KR101458871B1 - Downward Wood Burning Boiler Improved Heat ExchangeAbility and Wood Burning Generator by Using Thereof - Google Patents

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KR101458871B1
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Abstract

The present invention relates to a downward combustion type wood burning boiler in which wood is burnt downward and a wood burning type power generator using the same. The downward combustion type wood burning boiler includes the following: a main body which has a door mounted at the front and an inner receiving space; a combustion chamber which is mounted at an upper part of the inside of the main body, which is filled with wood through the door and has an ignition hole mounted at one side of the chamber; an induction tube which is connected to a lower portion of the combustion chamber in such a way that flame inside the combustion chamber can move downward; a heat exchange chamber which is mounted below the combustion chamber to communicate with the induction tube and has heat exchange tubes mounted to cross the inside of the chamber from one side to the other side of the chamber at a predetermined angle, and in which heating water moving to the inside of the heat exchange tube exchanges heat by flame supplied from the combustion chamber; a discharge chamber which is mounted to communicate with one side of the heat exchange chamber, such that combustion gas which exchanged heat in the heat exchange chamber is discharged; an exhaust pipe which is connected to one side of the discharge chamber to be communicated and discharges combustion gas to the outside; and a water jacket part which is a receiving space formed among the wall surface of the main body, the combustion chamber and the heat exchange chamber and in which heating water is contained. The wood burning boiler according to the present invention is very high in heat exchange efficiency because the heat exchange tubes cross inside the heat exchange chamber and flame is directly supplied to the surface of the heat exchange tube, thereby enhancing heat exchange efficiency. Moreover, the wood burning boiler can be used as a small-sized power generator by rotating a turbine using the steam of heating water, so as to be used in various ways.

Description

열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러 및 이를 이용한 화목 연소식 발전장치{Downward Wood Burning Boiler Improved Heat ExchangeAbility and Wood Burning Generator by Using Thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a downward burning type firewood boiler having improved heat exchange function and a power generation apparatus using the same.
본 발명은 화목의 연소가 하부를 향하도록 하는 하향 연소식 화목 보일러 및 이를 이용한 화목 연소식 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환챔버 내측으로 열교환관이 가로지르도록 설치됨에 의해, 열교환관 표면에 직접적으로 열전달되어, 열교환 효율이 개선되고, 화목으로 발생되는 난방온수의 증기를 이용하여 소형으로 발전할 수 있는 하향 연소식 화목 보일러 및 이를 이용한 화목 연소식 발전장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a downward-burning harmonized wood boiler in which combustion of harmonious wood is directed downward, and a harmonious burning type power generating apparatus using the same. More particularly, the heat- To improve the heat exchange efficiency and to generate electricity by using the steam of heating hot water generated from the harmonics, and to a harmonic combustion type power generator using the same.
일반적으로 화목 보일러는 화목(장작, 잡목, 폐목 등)을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로, 열효율이 상대적으로 낮고 지속적으로 땔감을 공급하여야 하며 연소 상태의 수시 확인이 필요하다는 단점이 있지만, 그 구조가 간단하고 연료비가 매우 저렴하다는 장점이 있으므로, 아직도 농촌이나 산간지역의 가정이나 시설물 등에서는 널리 사용되고 있다.Generally, a harmonious boiler uses heat generated by burning firewood (firewood, scrap wood, wood waste, etc.), and it has a disadvantage in that the thermal efficiency is relatively low and the firewood must be continuously supplied and the combustion state needs to be checked at any time. However, It is still widely used in homes and facilities such as rural areas and mountainous areas.
이러한 화목보일러는 화목의 연소 방향에 따라 상향 연소식과 하향 연소식이 있으며, 상향 연소식보다 화력이 높고 타르의 발생이 적으며, 장시간 연소가 이루어지는 하향 연소식을 점차 선호하고 있다.These fossil fuel boilers are increasingly preferred to downward combustion with upward burning and downward burning depending on the direction of burning of firewood, fire power is higher than upward burning, tar generation is less, and long burning occurs.
