KR101592536B1 - 유체 순환식 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체의 가열 및 냉각을 통해서 유체를 순환시키는 유체 순환식 난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 체크밸브와 같은 역류방지수단의 착탈이 용이한 유체 순환식 난방장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기 및 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징에 착탈 가능하도록 설치되며, 상기 하우징에 장착되면, 상기 보일러와 상기 저장탱크 사이에 배치된 상기 순환라인과 연통되며, 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 더 포함한다. 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치는 역류방지수단의 교체가 용이하다는 장점이 있다. 따라서 일반 사용자가 역류방지수단을 직접 교체할 수 있다. 이를 통해서 갑작스런 고장에 쉽게 대응할 수 있으며, 유체 순환식 난방장치의 수명을 늘릴 수 있다.

Description

유체 순환식 난방장치{Fluid circulation type heating apparatus}

본 발명은 유체의 가열 및 냉각을 통해서 유체를 순환시키는 유체 순환식 난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 체크밸브와 같은 역류방지수단의 착탈이 용이한 유체 순환식 난방장치에 관한 것이다.

주거 공간 등의 난방을 위한 보조 난방 수단으로서, 전기요나 전기장판 등이 주로 사용되고 있다. 그러나 이러한 전기요나 전기장판 등의 전기기기의 경우, 전류가 흐르는 전열선에서는 전기장과 함께 전자파가 발생한다. 이러한 전자파의 지속적으로 노출되는 것은 인체에 유해하다.

이러한 종래의 전기요나 전기장판 등에 의한 전자파의 직, 간접적인 피해를 줄이기 위하여 가열된 고온의 유체를 배관을 통해서 순환시키고, 그 배관을 요나 장판 등의 방열부재로 감싸는 액체순환식 난방장치가 고안되었다.

예를 들어, 등록특허공보 제1038576호, 제0312643호, 제1033668호 등에는 관로형 히터 등에 의해서 가열된 액체를 순환 펌프를 이용하여 순환시키는 방식의 유체 순환방식의 난방장치와 액체의 기화에 의한 압력에 의해서 액체를 순환시키는 방식의 유체 순환방식의 난방장치가 개시되어 있다.

등록특허공보 제1038576호 등록특허공보 제0312643호 등록특허공보 제1033668호

상술한 종래의 유체 순환방식의 난방장치는 다음과 같은 문제가 있다. 종래의 유체 순환방식의 난방장치는 유체가 한쪽 방향으로 순환되도록 하기 위해서 유체가 순환하는 순환라인에 하나 이상의 역류방지수단을 설치하였다. 그러나 유체로서 주로 사용되는 물이 장시간 가열되어 생긴 이물질이 역류방지수단의 작동을 방해하거나, 또는 난방장치의 장시간 사용으로 역류방지수단이 열화되는 경우, 정상적인 유체 순환이 이루어지지 않게 된다는 문제가 있었다. 역류방지수단을 교체하기 위해서는 난방장치를 분해해야 하기 때문에 역류방지수단의 교체가 매우 불편하였으며, 이로 인해 수리 비용이 많이 발생하거나, 역류방지수단의 고장이 난방장치 자체가 폐기로 이어져 자원 낭비가 심하다는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 역류방지수단의 교체가 용이한 구조의 새로운 유체 순환방식의 난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기 및 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징에 착탈 가능하도록 설치되며, 상기 하우징에 장착되면, 상기 보일러와 상기 저장탱크 사이에 배치된 상기 순환라인과 연통되며, 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 더 포함한다.

상술한 유체 순환식 난방장치는 상기 하우징에 착탈 가능하도록 결합되는 고정부와, 상기 고정부와 결합되며, 상기 저장탱크 측 순환라인과 연결되는 입구와 상기 보일러 측 순환라인과 연결되는 출구를 구비하며, 상기 입구와 출구 사이에 상기 역류방지수단을 수용하는 수용공간이 형성된 역류방지수단 설치부를 구비한 캡을 더 포함하며, 상기 역류방지수단은 상기 캡의 역류방지수단 설치부에 설치될 수 있다. 여기서 상기 고정부는 상기 하우징에 나사결합되거나 끼워맞춤결합될 수 있다.

