KR101397435B1 - 회돌이 온돌식 화목 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육면체 형상의 챔버로서, 정면 벽은 통풍구가 형성된 화목 공급문이 설치된 내화벽으로 형성되고, 양측면과 상면, 배면 벽은 물탱크로 형성된 보일러 몸체와; 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 배면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 상판과; 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 상기 내부 상판의 하측에 형성되며, 정면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 하판과; 상기 내부 상판과 내부 하판의 배면 벽측 단부 사이를 막고, 막힌 가운데 부분에서 출발하여 상기 보일러 몸체의 배면 벽을 관통하고 상기 보일러 몸체 외부 상측으로 연장된 배기연통과; 상기 내부 상판의 정면 벽측 단부에 상단부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제1 안내판과; 상기 내부 하판의 정면 벽측 단부에 중간부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제2 안내판과; 상기 제1 안내판과 제2 안내판의 중간 부분에 형성되며, 상기 보일러 몸체의 정면 벽 내측에 결합되는 판으로서, 상기 제2 안내판을 향해 하측으로 경사져 형성되어 상기 제1 안내판과 제2 안내판과 함께 S자형 경로를 형성시키는 반사판으로; 구성되어 상기 보일러 몸체 내부에서 상기 내부 하판의 하부는 화목을 태우는 화실이 되고, 상기 화실에서 1차 연소된 열기는 상기 배기연통 양측 공간을 통해 이동하면서 배면과 양측면 물탱크를 가열시키며, 상기 내부 상판 상측으로 이동되면서 온돌원리로 상면 물탱크를 가열시킨 후, 상기 제1 안내판과 반사판, 제2 안내판에서 S자 이동하면서 무거운 불완전 연소가스는 판에 부딪히며 액화되어 상기 화실로 낙하하여 재연소되게 하고, 가벼운 연소가스는 상기 내부 상판과 내부 하판의 사이를 따라 상기 배기연통으로 이동하여 외부 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러에 관한 것이다.
본 발명에 의하여 화목 연료의 짧은 연소시간의 단점을 온돌 난방의 원리를 이용하여 최대한 연장시켜 화목을 자주 채워넣어야 하는 불편함을 해소하고, 연소 화실 내에서 불완전 연소된 연소 가스가 연소실로 재전송되어 연소되게 함으로써, 불완전 연소 가스가 배기 연통을 통해 배출되어 발생되었던 배기 연통 내부 및 주변 환경을 오염 문제를 해소하고 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 회돌이 온돌식 화목 보일러가 제공되는 이점이 있다.

Description

회돌이 온돌식 화목 보일러{Wood boiler using a pronciple of ondol}

본 발명은 육면체 형상의 챔버로서, 정면 벽은 통풍구가 형성된 화목 공급문이 설치된 내화벽으로 형성되고, 양측면과 상면, 배면 벽은 물탱크로 형성된 보일러 몸체와; 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 배면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 상판과; 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 상기 내부 상판의 하측에 형성되며, 정면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 하판과; 상기 내부 상판과 내부 하판의 배면 벽측 단부 사이를 막고, 막힌 가운데 부분에서 출발하여 상기 보일러 몸체의 배면 벽을 관통하고 상기 보일러 몸체 외부 상측으로 연장된 배기연통과; 상기 내부 상판의 정면 벽측 단부에 상단부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제1 안내판과; 상기 내부 하판의 정면 벽측 단부에 중간부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제2 안내판과; 상기 제1 안내판과 제2 안내판의 중간 부분에 형성되며, 상기 보일러 몸체의 정면 벽 내측에 결합되는 판으로서, 상기 제2 안내판을 향해 하측으로 경사져 형성되어 상기 제1 안내판과 제2 안내판과 함께 S자형 경로를 형성시키는 반사판으로; 구성되어 상기 보일러 몸체 내부에서 상기 내부 하판의 하부는 화목을 태우는 화실이 되고, 상기 화실에서 1차 연소된 열기는 상기 배기연통 양측 공간을 통해 이동하면서 배면과 양측면 물탱크를 가열시키며, 상기 내부 상판 상측으로 이동되면서 온돌원리로 상면 물탱크를 가열시킨 후, 상기 제1 안내판과 반사판, 제2 안내판에서 S자 이동하면서 무거운 불완전 연소가스는 판에 부딪히며 액화되어 상기 화실로 낙하하여 재연소되게 하고, 가벼운 연소가스는 상기 내부 상판과 내부 하판의 사이를 따라 상기 배기연통으로 이동하여 외부 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 연료를 연소시켜 발생되는 연소열을 이용하여 상온의 물을 가열시키고, 가열된 물을 실내 바닥에 매설된 배관으로 순환시켜 난방이나 온수로 사용하는 장치이다.