하향 연소식 화목보일러는 한국등록특허 제426046호와 한국공개실용신안 제 2010-6637호에서 제시되어 있으나, 상기 된 하향 연소식 화목 보일러는 연소공기의 공급과 연소열의 배출 구조가 효율적으로 연소열을 이용할 수 없음은 물론 화목의 연소과정에서 발생되는 목초액을 재연소시키기가 곤란한 문제가 있다.Although the downward combustion type firewood boiler is disclosed in Korean Patent No. 426046 and Korean Utility Model New Year 2010-6637, the above-mentioned downward combustion type firewood boiler has a structure in which the combustion air supply and the discharge structure of the combustion heat efficiently use combustion heat There is a problem that it is difficult to re-burn the wood vinegar generated during the combustion process of the harmonics.
그리고, 연소열이 빠르게 연통에서 배출되는 관계로 회수하지 못하는 열량이 높은 문제와 함께 연소재의 효율적인 배출이 이루어지지 않는 문제점을 가진다.In addition, since the heat of combustion is rapidly discharged from the communication, there is a problem that the amount of heat that can not be recovered is high, and efficient discharge of the soft material is not achieved.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 제 1391400호에서는 1,2차 연소실을 두고, 연소실로 연소공기가 공급되어 완전연소가 이루어지도록 하고 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 1391400 discloses a first and second combustion chamber, in which combustion air is supplied to the combustion chamber to complete combustion.
도 1은 한국등록특허 제 1391400호의 하향 연소식 화목보일러의 구조를 도시한 도면으로, 도면을 살펴보면, 한국등록특허 제 1391400호에서는 연소실을 1,2차 연소실(200,300)로 별도로 하고, 1차 연소실(200)에는 송풍팬(500)의 공기가 공기구멍(510)을 통해 공급되고, 2차 연소실(300)에는 송풍팬(500)의 공기가 공기 파이프(520)로 공급되게 하여 연소효율을 높이도록 하며, 배출공간(400)으로 연소가스가 연소 파이프(700)를 통해 연도(800)로 배출되며, 연도(800)의 하측으로 탈착되는 수납함(900)을 별도로 설치하여 연도(800)를 타고 흘러내리는 결로나 목초액이 수납함(900)에 모아지게 하여 주기적으로 수납함(900)을 빼내어서 청소하도록 한다.FIG. 1 is a view showing the structure of a downward-burning articulated boiler according to Korean Patent No. 1391400. In Korean Patent No. 1391400, a combustion chamber is divided into a first combustion chamber 200 and a second combustion chamber 300, The air in the blowing fan 500 is supplied to the secondary combustion chamber 300 through the air hole 510 and the air in the blowing fan 500 is supplied to the air pipe 520, The combustion gas is discharged to the flue 800 through the combustion pipe 700 into the discharge space 400 and the housing 900 detached to the lower side of the flue 800 is installed separately, The condensation or vinegar that flows down is collected in the receptacle 900, and the receptacle 900 is periodically taken out and cleaned.
그러나 상기의 종래기술에서는 연소효율을 높이기위해 1,2차 연소실에 별도의 연소공기를 공급하고 있으나, 1차 연소실(200)로 공급되는 연소공기는 상방을 향하도록 하여 화염이 상방으로 화목이 한꺼번에 전체 연소되어 화목 연료의 손실이 커 실제로는 연소효율이 떨어지게 되며, 2차 연소실(300)로 화염이 용이하게 이동할 수 없게 되는 문제점을 가진다.However, in the above-described conventional technique, separate combustion air is supplied to the first and second combustion chambers to increase the combustion efficiency. However, the combustion air supplied to the first combustion chamber 200 is directed upward, There is a problem in that the flame can not easily move to the secondary combustion chamber 300 because the total combustion and loss of the harmonious fuel is large and the combustion efficiency is actually lowered.
또한, 2차 연소실(300)이 내화벽돌로 축조되어 있으나, 2차 연소실(200) 내측에 직접적으로 열교환되는 구조도 아니어서 실제 열교환 효율이 그리 크지 않으며, 상기와 같이 연소효율을 높이려고 연소공기 공급구조를 별도로 설치해야하는 번거로움이 있다.
In addition, although the secondary combustion chamber 300 is formed of refractory bricks, the structure is not directly heat-exchanged to the inside of the secondary combustion chamber 200, so that the actual heat exchange efficiency is not so large. In order to increase the combustion efficiency as described above, It is troublesome to install the supply structure separately.
