KR100486145B1 - 수직형 복합보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 좁은 면적에 설치 가능한 수직형 복합보일러에 있어서, 구조가 간단하여 제작이 간편하며 필요에 따라 급탕용 온수(이하에서는 '급탕수'라 함) 및 난방용 온수(이하에서는 '난방수'라 함)를 생산할 수 있으며, 기름 또는 심야 전력 및 땔감을 이용하여 급탕수 및 난방수를 생산할 수 있게 구성한 수직형 복합보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수의 에너지원을 이용하여 물을 가열하는 복합보일러에 있어서, 내부로 공급된 연료를 연소시켜 열을 발생하는 수직형 연소실(110)과, 연소실(110)의 내부로 땔감을 장입하도록 연소실(110)과 연통된 장입통(130)과, 연소실(110)을 감싸면서 연소실(110)의 외측에 밀폐공간을 형성하는 하우징(140)과, 연소실(110)의 상단에 연통되며 하우징(140)을 관통해 하우징(140)의 외측으로 연장된 굴뚝(120)과, 연소실(110) 내부에 위치하며 공급되는 연료를 연소하는 버너(190)와, 하우징(140)에 체결되어 하우징(140)의 내부로 연장된 한 개 이상의 전기히터(198) 및, 급수관(161, 171) 및 배수관(163, 173)이 체결되어 하우징(140) 내부로 물을 급수 및 배수할 수 있도록 하우징(140)의 외측면에 형성된 복수 개의 커플러(151, 152, 153, 154)를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 수직형 복합보일러는 연소실이 수직하게 위치함에 따라, 복합보일러를 좁은 설치면적에 설치 가능하다. 또한 구성요소가 간단하면서 급탕수 및 난방수를 생산할 수 있어 생산이 간편하다. 그리고 2종류의 온수를 생산함으로써, 사용용도가 넓고 사용에 편리함을 제공한다.
또한, 난방수가 대류하여 균일한 온도분포를 갖는다는 장점이 있으며, 수직형 연소실을 구비하고 있어 연소가스가 회오리 형태로 압력차에 의해 배기된다. 따라서 배기 및 연소공기의 공급이 자연상태로 이루어짐에 따라 강제로 가스를 배기하거나 또는 연소공기를 공급하는 설비가 필요치 않다.
또한, 본 발명의 수직형 복합보일러는 땔감으로서, 장작 외에도 폐유를 사용할 수 있으며, 땔감, 기름 및 전력 중에서 가장 효율적인 에너지원으로 난방수 및 급탕수를 생산할 수 있다.

Description

수직형 복합보일러{A Vertical Type of Complex Boiler}
본 발명은 좁은 면적에 설치 가능한 수직형 복합보일러로서, 특히 구조가 간단하여 제작이 간편하며 필요에 따라 급탕용 온수(이하에서는 '급탕수'라 함) 및 난방용 온수(이하에서는 '난방수'라 함)를 생산할 수 있으며, 기름 또는 심야 전력 및 땔감을 이용하여 급탕수 및 난방수를 생산할 수 있게 구성한 것이다.
난방을 목적으로 개발된 보일러는 그 에너지원에 따라 다양하게 구분된다. 대표적인 보일러로서, 기름보일러, 심야전력을 이용한 축열식 보일러 그리고 화목보일러가 있다.
화목보일러는 주로 장작을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로서, 구조가 간단하며 저렴한 에너지원을 이용한다는 장점과 함께, 열효율이 낮으며, 지속적으로 땔감을 공급하여야 하고, 연소상태를 수시로 확인하여야 한다는 단점이 있다.
또한 기름보일러는 열효율이 우수하며, 오일분사량을 제어함으로써 연소상태를 일정하게 유지할 수 있어 보일러의 유지 및 관리가 편리하다는 장점을 갖고 있으나, 사용되는 연료가 고가라는 단점이 있다.