이때, 연소시키는 연료에 따라서 전기보일러, 가스보일러, 유류보일러, 유류와 가스의 장점을 갖는 유류 겸용 전기보일러 등으로 구분되는데, 최근에는 전기 및 유류 가격이 지속적으로 상승하여, 이들 연료를 연소시키는 보일러들을 사용하는 것이 경제적으로 큰 부담이 되고 있다.

이에 따라서 대체 에너지를 활용하기 위한 노력이 활발히 이루어지고 있는데, 그 중 저비용으로 쉽게 구할 수 있는 목재 또는 펠릿 등을 연료로 하는 화목 보일러가 부각되고 있다.

상기 화목 보일러는 연료로 화목을 사용하는 보일러로서, 농촌, 산간지역 등 화목을 쉽게 구할 수 있거나, 전기, 등유 또는 경유 등을 사용하기 어려운 지역에서 널리 사용되고 있다.

이러한 화목 보일러는 화목의 연소열로 순환수를 가열한 후 난방이 필요한 방 및 거실을 순환토록 함으로서 난방을 하게 된다.

그런데 화목 보일러는, 화목이라는 연료의 특성상 연소시간이 짧으므로 난방을 위하여 화목을 자주 채워넣어야 하는 등의 지속적인 관리가 필요하였고, 또한 연소과정에서 발생된 목초액이 배기연통를 막기 때문에 목초액을 자주 제거하여야 한다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 선출원번호 10-2009-0022074, 10-2012-0069011, 10-2012-0059668, 선등록특허 10-0426046, 등록특허 10-0679316호 등과 같이 많은 화목 보일러가 출원되고 있는데, 종래 화목 보일러는 연소실 내로 공급되는 산소에 의해 목재가 한번만 연소되기 때문에 대부분 불완전 연소되어 발생되는 열에너지가 연통을 통해 배출됨으로 환경오염과 에너지 낭비의 문제를 초래하는 문제점이 있다.

