KR100968289B1 - 고효율의 온수보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고효율의 온수보일러에 관한 것으로, 화목, 석탄, 석유 등의 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기를 이용하여 난방수 및 온수를 공급하는 온수보일러에 있어서, 밀폐구조로서 내부에 물이 채워진 하우징과 상기 하우징에 설치되어 내부로 물을 공급하거나 배수하도록 연결되는 배관 및 상기 하우징에 설치되어 보일러에서 가열된 난방수 및 온수를 공급하는 온수파이프와 연료의 연소에 의해 발생하는 화염 및 화기가 회오리바람(Cyclone)을 형성하도록 상기 하우징의 외측으로 연결되며 연소실 측벽방향으로 굽어져 형성된 화구와 상기 화구가 형성된 방향으로 점차 낮아지게 경사진 바닥, 연소실 내에서 발생한 분진을 처리하기 위한 제 1분진배출구가 구비된 원기둥 형상의 제 1연소실 및 상기 제 1연소실에 연결되어 상기 제 1연소실의 화염 및 화기가 유입되는 열풍유입관이 형성되고 연소 된 공기가 상기 하우징의 외부로 배출되도록 상기 하우징을 관통해 대기 중에 노출된 배기관 및 연소실에서 발생 된 분진을 배출하기 위한 제 2분진배출구가 형성된 원기둥 형상의 제 2연소실과 상기 하우징의 외측에 설치되어 일단은 상기 제 2분진처리구에 연결되고 타단은 개폐가능한 개폐판이 구비되며 상기 제 2연소실에서 발생한 분진을 외부로 배출하는 분진배출관으로 구성된다.
따라서, 화목, 석탄, 석유 등의 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기가 회오리바람을 형성하여 연소관을 골고루 가열하고, 2개의 연소관을 통과함으로써 열기가 연소관을 체류하는 시간이 길어짐으로 인해 열회수율이 매우 우수하고, 연 료의 연소에 의해 발생하여 연소관 가열을 방해하는 분진은 회오리바람에 의해 연소관으로부터 쉽게 이탈되어 열효율이 증가 되며, 이탈된 분진은 경사진 바닥과 점차 좁아진 통로의 압력차를 통해 쉽게 제거될 수 있는 매우 유용한 발명이다.
온수보일러, 화구, 열풍유입관, 분진배출관, 개폐판, 목초액 배출구, 나사산

Description

고효율의 온수보일러{A hot-water boiler of high efficiency}
본 발명은 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기를 이용하여 난방수 및 온수를 공급하는 온수보일러에 관한 것으로, 다양한 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기가 회오리바람을 형성하도록 하여 연소관을 골고루 가열하고, 연소관을 긴 시간동안 체류하도록 함으로서 열회수율을 높이며, 연소관의 가열을 방해하는 분진을 회오리바람에 의해 쉽게 이탈되도록 하여 열효율을 증가시키고 이탈된 분진을 쉽게 제거될 수 있도록 하는 고효율의 온수보일러에 관한 것이다.
난방을 목적으로 개발된 보일러는 그 에너지원에 따라 다양하게 구분된다. 대표적인 보일러로서, 기름을 연소시켜 열을 얻는 기름보일러, 심야전력을 이용한 축열식 보일러, 연탄보일러 그리고 화목보일러가 있다.
기름보일러는 열효율이 우수하며, 오일분사량을 제어함으로써 연소상태를 일정하게 유지할 수 있어 보일러의 유지 및 관리가 편리하다는 장점이 있으나 사용되는 연료가 고가라는 단점이 있다. 특히 비산유국의 경우에는 유가의 변동폭이 크기 때문에 기름보일러를 장착한 건물의 경우에는 고유가임에도 불구하고 기름을 이용하여 난방하여야 하는 어려움이 있다.
한편, 축열식 보일러는 심야의 잉여전력을 이용하여 물을 가열시켜 난방하는 것으로서, 난방비가 기름보일러에 비해 저렴하지만 연탄보일러 및 화목보일러에 비해 고가라는 단점과 장비가 복잡하다는 단점이 있다.
연탄보일러는 장시간에 걸쳐 연소하는 연탄의 특징을 이용한 보일러로서, 비산유국인 대한민국의 경우에 연탄의 주성분인 무연탄이 많이 매장되어 있기 때문에 , 고유가의 시기에는 기름보일러를 대용으로 연탄보일러가 많이 사용된다. 특히 연탄보일러의 가장 큰 특징은 저렴하며 공급이 화목보일러에 비해 용이하고 상당 시간 동안 온수 생산이 가능한 장점이 있으나 화력이 낮고, 일산화탄소 가스의 노출로 인해 생명이 위협받을 수 있으며, 화력의 조절이 어렵고 보일러의 유지 및 관리가 어렵다는 문제점이 있다.