따라서, 이러한 종래 하향 연소식 화목보일러의 불합리한 점을 극복하고 열교환효율이 매우 높은 하향 연소식 화목보일러에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.
Accordingly, there is a growing demand for a downward-burning low-calorific boiler which overcomes the unreasonableness of such a conventional downward-burning reformer boiler and has a very high heat exchange efficiency.
한국등록특허 제 1391400호Korean Patent No. 1391400
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하면서도 열교환효율을 높일 수 있도록 열교환챔버 내측으로 열교환관이 가로지르도록 설치되어 직접적으로 열교환되도록 하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a heat exchanger in which a heat exchanger tube is installed so as to cross the inside of a heat exchange chamber in a simple structure.
본 발명의 다른 목적은 화목을 연소시켜 발생되는 화염에 열교환된 난방온수의 증기를 이용하여 소형으로 발전할 수 있는 화목 연소식 발전장치를 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a harmonic generation type power generation apparatus capable of generating small size by using steam of hot water heated by heat exchange with a flame generated by burning harmony.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 전방에 도어가 설치되고 내부 수용공간을 갖는 본체와, 상기 본체의 내부 상부에 설치되고, 상기 도어를 통해 내부에 화목이 채워지는 챔버로서, 상기 챔버의 일측에 점화구가 설치되는 연소챔버와, 상기 연소챔버의 하부에 연결되어 상기 연소챔버 내부의 화염이 하방으로 이동되는 유도관과, 상기 연소챔버의 하측에 상기 유도관과 연통되도록 설치되는 챔버로서, 일정 각도의 경사를 가지고 상기 챔버의 일측면에서 타측면을 관통하여 상기 챔버 내부를 가로지르도록 설치되는 열교환관을 포함하여, 상기 연소챔버에서 제공되는 화염에 의해 상기 열교환관 내부로 이동되는 난방용수가 열교환되는 열교환챔버와, 상기 열교환챔버의 일측과 연통되도록 설치되어 상기 열교환챔버에서 열교환된 연소가스가 배출되는 배출챔버와, 상기 배출챔버의 일측에 연통되도록 결합되어, 상기 연소가스를 외부로 배출하는 배기파이프와, 상기 본체 벽면과 상기 연소챔버 및 열교환챔버 간에 형성되는 수용공간으로서, 내부에 난방용수가 수용되는 워터자켓부를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigerator comprising: a main body having a door installed at a front thereof and having an internal accommodation space; a chamber installed in an upper portion of the main body, An induction pipe connected to a lower portion of the combustion chamber and having a flame moved downward in the combustion chamber, and a guide pipe connected to a lower portion of the combustion chamber so as to communicate with the induction pipe; And a heat exchange tube disposed at one side of the chamber and having an inclination of a predetermined angle and passing through the other side of the chamber so as to cross the inside of the chamber, And a heat exchange chamber provided so as to communicate with one side of the heat exchange chamber, An exhaust pipe connected to one side of the discharge chamber for discharging the combustion gas to the outside and an accommodation space formed between the main body wall surface and the combustion chamber and the heat exchange chamber, And a water jacket portion in which the heating water is received.
여기서 상기 열교환관은 상기 열교환챔버에 일렬로 지그재그 형태로 경사지게 복수개 설치된다.Here, the heat exchange tubes are installed in a plurality of rows in the heat exchange chamber in a zigzag form.
아울러, 상기 각 열교환관이 관통되는 열교환챔버의 외측벽면에는 상기 열교환관의 길이방향과 동일한 방향으로 발열판이 복수개 부착된다.In addition, a plurality of heat generating plates are attached to the outer wall surface of the heat exchange chamber through which the heat exchange tubes pass, in the same direction as the longitudinal direction of the heat exchange tubes.
또한, 상기 열교환챔버의 내측벽면에는 내화벽돌이 설치된다.Further, refractory bricks are provided on the inner wall surface of the heat exchange chamber.
더욱이, 상기 연소챔버의 내부 양측 벽면에 수평방향으로 설치되는 관으로서, 상기 관의 길이방향을 따라 하방으로 내측으로 경사지게 분사공이 형성되어, 상기 분사공에서 압축공기가 상기 연소챔버 내부로 분사되는 압축공기분사관을 더 포함하여 제공된다.Further, a tube horizontally installed on both inner side walls of the combustion chamber, in which a spray hole is formed so as to be inclined inwardly downward along the longitudinal direction of the tube, so that compressed air is injected into the combustion chamber in the spray hole And an air injection pipe.
