KR100799196B1 - 고체연료용 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러본체의 내부에 다수개의 화실을 마련하고 그 화실이 마련된 보일러본체내부에 유체를 충입하여 화실에서 발생되는 열을 유체가 최대한 효율적으로 받아 보일러본체 내의 유체 온도를 빠르게 가열할 수 있도록 한 고체연료용 보일러에 관한 것으로, 그 구성은, 원형 또는 각형의 몸체 내부에 유체가 충입되는 공간이 확보되고 그 공간이 확보된 몸체의 하부에는 에어실이 마련되며 상기 공간이 확보된 몸체의 상부 일측에는 유체공급구가 형성되고 하부 일측에는 유체유입구가 형성된 보일러본체; 상기 보일러본체 내에 다수 개 설치되며 내부에는 고체연료가 충입되고 상부에는 개폐 가능한 뚜껑이 상기 몸체의 상부로 노출되게 마련되며 하부에는 상기 고체연가 연소되면서 발생하는 재를 배출하는 재받이를 설치하여 된 화실; 상기 화실의 고체연료가 연소되면서 발생하는 연기를 배기하도록 화실의 상부에서 연기안내 관의 선단이 설치되고 그 연기안내 관의 끝단에는 연기모음 관이 설치되며 그 연기모음관의 끝단에는 연도를 연결 설치하여 된 것으로 이루어진다.

고체연료, 보일러, 화실, 난방

Description

고체연료용 보일러{Boiler for solid fuel}

도1은 종래의 고체연료용 보일러 구성을 나타낸 단면도,

도2는 본 발명에 따른 제1실시예의 고체연료용 보일러 구성을 나타낸 단면도,

도3은 본 발명에 따른 제2실시예의 고체연료용 보일러 구성을 나타낸 단면도,

도4는 본 발명에 따른 고체연료용 보일러의 사용 상태를 나타낸 사시도.

※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※

10 : 보일러본체 11 : 몸체

12 : 공간 13 : 에어실

14 : 유체공급구 15 : 유체유입구

20 : 화실 21 : 뚜껑

22 : 재받이 23 : 보조화실

24 : 버너 30 : 연기배기수단

31 : 연기안내 관 32 : 연기모음 관

33 : 연도

본 발명은 고체연료용 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러본체의 내부에 다수개의 화실을 마련하고 그 화실이 마련된 보일러본체내부에 유체를 충입하여 화실에서 발생되는 열을 유체가 최대한 효율적으로 받아 보일러본체 내의 유체 온도를 빠르게 가열할 수 있도록 한 고체연료용 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 전기 점화방식 등의 제어시스템에 의하여 버너가 점화된 채 운전되면서 온수 및 난방을 위해 순환되는 물탱크를 가열시키는 수단으로서, 연료는 주로 기름이나 가스를 사용한다. 그러나 기름이나 가스 등을 연료로 사용하는 보일러의 경우 연료의 구입에 따른 비용이 과다하게 소요되는 등 유지비가 많이 들기 때문에 소득수준이 낮은 농촌 등에서는 보일러 사용에 따른 부담이 가중되고 있는 것이 현실이다. 이러한 특성을 감안하여 농촌 등에는 석탄, 나무, 조개탄(이하 "고체연료"라 통칭함) 등의 연료로 사용하는 보일러가 많이 보급되고 있는 것이 최근의 추세이다.

위와 같은 고체연료를 사용하는 종래 대부분의 보일러들은 온수통의 하부에서 단순히 연료를 연소시키는 방식으로 되어있기 때문에 연소실의 외벽을 통한 열손실이 크고, 이로 인해 전반적인 열효율이 낮은 단점이 있으며, 또한 연소실 주변의 부재들이 고온에 노출되는 관계로 화재 및 화상의 위험이 있다.

종래의 고체연료 보일러는 도1에 나타낸 바와 같이 내부케이스(41) 및 외부 케이스(42)로 구성되어 그 사이로 물이 저장되는 보일러본체(40)와, 상기 내부케이스(41)의 내부를 구획하여 상측으로 화실(41a)을 형성하고 하측으로 집진실(41b)을 형성하는 로스톨(43)과, 상기 화실(41a)로 코크스를 공급하는 코크스 공급수단(44)과, 상기 화실(41a)로 공급된 코크스를 로스톨(43)의 하측에서 치솟는 불길로 연소시켜 물을 데우는 버너(45)와, 상기 로스톨(43)을 회전시켜 연소 완료된 코크스 재를 로스톨(43)의 구멍(43a)을 통하여 집진실(41b)로 강제 낙하시키는 로스톨 회전수단(44)과, 상기 집진실(41b)로 낙하된 코크스 재를 외부로 내보내는 코크스 재 배출수단(47)을 포함한다.

