KR100388637B1 - 가스와 액체연료를 함께 사용할 수 있는 하이브리드타입의보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스를 먼저 연소시켜 연소실을 가열하고, 상기 연소실에 의해 액체연료를 열 분해시켜 빠른 기화를 유도한 다음, 상기 기화된 액체연료와 가스가 충분한 공기를 공급받으면서 보일러 본체 내에서의 상당시간 잔류될 수 있도록 함으로써 액체연료가 거의 완전 연소된 상태에서 배기가 이루어질 수 있도록 함으로써 환경 친화적이면서 연소 효율이 좋고, 비교적 저렴한 액체연료와 가스를 동시에 사용할 수 있는 하이브리드(Hybrid)방식의 매우 경제적인 보일러를 제공할 수 있는 것이다.

Description

가스와 액체연료를 함께 사용할 수 있는 하이브리드타입의 보일러{A boiler of hybrid type using gas and liquid fuel}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 특히 가스와 액체연료를 함께 사용할 수 있는 하이브리드타입의 보일러에 관한 것이다.

종래의 보일러는 등유와 같은 액체연료 및 나무와 무연탄과 같은 고체연료, 천연가스와 같은 기체연료를 사용하여 실내의 난방 및 온수를 얻고 있다.

따라서 액체연료를 사용하는 보일러의 경우는 액체연료를 노즐에 의해 순간적이고 강한 압력에 의해 미세한 입자로 분사한 다음 이를 연소시키는 방식을 사용하므로, 공기와의 혼합이 불충분한 상태로 연소되어지며, 또한 연소된 가스는 곧바로 배기구를 통해 배출되어지므로 완전연소가 곤란한 폐단을 갖는 것이다.

이처럼 액체연료만의 분사에 의한 연소는 많은 불연물질이나 유해가스를 발생하게 되므로 대기환경을 오염시키는 요인이 되고 있는 실정이다. 특히 버너의 작동 초기와 버너의 작동 종료 시에 많은 오염물질이 발생하는 폐단을 갖는다.

반면 가스의 경우는 신속하게 온수 또는 난방수를 얻을 수 있으며, 사용이 편리하고, 거의 완전연소가 이루어지므로 오염물질의 배출이 적어 환경 적인 측면에서는 양호하지만 비교적 고가연료인 가스만을 사용하는 것이어서 연료소비에 따른 비용부담이 커 경제적인 측면에서는 효율이 매우 낮은 폐단을 갖는 것이다.

따라서 가스보다 저렴한 액체연료를 사용하면서도 완전연소를 유도하여 대기오염을 줄일 수 있고, 연료비용부담을 줄일 수 있는 경제적인 보일러가 매우 절실한 시점이라 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기존 보일러가 갖는 폐단을 해결하기 위해 안출된 것으로, 환경 친화적이면서 연소 효율이 좋고, 비교적 저렴한 액체연료와 가스를 동시에 사용할 수 있는 하이브리드(Hybrid)방식의 보일러를 제공하고자 하는 것이다.

이를 위해 가스를 먼저 연소시켜 연소실을 가열하고, 상기 연소실에 의해 액체연료를 열 분해시켜 빠른 기화를 유도한 다음, 상기 기화된 액체연료와 가스가 충분한 공기를 공급받으면서 보일러 본체 내에서의 상당시간 잔류될 수 있도록 함으로써 액체연료가 거의 완전 연소된 상태에서 배기가 이루어질 수 있도록 함으로써 경제적이면서도 오염물질의 발생량을 최소화할 수 있고, 연소효율은 극대화할 수 있는 매우 경제적인 보일러를 제공할 수 있는 것이다.

도 1 - 본 발명의 분리사시도.

도 2 - 본 발명의 결합된 상태의 사시도.

