KR100691257B1 - Water tube boiler for hot water supply and hot waterheating - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 전체사시도이다.1 is an overall perspective view of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 요부사시도이다.Figure 2 is a perspective view of the main part of the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 측단면도이다.Figure 3 is a side sectional view of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 바닥격판의 요부확대 사시도이다.Figure 4 is an enlarged perspective view of the main part of the bottom plate of the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
도 5은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 상부격판의 요부확대 사시도이다.Figure 5 is an enlarged perspective view of the main portion of the upper plate of the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
도 6는 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 도 3의 A-A선 단면도이다.6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of Figure 3 of the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 온수공급관을 나타낸 요부사시도이다.Figure 7 is a perspective view showing the hot water supply pipe of the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *Description of the main symbols in the drawings
100 : 수실본체 102 : 난방수 배출구100: water chamber body 102: heating water outlet
104 : 난방수 환수구 106 : 공기배출구104: heating water return port 106: air outlet
200 : 가열챔버 220 : 상부격판 200: heating chamber 220: upper plate
222 : 상부격판통공 224 : 고정편 222: upper plate through hole 224: fixing piece
240 : 바닥격판 242 : 바닥격판통공 240: bottom plate 242: bottom plate hole
244 : 배기가스 배출구 246 : 수집부 244: exhaust gas outlet 246: collector
260 : 열차단판 262 : 열차단판통공 260: heat blocking plate 262: heat blocking plate
264 : 밀폐외경부 266 : 개방외경부 264: sealed outer diameter 266: open outer diameter
270 : 배기가스 배출공극 300 : 수관 270: exhaust gas discharge void 300: water pipe
400 : 가열수단 결합부 402 : 개방부 400: heating means coupling portion 402: opening portion
410 : 화기차단판 500 : 가열수단 410: fire blocking plate 500: heating means
600 : 배기관 700 : 온수공급용 관 600: exhaust pipe 700: hot water supply pipe
H : 본체커버 하우징 D1 : 밀폐외경부 외경 H: Body cover housing D1: Sealed outer diameter
D2 : 개방외경부 외경D2: Outer diameter of open outer diameter
본 발명은 난방 및 온수공급용 수관 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 밀폐된 수실 내부에 가열챔버를 구비하고, 상기 가열챔버를 관통하여 격실 내부로부터 버너 등의 가열수단에 의해 발생되는 열을 채집하는 다수의 수관이 하나의 밀폐된 수실과 연통되어 자연순환에 의해 가열챔버의 열의 채집하고, 가열챔 버에서 발생되는 배기가스의 폐열을 회수하기 위해 배기관을 가열챔버 하부에 구성하여 배기가스가 역배기되도록 형성함으로써, 보일러의 열효율을 극대화할 수 있는 난방 및 온수공급용 수관 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a water pipe boiler for heating and hot water supply, and more particularly, includes a heating chamber inside one sealed water chamber, and passes through the heating chamber to generate heat generated by a heating means such as a burner. A plurality of water pipes for collecting the gas are in communication with one closed water chamber to collect heat of the heating chamber by natural circulation, and exhaust pipes are formed under the heating chamber to recover waste heat of the exhaust gas generated in the heating chamber. By forming the reverse exhaust, it relates to a water pipe boiler for heating and hot water supply that can maximize the thermal efficiency of the boiler.
통상의 수관 보일러는 지름이 작은 다수의 관(수관)을 배열하고, 그 속을 물이 지나게 하여 수관 외측에서 가스, 기름 등을 이용하는 버너 등의 가열수단으로 가열하는 보일러이다. 이러한 수관보일러의 수관은 지름이 작아 고온·고압에 내구성이 뛰어나다. 또한, 수관의 수를 다수 형성함으로써, 전열면적을 크게 할 수 있어 보일러의 열효율을 극대화 할 수 있다. 따라서, 수관 보일러는 증기터빈의 발전과 함께 발달하였으며, 화력발전이나 선박의 증기터빈용 또는 공장용, 규모가 큰 난방용, 가정용, 사무실 등 광범위한 용도에 사용되고 있다. 여기서, 통상의 수관(300) 보일러는 강제순환식 보일러와 자연순환식 보일러로 나뉜다. A conventional water pipe boiler is a boiler which arranges a large number of small diameter pipes (water pipes) and heats them through a heating means such as a burner using gas, oil, etc. from the outside of the water pipes. The water pipe of such a water pipe boiler has a small diameter and is excellent in high temperature and high pressure. In addition, by forming a large number of water pipes, the heat transfer area can be increased to maximize the thermal efficiency of the boiler. Therefore, the water pipe boiler has developed along with the development of steam turbines, and is used in a wide range of applications such as thermal power generation, steam turbines for ships or factories, large-scale heating, households, and offices. Here, the
먼저 전자의 강제순환식 수관 보일러의 경우 중용량 이상의 보일러로 대부분은 펌프를 사용하여 물이 강제적으로 순환되게 한 보일러이다. 이러한 종래의 강제순환식 수관 보일러에는 수관과 드럼(drum)의 배치에 따라 여러 가지 구조가 있으며, 그 중 수관군(水管群)이 수평각도 15°로 설치되고 그 위쪽에 증기드럼이 있는 종래의 수관 보일러의 경우에는, 수평군 상하 한 쌍의 헤더로 결합되어 드럼과 수관군의 속을 물이 순환하도록 된 것과, 수관이 수직에 가까운 경사로 된 수직수관 보일러가 있다. 또한, 상부에 증기와 물이 들어 있는 기수드럼이 있고, 하부에 물 만이 들어 있는 드럼이 있는 경우에는 수관을 45°의 경사로 설치한 경사관수관 보일러가 있다.First, in the case of the former forced water circulation boiler, a boiler with a medium capacity or more is a boiler in which water is forcedly circulated using a pump. The conventional forced circulation water pipe boiler has various structures according to the arrangement of the water pipe and the drum, among which the water pipe group is installed at a horizontal angle of 15 ° and has a steam drum above it. In the case of a water pipe boiler, there is a vertical water pipe boiler which is coupled to a pair of headers of the horizontal group and the top and bottom so that water circulates in the drum and the water pipe group, and the water pipe is inclined close to vertical. In addition, when there is a rider drum containing steam and water in the upper portion, and a drum containing water only in the lower portion, there is an inclined water pipe boiler with a water pipe installed at an inclination of 45 °.
