실외형 이동식 급탕장치{Outdoor type movable hot-water supply device}
본 발명은 열교환기의 구조를 개선하여 열효율을 향상시키고, 설치 및 정비가 용이하도록 하면서 이동이 더욱 간편하게 이루어질 수 있도록 한 실외형 이동식 급탕장치에 관한 것이다.
일반적으로 급탕장치는 연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 데워 온수를 공급하기 위한 것으로서, 연소열을 발생시키기 위한 버너와 물을 저장하기 위한 탱크 및 상기 버너로부터 발생한 연소열을 탱크 내부로 순환시켜 물을 데우기 위한 열교환기로 이루어진다. 이와 같은 종래 급탕장치는 실내에 고정 설치되기 때문에 야외 행사장이나 훈련장 등으로 이동시켜 사용할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 군인들이 동계 훈련 등을 수행하는 과정에서 야전에서 온수를 사용하지 못해 동상 등에 노출되어 전투력 저하의 한 요인이 되었다. 또한, 종래 열교환기의 구조는 지그재그 형태로 절곡되어 그 표면에 접하는 물을 데우도록 구성되기 때문에 열 교환 시의 효율이 낮은 문제점이 있다. 더구나, 버너에서 연료를 연소 시 발생한 분진이나 그을음이 연소열과 함께 열교환기 내부 로 순환하면서 내면에 침착되는 경우 열교환의 효율이 저하될 수밖에 없는데, 이 경우에도 상기 절곡된 열교환기를 탱크로부터 분리하기 어렵고 열교환기를 분리 후에도 그 내부의 정비가 쉽지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 야외나 훈련장에서 대용량의 온수를 빠른 시간에 생산하기 위해서 그에 따르는 가열장치 가열용기 기타 부속품 장비를 일일이 준비하고 현장에서 조합해야 하기 때문에 물자 조달이 어려운 외부환경에서는 설치장소 및 기술인력 확보가 어려워 불편함을 감수하면서도 개선하기가 쉽지 않았으며, 열교환기를 통해 탱크에 저장된 많은 양의 물을 데우기 위해서 상당히 많은 시간이 지연되는 문제점을 해결하기 위한 실외형 이동식 급탕장치를 제공하려는 것이다. 또한, 기존방식은 본체(탱크)와 열교환기 하나로 되어있어서 분해 및 열교환기 자체의 분해가 어렵기 때문에 열교환기 내부에 침착된 이물질의 제거가 곤란한 문제점을 해결하기 위해 분해 (스케링제거) 탈착이 간편한 실외 형 이동식 급탕장치를 제공하려는 것이다. 본 발명은 자연대류 현상을 이용한 온도차 수열효과를 최대로 이용하기 위하여 열교환기 장착 부위를 탱크의 최 하단부에 설치하여 열효율을 극대화 한다.
본 발명은 연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 데워 온수를 공급하기 위한 급탕장치에 있어서, 연소열을 발생시키기 위한 버너; 물을 저장하기 위한 탱크; 상기 탱크 하부에 관통 설치되면서 상기 버너로부터 발생한 연소열을 순환시키기 위한 열순환관과 상기 열순환관을 따라 등 간격에 연속하여 나선 형태로 관통 설치되면서 상기 탱크 내부의 물을 순환시키기 위한 다수 개의 물순환관이 형성된 열교환기; 및 상기 탱크를 안착시켜 이동할 수 있도록 형성된 대차;를 구성하여 이루어진다. 이때, 상기 물순관의 양 끝단 사이는 표면적을 넓히기 위한 스크루 형태로 형성되고, 상기 열순환관에는 상기 각 물순환관을 관통한 상태에서 그 양 끝단을 고정하기 위한 고정구가 형성된다. 또한, 상기 고정구는 물순환관의 끝단을 긴밀하게 감쌀 수 있도록 열순환관으로부터 돌출 형성된 입구부; 상기 입구부에 체결되면서 그 단부에는 상기 물순환관의 단부를 걸어 고정하도록 환형의 걸림턱이 형성된 마개; 및 상기 입구부와 마개 사이에 끼워져 입구부와 물순환관 사이에 기밀을 유지하도록 형성된 실링;으로 구성되어 이루어진다. 이때, 상기 각 물순환관은 열순환관의 중심선 상의 직각으로부터 전후 일정 기울기로 형성된다. 한편, 상기 열교환기가 관통되는 탱크의 결합구는 상기 물순환관의 길이보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 열순환관의 단부에는 상기 결합구를 커버하여 체결되는 플랜지가 형성되어 이루어진다. 또한, 상기 버너와 상기 열교환기 사이에는 상기 버너로부터 불연소된 연료를 완전 연소시켜 연소열을 증가시키기 위한 터보가 설치되고, 상기 버너와 터보 및 열교환기는 상호 분리하여 이동 가능하도록 형성된다. 또한, 상기 탱크의 하부에는 수도를 연결하여 물을 공급하기 위한 공급파이프가 형성되고, 상기 탱크의 상부에는 공급파이프를 통해 유입되는 수압에 의해 상승된 뜨거운 물을 배출시킬 수 있도록 상부 배출파이프가 형성된다.