이와 같이, 최근 화목 보일러에 대한 관심은 지속적으로 높아지고 있으나, 화목 보일러가 가지는 문제점을 해결하기 위한 노력에도 불구하고 이를 확연히 해결하는 결과 도출은 미비하여 여전히 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화목 연료의 짧은 연소시간의 단점을 온돌 난방의 원리를 이용하여 최대한 연장시켜 화목을 자주 채워넣어야 하는 불편함을 해소하고, 연소 화실 내에서 불완전 연소된 연소 가스가 연소실로 재전송되어 연소되게 함으로써, 불완전 연소 가스가 배기 연통을 통해 배출되어 발생되었던 배기 연통 내부 및 주변 환경을 오염 문제를 해소하고 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 회돌이 온돌식 화목 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 육면체 형상의 챔버로서, 정면 벽은 통풍구가 형성된 화목 공급문이 설치된 내화벽으로 형성되고, 양측면과 상면, 배면 벽은 물탱크로 형성된 보일러 몸체와; 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 배면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 상판과; 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 상기 내부 상판의 하측에 형성되며, 정면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 하판과; 상기 내부 상판과 내부 하판의 배면 벽측 단부 사이를 막고, 막힌 가운데 부분에서 출발하여 상기 보일러 몸체의 배면 벽을 관통하고 상기 보일러 몸체 외부 상측으로 연장된 배기연통과; 상기 내부 상판의 정면 벽측 단부에 상단부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제1 안내판과; 상기 내부 하판의 정면 벽측 단부에 중간부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제2 안내판과; 상기 제1 안내판과 제2 안내판의 중간 부분에 형성되며, 상기 보일러 몸체의 정면 벽 내측에 결합되는 판으로서, 상기 제2 안내판을 향해 하측으로 경사져 형성되어 상기 제1 안내판과 제2 안내판과 함께 S자형 경로를 형성시키는 반사판으로; 구성되어 상기 보일러 몸체 내부에서 상기 내부 하판의 하부는 화목을 태우는 화실이 되고, 상기 화실에서 1차 연소된 열기는 상기 배기연통 양측 공간을 통해 이동하면서 배면과 양측면 물탱크를 가열시키며, 상기 내부 상판 상측으로 이동되면서 온돌원리로 상면 물탱크를 가열시킨 후, 상기 제1 안내판과 반사판, 제2 안내판에서 S자 이동하면서 무거운 불완전 연소가스는 판에 부딪히며 액화되어 상기 화실로 낙하하여 재연소되게 하고, 가벼운 연소가스는 상기 내부 상판과 내부 하판의 사이를 따라 상기 배기연통으로 이동하여 외부 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러를 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 회돌이 온돌식 화목 보일러는 상기 내부 하판을 내부를 통과하여 상면 벽으로 감겨진 급수용 온수 배관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보일러 몸체의 화목 공급문에는 상기 통풍구 경로에 송풍기를 형성시켜, 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회돌이 온돌식 화목 보일러는 상기 보일러 몸체의 물탱크내 온수를 실내로 배관 연결하여 실내 난방에 이용하는 것으로서, 전원과; 상기 실내에 설치된 실내 온도 센서와; 상기 보일러 몸체의 물탱크 내부에 설치된 온수온도센서와; 상기 배관에 연결되어 온수를 공급시키는 온수순환 모터와; 상기 화목 공급문에 설치된 송풍기를 구동시키는 송풍기 모터가; 연결되는 제어 회로부와; 상기 제어 회로부를 하우징시키는 박스와; 상기 박스 외부에 형성되며 상기 제어 회로부에 연결된 화목 투여표시램프와; 상기 박스 외부에 형성되며 상기 제어 회로부에 연결되어 상기 실내의 희망 온도를 설정하는 실내온도 설정부로 구성되어, 상기 제어 회로부가 상기 실내온도 설정부의 설정 온도와 상기 실내 온도 센서의 측정 온도값을 비교하여 설정 온도값 이하일 때는 on, 이상일 때는 off하여 상기 온수순환모터에 전원을 공급하고, 상기 온수온도센서의 측정 온도값을 입력받아 온수 온도가 35~45℃ 이하일 때는 상기 화목 투여램프를 on시키고, 35~45℃ 이상일 때는 상기 송풍기 모터를 on시키는 택일적 전원 제어를 실행시키되, 60~70℃ 이상에서는 상기 송풍기 모터의 구동을 off시켜 투여된 화목이 자연 연소되게 하여 온수 온도가 유지되게 하며, 상기 온수온도센서의 측정 온도값을 입력받아 온수 온도가 80~90℃ 이상일 때는 상기 온수순환모터에 전원을 공급하여 실내로 온수를 압송함으로써, 온수 과열을 방지시키는 보일러 제어 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러로 되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하여 화목 연료의 짧은 연소시간의 단점을 온돌 난방의 원리를 이용하여 최대한 연장시켜 화목을 자주 채워넣어야 하는 불편함을 해소하고, 연소 화실 내에서 불완전 연소된 연소 가스가 연소실로 재전송되어 연소되게 함으로써, 불완전 연소 가스가 배기 연통을 통해 배출되어 발생되었던 배기 연통 내부 및 주변 환경을 오염 문제를 해소하고 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 회돌이 온돌식 화목 보일러가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 측 단면 구조도
도 2는 본 발명이 이용하는 온돌 단면 구조도
도 3은 본 발명에 적용된 온돌 구조를 도시한 측 단면 구조도
도 4는 본 발명을 열기의 흐름에 따라 전개한 구조도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 측 단면 구조도
도 6은 도 5의 평면 구조도
도 7은 본 발명의 보일러 제어 장치 회로 예시도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 측 단면 구조도이며, 도 2는 본 발명이 이용하는 온돌 단면 구조도이며, 도 3은 본 발명에 적용된 온돌 구조를 도시한 측 단면 구조도이며, 도 4는 본 발명을 열기의 흐름에 따라 전개한 구조도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예의 측 단면 구조도이며, 도 6은 도 5의 평면 구조도이며, 도 7은 본 발명의 보일러 제어 장치 회로 예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게, 통풍구(220)와 화목 공급문(20)이 설치된 정면 벽(11)과 양측면 벽(14)과 상면 벽(12), 배면 벽(13)이 물탱크로 형성된 보일러 몸체(10)와 내부 상판(80)과 내부 하판(90)과 배기연통(40)과 제1 안내판(81)과 제2 안내판(83)과 반사판(82)으로 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이 상기 본 발명의 보일러 몸체(10)는 내부에 화실이 형성되며, 외부에 물탱크가 형성된 육면체형 챔버로서, 상기 육면체형 챔버를 정면 벽(11)과 상면 벽(12), 배면 벽(13), 양측면 벽(14) 및 바닥으로 구분할 수 있는데, 상기 정면 벽(11)은 내화벽으로 형성되며, 화목을 투입하기 위한 화목 공급문(20)이 설치되고, 상면 벽(12)과 배면 벽(13), 양측면 벽(14)은 판형 물탱크로 형성되어 진다.

