KR100891187B1 - 고체연료 겸용 화목보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체연료 겸용 화목보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 동체 내에서 화목과 기타 고체연료를 동시에 사용하여 연소 시간을 연장함에 따라 열에너지를 효율적으로 이용하여 열교환 이득을 극대화하기 위하여, 내부에 화목이 연소되는 공간인 연소실과 상기 연소실의 상단에 위치한 열교환실이 형성되며 전면에 각각의 연소실도어 및 연교환실도어가 구비된 화목보일러에 있어서, 상기 연소실에 삽입되되 다수의 환봉을 일정 간격으로 배열하여 밑면을 형성하는 서랍 형태의 고체연료수납부와 상기 고체연료수납부를 상기 연소실의 바닥면에서 소정의 높이로 이격하여 삽입하기 위하여 상기 연소실의 양 측벽에 형성된 안내레일을 포함하여 이루어진 고체연료 겸용 화목보일러를 제공한다.

화목보일러, 고체연료, 연소실, 열교환실

Description

고체연료 겸용 화목보일러{WOOD AND SILID FOEL FIRED BOILER}

본 발명은 고체연료 겸용 화목보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화목보일러의 연료를 화목 이외에 연탄과 갈탄 등과 같은 고체연료를 동시에 연소하여 연소 시간을 연장하고 열교환 이득을 극대화하기 위하여 연소실 내에 고체연료를 수용할 수 있는 공간을 형성하여 고체연료의 연소를 유도하고, 또한 연소 후에 재의 수거를 용이하게 하는 고체연료 겸용 화목보일러에 관한 것이다.

일반적으로 화목보일러는 농촌 및 어촌에서 쉽게 구할 수 있는 폐목 등의 나무를 연료로 사용함에 따라 기름, 가스, 석탄, 전기 등의 기타 연료를 사용하는 보일러에 비하여 연료비가 저렴할 뿐만 아니라 설비 및 유지관리비 또한 저렴하여 농촌 및 어촌에서 작물의 육성 및 건조와 함께 난방용으로 널리 사용되고 있다.

상기한 바와 같은 일반적인 화목보일러의 구성은, 나무와 같은 땔감을 공급하여 연소되는 공간인 연소실과 상기 연소실의 연소실의 상단에서 발생된 열이 경로를 따라 이동하면서 유입되는 물에 열에너지를 전달하는 열교환실과 발생한 연기를 배출하는 배기구와 난방수 입출구 및 온수 급배수구 등으로 구성된다.

그러나, 상기한 종래의 화목보일러는 기름보일러 등과 달리 지속적인 연료의 공급이 어려움에 따라 연료로서 나무를 연소시키는 동안 열에너지를 최대한 보존하여야 함에도 불구하고 상기 열에너지가 장시간 보존되지 못하는 문제점이 있었으며, 이러한 낮은 열효율은 결과적으로 난방에 필요한 유지 관리비의 증대 및 과도한 노동력이 요구되는 문제를 발생하였다.

또한 대부분의 종래 화목보일러의 경우 통상 수직형으로 형성되어 연소실의 폭이 좁고 연소실의 화목 투입구가 작아 화목을 잘게 패어야 하는 불편함이 있었을 뿐만 아니라 나무를 잘게 팰수록 연소가 빨리 이루어져 열효율이 더욱 저하되었다.

또한, 상기와 같은 화목의 연료의 특성상 낮은 열효율의 문제를 해결하기 위하여 기존의 화목보일러에 석탄, 연탄, 갈탄 등의 기타 고체연료를 연소실에 배치하여 동시에 연소하는 방법도 제시되었지만, 이러한 고체연료는 연소 후에 재가 많이 남게 되어 이러한 재를 수거하기가 불편하였다.

