KR100662697B1

KR100662697B1 - 보일러 폐열회수 및 매연제거장치

Info

Publication number: KR100662697B1
Application number: KR1020060014515A
Authority: KR
Inventors: 이영국
Original assignee: 이영국
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2006-12-28

Abstract

본 발명은 보일러의 연소가스배출부에 설치되어 배출되는 연소가스의 폐열을 회수할 수 있는 폐열회수 및 매연제거장치에 관한 것으로서, 배출되는 연소가스가 통과할 수 있는 다수의 열방출관 및 진동기가 결합된 다층의 진동격판이 설치된 공기예열실을 구비하여 공기예열실에 유입된 공기가 다수의 열방출관 사이를 지그재그로 통과하면서 예열된 후 보일러의 연소실에 공급될 수 있게 함으로써, 폐열의 회수율을 증대시켜 보일러의 연소효율 증대에 따른 비용절감을 할 수 있을 뿐 아니라, 열방출관의 내부에 부착되는 매연(그을음)을 용이하게 제거할 수 있게 하여 유지보수가 용이한 보일러 폐열회수 및 매연제거장치에 관한 것이다.

보일러, 공기예열실, 열방출관, 진동기, 송풍기

Description

보일러 폐열회수 및 매연제거장치{Recovery of waste heat and removal of smoke apparatus for boiler}

도 1은 본 발명인 보일러 폐열회수 및 매연제거장치의 실시 예를 보일러에 설치한 개략도,

도 2는 본 발명인 보일러 폐열회수 및 매연제거장치의 주요부분의 분해사시도,

도 3은 도 2의 실시 예의 측단면도,

도 4는 도 2의 실시 예의 평단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 보일러 5 : 배기관

10 : 연소실 15 : 연소가스배출부

20 : 공기예열실 21 : 흡기구

22 : 배출구 25 : 연소가스유입관

26 : 연소가스배출관 28 : 유입부커버

29 : 배출부커버 30 : 열방출관

40 : 진동기 45 : 진동격판1

46 : 진동격판2 47 : 연결구

49 : 진동부재 50 : 송풍기

52 : 예열공기공급관 60 : 매연수집통

본 발명은 보일러의 연소가스배출부에 설치되어 배출되는 연소가스의 폐열을 회수할 수 있는 폐열회수 및 매연제거장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배출되는 연소가스에 포함된 고온의 열이 외부에서 공급되는 공기에 열전달되어 가열된 외부 공기를 보일러의 연소실에 공급함으로써, 보일러의 연소효율을 증대시켜 에너지 절감을 할 수 있고, 또한, 용이하게 매연을 제거할 수 있는 보일러 폐열회수 및 매연제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 중유나 경유 또는 가스 등을 사용하는 보일러의 경우 보일러 내부에서 연소된 가스가 수관에 열을 전달하고 연소가스배출부로 배출될 때, 이 연소가스의 온도는 약 300℃ 정도의 고온을 유지하게 됨으로써, 고온의 열이 낭비되는 문제점이 있었다.

따라서, 종래에는 배출되는 연소가스의 고열을 회수하여 재활용하기 위해 연소가스배출부에 설치된 배기관을 외측에서 감싸는 파이프 형태의 예열장치에 외부공기를 공급하여 고온의 배기관에 의해 가열된 공기를 보일러의 연소실로 공급함으 로써, 보일러의 연소효율을 높일 수 있게 하였다.

그러나 상기와 같은 구조의 종래의 예열장치는 다음과 같은 문제점들이 있었다. 첫째, 연소가스와 외부공기의 접촉면적이 작아 폐열의 회수율이 미흡하고, 둘째, 연소가스에 포함된 분진 또는 매연(그을음) 등이 그대로 외부로 배출되므로 환경오염을 유발할 수 있으며, 셋째, 보일러의 장기간 사용시 배기관 내측에 부착되는 매연 등을 제거하는 것이 용이하지 않아 배기관의 유지 보수가 불편하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 연소가스가 통과하는 다수의 열방출관과 다층의 진동격판이 설치된 공기예열실을 구비하여 연소가스와 외부공기의 접촉면적 및 시간을 증가시켜 폐열의 회수율을 높임으로써, 고온의 예열공기가 보일러의 연소실에 공급될 수 있게 하여 보일러의 연소효율을 증대하고, 또한, 연소가스에 포함된 분진, 매연(그을음) 등이 다수의 열방출관의 내측면에 부착되어 외부로의 배출이 현저히 줄어 들게 할 수 있을 뿐 아니라, 용이하게 분리, 수집하여 폐기할 수 있게 함으로써, 청소는 물론 유지 보수가 용이한 보일러 폐열회수 및 매연제거장치를 제공하는 데 그 목적을 두고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 보일러의 연소가스배출부에 연결 설 치되어 연소가스의 폐열을 회수할 수 있는 폐열회수 및 매연제거장치에 있어서,

