)는 난로부(110)를 온전히 감싸는 구조이므로 난로부(110)의 열손실이 방지될 수 있다.

연통(140)은 연소공간(S1)에서 발생된 가스나 열을 외부로 배출하기 위해 구비되는 구성요소로, 외부몸체(119)의 설치공(118)과 연결된다. 이로 인해 연소공간(S1)에서 발생된 가스나 열은 이격공간(S2)을 통해 하향 이동 후 설치공(118)과 연결된 연통(140)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

이렇게 가스나 열이 연통(140)을 통해 배출되는 과정에서 연통(140)은 계속적으로 열을 외부로 발산하게 되고 이는 곧 열손실을 초래하게 된다.

따라서 본 발명은 이러한 열을 온수나 난방수 예열에 활용하기 위해 연통(140) 일측에 난방수예열탱크(150) 및 온수순환탱크(160)를 구비하게 된다.

난방수예열탱크(150)는 연통(140)의 열로 난방수를 가열하기 위해 구비되는 구성요소로, 연통(140)을 감싸는 형상으로 이루어지고, 난방수의 순환이 이루어지도록 난방배관 타단(10B) 및 제1난방수유입구(131)와 각각 연결됨과 동시에 제2난방수유출구(136) 및 제2난방수유입구(135)와 각각 연결된다. 또한, 난방수예열탱크(150)에는 상면과 하면을 관통하는 예열공(152)이 형성될 수 있다.

이러한 난방수예열탱크(150)는 일정한 두께를 갖고 연통(140)과 밀착된 상태로 끼워질 수 있도록 튜브 형상으로 이루어지게 되며, 내부공간에는 난방수가 수용된다. 이때, 튜브 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.

이렇게 연통(140)에 장착되는 난방수예열탱크(150)는 연통(140)의 측면을 감싸게 되므로, 난방수예열탱크(150)는 외부로 열이 손실되는 것을 방지하는 단열 케이스 역할을 수행하게 되며, 이와 동시에 난방배관 타 단(10B)으로부터 순환되는 저온의 난방수가 연통(140)에서 발산되는 열에 의해 예열되도록 한다.

이때, 연통(140)에 의한 예열은 앞서 설명한 뚜껑형 난방수탱크(138)로부터 공급된 고온의 난방수에 의한 예열과 중첩적으로 이루어짐에 따라 난방수 예열효율이 보다 증대될 수 있다. 이렇게 예열 된 난방수는 제1난방수유입구(131)로 순환이동된다.

온수순환탱크(160)는 온수의 예열과 순환을 돕고 난방수의 예열을 더욱 강화하기 위해 구비되는 구성요소로, 연통(140)을 감싸는 형상으로 이루어지고, 예열공(152)에 삽입 장착되는 제1,2예열관(162,164)이 일측에 각각 마련된다. 이때, 제1온수유입구(121) 및 제2온수유출구(126)는 1,2예열관(162,164)과 각각 연결파이프에 의해 연결된다.

이러한 온수순환탱크(160)는 상술한 난방수예열탱크(150)와 마찬가지로 일정한 두께를 갖고 연통(140)와 밀착된 상태로 끼워질 수 있도록 튜브 형상으로 이루어지게 되며, 내부공간에는 물이 수용된다. 이때, 튜브 형상은 원형, 타원형 또는 다각형일 수 있다.

이렇게 연통(140)에 장착되는 온수순환탱크(160)는 연통(140)의 측면을 감싸게 되므로, 온수순환탱크(160)는 외부로 열이 손실되는 것을 방지하는 단열 케이스 역할을 수행하게 되며, 이와 동시에 연통(140)의 열로 외부에서 보충되는 물이 연통(140)에서 발산되는 열에 의해 예열되도록 한다.

특히, 온수가 사용되지 않는 동안 온수순환탱크(160)의 제1,2예열관(162,164)에는 고온의 온수가 계속적으로 제1온수유입구(121) 및 제2온수유출구(126)를 통해 순환되고 있고, 이러한 고온의 온수는 난방수예열탱크(150)의 예열공(152)을 지나면서 난방배관 타단(10B)으로부터 순환되는 저온의 난방수를 예열하게 된다. 이렇게 제1,2예열관(162,164)을 순환하는 고온의 온수에 의한 난방수의 예열은 앞서 설명한 중첩적 예열과 더불어 이루어짐에 따라 난방수 예열효율이 비약적으로 증대될 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형예에 따른 예열공(152')은 지그재그 형태로 절곡형성되고, 제1,2예열관(162',164')은 이러한 예열공(152')에 장착될 수 있도록 예열공(152')에 대응하는 형상으로 이루어질 수 있다. 이러한 예열공(152') 및 제1,2예열관(162',164')의 형태는 제1,2예열관(162',164')을 순환하는 고온의 온수가 보다 오랫동안 난방수예열탱크(150)의 예열공(152')을 순환하도록 함으로써 저온의 난방수에 대한 예열을 더욱 강화하기 위함이다.

