KR100978349B1 - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료로 사용되는 석탄이나 석탄이 포함된 고형물, 또는 나무의 연소시 발생하는 연소가스를 재연소시켜 대기오염물질의 배출을 줄일 수 있고, 연료의 연소열과 연소가스의 재연소열을 이용하여 높은 열효율을 유지할 수 있으며, 연료비를 절감할 수 있는 보일러에 관한 것이다.

보일러, 석탄, 나무, 공기, 연소실, 통공, 연소가스, 굴뚝, 온수배관

Description

보일러{BOILER}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료로 사용되는 석탄이나 석탄이 포함된 고형물, 또는 나무의 연소시 발생하는 연소가스를 재연소시켜 대기오염물질의 배출을 줄일 수 있고, 연료의 연소열과 연소가스의 재연소열을 이용하여 높은 열효율을 유지할 수 있으며, 연료비를 절감할 수 있는 보일러에 관한 것이다.

현재 사용되고 있는 보일러는 산업용 보일러에서부터 가정용 보일러에 이르기까지 다양한 구조로 되어 있다.

이러한 보일러는 대부분 경유, 등유, 가솔린 등의 유류나 가스, 전기 등을 주 연료로 하여 사용되고, 그에 맞는 구조의 보일러가 사용되고 있다.

그러나 최근 유류나 가스, 전기 등의 초기 공급비용이 증가하고 경제사정이 어려워지고 있어서 보일러의 경제성에 문제가 있으며, 특히 경제적인 사정이 여의치 못한 농촌이나 산간벽지 등에서는 그 설치 및 운용이 더욱 어려운 실정이다.

따라서 최근에는 석탄이나 석탄이 포함된 고형물, 예를 들어 이탄이나 갈탄, 역청탄, 무연탄이나 연탄을 연료로 사용하는 보일러나 나무를 연료로 사용하는 보일러에 대한 관심이 고조되고 있다. 특히, 나무 보일러는 다른 형태의 에너지보다 가격이 싼 나무를 연료로서 사용하기 때문에 경제적이고, 비교적 작은 규모로 사용되기 때문에 제조비용 및 설치비가 적게 든다.

이러한 보일러는 통상 연소실이 구비된 보일러의 외측으로 물이 저장되는 물탱크가 둘러 싸여지거나, 보일러의 연소실의 상부로 물탱크가 장착된 구조를 가진다.

즉, 연소실에서 연료, 즉 석탄이나 석탄이 포함된 고형물, 또는 나무가 타면서 발생하는 연소열로 물탱크를 가열하고, 가열된 물이 난방배관을 통해 순환하면서 난방시키는 것이다.

하지만, 이러한 보일러는 연료의 완전한 연소가 이루어지지 않아서 다량의 대기오염물질, 예를 들어 일산화탄소, 그을음, 질소산화물 등이 발생하는 문제점이 있었다.

그리고 단일 연소실에서 연료를 연소시킴과 동시에 이때 발생하는 연소열을 난방에 이용하기 때문에 열효율이 좋지 못했으며, 사용자가 연료로 사용할 석탄이나 석탄이 포함된 고형물, 또는 나무를 계속해서 공급해줘야 하는 단점이 있었다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 석탄이나 석탄이 포함된 고형물 또는 나무를 연료로 하는 보일러에 있어서, 본체와; 본체에 연료를 공급하는 연료공급부와; 연료공급부에 연결되고, 공기가 분사되어 연료와 공기를 본체에 투입시키는 제1 공기공급부와; 본체의 하부측을 통해 본체에 공기를 투입시키는 제2 공기공급부와; 제1 및 제2 공기공급부를 통해 연료와 공기를 공급받아 연료와 연료의 연소에 따라 발생한 제1 연소가스를 연소시키며, 다수의 통공이 형성된 제1 연소실과; 제1 연소실에서 연소된 연료의 재가 배출되는 배출부와; 제1 연소실에서 연소되지 않은 제1 연소가스와, 제1 연소가스의 연소에 따라 발생한 제2 연소가스를 통공을 통해 공급받는 제2 연소실과; 제2 연소실에 공기를 투입시켜 제1 및 제2 연소가스가 제2 연소실에서 연소되도록 하는 제3 공기공급부와; 제1 및 제2 연소가스의 연소에 따라 발생한 제3 연소가스가 배출되는 굴뚝; 및 연료의 연소열, 제1 연소가스의 연소열, 제2 연소가스의 연소열, 제3 연소가스의 열 중 어느 하나 또는 둘 이상에 의해 내부의 물이 데워져 온수를 공급하는 온수배관; 을 포함하는 보일러를 제공한다.