상기 폐열회수 및 매연제거장치는 외주면 일측에는 송풍기와 연결되는 흡기구와 내측의 예열된 공기를 배출할 수 있는 배출구가 형성된 공기예열실과, 상기 연소가스가 통과할 수 있게 상기 공기예열실을 길이방향으로 관통하여 결합된 다수의 열방출관과, 상기 공기예열실의 다수의 열방출관에 진동충격을 줄 수 있게 상기 공기예열실에 설치되는 진동부재 및 상기 공기예열실의 배출구에 연결 설치되어 예열된 공기를 보일러의 연소실에 공급하는 예열공기공급관을 포함하여 구성된다.

상기 진동부재는 상기 다수의 열방출관이 끼워지는 삽입공이 형성된 다층의 진동격판1,2와 상기 진동격판1,2에 진동충격을 주는 진동기를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 진동격판1은 상기 공기예열실의 일측에 형성된 관통홈에 삽입되는 상,하측 양단의 절곡부에 삽입공이 형성되고, 상기 진동격판2는 진동격판1의 중앙부에 결합하되, 공기예열실의 공기가 지그재그로 통과할 수 있게 설치될 수 있다.

또, 상기 공기예열실의 하단에는 일측에 연소가스배출부가 연결되는 연소가스유입구가 형성되고, 상기 연소가스유입구 하단에는 매연을 수집하는 착탈가능한 매연수집통이 부설될 수 있다.

이하 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 보일러에 설치한 개략도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예의 주요부분의 분해사시도를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 보일러(1)의 일측에는 연료와 공기를 혼합하여 연 소시키는 연소실(10)이 구비되며, 또한, 연소가스배출부(15)가 형성된다.

이때, 본 발명은 보일러(1)의 연소가스배출부(15)에 연결 설치되며, 연소가스를 외부로 배출하는 배기관(5)과 연결된다.

따라서, 보일러(1) 내부에서 연소된 연소가스는 연소가스배출부(15)와 본 발명인 폐열회수 및 매연제거장치의 공기예열실(20)에 설치된 열방출관(30)을 통해 배기관(5)으로 이동하여 외부로 배출된다.

이때, 공기예열실(20)의 열방출관(30)이 매연 등에 의해 막히는 경우를 대비하여, 공기예열실(20)을 통하지 않고 연소가스배출부(15)와 배기관(5)을 직접 연결하는 개폐밸브(85)가 설치된 바이패스관(80)을 구비할 수 있다.

한편, 공기예열실(20)의 배출구(22)와 연소실(10) 사이에는 예열공기공급관(52)이 설치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명인 보일러 폐열회수 및 매연제거장치는 외주면 일측에 송풍기(50)와 연결되는 공기 흡입구(21) 및 배출구(22)가 형성된 공기예열실(20)과, 공기예열실(20) 내측에 설치되는 다수의 열방출관(30)과, 열방출관(30)과 결합되며 진동기가 부설된 진동부재(49) 및 예열된 공기를 보일러(1)의 연소실(10)에 공급하는 예열공기공급관(52)을 포함하여 구성된다.

공기예열실(20)은 원통형 또는 사각형 등 다양하게 형성될 수 있으며, 상단과 하단에는 다수의 결합공(28a,29a)이 형성된 유입부커버(28)와 배출부커버(29)가 각각 결합된다.

또한, 공기예열실(20)의 외주면 상측부에는 송풍기(50)와 연결되어 외부공기 가 유입되는 흡입구(21)가 형성되며, 하측부에는 흡입된 공기를 배출할 수 있는 배출구(22)가 형성된다.

그리고, 흡입구(21)와 배출구(22) 사이의 외주면의 상측과 하측에는 진동부재(49)의 진동격판1(45)의 절곡부(45')가 끼워질 수 있는 두개의 관통홈(23.23')이 형성되고, 중앙에는 연결구(47)가 삽입되는 관통공(24)이 이격되게 형성된다.