또한, 상술한 유체 순환식 난방장치에서, 상기 저장탱크는 상기 하우징에 착탈가능하도록 설치되며, 유체가 유출되는 유출공을 구비하며, 상기 하우징에는 상기 유출공과 연통된 입구와 상기 보일러 측 순환라인과 연결되는 출구를 구비하며, 상기 입구와 출구 사이에 상기 역류방지수단을 수용하는 수용공간이 형성된 역류방지수단 설치부가 형성되며, 상기 역류방지수단은 상기 입구를 통해서 상기 역류방지수단 설치부에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기 저장탱크는 상기 하우징에 착탈가능하도록 설치되며, 유체가 유출되는 유출공을 구비하며, 상기 역류방지수단은 상기 유출공의 내부에 설치될 수도 있다. 여기서 상기 저장탱크는 유체가 수용되는 내부공간을 형성하는 외벽과, 아래 쪽 외벽에 형성된 개구 및 상기 개구의 외주면을 따라서 하방으로 돌출된 돌출부와 상기 돌출부에 의해서 둘러싸인 설치 공간에 설치되는 역류방지수단 설치부재를 포함하며, 상기 역류방지수단 설치부재에는 유체가 유출되는 유출공이 형성되며, 상기 역류방지수단은 상기 유출공의 내부에 설치될 수 있다.

그리고 상기 하우징은 저장탱크 설치부를 구비하며, 상기 저장탱크 설치부는 오목홈부과 상기 오목홈부 내부에 형성되며, 상기 유출공에 대응하는 형태의 돌기부를 포함하며, 상기 돌기부에는 상기 보일러 상류 측 순환라인과 연결되며, 상기 유출공과 연통되는 유입구가 형성될 수 있다.

여기서 상기 오목홈부의 바닥면에는 방열부재 측 순환라인과 연결된 유출구가 형성되며, 상기 역류방지수단 설치부재에는 상기 유출구를 통해서 공급된 유체가 유입되는 유입공이 형성될 수 있다. 상기 유입공은 상기 유출공의 둘레에 복수 개 형성될 수 있다. 또한, 상기 오목홈부의 바닥면에는 상기 유출구를 통해서 공급된 유체가 순환하는 도랑이 형성되며, 상기 유입공은 상기 도랑과 연결될 수 있다.

상기 역류방지수단 설치부재는 탄성 고분자물질로 이루어질 수 있다.

상술한 유체 순환식 난방장치에서, 상기 보일러는 상기 순환라인과 결합하는 입구와 출구를 구비하는 보일러 드럼을 포함하며, 상기 출구는 상기 보일러 드럼의 최하단에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 보일러 드럼은 상기 출구가 상기 입구에 비해서 낮도록 경사진 상태로 상기 하우징에 설치될 수 있다.

또한, 상기 보일러는 유체의 입출이 가능한 하나의 관을 구비하는 보일러 드럼을 포함하며, 이 관은 상기 보일러의 상류 측 순환배관 및 하류 측 순환배관과 연결되며, 상기 역류방지수단에 의해서 상류 측 순환배관을 통한 유체의 방출이 제한될 수 있다.

또한, 상술한 유체 순환식 난방장치에서, 상기 저장탱크는 유체가 유출되는 유출공을 구비하며, 상기 역류방지수단은 상기 유출공의 내부에 착탈 가능하도록 설치될 수 있다.

여기서 상기 저장탱크는 유체가 수용되는 내부공간을 형성하는 외벽과, 외벽에 형성된 개구 및 상기 개구에 착탈가능하도록 결합된 뚜껑과, 상기 뚜껑에서 연장되며, 그 끝단에 상기 역류방지수단을 수용할 수 있는 역류방지수단 설치부가 형성되며, 일단은 상기 역류방지수단 설치부와 연통되고 타단은 상기 내부공간과 연통되어, 상기 내부공간의 유체를 상기 역류방지수단 설치부로 전달하는 유로가 형성된 로드를 더 포함할 수 있다.

또한, 상술한 유체 순환식 난방장치는 다공성 재료로 이루어지며, 상기 보일러와 상기 저장탱크 사이의 상기 순환라인의 내부에 설치되어, 상기 저장탱크에서 상기 보일러로 공급되는 유체의 유속을 제한하는 유속조절수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치는 역류방지수단의 교체가 용이하다는 장점이 있다. 따라서 일반 사용자가 역류방지수단을 직접 교체할 수 있다. 이를 통해서 갑작스런 고장에 쉽게 대응할 수 있으며, 유체 순환식 난방장치의 수명을 늘릴 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 일실시예의 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유체 순환식 난방장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유체 순환식 난방장치의 저장탱크 설치부를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 보일러의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 다른 실시예의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 또 다른 실시예의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 보일러의 다른 실시예의 측면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 또 다른 실시예의 저장탱크를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 일실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태들로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장된 것이며, 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 일실시예의 개념도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 일실시예는 유체가 순환하는 순환라인(10), 순환라인(10)에 설치되는 방열부재(15), 유체를 가열하는 보일러(20), 보일러(20)를 제어하는 제어기(29), 보일러(20)와 제어기(29)가 설치되는 하우징(30) 및 유체를 수용하는 저장탱크(40)를 포함한다.

순환라인(10)은 유체가 순환하는 가늘고 긴 관으로서, 보일러(20)에서 배출된 가열된 유체가 방열부재(15)를 거쳐 냉각된 후 저장탱크(40)에 공급되는 경로를 이루는 제1순환라인(11)과 저장탱크(40)에서 배출된 유체를 보일러(20)에 공급하는 경로인 제2순환라인(12)를 포함한다.

