KR100246731B1 - 액체가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명을 따르는 액체 가열장치에서 내부드럼은 외부드럼으로부터의 및 그의 공간에 배열되어 있고, 배기가스 하향챔버는 이들 사이에 제공되어 있고, 상부 및 하부 단면에서 온수급수출구 및 배수유입구를 지닌 외측수 챔버가 연소가스 하향챔버외측에 제공되어 있고, 외측수챔버에 대해 상부 및 하부 단면에서 연통관과 연통하는 내측수챔버가 연소가스 하향챔버 내측에 제공되어 있고, 상부단면에서 연소가스 하향챔버에 연통하는 연소실이 내부드럼 내측에 제공되어 있고, 배기 포우트는 연소가스 하향챔버 아래에 제공되어 있고, 배기포우트보다 큰 단면 영역을 한 연기수집챔버가 배기포우트 아래에 제공되어 있고, 연기 배기포우트는 이 연기수집 챔버에 제공되어 있다.

Description

액체 가열장치

제1도는 종방향으로 앞측에서 본 본 발명을 따르는 액체 가열장치의 종래 형태의 단면도.

제2도는 제1도의 선(2-2)를 택한 단면도.

제3도는 종방향으로 앞측에서 본 본 발명의 실시예를 따르는 액체 가열장치의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외부드럼 2 : 내부드럼

3 : 연소가스 하향챔버 4 : 온수 급수 출구

5 : 물공급펌프 6 : 외측수챔버

7 : 내측수챔버 8 : 연통관

10 : 배기포우트 11,13 : 연도(flue)

14 : 연기수집챔버 15,16 : 연기배기포우트

본 발명은 연소가스의 상향/하향 유동장치를 활용한 보일러와 같은 액체 가열장치에 관한 것이다.

위에서 설명한 것처럼 액체 가열장치는 일본 실용신안공보 제15168/1956호에 출원인이 제안하고 제1도 및 제2도에 도시했다.

이 장치에서, 내부드럼(22)은 이중벽을 포함하는 내부드럼(21)으로부터의 공간에 배열되어 있고, 연소가스 하향챔버(23)가 이들 사이에 마련되어 있고, 온수 급수 출구(24) 및 배수 유입구가 외측수챔버(26)의 상단 및 하단에 마련되어 있고, 이 챔버는 연소가스 하향 챔버(26)외측에 제공되어 있고, 상부 및 하부연통관(23)을 구비한 외측수챔버(26)에 연통된 내측수챔버(27)가 연소가스 하향챔버(23) 내측에 마련되어 있고, 상단면에서 연소가스 하향 챔버(23)에 연통하는 연소가스 하향챔버(23) 아래에 제공되어 있고, 연료(33)는 이 배기포오트(30)에 연통되고, 연소기(32)가 내측 및 외측수 챔버(26),(27)를 통해 분리할 수 있게 설치되어 있다.

참조번호(34)는 크리닝포우트를 표시한다. 연소기(32)에 의해 연속으로 조절되는 연소가스는 연소실(29)에 들어가고 부사열이 이곳에서 흡수된 다음, 연소가 상단면에서 반전된 다음 흐름속도(g/(m/sec))로 연소가스 하향챔버(23)를 통해 아래로 흐르고 이 흐름속도는 배기포우트(30)에서 속도(G/(m/sec))까지 증가하고 연도(flue)에 배기된다.

이 과정동안, 연소가스는 복사 또는 접촉을 통한 열을 내측 및 외측수챔버(26) 및 (27)의 액체에 전달하여 이 연소가스와 액체 사이의 열변화율을 상승시키므로서 액체의 온도를 급속히 상승시키고 동시에 하향 유동성이 올라가고 연소효율이 향상되어 비연소가 방지된다.

