KR100680306B1

KR100680306B1 - 고체연료용 온풍기

Info

Publication number: KR100680306B1
Application number: KR1020050090239A
Authority: KR
Inventors: 신성복
Original assignee: 신성복
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-02-07

Abstract

본 발명은 고체연료의 연소열을 이용하여 온풍을 발생시키는 고체연료용 온풍기에 관련된다. 구성에 특징을 살펴보면, 받침판(11)상에 안착되어 차단판(12)을 경계로 하단에 고체연료(C)가 저장되는 로스톨(L)과 함께 재받이(A)가 설치됨은 물론 일측에 송풍배관(14)이 구비되는 연소부(10A)와, 외경부에 제1방열판(15)이 장착된 상태로 하단에 개구부(16)가 마감부재(16a)에 의해 개폐되도록 구비되고, 상부에 배기관(17)과 연료투입구(18)가 설치되는 히팅부(10B)로 분할되는 내통(10); 상기 내통(10)의 상단에 장착된 상태로 저면에 열교환부(40)가 구비되고, 상면에 제2방열판(25)이 방사형태로 설치되는 마감판(20); 및 상기 내통(10)과 마감판(20)이 수용되도록 덮개(32)와 외통(34)으로 분할 제작되어 받침대(11)상에 설치하되, 덮개(32)는 선단에 주입구(32a)가 구비되고, 외통(34)은 중앙에 단열부재(H)가 개재되도록 이중구조로 형성되며, 차단판(12)과 근접한 위치에 배출구(34a)가 구비되는 동체(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 석탄, 갈탄, 괴탄, 조개탄, 나무 등과 같은 고체연료의 연소열과 함께 연소가스의 폐열을 이용하여 온풍을 발생시킴에 따라 저가의 연료 및 열효율의 극대화로 겨울철난방비가 절감되는 효과가 있다.

온풍기, 고체연료, 로스톨, 팬, 방열판, 체크밸브

Description

고체연료용 온풍기{The solid fuel of hot blast heater}

도 1은 본 발명에 따른 고체연료용 온풍기를 전체적으로 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 고체연료용 온풍기의 내부구성을 나타내는 종단면도.

도 3은 도 2의 A - A'선을 절단하여 나타내는 구성도.

도 4는 도 2의 B - B'선을 절단하여 나타내는 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 내통 10A: 연소부 10B: 히팅부

11: 받침판 12: 차단판 14: 송풍배관

15: 제1방열판 16: 개구부 17: 배기관

18: 연료투입구 20: 마감판 25: 제2방열판

30: 동체 32: 덮개 34: 외통

34a: 배출구 40: 열교환부 42: 보조드럼

44: 방열배기관 50: 체크밸브

본 발명은 고체연료용 온풍기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석탄, 갈 탄, 괴탄, 조개탄, 나무 등과 같은 고체연료의 연소열과 함께 연소가스의 폐열을 이용하여 온풍을 발생시킴에 따라 저가의 연료 및 열효율의 극대화로 겨울철난방비가 절감되는 고체연료용 온풍기에 관한 것이다.

통상적으로 온풍기는 주로 석유와 같은 유류연료의 연소열을 이용하여 실내의 공기를 직접적으로 가열하는 난방장치로서, 대류현상에 의해 고온의 온풍이 순환하며 난방이 이루어짐으로 난방영역이 광대하다할지라도 구석구석 골고루 신속하게 데워짐과 더불어 난방설비구축에 따른 투자비용이 비교적 저렴하여 양계장, 축사, 화원과 같은 농가뿐만 아니라, 극장, 사무실, 학교 등과 같이 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.

하지만, 근자에는 유가상승으로 인한 연료비 부담으로 양계장, 축사, 화원과 같은 일부 농가에서는 생산원가를 절감하기 위해 비교적 연료비가 저렴한 연탄, 석탄 등의 고체연료용 난로를 설치하여 전도열에 의한 난방방식을 선호하고 있지만, 전도열의 특성상 난방영역이 광대할 경우 열효율이 기대에 미치지 못하는 실정이다.

이에 따라, 본 출원인은 대한민국 등록실용신안 제 394920호 (명칭: 고체연료용 온풍기)에서 저가의 석탄, 갈탄, 괴탄, 조개탄, 나무 등과 같은 고체연료를 이용하여 온풍을 만들어 공급함에 따라 겨울철난방에 따른 연료비 절감과 함께 방사열에 의한 가열방식으로 맑고 청결한 온풍을 공급하는 고체연료용 온풍기를 선출원한 바 있다.