제2순환라인(12)의 내부에는 유속조절수단(미도시)이 설치될 수 있다. 유속조절수단은 다공성 재료로 이루어진다. 예를 들어, 부직포 등으로 이루어질 수 있다. 유속조절수단은 제2순환라인(12)을 통해서 저장탱크(40)로부터 보일러(20)로 공급되는 유체의 유속을 제한하여 유체의 빠른 흐름에 의한 소음 발생을 최소화하는 역할을 한다.

일부는 구불구불한 형태로 방열부재(15)의 내부에 배치되며, 나머지는 방열부재(15)의 외부에 배치된다. 방열부재(15)의 외부에 배치된 순환라인(10)에는 보일러(20), 저장탱크(40) 등이 설치된다.

하우징(30)은 대체로 박스 형태로서, 그 내부에는 보일러(20)와 순환라인(10)의 일부 및 제어기(29)가 설치된다. 하우징(30)의 상부에는 저장탱크(40)를 설치하기 위한 저장탱크 설치부(31)가 형성된다.

도 2는 도 1에 도시된 유체 순환식 난방장치의 일부를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 유체 순환식 난방장치의 저장탱크 설치부를 나타낸 평면도이다. 도 2와 3을 참고하면, 저장탱크 설치부(31)는 원형 단면의 오목홈부(32)과 오목홈부(32)의 중심부에 형성된 원기둥 형태의 돌기부(33)를 포함한다. 돌기부(33)의 높이는 오목홈부(32)의 깊이에 비해서 낮다. 오목홈부(32)의 바닥면(34)에는 방열부재(15) 제1순환라인(11)과 연결된 유출구(35)가 형성된다. 이 유출구(35)는 바닥면(34)에 형성된 동심원 형태의 도랑(39)과 연통된다. 그리고 돌기부(33)에는 보일러(20) 제2순환라인(12)과 연결된 유입구(36)가 형성된다.

하우징(30)과 방열부재(15)의 사이에 배치되는 제1순환라인(11)은 사용자의 화상 및 제1순환라인(11)의 손상을 방지하기 위한 보호부재(미도시)로 감싸진다.

유체는 물이나 오일과 같은 액체를 사용할 수 있으며, 특별히 제한하는 것은 아니나 초순수(deionized water)를 사용하는 것이 바람직하다. 이물질에 의해서 역류방지수단(50)이 고장나거나 순환라인(10)이 막히는 것을 최소화할 수 있기 때문이다.

방열부재(15)는 요나 장판 등 제1순환라인(11)을 감싸는 수단으로서, 제1순환라인(11)을 흐르는 유체의 열을 간접적으로 사용자에게 전달하는 역할을 한다. 방열부재(15)는 안감과 겉감을 포함하며, 안감에는 제1순환라인(11)이 지그재그 형태로 매설되어 있다. 제1순환라인(11)을 안감에 매설하는 방법으로는 안감에 먼저 지그재그 형태로 일정한 간격으로 구멍을 뚫고, 제1순환라인(11)은 구멍을 따라서 바느질하듯이 끼워넣는 방법 등이 있을 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 보일러의 측면도이다. 보일러(20)는 순환라인(10)에 설치되어 순환라인(10)에 흐르는 유체를 가열하기 위한 수단이다.

도 4을 참고하면, 보일러(20)는 보일러 드럼(21)과 판상 히터(plate heater, 22)를 포함한다. 보일러 드럼(21)은 대체로 실린더 형태이며, 판상 히터(22)의 설치 및 보일러 드럼(21)으로의 열전달이 용이하도록 보일러 드럼(21)의 표면을 평편하게 변형시켜 형성한 평면(24)을 구비한 히터 설치부(23)를 구비한다. 보일러 드럼(21)은 제2순환라인(12) 및 제1순환라인(11)과 각각 결합하는 입구(25)와 출구(26)를 구비한다. 보일러 드럼(21)은 유체가 유입되는 입구(25)가 출구(26)에 비해서 높도록 경사진 상태로 하우징(30)에 설치된다. 또한, 출구(26)는 보일러 드럼(21)의 아래 쪽에 설치되는 것이 바람직하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 보일러 내부의 유체가 가열되어 기화되면, 기체의 압력에 의해서 가열된 유체가 출구(26) 쪽으로 밀려나가기 용이하기 때문이다.

보일러 드럼(21)은 열전도도가 높은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들면, 알루미늄이나 구리로 이루어질 수 있다.