종래 유형의 액체 가열장치가 위에서 설명한 것처럼 장점을 제공한다 할지라도, 다음과 같은 문제점이 있다. 즉, 이 액체 가열장치는 위에서 언급한 것과 같고, 연소가스 하향 챔버(23)의 연소가스의 흐름통로가 좁아 연소가스에 의해 접점을 통해 충분히 운반된다. 다시 말해

(1). 배기포우트(30)에 연통된 연도(flue)(33)를 경유해 배기포우트(30) 아래로 위에서 설명한 것처럼 좁은 흐름통로에서 아래로 흐르는 연소가스가 흐름속도 (G)로 직각으로 양쪽으로 흐르고, 외부드럼(21) 외측 위쪽으로 직각으로 흘러 매우 큰 공기배기저항이 발생하고, 이 공기 배기 저항은 연소가스가 완만하게 흐르지 못하고 기대했던 효과가 성취할 수 없고, 이로 인해 해결해야할 문제가 발생한다.

(2). 배기포우트(30)와 연도(33)의 단면 영역이 큰 배기저항을 극복하는 연소가스를 부드럽게 흐르게 하여 이 문제를 해결하기 위해 크면, 제2도에서 화살표로 표시했듯이 외란이 연도(33)의 배기포우트로부터 V(m/sec)의 흐름속도로 발생하고, 흐름속도(V) 사이의 관계가 연소가스의 흐름속도(G)보다 크면, 외란이 연소실(29)에서 발생하여 정상연소를 방해한다.

점화가 일어날때, 연도(33)의 통풍력은 DF α HX(Tgm-To)에 의해 표시되고 (여기서 Df는 통풍력이고, H는 높이이고, Tgm은 연도(33)에서의 평균온도이고, To는 주변공기의 온도), 연도(33)가 큰 외란 단면 영역을 가질 경우, 연도의 면으로부터 복사된 열량은 증가하고, 통풍력은 상실되어, 연소에 나쁜 영향을 주고, 연소가 중지될 때, 외부공기가 큰 단면영역을 지닌 연도(33)의 개방비상구로부터 나오게 되어 이 장치에 남은 열절연가스를 냉각시키고 여기서 대류를 발생시킨 다음, 열절연가스가 연도(33)를 경유해 외측에 배기되어 온도가 감소하므로서, 자동온수 공급장치와 같은 장치에서 연소가 (9)는 불필요한 가열은 재시동하도록 작동해야 하므로, 에너지가 낭비되고 운영비용이 증가하고, 장치의 연소상태가 불안정하여 연소기(32)의 연소를 방해하거나, 진동연소를 발생시키거나 소음을 발생시켜 다른 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은 연소가스가 배기될때, 큰 배기저항을 발생하지 않고 배기 가스가 완만하게 흐르고 배기포우트와 연도의 단면영역이 증가하지 않을지라도, 외부외란이 배기포우트로부터 연도에서 들어가지 않고 연도가 증가하지 않고, 이에 따라, 외부 외란이 연소상태를 방해하는 연소가스 하향챔버 또는 연소실에 들어가지 않거나 어떤 소음도 발생하지 않는 액체가열장치를 제공하므로서 위에서 설명한 것처럼 종래형의 액체 가열장치의 문제점을 해결하는 것이다.

위에서 설명한 목적을 성취하기 위해 본 발명을 따르는 액체가열장치는 외부 드럼으로부터 및 그의 공간에 제공된 내부드럼과, 이들 사이에 제공된 연소가스하향챔버와 상부 및 하부단면에 온수급수출구 및 배수유입구를 지니고 연소가스 하향챔버 외측에 마련된 외측수챔버와, 연소가스 하향 챔버내 추측에 제공된 외측수챔버에 대해 상단면 및 하단면에서 연통관과 연통하는 외측수챔버와, 내부드럼내측에 제공된 상단면에서, 위에서 언급한 연소가스 하향챔버에 연통하는 연소실과, 종래유형의 온수 공급장치처럼 연소가스 하향챔버 아래에 배기포우트를 구비하여 배기포우트보다 큰 단면 영역을 지닌 연기수집챔버가 상기 배기포우트 아래에 제공되고, 연기배기포우트가 이 연기수집챔버에 제공되는 것을 특징으로 한다.