한편, 축열식 보일러는 심야의 잉여전력을 이용하여 물을 가열시켜 난방하는 것으로서, 난방비가 저렴한 반면에, 장비가 복잡하다는 단점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 화목보일러, 기름보일러, 축열식 보일러를 결합한 것으로서, 구조가 간단하고, 가장 효율적인 연료를 선택하여 사용할 수 있어 경제적인 수직형 복합보일러를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 복수의 에너지원을 이용하여 물을 가열하는 복합보일러에 있어서, 내부로 공급된 연료를 연소시켜 열을 발생하는 수직형 연소실과, 상기 연소실의 내부로 땔감을 장입하도록 상기 연소실과 연통된 장입통과, 상기 연소실을 감싸면서 상기 연소실의 외측에 밀폐공간을 형성하는 하우징과, 상기 연소실의 상단에 연통되며 상기 하우징을 관통해 상기 하우징의 외측으로 연장된 굴뚝과, 상기 연소실 내부에 위치하며 공급되는 연료를 연소하는 버너와, 상기 하우징에 체결되어 상기 하우징의 내부로 연장된 한 개 이상의 전기히터 및, 급수관 및 배수관이 체결되어 상기 하우징 내부로 물을 급수 및 배수할 수 있도록 상기 하우징의 외측면에 형성된 복수 개의 커플러를 포함하여 구성된 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 연소실의 둘레와 상기 전기히터의 둘레를 감싸며 양단은 상기 하우징의 외측면에 형성된 커플러에 각각 연결된 배관을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 연소실의 내부 상단 쪽에는 상기 연소실의 측벽을 관통해 연결된 가열관이 하나 이상 형성된다.
또한, 본 발명의 상기 가열관은 상기 연소실의 직경보다 길어 상기 연소실 내부에 비스듬하게 위치한다.
또한, 본 발명의 상기 전기히터의 후단에는 소켓이 장착되며, 상기 전기히터가 어느 한 커플러에 삽입된 상태에서 상기 소켓이 상기 커플러에 체결되어 고정된다.
또한, 본 발명의 상기 장입통의 입구에는 여닫이식 개폐문이 설치되고, 상기 개폐문에는 관통공이 형성되며, 상기 개폐문에는 공기조절판이 회전 가능하게 장착되고, 상기 공기조절판에는 상기 개폐문의 관통공과 대응하는 관통공이 형성된다.
또한, 본 발명의 상기 굴뚝, 상기 연소실, 상기 장입통, 상기 하우징 및 상기 가열관의 재질은 스테인레스 강이다.
또한, 본 발명의 상기 배관은 동관이다.
또한, 본 발명의 상기 연소실은 350±5mm의 직경에 830±5mm의 높이를 갖는 원통형이고, 상기 굴뚝은 100±5mm의 직경에 770±5mm의 높이를 갖는 원통형이며, 장입통은 350±5mm의 가로와 450±5mm의 세로 및 780±5mm의 깊이를 갖는 덕트 구조이다.
또한, 본 발명의 상기 연소실은 600±5mm의 직경에 1,220±5mm의 높이를 갖는 원통형이고, 상기 굴뚝은 250±5mm의 직경에 780±5mm의 높이를 갖는 원통형이며, 상기 장입통은 600±5mm의 가로와 650±5mm의 세로 및 1,200±5mm의 깊이를 갖는 덕트 구조이다.
또한, 본 발명의 상기 버너에는 상기 연소실과 상기 하우징을 관통한 연료공급라인과 공기공급라인이 연결되며, 상기 연료공급라인은 연료저장탱크에 연결되고, 상기 공기공급라인은 송풍기에 연결된다.