보일러(20)를 가열하는 수단으로는 다양한 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 보일러 드럼(21)의 외벽에 니크롬열선을 감거나, 판상 또는 봉상의 히터를 보일러 드럼(21)에 설치할 수 있다. 본 실시예에서는 판상 히터(22)를 가열수단으로 사용한 것으로 설명하나, 가열수단이 판상 히터(22)로 제한되는 것은 아니다.

판상 히터(22)는 세라믹 플레이트의 일면 또는 양면에 저항 역할을 하는 패턴을 형성한 후 이 저항 패턴을 보호하는 보호층을 세라믹 플레이트의 상면과 하면에 형성하여 제작할 수 있다. 판상 히터(22)의 저항 패턴에 전류를 흘리면 판상 히터(22)에서 열이 발생한다.

또한, 보일러(20)는 판상 히터(22)를 보일러 드럼(21)에 결합하기 위한 클램프(27)를 더 포함한다. 클램프(27)를 제거하면, 판상 히터(22)를 보일러 드럼(21)에서 쉽게 분해할 수 있어, 판상 히터(22)의 고장 등에 쉽게 대응할 수 있다.

보일러 드럼(21)에 전달된 열은 보일러 드럼(21) 내부에 유입된 유체를 가열하여, 일부 유체를 팽창, 기화시킨다. 유체가 팽창 또는 기화되면, 보일러 드럼(21) 내부의 압력이 높아져서, 유체가 보일러 드럼(21)의 출구(26)로 흐른다. 보일러 드럼(21)의 입구(25) 측은 역류방지수단(50)에 의해서 흐름이 차단된다.

판상 히터(22)에 흐르는 전류가 차단되면, 보일러 드럼(21)에 더 이상 열이 전달되지 않는다. 보일러 드럼(21)은 판상 히터(22)와 결합된 표면 일부를 제외하고는 모두 외부로 노출되어 있으며, 열전도도가 높은 소재로 이루어지기 때문에 빠르게 냉각된다. 보일러 드럼(21)의 냉각으로 보일러 드럼(21) 내부에 잔류하는 기화된 유체는 다시 수축되며, 이에 따른 큰 비율의 부피 감소 및 이에 따른 진공형성으로 압력이 감소하여, 유체가 보일러 드럼(21)의 입구(25)를 통해서 보일러 드럼(21)의 내부로 유입된다.

제어기(29)는 정해진 프로그램에 따라서 판상 히터(22)와 연결된 전원에 ON, OFF 신호를 인가하는 역할을 한다. ON 신호의 유지시간 및 OFF 신호의 유지시간을 조절함으로써, 유체를 가열하고, 냉각하는 시간을 조절한다. 유체를 가열하면, 유체의 온도 및 압력이 증가한다. 유체의 압력의 증가는 유체가 방열부재(15) 쪽으로 흐르도록 한다. 보일러 드럼(21) 내부의 유체가 기화 압력으로 인해 출구(26)로 빠져나가게 되면 유체가 기화될 때 발생된 보일러 드럼(21) 내부의 압력이 유지 되지 아니하여 저장탱크(40) 또는 밀려나간 유체가 다시 보일러 드럼(21) 내로 유입된다. 이때 보일러 드럼(21) 내부에 갑작스런 압력 감소가 발생하여, 보일러 드럼(21) 내부로 유체가 공급된다. 따라서 ON 신호의 유지시간과 OFF 신호의 유지시간을 조절하면, 펌핑 속도와 유체의 온도를 제어할 수 있다.

다시, 도 2를 참고하면, 저장탱크(40)는 유체가 수용되는 내부공간(41)을 형성하는 외벽(42)과, 아래 쪽 외벽(42)에 형성된 원형 개구(43) 및 개구(43)의 외주면을 따라서 하방으로 돌출된 돌출부(44)를 포함한다. 또한, 돌출부(44)에 의해서 둘러싸인 설치 공간(45)에 설치되는 역류방지수단 설치부재(46)를 포함한다.

역류방지수단 설치부재(46)는 대체로 원기둥형상으로서, 중심부에는 저장탱크 설치부(31)에 배치된 유입구(36)와 연통되어 보일러(20)에 유체를 공급하는 유출공(47)이 형성된다. 이 유출공(47)의 내부에는 역류방지수단(50)이 설치된다. 역류방지수단(50)은 유체가 순환라인(10)에서 일 방향으로만 흐르도록 제한하기 위한 수단이다. 즉, 유출공(47)을 통해서는 저장탱크(40) 내부로 유체가 유입되는 것을 방지하는 수단이다. 역류방지수단(50)은 볼 체크밸브를 비롯한 다양한 종류의 체크밸브, 즉, 리프트 체크밸브, 스윙 체크밸브, 멤브레인 체크밸브 등을 사용할 수 있다. 또한, 유출공(47)에는 역류방지수단(50)이 압력에 의해 밀리는 현상을 방지하는 걸림턱(48)을 형성할 수도 있다.