이러한, 종래의 강제순환식 수관 보일러는 앞서 말한 바와 같이,용량이 중대용량에서 많이 사용되는 반면에 동력비와 유지비가 많이 들고 취급할 때 주의와 숙련된 기술이 필요하다. 또한 수관이 과열되기 쉬워 수관내에 물이 균일하게 지속적인 순환이 이루어져야 함으로써, 물이 정체되어 있을 시에는 과열로 인한 수관의 파손이 되는 문제점이 있어 보일러의 가동시에는 항상 펌프를 가동하여야 한다. 따라서, 종래의 강제순환식 수관 보일러는 장비가 복잡하고, 복잡한 장비에 따른 비용이 증대되며, 유지비용이 증대되는 문제점이 있다.As described above, the conventional forced circulation water pipe boiler, while the capacity is used in the medium-large capacity, the power and maintenance costs are high, and care and skill are required when handling. In addition, the water pipe is easily overheated, so that the water must be uniformly continually circulated in the water pipe, and when the water is stagnant, there is a problem in that the water pipe is damaged due to overheating. Therefore, the conventional forced circulation water pipe boiler has a problem that the equipment is complicated, the cost according to the complex equipment is increased, the maintenance cost is increased.
또한, 종래의 강제순환식 수관 보일러는 보일러내의 물을 강제 순환하게 됨으로써, 순환되는 물의 속도에 따라 연소실 내에서 열을 채집하는 채류시간이 변화하게 되어 연소실의 열을 보다 효율적으로 채집하지 못하여 열손실의 발생이 빈번하다.In addition, the conventional forced circulation water pipe boiler is forced to circulate the water in the boiler, the time taken to collect heat in the combustion chamber changes according to the speed of the water circulated, the heat loss of the combustion chamber can not be collected more efficiently The occurrence of is frequent.
한편, 후자에 말한 자연순환식 수관 보일러의 경우에는 비교적 용량이 적고 그 구성이 수관과 연소실로 간단하게 형성된 작은 보일러에 많이 적용된다. 자연순환식 수관 보일러는 수관 속에서 보일러수가 증발하여 증기 혼합의 2상류가 되므로 부력에 의한 순환력으로 자연순환이 일어난다. 이 경우 압력이 올라가면 포화수와 포화증기와의 비부피의 차이가 줄어 순환력이 줄어들므로 10MPa 이상의 중대용량 보일러에서는 자연순환력을 기대하기 어렵다. On the other hand, in the latter case, the natural circulation water pipe boiler is relatively small in capacity, and its configuration is applied to a small boiler formed simply by the water pipe and the combustion chamber. The natural circulation water pipe boiler is a natural circulation occurs due to the circulating force caused by buoyancy because the boiler water in the water pipe evaporates to become the two-phase flow of steam mixing. In this case, as the pressure increases, the circulation force decreases because the difference in specific volume between saturated water and saturated steam decreases, so it is difficult to expect a natural circulation power in a medium and large capacity boiler of 10 MPa or more.
따라서, 이러한 자연순환식 수관 보일러의 경우 비교적 적은 열원을 사용하는 적은 용량의 보일러에 적용되며, 중대형 보일러에는 적합하지 않아 범용으로 사용가능하지 못하는 어려움이 있어, 적정한 용량을 초과하게 될 경우 새로이 강제순환식 수관 보일러를 따로 설치해야 한다. 그러므로, 보일러의 추가비용과 장소의 선택 및 비용의 증대를 가져오게 되는 문제점이 발생된다. Therefore, such a natural circulation water pipe boiler is applied to a boiler of a small capacity using a relatively small heat source, and is not suitable for a medium and large boiler, and thus cannot be used for general purpose. Drinking water pipe boilers should be installed separately. Therefore, a problem arises that brings about additional cost of boiler and selection of place and increase of cost.
즉, 앞서말한 수관 보일러의 강제순환식 보일러와 자연순환식 보일러의 사용 용량의 확연히 구별되고, 이로 인해 용량에 따른 보일러의 선택의 폭이 사용자에게는 상당히 좁다는 문제가 발생된다. 따라서, 소형 및 중대형 수관보일러로 범용적 사용이 가능하고, 그 구성이 간단한 자연순환식으로 형성하여 열효율이 극대화 되는 보일러가 요구되고 있다. That is, the above-mentioned capacity of the forced circulation boiler and the natural circulation boiler of the water pipe boiler is clearly distinguished, and this causes a problem that a wide range of selection of the boiler according to the capacity is very narrow for the user. Accordingly, there is a demand for a boiler that can be universally used as a small and medium and large water pipe boiler, and is formed in a natural circulation type with a simple configuration.