연기배기포우트는 연기수집챔버의 측단면 또는 바닥에 제공되어 있다.

위에서 설명한 것처럼, 본 발명을 따르는 액체 가열장치에서, 연소실에서 위쪽으로 흐르는 연소가스가 위쪽에서 역전되고 연소가스하향 챔버를 통해 아래로 흐르고, 이 과정 동안, 연소가스는 외측 및 내측수챔버의 내측의 액체에 열을 공급하므로서, 하향 유동성이 향상되고 연료효율이 향상되어, 불연소를 방지하고, 연소가스와 액체사이의 열교환비를 상승시키므로서 액체의 온도가 상승되어, 배기포우트로부터 연기 수집챔버까지의 고속으로 배기된 연소가스의 흐름속도는 연기 수집챔버의 단면영역이 배기포우트의 영역보다 크기 때문에 감소하고, 이 차이에 따르는 동안 부분 정압으로 변하고, 이 정압을 배기압력을 배기 포우트로 유지시키고, 이와 같은 이유때문에 외부외란이 연도의 배기포우트로부터 연기수집챔버에 들어올때, 흐름속도가 감소하고 외부외란이 분산되어 약화된다.

제3도에 도시된 본 발명의 실시예에서, 참조 번호(1)는 이중벽을 포함하는 외부드럼을 표시하고, 이중벽을 포함하는 내부드럼(2)는 외부드럼(1)으로부터의 및 그의 공간에 배열되어 있고, 그의 상단면 및 하단면에 온수급수출구(4) 및 배수유입구(5)를 지닌 외측수챔버(6)가 연소가스 하향챔버(3) 외측에 각각 제공되어 있고, 외측수챔버(6)에 대해 그의 상단면 및 하단면에서 연통관(8)과 연통하는 외측수챔버(27)가 연소가스하향 챔버 안쪽에 제공되어 있고, 연소가스 하향챔버(3)에 대해 그의 상단면에서 연통하는 연소실(9)이 내부드럼(2) 안쪽에 제공되어 있고, 배기 포우트(10)가 연소가스 하향챔버(3)아래에 제공되어 있으며 연도(13)가 이 배기포우트(16)에 연통하고, 연소기(12)가 외측 및 내측수펌프(6),(7)를 통해 분리할 수 있게 설치되어 있다.

위에서 설명했듯이 종래의 것과 같이 액체 가열장치의 유형에서, 연소실 (9)위쪽으로 흐르는 연소가스는 위쪽에서 반전되고 연소가스 하향챔버(3)을 통해 내려가고 이 과정동안, 연소가스는 수챔버(6),(7) 내측의 유체에 적당히 열을 공급하여 하향 유동성이 향상되며 연소효율이 증대하여 불연소를 방지하고 연소가스와 액체 사이의 열교환비를 증대시켜 액체의 온도가 급속히 상승한다.

본 발명에서 외부드럼(11)은 연장한 주변벽(7)을 구비한 연기수집챔버(14)를 형성하도록 아래쪽으로 연장되어 있고 연기배기포우트(15) 및 (16)가 연기수집챔버(14)의 주변벽(17) 및 바닥벽(18)에 제공되어 있고, 연도(11) 및 (13)가 연기배기포우트(15) 및 (16)위에 분리가능하게 설치되어 있다.

주변벽은 외부드럼과 분리된 몸체로 형성되어 있고, 외부드럼 (1)에 설치되어 있고, 연기배기포우트(15),(16)중 하나가 생략되었다.

위에서 설명한 구조에서 연기수집챔버(14)의 단면영역(b)은 배기포우트(10)의 단면영역보다 크고 실험결과에 의하면, 그들의 관계는이 식에 의해 표현되는 것이 바람직하다.

