KR100277484B1 - 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히팅가스를 기포의 형태로 물과 직접 접촉시켜서 물을 가열하는 방식의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는, 소정량의 물이 수용되는 수조와, 상기 수조 내에 수용된 물의 온도를 상승시켜서 고압의 수증기를 발생시키도록 공기와 연료를 공급받아 연소된 고온의 히팅가스를 히팅가스공급관을 통해 기포의 형태로 상기 수조에 수용된 물의 수중에 방출하는 연소실 및 상기 히팅가스공급관에 의해 수중에 방출된 상기 기포의 표면적을 넓게 하기 위하여 상기 히팅가스공급관과 수면사이에 설치되고, 다수개의 미세한 통로가 형성되어 상기 통로를 통과하는 상기 기포를 미세기포로 분산시키는 기포분산판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에, 물의 가열속도가 빠르고, 보일러의 열효율을 향상시키며, 보일러의 재료비를 절감하고, 보일러의 수명을 증가시키는 효과를 갖는다.

Description

히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러

본 발명은 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히팅가스를 기포의 형태로 물과 직접 접촉시켜서 물을 가열하는 방식의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 밀폐된 용기에 담긴 물을 용기 내부 또는 외부에서 가열하여 온수 또는 고온, 고압의 수증기를 발생시키는 장치로서, 이러한 보일러에 의해 발생된 온수 또는 수증기는 고온의 상태이므로 이러한 고온의 특성을 이용하여 겨울철 난방용으로 사용하거나 발생된 수증기의 고압의 특성을 이용하여 화력발전소의 증기터빈 등을 가동시킴으로써 전력을 생산하는 등 널리 사용되고 있다.

이러한 보일러는 물을 가열하는 데 소모되는 열에너지 이외 낭비되는 열에너지를 최소화하여 열효율을 향상시키는 것이 주된 개발의 목표로서, 최근에는 연소실의 연소효율을 향상시키도록 연소실에 압축공기를 공급하는 과급 연소식 보일러 등이 개발되어 사용되고 있다.

통상, 이러한 종래의 보일러들은, 열전도율이 높은 금속재질의 수조에 소정량의 물을 담아 상기 수조의 외부 또는 내부에서 상기 수조를 가열하거나, 또는 수관에 물이 흐르도록 하고, 상기 수관이 연소실을 지나도록 하여 상기 수관을 가열하는 방식으로 수증기를 발생시킨다.

즉, 이러한 종래의 보일러들은 공통적으로 열원이 되는 고온의 히팅가스(고체, 액체, 기체연료를 발화시킴으로써 발생되는 고온의 가스)가 열전도율이 높은 수조 또는 수관과 접촉하여 열에너지가 상기 히팅가스로부터 상기 수조 또는 수관으로 1차 전달되고, 열에너지가 전달된 상기 수조 또는 수관은 물과 접촉하여 상기 물에 열에너지를 2차 전달하는 것으로서, 상기 히팅가스의 열에너지가 상기 물로 전달되는 경로 상에 열전달의 매개체가 되는 상기 수조 또는 수관을 반드시 거치는 간접방식의 가열기술이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 종래의 간접 가열식 보일러는 이러한 용기를 통과하는 열에너지가 중간매개체인 상기 용기의 온도를 높이는 데 낭비되고, 열전도율이 높은 상기 용기로 인해 열에너지가 쉽게 보일러의 외부로 방출되어 보일러의 열효율을 떨어뜨리는 요인이 되며, 상기 물의 전체 온도를 상승시키기 위하여 상기 용기 내부에 수용된 물의 대류현상만을 이용할 수 밖에 없기 때문에 가열속도가 느리고, 열효율을 일정 수준 이상으로 향상시키는 데 한계가 있었다

또한, 용기의 열전달면적을 넓게 하기 위하여 상기 용기가 되는 수조나 수관의 형상이 굴곡이 심하도록 매우 복잡하게 제작되기 때문에 제작비가 상승하는 것은 물론이고, 보일러의 관리상 매우 중요한 보일러 내부 청소시 청소과정이 복잡하고, 장시간이 소요되는 등 많은 어려움이 있었다.