아래에서, 본 발명에 따른 수직형 복합보일러의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직형 복합보일러를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수직형 복합보일러의 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 1에 도시된 수직형 복합보일러의 하우징을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 하우징을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 하우징을 나타낸 측면도이며, 도 6은 도 1에 도시된 하우징을 나타낸 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 수직형 복합보일러(100)는 크게, 내부에 위치한 땔감과 버너(190)가 연소하는 수직형 연소실(110)과, 상기 연소실(110)의 외측에 난방수가 채워지도록 상기 연소실(110)을 감싸는 하우징(140)과, 상기 하우징(140)을 관통해 하우징(140)의 내부에 위치하는 전기히터(198)들과, 상기 연소실(110)에 위치한 버너(190)에 기름과 연소공기를 공급하기 위한 연료탱크(192) 및 송풍기(194), 그리고 상기 전기히터(198)의 외측과 상기 연소실(110)의 외측을 감싸며 양단이 하우징(140)의 외측으로 연장된 급탕관(160)으로 구분된다.
아래에서는 이와 같이 구성된 수직형 복합보일러에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(140)의 내부에는 연소실(110)이 위치한다.
상기 연소실(110)은 수직형으로서, 상단과 하단이 폐쇄된 원통형 구조를 갖고 있으며, 굴뚝(120)이 연소실(110)의 상단에 연통되고, 수평형 장입통(130)이 연소실(110)의 하단 측부에 연통된다. 그리고 연소실(110) 내부의 상단 쪽에는 다수 개의 가열관(111)이 위치하는데, 가열관(111)의 양단은 연소실(110) 외측벽을 관통하여 연소실(110)의 외측으로 노출된다. 이와 같이 가열관(111)의 양단이 연소실(110)의 외측벽으로 노출됨으로써, 연소실(110)의 외측에 채워진 난방수(1)를 가열관(111)을 따라 유동한다. 차후에 설명하겠지만, 이런 가열관(111)을 따라 유동하는 난방수(1)는 연소실(110)에서 발생한 열을 직접적으로 받게 되어 급속 가열되면서 난방수(1)의 대류를 일으킨다.
한편, 수평형 장입통(130)은 사각통의 구조로서, 장입통(130)의 입구가 화구(131)이며, 화구(131)에는 개폐문(135)이 힌지결합되어 여닫이식으로 설치된다. 따라서 개폐문(135)을 열고 장입통(130)을 통해 연소실(110)로 땔감을 장입함으로써, 장입통(130) 및 연소실(110)에서 땔감이 연소한다. 한편 개폐문(135)에는 다수 개의 관통공(135h)이 방사형으로 형성되고, 개폐문(135)에 형성된 관통공(135h)과 대응하여 회전식 공기조절판(137)이 회전 가능하게 장착되며, 회전식 공기조절판(137)에 형성된 관통공(137h)은 개폐문(135)의 관통공(135h)과 대응한다.
따라서 공기조절판(137)이 회전하면서, 개폐문(135)의 관통공(135h)을 개방하거나 개폐문(135)의 관통공(135h)을 폐쇄한다. 이와 같이 개폐문(135)의 관통공(135h)이 개방되거나 폐쇄되면서, 연소실(110)로 유입되는 연소공기량을 조절한다. 일반적으로 연소실(110)의 내부 압력은 대기압 보다 상대적으로 낮다. 그 이유는 연소실(110) 내부의 온도가 외부의 온도보다 높기 때문에, 연소실(110) 내부의 공기밀도가 낮아 압력이 낮다. 따라서 연소공기는 이와 같은 압력차에 의해 공기조절판(137)의 관통공(137h)과 개폐문(135)의 관통공(135h)을 통해 자연스럽게 연소실(110)의 내부로 유입된다. 또한 도 2에 보이듯이, 장입통(130)의 외측면에 보강대(133)가 고정되어, 장입통(130)이 열변형되는 것을 막는다.
한편, 하우징(140)은 수직형 연소실(110)과 수평형 장입통(130)의 외측을 감싸는데, 장입통(130)의 화구(131)만이 하우징(140)의 외측으로 노출되며, 하우징(140)의 내부에 난방수(1)가 채워진다.