제1,2보조탱크(170A,170B)는 난방수가 부족하게 되거나 온수의 사용으로 온수순환탱크(160)의 수위가 내려간 경우 난방수예열탱크(150) 및 온수순환탱크(160) 각각에 물을 보충하기 위해 구비되는 구성요소로, 난방수예열탱크(150) 및 온수순환탱크(160) 각각의 일측과 연통 되도록 마련된다.

이러한 제1,2보조탱크(170A,170B) 일측에는 수도배관(미도시)을 개폐하기 위한 급수밸브가 구비된다. 급수밸브는 난방수예열탱크(150)와 온수순환탱크(160)의 수위와 연동하는 제1,2보조탱크(170A,170B) 내부의 수위에 따라 상하로 이동하며 수도배관을 개폐하는 구조로 이루어지게 된다.

도 5에 도시된 본 발명에 따른 격벽부(190)는 연소공간(S1)에서 발생된 가스나 열이 상향 이동하면서 외부몸체(119)의 뚜껑(117)과 만나 이격공간(S2) 쪽으로 유도된 후 하향 이동될 때, 하향 이동 경로를 증대시는 구성요소로, 이를 통해 가스나 열이 보다 오랫동안 난로부(110)에 머물게 하는 역할을 수행하게 된다. 따라서 이러한 격벽부(190)의 형성으로 난로부(110)의 열효율이 증대될 수 있다.

이를 위해 이격공간(S2)에는 제1가로격벽(192) 및 제2가로격벽(194)을 포함하는 격벽부(190)가 구비된다. 제1가로격벽(192)은 내부몸체(115)의 외주면에서 수평방향으로 돌출형성되되, 내부몸체(115) 외주면의 수직방향을 따라 이격형성된다. 그리고 제2가로격벽(194)은 인접한 제1가로격벽(192) 사이로 외부몸체(119) 내주면에서 수평방향으로 돌출형성되되, 외부몸체(119) 내주면의 수직방향을 따라 이격형성된다. 이러한 구조의 격벽부(190)를 통해 가스나 열의 하향 이동 경로가 증대되게 된다.

상술한 바와 같은 조립식 보일러(100)는 난로부(110)와 온수가열부(120) 및 난방수가열부(130)가 난로의 역할도 수행하게 되므로, 실내외에 설치되어 조립식 보일러(100) 주변을 따뜻하게 하면서 온수를 제공하고 동시에 난방수로 바닥을 난방할 수 있다.

이상에서 설명한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 조립식 보일러(100)의 작동 상태를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 뚜껑형 난방수탱크(138)를 열고, 뚜껑(117)을 개방한 후 점화된 연탄 등의 발열원을 연소부(113)에 안착시킨다.

이때, 내부몸체(115) 내측의 연소공간(S1)에서 열이 발생되면, 제1온수탱크(124)와 난방수탱크(134) 내부의 물과 난방수가 먼저 가열되기 시작하고, 이후에 확장부(116) 내측에 구비된 제2온수탱크(128)와 뚜껑형 난방수탱크(138) 내부의 물과 난방수가 가열된다.

이는 연소공간(S1)에서 발생된 가스나 열기가 상향 이동하면서 외부몸체(119)의 뚜껑(117)과 만나 이격공간(S2) 쪽으로 유도된 후 하향 이동되어 설치공(118)을 통해 연통(140) 쪽으로 흐르기 때문이다.

이렇게 연소공간(S1)에서 발생된 가스나 열기는 이격공간(S2)을 하향 이동하면서 난로부(110) 내측에 오랫동안 머물면서 난로부(110) 주변을 온전히 둘러싸고 있는 제1온수탱크(124), 난방수탱크(134), 제2온수탱크(128) 및 뚜껑형 난방수탱크(138) 내부의 물과 난방수를 효율적으로 가열되게 된다.

다음으로, 제1온수탱크(124)에서 생성된 온수는 제2온수탱크(128)로 유입되어 다시 가열된 후 온수순환탱크(160)를 거쳐 제1온수유입구(121)로 순환하게 된다.

여기서, 사용자에게 온수를 제공하기 위해 온수순환탱크(160)와 제1온수유입구(121) 사이에는 수도전(미도시)이 구비될 수 있다. 이때, 온수의 사용으로 온수순환탱크(160)의 수위가 낮아지면, 제2보조탱크(170B)의 급수밸브가 작동하여 수도배관을 개방함으로써 물이 보충되게 된다.