또한, 열전달율이 높은 상기 수조 또는 수관은 상대적으로 내화학성이 약하여 쉽게 부식되거나, 물속의 불순물이 서로 결합하여 상기 수조의 내벽에 달라붙어 스케일이라는 불순물층을 이루어 열전달을 방해함으로써 보일러의 열효율을 떨어뜨리고, 상기 스케일로 인해 수조 벽면의 열팽창이 불균일해져서 보일러가 깨지는 등 보일러의 수명이 현저하게 감소되며, 잦은 내부 청소를 실시하여야 하는 등 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 열에너지가 매개물을 통하지 않고 히팅가스에서 물로 직접 전달되고, 히팅가스의 기포를 분산시켜서 열전달의 면적을 극대화하며, 히팅가스의 기포가 수중에서 상승하면서 일으키는 상승력에 의해 물이 균일하게 혼합되기 때문에 물의 가열속도가 빠르고, 보일러의 열효율을 향상시키게 하는 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 용기, 즉 수조에서 열전달이 일어나지 않기 때문에 수조의 형상이 복잡할 필요가 없으므로 보일러의 부피를 줄일 수 있고, 보일러의 재료비를 절감하게 하는 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 일반적으로 내화학성이 높은 단열재질 및 내열재질의 수조를 사용함으로써 수조가 쉽게 부식되지 않고, 기포에 의해 수조내에 난류가 형성되므로 물속 유기물질, 무지물질의 결합으로 이물질이 발생할 확율이 낮고, 스케일과 같은 불순물층이 상기 수조벽에 발생하더라도 오히려 스케일이 수조의 열전달을 차단하여 수조의 단열성을 향상시킴으로써 수조 내부의 고온의 물을 단열시켜서 보일러의 열효율을 향상시키는 것은 물론이고, 상기 수조가 직접적으로 가열되는 것이 아니므로 반영구적으로 보일러의 수명을 증가시키고, 보일러의 내부청소를 불필요하게 하는 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 제공함에 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 나타낸 단면도이다.

도2는 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 다기관이 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도3은 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 외부의 연소실이 연결된 상태를 나타낸 단면도이다.

도4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 내부의 연소실을 갖는 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 나타낸 단면도이다.

도5는 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 설치되는 기포분산판의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.

도6은 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 설치되는 기포분산판의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 물 2: 기포

3: 미세기포 10: 수조

10a, 10b: 방출구 12: 수증기배출관

14: 물공급관 16: 물배출관

20, 78: 히팅가스공급관 22, 77: 역류방지밸브

30, 50: 기포분산판 32: 몸체

32a: 천공구 40: 다기관

60, 70: 연소실 62, 72: 공기관

64, 74: 연료관 66, 76: 점화기

52: 프레임 54: 다공성막

80: 송풍기

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는, 소정량의 물이 수용되는 수조와, 상기 수조 내에 수용된 물의 온도를 상승시켜서 고압의 수증기를 발생시키도록 공기와 연료를 공급받아 연소된 고온의 히팅가스를 히팅가스공급관을 통해 기포의 형태로 상기 수조에 수용된 물의 수중에 방출하는 연소실 및 상기 히팅가스공급관에 의해 수중에 방출된 상기 기포의 표면적을 넓게 하기 위하여 상기 히팅가스공급관과 수면사이에 설치되고, 다수개의 미세한 통로가 형성되어 상기 통로를 통과하는 상기 기포를 미세기포로 분산시키는 기포분산판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수조는, 천정면에 상기 히팅가스 및 수증기가 배출되는 수증기배출관이 형성되고, 일측면에 상기 물이 공급되는 물공급관이 형성되며, 타측면에 물이 배출되는 물배출관이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연소실은 상기 수조의 외부에 위치하거나 내부에 위치하는 것이 가능하고, 연료관을 통해 가스연료를 공급받으며, 공기관을 통해 송풍기에 의해 압축된 공기를 공급받아 점화기로 이를 점화시킴으로써 고온의 히팅가스를 발생시키는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 도1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는, 소정량의 물(1)이 수용되는 수조(10)와, 수조(10)에 고온의 히팅가스 기포를 공급하는 히팅가스공급관(20) 및 상기 히팅가스공급관(20)으로부터 공급된 상기 히팅가스 기포(2)의 접촉면적을 극대화하기 위하여 직경이 작은 미세기포(3)로 분산시키는 기포분산판(30)을 구비하여 이루어진다.