상기 로스톨(43)은 내부케이스(41)로 공급되는 코크스를 받쳐 이 코크스가 화실(41a)에 쌓여 있도록 하는 것으로서, 상기 로스톨(43)과 내부케이스(41) 사이의 틈새가 크면 이 틈새를 통해 코크스가 집진실(41b)로 낙하되므로 로스톨(43)의 회전을 위한 최소의 틈새만이 형성되는 구조로 설치된다.

상기 코크스 공급수단(44)은 코크스가 저장되는 코크스 저장호퍼(44a)와, 상기 코크스 저장호퍼의 하측과 화실(41a)을 통하도록 연결하는 코크스 이송드럼(44b)과, 상기 코크스 이송드럼의 내부에 설치되어 코크스 저장호퍼의 코크스를 화실(41a)로 이송하는 코크스 이송스크루(44c)와, 상기 코크스 이송스크루에 동력을 가하는 구동모터(44d)로 구성된다.

상기 로스톨 회전수단(46)은 로스톨(43)의 하측에 수직으로 설치되는 로스톨 회전축(46a)과, 외부에 설치되는 구동모터(46b)와, 상기 구동모터의 동력이 로스톨 회전축으로 전달될 수 있도록 구동모터의 모터축과 로스톨 회전축을 연결하는 베벨 기어세트(46c)로 구성된다.

상기 코크스 재 배출수단(47)은 집진실(41b)의 하측을 외부와 통하도록 연결하는 코크스 재 이송드럼(47a)과, 상기 코크스 재 이송드럼의 내부에 설치되어 집진실(41b)의 코크스 재를 외부로 이송하는 코크스 재 이송스크루(47b)와, 상기 로스톨 회전수단(46)을 구성하는 구동모터의 동력이 코크스 재 이송스크루로 함께 전달될 수 있도록 모터축과 코크스 재 이송스크루를 연결하는 평기어셋트(47c)로 구성된다.

상기의 구성을 갖는 종래 고체연료 보일러는 첫째, 로스톨 위로 위치한 화실에 쌓인 코크스를 연소시키는 버너가 로스톨의 하측에서 그 구멍을 통하여 화실로 불길이 치솟도록 구성되므로 치솟는 불길이 로스톨과 로스톨 회전축에 닿기 때문에 불길의 열기로 인하여 로스톨 및 로스톨 회전축의 형상이 변형되는 문제점이 발생하여 구동모터의 작동에 따른 로스톨의 회전이 정상적으로 이루어지지 못하는 단점이 있다.

둘째, 배연관(48)이 내부케이스의 상부 중앙에 수직으로 대기를 향하게 설치되어 연기를 대기로 바로 배출되게 구성되어 있어 그에 따른 내부케이스의 열기가 연기와 함께 대기로 바로 방출됨으로 열효율이 떨어지는 문제점과 동시에 외부케이스와 내부케이스의 사이에 충입된 유체의 가열이 신속하게 이루어지지 못하고, 또 고체연료가 과다하게 소모되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로 서, 그 목적은 내부에 유체가 충입되는 공간이 확보된 보일러본체 내에 고체연료가 연소되는 다수의 화실을 설치함으로서, 그 화실에서 발생하는 열기와 유체가 직접 접촉되며 가열되게 하여 빠른 시간에 많은 양의 유체를 원하는 온도로 가열함으로서 난방면적의 크고 작음에 관계없이 효율적으로 난방을 할 수 있음은 물론, 고체연료를 경제적으로 사용할 수 있도록 한 고체연료용 보일러를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은, 원형 또는 각형의 몸체(11) 내부에 유체가 충입되는 공간(12)이 확보되고 그 공간이 확보된 몸체의 하부에는 에어실(13)이 마련되며 상기 공간이 확보된 몸체의 상부 일측에는 유체공급구(14)가 형성되고 하부 일측에는 유체유입구(15)가 형성된 보일러본체(10)와, 상기 보일러본체 내에 다수 개 설치되며 내부에는 고체연료가 충입되고 상부에는 개폐 가능한 뚜껑(21)이 상기 몸체의 상부로 노출되게 마련되며 하부에는 상기 고체연가 연소되면서 발생하는 재를 배출하는 재받이(22)를 설치하여 된 화실(20)과, 상기 화실의 고체연료가 연소되면서 발생하는 연기를 배기하도록 화실의 상부에 연기안내 관(31)의 선단이 설치되고 그 연기안내 관의 끝단에는 연기모음 관(32)이 설치되며 그 연기모음관의 끝단에는 연도(33)를 연결 설치하여 된 연기배기수단(30)으로 이루어진 고체연료용 보일러에 있어서,
상기 끝단에 연기모음 관(32)이 설치되는 연기안내 관(31)은 상기 화실의 길이방향을 따라 하향하는 소정의 길이를 갖도록 형성되고, 상기 화실(20)과 화실(20)의 사이 중앙 하부에는 액체연료가 연소되는 보조화실(23)이 상기 연기모음 관(32)과 연결 설치되며, 상기 보조화실의 일측에는 상기 액체연료를 연소하는 버너(24)를 설치하여 된 것으로 이루어진다.