화목보일러는 주로 장작을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로서, 구조가 간단하며 저렴한 에너지원을 이용한다는 장점이 있으나, 지속적으로 땔감을 공급하여야 하고 연소상태를 수시로 확인하여야 하는 단점이 있고 화목이나 왕겨, 펠렛등의 고형물을 연소시 발생하는 많은 분진을 처리해야 하고, 화력은 좋으나 지속적으로 화력을 유지시키는데 어려움이 있다.
또한, 연소시 발생한 화염이나 화기에 의해 직접 물을 가열함으로써 많은 폐열이 발생하는 열효율이 낮아 에너지 낭비가 심하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출 된 것으로서, 화목, 석탄, 석유와 같은 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기를 통해 회오리바람을 형성하여 연소관을 골고루 가열하고, 긴 시간 동안 체류하도록 함으로서 보일러의 열회수율을 높이며, 연소관의 가열을 방해하는 분진을 회오리바람에 의해 쉽게 이탈되도록 하여 열효율을 증가시키고 이탈된 분진을 쉽게 제거될 수 있도록 하는 고효율의 온수보일러를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 밀폐구조로서 내부에 물이 채워진 하우징과 상기 하우징에 설치되어 내부로 물을 공급하거나 배수하도록 연결되는 배관 및 상기 하우징에 설치되어 보일러에서 가열된 난방수 및 온수를 공급하는 온수파이프와 연료의 연소에 의해 발생하는 화염 및 화기가 회오리바람(Cyclone )을 형성하도록 상기 하우징의 외측으로 연결되며 연소실 측벽방향으로 굽어져 형성된 화구와 상기 화구가 형성된 방향으로 점차 낮아지게 경사진 바닥, 연소실 내에서 발생한 분진을 처리하기 위한 제 1분진배출구가 구비된 원기둥 형상의 제 1연소실 및 상기 제 1연소실에 연결되어 상기 제 1연소실의 화염 및 화기가 유입되는 열풍유입관이 형성되고 연소 된 공기가 상기 하우징의 외부로 배출되도록 상기 하우징을 관통해 대기 중에 노출된 배기관 및 연소실에서 발생 된 분진을 배출하기 위한 제 2분진배출구가 형성된 원기둥 형상의 제 2연소실과 상기 하우징의 외측에 설치되어 일단은 상기 제 2분진처리구에 연결되고 타단은 개폐가능한 개폐판이 구비되며 상기 제 2연소실에서 발생한 분진을 외부로 배출하는 분진배출관으로 구성한다.
상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 화목, 석탄, 석유 등의 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기가 회오리바람을 형성하여 연소관을 골고루 가열하고, 2개의 연소관을 통과함으로써 열기가 연소관을 체류하는 시간이 길어짐으로 인해 열회수율이 매우 우수하다.
또한, 연소에 의해 발생하여 연소관 가열을 방해하는 분진은 회오리바람에 의해 연소관으로부터 쉽게 이탈되어 열효율이 증가 되며, 이탈된 분진은 경사진 바닥과 점차 좁아진 통로의 압력차를 통해 쉽게 제거될 수 있다.
나아가, 모든 종류의 연료에 적용가능하여 요즘과 같은 고유가 시대에 경제적이며 적합한 난방설비로서 매우 유용한 발명이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 밀폐구조로서 내부에 물이 채워진 하우징과 상기 하우징에 설치되어 내부로 물을 공급하거나 배수하도록 연결되는 배관 및 상기 하우징에 설치되어 보일러에서 가열된 난방수 및 온수를 공급하는 온수파이프와 연료의 연소에 의해 발생하는 화염 및 화기가 회오리바람(Cyclone)을 형성하도록 상기 하우징의 외측으로 연결되며 연소실 측벽방향으로 굽어져 형성된 화구와 상기 화구가 형성된 방향으로 점차 낮아지게 경사진 바닥, 연소실 내에서 발생한 분진을 처리하기 위한 제 1분진배출구가 구비된 원기둥 형상의 제 1연소실 및 상기 제 1연소실에 연결되어 상기 제 1연소실의 화염 및 화기가 유입되는 열풍유입관이 형성되고 연소 된 공기가 상기 하우징의 외부로 배출되도록 상기 하우징을 관통해 대기 중에 노출된 배기관 및 연소실에서 발생 된 분진을 배출하기 위한 제 2분진배출구가 형성된 원기둥 형상의 제 2연소실과 상기 하우징의 외측에 설치되어 일단은 상기 제 2분진처리구에 연결되고 타단은 개폐가능한 개폐판이 구비되며 상기 제 2연소실에서 발생한 분진을 외부로 배출하는 분진배출관으로 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 온수보일러를 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1에 도시된 고효율 온수보일러의 종단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 고효율 온수보일러의 평단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 석탄, 석유, 화목과 같은 연료를 연소시킴으로써 발생한 화염 및 화기를 이용하여 난방수 및 온수를 공급하는 온수보일러(100)에 있어서, 상기 온수보일러(100)의 외부 몸체는 밀폐된 구조로서 내부에 물이 채워지는 하우징(200)과 상기 하우징(200)에 연결 설치되어 상기 하우징(200)의 밀폐된 내부에 물을 공급하거나 또는 하우징(200) 내부의 물을 배수하도록 연결되어 있는 배관(210) 및 상기 하우징(200)에 설치되어 보일러에서 가열된 난방수 및 온수를 공급하는 온수파이프(220 )로 구성된다.