전방에 도어가 설치되고 내부 수용공간을 갖는 본체와, 상기 본체의 내부 상부에 설치되고, 상기 도어를 통해 내부에 화목이 채워지는 챔버로서, 상기 챔버의 일측에 점화구가 설치되는 연소챔버와, 상기 연소챔버의 하부에 연결되어 상기 연소챔버 내부의 화염이 하방으로 이동되는 유도관과, 상기 연소챔버의 하측에 상기 유도관과 연통되도록 설치되는 챔버로서, 일정 각도의 경사를 가지고 상기 챔버의 일측면에서 타측면을 관통하여 상기 챔버 내부를 가로지르도록 설치되는 열교환관을 포함하여, 상기 연소챔버에서 제공되는 화염에 의해 상기 열교환관 내부로 이동되는 난방용수가 열교환되는 열교환챔버와, 상기 열교환챔버의 일측과 연통되도록 설치되어 상기 열교환챔버에서 열교환된 연소가스가 배출되는 배출챔버와, 상기 배출챔버의 일측에 연통되도록 결합되어, 상기 연소가스를 외부로 배출하는 배기파이프와, 상기 본체 벽면과 상기 연소챔버 및 열교환챔버 간에 형성되는 수용공간으로서, 내부에 난방용수가 수용되는 워터자켓부와, 상기 본체의 상부 일측에 설치되되, 일측으로 상기 워터자켓부에서 데워지는 난방용수의 증기를 공급받아 터빈을 회전시켜 발전되는 발전부를 포함하여 제공된다.
A combustion chamber in which an ignition port is installed on one side of the chamber, a chamber in which a door is installed at a front side and has an internal accommodation space, A guide pipe connected to a lower portion of the combustion chamber to move the flame in the combustion chamber downward; and a chamber installed to communicate with the induction pipe below the combustion chamber, the chamber having a slope at a predetermined angle, A heat exchange chamber in which heat exchange water is transferred to the inside of the heat exchange tube by a flame provided in the combustion chamber, the heat exchange tube being installed to cross the inside of the chamber through the other side of the heat exchange chamber; A discharge chamber in communication with the discharge chamber, through which the combustion gas heat-exchanged in the heat exchange chamber is discharged; A water jacket portion for receiving heating water in the interior of the main body and a space formed between the main body wall surface and the combustion chamber and the heat exchange chamber, And a power generator installed at one side of the water jacket to generate steam for heating water heated by the water jacket and rotate by rotating the turbine.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 열교환챔버 내측으로 복수개의 열교환관이 가로지르도록 설치되어 열교환관 표면에 직접적으로 화염이 제공되어 열교환 효율이 매우 높은 효과가 있다.According to the present invention as described above, a plurality of heat exchange tubes are provided so as to cross the inside of the heat exchange chamber, and flame is directly provided on the surface of the heat exchange tube, so that heat exchange efficiency is very high.
또한, 열교환된 난방온수의 증기를 이용하여 터빈을 회전시켜 소형의 발전장치로 이용될 수 있어, 다양한 용도로 사용범위가 넓은 효과가 있다.
In addition, since the turbine can be rotated by using steam of heat-exchanged hot water, it can be used as a small-sized power generating device, and the use range is wide for various purposes.
도 1은 한국등록특허 제 1391400호의 하향 연소식 화목보일러의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러를 정면에서 바라본 단면 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러를 측면에서 바라본 단면 개념도이다.
도 4는 하부에 설치되는 열교환챔버의 상세구조를 나타낸 도면이다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러에서 연소가스의 흐름을 나타낸 단면 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 화목 연소식 발전장치를 측면에서 바라본 단면 개념도이다.
FIG. 1 is a view showing the structure of a downward-burning harmonics boiler of Korean Patent No. 1391400.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a downwardly-burning naturalized wood boiler with improved heat exchange function according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual sectional view of a downwardly-burning artificial furnace boiler with improved heat exchange function according to the present invention.
4 is a view showing a detailed structure of a heat exchange chamber provided at a lower portion.