여기서, 상기 수조(10)는, 밀폐된 박스형상인 것으로서, 천정면에 상기 히팅가스 및 수증기가 배출되는 수증기배출관(12)이 형성되고, 일측면에 상기 수조(10)로 물(1)이 공급되도록 물공급관(14)이 형성되며, 타측면에 물이 배출되도록 물배출관(16)이 형성된다.

이러한 수증기배출관(12), 물공급관(14) 및 물배출관(16)에는 각각 밸브(도시하지 않음)이 설치되어 수증기의 배출량 및 물의 저장량이 밸브의 개폐량에 따라 조절될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 수조(10)의 내부로 유입되는 차가운 물(1)이 미세기포(3)의 부력으로 강제로 상승하면서 뜨거워지고, 뜨거워진 고온의 물(1)은 수조(10)의 상방에 위치되어지는 자연법칙에 착안하여, 상기 물(1)은 상기 물공급관(14)을 통해 상기 수조(10)의 하방으로 유입되어 상기 물배출관(16)을 통해 상방으로 배출되도록 한다.

여기서, 상기 수조(10)는 종래와 비교하여 비교적 저온에서 견딜수 있는 재질로 제작되는 것이 가능한 것으로서, 상기 히팅가스에 의해 가열된 물(1)을 보온하기 위해 내열성 및 단열성이 강한 플라스틱재질이 사용되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는 상기 미세기포(3)에 의한 순간적이고, 급속한 물(1)의 가열은 물론이고, 이러한 고온의 물(1)을 순환펌프(도시하지 않음) 등으로 순환시켜서 겨울철 가정의 난방용으로도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는, 고온의 히팅가스에 의해 물이 비등점 이상으로 가열되어 발생되는 수증기를 이용하기 위한 것으로서, 고온, 고압의 수증기는 수중을 통과한 상기 히팅가스와 함께 상기 수조(10)의 천정면에 위치하는 상기 수증기배출관(12)을 통해 배출되어 난방용, 취사용 또는 발전용으로 사용된다. 이때, 상기 물공급관(14)은 단지 부족한 물의 보충을 위해 사용될 수 있다.

또한, 상기 히팅가스공급관(20)에는, 역류방지밸브(22)가 설치되어 상기 수조(10) 내부의 물(1)이 상기 히팅가스공급관(20) 내부로 역류하는 것을 방지한다.

또한, 상기 히팅가스공급관(20)은, 상기 수조(10) 내에 수용된 물(1)의 온도를 상승시켜서 고압의 수증기를 발생시키도록 상기 수조(10)의 바닥면에 형성된 방출구(10a)와 연결되어 고온의 히팅가스 기포(2)를 방출구(10a)를 통해 상기 물(1)의 수중으로 방출시키는 것이다.

여기서, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 수조(10)의 저면이 넓을 경우, 상기 히팅가스공급관(20)에는, 상기 히팅가스의 기포(2)가 다수개의 방출구(10b)에서 방출되도록 1개의 관을 여러개로 분산시킨 형태의 다기관(Manifold)(40)이 연결되는 것이 가능하다.

한편, 상기 수조(10)가 이러한 히팅가스를 지속적으로 공급받기 위하여 다양한 형태의 연소실이 설치될 수 있는 데 이러한 연소실은 상기 수조(10)의 내부 또는 외부에 설치되는 것이 모두 가능하고, 상기 연소실의 연소형태도 기체 등의 연료를 간헐적으로 폭발시키는 방식이나 액체, 고체 등의 연료를 연속적으로 연소시키는 방식이 모두 적용될 수 있다.

이러한 상기 연소실의 일례로서 수조의 외부에 기체연료를 폭발시키는 연소실이 설치된 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 도3에 도시하였다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러의 히팅가스공급관(20)에는, 상기 수조(10)의 외부에 위치하고, 가스연료 및 공기를 각각 공급받아 이를 착화시킴으로써 고온의 히팅가스를 발생시키는 연소실(60)이 연결된다.