예컨대, 상기 전술하는 고체연료용 온풍기는 히팅드럼과 동체사이에 방열실 이 형성되고, 동체의 하단에 방열실과 연통되도록 형성되는 주입구를 통하여 외부공기를 투입하되, 이때 외부공기는 방열실내에서 히팅드럼의 측방으로 방사되는 전도열에 의해 고온으로 가열됨과 동시에 동체의 상단에 구비된 배출구를 통하여 난방을 필요로 하는 난방구역으로 공급되어 실내공기를 따뜻하게 데운다.

그러나, 주입구를 통하여 방열실로 투입되는 외부공기가 히팅드럼의 외주면으로 방사되는 전도열에 의해서만 단순히 가열되는 구조로 온풍기가 제작됨에 따라 히팅드럼내부에서 대류현상에 의해 상부로 집중되는 고온의 연소열 및 연소가스에 포함된 열에너지가 방열실로 전달되지 못하고 덮개와 연통을 통하여 외부로 손실되므로 열효율이 저하되는 폐단이 따른다.

이에 따라 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로서, 보다 상세하게는 석탄, 갈탄, 괴탄, 조개탄, 나무 등과 같은 고체연료의 연소열과 함께 연소가스의 폐열을 이용하여 온풍을 발생시킴에 따라 저가의 연료 및 열효율의 극대화로 겨울철난방비가 절감되는 고체연료용 온풍기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고체연료의 연소열을 이용하여 온풍을 발생시키는 고체연료용 온풍기에 있어서: 받침판(11)상에 안착되어 차단판(12)을 경계로 하단에 고체연료(C)가 저장되는 로스톨(L)과 함께 재받이(A)가 설치됨은 물론 일측에 송풍배관(14)이 구비되는 연소부(10A)와, 외경부에 제1방열판(15)이 장착된 상태로 하단에 개구부(16)가 마감부재(16a)에 의해 개폐되도록 구비되고, 상부에 배기관(17)과 연료투입구(18)가 설치되는 히팅부(10B)로 분할되는 내통(10); 상기 내통(10)의 상단에 장착된 상태로 저면에 열교환부(40)가 구비되고, 상면에 제2방열판(25)이 방사형태로 설치되는 마감판(20); 및 상기 내통(10)과 마감판(20)이 수용되도록 덮개(32)와 외통(34)으로 분할 제작되어 받침대(11)상에 설치하되, 덮개(32)는 선단에 주입구(32a)가 구비되고, 외통(34)은 중앙에 단열부재(H)가 개재되도록 이중구조로 형성되며, 차단판(12)과 근접한 위치에 배출구(34a)가 구비되는 동체(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 열교환부(40)는 마감판(20)의 저면에 설치되어 중공의 공간부를 가지는 보조드럼(42)과, 보조드럼(42)의 중앙에 방열관(42a)과 함께 일측에 분할판(42b)이 구비되어 "C"자 형태로 형성되는 방열배기관(44)과, 방열배기관(44)의 양단에 주입공(44a)과 배출공(44b)을 형성하되, 주입공(44a)은 하방향으로 개방되고, 배출공(44b)은 배기관(17)에 연통되도록 측방향으로 관통되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 송풍배관(14)은 일단에 연소공기의 자연 순환 및 역화를 단속하기 위해 소정의 압력이 작용시 개폐되는 체크밸브(50)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 고체연료용 온풍기를 전체적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고체연료용 온풍기의 내부구성을 나타내는 종단면도이며, 도 3은 도 2의 A - A'선을 절단하여 나타내는 구성도이며, 도 4는 도 2의 B - B'선을 절단하여 나타내는 구성도이다.