보다 구체적으로, 하우징(140)은 일체로 구성된 연소실(110)과 장입통(130)의 닮은꼴로서, 연소실(110)에 대응하는 하우징(140)의 수직통(141)은 상하단이 폐쇄된 실린더 구조이며, 굴뚝(120)이 수직통(141)의 상단을 관통해 위치하고, 수직통(141) 내에 연소실(110)이 위치한다. 그리고 수직통(141)의 하단 측부에 수평통(143)이 연통되는데, 수평통(143)의 내부에는 장입통(130)이 위치한다. 또한 수평통(143)의 입구와 장입통(130)의 입구가 상호 연결되어 화구(131)를 형성한다. 이와 같이 하우징(140)과 그 내부에 위치한 연소실(110)과 장입통(130)에 의해 형성된 밀폐된 공간에 난방수(1)가 채워진다. 그리고 다수 개의 받침대(139)는 연소실(110)과 하우징(140)의 수직통(141) 내측면 사이에, 그리고 장입통(130)과 하우징(140)의 수평통(143) 내측면 사이에 괴여 있어, 난방수(1)가 유동할 수 있게 구성된다.
또한, 하우징(140)의 수직통(141) 상단과 측부, 그리고 수평통(143)의 측부에는 다수 개의 커플러(151 내지 157)가 형성된다. 커플러(151 내지 157)는 중공이 형성된 수나사 구조로서, 하우징(140)의 내부와 연통되게 용접 고정된다. 이와 같은 커플러(151 내지 157)에는 차후에 상세히 설명하겠지만, 급탕수 배관(161, 163), 난방수 배관(171, 173), 안전밸브(183), 온도게이지(181) 및, 전기히터(198)가 장착된다.
한편, 2개의 전기히터(198)가 하우징(140)의 측면에 형성된 커플러(157)에 삽입된 상태로, 커플러(157)에 체결 고정된다. 전기히터(198)는 그 후단에 소켓(199)이 형성되어 전기히터(198)가 커플러(157)에 삽입된 상태에서 상기 소켓(199)이 커플러(157)의 외측에 접하여 회전하면서 나사 체결된다. 이와 같이 커플러(157)에 삽입된 전기히터(198)는 하우징(140) 내부에 위치한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 급탕관(160)에는 3개의 코일부(160a, 160b, 160c)가 형성되는데, 제1 코일부(160a)와 제2 코일부(160b)는 하우징(140)의 내측으로 돌출된 2개의 전기히터(198)를 각각 감싸도록 위치하며, 제3 코일부(160c)는 연소실(110)의 외측면을 감싸 위치한다. 상기 급탕관(160)의 양단은 하우징(140)에 형성된 제1, 제2 급탕관용 커플러(151, 152)에 각각 연결된다. 제1 급탕관용 커플러(151)에는 급탕수 급수관(161)이 연결되고, 제2 급탕관용 커플러(152)에는 급탕수 배수관(163)이 연결된다. 일반적으로 급탕수 급수관(161)은 수도배관에 연결되고, 급탕수 배수관(163)은 욕실 및 주방용 싱크대의 배관으로 연결된다.
하우징(140)에는 제1, 제2 난방수배관용 커플러(153, 154)가 형성된다. 제1 난방수배관용 커플러(153)에는 난방수 급수관(171)이 연결되어 하우징(140) 내부로 난방수(1)를 공급하고, 하우징(140)의 내부에서 가열된 난방수(1)는 제2 난방수배관용 커플러(154)를 통해 난방수 배수관(173)을 통해 배수된다. 여기에서 난방수 급수관(171)과 난방수 배수관(173)은 건축물의 난방용 호스에 연결되어 난방수(1)의 열을 발산하여 난방한다.
이 외에도 하우징(140) 상단에 형성된 커플러(155)에는 온도게이지(181)가 체결되어 난방수(1)의 온도를 측정하며, 다른 커플러(156)에는 안전밸브(183)가 장착되어 하우징(140)의 내부압력 상태를 제어한다.