즉, 본 발명의 보일러 몸체(10)는 정면 벽(11)과 바닥을 제외하고 물탱크로 둘러싸인 특징으로 가진다.

본 발명의 화목 공급문(20)에 설치된 상기 통풍구(220)는 보일러 내부에 산소를 공급하기 위한 것으로서, 보일러 내부를 산소로 자연 연소시킬 때 개방한다.

상기 보일러 내부에 화목을 처음 넣을 때나 강제 연소가 필요한 때, 본 발명은 상기 통풍구(220)로 송풍기(200)를 이용하여 공기를 강제 압송시키는데, 이를 위하여 본 발명의 상기 통풍기 경로에는 송풍기(200)가 형성되어 진다.

본 발명의 상기 내부 상판(80)은 도 1과 도 7에 도시된 바와 같이 상기 보일러 몸체(10)의 내측에서 양측면 벽(14)의 물탱크와 연통되어 형성되는 판형 물탱크이다.

상기 내부 상판(80)은 상기 정면 벽(11)과 배면 벽(13)에는 이격되어 이격 공간으로 열의 이동 통로가 되게 한다.

한편, 상기 내부 상판(80)은 배면 벽(13)을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 특징으로 가진다.

상기 보일러 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 통풍구(220)의 공기 공급에 따라 화목이 연소되면서 열기가 배면 벽(13)을 향해 이동하다가 배변 벽에 부딪혀 상승하게 된다.

따라서, 상기 내부 상판(80)에서는 도 3과 도 6에 도시된 바와 같이 배면 벽(13)측으로 형성된 이격 공간으로 열기가 타고 올라와 상면 벽(12)을 따라 이동하면서 물탱크 내부 물을 가열하면서 상대 냉각되며, 정면 벽(11)에 부딪혀 하강하게 된다.

이때, 상기 내부 상판(80)의 결합 기울기에 의하여 배면 벽(13)에서 정면 벽(11)으로 갈수록 통로 단면적이 좁아져 정면 벽 측에서는 열기의 이동 속도가 상승하므로 열기의 하강을 가속시킨다.

한편, 화목이 자연 연소되는 경우에는 열기의 이동 속도가 매우 느리게 형성되는데, 이때에는 상기 내부 상판(80)의 기울기에 의하여 온돌 원리처럼 상면 벽(12)과 내부 상판(80) 사이에서 열기가 오래 머물게 되어, 상면 벽(12) 물탱크를 가열시키는데 열을 효과적으로 사용할 수 있게 된다.

도 2는 이와 같은 온돌 원리(일명 회돌이 온돌)를 설명하기 위한 온돌 구조 단면도로서, 화실(300), 부넘기(310), 고래(320), 개자리(330)가 차례로 형성되어 진다.

상기 부넘기(310)는 화실(300)에서 화목을 오랫동안 자연 연소시킬 때, 고래(320)로 이동된 열기가 화실(300)로 역류하는 것을 방지하기 위한 구조이다.