또한, 상기 하우징(200)의 내부에는 원기둥 형상의 제 1연소실(300)과 제 2 연소실(400)이 장착된다.
상기 제 1연소실(300)에는 상기 하우징(200)의 외측에서 제 1연소실(300)로 연결되며 연료의 연소에 의해 발생하는 화염 및 화기가 유입되어 회오리바람(Cyclo -ne)을 형성하도록 원기둥 형상의 제 1연소실(300)의 측벽방향으로 굽어져 형성된 화구(310)가 장착된다.
따라서, 상기 화구(310)를 통해 유입되는 화염 및 화기는 원기둥 형상의 제 1연소실(300)의 측벽에 부딪히면서 회오리바람(Cyclone)을 일으키게 된다.
또한, 상기 제1연소실(300)의 측벽은 상기 화구(310)를 통해 유입되는 화염 및 화기가 더욱 강한 회오리바람(Cyclone)을 일으키도록 나사산(600)이 형성되어 있다.
종래의 보일러는 화구로부터 유입되는 화염 및 화기가 연소실의 입구쪽에는 강하고 화구로부터 멀어지면 그 열기가 약화되어 하우징(200) 내부에 채워진 물을 가열하는 효과가 저하되는 데 비하여 상기와 같이 본 발명에 의한 온수보일러(100)는 제 1연소실(300) 내로 유입된 화염 및 화기가 회오리바람(Cyclone)을 발생하여 제 1연소실(300)을 화구(310)와의 위치에 관계없이 골고루 가열시킴으로써 상기 하우징(200) 내부에 채워진 물을 고 효율적으로 가열하게 된다.
또한, 연료의 연소에 의해 발생하는 분진은 연소관의 측벽 등에 부착되어 하우징(200) 내부에 채워진 물을 가열하는 것을 방해하게 되는데 상기 화구(310)와 나사산(600)에 의해 발생한 회오리바람에 의해 분진이 연소관으로부터 쉽게 이탈됨으로써 열효율이 증가하게 된다.
한편, 상기와 같이 연소실에서 회오리바람에 의해 이탈된 분진은 제 1연소실 (300)에서는 상기 화구(310)가 형성된 방향으로 점차 낮아지게 경사진 바닥(320)을 통해 제 1분진배출구(330)로 배출되게 된다.
제 2연소실은 상기 제 1연소실(300)과 연결되어 상기 제 1연소실(300)의 화염 및 화기가 유입되는 "
Figure 112008054582657-pat00001
"형상의 열풍유입관(410)이 형성되고, 연소 된 공기가 상기 하우징 (200)의 외부로 배출되도록 상기 하우징(200)을 관통해 대기 중에 노출된 배기관 (420) 및 연소실에서 발생 된 분진을 배출하기 위한 제 2분진배출구(430)가 형성된다.
상기 제 1연소실(300)을 통과한 화염 및 화기는 상기 " "
Figure 112008054582657-pat00002
"형상의 열풍유입관(410)을 통과하면서 다시 회오리바람(Cyclone)을 형성하고, 제 2연소실 (400)의 측벽도 상기 제 1연소실(300)과 같이 유입되는 화염 및 화기가 회오리바람 (Cyclone)을 일으키도록 나사산(600)이 형성되어 있다.
종래의 보일러와는 달리 본 발명의 보일러는 2개의 연소관을 구비함으로써 화구(310)를 통해 유입된 화염 및 화기가 2개의 연소관을 통과함으로써 화염 및 화기의 연소관 체류시간이 길어짐으로 인해 매우 우수한 열회수율을 가지게 된다.