도 3 - 본 발명의 종단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 본 발명 보일러(이하 보일러라 한다)

10: 본체 20: 온수관

30: 점화부 31: 가스 유입관

32: 공기유입관 33: 전원부

34: 전선 35: 점화플러그

36: 가스 분사구 37: 공기분사공

40: 기화부 41: 연소실

42: 와류형성판 43: 액체연료유입관

44: 기화된 연료분사구 50: 가열구

50a: 통기공

본 발명을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 보이기 위한 분리사시도를 도시한것으로, 본 발명 보일러(1)는 크게 온수관(20)을 내장하는 본체(10)와, 상기 본체(10)에 내삽되어 공기와 가스를 연소시키기 위한 점화부(30)와, 상기 점화부(30)에 의해 가열되어 액체 연료를 기화시키기 위한 기화부(40)와, 상기 기화부(40)에서 기화되어 연소되는 액체 연료와 가스를 재연소시키기 위한 가열부(50)로 구성되어진다.

상기 본체(10)에 내장되는 온수관(20)은 나선형으로 감겨 원통형상을 이루며 온수유입 및 배출을 위한 파이프의 양끝단은 본체(10)의 외부로 노출되어진다.

상기 점화부(30)는 가스 유입관(31)과 공기유입관(32), 점화수단으로 형성되어 있으며, 상기 가스 유입관(31)과 공기유입관(32)의 끝부분만 노출되는 상태로 공기유입관(32)를 관통하여 본체(10)의 내부에 설치되어진다.

상기 가스 유입관(31)은 공기유입관(32)의 안쪽에 내삽(內揷)된 형태로 형성되어지되 상기 공기유입관(32)의 끝단에는 원통체(32a)가 형성되어 중앙에는 가스 분사구(36)가 형성되고, 상기 원통체(32a)의 안쪽으로는 다수개의 공기분사구(37)가 천공된 구성을 갖는다. 상기 공기유입관(32)를 통해 유입되는 공기의 양을 조절하므로 써 연료의 연소정도를 조절할 수도 있다.

상기 공기유입관(32)의 끝단부 내측으로는 점화플러그(35)가 형성되며, 상기 점화플러그(35)는 전선(34)에 의해 본체(10) 외부에 형성된 전원부(33)와 연결된다.

상기 점화부(30)의 전방에는 일정거리 유격되어 설치된 기화부(40)가 형성되어 있으며, 상기 기화부(40)는 점화부(30)에 의해 점화된 상태로 분출된 가스와 액체연료 유입관(43)으로 부터 유입되어 기화된 액체 연료가 연소되면서 화염(火焰)을 형성하게 되는 연소실(41)과, 상기 연소실(41)을 이루는 원통체(41a)에 나선형으로 감겨 내장되는 액체연료 유입관(43)과, 연소실(41)과 연통(連通)되어 기화(氣化)된 액체 연료가 배출되는 기화된 연료분사구(44)와, 상기 원통체(41a)의 측면에 형성되는 와류형성판(42)으로 이루어진다.

상기 기화부(40)의 후방에는 상기 기화부(40)를 지지하고, 가스와 액체 연료의 배출속도를 늦춰 완전연소를 유도하기 위한 다수개의 통기공(50a)을 구비하는 가열부(50)가 형성된다.

즉 상기 가열부(50)는 화염에 의해 가열된 상태로 본체(10)의 내부를 밀폐하는 구조를 가지며, 다만 배기가스의 배출을 위해서 다수개의 통기공(50a)이 형성된 구조를 갖는 것이다.

따라서 상기 가열부(50)는 미연소된 가스와 액체 연료의 배출을 지연시켜 좀더 오랜 시간동안 본체(10) 내에 잔류하도록 함으로써 완전연소를 유도할 수 있는 것이다.

이처럼 본 발명 작용효과는 다음과 같다. 먼저 가스를 공기가 함께 점화부(30)을 통해 분사하여 점화플러그(35)에 의해 점화되도록 하여 화염을 형성하게 된다.

상기 화염은 연소실(41) 내부로 분사되면서 원통체(41a)를 가열시키게 되고, 상기 원통체(41a)에 내장된 액체연료 유입관(43)을 통해 유입되는 액체 연료는 가열된 연소실(41)을 통과하면서 기화된 상태로 연료분사구(44)를 통해 분사되어진다.