여기서, 상기 연소실(60)은 일측에 공기관(62)과 연료관(64)이 연결되어 공기와 가스연료를 각각 공급받고, 타측에 히팅가스공급관(20)이 연결되며, 상기 공기관(62), 연료관(64), 히팅가스공급관(20)에는 각각 역류방지밸브(22)가 설치된다.

또한, 상기 연소실(60)에는, 상기 연소실(60) 내부로 유입되어 공기와 혼합된 가스연료를 점화시키기 위하여 단자에서 전기불꽃을 일으키는 점화기(66)가 설치된다.

따라서, 상기 가스연료가 공기와 함께 상기 연소실(60)로 공급되면 상기 점화기(66)의 전기불꽃에 의해 점화되어 폭발됨으로써 고온, 고압의 히팅가스가 발생되고, 이는 역류방지밸브(22)에 의해 일방향으로 유도되어 상기 수조(10)에 공급되는 것이다.

이때, 상기 가스연료는 LNG, LPG 등의 기체형상의 가스연료를 사용하거나 경유, 등유, 휘발유, 코르크스 등의 액체연료 또는 갈탄, 석탄 등의 고체연료를 사용하는 것도 가능하다. 즉, 이러한 액체연료 및 고체연료를 사용하는 경우에는 전기착화를 위한 점화기가 불필요하고, 최초 연료가 인위적으로 발화되면 연료의 지속적인 공급에 따라서 계속적으로 발화기 이루어지는 것이다.

여기서, 상기 연료의 불완전연소로 인한 그을음, 분진 등이 상기 수조(10) 내부의 물을 통과하면서 상기 물(1)에 흡착되어 제거된다.

또한, 상기 가스연료와 함께 상기 연소실(60)에 공급되는 공기는 공기의 압력차를 유발시키는 송풍기(80)에 의해 상기 연소실(60) 내부로 고압의 공기를 공급하도록 한다. 이는, 상기 연소실(60)에서 가스연료의 완전연소를 가능하게 하여 연소효율을 향상시키기 위함이다.

여기서, 상기 송풍기(80)는 볼텍스 블로워(Vortex Blower)(허용송풍압력; 1100 내지 2000 mm AQ) 등 제품화된 다양한 형태의 송풍기(80)가 사용될 수 있고, 상기 송풍기(80)에서 조절되는 공기의 압력은 상기 연소실(60)의 형상, 가스연료의 종류 및 량, 요구되는 폭발압력 등에 따라 적정수준의 압력이 유지되도록 최적화될 수 있다.

이러한 상기 연소실(60)에 대한 기술은 해당분야에 종사하는 당업자에 있어서, 이미 공지된 기술로서, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서의 수정 및 변경이 용이한 것이다.

한편, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 기포분산판(30)은, 상기 히팅가스공급관(20)에 의해 수중에 방출된 상기 기포(2)의 표면적을 넓게 하기 위하여 상기 히팅가스공급관(20)과 수면사이에 설치되고, 판형상의 몸체(32)에, 다수개의 미세한 통로역할을 하는 직경이 대략 2 mm 내외의 천공구(32a)가 형성되어 상기 천공구(32a)를 통과하는 상기 기포(2)를 직경이 작은 미세기포(3)로 분산시키는 역할을 한다.

또한, 이러한 기포분산판(30)의 다른 실시예로서, 도6에 도시된 바와 같이, 프레임(52)에 다공성막(54)이 형성되어 있는 형태의 기포분산판(50)도 가능하다.

즉, 다공성막(54)이란 상기 기포(2)를 다수개의 미세기포(3)로 분산시킬 수 있는 미세한 공기통로가 형성되는 것으로서, 각종의 금속 스폰지나, 철망, 메쉬(Mesh)망, 철사뭉치, 각종 직물, 부직포, 고어텍스(Gore Tex) 등이 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러의 작동관계를 설명하면, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는, 도1에 도시된 바와 같이, 상기 수조(10)의 저면에 형성된 방출구(10a)를 통하여 상기 히팅가스공급관(20)으로부터 이송된 고온, 고압의 히팅가스가 공급되면 상기 히팅가스는 기포(2)의 형태로 상기 수조(10) 내부에 수용된 물(1)을 통과하면서 상기 물(1)과 직접접촉하여 상기 히팅가스의 열에너지를 상기 물(1)에 직접 전달한다.

