KR100607025B1 - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 몸체의 내부에 가열배출관에 2~3개의 예열공간부와, 버너에 공급되는 공기를 예열된 공기를 유입하도록 예열공기유입관을 설치하였고, 팽창탱크와 온수탱크를 일체화시키도록 구조를 개선한 보일러에 관한 것이다.

보일러, 순환펌프,

Description

보일러 {Boiler}

도1은 본 발명의 보일러 정면 상세도

도2는 본 발명의 보일러 측단면 상세도

도3은 본 발명의 보일러의 내부 연소가스배출 상세도

도4는 본 발명의 보일러의 내부순환관 상세도

도5는 본 발명의 보일러의 내부연소가스배출관의 다른 예

도6은 본 발명의 보일러의 다른 예

<도면의 부호>

몸체(1), 냉각수공급관(2), 내부냉각수공급관(3), 내부순환관(2-1), 내부순환1차코일관(2-1-1), 내부순환2차코일관(2-1-2), 내부순환3차코일관(2-1-3), 연소가스배출관(4), 제1차예열공간(4-1), 제2차예열공간(4-2), 제1연소통로(4-10), 제2연소통로(4-11), 가열공간부(5), 예열가스보온관(6), 예열가스공급관(7), 순환펌프(8), 외부순환관(9), 버너(10), 버너주입구(11), 가열공간부(12), 예열점검구(13), 상부(14), 부구(21), 수위센서(22), 칸막이(30), 가열부(100).

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 상세히 설명하면, 보일러내의 물에 직접 연소열을 유입시켜 물을 가열하여 그 열로 난방을 하는 보일러에 관한 것이다.

종래의 보일러는 물을 일정온도로 가열시키는데 있어, 금속재를 연소열에 의해 가열하고 그 금속재의 열전도에 의해 물을 일정온도로 가열시키는 방법으로써 금속재의 열전도에 사용되지 않은 연소열이 그대로 배기관을 통해 배기되어 연료의 손실이 크다.

대한민국공개실용신안공보 공개번호 제1999-034332호는 상부가 반원형으로 되고 주벽과 상부에 수조가 형성되는 보일러 본체의 내부에 연소실을 형성하여 투입구를 전방으로 개방하고 상부에 굴뚝을 만들어서 연소실과 연통시키고 연소실 상부에는 주벽수조와 연통되게 다수개의 통수관을 일정간격을 두고 나란하게 적어도 2층이상으로 층설하여 하측 통수관 사이에는 투입구 측으로 가림판을 형성하여 후방측에 배면공이 형성되게 하고 연소실 하부에는 주벽수조와 연통되게 다수개의 통수관을 나란하게 일정간격(약 1cm정도)을 두고 설치하여 그 밑에 서랍형의 재받이통을 장치하며 보일러본체의 상부에 저장조를 형성하여 온수출구를 상부에 형성시키고 내부로 굴뚝이 관통되게 하며 보일러 본체의 온수토출관을 저장조 내부로 투입시키고 저장조 하단에서 통수관을 설치하여 보일러본체의 주벽수조 속으로 투입하고 저장조 내부에 온수교환용 통수관을 내장하여 그 투입구와 배출구를 저장조 외부로 노출시키는 보일러를 만들고 이를 기존의 기름보일러와 배관설비를 통해 두 대를 병용할 수 있게 한 나무를 연료로 하는 온수보일러가 기재되어 있고,

동 공보 공개번호 제88-16596호에는 자동경보 조립식 보일러 및 취사용 온수 기가 공개되어 있으며,

국내에 출원된 출원번호 제94-10466호는 단순히 물대신 공기를 주입시켜 순환모터대신 송풍기를 이용하여 난방을 하는 기술과, 제82-6717호는 가열관의 하단부에 공기 공급관과 증기발생기와 자바라호스로 연관된 증기공급관을 연관하고 증기 발생기의 수위와 같게 물보충탱크를 장설하여 자바라호스로 연관된 물공급관과 증기공급관을 상호 연관시킨 보일러에 관한 기술이이 기재되어 있고,

국내에 출원된 출원번호 제89-14868호는 공기관 상단에 열전도율이 초고속으로 빠르고 열 흡수력이 뛰어난 양은철재를 내장시키고 바닥은 철판을 사용한 것으로서,