본 발명은 고체연료의 연소열을 이용하여 온풍을 발생시키는 고체연료용 온풍기에 관련되며, 이때 고체연료용 온풍기는 도 1에 도시된 바와 같이 고체연료(C)의 연소열이 내통(10) 및 마감판(20)의 방열판(15)(25)으로 전달되어 외부공기를 가열하되, 이때 외부공기는 동체(30)의 상부에서 하방향으로 공급되어 가열시간이 연장됨은 물론 열교환부(40)를 통하여 연소가스에 포함된 폐열까지 흡수하여 열효율이 극대화된다. 이를 위해 본 발명의 고체연료용 온풍기는 내통(10), 마감판(20), 동체(30), 열교환부(40), 체크밸브(50)등을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 내통(10)은 받침판(11)상에 안착되어 차단판(12)을 경계로 하단에 고체연료(C)가 저장되는 로스톨(L)과 함께 재받이(A)가 설치됨은 물론 일측에 송풍배관(14)이 구비되는 연소부(10A)와, 외경부에 제1방열판(15)이 장착된 상태로 하단에 개구부(16)가 마감부재(16a)에 의해 개폐되도록 구비되고, 상부에 배기관(17)과 연료투입구(18)가 설치되는 히팅부(10B)로 분할된다. 내통(10)은 상하부가 개방된 원형의 드럼통형상으로 제작되어 하부가 받침판(11)에 의해 마감되고, 차단판(12)에 의해 연소부(10A)와 히팅부(10B)로 구분된다. 차단판(12)은 환원테형상의 판으로 제작되어 내경부가 내통(10)이 외면에 장착된 상태로 외경부가 후술하는 외통(34)의 내면에 면접되어 내통(10)을 상하부로 구분함은 물론 내통(10)과 외통(34)사이의 공간부를 분할하는 바, 이때 차단판(12)에 의해 분할된 연소부(10A)와 히팅부(10B)의 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.

이때, 상기 연소부(10A)는 고체연료(C)가 저장된 상태로 연소되는 로스톨(L)과, 로스톨(L)의 하단에 위치되어 고체연료(C)가 연소시 발생되는 재를 주거하는 재받이(A)와, 연소부(10A) 내부로 연소공기를 공급하는 송풍배관(14)이 구비된다. 여기서 로스톨(L)은 선단이 내통의 내면에 거치된 상태로 하부로 갈수로 내경이 좁아지는 깔때기형상으로 제작되고, 연소공기의 주입이 용이하도록 외주면에 다수의 통공이 형성된다. 그리고 재받이(A)는 연소부(10A)의 일측에 형성된 개방구(10a)를 통하여 수용되고, 상부가 개방된 사각통형태로 제작되어 로스톨(L)상에서 낙하되는 재를 수거한다. 또 송풍배관(14)은 일단이 연소부(10A)의 내부공간으로 연통되도록 연장되고, 타단에 팬(P1)이 설치되어 연소공기의 주입량이 수시로 조절됨은 물론 후술하는 체크밸브(50)에 의해 개폐되는 바, 이에 따른 체크밸브(50)의 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.

여기서, 상기 송풍배관(14)은 일단에 연소공기의 자연 순환 및 역화를 단속하기 위해 소정의 압력이 작용시 개폐되는 체크밸브(50)가 설치된다. 체크밸브(50)는 소정의 압력이 작용시 자동으로 개폐되는 단속밸브로서, 팬(P1)의 작동으로 송풍배관(14)내부에 소정의 압력이 작용시 개방되어 연소공기를 연소부(10A)로 공급하하는 반면에, 팬(P1)이 정지시 송풍배관(14)을 폐쇄하여 연소공기의 자연 순환으로 인한 화력변화 및 연소부(10A)내부의 온풍이 팬(P1)으로 역류되지 않도록 단속된다.

또한, 상기 히팅부(10B)는 로스톨(L)상에서 연소되는 고체연료(C)의 연소열이 보다 효율적으로 방출되도록 외경부에 구비되는 제1방열판(15)과, 차단판(12)과 근접하는 내통(10)의 측면이 개방되어 마감부재(16a)로 개폐되는 개구부(16)와, 내통(10)의 선단부에 외부로 연통되도록 구비되어 연소가스를 배출하는 배기관(17)과 함께 내통의 외경부에 경사지게 설치되어 고체연료(C)가 공급되는 연료투입구(18)가 구비된다. 여기서, 상기 제1방열판(15)은 내통(10)의 외경부에 일정한 간격이 유지되도록 종방향으로 설치되고, 후술하는 덮개(32)의 주입구(32a)를 통하여 공급되는 외부공기가 상부에서 하방향으로 순환되도록 공급로를 형성시킨다.

그리고, 상기 개구부(16)는 내통(10)내부의 로스톨(L)상에서 연소되는 고체연료(L)의 화력 및 잔량을 육안으로 확인함은 물론 고체연료(C)가 골고루 연소되지 않을시 꼬챙이(도시생략)를 이용하여 뒤섞어주는 검사창으로서, 이중판으로 구성된 마감부재(16a)에 의해 개폐된다. 또 연료투입구(18)는 내통(10)의 외경부에 경사지게 설치되어 내부에 힌지를 축으로 개폐되는 회동판(18a)이 설치되고, 끝단에 고체연료(C)의 투입이 용이하도록 선단이 확장된 구조의 보조판(18b)이 설치된다.