역류방지수단 설치부재(46)의 재질로 실리콘 고무 등과 같은 탄성이 있는 고분자물질을 사용한 경우에는 역류방지수단(50)을 유출공(47)에 끼워넣는 방법을 통해, 역류방지수단(50)이 고정됨과 동시에, 역류방지수단(50)과 유출공(47) 사이의 공간이 밀봉된다는 장점이 있다.

역류방지수단 설치부재(46)의 유출공(47) 둘레의 영역에는 저장탱크 설치부(31)의 유출구(35)와 연통되어 방열부재(15)에 열을 전달한 저온 상태의 유체가 유입되는 유입공(49)이 형성된다. 유입공(49)의 수는 필요에 따라서 변경될 수 있다. 유출구(35)를 통해서 오목홈부(32)에 유입된 유체는 오목홈부(32)의 바닥면(34)의 도랑(39)과 유입공(49)들을 통과한 후 저장탱크(40)의 내부공간(41)으로 유입된다. 이러한 도랑(39)은 저장탱크(40)이 저장탱크 설치부(31)에 회전 결합될 때 원활한 유로 확보를 위해 필요하다.

저장탱크(40)는 저장탱크 설치부(31)에 나사결합된다. 이때, 오목홈부(32)의 벽면과 돌출부(44) 사이의 공간이 밀폐된다. 필요한 경우에는 돌출부(44)와 오목홈부(32) 사이에 오링과 같은 별도의 밀봉 수단을 설치할 수 있다.

저장탱크(40)가 저장탱크 설치부(31)에 나사결합될 때, 저장탱크 설치부(31)의 돌기부(33)는 역류방지수단 설치부재(46)의 유출공(47)에 끼워진다. 역류방지수단 설치부재(46)는 탄성력이 있으므로, 돌기부(33)와 유출공(47) 사이의 공간이 밀봉된다.

또한, 도시하지 않았으나, 저장탱크(40)에는 저장탱크(40) 내부에 저장된 유체의 수위를 측정할 수 있는 수위센서가 설치될 수 있다. 수위센서는 유체의 보충이 필요한지 여부를 알리는 역할을 한다.

이하, 상술한 유체 순환식 난방장치의 일실시예의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 초순수가 담긴 저장탱크(40)를 하우징(30)의 저장탱크 설치부(31)에 장착한다. 이때, 저장탱크(40)의 유출공(47)에 설치된 역류방지수단(50)이 저장탱크 설치부(31)의 유입구(36)에 밀착된다.

유체 순환식 난방장치를 작동시키면, 보일러(20)의 판상 히터(22)가 작동하여 보일러 드럼(21) 내부에 저장된 유체가 가열된다. 가열된 유체는 팽창하며, 일부는 기화한다. 유체의 팽창 및 기화는 보일러 드럼(21) 내부의 압력을 높이며, 보일러 드럼(21) 내부의 유체를 밀게 된다. 저장탱크(40)의 유출공(47)에는 역류방지수단(50)이 설치되어 있으므로, 보일러 드럼(21) 내부의 유체는 보일러 드럼(21)의 입구(25) 측(저장탱크의 유출공 측)으로 흐를 수 없으며, 출구(26) 측으로 유출된다.

출구(26) 측으로 유출된 유체는 방열부재(15) 내부에 배치된 제1순환라인(11)을 따라서 흐르고, 방열부재(15)에 열을 전달하고 냉각된다. 냉각된 유체는 저장탱크(40)로 돌아온다. 저장탱크(40) 내의 유체는 보일러(20)가 가열 상태인 경우에는 보일러(20) 방향으로 흐를 수 없다. 보일러(20) 측의 압력이 더 높기 때문이다.

보일러(20)의 판상 히터(22)에 연결된 전원을 차단하거나, 판상 히터(22)의 발열량을 줄이면, 보일러 드럼(21) 내부는 외부 공기에 의해서 냉각된다. 충분히 냉각되어, 보일러 드럼(21) 내부의 압력이 저장탱크(40) 내부의 압력에 비해서 낮아지면, 저장탱크(40)에 저장되어 있는 유체가 보일러 드럼(21) 내부로 공급된다. 내부로 유입된 유체는 보일러 드럼(21) 내부의 온도를 더욱 급격히 낮추게 되고 이는 유체의 흡입을 가속 시킨다. 이때, 제2순환라인(12)의 내부에 설치된 유속조절수단은 유체가 흡입되는 속도를 느리게 조절하여, 유체가 흡입되는 과정에서 발생하는 소음을 최소화한다.

다시 보일러 드럼(21)의 판상 히터(22)가 작동하면, 상술한 과정을 통해서 유체가 순환한다.