한편, 연소실(110)의 내부에는 버너(190)가 위치한다. 상기 버너(190)에는 기름과 연소공기가 공급되는데, 연료공급라인(193)과 공기공급라인(195)은 연소실(110)과 하우징(140)을 관통하여 하우징(140)의 외부로 연장된다. 그리고 연료공급라인(193)은 기름이 저장된 연료탱크(192)에 연장되고, 공기공급라인(195)은 송풍기(194)에 연장된다. 이와 같이 연료탱크(192)에 저장된 기름은 연료공급라인(193)을 통해 버너(190)로 공급되고, 송풍기(194)에서 압축된 공기는 공기공급라인(195)을 통해 버너(190)로 공급된다. 버너(190)에서는 공급된 기름을 고압의 공기로 분사하여 미립화하고, 미립화된 액체상태의 기름을 가스로 기화한 후에 연소공기와 함께 버너 헤드(191)를 통해 분사한다. 이와 같이 버너 헤드(191)로 분사된 가스는 착화되어 화염과 함께 열을 발생한다.
따라서 사용자는 연소실(110)에 땔감을 장입하여 연소하거나, 버너(190)를 이용하여 기름을 연소시켜 열을 발생한다. 경우에 따라서는 땔감과 기름을 동시에 연소시켜 열을 발생할 수 있다.
아래에서는 이와 같이 구성된 복합보일러(100)를 이용하여 난방수(1) 또는 급탕수(2)를 생산하는 관계에 대해 설명함에 있어서, 땔감을 이용하여 난방수 및 급탕수를 생산하는 관계에 대해 우선하여 설명한다.
사용자는 개폐문(135)을 개방하고 화구(131)를 통해 땔감을 넣고 불을 집혀 땔감을 연소시킨다. 땔감이 연소하면, 사용자는 개폐문(135)을 닫고, 땔감이 잘 연소할 수 있도록 공기조절판(137)을 회전시켜 개폐문(135)의 관통공(135h)을 개방한다.
이와 같이 연소실(110)과 장입통(130)에서 땔감이 연소하면서, 열을 발생하는데, 이 열은 장입통(130)과 연소실(110)에 전달되어 하우징(140)의 내부에 채워진 난방수(1)를 가열한다. 한편, 연소실(110)과 장입통(130)에서 가열된 연소가스는 밀도가 낮아져 연소실(110)을 따라 상부로 상승하게 되는데, 이때 연소실(110) 내부의 밀도차에 의해 회오리 형태로 회전하면서 상승한다. 연소실(110) 내부의 연소가스가 회전하면서 상승함에 따라 연소가스를 강제 배출하지 않아도 자연스럽게 배출되며, 개폐문(135)의 관통공(135h)을 통해 연소공기가 자연스럽게 연소실(110)로 유입된다. 이와 같이 연소실(110)에서 가열된 연소가스는 상승하면서 연소실(110)의 상단에 위치한 다수 개의 가열관(111)에 열을 전달한 후에 굴뚝(120)을 통해 배출된다. 연소실(110)에 발생한 화염 또한 직접적으로 가열관(111)과 접하면서 화염의 열을 가열관(111)으로 전달한다.
이와 같이 가열관(111)으로 전달된 열은 가열관(111) 내부에 위치한 난방수(1)를 가열한다. 열효율을 보다 높이기 위해서는, 가열관(111)의 길이가 길어야 한다. 따라서 장입통(130)의 내경보다 긴 길이의 가열관(111)이 연소실(110)의 내부에 비스듬하게 기울인 상태로 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 가열관(111)이 비스듬하게 위치함으로써, 하우징(140) 내부에 채워진 난방수(1)의 대류 또한 효과적으로 발생하여 난방수(1)의 열분포를 균일하게 한다.
이와 같이 땔감의 연소에 의해 가열된 난방수(1)는 난방수 배수관(173)을 통해 배수되어 실내를 난방한다.
한편, 사용자가 급탕수(2)를 필요로 할 경우에, 급탕수 급수관(161)으로 급탕수(2)를 공급한다. 그러면 급탕수(2)는 급탕관(160)을 따라 유동하여 급탕수 배수관(163)을 통해 배수되는데, 급탕관(160)을 따라 유동하는 동안에 급탕수(2)는 연소실(110)의 열을 빼앗아 고온이 된다.