제2 공기공급부에는 다수의 노즐이 형성되고, 노즐은 중심 부근에 비해 외주면 부근에 형성된 노즐의 직경이 크게 형성되도록 구성될 수 있다.

통공은, 연소되지 않은 제1 연소가스, 제2 연소가스 중 어느 하나 또는 둘이 일정 각도의 방향성을 갖고 배출되도록 형성될 수 있다.

제3 공기투입부를 통해 투입되는 공기는 일정 각도의 방향성을 갖고 투입되 도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 보일러에 의하면, 연료로 사용되는 석탄이나 석탄이 포함된 고형물, 또는 나무의 연소시 발생하는 연소가스를 재연소시켜 대기오염물질의 배출을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 연료의 연소열과 연소가스의 재연소열을 이용하여 높은 열효율을 유지할 수 있으며, 연료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러는 석탄이나 석탄이 포함된 고형물 또는 나무를 연료로 사용할 수 있으나, 본 명세서에서는 연료로써 나무를 사용하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 개략적인 구성을 나타낸 도이고, 도 2는 도 1에 도시된 보일러에서 사용되는 연료공급부와 제1 공기공급부를 나타낸 도이며, 도 3은 도 1에 도시된 제2 공기공급부를 나타낸 도이다.

또한, 도 4는 도 1에 도시된 제1 연소실의 하부와 제2 공기공급부를 나타낸 도이고, 도 5는 도 1에 도시된 제1 연소실의 상부를 나타낸 도이며, 도 6은 도 1에 도시된 제1 연소실과 제2 연소실을 나타낸 도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러는 크게 본체(10)와 연료공급부(20), 제1 공기공급부(30), 제2 공기공급부(40), 제1 연소실(50), 배출부(60), 제2 연소실(70), 제3 공기공급부(80), 굴뚝(90) 및 온수배관(100)을 포함하여 구성된다.

본체(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 외관을 구성하며, 내장된 각종 구성요소들을 보호하기 위하여 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 본체(10)의 일측에는 과열에 의한 위험요소를 줄여주는 안전시스템, 즉 안전밸브(11)나 드레인밸브(13)가 형성된다. 따라서, 과열될 경우 드레인밸브(13)를 통해 물을 배출시키거나 안전밸브(11)를 통하여 압력을 낮출 수 있으므로 안전한 보일러를 제공하게 된다. 이러한 안전밸브(11)나 드레인밸브(13)는 이미 공지되어 사용되고 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 본체(10)에는 일반적인 보일러에서 사용되는 것과 같이 온수를 생성하기 위해 물을 보일러 내에 공급하는 유입구(15)와, 보일러에서 생성된 온수를 난방수나 급탕수로 사용할 수 있도록 유출하는 유출구(17), 유출되는 온수의 양만큼 물을 보충해주기 위한 보충수공급구(19)가 형성된다. 이 외에, 도시하지는 않았으나 유입구(15)와 유출구(17)에 연결되어 온수를 순환시킬 수 있도록 설치되는 다수의 순환밸브, 배관, 펌프 등과 전원 ON/OFF 스위치 등과 같이 보일러를 제어하기 위한 각종 스위치 등이 구비된 제어부가 형성될 수 있으나 이미 일반적인 보일러에서 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

연료공급부(20)는 본체(10), 특히 하기에 서술하는 제1 연소실(50)에 연료를 공급하는 구성요소이다. 이때, 연료는 나무, 예를 들어 폐목재를 분쇄하여 얻은 약 5~15mm 정도의 입경을 갖는 나무분말이나 나뭇조각(이하, '연료'라 함)을 사용하게 되는데, 이와 같은 연료를 사용함으로써 나무의 수분증발, 열분해가 빠르게 이루어질 수 있게 된다.