상기 발명들은 금속재의 열전도율에 의해 물을 가열하는 간접가열방법으로써 연소열의 이용이 낮아 연료의 과다한 소비를 초래하는 방법인 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 연료를 완전연소하기 위해 첫 째, 버너에 공급되는 공기를 예열된 공기를 유입하도록 예열공기 유입관을 설치하였고, 두 번째, 보일러내의 연소가스배출관에 2~3개의 예열공간부를 설치하였으며, 세 번째, 종래의 분리된 팽창탱크와 온수탱크를 일체화시키도록 구조를 개선하여, 보일러효율을 극대화시킨 보일러를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제인 것이다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 보일러 몸체의 내부에 가열배출관에 2~3개의 예열공간부와, 버너에 공급되는 공기를 예열된 공기를 유입하도록 예열공기유입관을 설치하였고, 팽창탱크와 온수탱크를 일체화시키도록 구조를 개선한 보일러에 관한 것이다

본 발명은 버너에 의해 예열된 공기를 제공하고자, 보일러 외부로 배출되는 배출관에 이중으로 예열공기안내관을 버너에 공급되는 송풍기부근으로 연장 설치하여, 예열된 공기를 버너에 공급하여, 가열효율을 높였으며,

보일러 내부의 연소공기의 배출관의 중간에 2~3개의 예열공간부를 설치하여, 가열된 공기가 보일러 내부에 보다 장시간 머물게 하여, 보일러 내부에 열전달을 극대화시켰고,

팽창탱크역활을 하도록 보일러 하부에 순환펌프를 설치하여, 원통형상으로서, 하부보다 직경이 넓은 몸체의 상부로 순환되도록 하여, 몸체내부의 수위조절을 원활하게 유도하여, 보일러 장치의 소형화 및 안전성을 높이도록 구조를 개량하였다.

상부가 중간부 및 하부보다 직경이 넓은 형상의 원통형 형상의 몸체는 몸체내부의 수위가 급격하게 낮아지는 것을 방지하였으며, 몸체내부의 가열된 열수를 보다 많이 저장하기 위하여 구조를 개선하였다.

이하 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 보일러 정면 상세도, 도2는 본 발명의 보일러 측단면 상세도, 도3은 본 발명의 보일러의 내부 연소가스배출 상세도, 도4는 본 발명의 보일러의 내부순환관 상세도, 도5는 본 발명의 보일러의 내부연소가스배출관의 다른 예, 도6은 본 발명의 보일러의 다른 예를 도시한 것이며, 몸체(1), 냉각수공급관(2), 내부냉각수공급관(3), 내부순환관(2-1), 내부순환1차코일관(2-1-1), 내부순환2차코일관(2-1-2), 내부순환3차코일관(2-1-3), 연소가스배출관(4), 제1차예열공간(4-1), 제2차예열공간(4-2), 제1연소통로(4-10), 제2연소통로(4-11), 가열공간부(5), 예열가스보온관(6), 예열가스공급관(7), 순환펌프(8), 외부순환관(9), 버너(10), 버너주입구(11), 가열공간부(12), 예열점검구(13), 상부(14), 부구(21), 수위센서(22), 칸막이(30), 가열부(100)를 나타낸 것임을 알 수 있다.

본 발명의 보일러의 구성을 상세히 설명하면, 도1 및 도2에 도시된바와 같이 원통형상으로 상부가 중간부 및 하부보다 직경이 넓은형상의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 외측 상부에 설치되며 냉각수가 공급되며 몸체내부로 냉각수가 공급되는 내부냉각수공급관(3)과 몸체내부를 순환하여 외부로 온수를 배출하는 내부순환관(2-1)으로 분기되는 냉각수공급관(2)과, 상기 몸체(1)의 외측 하부에 설치되며, 가열수를 가열부(100)로 공급하며 일측에 순환펌프(8)가 구비된 외부순환관(9)과, 상기 몸체(1)의 외측 상부 일측으로 연장된 연소가스배출관(4)의 외부에 감싸도록 설치된 예열가스보온관(6)과, 상기 예열가스보온관(6)의 일측 하부에서부터 몸체(1) 의 하부에 설치된 버너(10)의 공기유입구(미도시)까지 연결된 예열가스공급관(7)과,

상기 몸체(1)의 내측 상부이며, 내부냉각수공급관(3)의 입구와 연결되어 설치된 부구(21)와, 상기 몸체(1)의 내측 하부에 형성되며 버너(10)에 가열되는 가열공간부(12)와, 상기 몸체(1)의 내측하부의 가열공간부(12)로부터 상부의 외부까지 연결되어 설치된 연소가스배출관(4)과, 몸체(1)의 중간부와 상기 연소가스배출관(4)에 관통되어 형성된 예열점검구(13)로 구성된 보일러의 구조이며,