FIGS. 5 and 6 are schematic cross-sectional views illustrating the flow of combustion gas in a downward-burning reformed-furnace boiler with improved heat exchange function according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a harmonic generation type power generation apparatus according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러를 정면에서 바라본 단면 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러를 측면에서 바라본 단면 개념도이고, 도 4는 하부에 설치되는 열교환챔버의 상세구조를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a downwardly-burning type of articulated boiler improved in heat exchange function according to the present invention, FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a downward-burning articulated boiler improved in heat exchange function according to the present invention, 4 is a view showing a detailed structure of a heat exchange chamber provided at a lower portion.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러는 전방에 도어가 설치되고 내부 수용공간을 갖는 본체(1)와, 본체(1)의 내부 상부에 설치되어 내부에 화목이 채워지는 연소챔버(10)와, 연소챔버(10)의 하부에 연결되어 연소챔버(10) 내부의 화염이 하방으로 이동되는 유도관(14)과, 유도관(14)과 연통되도록 설치되어 내부에서 열교환이 이루어지는 열교환챔버(20)와, 열교환챔버(20)의 하부에 열교환챔버(20)와 연통되도록 설치되어 열교환챔버(20)에서 열교환된 연소가스가 배출되는 배출챔버(30)와, 배출챔버(30)의 일측에 연통되도록 결합되어, 연소가스를 외부로 배출하는 배기파이프(50)와, 본체(1) 벽면과 연소챔버(10), 열교환챔버(20) 및 배기파이프(50)간에 형성되는 수용공간으로서, 내부에 난방용수가 수용되는 워터자켓부(60)를 포함하여 구성된다.Referring to the drawings, a downward-burning artifact boiler improved in heat exchange function according to the present invention includes a main body 1 having a door installed at a front thereof and having an interior space, An induction pipe 14 connected to a lower portion of the combustion chamber 10 to allow the flame to move downward in the combustion chamber 10 and to be connected to the induction pipe 14, A discharge chamber 30 communicating with the heat exchange chamber 20 at a lower portion of the heat exchange chamber 20 and discharging combustion gas heat-exchanged in the heat exchange chamber 20, A combustion chamber 10, a heat exchange chamber 20 and an exhaust pipe 50. The exhaust pipe 50 is connected to one side of the discharge chamber 30 and discharges the combustion gas to the outside. A water jacket portion 60 in which heating water is received, ).
연소챔버(10)는 전방에 도어(11)가 설치되어, 내부로 화목을 넣거나 챔버 내부를 청소할 수 있도록 하고, 연소챔버(10)의 하측에는 화목을 점화하기 위한 별도의 점화구(12)가 설치되다.A door 11 is provided at the front of the combustion chamber 10 so that it is possible to insert a harmony inside or clean the inside of the chamber and a separate ignition port 12 for igniting the harmony is installed below the combustion chamber 10 become.
그리고 연소챔버(10)의 양측 벽면에는 수평방향으로 압축공기분사관(13)이 설치되며, 분사공이 관의 길이방향을 따라 상호 대향되게 하방을 향하여 연소챔버(10)의 중앙측으로 경사지도록 형성된다. 이에 따라, 화목 발화지점 상부 양측면에서 압축공기가 분사되어 화목의 하단부만 필요한 양만큼 발화되도록 하여 연료의 손실을 극소화시키며, 연소열이 하부로 원활하게 배출되도록 한다.Compressed air injection pipes 13 are horizontally disposed on both side walls of the combustion chamber 10 and are formed such that the injection holes are inclined downward toward the center of the combustion chamber 10 so as to face each other along the longitudinal direction of the pipe . Accordingly, compressed air is injected from both sides of the ignition point of the firebox, so that only the lower end portion of the firebox is ignited, thereby minimizing the loss of fuel and allowing the combustion heat to be discharged smoothly downward.