즉, 급탕관(160)은 연소실(110) 외측면에 접해 있고, 적은 양의 급탕수(2)가 유동하기 때문에, 연소실(110)에서 전달된 열을 신속하게 흡수할 수 있다. 이와 같이 급속 가열된 급탕수(2)는 급탕수 배수관(163)을 통해 욕실 또는 주방으로 공급된다.
한편, 이와 같이 급탕수(2) 및 난방수(1)의 공급을 위해서, 급탕수 급수관(161) 또는 급탕수 배수관(163), 그리고 난방수 급수관(171) 또는 난방수 배수관(173)에 밸브가 설치되어 유동량을 제어한다. 이런 밸브는 통상의 기술로서, 수직형 복합보일러의 주변장치이다. 따라서 밸브에 관한 상세한 설명은 생략한다.
난방수(1)가 하우징(140) 내부에서 가열되면서 증기를 발생한다. 그 증기압력이 적정압력 이상이 되면, 안전밸브(183)에서 증기를 배출함으로써 안전한 복합보일러(100)의 상태를 유지한다. 또한 사용자는 하우징(140)에 장착된 온도게이지(181)를 통해 난방수(1)의 온도를 측정하고, 땔감을 더 장입하거나 또는 연소상태를 조절하여 적정 난방수(1)의 온도를 맞춘다.
아래에서는 전기히터를 이용하여 난방수 및 급탕수를 생산하는 관계에 대해 설명한다.
심야 전력을 이용하여 전기히터(198)를 발열시킨다. 이와 같이 전기히터(198)가 발열하면서, 하우징(140) 내에 채워진 난방수(1)가 가열된다. 이런 상태에서 사용자가 급탕수를 필요로 할 경우, 급탕수 급수관(161)으로 급탕수(2)를 공급하면 급탕수(2)는 급탕관(160)을 따라 제1 코일부(160a)와 제2 코일부(160b)를 지나가면서, 급속 가열된다. 이와 같이 급속 가열된 급탕수(2)는 급탕수 배수관(163)을 통해 사용자에게 공급된다.
아래에서는 기름을 연소하여 난방수 및 급탕수를 생산하는 관계에 대해 설명한다.
연료탱크(192)의 전자펌프(P)를 가동하여 기름을 연료공급라인(193)을 통해 버너(190)쪽으로 이송한다. 그리고 송풍기(194)를 가동하여 압축된 공기를 공기공급라인(195)을 통해 버너(190)쪽으로 송풍한다. 버너(190)로 유동한 기름은 공기의 압력에 의해 미립화되고, 버너(190) 내에서 기화되어 가스상태로 버너 헤드(191)를 통해 배기된다. 연소실(110) 내로 배기된 가스는 착화되어 연소하면서 화염을 발생한다. 도면에서 착화기는 도면에 도시하지 않았으나, 압전체를 이용한 공지된 일반적인 착화기이다.
이와 같이 버너(190)에서 연료가 연소하면서 발생한 화염 및 열은 앞에서 설명한 땔감이 타면서 발생하는 화염 및 열과 동일한 방식으로 난방수(1)와 급탕수(2)를 생산하게 된다.
따라서, 사용자는 경제적 상태에 따라 가장 효율적인 에너지원으로 난방수 및 급탕수를 생산할 수 있다. 한편 기름을 대신하여 버너에 LPG 또는 LNG가스를 공급하여 가스보일러 형태로 사용할 수도 있다.