연료공급부(20)는 호퍼(22)와 이송스크류(24), 공급피더(26) 및 연료주입관(28)을 포함하여 구성되는데, 호퍼(22)는 연료가 투입되는 부분으로 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러를 약 1~2일간 연속해서 사용할 수 있는 양의 연료를 담을 수 있다. 이송스크류(24)는 호퍼(22)의 하부측에 형성되어 호퍼(22)로부터 투입된 연료를 한쪽 방향으로 이송하게 된다. 이를 위해 이송스크류(24)에는 다수의 나사산이 형성되고, 길이방향 중심축을 따라 회전함으로써 호퍼(22)를 통해 투입된 연료를 이송시키게 된다. 공급피더(26)는 다수의 날개를 가지며, 축을 중심으로 회전되어 이송된 연료를 정량으로 공급하게 된다. 연료주입관(28)은 공급피더(26)에 의해 정량으로 공급된 연료를 본체(10), 즉 제1 연소실(50) 내로 안내하게 된다. 이와 같은 연료공급부(20)의 사용에 따라 연료의 자동공급이 가능하게 되며, 하기에 서술하는 배출부(60)의 용량 등에 따라 보일러의 무인 운전이 가능할 수 있다.

제1 공기공급부(30)는 전술한 연료공급부(20)로부터 공급되는 연료과 공기를 함께 본체(10), 즉 제1 연소실(50)에 투입시키는 구성요소로써 별도의 송풍팬(미도시) 등을 통해 공기를 공급하게 된다. 이를 위해 연료공급부(20), 특히 연료주입관(28)에 연결되어 공기를 분사함으로써 연료과 공기를 제1 연소실(50)에 함께 투입시키게 된다. 이와 같은 제1 공기공급부(30)에 의해 공급되는 공기는 연료의 연소에 필요한 산소를 공급하는 역할과, 제1 연소실(50)의 과열을 방지하는 냉각공기 의 역할을 하게 된다. 이때, 연료주입관(28)은 제1 연소실(50) 내부까지 형성되므로 연료의 소각에 따른 연소열로부터 보호할 수 있도록 내부에 물이 채워져 있는 냉각수단으로 감싸는 것이 좋다. 이러한 냉각수단은 하기에 서술하는 냉각부(72)의 일부일 수 있다.

제2 공기공급부(40)는 본체(10)의 하부측을 통해 본체(10)에 공기를 투입시키는 구성요소로써, 더욱 정확하게는 제1 연소실(50)의 하부측에 형성되어 제1 공기공급부(30)와 마찬가지로 별도의 송풍팬 등을 통해 공기를 투입시키게 된다. 이를 위해 제2 공기공급부(40)에는 공기를 투입시키기 위한 다수의 노즐(42)이 형성된다. 이러한 제2 공기공급부(40)는 도 4에 표시된 화살표와 같이 제1 연소실(50)에 투입된 연료를 자연스럽게 유동화시켜 뒤섞으면서 연소과정이 원활하게 이루어질 수 있도록 하게 된다. 이를 위해, 제2 공기공급부(40)에 형성된 노즐(42)은 중심 부근에 비해 외주면 부근에 형성된 노즐의 직경을 더 크게 형성하게 된다. 따라서, 외주면 부근을 통해 투입되는 공기보다 중심 부근을 통해 투입되는 공기의 속도가 빨라져 연료의 유동화가 더 잘 이루어지게 된다. 이와 같은, 노즐(42)은 연료의 종류나 크기 등에 따라 그 개수를 변경할 수 있으며 고온 및 마모에 강한 재질로 구성하는 것이 좋다. 또한, 노즐(42)이 막히거나 교체해야 할 경우 쉽게 교체할 수 있도록 탈부착 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 제2 공기공급부(40)를 통해 투입되는 공기는 연료가 너무 높이 솟구치지 않도록 적정한 압력으로 투입시키는 것이 바람직하다.