상기 고래(320)는 10 ~ 20°(평균 15°정도)경사져 형성된 부분으로서, 열기가 상면 구들장을 덮히면서 자연 냉각되면 대류되어 아랫 부분의 열기가 다시 상승하여 구들장을 데우게 하는 구조로서, 열기가 오래 머무르게 하면서 열기가 구들장을 가열하는데 모두 사용되게 하는 구조로 알려져 있다.

상기 개자리(330)는 배기 연통에서 냉기가 넘어오는 것을 차단시키기 위한 일종의 열기 방지턱이다.

이와 같은 온돌 구조의 원리는 도 3에서와 같이 본 발명에 적용되어 부넘기 부분(31), 고래 부분(32), 개자리 부분(33)이 차례로 나타나는데, 이를 열기의 이동 경로에 따라 구조를 전개하면 도 4와 같은 전개 구조를 가진다.

도 3에서 부넘기 부분(31)은 열기가 다시 화실로 대류되는 것이 방지되고, 고래 부분(32)은 온돌 구조의 고래(320)와 같이 경사 구조를 가져서 열기가 내부 상판(80)을 따라 이동하면서 상면 벽의 물을 가열시키면 냉각, 대류하면서 상면 벽(12)을 가열시키게 하는 구조가 된다.

이러한 구조는 열이 상면 벽(12)으로 효율적으로 전달되게 하면서 고래 부분(32)에서 열이 오래 지속되게 한다.

또한, 도 3에서 개자리 부분(33)은 냉각된 열기가 고래 부분(32)으로 역류되는 것을 방지하고 배기연통(40) 측으로 안내되도록 한다.

본 발명의 내부 하판(90)은 상기 내부 상판(80)에 대칭 형성되는 판형 물탱크이다.

즉, 상기 내부 하판(90)은 상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽(14)의 물탱크와는 연통되고 정면 벽(11)과 배면 벽(13)에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 상기 내부 상판(80)의 하측에 형성되며, 정면 벽(11)을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성된다.

상기 내부 하판(90)의 하부에는 화목이 공급되어 연소되는 연소 화실(30)이 되는데, 연소 화실(30)에서 연소된 열기는 내부 하판(90)의 경사면을 따라 배면 벽(13)측으로 안내된다.

상기 내부 상판(80)과 내부 하판(90)의 배면 벽(13)측 단부는 판으로 막아 상승되는 열기가 내부 상판(80)과 내부 하판(90) 사이로 역류되지 않도록 한다.

상기 배기연통(40)은 상기 내부 상판(80)과 내부 하판(90)의 배면 벽(13)측 단부를 막은 가운데 부분에서부터 설치하는데, 상기 보일러 몸체(10)의 배면 벽(13)에 관통되어 상기 보일러 몸체(10) 외부 상측으로 연장되어 형성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 상기 내부 하판(90) 아래의 연소 화실(30)에서 화목이 연소되면, 열기는 내부 하판(90)의 경사를 따라 배면 벽(13)을 향하여 이동하면서 내부 하판(90) 속의 물을 가열시키고, 배면 벽(13)에 부딪힌 열기는 배면 벽(13)을 따라 상승하면서 배면 벽(13) 내부 물을 가열시키고, 상면 벽(12)에 도달한 열기는 내부 상판(80)을 따라 안내되면서 상면 벽(12) 내부 물을 가열시키며 상대 냉각되며, 정면 벽(11)에 부딪히며 하강하게 된다.

이때, 상대 냉각된 열기는 본 발명의 제1 안내판(81)과 반사판(82), 제2 안내판(83)에 순차적으로 부딪히는데, 완전 연소된 고온 가스는 상기 내부 상판(80)과 내부 하판(90) 사이의 공간을 통과하여 배기연통(40)으로 배출되고, 증기화된 불연소 가스(목초액)은 하강하여 상기 연소 화실(30)로 재이송되어 다시 한번 연소되게 한다.

본 발명의 제1 안내판(81)은 상기 내부 상판(80)의 정면 벽(11)측 단부에 상단부가 결합되는 판으로서, 정면 벽(11)을 향해 하측으로 경사져 형성되는 판이며, 제2 안내판(83)은 상기 내부 하판(90)의 정면 벽(11)측 단부에 중간부가 결합되는 판으로서, 정면 벽(11)을 향해 하측으로 경사져 형성되는 판이다.