본 실시예에 있어서, 역류방지수단(50)이 파손되면 하우징(30)에 나사결합된 저장탱크(40)를 새로운 저장탱크(40)로 교체하는 방법으로 역류방지수단(50)을 간단하게 교체할 수 있다. 초순수는 일반 사용자가 구입하기 어려우므로, 사용자가 초순수가 저장된 저장탱크(40) 자체를 구매하여 주기적으로 교체하는 방식으로 유체 순환식 난방장치가 관리된다면, 역류방지수단(50)도 주기적으로 교체되어 고장을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 다른 실시예의 일부를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 역류방지수단(50)은 저장탱크 설치부(31)의 역류방지수단 설치부(38)에 착탈 가능하도록 설치된다.

본 실시예에 있어서, 저장탱크(60)는 유체가 수용되는 내부공간(61)을 형성하는 외벽(62)과, 아래 쪽 외벽에서 하방으로 돌출된 결합부(63)를 포함한다. 결합부(63)의 외주면에는 하우징(30)에 나사결합하기 위한 나사산(64)이 형성되어 있다. 또한, 결합부(63)에는 저장탱크(60)의 내부공간(61)과 연통되는 유출입공(67)이 형성되어 있다. 그리고 결합부(63)의 끝단에는 원형 단면의 함몰부(69)가 형성되어 있다. 유출입공(67)은 함몰부(69)와 연통된다.

저장탱크 설치부(31)에는 결합부(63)에 대응하는 오목홈부(32)가 형성되어 있으며, 오목홈부(32)의 내벽에는 결합부(63)의 나사산(64)에 대응하는 나사산(37)이 형성되어 있다. 오목홈부(32)의 바닥면(34)에는 결합부의 함몰부(69)와 연결되는 유출구(35)와 역류방지수단 설치부(38)가 형성되어 있다.

역류방지수단 설치부(38)는 함몰부(69)와 연통된 입구(381)와 유입구(36)와 연결되는 출구(382)를 구비하며, 입구(381)와 출구(382) 사이에 역류방지수단(50)을 수용하는 수용공간(383)이 형성되어 있다.

본 실시예에 있어서, 역류방지수단(50)은 저장탱크(40)를 하우징(30)에서 분리시킨 후 역류방지수단 설치부(38)의 입구(381)를 통해서 역류방지수단 설치부(38)에 장착하거나 분리할 수 있다. 본 실시예는 저장탱크(60) 전체가 아니라 역류방지수단(50)만을 교체할 수 있다는 장점이 있다.

본 실시예에 있어서, 유출구(35)를 통해서 함몰부(69)에 유입된 유체는 역류방지수단(50)에 의해서 유입구(36) 측으로 흐르지 못하고, 유출입공(67)을 통해서 저장탱크(60)의 내부공간(61)에 저장된다. 보일러 드럼(21) 내부의 압력이 낮아질 경우에는 저장탱크(60)의 내부공간(61)에 저장된 유체가 유출입공(67), 함몰부(69), 역류방지수단(50) 및 유입구(36) 순으로 통과한 후 제2순환배관(12)를 통해 보일러(20)로 유입된다.

도 6은 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 또 다른 실시예의 일부를 나타낸 단면도이다.

본 실시예에서는 역류방지수단(50)이 설치된 캡(70)을 하우징(30)에 장착하는 방법으로 역류방지수단(50)을 설치한다. 이 경우 캡(70)은 보일러(20)와 저장탱크(60) 사이에 위치한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 하우징(30)에는 캡(70)을 나사결합할 수 있는 캡 설치부(80)가 형성되어 있으며, 캡 설치부(80)의 벽면(81)에는 저장탱크(40) 측 제2순환라인(12)과 연결되는 유입구(82)와 보일러(20) 측 제2순환라인(12)과 연결되는 유출구(83)가 형성되어 있다.

캡(70)은 캡 설치부(80)에 나사결합 결합되는 고정부(71)와, 고정부(71)에서 연장된 역류방지수단 설치부(72)를 구비한다. 역류방지수단 설치부(72)는 유입구(82)와 연결되는 입구(73)와 유출구(83)와 연결되는 출구(74)를 구비한다. 또한, 입구(73)와 출구(74) 사이에 역류방지수단(50)을 수용하는 수용공간(75)이 형성된다.

본 실시예에서는 캡(70)을 교체하는 방법으로 역류방지수단(50)을 교체할 수 있다. 또한, 캡(70)을 하우징(30)에서 분리한 후 캡(70)의 역류방지수단 설치부(38)에서 역류방지수단(50)을 제거한 후 다른 역류방지수단(50)을 설치하는 방법으로 역류방지수단(50)을 교체하는 것도 가능하다.

도 7은 보일러의 다른 실시예의 측면도이다. 도 7에 도시된 보일러는 도 4에 도시된 보일러와 달리, 보일러 드럼(91)에 일 측면에서 연장된 하나의 관(98)을 통해서 유체가 유입되고 배출된다. 이 관(98)에는 제1순환라인(11) 및 저장탱크(40)와 연결된 제2순환라인(12)이 결합된다. 즉, 입구와 출구가 하나로 이루어진다.