제1 연소실(50)은 제1 및 제2 공기공급부(30, 40)를 통해 연료와 공기를 공 급받아 연료와, 연료의 연소에 따라 발생한 제1 연소가스를 연소시키는 구성요소이다. 제1 연소실(50)에는 착화구(54)가 형성되어 제1 연소실(50)에 투입된 연료를 연소시키게 되며, 발화상태를 확인하는 등 내부를 살필 수 있도록 투시창(56)이 형성될 수 있다. 이러한 제1 연소실(50)에서는 제2 공기공급부(40)를 통해 투입된 공기에 의해 연료가 유동화되면서 아연소되어 연료의 가연성 물질을 대부분 열분해 가스, 즉 제1 연소가스로 바꾸게 된다. 이에 다량의 제1 연소가스를 제1 공기공급부(30)로부터 연료와 함께 투입되는 공기에 의해 연소시키게 된다.

이러한 제1 연소실(50)의 내부는 주물 또는 내열재질로 제작되는 것이 바람직하며, 내면에 내화재(미도시)를 설치할 수 있다. 이와 같이 내화재를 사용할 경우 나무에 포함된 나무 진에 의한 타르의 발생을 억제하고, 연료와 제1 연소가스의 연소열이 외부로 전달되는 것을 차단할 수 있으며, 연소열을 축열할 수 있어서 연료의 투입량을 절감할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 내화재로는 내화벽돌, 내화캐스타블, 석고보드, 세라믹 등을 사용할 수 있다.

한편, 제1 연소실(50)에는 전술한 바와 같이 연료의 연소에 의해 발생하였으나 미처 연소되지 않은 제1 연소가스와, 제1 연소가스가 연소되면서 발생한 제2 연소가스가 배출되는 다수의 통공(52)이 형성되어 있다. 이때, 통공(52)은 제1 연소실(50)에 투입된 연료가 유동화되면서 통공(52)을 통해 배출되지 않도록 적정한 직경을 갖게 형성된다. 특히, 통공(52)은 하기에 서술하는 제3 공기공급부(80)로부터 공급되는 공기와 통공(52)으로부터 배출되는 제1 연소가스나 제2 연소가스의 혼합도를 향상시킬 수 있도록 일정 각도의 방향성, 예를 들어 통공(52)을 중심으로 통 공(52)의 좌측 또는 우측으로 약 10~50°정도의 각도로 배출할 수 있도록 형성되어 하기에 서술하는 제2 연소실(70) 내에서 회전하는 등 난류를 형성할 수 있게 된다. 이러한 통공(52)의 각도나 개수는 보일러의 제작환경이나 사용환경 등에 따라 변경 가능하며, 도시된 도면에서는 통공(52)이 모두 같은 방향을 향하도록 형성되어 있으나 일정한 방향성을 가진 채로 서로 다른 방향, 예를 들어 어느 하나는 상측 방향을 향하고, 다른 하나는 하측 방향을 향하도록 형성될 수도 있다.

배출부(60)는 제1 연소실(50)에서 연소된 연료의 재가 배출되는 부분으로 제2 공기공급부(40)와 본체(10) 사이에 간격을 두거나, 별도의 망 등을 배치하여 연료는 배출되지 않고 연소된 재만이 떨어질 수 있도록 구성되고, 배출부(60)에는 쌓인 재를 용이하게 처리할 수 있도록 재배출구(미도시)가 형성된다.

제2 연소실(70)은 제1 연소실(50)에서 연소되지 않은 제1 연소가스와, 제1 연소가스의 연소에 따라 발생한 제2 연소가스를 통공(52)을 통해 공급받아 2차적으로 연소시키는 구성요소이다. 이와 같이 연소되지 않은 제1 연소가스와 제2 연소가스가 제2 연소실(70)에서 재차 연소되므로 보일러의 열효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 제2 연소실(70)은 제1 연소실(50)과 마찬가지로 내부를 주물 또는 내열재질로 제작하는 것이 바람직하며, 내면에 내화재를 설치할 수 있다. 제2 연소실(70)의 외측에는 냉각부(72)가 형성되는데, 본 발명에서 사용되는 냉각부(72)는 수냉식, 즉 내부에 물이 채워진 이른바 워터 자켓(Water Jacket)이 사용되며, 전술한 연료공급부(20)의 연료주입관(28)을 감싸는 냉각수단은 냉각부(72)의 일부가 연장된 부분일 수 있다.