또한, 앞서 말한 강제순환식, 자연순환식의 각각의 수관 보일러의 경우 연소실에서 발생되는 배기가스를 상측방향을 향한 연통을 통해 직접 배출되거나, 배출되는 배기가스의 폐열을 채집하기 위해 연통과 연결되는 열교환기 등을 따로 구비하여 폐열원을 최대로 채집 열효율을 극대화 하고 있다.In addition, in the case of the forced circulation and natural circulation water pipe boilers described above, the exhaust gas generated in the combustion chamber is directly discharged through the upward communication, or connected to the communication to collect waste heat of the discharged exhaust gas. A heat exchanger is provided separately to maximize the heat efficiency of the collection of waste heat sources.
그러나, 이와 같은 배기가스를 상측으로 형성된 연통을 통해 직접배출하는 경우 폐열이 바로 대기중에 방출되어 폐열을 재이용할 수 없어 에너지의 낭비가 발생되며 이로 인한 비용이 증대되는 문제점이 발생되고, 열교환기 등을 이용하여 배기가스의 폐열을 2차 채집하는 경우에는 그 시설이 복잡하고, 시설에 따른 비용의 증대되는 문제와 작업자의 시설을 작동하는 기술의 숙련도가 필요하여 생산비용의 증대에까지 문제가 발생된다. However, when the exhaust gas is directly discharged through the communication formed upward, waste heat is immediately released into the atmosphere, and waste heat cannot be reused, resulting in waste of energy, resulting in increased costs, heat exchangers, and the like. When the waste heat of exhaust gas is collected by using the secondary fuel, the facility is complicated, and the cost of the facility is increased, and the skill of operating the facility of the worker is required. .
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 난방 및 온수를 공급하도록 물이 수용되어 있는 하나의 밀폐된 수실이 형성되고, 그 내부에 열효율을 극대화 하도록 배기가스의 폐열의 회수가 용이한 열차단판을 구비한 가열챔버가 마련되며, 상기 가열챔버를 관통하여 버너 등의 가열수단에 의해 그 내부로부터 발생되는 열을 채집하는 다수의 수관이 하나의 밀폐된 수실과 연통되어 자연순환에 의해 가열챔버의 열의 채집하여 열효율을 극대화하는 난방 및 온수공급용 수관 보일러를 제공하는 데 그목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, and a single closed water chamber in which water is accommodated to supply heating and hot water is formed, and the waste heat of the exhaust gas is maximized therein to maximize thermal efficiency. A heating chamber is provided with a heat shield plate which is easy to recover, and a plurality of water pipes passing through the heating chamber and collecting heat generated from the inside by a heating means such as a burner communicate with one closed water chamber to have a natural It is an object of the present invention to provide a water pipe boiler for heating and hot water supply that maximizes thermal efficiency by collecting heat in a heating chamber by circulation.
또한, 본 발명은 가열챔버에서 가스, 기름 등을 연소하여 발생되는 배기가스의 폐열을 회수하기 위해, 연통을 가열챔버 하부에 구성하여, 가열챔버에서 발생되어 배출되는 배기가스 폐열을 밀폐된 수실 내부에 있는 가열챔버 측벽 및 상하측면으로부터 최대의 전열면적으로 회수하여, 폐열 회수에 따른 가열챔버 배기가스의 온도차에 따라 하향 형성된 연통을 통해 배기가스가 역배기되도록 형성함으로써, 열효율을 극대화할 수 있는 난방 및 온수공급용 수관 보일러를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is configured to form a communication in the lower portion of the heating chamber in order to recover the waste heat of the exhaust gas generated by burning gas, oil, etc. in the heating chamber, the exhaust gas waste heat generated and discharged from the heating chamber inside the sealed chamber The maximum heat transfer area is recovered from the heating chamber sidewalls and the upper and lower sides of the heating chamber, and the exhaust gas is reversed through the communication formed downward according to the temperature difference of the exhaust gas of the heating chamber according to the waste heat recovery. And another object is to provide a water pipe boiler for hot water supply.