또한, 본 발명에 따른 마감판(20)은 내통(10)의 상단에 장착된 상태로 저면에 열교환부(40)가 구비되고, 상면에 제2방열판(25)이 방사형태로 설치된다. 마감판(20)은 내통(10)과 동일한 단면형상의 판형태로 제작되고, 내통(10)의 선단을 마감하듯 장착되어 볼트 및 용접 등으로 고정된다. 마감판(20)은 상면에 상기 전술한 제 열판(15)과 동일한 제2방열판(25)이 도 3에 도시된 바와 같이 방사형태로 설치되고, 후술하는 덮개(32)의 주입구(32a)를 통하여 공급되는 외부공기를 내통(10)과 외통(34)사이의 공간부 즉, 제1방열판(15)상으로 골고루 분산시키는 역할이 수행된다.

그리고, 상기 마감판(20)은 저면에 연소가스의 폐열을 흡수하도록 열교환부(40)를 구비하되, 이때 열교환부(40)는 내통(10)의 내부에서 연소되는 고체연료(C)의 연소가스가 배기관(17)을 통하여 신속하게 배출되지 않도록 잔류시키는 방식으로 폐열을 흡수하는 바, 이에 따른 열교환부(40)의 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.

이때, 상기 열교환부(40)는 마감판(20)의 저면에 설치되어 중공의 공간부를 가지는 보조드럼(42)과, 보조드럼(42)의 중앙에 방열관(42a)과 함께 일측에 분할판(42b)이 구비되어 "C"자 형태로 형성되는 방열배기관(44)과, 방열배기관(44)의 양단에 주입공(44a)과 배출공(44b)을 형성하되, 주입공(44a)은 하방향으로 개방되고, 배출공(44b)은 배기관(17)에 연통되도록 측방향으로 관통된다. 열교환부(40)는 보조드럼(42) 및 방열관(42a), 분할판(42b)을 통하여 고체연료(C)의 연소열을 마감판(20)에 설치된 제2방열판(25)으로 전달함은 물론 방열관(42a)이 보조드럼(42)의 중앙부에서 마감판(20)의 중앙부로 연장되도록 설치되고, 방열관(42a)의 일측으로 분할판(42b)이 장착되어 도 4와 같이 보조드럼(42)의 내부공간에 "C"자 형태로 연통되는 방열배기관(44)이 형성된다.

이때, 상기 방열배기관(44)은 일단이 보조드럼(42)하부로 개방되어 연소가스가 투입되는 주입공(44a)이 형성되고, 타단이 보조드럼(42)의 외경부 즉, 배기관(17)과 대응하는 측방으로 개방되는 배출공(44b)이 형성된다. 이에 고체연료(C)가 연소시 발생되는 연소가스가 열교환부(40)의 주입공(44a)을 통하여 방열배기관(44)으로 주입되고, 방열관(42a)을 측으로 선회한 후, 배출공(44b)을 통하여 배기관 (17)으로 배출됨에 따라 연소가스가 방열배기관(44)을 통과하는 동안 마감판(20)을 가열시켜 폐열이 흡수되는 효과가 따른다.

한편, 상기 열교환부(40)의 열전달효율을 향상시키기 위해 방열배기관(44) 내면에 보조방열판(44c)을 횡 또는 종방향으로 더 구비함은 물론 내통(10)과 마감판(20)의 외면에 장착된 제1, 2방열판(15)(25)을 유선형으로 형성하거나 제1, 2방열판(15)(25)사이사이에 보조방열판(도시생략)을 더 구비하는 구성도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 동체(30)는 상기 내통(10)과 마감판(20)이 수용되도록 덮개(32)와 외통(34)으로 분할 제작되어 받침대(11)상에 설치하되, 덮개(32)는 선단에 주입구(32a)가 구비되고, 외통(34)은 중앙에 단열부재(H)가 개재되도록 이중구조로 형성되며, 차단판(12)과 근접한 위치에 배출구(34a)가 구비된다. 외통(34)은 상기 내통(10)과 동일한 단면형상의 드럼통형태로 형성하되, 이중구조로 제작되어 단열부재(H)가 개재됨은 물론 하단에 배출구(34a)가 구비되고, 선단에 장착되는 덮개(32)에 의해 상부가 마감된다. 덮개(32)는 중앙부에 주입구(32a)가 형성되어 온풍기와 별도로 설치된 팬(P2)에 의해 외부공기가 주입되고, 이때 주입공기는 내통(10)과 외통(24)사이의 공간부 즉, 제1방열판(15)을 타고 하방향으로 순환됨과 동시에 고온으로 가열되어 배출구(34a)를 통하여 난방구역으로 공급된다.