이렇게 열에너지를 전달받아 순간적으로 비등점에 도달된 물(1)은 수증기로 변환되고, 변환된 수증기는 상기 히팅가스와 함께 상승하여 상기 수증기배출관(12)을 통해 보일러의 외부로 배출된다.

여기서, 비등점에 도달되지 않은 나머지 물은 상기 물배출관(16)을 통해 배출되어 난방용으로 사용되거나 폐기될 수 있다.

이때, 상기 물(1)이 상기 히팅가스에 포함된 각종의 불순물이나 분진 등을 흡착함으로써 상기 수증기배출관(12)으로 배출되는 상기 수증기 및 히팅가스를 청정하게 하는 역할을 한다.

또한, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 히팅가스를 상기 수조(10) 내에 공급하기 위하여 상기 수조(10) 외부에 연소실(60)을 설치하는 경우, 상기 송풍기(80)에 의해 고압상태로 된 공기가 상기 공기관(62)을 통해 상기 연소실(60) 내부로 유입되고, 발화성이 강한 가스연료가 상기 연소실(60) 내부로 유입되면 상기 점화기(66)에 의해 상기 공기와 가스연료의 혼합가스가 폭발하게 되어 고온, 고압의 히팅가스가 발생된다.

이때, 상기 히팅가스는, 상기 공기관(62)과 연료관(64)에 각각 역류방지밸브(22)가 설치되어 있으므로 상기 히팅가스공급관(20)으로 유도되어 상기 수조(10)에 공급되는 것이다. 또한, 상기 수조(10) 내부의 물(1)은 상기 히팅가스공급관(20)에 설치된 역류방지밸브(22)에 의해 상기 연소실(60) 내부로 유입되는 것이 차단된다.

한편, 도4는 연소실이 수조의 내부에 위치하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러를 나타낸 것으로서, 공기관(72)과 가스관(74)으로부터 공기 및 가스연료를 공급받아 이를 폭발시키는 연소실(70)이, 도3에서 도시된 바와 같이 상기 수조(10)의 외부에 설치되는 것이 아니라 상기 수조(10)의 내부에 설치되는 것이다.

즉, 상기 연소실(70)은 하측에 상기 수조의 외부로 통하는 공기관(72)과 연료관(74)이 연결되어 공기와 가스연료를 각각 공급받고, 상측에 히팅가스공급관(78)이 연결되며, 상기 공기관(72), 연료관(74), 히팅가스공급관(78)에는 각각 역류방지밸브(77)가 설치되고, 상기 연소실(70)에는, 상기 연소실(70) 내부로 유입되어 공기와 혼합된 가스연료를 점화시키기 위하여 단자에서 단발적으로 전기불꽃을 일으키는 점화기(76)가 설치되는 것이다.

따라서, 도4에 도시된 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러의 동작관계를 살펴보면, 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는 도3에 도시된 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러와는 달리 연소실(70)이 상기 수조(10)의 외부가 아닌 내부에 설치되는 것으로서, 기존의 연소실(70)의 동작과 동일하게, 공기가 상기 공기관(72)을 통해 상기 연소실(70) 내부로 유입되고, 가스연료가 상기 연소실(70) 내부로 유입되면 상기 점화기(76)에 의해 상기 공기와 가스연료의 혼합가스가 폭발하게 되어 고온, 고압의 히팅가스가 발생되는 것이다.

따라서, 이때 발생된 상기 히팅가스는, 상기 공기관(72)과 연료관(74)에 각각 설치된 역류방지밸브(77)에 의해 상기 히팅가스공급관(78)으로 유도되어 상기 수조(10)에 공급되는 동시에, 상기 수조(10) 내부의 물(1)은 상기 히팅가스공급관(78)에 설치된 역류방지밸브(77)에 의해 상기 연소실(70) 내부로 유입되는 것이 차단된다.