또한, 본 발명은 가열챔버의 열원을 최대로 회수가능하도록 형성함으로써, 별도의 열교환기 등의 장치를 구비할 필요가 없어 설치비용이 절감되고, 보일러 용량의 제한없이 소형, 중대형 등의 다양한 크기로 제작가능하여 범용적 사용가능한 난방 및 온수공급용 수관 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is formed so as to recover the heat source of the heating chamber to the maximum, it is not necessary to provide a device such as a heat exchanger, the installation cost is reduced, and various sizes such as small, medium and large without limiting boiler capacity It is an object of the present invention to provide a water pipe boiler for heating and hot water supply which can be manufactured.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난방 및 온수공급용 수관 보일러는 본체커버하우징(H)과; 상기 본체커버하우징(H) 내부에 구비되고, 상하 압력경판을 형성하여 원통형으로 밀폐되도록 구성되며, 상하측부에 난방수 배출구(102)와 난방수 환수구(104)가 형성되고, 상부면 중앙에 열매체가 고온에 의해 팽창시 내부에 잔류하는 공기를 배출하도록 공기배출구(106)가 구비된 하나의 밀폐된 수실본체(100)와; 상기 수실본체(100) 내부에 형성되는 원통형의 가열챔버(200)와; 상기 가열챔버(200) 상측에 원판으로 형성되어 원판 내면에 동심원상으로 다수의 상부격판통공(222)이 형성되고, 외측으로 상기 수실본체(100) 내측에 고정결합되는 다수의 고정편(224)이 형성되는 상부격판(220)과; 상기 가열챔버(200) 하측에 원판으로 형성되어 원판 내면에 동심원상으로 다수의 바닥격판통공(242)이 형성되고, 중앙에 배기가스 배출구(244)가 형성되는 바닥격판(240)과; 상기 상부격판(220)과 상기 바닥격판(240) 사이에 설치되는 열차단판(260)과; 상기 상부격판(220)과 바닥격판(240)에 형성된 동심원상의 다수의 통공을 통해 수실본체(100)와 연통되도록 구비된 다수의 수관(300)과; 상기 수실본체(100) 전면으로부터 상기 가열챔버(200) 내부로 연장형성되고, 가열챔버(200) 내부로 연장된 일측 상부에 개방부(402)가 형성되며, 상기 개방부(402) 일단에 화기차단판(410)이 형성된 가열수단 결합부(400)와; 상기 가열수단 결합부(400)의 수실본체(100) 외경측에 결합되는 가열수단(500)과; 상기 가열챔버(200)의 바닥격판(240) 중앙의 배기가스 배출구(244)와 연통되어 역배기되도록 절곡형성된 배기관(600)을 포함하는 것을 특징으로 한다. Heating and hot water supply water pipe boiler of the present invention for achieving the above object is the body cover housing (H); It is provided inside the main body cover housing (H), and is configured to form a cylindrical seal to the upper and lower pressure plate, the
여기서, 상기 바닥격판(240)은 배기가스 배출구(244) 직하로 배기관(600)의 높이보다 하향형성되어 잔류수분을 수집하는 수집부(246)가 형성되는 것이 바람직하다.Here, the
한편, 상기 열차단판(260)은 원판으로 형성되어 일측은 상기 가열챔버(200) 내경에 대응되어 밀폐되는 외경 D1을 형성한 밀폐외경부(264)와; 상기 밀폐외경부(264)의 반대측에 외경 D1 보다 작은 외경의 D2를 형성하는 개방외경부(266)와; 상기 밀폐외경부(264)와 개방외경부(266)에는 상기 가열챔버(200)와 수실본체(100)가 연통된 다수의 수관(300)이 관통되어 결합되는 동심원상의 다수의 열차단판통공(262)이 형성되되, 다수의 열차단판통공(262) 중 개방외경부(266)측 다수의 최외 측 열차단판통공(262)은 외경 D2를 벗어나 외측 일부가 개방형성되어 가열챔버(200) 내부에 구비되는 다수의 최외측 수관(300)이 결합되고, 다수의 최외측 수관(300)의 외경 일부가 밀폐외경부의 외경 D1의 외주연상에 위치하게 되어 가열챔버(200) 내측벽에 수관(300)의 외경 일부가 맞닿아 배기가스 배출공극(270)을 형성하는 것이다. On the other hand, the
바람직하게는 상기 공기배출구(106)에는 물 등의 열매체의 팽창에 따른 압력을 조절하기 위한 압력팽창탱크가 구비된 것이 좋으며, 상기 수실본체(100) 상측에는 온수를 공급하기 위한 온수공급용 관(700)이 더 구비하여도 바람직하다. Preferably, the
상기와 같은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 실시예를 이하 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.An embodiment of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 전체사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 요부사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 바닥격판의 요부확대 사시도이며, 도 5은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 상부격판의 요부확대 사시도이고, 도 6는 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 도 3의 A-A선 단면도이며,도 7은 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 온수공급관을 나타낸 요부사시도이다.1 is an overall perspective view of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention, Figure 2 is a main perspective view of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention, Figure 3 is a heating and hot water supply according to the present invention 4 is an enlarged perspective view of a bottom plate of a bottom plate of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention, and FIG. 5 is an enlarged main part of an upper plate of a water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention. 