한편, 온수가 사용되지 않는 동안 제1온수탱크(124)와 제2온수탱크(128)에서 생성된 고온의 온수는 온수순환탱크(160)를 계속해서 순환하게 됨에 따라 제1,2예열관(162,164)을 통해 난방수예열탱크(150)에는 열이 계속적으로 공급되므로 난방배관의 타단(10B)을 통과한 저온의 난방수는 효과적으로 예열 될 수 있다.

다음으로, 난방수탱크(134)에서 가열된 고온의 난방수는 온도스위치(180)의 제어에 따른 난방수순환펌프(182)에 의해 제1난방수유출구(132)를 통해 난방배관(10)을 순환하게 된다. 이때, 제1난방수유출구(132)로부터 송출되는 고온의 난방수는 넓은 면적에 길게 배치된 난방배관(10)을 거치면서 열손실이 발생함에 따라 난방배관의 타단(10B)에서는 저온의 난방수가 되며, 이는 난방수예열탱크(150)로 유입된다.

한편, 뚜껑형 난방수탱크(138)에서 가열된 고온의 난방수는 제2난방수유출구(136)를 통해 난방수예열탱크(150) 일단으로 유입되고 타단으로 유출된 후 제2난방수유입구(135)를 통해 다시 뚜껑형 난방수탱크(138)로 순환하게 된다. 이는 난방배관의 타단(10B)을 통과한 저온의 난방수의 예열을 위해 고온의 난방수를 지속적으로 공급하기 위한 것이다.

다음으로, 난방배관의 타단(10B)에서 난방수예열탱크(150)로 유입된 저온의 난방수는 상술한 제1,2예열관(162,164)을 통해 열을 전달받고, 뚜껑형 난방수탱크(138)에서 가열된 고온의 난방수로 부터 열을 전달받으며, 또한, 난방수예열탱크(150)가 감싸고 있는 연통(140)으로부터 열을 전달받음으로써 3중의 예열이 이루어진다.

이렇게 3중의 예열이 이루어진 난방수예열탱크(150) 내의 난방수는 일측을 통해 유출되어 제1난방수유입구(131)로 순환하게 되고, 난방수탱크(134) 내에서 외부몸체(119)로부터의 열에 의해 손쉽게 고온의 난방수로 가열될 수 있다.

한편, 난방수예열탱크(150)에 수용된 난방수의 수위가 내려갈 경우에, 제1보조탱크(170A)의 급수밸브가 작동하여 수도배관을 개방함으로써 물이 보충되게 된다.

도 6에 도시된 본 발명의 변형예에 따른 조립식 보일러(100)는 도 1의 난로부(110), 온수가열부(120) 및 난방수가열부(130)를 원통형으로 그 형태만을 변경한 것으로, 각 구성의 기능 및 작동은 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 조립식 보일러(100)는 난방수탱크(134) 및 제1온수탱크(124)가 상하로 각각 배치되어 이루어진 도 1 또는 도 6에 도시된 조립식 보일러(100)를 변형한 것이다.

즉, 도 7의 조립식 보일러(100)는 난방수탱크(134)로부터 열이 직접 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 제1온수탱크(124)는 난방수탱크(134)를 감싸는 형상으로 장착된다.

이는 난방효율을 더욱 증대하기 위한 것으로, 난방수가열부(130)는 외부몸체(119)의 열로 난방수를 가열하기 위해 가운데에 형성된 중공(S4)을 통해 외부몸체(119)에 끼워지고, 난방배관 일단(10A)과 연결되는 제1난방수유출구(132)와 난방배관 타단(10B)과 연결되는 제1난방수유입구(131)가 각각 마련된 난방수탱크(134)로 이루어지게 된다.

그리고 온수가열부(120)는 외부몸체(119) 및 난방수탱크(134)의 열로 온수를 생성하기 위해 가운데에 형성된 중공(S3)을 통해 외부몸체(119) 및 난방수탱크(134)를 감싸듯이 끼워지고, 제1온수유입구(121)와 제1온수유출구(122)가 각각 마련된 제1온수탱크(124)로 이루어지게 된다.