본 발명의 실외형 이동식 급탕장치에 의하면 야외 행사장이나 훈련장으로 간편하게 이동하여 사용할 수 있으므로 활용도가 매우 높고, 많은 양의 물을 신속히 데워 공급할 수 있으므로 사용이 더욱 편리해지는 매우 유용한 효과가 발휘된다. 본 발명의 실외형 이동식 급탕장치에 의하면 탱크로부터 열교환기의 분해 및 열교환기 자체의 분해가 간편하게 이루어질 수 있으므로 정비가 더욱 편리해지는 매우 유용한 효과가 발휘된다. 본 발명의 실외형 이동식 급탕장치에 의하면 공급파이프에 수도를 연결하여 일정한 압력으로 물을 공급하면서 상부 배출파이프를 통해 상대적으로 뜨거운 물을 지속적으로 배출시킬 수 있으므로 활용도가 크게 향상되는 매우 유용한 효과가 발휘된다. 본 발명의 실외형 이동식 급탕장치에 의하면 연료의 완전 연소를 통해 연소열이 향상되고 이물질의 침착을 방지하여 열 효율이 더욱 향상되는 매우 유용한 효과가 발휘된다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 구체적으로 살펴본다. 도 1은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치를 도시한 예시도, 도 2는 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 사시도, 도 3은 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 정면도, 도 4는 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 횡단면도, 도 5는 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 종단면도, 도 6은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치를 도시한 요부 분리도, 도 7은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치를 도시한 작용도, 도 8은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치의 다른 실시 예를 도시한 예시도이다. 본 발명의 실외형 이동식 급탕장치는 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이 크게 연소열을 발생시키기 위한 버너(100), 물을 저장하기 위한 탱크(300), 상기 탱크 하부에 관통 설치되는 열교환기(400) 및 상기 탱크를 안착시키기 위한 대차(500)로 구성된다. 상기 버너(100)는 도 1 및 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이 석유나 가스 등의 연료를 연소시켜 고온의 연소열을 발생시키기 위한 것으로서, 통상의 버너가 사용된다. 상기 탱크(300)는 도 1 및 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이 물을 저장하기 위한 것으로서, 통상 상부에는 물을 저장하기 위한 공급구(380a)가 형성되고, 하부에는 물을 배출시키기 위한 수도전(380b)이 형성된다. 따라서 상기 공급구(380a)를 통해 탱크(300) 내부에 저장된 물이 데워지면, 하부에 설치된 수도전(380b)을 이용하여 온수를 사용할 수 있는 것이다. 한편, 야외에 수도가 형성된 장소에서는, 상기 탱크(300)의 하부에는 수도를 연결하여 물을 공급하기 위한 공급파이프(340)가 형성되고, 상기 탱크(300)의 상부에는 공급파이프(340)를 통해 유입되는 수압에 의해 상승된 뜨거운 물을 배출시킬 수 있도록 상부 배출파이프(360)가 형성될 수 있다. 즉, 탱크(300)의 하부에 형성된 공급파이프(340)를 통해 수도를 연결하여 일정한 압력으로 물을 공급하면 탱크(300) 내부로 공급된 물이 열교환기(400)를 거쳐 데워지면서 상승하게 되고, 이와 같이 상승한 물은 유입되는 수압에 의해 상부 배출파이프(360)를 통해 배출되는 것이다. 이와 같은 상부 배출파이프(360)는 샤워기 등으로 사용될 수 있다. 상기 열교환기(400)는 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이 상기 탱크(300) 하부에 관통 설치되면서 상기 버너(100)로부터 발생한 연소열을 순환시키기 위한 열순환관(420)과 상기 열순환관(420)을 따라 등 간격에 연속하여 나선 형태로 관통 설치되면서 상기 탱크(300) 내부의 물을 순환시키기 위한 다수 개의 물순환관(440)이 형성된다. 즉, 열교환기(400)는 연소열을 탱크(300) 내부로 순환시키기 위한 열순환관(420)과 탱크(300) 내부에 저장된 물이 열순환관(420) 내부로 순환되면서 쉽게 데워지도록 하는 물순환관(440)으로 구성되는 것이다. 한편 이와 같은 열교환기(400)는 탱크(300)의 최하부에 설치하여 밀도가 낮아서 바닥에 가라앉은 차가운 물을 효율적으로 데울 수 있다. 상기 물순환관(440)의 양 끝단 사이는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 표면적을 넓히기 위한 스크루 형태로 형성되고, 상기 열순환관(420)에는 상기 각 물순환관(440)을 관통한 상태에서 그 양 끝단을 고정하기 위한 고정구가 형성된다. 