6 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3 of the heating and hot water supply water pipe boiler according to the present invention, and FIG. 7 is a main part perspective view showing the hot water supply pipe of the heating and hot water supply water pipe boiler according to the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 난방 및 온수공급용 수관 보일러는 본체커버하우징(H), 수실본체(100), 가열챔버(200), 다수의 수관(300), 가열수단 결합부(400), 가열수단(500), 배기관(600) 등으로 구성된다. 여기서, 상기 본체커버하우징(H)은 보일러의 전체를 커버하는 것으로 보일러의 크기 및 용량에 따라 다양하게 형성된다.1 and 2, the water pipe boiler for heating and hot water supply of the present invention is the body cover housing (H), the
상기 수실본체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 본체커버하우징(H) 내부에 구비되되, 상하 압력경판을 형성하여 원통형으로 밀폐되도록 구성되고, 수실본체(100) 내부에는 후술되는 가열챔버(200)에서 발생되는 열을 효율적으로 채집하기 위해 물 등의 열매체가 수용된다. 또한, 물 등의 열매체가 난방을 하기 위해 순환되도록 수실본체(100) 상하측 일면으로 난방수 배출구(102)와 난방수 환수구(104)가 형성된다. 그리고, 수실본체(100) 상부에는 물 등의 열매체가 고온에 의해 팽창시 수실본체(100) 내부에 잔류하는 공기를 배출하도록 공기배출구(106)가 구비된다. 여기서, 수실본체(100) 전면측에는 후술되는 가열수단(500)이 결합되는 후술하는 가열수단 결합부(400)가 마련된다.As shown in Figure 1, the
한편, 수실본체(100) 내부에 수용되는 열매체는 통상적으로 화학장치를 일정한 조작온도로 유지하기 위하여 가열(加熱)·제열(除熱) 등의 전열에 이용하는 매 체로서, 열원에서 열을 열매체로 전달하고, 이것을 순환시켜서 피가열체를 간접적으로 가열하는 방식이다. 직접가열법에 비해서 국부가열을 피할 수 있고, 온도조절이 용이하며, 화재나 폭발의 위험성도 적다. 일반적으로 사용되는 열매체는 연도(煙道)가스, 가열공기, 물, 수증기, 기름 등이다. 물은 비열(比熱), 증발열이 크고 안정되어 있는 등, 뛰어난 성질이 있으나, 증기압이 높고, 100℃ 이상의 가열에는 가압상태로 사용하지 않으면 안되며, 약 200℃가 한도이다. 따라서, 디페닐과 디페닐에테르의 공융혼합물인 다우삼 A 또는 HTS(질산염과 아질산염의 공융혼합물) 등의 무기 열매체가 사용되는 것이 바람직하다. On the other hand, the heat medium accommodated in the
즉, 상술한 열매체를 수실본체(100) 내부에 수용한 후, 후술되는 가열챔버(200)에서 발생되는 고온의 열을 열매체를 통하여 효과적으로 채집이 가능하고, 고온의 열에 의한 열매체의 팽창에 따른 수실본체(100) 내의 고압을 견딜 수 있도록 상하 타원구상의 압력경판을 형성하는 것이다. That is, after accommodating the above-described heat medium in the
상기 공기배출구(106)는 수실본체(100) 내부에 열매체가 수용됨으로써, 그 내부에 공기가 배출되도록 형성된다. 여기서, 열매체는 수실본체(100)에 가득 채워진다. 따라서, 후술되는 가열수단(500)에 의해 열매체가 가열됨으로써, 그 부피가 팽창하게 되면 공기배출구(106)를 통해 수실본체(100) 및 열매체에 포함된 잔여공기가 공기배출구(106)를 통해 배출된다. 한편, 공기배출구(106)측 일단에는 압력팽창탱크(도시없음)가 구비되는 것이 바람직하다. 압력팽창탱크는 수실본체(100) 내 부의 압력을 조절하게 된다. 즉, 압력이 상승하게 되면 압력팽창탱크 측으로 열매체가 이동하고, 압력이 저하되면 압력팽창탱크에 이동된 열매체가 다시 수실본체(100)로 이동하여 수실본체(100)의 압력이 항상 적정압력을 유지하게 되는 것이다. The
한편, 상기 수실본체(100)의 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 가열챔버(200)가 구비된다. 상기 가열챔버(200) 상측에는 상부격판(220)이 형성되고, 하측에는 바닥격판(240)이 형성된다. 또한, 상기 상부격판(220)과 상기 바닥격판(240) 사이에 열차단판(260)이 마련된다. 여기서, 상부격판(220)과 바닥격판(240)이 일정간격으로 서로 마주보며 대응되고, 그 사이에 원통형의 가열챔버(200)가 상부격판(220)과 바닥격판(240) 외주연을 따라 결합되어 원통형으로 밀폐형성된다. Meanwhile, as shown in FIG. 2, a
한편, 상기 가열챔버(200) 일측에는 전술한 수실본체(100) 전면에 구비된 가열수단 결합부(400)가 연통되어 가열챔버(200) 내부로 연장되어 있다. 또한, 상부격판(220)과 바닥격판(240)에 형성된 동심원상의 다수의 통공(222,242)을 통해 수실본체(100)와 연통되도록 다수의 수관(300)이 마련된다.On the other hand, one side of the
상기 가열수단 결합부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수실본체(100) 전면에 후술되는 가열수단(500)이 플렌지 결합되도록 형성되고, 수실본체(100) 내부의 열매체가 침투하지 못하도록 밀폐관통하여 가열챔버(200) 내부까지 연장된다. 그리고, 가열챔버(200) 내부로 연장된 가열수단 결합부(400)의 일측은 상측으로 개방부(402)가 형성되고, 개방부(402)측 일단에 화기차단판(410)이 형성된다. 따라서, 후술되는 가열수단(500)에 의해 발생되는 화기가 가열챔버(200) 내부로 연장된 가열수단 결합부(400)의 개방부(402)측으로 직화되는 것을 화기차단판(410)에 의해 직진성을 가진 화기를 상측으로 상향 가열되도록 형성된다. As shown in FIG. 3, the heating means
상기 가열수단(500)은 일반적으로 가스, 기름 등의 연료를 이용하여 열원을 발생하는 버너 등으로 형성된 통상의 것으로 구체적 구성은 생략한다. The heating means 500 is generally formed of a burner or the like for generating a heat source using a fuel such as gas or oil, and a specific configuration thereof is omitted.