상기 제1 안내판(81)과 제2 안내판(83)의 중간 부분에는 반사판(82)이 형성되는데, 상기 반사판(82)은 상기 보일러 몸체(10)의 정면 벽(11) 내측에 결합되는 판으로서, 상기 제2 안내판(83)을 향해 하측으로 경사져 형성되어 상기 제1 안내판(81)과 제2 안내판(83)과 함께 S자형 경로를 형성시킨다.

따라서, 상면 벽(12)측에서 하강되는 열기는 상기 제1 안내판(81)과 반사판(82), 제2 안내판(83)에 순차적으로 부딪히며 S자 이동하면서 무거운 불완전 연소가스(목초액을 포함한 수증기)는 판에 부딪히며 액화(실제로는 증기에 가까운 수준이나 화목을 넣고 자연 연소를 오랫동안 지속하면 액화 현상이 나타난다.)되어 상기 화실(30)로 낙하하여 재연소되게 하고, 가벼운 연소가스는 상기 내부 상판(80)과 내부 하판(90)의 사이를 따라 상기 배기연통(40)으로 이동하여 외부 배출된다.

한편, 본 발명에는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 화목이 연소되는 화실 부분에 가장 직접적으로 닿은 내부 하판(90) 내부를 통과하여 상면 벽으로 감겨진 급수용 온수 배관(800)을 더 포함하여 구성된다.

이에 의하면, 상기 급수용 온수배관(800)을 이용하면, 급탕 온수를 적절하게 사용할 수 있게 된다.

본 발명의 보일러는 화목을 넣고 자연 연소되게 하여 연소열을 최대한 활용하기 위한 것이나, 처음 화목을 연소시키기 위해서는 공기를 강제 압송하여 불이 쉽게 붙게 해야 한다.

이를 위하여 본 발명은 상기 보일러 몸체(10)의 화목 공급문(20)에는 상기 통풍구(220) 경로에 송풍기(200)를 형성시켜, 화목 연소에 필요한 때 선택적으로 구동시킨다.

또한, 본 발명은 상기 보일러 몸체의 물탱크 내 온수를 실내로 배관 연결하여 실내 난방에 이용하기 위해서 보일러를 최적 운전해야 한다.

이를 위하여 본 발명은 보일러를 구동시키는 보일러 제어 장치(100)를 포함하여 구성된다.

상기 보일러 제어 장치(100)는 상기 배관으로 급수를 실행하는 온수순환모터(160)와 보일러 내부 연소를 가속시킬 송풍기 모터(201)의 전원을 제어하기 위하여 설치되는 운전 장치로서, 전원(150)과 실내 온도 센서(141)와 온수온도센서(170)와 온수순환 모터(160)와 송풍기 모터(201)와 제어 회로부(110)와 박스(미도시)와 화목 투여표시램프(120)와 실내온도 설정부(140)로 구성된다.

상기 제어 회로부(110)는 보일러 외부에 결합된 박스(미도시)에 내장되며, 상기 박스(미도시)의 외부에는 화목 투여를 지시하는 화목 투여표시램프(120)와 실내온도 설정부(140)가 형성되어 상기 제어 회로부(110)에 연결된다.

또한, 난방할 실내에는 실내 온도를 측정하고 이를 피드백 제어되게 하는 실내 온도 센서(141)가 설치되어 상기 제어 회로부(110)에 연결되고, 상기 보일러 몸체(10)의 물탱크 내부에는 온수 온도를 측정하고 이를 피드백 제어하기 위하여 온수온도센서(170)가 설치되어 상기 제어 회로부(110)에 연결된다.

상기 제어 회로부(110)에 의하여 제어된 전원 출력은 상기 배관에 연결되어 온수를 공급시키는 온수순환 모터(160)와 상기 화목 공급문(20)에 설치된 송풍기(200)를 구동시키는 송풍기 모터(201) 및 상기 화목 투여표시램프(120)에 연결된다.