따라서 상기 기화된 액체 연료는 가스와 함께 다시 연소되어지고, 이때 미연소된 액체 연료와 가스는 와류형성판(42)를 통과하면서 혼합이 유도되어 다시 한번 가열부(50)에서 연소되어지는 것이다.다시 말하면, 도 3은 원통체(41a)의 형상을 단면으로 도시한 것으로 원통체(41a)는 원통형이며 하부는 밀폐되고 상부는 개구된 구조로 되어 있으며, 상기 원통체(41a)의 측면벽 내부에는 나선형으로 액체연료 유입관(43)이 내장되어 있으며, 상기 원통체(41a)의 내주면 하부에는 액체연료 유입관(43)으로부터 안내된 액체연료가 배출되는 연료분사구(44)가 형성되어 있다.한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 원통체(41a)의 외주면에는 나선형으로 부착구비된 와류형성판(42)이 구비되어 있다.따라서, 연료분사구(44)를 통해 배출되는 기화된 액체연료는 원통체(41a)의 내부 즉, 연소실(41)에서 연소되어지며, 기화된 액체연료의 연소후 발생되는 배기가스와, 미연소된 액체연료는 상기 원통체(41a)의 개구된 상부로 이동되어 원통체(41a)의 외부로 배출되어지게 되고, 상기 원통체(41a) 외부로 배출된 배기가스와 미연소된 액체연료는 원통체(41a)의 외부에 나선형으로 형성된 와류형성판(42)을 지나면서 와류를 형성하며 자연스럽게 혼합되어지게 되고, 가열부(50)에서 재연소되어진다.

따라서 보일러(1) 본체(10) 내부가 고온을 유지하면서 액체연료와 가스를 함께 충분한 잔류시간을 가지면서 거의 완전 연소된 상태에서 배출하게 되므로 최대한 오염물질을 제거할 수 있게 되는 것이다.

또한 이와 같이 고온을 유지하는 본체(10) 내부에 온수관(20)을 내장하므로 순간 적인 온수발생을 가능하게 하는 것이다.

상기 보일러의 재질은 부식방지를 위해 스테인레스스틸(SUS 304)로 제작하는 것이 바람직하고, 기화부(40)의 연소실(41)은 컵모양의 통체(41a)형상으로 제조하여 점화부(30)에서 분사되는 화염을 막아 미연소된 연료의 유출을 최대한 방지하도록 구성하였다.

이처럼 본 발명은 액체 연료와 가스를 오염물질없이 완벽하게 소각할 수 있도록 함으로써 오염방지에 기여할 수 있으며, 구조가 간단하고 컴펙트한 구조를 갖는 소형보일러의 제작도 가능하게 되는 것이다.

특히 액체연료를 기화시키고 본체 내에 상당시간 잔류되면서 필요한 공기를충분히 공급받을 수 있도록 함으로써 완전연소를 유도하여 액체 연료의 처리효율을 높일 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (2)

1. 가스와 액체연료를 연소하여 온수를 얻기 위한 하이브리드타입의 보일러에 있어서 원통형의 본체(10)와, 상기 본체(10)에 내장되며 파이프의 양끝단은 본체(10)의 외부로 노출되도록 형성되는 온수관(20)과, 다수개의 공기분사구(37)을 구비하는 원통체(32a)가 형성된 공기유입관(32)과 상기 공기유입관(32)의 중앙에 형성된 가스분사구(36)와 점화수단으로 구성되는 점화부(30)와, 상기 점화부(30)에 의해 가열되어 액체연료를 기화시키기 위한 기화부(40)와, 상기 기화부(40)에서 기화되어 연소되는 액체 연료와 가스를 재연소시키기 위한 다수개의 통기공(50a)을 구비하는 가열부(50)로 구성되어짐을 특징으로 하는 가스와 액체연료를 함께 사용할 수 있는 하이브리드타입의 보일러.
2. 제 1항에 있어서 상기 기화부(40)는 연소된 가스를 차단하여 화염을 형성하기 위한 원통체(41a)형상의 연소실(41)과, 상기 원통체(41a)에 나선형으로 감겨 내장되는 액체연료 유입관(43)과, 연소실(41)과 연통되어 기화된 액체연료가 배출될 수 있도록 하는 기화된 연료분사구(44)와, 상기 원통체(41a)의 측면에 형성되는 와류형성판(42)으로 구성되어짐을 특징으로 하는 가스와 액체연료를 함께 사용할 수 있는 하이브리드타입의 보일러.