위에서 설명했듯이 이 구조를 한 액체가열장치에서 연소가스는 연소가스 하향 챔버(3)을 통해 높은 흐름속도(g)로 아래로 흘러 그 흐름속도가 배기포우트(30)에서 흐름속도(G)까지 증가하고, 그 배기포우트(10)로부터 연기 수집 챔버(14)에 배기될 때, 연기수집챔버(14)의 단면영역이 배기포우트(10)보다 크기 때문에, 흐름속도(g)가 g보다 낮은 g'까지 감소하고, 그 차이에 따르는 동압이 배기압력을 배기포우트(10)로 유지하는 정압으로 변경된다.

만일, V의 흐름속도를 하는 외부외란이 연도(3)의 배기포우트로부터 연기소집 챔버로 들어갈때, 흐름속도(V)는 V보다 작은 흐름속도(v)까지 감소하고 외부외란이 분산되어 약화된다.

또한 도면에 도시된 참조번호(19)는 외부드럼(1)을 덮는 열가열재료를 표시한다.

본 발명은 위에서 설명한 것처럼 본 발명에 따라서 내부드럼이 외부드럼으로부터의 및 그의 공간에 배열되고, 연소가스 하향챔버가 이들 사이에 제공되고, 그의 상단면 및 하단면에서 온수급수출구 및 배수유입구를 지닌 외측수챔버가 연소가스 하향 챔버 외측에 제공되어 있고, 상단면에서 위에서 언급한 연소가스 하향챔버에 연통하는 연소실이 연소가스 하향챔버 아래에 제공되어 있고, 배기포우트보다 단면영역이 큰 연기수집 챔버가 이 연기수집챔버에 제공되어 있고, 연기배기챔버는 연기수집챔버의 측단면 또는 바닥에 제공되어, 연소가스가 배기할때 커다란 배기저항을 발생하지 않고 완만하게 흐르고 외부외란은 배기포우트와 연도의 단면영역이 팽창하지 않을지라도, 연도의 배기포우트로부터 거의 들어오지 않아, 외부외란이 연소가스 하향챔버 및 연소실에 들어오지 않게 되어 에너지가 낭비되는 것이 방지되며, 운영비의 증가를 방지하고, 장치에서 불연소상태로 인한 연소기에서의 연소분산이 방지되어 진동연소의 발생뿐 아니라 소음의 발생도 방지된다.

Claims (4)

1. 내부 드럼은 외부 드럼으로부터의 및 그의 공간에 배열되어 있고, 연소가스 하향챔버가 이들 사이에 제공되어 있고, 상단면 및 하단면에서 온수급수출구 및 배수유입구를 구비한 외측수펌프가 연소가스 하향챔버 외측에 마련되어 있고, 상부 및 하부단면에서 외측수 챔버에 대해 연통관과 연통하는 외측수챔버가 연소가스 하향챔버 내측에 제공되어 있고, 상단면에서는 상기 연소가스 하향챔버에 연통하는 연소실이 내부드럼 내측에 제공되어 있고, 배기 포우트는 연소가스 하향 챔버아래에 제공된 액체가열 장치에 있어서, 배기 포우트보다 큰 단면영역을 한 연기수집챔버가 상기 배기포우트 아래에 제공되어 있고, 연기 배기포우트가 이 연기수집챔버에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 가열장치.
2. 제1항에 있어서, 연기수집챔버의 단면영역(D)과 배기포우트의 단면영역(d) 사이의 관계는의 식에 의해 표현되는 것을 특징으로 하는 액체 가열장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연기 배기 포우트는 연기수집 챔버의 측단면 또는 바닥에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 가열장치.
4. 제1항에서 3항중 어떤 항에 있어서 외부드럼은 열전열재로 덮여져 있는 것을 특징으로 하는 액체 가열장치.