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이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

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본 발명은 먼저 도2에 나타낸 바와 같이 원형 또는 각형의 몸체(11) 내부에 유체가 충입되는 소정크기의 공간(12)이 확보되고 그 공간(12)이 확보된 몸체(11)의 하부에는 에어실(13)이 마련되며 상기 공간(12)이 확보된 몸체(11)의 상부 일측에는 유체를 배출하는 유체공급구(14)가 형성되고 하부 일측에는 유체를 공급받는 유체유입구(15)가 형성된 보일러본체(10)가 마련된다.

상기 유체가 충입되는 소정크기의 공간(12)이 확보된 원형 또는 각형의 몸체(11)는 내열성 및 내부식성 그리고 단열성을 갖는 재질로 함이 바람직하고, 상기 몸체(11)의 하부에 마련된 에어실(13)에는 에어공급구(13a)가 형성되고 그 에어공급구(13a)에는 에어송풍기(13b)를 연결 설치함이 바람직하다.

또 상기 몸체(11)의 상부 일측에 형성된 유체공급구(14)에는 난방지역에 배열되는 유체순환관(16)의 일측단이 연결 설치되어 가열된 유체를 공급하는 곳이고, 상기 일측단이 연결 설치된 유체공급구(14) 측에는 유체순환관(16)으로의 유체 순환을 원활히 하기 위하여 펌프(14a)를 설치함이 바람직하다. 그리고 몸체(11)의 하 부 일측에 형성된 유체유입구(15)에는 유체순환관(16)의 타측단이 연결 설치되어 난방지역을 난방하고 돌아온 유체를 공급받는 곳이다.

또 보일러본체(10)의 몸체(11) 내에 다수 개 설치되며 내부에는 고체연료가 충입되고 상부에는 개폐 가능한 뚜껑(21)이 상기 몸체(11)의 상부로 노출되게 마련된 화실(20)은 고체연료가 연소되는 곳으로, 이때 상기 화실(20)에서 고체연료가 연소되면 열기가 발생하게 되고 그 열기는 화실(20)의 몸체를 통하여 방출되면서 몸체(11)내에 충입된 유체를 가열하게 된다.

한편 화실(20)의 하부에는 고체연료가 연소되면서 발생하는 재를 배출하는 재받이(22)가 설치되는데, 그 재받이(22)는 설치개소 즉 화실(20)의 하부로부터 회전 및 착/탈 가능하게 설치됨이 바람직하고, 또, 재의 원활한 배출을 위하여 다수의 구멍(22a)이 천공된다.

또한 상기 재받이(22)로 배출된 재는 에어실(13)로 모이게 되고 그 에어실(13)에 모인 재는 외부로 배출시키면 되는 것이며, 상기 재받이(22)를 설치개소 즉 화실(20)의 하부로부터 회전 및 착/탈 가능하게 설치하는 이유는, 연소된 화실(20)내의 재를 비우고자 할 때에 용이하고 간편하게 하기 위함이다.

또 상기 에어실(13)에는 에어공급구(13a)가 형성되고 그 에어공급구(13a)에는 에어송풍기(13b)를 연결 설치하는데, 그 이유는, 화실(20)의 고체연료가 연소될 때 그 연소를 원활하게 하기 위하여 화실(20)로 대기 중의 에어를 공기하기 위한 것이다.