작동상에 있어서, 우선 연료투입구(18)를 통하여 고체연료(C)를 내통(10)의 로스톨(L)상으로 투입 후 착화시키고, 송풍배관(14)에 설치된 팬(P1) 가동하여 연소공기를 연소부(10A)로 공급한다. 이어서 고체연료(C)의 연소열에 의해 내통(10)의 히팅부(10B)가 가열되면 주입구(32a)에 연통되도록 설치된 팬(P2)을 가동하여 외부공기를 주입하되, 이때 외부공기는 마감판(20)의 제2방열판(25)에 의해 사방으로 분산되어 내통(20)과 외통(34)사이의 공간부에 구비된 제1방열판(15)을 거쳐 고온으로 가열된 상태로 배출구(34a)를 통하여 난방구역으로 공급된다. 그리고 고체연료(C)가 연소시 발생되는 재는 로스톨(L)의 하부에 위치된 재받이(A)로 저장되어 수시로 수거된다.

한편, 고체연료(C)의 연소열이 내통(10)의 제1방열판(15)을 통하여 방사됨은 물론 연소가스에 포함된 폐열까지 열교환부(40)를 통하여 마감판(20)의 제2방열판(25)으로 방사됨에 따라 외부공기를 가열함에 따른 열효율이 극도로 향상되고, 외부공기가 대류현상에 역행하여 상부에서 하방향으로 공급됨에 따른 가열시간의 연장으로 보다 고온의 온풍이 발생된는 효과가 따른다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 석탄, 갈탄, 괴탄, 조개탄, 나무 등과 같은 고체연료의 연소열과 함께 연소가스의 폐열을 이용하여 온풍을 발생시킴에 따라 저가의 연료 및 열효율의 극대화로 겨울철난방비가 절감되는, 유용한 효과가 있다.

Claims

고체연료의 연소열을 이용하여 온풍을 발생시키는 고체연료용 온풍기에 있어서:

받침판(11)상에 안착되어 차단판(12)을 경계로 하단에 고체연료(C)가 저장되는 로스톨(L)과 함께 재받이(A)가 설치됨은 물론 일측에 송풍배관(14)이 구비되는 연소부(10A)와, 외경부에 제1방열판(15)이 장착된 상태로 하단에 개구부(16)가 마감부재(16a)에 의해 개폐되도록 구비되고, 상부에 배기관(17)과 연료투입구(18)가 설치되는 히팅부(10B)로 분할되는 내통(10);

상기 내통(10)의 상단에 장착된 상태로 저면에 열교환부(40)가 구비되고, 상면에 제2방열판(25)이 방사형태로 설치되는 마감판(20); 및

상기 내통(10)과 마감판(20)이 수용되도록 덮개(32)와 외통(34)으로 분할 제작되어 받침대(11)상에 설치하되, 덮개(32)는 선단에 주입구(32a)가 구비되고, 외통(34)은 중앙에 단열부재(H)가 개재되도록 이중구조로 형성되며, 차단판(12)과 근접한 위치에 배출구(34a)가 구비되는 동체(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체연료용 온풍기.
제 1항에 있어서,

상기 열교환부(40)는 마감판(20)의 저면에 설치되어 중공의 공간부를 가지는 보조드럼(42)과, 보조드럼(42)의 중앙에 방열관(42a)과 함께 일측에 분할판(42b)이 구비되어 "C"자 형태로 형성되는 방열배기관(44)과, 방열배기관(44)의 양단에 주입공(44a)과 배출공(44b)을 형성하되, 주입공(44a)은 하방향으로 개방되고, 배출공(44b)은 배기관(17)에 연통되도록 측방향으로 관통되는 것을 특징으로 하는 고체연료용 온풍기.
제 1항에 있어서,

상기 송풍배관(14)은 일단에 연소공기의 자연 순환 및 역화를 단속하기 위해 소정의 압력이 작용시 개폐되는 체크밸브(50)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고체연료용 온풍기.