또한, 기타 기름과 가스, 전기 등을 추가적으로 이용하는 화목보일러의 경우에는 장치가 비대해질 뿐만 아니라, 연료비와 설비 및 유지관리비까지 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는 화목이 연소되는 연소실에 서랍 형태의 고체연료수납부를 구성하여 내부에 연탄과 갈탄, 석탄 등의 고체연료를 넣고 이를 연소실에 삽입하여 화목과 동시에 연소하여 연소 시간을 연장하고 열교환을 극대화하여 화목보일러의 열효율을 높이는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 고체연료수납부의 밑면을 다수의 환봉이 일정 간격으로 배열하여 형성함으로써 연소 이후에 재의 수거를 용이하게 하여 추가적인 노동력 없이도 관리를 용이하게 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 화목이 연소되는 공간인 연소실과 상기 연소실의 상단에 위치한 열교환실이 형성되며 전면에 각각의 연소실도어 및 열교환실도어가 구비된 화목보일러에 있어서, 상기 연소실에 삽입되되 다수의 환봉을 일정 간격으로 배열하여 밑면을 형성하는 서랍 형태의 고체연료수납부와 상기 고체연료수납부를 상기 연소실의 바닥면에서 소정의 높이로 이격하여 삽입하기 위하여 상기 연소실의 양 측벽에 형성된 안내레일을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고체연료수납부는 후면에 하단으로 연장되어 있는 막음판이 부착 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연소실도어에는 공기투입구가 형성되어 힌지결합에 의한 힌지축을 중심으로 회전에 의하여 개폐의 정도를 조절할 수 있는 공기투입구도어가 구비되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 화목보일러의 동체 내의 연소실에 화목 뿐만 아니라 기타 고체연료를 동시에 연소할 수 있도록 고체연료를 수납할 수 있는 공간을 서랍형태의 고체연료수납부를 형성하여 이를 연소실에 전후방향으로 여닫이가 용이하도록 하여 고체연료의 수납과 연소 이후에 재의 수거를 용이하게 할 뿐만 아니라 열효율을 높이는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 고체연료 겸용 화목보일려의 구성 및 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1는 본 발명에 따른 고체연료 겸용 화목보일러(10)의 결합사시도로서, 내부에 화목이 연소되는 공간인 연소실(11)과 상기 연소실의 상단에 위치한 열교환실(13)이 형성되도록 전면과 후면에 형성된 패널 사이에 연통을 배치하며, 연소실과 열교환실의 개폐를 위하여 연소실도어(12) 및 열교환실도어(14)가 구비된 일반적인 화목보일러가 도시되어 있다.

이때, 상기와 같은 화목보일러는 연소실(11)에 폐목, 나무 등의 땔감인 화목연료를 넣어 점화시키면 화목의 연소열이 열교환실(13)를 거쳐 배기관으로 배출되게되는데, 이러한 일반 화목보일러는 화목만을 연료로 하기때문에 화목 연료의 낮은 열효율을 갖는 특성상 열에너지가 장시간 발산하지 못하게 되어 계속적으로 화목 연료를 공급해야 하는 과도한 노동력이 부과되었으며, 이러한 문제를 해결하기 위하여 석탄, 연탄, 갈탄 등의 고체연료를 화목 연료와 동시에 연소하게 되면, 고체연료의 연소 후에 발생되는 재의 수거가 불편하여 이러한 고체연료를 수납할 수 있는 공간을 형성하여 화목과 고체연료의 동시 연소를 유도하면서 연소 이후에 재의 수거가 용이하게 하는 장치가 요구되었다.

도 2는 본 발명에 따른 고체연료 겸용 화목보일러에 구성된 연소실도어 및 열교환실도어를 오픈한 상태의 정면도로서 상기와 같은 종래의 화목보일러의 낮은 열효율을 개선하기 위하여 화목 이외에 석탄, 연탄, 갈탄 등의 고체연료를 동시에 연소하여 연소 시간을 연장하고 열효율을 극대화할 뿐만 아니라 연소 이후에 재의 수거를 용이하도록 하기 위하여, 도면에 도시된 바와 같이 연소실도어(12)를 오픈한 내부에 구성되어 화목이 연소되는 공간인 연소실(11)에 삽입되되 다수의 환봉(21)을 일정 간격으로 배열하여 밑면을 형성하는 서랍 형태의 고체연료수납부(20)와 상기 고체연료수납부를 상기 연소실의 바닥면에서 소정의 높이로 이격하여 삽입하기 위하여 상기 연소실의 양 측벽에 형성된 안내레일(30)를 기존의 화목보일러에 추가설치하여 하여 본 발명에 의한 고체연료 겸용 화목보일러를 구성할 수 있다.