상기 화실(20)로 대기 중의 에어를 공급하는 원리는 에어송풍기(13b)의 가동 과 함께 대기 중의 에어가 에어공급구(13a)를 통하여 에어실(13)로 들어가고 그 에어실(13)로 들어간 에어는 재받이(22)에 형성된 구멍(22a)을 통하여 화실(20)의 내부로 들어가게 되는 것이다.

그리고 상기 화실(20)의 고체연료가 연소되면서 발생하는 연기를 배기하도록 화실(20)의 상부에 연기안내 관(31)의 선단이 설치되고 그 연기안내 관(31)의 끝단에는 연기모음 관(32)이 설치되며 그 연기모음 관(32)의 끝단에는 연도(33)를 연결 설치하여 된 연기배기수단(30)이 설치되는데, 상기 연기안내 관(31)은 화실(20)에서 연소되면서 발생하는 연기를 연기모음 관(32)으로 안내하는 역할을 하고, 상기 연기모음 관(32)은 연기안내 관(31)으로부터 안내받은 연기를 연도(33)로 안내하는 역할을 한다.

그리고 상기 선단이 화실(20)의 상부에 설치된 연기안내 관(31)은 상기 화실(20)의 길이방향을 따라 하향하는 소정의 길이를 갖도록 형성되는데, 그 이유는 연기안내 관(31)에서 발생하는 열기를 몸체(11)내에 충입된 유체가 흡수하여 활용하도록 하기 위함이고, 연기모음 관(32) 역시도 상기연기안내 관(31)과 동일한 효과를 얻기 위하여 몸체(11)하부에 형성시킨 것이다.

또한 본 발명의 도3에 나타낸 보일러는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 것으로, 이는 보일러본체(10)의 내부에 설치된 고체연료가 충입되는 화실(20)과 화실(20)의 사이 중앙 하부에는 액체연료가 연소되는 보조화실(23)이 설치되고 그 보조화실(23)의 일측에는 버너(24)가 설치되는데, 상기 보조화실(23)과 버너(24)를 설치하는 이유는, 상기 화실(20)에 충입된 고체연료의 초기 발화시 발열량이 적어 온수로의 열 교환이 미비할 때 이를 보충하기 위함과 동시에 화실(20)의 가동이 중단되었을 때 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 보조화실(23)에서 발생하는 연기는 보조화실(23)과 연도(33)간에 연결 설치된 관(도면 미 도시)을 따라 연도(33)로 배출된다. 그리고 상기 보조화실(23)에서 연소되는 연료는 액체연료로서 경유, 중유, 석유 중 어느 하나이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 고체연료용 보일러는 저가의 고체연료를 최소로 사용하면서 최대의 열효율을 얻을 수 있어 그에 따른 난방비를 절약함은 물론, 난방을 효과적으로 할 수 있는 장점이 있다. 또 본 발명의 고체연료용 보일러는 구조가 간단하여 제작에 따른 어려움이 없음과 동시에 제작비가 적게 들어 저가로 소비자에게 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 원형 또는 각형의 몸체(11) 내부에 유체가 충입되는 공간(12)이 확보되고 그 공간이 확보된 몸체의 하부에는 에어실(13)이 마련되며 상기 공간이 확보된 몸체의 상부 일측에는 유체공급구(14)가 형성되고 하부 일측에는 유체유입구(15)가 형성된 보일러본체(10)와, 상기 보일러본체 내에 다수 개 설치되며 내부에는 고체연료가 충입되고 상부에는 개폐 가능한 뚜껑(21)이 상기 몸체의 상부로 노출되게 마련되며 하부에는 상기 고체연가 연소되면서 발생하는 재를 배출하는 재받이(22)를 설치하여 된 화실(20)과, 상기 화실의 고체연료가 연소되면서 발생하는 연기를 배기하도록 화실의 상부에 연기안내 관(31)의 선단이 설치되고 그 연기안내 관의 끝단에는 연기모음 관(32)이 설치되며 그 연기모음관의 끝단에는 연도(33)를 연결 설치하여 된 연기배기수단(30)으로 이루어진 고체연료용 보일러에 있어서,

   상기 끝단에 연기모음 관(32)이 설치되는 연기안내 관(31)은 상기 화실의 길이방향을 따라 하향하는 소정의 길이를 갖도록 형성되고, 상기 화실(20)과 화실(20)의 사이 중앙 하부에는 액체연료가 연소되는 보조화실(23)이 상기 연기모음 관(32)과 연결 설치되며, 상기 보조화실의 일측에는 상기 액체연료를 연소하는 버너(24)를 설치하여 된 것을 특징으로 하는 고체연료용 보일러.
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