제3 공기공급부(80)는 제2 연소실(70)에 공기를 투입시켜 제2 연소실(70)에 공급된 제1 및 제2 연소가스가 연소되도록 하며, 제2 연소실(70)의 내부 냉각을 유도하기도 하는 구성요소로서 제1 또는 제2 공기공급부(40)와 마찬가지로 별도의 송풍팬 등을 통해 공기를 공급받게 되며, 냉각부(72)의 하측에 형성된다. 이때, 제3 공기공급부(80)를 통해 투입되는 공기는 전술한 제1 연소실(50)의 통공(52)과 같이 일정 각도의 방향성을 갖고 투입되도록 하여 제2 연소실(70) 내에서 회전할 수 있게 된다. 이에 따라 제2 연소실(70)에 공급된 제1 및 제2 연소가스가 제3 공기공급부(80)로부터 공급되는 공기와 잘 혼합될 수 있도록 난류를 형성하게 된다. 즉, 제3 공기공급부(80)로부터 공급되는 공기가 통공(52)에서 배출되는 제1 및 제2 연소가스가 배출되는 방향과 합쳐지는 방식으로 투입되어 제1 및 제2 연소가스와 공기가 상호 높은 접촉시간과 반응하는 면적을 넓게 확보할 수 있게 된다. 이와 같은 제3 공기공급부(80)의 각도나 개수, 위치 등은 통공(52)의 각도나 개수, 위치와 유사하게 형성될 수 있으나 보일러의 제작환경이나 사용환경 등에 따라 변경가능하다. 한편, 제3 공기공급부(80) 또한 통공(52)과 마찬가지로 도시된 도면에서는 모두 같은 방향을 향하도록 형성되어 있으나 일정한 방향성을 가진 채로 서로 다른 방향, 예를 들어 어느 하나는 상측 방향을 향하고, 다른 하나는 하측 방향을 향하도록 형성될 수도 있다.

굴뚝(90)은 제2 연소실(70)에서 연소된 제1 및 제2 연소가스에 의해 발생하는 제3 연소가스가 배출되는 구성요소이다. 여기서, 제3 연소가스는 제2 연소실(70)에서 연소되지 않은 제1 또는 제2 연소가스를 포함하는 개념으로 사용된다. 이러한 굴뚝(90)의 내부에는 제3 연소가스의 배출량을 조절할 수 있는 댐퍼(92)를 설치하여 연료의 연소를 제어하는 것이 가능하다. 이때, 굴뚝(90)의 길이를 길게 형성하거나, 굴뚝(90)을 지그재그 형상으로 형성하여 제3 연소가스의 배출을 지연시켜 하기에 서술하는 온수배관(100)의 열교환 효율을 향상시키도록 구성할 수도 있다.

온수배관(100)은 본체(10)에 형성된 유입구(15)와 유출구(17)에 연결되며, 제1 연소실(50)에서 연소되는 연료의 연소열이나 제1 연소가스의 연소열, 제2 연소실(70)에서 연소되는 제1 및 제2 연소가스의 연소열에 의해 데워져 온수를 생성, 공급하게 되며, 제3 연소가스의 열 또한 온수배관(100)을 데울 수 있다.

이러한 온수배관(100)은 제2 연소실(70)의 외측에 형성된 냉각부(72)를 통해 1차로 데워지고 냉각부(72)를 지난 본체(10) 내에서 2차로 데워지게 된다.