한편, 복합보일러(100)의 구성요소 중에서 난방수(1) 및 급탕수(2)와 접하는 구성요소는 부식될 수 있으므로, 스테인레스 강(SUS 304)으로 제작된다. 구체적으로 굴뚝(120), 연소실(110), 장입통(130), 하우징(140)의 수직통(141) 및 수평통(143), 받침대(139), 가열관(111)은 스테인레스 강(SUS 304)으로 제작되고, 급탕관(160)은 급탕수를 급속 가열을 하여야 하기 때문에 열전도성이 좋은 동관인 것이 바람직하다. 이와 같이 물과 접하는 구성요소를 내식성이 우수한 스테인레스 강 또는 동관으로 사용함으로써, 부식에 의해 발생한 산화철이 배관을 막는 것을 방지할 수 있다. 그리고 물과 접하지 않는 개폐문(135)과 공기조절판(137)은 주철강으로 제작된다.
한편, 장입통(130)과 연소실(110) 내부로 땔감 외에 폐유를 공급하여 연소시킬 수도 있다. 이럴 경우에 개폐문(135)에 관통공을 형성하고, 노즐을 상기 관통공에 삽입한 후 노즐을 통해 폐유를 분사하여 연소시킨다.
앞에서 설명한 복합보일러에 있어서, 그 크기에 따라 열효율에 많은 차이를 보인다. 아래에서는 앞에서 설명한 바와 같이 구성된 복합보일러가 가장 우수한 열효율을 얻을 수 있는 복합보일러의 크기에 대해 설명한다.
양호한 열효율을 얻기 위해서, 400ℓ 저수용량을 갖는 복합보일러일 경우에, 연소실(110)은 350±5mm의 직경에 830±5mm의 높이를 갖고, 굴뚝(120)은 100±5mm의 직경에 770±5mm의 높이를 가지며, 장입통(130)은 350±5mm의 가로와 450±5mm의 세로 및 780±5mm의 깊이를 갖는 덕트 구조로 형성된다.
1,500ℓ의 저수용량을 갖는 복합보일러일 경우에, 연소실(110)은 600±5mm의 직경에 1,220±5mm의 높이를 갖고, 굴뚝(120)은 250±5mm의 직경에 780±5mm의 높이를 가지며, 장입통(130)은 600±5mm의 가로와 650±5mm의 세로 및 1,200±5mm의 깊이를 갖는 덕트 구조로 형성된다.
한편, 도면에 도시된 하우징(140)에는 다수 개의 커플러가 형성되어 있다. 이들 커플러 중에서 사용하지 않는 커플러에는 내부에 암나사부가 형성된 소켓을 나사 체결하여 커플러를 폐쇄한다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 수직형 복합보일러는 연소실이 수직하게 위치함에 따라, 좁은 설치면적에 설치 가능하다는 장점이 있다. 또한 구성소가 간단하면서 급탕수 및 난방수를 생산할 수 있어 생산이 간편하다. 그리고 2종류의 온수를 생산함으로써, 사용용도가 넓고 사용에 편리함을 제공한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 수직형 복합보일러는 가열관에 의해 난방수가 대류하면서, 균일한 온도분포를 갖는다는 장점이 있으며, 수직형 연소실을 구비하고 있어 연소가스가 회오리 형태로 압력차에 의해 배기된다. 따라서 배기 및 연소공기의 공급이 자연상태로 이루어짐에 따라 강제로 가스를 배기하거나 또는 연소공기를 공급하는 설비가 필요치 않다는 장점이 있다. 앞에서 연소실, 장입통 및 연통의 칫수를 규정한 복합보일러의 경우에 있어서는, 배기팬 없이도 장입통 및/또는 연소실의 장작이 잘 탄다. 전기히터 및 버너의 작동없이 1회 장작 투입으로, 12 내지 14시간 정도의 연소가 이루어진다. 따라서 열효율을 극대화할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수직형 복합보일러는 땔감으로서, 장작 외에도 폐유를 사용할 수 있으며, 땔감, 기름 및 전력 중에서 가장 효율적인 에너지원으로 난방수 및 급탕수를 생산할 수 있다.