상기 연소가스배출관(4)의 구조는 도3에 도시된 바와 같이, 버너(10)가 내장되어 가열되는 상부가 아치형이며, 상부로 다수개의 제1연소통로(4-10)가 구비된 가열공간부(5)와, 상기 가열공간부(5)와 연결된 제1연소통로(4-10)의 상부일측에 형성되며, 가열된 배기가스가 일차 수집되어 예열시키는 제1차예열공간(4-1)과, 상기 제1차예열공간(4-1)의 아치형상의 상부에 다수개의 연결되어 설치된 제2연소통로(4-11)와, 상기 제2연소통로(4-11)의 상부에 설치되며, 깔때기를 뒤집어 놓은 형상의 제2차예열공간(4-2)과, 상기 제2차예열공간(4-2)의 중앙상부에 연결되며 몸체(1)의 상부 외측으로 연장되어 설치된 구조인 것이다.

도5는 다른 연소가스 배출관(4)의 구조를 나타낸 것으로서,

버너(10)가 내장되어 가열되는 상부가 아치형이며, 상부로 다수개의 제1연소통로(4-10)가 구비된 가열공간부(5)와, 상기 가열공간부(5)와 연결된 제1연소통로(4-10)의 상부일측에 형성되며, 깔때기를 뒤집어 놓은 형상의 제2차예열공간(4-2) 과, 상기 제2차예열공간(4-2)의 중앙상부에 연결되며 몸체(1)의 상부 외측으로 연장되어 설치된 구조인 것이다.

상기 냉각수공급관(2)에서 분기된 내부순환관(2-1)은 도2 및 도4에 도시된 바와 같이, 몸체(1)의 내부를 순환되며, 일정부분이 코일형상으로 감겨져 있는 구조로서, 제2차예열공간(4-2)의 외측에 코일형상으로 감겨진 내부순환1차코일관(2-1-1)과, 그 하부에는 직선형상으로 연결되다가, 하부에 형성된 제1차예열공간(4-1)의 외측에 다시 코일형상으로 감겨진 내부순환2차코일관(2-1-2)과, 다시 그 하부에는 직선형상으로 연결되다가, 하부에 형성된 가열공간부(5) 외측에 코일형상으로 감겨진 내부순환3차코일관(2-1-3)으로 연결된 후에 몸체(1)의 하부를 관통하여 외부로 온수를 배출하는 내부순환관(2-1)의 구조인 것이다.

도6은 본 발명의 보일러의 다른 예를 도시한 것으로서, 상하부의 직경이 동일한 형태의 몸체(1)만 상이하고, 다른 장치는 상기 도1내지 도4와 동일하게 설치한 보일러인 것이다.

본 발명의 보일러 작동 및 사용상태를 설명하면,

먼저, 냉각수공급관(2)에서 냉각수를 몸체(1)의 내부로 공급하면, 내부냉각수공급관(3)과 내부순환관(2-1)을 통해 냉각수가 몸체(1)의 내부 및 내부순환관(2-1)으로 공급되어 몸체(1) 내부에 일정높이로 물이 차면, 부구(21)에 의해 내부냉각 수공급관(3)이 자동차단됨과 동시에, 버너(10)가 가열되기 시작하여, 가열된 연소가스가, 가열공간부(5)의 상부에 위치한 제1연소통로(4-10), 제1차예열공간(4-1), 제2연소통로(4-11) 및 제2차예열공간(4-2)을 통하여, 몸체 상부의 연소가스배출관(4)으로 배출되며, 이때, 몸체(1)내부로 순환하는 내부순환관(2-1)의 내부순환1차코일관(2-1-1), 내부순환2차코일관(2-1-2) 및 내부순환3차코일관(2-1-3)이 가열되어 몸체(1)의 하부로 온수를 공급하고,

몸체(1)의 하부 다른 일측에 연결된 외부순환관(9)에 설치된 순환펌프(8)에 의해 가열된 물이 가열부(100)로 공급시켜 가열시킨 후에, 몸체(1)의 중간부 또는 상부로 회수하여 몸체(1)에서 재가열하도록 하며,

상기 몸체(1)의 외측 상부로 연장된 연소가스배출관(4)에 외부에는 예열가스보온관(6)을 설치한 후에, 상기 예열가스보온관(6)의 일 측 하부에서부터 버너(10)의 공기 유입구 까지 연결된 예열가스공급관(7)을 통해 예열된 가스를 버너(10)에 공급하여, 가스를 보다 효율적으로 연소시키도록 하여, 작동하는 것이다.