한편, 전술한 가열챔버(200)의 하측에 형성된 상기 바닥격판(240)은 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 원판으로 형성되고, 원판 내면에는 동심원상으로 다수의 바닥격판통공(242)이 형성된다. 다수의 바닥격판통공(242)에는 수실본체(100) 내부와 연통되도록 수관(300)이 결합된다. 또한, 그 중앙에는 배기가스 배출구(244)가 형성된다. 한편, 상기 배기가스 배출구(244) 직하로 배기관(600)이 연결된다. 상기 배기관(600)의 외주연에는 원주상으로 배기관(600)의 높이보다 하향되게 수집부(246)가 형성된다. 여기서 수집부(246)는 수실본체(100) 내부에 저온의 열매체를 초기투입과 함께 가열챔버(200) 내에 초기 가열을 수행한다. 이때, 가열챔버(200) 내부의 고온의 연소온도와 수실본체(100) 내부에 수용된 저온의 열매체의 온도편차에 따라 가열챔버(200) 내부에 함유된 수분이 가열챔버(200) 내벽에 응 결되어 바닥격판(240) 하측으로 형성된 수집부(246)에 수집된다. 이렇게 수집된 수분은 연소가 진행되면서 가열챔버(200)이 가열되면 수집부(246)에 수집된 수분은 증발되어 후술되는 배기관(600)을 통해 배출된다. On the other hand, the
상기 상부격판(220)은 도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 바닥격판(240)과 동일한 직경으로 형성된 원판으로 형성되고, 원판 내면에 동심원상으로 다수의 상부격판통공(222)이 형성된다. 다수의 상부격판통공(222)에는 수실본체(100) 내부와 연통되도록 바닥격판(240)과 결합되는 수관(300)이 연장되어 결합된다. 또한, 상부격판(220) 외측으로 다수의 고정편(224)이 형성되어 수실본체(100) 내측에 고정결합된다. 여기서, 다수의 상부격판통공(222) 중, 중앙에 형성된 다수의 상부격판통공(222)에 결합되는 수관(300)은 가열챔버(200) 일측으로 절곡되어 가열챔버(200) 측벽측으로 수관(300)본체 내부와 연통된다. 구체적으로, 절곡되는 수관(300)을 상세히 살펴보면 가열수단 결합부(400)의 일측단이 가열챔버(200) 내부로 연장되어 화기가 가열챔버(200) 내부에서 연소되도록 위치되게 형성됨으로써, 상부격판(220)의 중앙에 결합되는 수관(300)이 가열수단 결합부(400)에 간섭을 피하기 위해 바닥격판(240)과 연장되어 수실본체(100)와 연통되지 않고 절곡되어 가열챔버(200) 측벽측으로 수실본체(100)와 연통되는 것이다. 3 or 5, the
이와 같이, 상부격판(220)과 바닥격판(240)에 형성된 동심원상의 다수의 통공(222,242)을 통해 수실본체(100)와 연통되도록 다수의 수관(300)이 마련됨으로 써, 도 3에 도시된 바와 같이, 수실본체(100) 내부에 수용된 열매체가 수관으로 유통된다. 즉, 가열챔버(200)에서 가스, 기름 등의 연료가 버너 등의 가열수단(500)에 의해 연소되어 고온의 열을 발생할 때, 수실본체(100)에 내부에 수용된 열매체가 가열챔버(200)을 관통하는 다수의 수관(300) 내부를 유통하여 가열챔버(200)로부터 발생되는 고온의 열을 채집하도록 전열면적이 극대화된 것이며, 고온을 열을 전달받은 열매체는 부피가 팽창하여 상향이동하고, 상향이동된 물은 난방수 배출구(102)를 통해 난방이 필요한 위치로 이동되어 난방을 수행하게 된다. 이렇게 난방을 수행한 열매체가 열원을 잃게 되면 다시 난방수 환수구(104)를 통해 수실본체(100)로 유입되고 수실본체(100)의 바닥격판(240)의 바닥격판통공(242)에 연통된 수관(300) 내부로 유입되어 가열챔버(200)의 고온의 열을 다시 수집하여 자연순환되게 된다. 또한, 수실본체(100) 내부에서의 온도차에 따른 열매체의 자연순환도 함께 이루어진다.As described above, a plurality of
한편, 상기 열차단판(260)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상부격판(220)과 바닥격판(240) 사이에 구비되되, 원판으로 형성되어 일측은 상기 가열챔버(200))의 내경에 대응되어 밀폐되는 외경 D1을 형성한 밀폐외경부(264)가 형성되고, 밀폐외경부(264)의 반대측에는 외경 D1 보다 작은 외경의 D2를 형성하는 개방외경부(266)가 형성된다. 여기서, 열차단판(260)의 밀폐외경부(264)와 개방외경부(266)에는 상기 가열챔버(200)와 수실본체(100)가 연통된 다수의 수관(300)이 관통되어 결합되는 동심원상의 다수의 열차단판통공(262)이 형성된다. 특히, 다수의 열차단판통 공(262) 중 개방외경부(266)측 다수의 최외측 열차단판통공(262)은 외경 D2를 벗어나 형성함으로써, 열차단판통공(262)의 외측 일부가 개방형성된다. 이렇게 외측 일부가 개방 형성된 열차단판통공(262)에 가열챔버(200) 내부에 구비되는 다수의 최외측 수관(300)이 결합하게 되면 수관(300)의 외경 일부가 밀폐외경부(264)의 외경 D1의 외주연상에 위치하게 되어 가열챔버(200) 내측벽에 수관(300)의 외경 일부가 맞닿아 배기가스 배출공극(270)을 형성하는 것이다. 즉, 상기 열차단판(260)의 일측 밀폐외경부(264)는 가열챔버(200) 가열챔버(200)의 내경에 대응되어 밀폐되고, 타측은 동심원상으로 구비된 최외측 개방된 열차단판통공(262)에 결합된 다수의 수관(300)의 바깥쪽 외경 일부가 밀폐외경부(264)의 외경 D1의 외주연상에 위치하여 가열챔버(200) 측벽에 맞닿아 결합되는 것이다. On the other hand, the
한편, 상기 배기가스 배출공극(270)을 구체적으로 살펴보면, 가열챔버(200) 내부 일측에 위치한 가열수단 결합부(400)를 통해 방사되는 화기에 의해 상부측에 고온층이 형성되고, 중앙과 그 하부로 갈수록 온도편차가 발생되게 된다. 이때, 가스, 기름 등을 연소한 가열챔버(200) 내부에는 배기가스가 상중하 부분의 온도편차에 따라 자연순환되게 된다. 따라서, 자연순환을 통해 연소가 완료된 배기가스가 가열챔버(200) 내부에서 순환하며 약 200℃에서 250℃의 배기가스 폐열을 수관(300)에 전달하여 열매체를 2차 가열함으로써, 손실열을 최소로 하게 된다. 따라서, 열원을 대부분 소진한 배기가스는 열차단판(260) 타측의 배기가스 배출공극(270)을 통해 후술되는 배기관(600)으로 이동되어 배기되는 것이다. 여기서, 배 출되는 배기가스의 온도는 약 85℃ 정도로 배출되는 것이 바람직하다.On the other hand, looking at the exhaust