이에, 온수배관(100) 자체가 제1 및 제2 연소실(50, 70)에서의 연소열, 제3 연소가스의 열을 전달받도록 구성할 수도 있고, 직접적인 열의 전달을 막아 온수배관(100)을 보호할 수 있도록 온수배관(100)의 외측에 별도의 튜브(미도시)가 배치될 수도 있다. 그리고 제2 연소실(70)의 외측에 형성되는 냉각부(72)가 온수배관(100)의 역할을 하여 냉각부(72) 내의 물이 순환함으로써 온수로 공급될 수도 있고, 별도의 온수배관(100)이 냉각부(72)를 관통하여 배치되도록 구성될 수도 있다. 온수배관(100)은 빠르게 데워질 수 있도록 보일러에서 발생하는 열과 온수배관(100)이 접촉하는 면적을 가능한 한 넓힐 수 있도록 구성된다. 이때, 온수배관(100)은 일반적인 연관식 보일러에서 사용되는 온수배관과 동일하며, 이는 이미 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 온수배관(100)과 전술한 냉각부(72)와 같이 내부에 물이 들어 있는 구성요소의 경우 녹이 슬지 않도록 스테인리스 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

이하에서는 이러한 구성에 따른 본 발명에 따른 보일러를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 보일러의 본체(10)를 일정 장소에 설치하고 유입구(15)와 유출구(17)에 건축물(미도시)의 배관(미도시), 예를 들어 난방배관과 급탕배관 등을 연결한다.

그리고 건축물의 난방이나 온수를 사용하기 위하여 사용자가 연료공급부(20)를 통해 연료, 즉 나무분말이나 나뭇조각을 제1 연소실(50)에 투입한 후 착화구(54)를 통해 불을 붙이게 된다.

제1 연소실(50)로 투입된 연료는 하부의 제2 공기공급부(40)로부터 투입되는 공기에 의하여 유동화되면서 연소되며, 연소된 연료의 재는 본체(10) 하부의 배출부(60)로 떨어진다.

한편, 연료는 아연소되어 다량의 제1 연소가스, 즉 일산화탄소, 메탄가스 등을 배출하게 된다.

그리고 제1 연소가스는 제1 공기공급부(30)로부터 연료와 함께 투입되는 공기에 의해 제1 연소실(50) 내에서 연소되며, 미처 연소되지 못한 제1 연소가스와 제1 연소가스가 연소되면서 발생한 제2 연소가스가 제1 연소실(50)에 형성된 다수 의 통공(52)을 통해 제2 연소실(70)로 공급된다.

제1 연소실(50)에서 배출되는 제1 연소가스, 제2 연소가스에는 다량의 미연소가스인 일산화탄소, 유기성 가스 등 외에도 타르, 미연소 분진 및 그을음 등 고형분이 다량 포함되어 있다. 이는 불완전 연소 물질로서 대기오염물질이기도 하며, 보일러의 열효율을 저하시키는 하나의 요인이기도 하다.

이러한 제1 연소가스, 제2 연소가스는 통공(52)을 통해 일정한 방향을 갖는 각도로 배출되어 난류를 형성한다. 그리고 제2 연소실(70)에 공기를 공급하는 제3 공기공급부(80) 또한 제2 연소실(70)에 공급된 제1 연소가스, 제2 연소가스의 이동방향에 부합되는 방향으로 공급되어 제1 및 제2 연소가스와 공기의 혼합도가 더욱 향상된다.

이후 제2 연소실(70)에 공급된 제1 및 제2 연소가스가 연소된다. 제2 연소실(70)에서의 연소는 별도의 착화구를 통할 수도 있으며, 제1 및 제2 연소가스가 가지고 있는 자체 열이나 제1 연소실(50)에서 전달되는 연소열에 의할 수도 있다.

이와 같이 제1 연소실(50)과 제2 연소실(70)에서 제1 및 제2 연소가스를 연소시켜 발생한 제3 연소가스를 굴뚝(90)을 통해 배출하게 되므로 보일러의 대기오염물질의 배출을 줄일 수 있게 된다.