본 발명의 보일러는 난방에 필요한 물을 가열하는데 있어 버너에 의해 발생되는 연소열을 물에 직접 통과하면서 물에 열을 전도하여 물을 가열하기 때문에 연료의 소비를 줄여 난방비를 크게 절감할 수 있다.

Claims (5)

1. 보일러에 있어서,

   원통형상으로 상부가 중간부 및 하부보다 직경이 넓은형상의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 외측 상부에 설치되며 냉각수가 공급되며 몸체내부로 냉각수가 공급되는 내부냉각수공급관(3)과 몸체내부를 순환하여 외부로 온수를 배출하는 내부순환관(2-1)으로 분기되는 냉각수공급관(2)과, 상기 몸체(1)의 외측 하부에 설치되며, 가열수를 가열부(100)로 공급하며 일측에 순환펌프(8)가 구비된 외부순환관(9)과, 상기 몸체(1)의 외측 상부 일측으로 연장된 연소가스배출관(4)의 외부에 감싸도록 설치된 예열가스보온관(6)과, 상기 예열가스보온관(6)의 일측 하부에서부터 몸체(1)의 하부에 설치된 버너(10)의 공기유입구(미도시)까지 연결된 예열가스공급관(7)과, 상기 몸체(1)의 내측 상부이며, 내부냉각수공급관(3)의 입구와 연결되어 설치된 부구(21)와, 상기 몸체(1)의 내측 하부에 형성되며 버너(10)에 가열되는 가열공간부(12)와, 상기 몸체(1)의 내측하부의 가열공간부(12)로부터 상부의 외부까지 연장 설치된 연소가스배출관(4)과, 몸체(1)의 중간부와 상기 연소가스배출관(4)에 관통되어 형성된 예열점검구(13)를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 보일러.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 연소가스배출관(4)은 버너(10)가 내장되어 가열되는 상부가 아치형이며, 상부로 다수개의 제1연소통로(4-10)가 구비된 가열공간부 (5)와, 상기 가열공간부(5)와 연결된 제1연소통로(4-10)의 상부일측에 형성되며, 가열된 배기가스가 일차 수집되어 예열시키는 제1차예열공간(4-1)과, 상기 제1차예열공간(4-1)의 아치형상의 상부에 다수개의 연결되어 설치된 제2연소통로(4-11)와, 상기 제2연소통로(4-11)의 상부에 설치되며, 깔때기를 뒤집어 놓은 형상의 제2차예열공간(4-2)과, 상기 제2차예열공간(4-2)의 중앙상부에 연결되어 몸체(1)의 상부의 외측부까지 연장 설치되어 있음을 특징으로 하는 보일러.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 다른 연소가스 배출관(4)은 버너(10)가 내장되어 가열되는 상부가 아치형이며, 상부로 다수개의 제1연소통로(4-10)가 구비된 가열공간부(5)와, 상기 가열공간부(5)와 연결된 제1연소통로(4-10)의 상부일측에 형성되며,

   깔때기를 뒤집어 놓은 형상의 제2차예열공간(4-2)과, 상기 제2차예열공간(4-2)의 중앙상부에 연결되어 몸체(1)의 상부의 외측부까지 연장 설치되어 있음을 특징으로 하는 보일러.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각수공급관(2)에서 분기된 내부순환관(2-1)은 몸체(1)의 내부를 순환되며, 일정부분이 코일형상으로 감겨져 있는 구조로서, 제2차예열공간(4-2)의 외측에 코일형상으로 감겨진 내부순환1차코일관(2-1-1)과, 그 하부에는 직선형상으로 연결되다가, 하부에 형성된 제1차예열공간(4-1)의 외측에 다시 코일형상으로 감겨진 내부순환2차코일관(2-1-2)과, 다시 그 하부에는 직선형상 으로 연결되다가, 하부에 형성된 가열공간부(5) 외측에 코일형상으로 감겨진 내부순환3차코일관(2-1-3)으로 연결된 후에 몸체(1)의 하부를 관통하여 외부로 온수를 배출하는 구조임을 특징으로 하는 보일러.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체(1)는 상하부의 직경이 동일한 원통형상의 구조임을 특징으로 하는 보일러.

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