한편, 상기 제 2연소실(400)에서 발생한 분진을 외부로 배출하는 분진배출관 (500)은 상기 하우징(200)의 외측에 설치되어 일단은 상기 제 2연소실(400)의 제 2분진처리구(430)에 연결되고 타단은 개폐가능한 개폐판(510)이 구비된다.
상기 분진배출관(500)은 유입구(520)에서 배출구(530)로 갈수록 통로가 작아 지는데 이것은 압력차에 자유 낙하하는 분진의 속도가 빨라지도록 하기 위함이다.
특히, 상기 분진배출관(500)에는 목초액배출구(540)가 구비되어 화목으로 참나무나 대나무를 이용할 때 발생하는 목초액을 모아 저장할 수 있도록 하였다.
본 발명은 화목, 석탄, 석유 등의 다양한 종류의 연료를 연소하여 난방수 및 온수를 공급하는 모든 종류의 온수보일러에 적용 가능하고 회오리바람을 일으키는 화구의 위치, 연소실의 측벽구조 및 열풍유입관 등의 구조는 모든 종류의 보일러에 적용 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 온수보일러를 나타낸 사시도
도 2는 도 1에 도시된 고효율 온수보일러의 종단면도
도 3은 도 1에 도시된 고효율 온수보일러의 평단면도
도 4는 도 1에 도시된 고효율 온수보일러의 투시도
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
100 : 온수보일러 200 : 하우징
210 : 배관 220 : 온수파이프
300 : 제 1연소실 310 : 화구
320 : 바닥 330 : 제 1분진배출구
400 : 제 2연소실 410 : 열풍유입관
420 : 배기관 430 : 제 2분진배출구
500 : 분진배출관 510 : 개폐판
520 : 유입구 530 : 배출구
540 : 목초액 배출구 600 : 나사산

Claims (5)

  1. 화목, 석탄, 석유 등의 연료의 연소에 의해 발생한 화염 및 화기를 이용하여 난방수 및 온수를 공급하는 온수보일러(100)에 있어서,
    밀폐구조로서 내부에 물이 채워진 하우징(200);과
    상기 하우징(200)에 설치되어 내부로 물을 공급하거나 배수하도록 연결되는 배관(210); 및
    상기 하우징(200)에 설치되어 보일러에서 가열된 난방수 및 온수를 공급하는 온수파이프(220);와
    연료의 연소에 의해 발생하는 화염 및 화기가 회오리바람(Cyclone)을 형성하도록 상기 하우징(200)의 외측으로 연결되며 연소실 측벽방향으로 굽어져 형성된 화구(310)와 상기 화구(310)가 형성된 방향으로 점차 낮아지게 경사진 바닥 (320), 연소실 내에서 발생한 분진을 처리하기 위한 제 1분진배출구(330)가 구비된 원기둥 형상의 제 1연소실(300); 및
    상기 제 1연소실(300)에 연결되어 상기 제 1연소실(300)의 화염 및 화기가 유입되는 열풍유입관(410)이 형성되고 연소 된 공기가 상기 하우징(200)의 외부로 배출되도록 상기 하우징(200)을 관통해 대기 중에 노출된 배기관(420) 및 연소실에서 발생 된 분진을 배출하기 위한 제 2분진배출구(430)가 형성된 원기둥 형상의 제 2연소실(400);과
    상기 하우징(200)의 외측에 설치되어 일단은 상기 제 2분진처리구(430)에 연 결되고 타단은 개폐가능한 개폐판(510)이 구비되며 상기 제 2연소실(400)에서 발생한 분진을 외부로 배출하는 분진배출관(500);이 형성된 것을 특징으로 하는 고효율의 온수보일러
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1연소실(300)과 제 2연소실(400)의 측벽은 유입되는 화염 및 화기가 회오리바람(Cyclone)을 일으키도록 나사산(600)이 형성된 것을 특징으로 하는 고효율의 온수보일러
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분진배출관(500)은 압력차에 자유 낙하하는 분진의 속도가 빨라지도록 유입구(520)에서 배출구(530)로 갈수록 점차 통로가 작아지는 것을 특징으로 하는 고효율의 온수보일러
  4. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 분진배출관(500)에 화목의 연소시 발생하는 목초액을 목초액배출구(540)가 구비된 것을 특징으로 하는 고효율의 온수보일러
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1연소실(300)의 열풍이 상기 제 2연소실(400)로 소용돌이치면서 유 입되도록 "
    Figure 112008054582657-pat00003
    "형상의 열풍유입관(410)이 구비되는 것을 특징으로 하는 고효율의 온수보일러
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KR101120472B1 (ko) * 2010-05-03 2012-02-29 임승환 컨테이너를 활용한 화목보일러

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