상기 배기관(600)은 바닥격판(240) 중앙에 형성된 수집부(246)에 결합형성되되, 수집부(246)보다 상향돌출되게 결합된다. 여기서, 배기관(600)은 배기가스의 폐열을 회수하기 위해 가열챔버(200) 하측으로 절곡형성되어 가열챔버(200) 내부의 배기가스가 장시간 자연순환되면서 배기가스의 폐열을 회수하도록 역배기 형식으로 구성됨이 바람직하다. The
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러의 작용은 아래의 설명과 같으며, 이하 사용상태에 따른 실시예를 설명하기로 한다. As described above, the action of the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention is as described below, and an embodiment according to the use state will be described.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 난방 및 온수공급용 수관 보일러는 하나의 밀폐된 수실본체(100) 내부에 원통형상의 가열챔버(200)가 고정편(224)에 의해 고정된다. 이렇게 가열챔버(200)가 밀폐되어 수실본체(100) 내부에 고정된 후, 열매체가 수실 본체(100) 내에 채워지게 된다. 이때, 열매체가 수실본체(100)에 채워짐과 함께 그 내부에 있는 공기는 공기배출구(106)를 통해 배출된다. 2 and 3, in the water pipe boiler for heating and hot water supply according to the present invention, a
다음으로, 가열수단 결합부(400)에 가열수단(500)이 결합되어 가스, 기름 등의 연료를 이용하여 화기를 가열챔버(200) 내부로 방사하고, 가열챔버(200) 내부에 서는 화기가 화기차단판(410)에 의해 상향 가열되게 된다. 이때, 가열챔버(200)에서 초기가열시 저온의 열매체와 초기 가열로 인한 고온의 가열챔버(200) 내부의 온도편차에 따라 가열챔버(200) 내부에 잔류수분이 가열챔버(200) 내벽에 응결되어 수집부(246)로 모이게 된다. Next, the heating means 500 is coupled to the heating means
이후, 수집부(246)에 모인 수분은 가열챔버(200)의 가열이 진행됨과 함께 증발되어 배기관(600)을 통해 배출된다. 한편, 가열수단(500)에 의해 가열챔버(200)에서 상향 가열하게 되면 수실본체(100)와 수관(300)내부에 채워진 열매체를 상부격판(220)측으로부터 서서히 가열되고, 화기와 인접되는 다수의 수관(300)과 상부격판(220)에 절곡형성된 중앙에 구비된 수관(300)이 가열된다.Thereafter, the moisture collected in the
다음으로, 수관(300) 및 상부격판(220)이 가열되어 열매체가 가열팽창하기 시작하면 수관(300)본체 내부에서 열매체가 하향 이동하게 된다. 이렇게 하향 이동되는 열매체는 바닥격판(240)에 연통된 수관(300)으로 유입되어 가열챔버(200)에서 발생되는 열원을 자연순환을 통해 지속적으로 수집하게 된다.Next, when the
따라서, 가열수단(500)에 의해 발생되는 화기의 열은 수관(300)을 통해 수실본체(100) 내부의 열매체를 가열하여 자연순환되게 된다. 또한, 가열이 진행되면서 가열챔버(200)의 상부격판(220)과 바닥격판(240), 가열챔버(200)의 온도도 함께 상승하게 된다. 그러므로, 수실본체(100) 내부에 수용된 열매체에 가열챔버(200)에서 발생되는 열원을 최대로 수집하도록 전열면적이 극대화 되어 가열챔버(200) 내부를 관통하는 수관(300) 이외에 상부격판(220), 바닥격판(240), 가열챔버 외경측 등 가열챔버(200) 전체가 열매체에 열원을 공급하게 되는 것으로 열효율을 극대화 할 수 있다. Therefore, the heat of the fire generated by the heating means 500 is naturally circulated by heating the heat medium inside the
한편, 가열챔버(200) 내부에는 연료의 연소에 따른 배기가스가 발생된다. 이렇게 발생된 배기가스에는 폐열이 잔존하게 되는데 이 폐열을 역배기형식으로 배기관(600)을 통해 배기하여 열효율을 더욱더 높일 수 있다. 나아가, 배기가스의 폐열의 회수를 상세히 살펴보면, 가열챔버(200)에서 연료가 연소되어 가열챔버(200) 최상측을 향해 고온의 열이 방사된다. 이후, 가열챔버(200)의 상부격판(220) 측의 온도가 가장 높은 고온층이 형성된다. 여기서, 가열챔버(200)의 온도는 가열챔버(200) 중앙측과 열차단판(260)측으로 갈수록 온도편차가 발생된다. 이때 배기가스는 폐열을 함유한 상태로 가열챔버(200) 내부에서 각각의 위치에 따른 미세한 온도차에 따라 자연순환하면서 수관(300) 및 가열챔버(200) 내벽을 통해 수실본체(100)의 열매체로 열을 전달하게 된다.On the other hand, the exhaust gas is generated in the
이후, 열차단판(260)측으로 순환되어 하강한, 열원을 손실한 배기가스는 열차단판(260)과 수실본체(100)사이에 형성된 배기가스 배출공극(270)을 통해 바닥격판(240)측으로 이송되고, 이때 바닥격판(240)측에서 배기가스의 폐열이 2차로 바닥격판(240)측에 결합된 다수의 수관(300)에 열을 전달하게 된다. Thereafter, the exhaust gas circulating and descending to the
다음으로, 폐열을 소진한 배기가스는 배출연통을 통해 배기됨으로써, 가열수단(500)으로부터 발생되는 열을 가장 효율적으로 최대 이용가능한 것이며, 자연순환식에 따른 높은 열효율을 나타내고 있어 소형 및 중대형 보일러에도 적용가능한 것은 자명한 것이다.Next, the exhaust gas exhausting the waste heat is exhausted through the exhaust communication, so that the heat generated from the heating means 500 is most efficiently available, and exhibits high thermal efficiency according to the natural circulation type, so that even small and medium-sized boilers Applicable is obvious.