이때, 안내레일(30)에 의해 고체연료수납부(20)가 연소실의 바닥면에서 소정의 높이로 이격되도록 하여 고체연료수납부 하단에 화목 연료(50)를 위치시키고 고체연료수납부의 내부에 고체연료(60)를 위치시켜 연소함으로써 화목의 연소열이 상부에 있는 고체연료에 영향이 미치도록하여 화목이 연소되어 발생한 화염에 의해 고체연료가 점화될 수 있으며, 또한 상대적으로 연소시간이 긴 고체연료에 의하여 화목의 연소가 연장되는 상호적인 연소과정을 유도하였다.

또한, 연소실에서 발생한 열에너지가 상단에 위치한 열교환실(13)에 구성된 경로를 따라 경유하면서 물과의 에너지 교환으로 물이 데워지게 되는데, 이러한 연소열의 열교환과정을 연장하여 보다 높은 열교환에 의한 열효율 향상을 위해 도면에 도시된 바와 같이 열교환실을 복수의 연통을 상·하에 위치하게 하고 이들의 일측을 수직으로 연결하여 내부적으로 연소열의 체류경로를 지그재그 형태로 구성하여 상기 열교환실(13)을 연소실(11)과 연결되어 있는 하측 열교환실(13-1)과 상기 하측 열교환실의 상단에 위치하여 일측이 수직으로 연결되는 상측 열교환실(13-2)로 이루워지는 2단으로 구성하여 체류경로가 길어지도록 하는 것이 바람직하다 할 것이나, 이러한 형태로 제한되는 것은 아니다.

도 3a 및 3b는 본 발명의 장치 중 고체연료수납부(20)의 사시도로서 각각 정면도와 배면도가 도시되어 있다.

상기 고체연료수납부(20)는 도면에 도시된 바와 같이 다수의 환봉(21)을 일정 간격으로 이격시킨 후 이를 배열하여 밑면을 형성함으로써 이격된 거리만큼의 개방부가 형성된 서랍 형태로서, 상기에 설명된 바와 같이 고체연료수납부 하단에 화목 연료를 위치시켜 연소할 때 상호적인 연소과정을 유도하기 위하여 화목 연료의 연소열을 직접적으로 접촉할 수 있도록 개방부를 형성하고, 연소 이후에 고체연료의 재가 흩어지지 않도록 받침대 역할을 하기 위함으로 이러한 기능을 위하여 고체연료수납부에 수용할 수 있는 고체연료인 석탄, 연탄, 갈탄 등의 크기를 고려하여 환봉의 직경과 이격된 간격을 구성하도록 하며, 이를 위한 바람직한 실시예로는 환봉의 직격은 10 ~ 30mm이며, 환봉의 이격된 간격은 20 ~ 50mm로 범위로 구성하는 것이 바람직하나 상기한 범위로 제한되는 것은 아니다.

또한, 도 3b에 도시된 상기 고체연료수납부(20)의 배면사시도에서와 같이 고체연료수납부(20)의 후면에는 하단으로 연장되어 있는 막음판(22)이 부착되어 고체연료수납부의 하단에 화목이 연소될 때 연소열이 고체연료수납부에 내부에 위치한 고체연료를 거치지 않고 후면으로 바로 빠질 수 있는 경로를 차단하여 보다 열효율을 높이고자 하기 위함이다.

도 4는 보 발명의 고체연료 겸용 화목보일러의 전체 구성도이다.

내부에 화목이 연소되는 공간인 연소실(11)과 상기 연소실의 상단에 위치한 열교환실(13)이 형성되며 전면에 각각의 연소실도어(12) 및 열교환실도어(14)가 구비된 화목보일러의 연소실 내부의 측벽에 형성된 안내레일(30)을 따라 삽입되는 고체연료수납부(20)를 구성하여, 상기 고체연료수납부의 내부에는 고체연료(60)를 수용하고 고체연료수납부의 하단에는 화목 연료(50)를 위치시켜 연소함으로써 발생한 연소열이 상단에 위치한 지그재그 형태의 체류경로를 형성하는 열교환실(13)를 경유하면서 열에너지를 전달하고 최종적으로 배기관(40)을 통해 외부로 배출되는 고 체연료 겸용 화목보일러가 도시되어 있다.