열교환챔버(20)는 연소챔버(10) 하부에 배치되며, 연소챔버(10)에서 화목에서 발생되는 화염이 유도관(14)을 통해 하방으로 이동된다. 열교환챔버(20) 내측벽면과 하부 바닥면에는 내화벽돌(21)을 설치하여, 내화벽돌(21)이 대략 1200℃까지 고온의 열에 달궈져서 복사열을 반출시키도록 하며, 이러한 내화벽돌(21)은 화염이 제공되지 않더라도 일정시간 온도가 유지되어 열교환챔버(20) 벽면을 통해 열교환이 원활하게 이루어지도록 한다.The heat exchange chamber 20 is disposed below the combustion chamber 10 and the flame generated in the combustion chamber 10 is moved downward through the induction pipe 14. The refractory bricks 21 are installed on the inner wall surface and the bottom surface of the heat exchange chamber 20 so that the refractory bricks 21 are heated by the heat of high temperature to approximately 1200 ° C., Even if the flame is not provided, the temperature is maintained for a predetermined time so that the heat exchange can be smoothly performed through the wall surface of the heat exchange chamber 20.
아울러 열교환챔버(20)는 열교환 효율을 더욱 향상시키기 위해 열교환챔버(20) 내부를 가로질러 난방온수가 직접적으로 열교환되도록 한다.In addition, the heat exchange chamber 20 allows the hot water to be directly heat-exchanged across the interior of the heat exchange chamber 20 to further improve heat exchange efficiency.
이를 위해, 본 발명에서는 도 4에서와 같이, 열교환챔버(20)의 양측벽면을 관통하여 내측으로 가로지르도록 열교환관(22)을 설치하고, 열교환관(22)은 일측에서 타측으로 일정각도로 경사지도록 설치되어 수위가 낮은 일측에서 물이 유입되어 타측으로 이동되면서 열교환관(22) 내부에서 열교환되어 온도가 상승된 난방온수로 자연대류에 의해 관내부의 경사로를 따라 대류되도록 한다.4, a heat exchange tube 22 is provided so as to pass through both side walls of the heat exchange chamber 20 and to intersect the inside of the heat exchange tube 20. The heat exchange tubes 22 are arranged at a predetermined angle from one side to the other side The water is introduced into the lower part of the water level, and the water flows into the other side, and is heat-exchanged in the heat exchange pipe 22 to be convected along the inclined path of the pipe by natural convection.
그리고 복수개의 열교환관(22)을 일렬로 설치하고, 더욱이, 이웃하는 열교환관(22)은 서로 반대방향으로 경사지도록 지그재그 형태로 설치된다. 이에 따라, 워터자켓부(60)에서 와류성 대류가 생성되도록 하여 난방온수가 혼합되어, 열교환이 활발해지도록 한다.Further, the plurality of heat exchange tubes 22 are arranged in a row, and the neighboring heat exchange tubes 22 are provided in a zigzag shape so as to be inclined in opposite directions to each other. As a result, vortical convection is generated in the water jacket portion 60, so that the hot water is mixed and the heat exchange becomes active.
아울러, 각 열교환관(22)이 관통되는 열교환챔버(20) 양측 벽면에는 열교환관(22)의 길이방향과 동일한 방향으로 발열판(23)을 복수개 부착하여 열교환챔버(20) 내부의 열이 발열판(23)으로 전도되어 난방온수의 온도상승을 가속화시키도록 한다.A plurality of heat generating plates 23 are attached to both side walls of the heat exchange chamber 20 through which the heat exchange tubes 22 pass through in the same direction as the longitudinal direction of the heat exchange tubes 22, 23) so as to accelerate the temperature rise of the heating hot water.
도면에서는 발열판(23)이 각 열교환관(22)이 배치되는 간격마다 하나씩 설치되어, 열교환관(22)으로 유입되거나 배출되는 난방온수가 발열판(23)을 통해 더 신속하게 가열되도록 한다.In the figure, the heating plates 23 are provided one by one at intervals in which the heat exchanging tubes 22 are disposed, so that the heating hot water introduced into or discharged from the heat exchanging tube 22 is heated more rapidly through the heating plate 23.
배출챔버(30)는 열교환챔버(20)의 전방측에서 상호 연통되도록 열교환챔버(20)의 하부에 설치된다. 배출챔버(30)로 이동되는 연소가스는 고온으로 배출챔버(30)의 외벽을 통해서도 난방온수와 열교환된다. 이에, 열교환 시간을 늘이도록 배출챔버(30)에서 연소가스가 바로 외부로 배출되지 않고, 도면에서와 같이 연소가스가 열교환챔버(20) 전방으로 이동되고, 배출챔버(30)로 유입되어 열교환챔버(20) 하부에서 열교환챔버(20) 후방측으로 다시 이동하면서 일정 시간동안 열교환되도록 한다.