도 7은 본 발명의 보일러 제어 장치 회로 예시도로서, 상기 제어 회로부(110)를 예시적으로 스위칭 회로로 구성한 도면이다.

이하, 이를 참조하여 본 발명의 보일러 제어 장치 구동을 살펴보기로 한다.

본 발명에서 상기 온수순환 모터(160)는 기본적으로 실내 온도에 피드백 제어되어 설정된 실내 온도에 정상상태가 유지되도록 제어된다.

한편, 상기 제어 회로부(110)는 상기 온수온도센서(170)를 참고하여, 온수 온도 35~45℃(실시예에서는 40℃로 설정) 이상일 때를 조건으로, 상기 실내온도 설정부의 설정 온도와 상기 실내 온도 센서의 측정 온도값을 비교하여 설정 온도값 이하일 때는 on, 이상일 때는 off하여 상기 온수순환모터에 전원을 공급한다.(도 7에서는 상기 제어 회로부의 기능 일부를 비교기(142)로 도시하여 설명하였다.)

이는 실시예에서 상기 온수 온도가 40℃ 이하일 때는 온수를 순환시켜도 실내 난방에 무의미하기 때문이다. 따라서 상기 온도는 실내 난방에 효과적인 온수 온도를 설정한 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 실내 조건에 따라 변동 설정할 수 있다.

또한, 상기 제어 회로부(110)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 온수온도센서(170)를 참고하여, 온수 온도 80~90℃(실시예에서는 85℃로 설정) 이상일 때는 상기 온수순환모터(160)에 전원이 공급되도록 하여, 물탱크 내부의 온수를 실내로 압송되도록 한다.

이는 물탱크 내부 온도가 일정 수준이상 과열되면 내부 증기압이 상승되므로 물탱크 내부 온수를 강제 냉각시켜 이를 방지하기 위함이다.

한편 상기 제어 회로부(110)는 보일러 내부 연소를 제어하는데, 상기 온수온도센서(170)의 측정 온도값을 입력받아 온수 온도가 35~45℃(실시예에서는 40℃로 설정) 이하일 때는 상기 화목 투여표시램프(120)를 on시켜 화목 투입을 지시하고, 온수 온도가 35~45℃(실시예에서는 40℃로 설정) 이상일 때는 상기 화목 투여표시램프(120)를 off시키고 상기 송풍기 모터(201)를 on시키는 택일적 전원 제어를 실행시킨다.

또한, 상기 송풍기 모터(201)는 화목 연소를 가속시키기 위한 용도이므로 상기 제어 회로부(110)는 상기 온수 온도가 60~70℃(실시예에서는 65℃로 설정) 이상일 때는 상기 송풍기 모터(201)의 구동을 off시켜 투여된 화목이 자연 연소되게 한다.

이때부터 본 발명의 보일러 내부에서는 자연 연소가 실시되면서 내부에서 온돌 원리가 구현되어 열기의 보존 및 완전 연소를 실행하면서 연소 가스를 배출하게 된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 화목의 연소시 불완전 연소된 가스를 재연소시켜, 배기 연통 내부에 그을음 발생을 완화시키고, 목초액의 배출을 차단하여 보일러 주변 환경을 개선시키는 효과가 있다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 보일러 몸체 11 : 정면 벽
12 : 상면 벽 13 : 배면 벽
14 : 양측면 벽 20 : 화목 공급문
40 : 배기연통 80 : 내부 상판
81 : 제1 안내판 82 : 반사판
83 : 제2 안내판 90 : 내부 하판
110 : 제어 회로부 120 : 화목 투여표시램프
140 : 실내온도 설정부 141 : 실내 온도 센서
160 : 온수순환 모터 170 : 온수온도센서
200 : 송풍기 201 : 송풍기 모터
220 : 통풍구

Claims (4)