이때, 상기 고체연료수납부(20)의 전후방향으로 유동할 시에 작업을 보다 용이하도록 전면에 손잡이(23)을 구성한 형태가 도시되었으나, 이러한 손잡이의 위치는 양측에 구성할 수도 있다 할 것이다.

또한, 고체연료의 충분한 연소를 위해서는 공기를 충분히 공급해야 하는데, 이를 위하여 본 발명은 상기 연소실도어(12)에 공기투입구(15)가 형성하고 이를 공기투입구도어(17)에 의해 개폐될 수 있도록 구성하여 외부의 공기를 연소실 내부에 공급할 수 있도록 구성하였는데, 이때, 공기투입구(15) 공기투입구도어(17)와 힌지결합(16)에 의하여 결합되고, 또한 이때 힌지축을 중심으로 회전에 의하여 개폐의 정도를 조절할 수 있게 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이는 기존의 화목보일러에서의 공기투입구를 미닫이식 구성하여 개폐를 조정하는 방식과는 상이한 것으로, 기존에는 미닫이 방법으로 인해 연소실 하단에 위치한 화목 연료가 위치한 곳이 아닌 측면부분에 공기를 공급하여 연소에 충분한 영향을 미치지 못한 문제점을 개선하기 위한 것으로 힌지축을 중심으로 공기투입구도어(17)가 회전에 의해 개폐되어 화목 연료가 위치한 하단 중심부에 공기를 공급할 수 있게 되었다.

이와 같이, 본 발명은 상기한 것과 같은 구성으로 기존의 화목 연료만을 이용할 수 있었던 화목보일러에 있어서 고체연료수납부를 구성하여 화목 이외의 고체연료를 추가적으로 사용하여 동시에 연소함에 따라 열효율을 높일 수 있는 고체연료 겸용 화목보일러에 관한 것으로서 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당 해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있는 것이 바람직할 것이며, 당업자로서는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 설명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 실시예에만 한정되지는 않는다.

도 1는 본 발명에 따른 고체연료 겸용 화목보일러의 결합사시도

도 2는 본 발명에 따른 고체연료 겸용 화목보일러에 구성된 연소실·열교환실도어를 오픈한 상태의 정면도

도 3a는 본 발명의 장치 중 고체연료수납부의 사시도

도 3b는 도 3a의 배면도

도 4는 본 발명에 의한 고체연료 겸용 화목보일러의 전체 구성도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:고체연료 겸용 화목보일러 11:연소실

12:연소실도어 13:열교환실

14:열교환실도어 15:공기투입구

16:힌지결합 17:공기투입구도어

20:고체연료수납부 21:환봉

22:막음판 30:안내레일

40:배기관 50:화목 연료

60:고체연료

Claims (3)

1. 내부에 화목이 연소되는 공간인 연소실(11)과 상기 연소실의 상단에 위치한 열교환실(13)이 형성되며 전면에 각각의 연소실도어(12) 및 열교환실도어(14)가 구비된 화목보일러에 있어서,

   상기 연소실에 삽입되되 다수의 환봉(21)을 일정 간격으로 배열하여 밑면을 형성하는 서랍 형태의 고체연료수납부(20)와; 상기 고체연료수납부를 상기 연소실의 바닥면에서 소정의 높이로 이격하여 삽입하기 위하여 상기 연소실의 양 측벽에 형성된 안내레일(30);을 포함하여 이루어지되,

   상기 고체연료수납부(20)는 후면에 하단으로 연장되어 있는 막음판(22)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 고체연료 겸용 화목보일러.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 연소실도어(12)에는 공기투입구(15)가 형성되어 힌지결합(16)에 의한 힌지축을 중심으로 회전에 의하여 개폐의 정도를 조절할 수 있는 공기투입구도어(17)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고체연료 겸용 화목보일러.

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