The discharge chambers 30 are installed in the lower part of the heat exchange chamber 20 so as to communicate with each other on the front side of the heat exchange chamber 20. The combustion gas moving to the discharge chamber 30 is heat-exchanged with the hot water through the outer wall of the discharge chamber 30 at a high temperature. As shown in the drawing, the combustion gas is moved to the front of the heat exchange chamber 20 and flows into the discharge chamber 30, so that the heat exchange chamber 30 is opened, (20) to the rear side of the heat exchange chamber (20) and heat exchange for a certain period of time.
아래에서는 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러의 동작 방법에 대해 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an operation method of the downward combustion type reformer boiler improved in heat exchange function according to the present invention will be described in detail.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러에서 연소가스의 흐름을 나타낸 단면 개념도이다. FIGS. 5 and 6 are schematic cross-sectional views illustrating the flow of combustion gas in a downward-burning reformed-furnace boiler with improved heat exchange function according to the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러는 연소챔버(10) 점화구(12)를 통해 챔버내에 채워진 화목을 태워, 화목에서 발생되는 화염에 의해 워터자켓부(60)의 난방온수를 데우도록 한다.Referring to the drawings, the downward combustion type improved boiler with improved heat exchange function according to the present invention burns the firewood filled in the chamber through the fire port 12 of the combustion chamber 10, and the fire jacket 60 ) To warm the hot water.
화목에서 발생되는 화염은 연소챔버(10)의 하방 유도관(14)을 통해 열교환챔버(20)로 이송된다. 이때에 연소챔버(10)의 양측에 설치된 압축공기분사관(13)에서 하방으로 분사되는 압축공기에 의해 열교환챔버(20)로 더욱 더 고온의 화염이 유도되도록 한다.The flames generated in the firewood are transferred to the heat exchange chamber 20 through the lower induction pipe 14 of the combustion chamber 10. At this time, the compressed air injected downward from the compressed air injection pipe 13 installed at both sides of the combustion chamber 10 induces a further higher temperature flame into the heat exchange chamber 20.
열교환챔버(20) 내부로 이송되는 화염은 챔버내를 가로지르는 열교환관(22)의 표면에 직접적으로 열전달하여 열교환관(22) 내부로 이송되는 물이 신속하게 데워지도록 하며, 열교환챔버(20) 측면벽과 하부벽면에 설치된 내화벽돌(21)에 의해 챔버내부가 고온을 유지할 수 있도록 한다. 아울러, 열교환관(22)이 지그재그로 경사지게 복수개 설치되어 열교환관(22)을 통과하는 난방온수는 자연대류에 의해 난방온수가 와류를 형성되게 하여 상호 열교환되도록 한다.The flame transferred into the heat exchange chamber 20 is directly transferred to the surface of the heat exchange tube 22 across the chamber to rapidly heat the water transferred into the heat exchange tube 22, The inside of the chamber can be maintained at a high temperature by the refractory bricks 21 provided on the side wall and the lower wall surface. In addition, a plurality of heat exchanging tubes 22 are provided in a zigzag manner so as to be inclined so that the hot water passing through the heat exchanging tube 22 is heated by natural convection to form a vortex so as to exchange heat with each other.
또한, 열교환챔버(20) 양측벽에 설치된 복수개의 발열판(23)으로 열이 전도되어 열교환이 더욱 촉진되도록 한다.In addition, heat is conducted to the plurality of heat generating plates (23) provided on both side walls of the heat exchange chamber (20), thereby facilitating heat exchange.
이렇게 열교환챔버(20) 내에서 난방온수와 열교환된 연소가스는 열교환챔버(20) 전방으로 이동하여 하부에 설치된 배출챔버(30)로 이송되면서 벽면을 통해 지속적으로 열교환이 이루어지도록 하고, 배출챔버(30) 후방에 연결된 배기파이프(50)를 통해 연소가스가 외부로 배출되도록 한다.