또한, 모터에 의한 강제순환을 하지 않고 온도편차에 따른 자연순환식으로 구성함으로써, 설치 유지비용의 절감과 연료의 절감을 통해 난방비의 절감을 가져올 수 있는 것이다.In addition, by configuring the natural circulation according to the temperature deviation without forced circulation by the motor, it is possible to reduce the heating cost through the reduction of installation maintenance cost and fuel.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 고온층을 형성한 수실본체(100) 내부의 가열챔버(200) 상측의 상부격판(220) 상향으로 동관 등으로 구비된 온수공급용 관(700)을 구비하여 열원을 채집함으로써, 온수를 공급하여도 바람직하다.On the other hand, as shown in Figure 7, the hot plate is provided with a hot
상술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 자명한 것이며, 그와 같은 변형은 청구 범위 기재의 범위내에 있는 것이다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Such variations are within the scope of the claims.
본 발명은 난방 및 온수를 공급하도록 물이 수용되어 있는 하나의 밀폐된 수실이 형성되고, 그 내부에 열효율을 극대화 하도록 배기가스의 폐열의 회수가 용이한 열차단판을 구비한 가열챔버가 마련되며, 상기 가열챔버를 관통하여 버너 등의 가열수단에 의해 그 내부로부터 발생되는 열을 채집하는 다수의 수관이 하나의 밀폐된 수실과 연통되어 자연순환에 의해 가열챔버의 열의 채집하여 열효율을 극대화하는 효과가 있다. The present invention is provided with a single closed water chamber in which water is accommodated to supply heating and hot water, and a heating chamber provided with a heat shield plate for easily recovering waste heat of exhaust gas to maximize thermal efficiency therein. A plurality of water pipes passing through the heating chamber and collecting heat generated from the inside by a heating means such as a burner are communicated with one closed water chamber to collect heat of the heating chamber by natural circulation, thereby maximizing thermal efficiency. have.
또한, 본 발명은 가열챔버에서 가스, 기름 등을 연소하여 발생되는 배기가스의 폐열을 회수하기 위해, 연통을 가열챔버 하부에 구성하여, 가열챔버에서 발생되어 배출되는 배기가스 폐열을 밀폐된 수실 내부에 있는 가열챔버 측벽 및 상하측면으로부터 최대의 전열면적으로 회수하여, 폐열 회수에 따른 가열챔버 배기가스의 온도차에 따라 하향 형성된 연통을 통해 배기가스가 역배기되도록 형성함으로써, 열효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention is configured to form a communication in the lower portion of the heating chamber in order to recover the waste heat of the exhaust gas generated by burning gas, oil, etc. in the heating chamber, the exhaust gas waste heat generated and discharged from the heating chamber inside the sealed chamber The maximum heat transfer area is recovered from the heating chamber sidewalls and the upper and lower sides of the heating chamber, and the exhaust gas is reversed through the communication formed downward according to the temperature difference of the exhaust gas of the heating chamber according to the waste heat recovery, thereby maximizing thermal efficiency. There is this.
또한, 본 발명은 가열챔버의 열원을 최대로 회수가능하도록 형성함으로써, 별도의 열교환기 등의 장치를 구비할 필요가 없어 설치비용이 절감되고, 보일러 용량의 제한없이 소형, 중대형 등의 다양한 크기로 제작가능하여 범용적으로 사용될 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention is formed so as to recover the heat source of the heating chamber to the maximum, it is not necessary to provide a device such as a heat exchanger, the installation cost is reduced, and various sizes such as small, medium and large without limiting boiler capacity There is an advantage that can be used universally to manufacture.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060128625A KR100691257B1 (en) | 2006-12-15 | 2006-12-15 | Water tube boiler for hot water supply and hot waterheating |
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KR101312047B1 (en) | 2012-02-13 | 2013-09-25 | (주)에코타워 | Equipment of plume abatement using forced heating of cooling tower |
CN103808006A (en) * | 2014-02-20 | 2014-05-21 | 江苏大学 | Vertical small-capacity fire-tube boiler |
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2006
- 2006-12-15 KR KR1020060128625A patent/KR100691257B1/en not_active IP Right Cessation
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