이상에서 본 발명의 수직형 복합보일러에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 수직형 복합보일러를 나타낸 개략도이고,
도 2는 도 1에 도시된 수직형 복합보일러의 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 3은 도 1에 도시된 수직형 복합보일러의 하우징을 나타낸 사시도이고,
도 4는 도 3에 도시된 하우징을 나타낸 평면도이고,
도 5는 도 1에 도시된 하우징을 나타낸 측면도이며,
도 6은 도 1에 도시된 하우징을 나타낸 정면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 난방수 2 : 급탕수
100 : 복합보일러 110 : 연소실
120 : 굴뚝 130 : 장입통
135 : 개폐문 137 : 공기조절판
140 : 하우징 141 : 수직통
143 : 수평통 151 ∼ 157 : 커플러
160 : 급탕관 161, 171 : 급수관
163, 173 : 배수관 181 : 온도게이지
183 : 안전밸브 190 : 버너
198 : 히터

Claims (11)

  1. 복수의 에너지원을 이용하여 물을 가열하는 복합보일러에 있어서,
    내부로 공급된 연료를 연소시켜 열을 발생하는 수직형 연소실과,
    상기 연소실의 내부로 땔감을 장입하도록 상기 연소실과 연통된 장입통과,
    상기 연소실을 감싸면서 상기 연소실의 외측에 밀폐공간을 형성하는 하우징과,
    상기 연소실의 상단에 연통되며 상기 하우징을 관통해 상기 하우징의 외측으로 연장된 굴뚝과,
    상기 연소실 내부에 위치하며 공급되는 연료를 연소하는 버너와,
    상기 하우징에 체결되어 상기 하우징의 내부로 연장된 한 개 이상의 전기히터 및,
    급수관 및 배수관이 체결되어 상기 하우징 내부로 물을 급수 및 배수할 수 있도록 상기 하우징의 외측면에 형성된 복수 개의 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직형 보일러는 상기 연소실의 둘레와 상기 전기히터의 둘레를 감싸며 양단은 상기 하우징의 외측면에 형성된 커플러에 각각 연결된 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연소실의 내부 상단 쪽에는 상기 연소실의 측벽을 관통해 연결된 가열관이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가열관은 상기 연소실의 직경보다 길어 상기 연소실 내부에 비스듬하게 위치하는 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전기히터의 후단에는 소켓이 장착되며, 상기 전기히터가 어느 한 커플러에 삽입된 상태에서 상기 소켓이 상기 커플러에 체결되어 고정된 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 장입통의 입구에는 여닫이식 개폐문이 설치되고, 상기 개폐문에는 관통공이 형성되며, 상기 개폐문에는 공기조절판이 회전 가능하게 장착되고, 상기 공기조절판에는 상기 개폐문의 관통공과 대응하는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 굴뚝, 상기 연소실, 상기 장입통, 상기 하우징 및 상기 가열관의 재질은 스테인레스 강인 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 배관은 동관인 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연소실은 350±5mm의 직경에 830±5mm의 높이를 갖는 원통형이고, 상기 굴뚝은 100±5mm의 직경에 770±5mm의 높이를 갖는 원통형이며, 장입통은 350±5mm의 가로와 450±5mm의 세로 및 780±5mm의 깊이를 갖는 덕트 구조인 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연소실은 600±5mm의 직경에 1,220±5mm의 높이를 갖는 원통형이고, 상기 굴뚝은 250±5mm의 직경에 780±5mm의 높이를 갖는 원통형이며, 상기 장입통은 600±5mm의 가로와 650±5mm의 세로 및 1,200±5mm의 깊이를 갖는 덕트 구조인 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 버너에는 상기 연소실과 상기 하우징을 관통한 연료공급라인과 공기공급라인이 연결되며, 상기 연료공급라인은 연료저장탱크에 연결되고, 상기 공기공급라인은 송풍기에 연결된 것을 특징으로 하는 수직형 복합보일러.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101143126B1 (ko) 2009-02-09 2012-05-08 위선정 하이브리드 보일러
KR101835269B1 (ko) 2017-06-01 2018-03-08 (주)대우건설 저탄소 친환경 하이브리드 보일러 및 그의 제어방법

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