즉, 물순환관(440)의 양 끝단은 외면이 평평하게 형성되면서 그 사이에 열순환 관(420) 내부에 위치되는 외면은 스크루 형태로 비틀리게 형성되는데, 이 경우 상기 스크루 형태로 비틀린 외면의 최대 직경은 양 끝단의 직경과 같거나 작게 형성되어야 한다. 상기 열순환관(420)에 물순환관(440)을 고정하기 위한 고정구는 도 5에 도시한 바와 같이 물순환관(440)의 끝단을 긴밀하게 감쌀 수 있도록 열순환관(420)으로부터 돌출 형성된 입구부(422), 상기 입구부(422)에 체결되면서 그 단부에는 상기 물순환관(440)의 단부를 걸어 고정하도록 환형의 걸림턱이 형성된 마개(442) 및 상기 입구부(422)와 마개(442) 사이에 끼워져 입구부(422)와 물순환관(440) 사이에 기밀을 유지하도록 형성된 실링(444)으로 구성된다. 이때, 상기 마개(442)는 걸림턱을 통해 물순환관(440)의 단부를 고정하면서도 물순환관(440)의 내부로 물이 원활히 소통할 수 있게 된다. 또한, 상기 마개(442)는 입구부에 나사식 체결되는 것이다. 이와 같은 상기 각 물순환관(440)은 열순환관(420)의 중심선 상의 직각으로부터 전후 일정 기울기로 형성된다. 즉, 물순환관(440)은 연소열이 흐르는 방향으로 기울게 형성됨으로써, 표면적을 더 넓히고 연소열의 원활한 흐름이 이루어지게 된다. 한편, 상기 버너(100)와 열교환기(400) 사이에는 도 1 , 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이 상기 버너(100)로부터 불연소된 연료를 완전 연소시켜 연소열을 증가시키기 위한 터보(200)가 설치될 수 있다. 이와 같은 터보(200)는 통상의 보일러에서 볼 수 있듯이 점화된 열 가스를 재 가열 하여 불완전 연소가스를 완전연소 시킴으로 불완전 연소 시 발생하는 질소산화물 카본 침적물이 열교환기 내 침적되는 현상을 줄여줌으로 열 교환기 성능저하를 막을 수 있다 압축된 공기를 공급하여 버너(100)로부터 불 연소된 연료를 재 연소시킴과 아울러, 완전 연소가스 연소열을 열교환기(400)로 빠르게 공급할 수 있도록 구성된 것이다. 이때, 상기 버너(100)와 터보(200)는 도 6에 도시한 바와 같이 열교환기(400) 또는 탱크(300)로부터 분리하여 설치 및 이동 가능하도록 구성된다. 또한, 상기 열교환기(400)가 관통되는 탱크(300)의 결합구(320)는 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이 상기 물순환관(440)의 길이보다 큰 직경으로 형성되고, 상기 열순환관(420)의 단부에는 상기 결합구(320)를 커버하여 체결되는 플랜지(424)가 형성된다. 따라서 상기 플랜지(424)를 분리하여 탱크(300)로부터 열교환기(400)의 분리가 간편하게 이루어질 수 있고, 앞서 설명된 열순환관(420)과 물순환관(440)의 분리를 통해 침착된 이물질이나 분진들을 간편하게 제거할 수 있어 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 상기 대차(500)는 상기 탱크(300)를 안착시켜 이동할 수 있도록 형성된다. 즉, 상기 대차(500)는 도 1에 도시한 바와 같이 다른 차량에 의해 견인이 이루어질 수 있도록 형성되거나, 아예 운전 가능한 차량에 설치하여 이동할 수 있는 것이다. 따라서 본 발명의 실외형 이동식 급탕장치에 의하면 대차(500)를 통해 야외 행사장이나 훈련장으로 간편하게 이동하여 사용할 수 있으므로 활용도가 매우 높고, 개선된 열교환기(400)를 통해 많은 양의 물을 신속히 데워 공급할 수 있으므로 사용이 더욱 편리해질 수 있다. 더구나 탱크(300)로부터 열교환기(400)의 분해 및 열교환기(400) 자체의 분해가 간편하게 이루어질 수 있으므로 정비가 더욱 편리져 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 터보(200)를 통해 연료의 완전 연소가 실현되어 연소열의 향상과 이물질의 침착을 보다 효과적으로 방지할 수 있는 것이다. 이상 살펴본 바와 같은 본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치를 도시한 예시도. 도 2는 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 사시도. 도 3은 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 정면도. 도 4는 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 횡단면도. 도 5는 본 발명이 적용된 열교환기를 도시한 종단면도. 도 6은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치를 도시한 요부 분리도. 도 7은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치를 도시한 작용도. 도 8은 본 발명이 적용된 실외형 이동식 급탕장치의 다른 실시 예를 도시한 예시도. <도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명> 100: 버너 200: 터보 300: 탱크 320: 결합구 340: 공급파이프 360: 배출파이프 380a: 공급구 380b: 수도전 400: 열교환기 420: 열순환관 422: 입구부 424: 플랜지 440: 물순환관 442: 마개 444: 실링 500: 대차 |