또한, 공기예열실(20)은 상측에는 연소가스배출관(26)이, 하측에는 연소가스가 유입되는 연소가스유입관(25)이 설치되고, 연소가스유입관(25)의 일측에는 보일러(1)의 연소가스배출부(15)가 결합되며, 그 하단에는 분진, 매연(그을음) 등을 수집하는 매연수집통(60)이 결합된다.

열방출관(30)은 양단이 개방된 파이프 형태이며, 외주에는 다수의 핀이 구비된 핀튜브(FIN TUBE)로 형성된 것으로서, 다양한 형태의 핀튜브를 사용할 수 있다.

따라서, 열방출관(30)은 고온의 연소가스가 내측을 통과할 때, 핀을 통해서 열을 발산할 수 있게 된다.

예열공기공급관(52)은 공기예열실(20)의 배출구(22)와 보일러(1)의 연소실(10) 사이에 설치되어 예열된 공기가 연소실(10)로 이동할 수 있게 한다.

한편, 진동부재(49)는 양단이 절곡되어 'ㄷ'자 형태로 형성되고, 양단의 절곡부(45')에는 열방출관(30)이 삽입 결합되는 삽입공(45a)이 다수 형성된 진동격판1(45)과 진동격판1(45)의 중앙부 내측과 연결구(47)로 결합되는 삽입공(46a)이 형성된 진동격판2(46) 및 진동격판1(45)의 외측면에 설치되어 진동을 부가할 수 있는 진동기(40)를 포함하여 구성된다.

따라서, 진동부재(49)의 진동격판1(45)은 공기예열실(20) 외측에서 관통홈(23,23')을 통해 절곡부(45')가 삽입된다.

또, 공기예열실(20)의 관통공(24)에 삽입되는 연결구(47)는 일단은 상기 진동격판1(45)의 중앙부와 결합되고, 타단은 진동격판2(46)의 일측과 결합된다.

한편, 열방출관(30)은 진동격판1,2(45,46)의 삽입공(45a,46a)에 삽입되고, 양단은 공기예열실(20)의 결합공(28a,29a)에 각각 결합된다.

그러므로, 진동부재(49)는 진동기(40)에 의해 열방출관(30)에 진동을 전달함으로써, 열방출관(30) 내측에 부착되는 분진, 매연 등을 분리시키게 된다.

이때, 진동기(40)가 설치되는 진동격판1(45)의 외측면에는 소음방지를 위해 흡음판 등을 부설할 수 있다.

도 3은 본 발명인 보일러 폐열회수 및 매연제거장치의 주요부분의 측단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 평단면도를 나타낸 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 연소가스유입관(25)으로 유입된 연소가스는 화살표(70)와 같이 열방출관(30) 내부를 통과하여 연소가스배출관(26)으로 배출된다.

또한, 진동격판1,2(45,46)는 흡입구(21)로 유입된 공기가 지그재그로 통과할 수 있게 공기예열실(20) 내부를 구분하여 격리 할 수 있게 설치된다.

따라서, 송풍기(50)에 의해 공기예열실(20)로 흡입된 외부공기는 진동격판1,2(45,46)에 의해 형성된 구역을 따라 다수의 열방출관(30) 사이를 직각방향으로 이동하여 배출구(22)로 배출되게 되어, 열방출관(30)과의 접촉시간 및 접촉 면적이 커지게 됨으로써, 많은 열을 연소가스로 부터 흡수할 수 있게 된다.

또한, 도 3의 부분확대도에 도시된 바와 같이, 진동격판1,2(45,46)에 형성된 각각의 삽입공(45a,46a)의 직경은 열방출관(30)의 외경보다 2-3mm 정도 크게 형성되어 있어, 진동기(40)에 의해 진동부재(49)가 진동할 때, 진동격판1,2(45,46)가 열방출관(30)에 진동충격을 주게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 진동격판1,2(45,46)의 외주면은 공기예열실(20)의 내주면과 약간의 간격을 형성하여 진동격판1,2(45,46)가 진동할 수 있게 형성되며, 이때, 외주면 일측은 공기가 지그재그로 통과할 수 있게 공기예열실(20)의 내주면과 일정 간격을 유지하여 공기의 통로를 형성하게 된다.

이하에서, 본 발명인 보일러 폐열회수 및 매연제거장치의 작동과정을 설명한다.