판상 히터(22)에 의해서 보일러 드럼(91) 내부의 유체가 가열되어, 일부가 기화되면, 기체의 압력에 의해서 가열된 유체가 보일러 드럼(91) 측면의 관(98)을 통해서 배출된다. 저장탱크(40)와 연결된 제2순환라인(12) 측에는 역류방지수단(50)이 설치되어 있으므로, 저장탱크(40)와 연결된 제2순환라인(12)으로는 유체가 흐르지 않고, 제1순환라인(11) 측으로 유체가 흐른다.

보일러 드럼(91) 내부의 유체가 냉각되면, 보일러 드럼(91) 내부에 음압이 걸리고, 저장탱크(40)와 연결된 제2순환라인(12)과 보일러 드럼(91) 측면의 관(98)을 통해서 보일러 드럼(21) 내부로 유체가 유입된다. 이때 제1순환라인(11) 상의 유체보다는 대기압에 노출되어 있는 저장탱크(40) 내의 유체가 제2순환라인(12)을 통해서 더 많이 보일러 드럼(91) 내로 유입되게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 유체 순환식 난방장치의 또 다른 실시예의 저장탱크를 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 따른 저장탱크(110)는 유체가 수용되는 내부공간(111)을 형성하는 외벽(112)과, 아래 쪽 외벽(112)에 형성된 유출공(117)과 유입공(119)을 포함한다. 유출공(117)의 내부공간(111) 측 끝단(120)은 역류방지수단(50)이 설치될 수 있도록 유출공(117)의 다른 부분에 비해서 단면적이 더 크다.

또한, 저장탱크(110)의 위 쪽 외벽(112)에는 개구(113)가 형성된다. 개구(113)에는 뚜껑(114)이 나사결합된다. 뚜껑(114)에는 로드(116)가 결합된다. 로드(116)의 끝단에는 역류방지수단(50)이 설치된다. 역류방지수단(50)은 로드(116)의 끝단에 형성된 역류방지수단 설치부(115)에 설치된다. 역류방지수단 설치부(115)는 로드(116)의 끝단에 역류방지수단(50)이 설치되도록 형성된 중공이다. 로드(116)에는 역류방지수단(50)에 유체를 전달하기 위한 유로(118)가 형성된다. 유로(118)의 일단은 역류방지수단(50)이 설치된 중공과 연통되며, 타단은 내부공간(111)을 향한다.

본 실시예에서는 뚜껑(114)을 교체하는 방법으로 역류방지수단(50)을 용이하게 교체할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 실시예에서는 별도의 역류방지수단 설치부재(46)를 구비한 것으로 설명하였으나, 역류방지수단 설치부재는 저장탱크와 일체로 결합될 수도 있다. 또한, 역류방지수단 설치부재로 탄성 고분자물질을 사용하는 것으로 설명하였으나, 단단한 재질의 역류방지수단 설치부재를 사용하고, 끼워 맞춰 밀봉하거나, 오링 등 별도의 밀봉 수단을 사용할 수도 있다.

또한, 도 6에 도시된 실시예에서, 역류방지수단 설치부의 입구와 출구가 서로 나란한 것으로 설명하였으나, 역류방지수단의 종류에 따라서, 입구와 출구가 서로 직교할 수도 있음은 자명하다.

또한, 도 8에 도시된 실시예에 있어서, 유출공에 직접 역류방지수단을 설치할 수도 있다.

10: 순환라인 15: 방열부재
20, 90: 보일러 21, 91: 보일러 드럼
22: 판상 히터 23: 히터 설치부
27: 클램프 29: 제어기
30: 하우징 31: 저장탱크 설치부
32: 오목홈부 33: 돌기부
35: 유출구 36: 유입구
38, 72, 115: 역류방지수단 설치부 40, 60, 110: 저장탱크
41, 61, 111: 내부공간 42, 62, 112: 외벽
43: 개구 44: 돌출부
46: 역류방지수단 설치부재 47, 97: 유출공
49, 99: 유입공 50: 역류방지수단
63: 결합부 67: 유출입공
69: 함몰부 70: 캡
71: 고정부 80: 캡 설치부
114: 뚜껑 116: 로드

Claims (18)