1. 육면체 형상의 챔버로서, 정면 벽은 통풍구가 형성된 화목 공급문이 설치된 내화벽으로 형성되고, 양측면과 상면, 배면 벽은 물탱크로 형성된 보일러 몸체와;
   상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 배면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 상판과;
   상기 보일러 몸체의 내측에서 양측면 벽의 물탱크와는 연통되고 정면 벽과 배면 벽에는 이격되어 형성되는 판형 물탱크로서, 상기 내부 상판의 하측에 형성되며, 정면 벽을 향하여 내려가는 방향으로 10 ~ 20°경사져 형성되는 내부 하판과;
   상기 내부 상판과 내부 하판의 배면 벽측 단부 사이를 막고, 막힌 가운데 부분에서 출발하여 상기 보일러 몸체의 배면 벽을 관통하고 상기 보일러 몸체 외부 상측으로 연장된 배기연통과;
   상기 내부 상판의 정면 벽측 단부에 상단부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제1 안내판과;
   상기 내부 하판의 정면 벽측 단부에 중간부가 결합되는 판으로서, 정면 벽을 향해 하측으로 경사져 형성되는 제2 안내판과;
   상기 제1 안내판과 제2 안내판의 중간 부분에 형성되며, 상기 보일러 몸체의 정면 벽 내측에 결합되는 판으로서, 상기 제2 안내판을 향해 하측으로 경사져 형성되어 상기 제1 안내판과 제2 안내판과 함께 S자형 경로를 형성시키는 반사판으로;
   구성되어
   상기 보일러 몸체 내부에서 상기 내부 하판의 하부는 화목을 태우는 화실이 되고, 상기 화실에서 1차 연소된 열기는 상기 배기연통 양측 공간을 통해 이동하면서 배면과 양측면 물탱크를 가열시키며, 상기 내부 상판 상측으로 이동되면서 온돌원리로 상면 물탱크를 가열시킨 후, 상기 제1 안내판과 반사판, 제2 안내판에서 S자 이동하면서 무거운 불완전 연소가스는 판에 부딪히며 액화되어 상기 화실로 낙하하여 재연소되게 하고, 가벼운 연소가스는 상기 내부 상판과 내부 하판의 사이를 따라 상기 배기연통으로 이동하여 외부 배출되게 하는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러.
   
2. 제1항에 있어서 상기 회돌이 온돌식 화목 보일러는
   상기 내부 하판을 내부를 통과하여 상면 벽으로 감겨진 급수용 온수 배관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러.
   
3. 제2항에 있어서 상기 보일러 몸체의 화목 공급문에는
   상기 통풍구 경로에 송풍기를 형성시켜, 선택적으로 구동시키는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러.
   
4. 제3항에 있어서 상기 회돌이 온돌식 화목 보일러는
   상기 보일러 몸체의 물탱크내 온수를 실내로 배관 연결하여 실내 난방에 이용하는 것으로서,
   전원과;
   상기 실내에 설치된 실내 온도 센서와;
   상기 보일러 몸체의 물탱크 내부에 설치된 온수온도센서와;
   상기 배관에 연결되어 온수를 공급시키는 온수순환 모터와;
   상기 화목 공급문에 설치된 송풍기를 구동시키는 송풍기 모터가;
   연결되는 제어 회로부와;
   상기 제어 회로부를 하우징시키는 박스와
   상기 박스 외부에 형성되며 상기 제어 회로부에 연결된 화목 투여표시램프와;
   상기 박스 외부에 형성되며 상기 제어 회로부에 연결되어 상기 실내의 희망 온도를 설정하는 실내온도 설정부로 구성되어,
   상기 제어 회로부가
   상기 실내온도 설정부의 설정 온도와 상기 실내 온도 센서의 측정 온도값을 비교하여 설정 온도값 이하일 때는 on, 이상일 때는 off하여 상기 온수순환모터에 전원을 공급하고,
   상기 온수온도센서의 측정 온도값을 입력받아 온수 온도가 35~45℃ 이하일 때는 상기 화목 투여램프를 on시키고, 35~45℃ 이상일 때는 상기 송풍기 모터를 on시키는 택일적 전원 제어를 실행시키되, 60~70℃ 이상에서는 상기 송풍기 모터의 구동을 off시켜 투여된 화목이 자연 연소되게 하여 온수 온도가 유지되게 하며,
   상기 온수온도센서의 측정 온도값을 입력받아 온수 온도가 80~90℃ 이상일 때는 상기 온수순환모터에 전원을 공급하여 실내로 온수를 압송함으로써, 온수 과열을 방지시키는
   보일러 제어 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회돌이 온돌식 화목 보일러.
   

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