먼저, 보일러(1)의 연소실(10)에서 연료(등유, 경유, 가스 등)와 공기가 혼합되어 연소되면 보일러(1)의 내부에 연소가스가 확산되고, 연소가스는 보일러(1) 내측에 설치되는 수관 등에 열을 공급한 후, 연소가스배출부(15)를 통해 배출된다.

연소가스배출부(15)로 이동한 연소가스는 공기예열실(20) 내의 열방출관(30) 내부를 통과하여 배기관(5)을 통해 외부로 배출되게 된다.

이때, 연소가스에 포함된 분진, 매연 등은 열방출관(30) 내주면에 부착된다.

한편, 송풍기(50)에서 배출되는 외부공기는 흡입구(21)를 통해 공기예열실(20) 내부로 유입된 후, 진동격판1,2(45,46)를 따라 지그재그로 이동하여 하측의 배출구(22)로 배출된다.

이때, 공기는 다수의 열방출관(30) 사이를 통과하면서 열을 흡수하게 되어 고온의 상태로 배출된다.

상기와 같은 고온의 공기는 예열공기공급관(52)을 통해 연소실(10)로 이동하여 연료와 홉합됨으로써, 보일러(1)의 연소효율을 증대시키게 되는 것이다.

한편, 열방출관(30)에 부착된 매연 등은 진동기(40)가 작동하여 진동이 진동격판1,2(45,46)를 통해 열방출관(30)에 전달될 때 분리되어 공기예열실(20)의 하부에 설치된 매연수집통(60)에 모이게 된다.

따라서, 매연 등은 매연수집통(60)을 분리하여 폐기할 수 있게 됨으로써, 청소는 물론 유지 보수가 용이하게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 보일러의 연소가스가 통과하는 다수의 열방출관으로 부터 많은 양의 열을 흡수하여 폐열의 회수율이 높은 고온의 예열공기를 보일러의 연소실에 공급할 수 있게 하여 보일러의 연소효율을 증대시킴으로써, 보일러의 가동비용의 절감 및 에너지절약의 효과가 있으며, 또한, 다수의 열방출관에 분진, 매연(그을음) 등이 부착될 뿐 아니라 이를 용이하게 분리 폐기시킬 수 있게 함으로써, 매연 등의 외부배출을 감소시켜 환경오염을 줄일 수 있고, 또한, 청소는 물론 유지 보수작업을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims

보일러(1)의 연소가스배출부(15)에 설치되어 연소가스의 폐열을 회수할 수 있는 폐열회수 및 매연제거장치에 있어서,

상기 폐열회수 및 매연제거장치는

외주면 일측에는 송풍기(50)와 연결되는 흡입구(21)와 내측의 예열된 공기를 배출할 수 있는 배출구(22)가 형성된 공기예열실(20);

상기 연소가스가 통과할 수 있게 상기 공기예열실(20)을 길이방향으로 관통하여 결합된 다수의 열방출관(30);

상기 공기예열실(20)의 다수의 열방출관(30)에 진동충격을 줄 수 있게 상기 공기예열실(20)에 설치되는 진동부재(49); 및

상기 공기예열실(20)의 배출구(22)에 연결되어 예열된 공기를 보일러의 연소실(10)에 공급하는 예열공기공급관(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열회수 및 매연제거장치.
제1항에 있어서,

상기 진동부재(49)는 상기 다수의 열방출관(30)이 끼워지는 삽입공(45a,46a)이 형성된 다층의 진동격판1,2(45,46)와 상기 진동격판1,2(45,46)에 진동충격을 주는 진동기(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 보일러 폐열회수 및 매연제 거장치.
제2항에 있어서,

상기 진동격판1(45)은 상기 공기예열실(20)의 일측에 형성된 관통홈(23,23')에 삽입되는 상,하측 양단의 절곡부(45')에 삽입공(45a)이 형성되고, 상기 진동격판2(46)는 상기 진동격판1(45)의 중앙부에 결합하되, 공기예열실(20)의 공기가 지그재그로 통과할 수 있게 설치된 것을 특징으로 하는 보일러 폐열회수 및 매연제거장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공기예열실(20)의 하단에는 일측에 연소가스배출부(15)가 연결되는 연소가스유입관(28)이 형성되고, 상기 연소가스유입관(28) 하단에는 매연을 수집할 수 있는 착탈가능한 매연수집통(60)이 부설되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열회수 및 매연제거장치.