이외에 언급되지 않은 구성들의 기능 및 작동은 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

S1: 연소공간 S2: 이격공간
S3,S4: 중공 10: 난방배관
100: 본 발명에 따른 조립식 보일러
110: 난로부 112: 재받이
113: 연소부 114: 받침부재
115: 내부몸체 116: 확장부
117: 뚜껑 118: 설치공
119: 외부몸체
120: 온수가열부 121: 제1온수유입구
122: 제1온수유출구 124: 제1온수탱크
125: 제2온수유입구 126: 제2온수유출구
128: 제2온수탱크
130: 난방수가열부 131: 제1난방수유입구
132: 제1난방수유출구 134: 난방수탱크
135: 제2난방수유입구 136: 제2난방수유출구
138: 뚜껑형 난방수탱크
140: 연통 150: 난방수예열탱크
152: 예열공 160: 온수순환탱크
162,164: 제1,2예열관 170A,170B: 제1,2보조탱크
180: 온도스위치 182: 난방수순환펌프
190: 격벽부

Claims (9)

1. 하단에 재받이가 구비되고 상면에 연소부가 구비되는 받침부재와, 내부에 연소공간이 마련되고 상하면이 개구되어 상기 받침부재 상단과 결합하는 내부몸체와, 상기 연소공간과 연통되는 이격공간을 갖도록 상기 받침부재 및 내부몸체를 둘러싸되 하단부는 외측으로 확장형성되어 확장부를 이루고 개구된 상면에 뚜껑이 구비되며 상기 확장부의 일면에 설치공이 마련되는 외부몸체를 포함하는 난로부;
   상기 외부몸체의 열로 온수를 생성하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워져 상기 확장부 상단에 장착되고, 제1온수유입구와 제1온수유출구가 각각 마련된 제1온수탱크로 이루어지는 온수가열부;
   상기 외부몸체의 열로 난방수를 가열하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워져 상기 제1온수탱크 상단에 장착되고, 난방배관 일단과 연결되는 제1난방수유출구와 상기 난방배관 타단과 연결되는 제1난방수유입구가 각각 마련된 난방수탱크로 이루어지는 난방수가열부; 및
   상기 연소공간에서 발생된 열이 상기 이격공간을 통해 하향 이동 후 상기 설치공을 통해 외부로 이동되도록 상기 설치공과 연결되는 연통을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온수가열부는,
   상기 받침부재의 열로 온수를 생성하기 위해 상기 확장부 내주면과 상기 받침부재 외주면 사이에 장착되고 제1온수유출구와 연결되는 제2온수유입구와 제2온수유출구가 각각 마련된 제2온수탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
3. 제2항에 있어서,
   상기 난방수가열부는,
   상기 중공을 통한 열의 방출을 막기 위해 상기 난방수탱크의 상부를 덮고 제2난방수유출구와 제2난방수유입구가 각각 마련된 뚜껑형 난방수탱크를 더 포함하고,
   상기 연통은,
   상기 연통의 열로 난방수를 예열하기 위해 상기 연통을 감싸고, 난방수의 순환이 이루어지도록 상기 난방배관 타단 및 제1난방수유입구와 연결되며 상기 제2난방수유출구 및 제2난방수유입구와 연결되는 난방수예열탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
4. 제3항에 있어서,
   상기 난방수예열탱크는,
   상면과 하면을 관통하는 예열공이 더 형성되고,
   상기 연통은,
   상기 연통을 감싸고, 상기 예열공에 삽입 장착되되 제1온수유입구 및 제2온수유출구와 각각 연결되는 제1,2예열관이 마련된 온수순환탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
5. 제4항에 있어서,
   상기 예열공은 지그재그 형태로 절곡형성되고,
   상기 제1,2예열관은 상기 예열공에 장착될 수 있도록 상기 예열공에 대응하는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
6. 제4항에 있어서,
   상기 난방수예열탱크 및 상기 온수순환탱크는,
   난방수 및 온수를 보충할 수 있도록 각각 제1,2보조탱크가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 난방수탱크의 상기 제1난방수유출구에는,
   난방수의 온도에 따라 온 또는 오프 작동을 수행하는 온도스위치; 및
   상기 온도스위치의 제어에 따라 난방수를 펌핑하는 난방수순환펌프가 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이격공간에는,
   상기 내부몸체의 외주면에서 수평방향으로 돌출형성되되, 상기 내부몸체 외주면의 수직방향을 따라 이격형성되는 제1가로격벽; 및
   인접한 상기 제1가로격벽 사이로 상기 외부몸체 내주면에서 수평방향으로 돌출형성되되, 상기 외부몸체 내주면의 수직방향을 따라 이격형성되는 제2가로격벽을 포함하는 격벽부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 난방수가열부는,
   상기 외부몸체의 열로 난방수를 가열하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체에 끼워지고, 상기 난방배관 일단과 연결되는 제1난방수유출구와 상기 난방배관 타단과 연결되는 제1난방수유입구가 각각 마련된 난방수탱크로 이루어지고,
   상기 온수가열부는,
   상기 외부몸체 및 상기 난방수탱크의 열로 온수를 생성하기 위해 가운데에 형성된 중공을 통해 상기 외부몸체 및 상기 난방수탱크를 감싸듯이 끼워지고, 제1온수유입구와 제1온수유출구가 각각 마련된 제1온수탱크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조립식 보일러.

Images