이와같이, 상기 연소실(70)이 상기 수조(10) 내부의 수중에 위치하여 상기 연소실(70)에서 발생하는 열에너지가 상기 수조(10)의 외부로 발산되어 낭비되는 것을 방지하고, 상기 열에너지가 상기 물(1)로 전달되어 보일러의 열효율을 향상시킬 수 있고, 상기 연소실(70)에서 발생하는 폭발음 또는 진동이 외부로 전달되는 것을 상기 연소실(70)을 둘러싸고 있는 물(1)로 인해 차단할 수 있으며, 상기 연소실(70)이 상기 물(1)에 의해 수냉식으로 냉각되기 때문에 냉각이 원활하여 상기 연소실(70)로 흡입되는 공기의 충진률이 향상됨으로써 도3의 송풍기가 불필요해 지는 이점이 있다.

단, 폭발의 주기를 단축시켜서 고압의 히팅가스를 얻고자 할 때는 상기 공기관(72)에 별도의 송풍기를 설치하여 상기 연소실(70)에 공기를 과급해주는 구성도 가능하다.

그러므로, 이러한 본 발명의 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러는 중간매개체가 없는 직접가열방식이므로 중간매개체의 온도를 높이는 데 낭비되는 열손실이 없고, 상기 수조(10)를 단열재질로 재작하는 것이 가능하여 열에너지가 보일러의 외부로 방출되는 것을 방지함으로써 보일러의 열효율을 향상시키는 것이다.

또한, 상기 물의 전체 온도를 상승시키기 위하여 상기 수조(10) 내부에 수용된 물(1)의 대류현상만을 이용하는 것이 아니라 떠오르는 기포의 부력을 이용하여 상기 물(1)을 골고루 섞어주기 때문에 가열속도가 빠르고, 열효율을 극대화할 수 있는 것이다.

또한, 종래와 같이, 열전달면적을 넓히기 위해 수조가 복잡한 형상으로 설계될 필요가 없으므로 상기 수조(10)의 형상이 매우 단순하게 제작될 수 있기 때문에 상기 수조(10)의 제작비가 절감되고, 보일러의 내부 청소가 용이하다.

또한, 상기 수조(10)는, 비교적 저온에서 내열성, 단열성 및 내화학성이 좋은 재질로 제작될 수 있기 때문에 잦은 내부 청소가 불필요하고, 보일러의 수명을 반영구적으로 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러에 의하면, 물의 가열속도가 빠르고, 보일러의 열효율을 향상시키며, 보일러의 내부 청소를 용이하게 하고, 보일러의 수명을 증가시키게 하는 효과를 갖는 것이다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 소정량의 물이 수용되는 수조;

   상기 수조 내에 수용된 물의 온도를 상승시켜서 고압의 수증기를 발생시키도록 공기와 연료를 공급받아 연소된 고온의 히팅가스를 히팅가스공급관을 통해 기포의 형태로 상기 수조에 수용된 물의 수중에 방출하는 연소실; 및

   상기 히팅가스공급관에 의해 수중에 방출된 상기 기포의 표면적을 넓게 하기 위하여 상기 히팅가스공급관과 수면사이에 설치되고, 다수개의 미세한 통로가 형성되어 상기 통로를 통과하는 상기 기포를 미세기포로 분산시키는 기포분산판;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수조는, 천정면에 상기 히팅가스 및 수증기가 배출되는 수증기배출관이 형성되고, 일측면에 상기 수조로 상기 물이 공급되도록 물공급관이 형성되며, 타측면에 물이 배출되는 물배출관이 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 연소실은 상기 수조의 외부에 위치하는 것을 특징으로 하는 상기 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 연소실은 상기 수조의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 상기 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 연소실은, 연료관을 통해 가스연료를 공급받고, 공기관을 통해 송풍기에 의해 압축된 공기를 공급받아 점화기로 이를 점화시킴으로써 고온, 고압의 히팅가스를 발생시키는 것을 특징으로 하는 상기 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 연소실의 히팅가스공급관은, 상기 연소실 내부로 물이 침입하는 것을 방지하도록 역류방지밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 히팅가스 기포에 의한 열교환식 보일러.