1. 삭제
2. 유체가 흐르는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기, 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징 및 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 포함하는 유체 순환식 난방장치에 있어서,
   상기 하우징에 착탈 가능하도록 결합되는 고정부와, 상기 저장탱크의 하류 측 순환라인과 연결되는 입구와 상기 보일러의 상류 측 순환라인과 연결되는 출구를 구비하며, 상기 입구와 출구 사이에 상기 역류방지수단을 수용하는 수용공간이 형성되며, 상기 고정부와 결합된 역류방지수단 설치부를 구비한 캡을 더 포함하며,
   상기 역류방지수단은 상기 캡의 역류방지수단 설치부에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 하우징에 나사결합되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 하우징에 끼워맞춤결합되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
5. 유체가 흐르는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기, 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징 및 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 포함하는 유체 순환식 난방장치에 있어서,
   상기 저장탱크는 상기 하우징에 착탈가능하도록 설치되며, 유체가 유출되는 유출공을 구비하며,
   상기 하우징에는 상기 유출공과 연통된 입구와 상기 보일러의 상류 측 순환라인과 연결되는 출구를 구비하며, 상기 입구와 출구 사이에 상기 역류방지수단을 수용하는 수용공간이 형성된 역류방지수단 설치부가 형성되며,
   상기 역류방지수단은 상기 역류방지수단 설치부의 입구를 통해서 상기 역류방지수단 설치부에 착탈 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
6. 유체가 흐르는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기, 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징 및 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 포함하는 유체 순환식 난방장치에 있어서,
   상기 저장탱크는 상기 하우징의 저장탱크 설치부에 착탈가능하도록 설치되며, 유체가 수용되는 내부공간을 형성하는 외벽과, 상기 외벽에 형성된 개구에 설치되며 유체가 유출되는 유출공과 유체가 유입되는 유입공이 각각 형성된 역류방지수단 설치부재를 포함하며,
   상기 하우징의 저장탱크 설치부에는 상기 보일러의 상류 측 순환라인과 연결되며 상기 유출공과 연통되는 유입구와, 상기 방열부재의 하류 측 순환라인과 연결되며 상기 유입공과 연통되는 유출구가 각각 형성되며,
   상기 역류방지수단은 상기 역류방지수단 설치부재의 유출공의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,
   상기 저장탱크 설치부는 오목홈부과 상기 오목홈부 내부에 형성되며, 상기 유출공에 대응하는 형태를 가진 돌기부를 포함하며, 상기 유입구는 상기 돌기부에 형성되며, 상기 유출구는 상기 오목홈부의 바닥면에 형성된 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
9. 삭제
10. 제6항에 있어서,
    상기 유입공은 상기 유출공의 둘레에 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
11. 제8항에 있어서,
    상기 오목홈부의 바닥면에는 상기 유출구를 통해서 공급된 유체가 순환하는 도랑이 형성되며, 상기 유입공은 상기 도랑과 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
12. 제6항에 있어서,
    상기 역류방지수단 설치부재는 탄성 고분자물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
13. 제6항에 있어서,
    상기 보일러는 상기 순환라인과 결합하는 입구와 출구를 구비하는 보일러 드럼을 포함하며, 상기 출구는 상기 보일러 드럼의 최하단에 위치하는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 보일러 드럼은 상기 출구가 상기 입구에 비해서 낮도록 경사진 상태로 상기 하우징에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
15. 유체가 흐르는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기, 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징 및 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 포함하는 유체 순환식 난방장치에 있어서,
    상기 보일러는 유체의 입출이 가능한 하나의 관을 구비하는 보일러 드럼을 포함하며, 이 관은 상기 보일러의 상류 측 순환배관 및 하류 측 순환배관과 연결되며,
    상기 역류방지수단은 상기 보일러의 상류 측 순환배관에 착탈 가능하도록 설치되어, 상기 보일러의 상류 측 순환배관을 통한 유체의 방출을 제한하는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
16. 유체가 흐르는 순환라인, 상기 순환라인에 설치되는 방열부재, 유체를 가열하여 팽창시키는 보일러, 유체를 저장하고 상기 보일러에 공급하는 저장탱크, 상기 보일러를 제어하는 제어기, 상기 보일러 및 제어기를 수용하는 하우징 및 상기 순환라인의 유체의 흐름을 일방향으로 제한하는 역류방지수단을 포함하는 유체 순환식 난방장치에 있어서,
    상기 저장탱크는, 유체가 수용되는 내부공간을 형성하고, 유체가 유출되는 유출공이 형성된 외벽을 포함하며,
    상기 저장탱크에 착탈가능하도록 결합된 뚜껑과,
    상기 뚜껑에서 연장되며, 그 끝단에 상기 유출공과 연통되며, 상기 역류방지수단을 수용할 수 있는 역류방지수단 설치부가 형성된 로드를 더 포함하며,
    상기 역류방지수단은 상기 역류방지수단 설치부에 설치되는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.
17. 삭제
18. 제6항에 있어서,
    다공성 재료로 이루어지며, 상기 보일러와 상기 저장탱크 사이의 상기 순환라인의 내부에 설치되어, 상기 저장탱크에서 상기 보일러로 공급되는 유체의 유속을 제한하는 유속조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 순환식 난방장치.

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