그리고 제1 연소실(50)의 연소열과 제2 연소실(70)의 연소열 및 굴뚝(90)을 통해 배출되는 제3 연소가스의 열은 본체(10) 내에 배치된 온수배관(100)과 넓은 면적으로 접촉하여 열을 전달하게 되어 빠른 속도로 온수배관(100)이 데워진다. 즉, 나무분말이나 나뭇조각을 연료로 하여 열량이 작지만 매우 효과적으로 물을 가 열할 수 있게 되며, 이렇게 생성된 온수를 건축물에 난방수나 급탕수 등으로 공급할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 명세서에서는 연료공급부(20)가 보일러의 외부에 별도로 설치되어 연료주입관(28)을 통해 연료를 공급하는 것으로 설명하였으나, 연료공급부(20)를 보일러에 내장시키고 호퍼(22)가 외부에 노출되도록 구성할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 개략적인 구성을 나타낸 도이다.

도 2는 도 1에 도시된 보일러에서 사용되는 연료공급부와 제1 공기공급부를 나타낸 도이다.

도 3은 도 1에 도시된 제2 공기공급부를 나타낸 도이다.

도 4는 도 1에 도시된 제1 연소실의 하부와 제2 공기공급부를 나타낸 도이다.

도 5는 도 1에 도시된 제1 연소실의 상부를 나타낸 도이다.

도 6은 도 1에 도시된 제1 연소실과 제2 연소실을 나타낸 도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 본체 11: 안전밸브

13: 드레인밸브 15: 유입구

17: 유출구 19: 보충수공급구

20: 연료공급부 22: 호퍼

24: 이송스크류 26: 공급피더

28: 연료주입관 30: 제1 공기공급부

40: 제2 공기공급부 42: 노즐

50: 제1 연소실 52: 통공

54: 착화구 56: 투시창

60: 배출부 70: 제2 연소실

72: 냉각부 80: 제3 공기공급부

90: 굴뚝 92: 댐퍼

100: 온수배관

Claims (5)

1. 석탄이나 석탄이 포함된 고형물 또는 나무를 연료로 하는 보일러에 있어서,

   본체와;

   상기 본체에 연료를 공급하는 연료공급부와;

   상기 연료공급부에 연결되고, 공기가 분사되어 상기 연료와 공기를 상기 본체에 투입시키는 제1 공기공급부와;

   상기 본체의 하부측을 통해 상기 본체에 공기를 투입시키는 제2 공기공급부와;

   상기 제1 및 제2 공기공급부를 통해 상기 연료와 공기를 공급받아 상기 연료와 상기 연료의 연소에 따라 발생한 제1 연소가스를 연소시키며, 다수의 통공이 형성된 제1 연소실과;

   상기 제1 연소실에서 연소된 연료의 재가 배출되는 배출부와;

   상기 제1 연소실에서 연소되지 않은 제1 연소가스와, 상기 제1 연소가스의 연소에 따라 발생한 제2 연소가스를 상기 통공을 통해 공급받는 제2 연소실과;

   상기 제2 연소실에 공기를 투입시켜 상기 제1 및 제2 연소가스가 상기 제2 연소실에서 연소되도록 하는 제3 공기공급부와;

   상기 제1 및 제2 연소가스의 연소에 따라 발생한 제3 연소가스가 배출되는 굴뚝; 및

   상기 연료의 연소열, 상기 제1 연소가스의 연소열, 상기 제2 연소가스의 연소열, 상기 제3 연소가스의 열 중 어느 하나 또는 둘 이상에 의해 내부의 물이 데워져 온수를 공급하는 온수배관; 을 포함하되,

   상기 제2 공기공급부에는 다수의 노즐이 형성되고,

   상기 노즐은 중심 부근에 비해 외주면 부근에 형성된 노즐의 직경이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 보일러.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 통공은,

   연소되지 않은 상기 제1 연소가스, 상기 제2 연소가스 중 어느 하나 또는 둘이 일정 각도의 방향성을 갖고 배출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 보일러.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제3 공기투입부를 통해 투입되는 공기는 일정 각도의 방향성을 갖고 투입되는 것을 특징으로 하는 보일러.
4. 삭제
5. 삭제

Images