In this way, the combustion gas heat-exchanged with the hot water in the heat exchange chamber 20 moves forward of the heat exchange chamber 20 and is transferred to the discharge chamber 30 provided at the lower portion thereof, so that heat exchange is continuously performed through the wall surface, 30 so that the combustion gas is discharged to the outside through the exhaust pipe 50 connected to the rear side.
도 7은 본 발명에 따른 화목 연소식 발전장치를 측면에서 바라본 단면 개념도이다.FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a harmonic generation type power generation apparatus according to the present invention.
본 발명에 따른 화목 연소식 발전장치는 본 발명의 하향 연소식 화목 보일러에서 발생되는 난방온수의 증기를 이용한 소형의 발전장치로서, 본체(1)의 상부 일측에 설치되어 워터자켓부(60)에서 데워지는 난방온수의 증기를 공급받아 터빈을 회전시켜 발전되는 발전부(70)를 더 포함하여 구성된다.A harmonious generation power generation apparatus according to the present invention is a small power generation apparatus using steam of heating hot water generated in a downward combustion type firewood boiler according to the present invention and is installed at one side of an upper portion of the main body 1, And a power generation unit 70 which is supplied with steam of heated hot water and is rotated by rotating the turbine.
본 발명에 따른 터빈(71)은 도면에 도시되지 않았으나, 난방온수의 증기를 노즐에서 분출시켜 고속의 증기를 분출하고, 이것을 날개바퀴의 날개에 내뿜어 회전력을 얻게되는 일반적인 증기터빈으로 이루어지며, 이러한 발전부에 의해 생성되는 전기는 가정용으로 공급하여 사용할 수 있게 된다.
Although the turbine 71 according to the present invention is not shown in the drawing, the turbine 71 is made of a general steam turbine that ejects steam of hot water heated from a nozzle to eject high-speed steam, and blows it to the wings of the impeller wheel to obtain rotational force. The electricity generated by the power generation unit can be supplied to the household and used.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허등록청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims should include all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention.
10 : 연소챔버 11 : 도어
12 : 점화구 13 : 압축공기분사관
14 : 유도관
20 : 열교환챔버 21 : 내화벽돌
22 : 열교환관 23 : 발열판
30 : 배출챔버
50 : 배기파이프
60 : 워터자켓부
70 : 발전부 71 : 터빈
10: combustion chamber 11: door
12: fire point 13: compressed air injection pipe
14: Induction tube
20: heat exchange chamber 21: refractory brick
22: heat exchange tube 23: heating plate
30: discharge chamber
50: Exhaust pipe
60: Water jacket part
70: power generator 71: turbine

Claims (6)

  1. 전방에 도어가 설치되고 내부 수용공간을 갖는 본체와;
    상기 본체의 내부 상부에 설치되고, 상기 도어를 통해 내부에 화목이 채워지는 챔버로서, 상기 챔버의 일측에 점화구가 설치되는 연소챔버와;
    상기 연소챔버의 하부에 연결되어 상기 연소챔버 내부의 화염이 하방으로 이동되는 유도관과;
    상기 연소챔버의 하측에 상기 유도관과 연통되도록 설치되는 챔버로서, 일정 각도의 경사를 가지고 상기 챔버의 일측면에서 타측면을 관통하여 상기 챔버 내부를 가로지르도록 설치되는 열교환관을 포함하여, 상기 연소챔버에서 제공되는 화염에 의해 상기 열교환관 내부로 이동되는 난방용수가 열교환되는 열교환챔버와;
    상기 열교환챔버의 일측과 연통되도록 설치되어 상기 열교환챔버에서 열교환된 연소가스가 배출되는 배출챔버와;
    상기 배출챔버의 일측에 연통되도록 결합되어, 상기 연소가스를 외부로 배출하는 배기파이프와;
    상기 본체 벽면과 상기 연소챔버 및 열교환챔버 간에 형성되는 수용공간으로서, 내부에 난방용수가 수용되는 워터자켓부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러.
    A main body having a door at the front and having an internal accommodation space;
    A combustion chamber installed in an upper portion of the main body and filled with a harmony through the door, the combustion chamber having an ignition port at one side of the chamber;
    A guide pipe connected to a lower portion of the combustion chamber and having a flame inside the combustion chamber moved downward;
    And a heat exchange tube installed at a lower side of the combustion chamber so as to communicate with the induction pipe, the heat exchange tube having an inclination of a predetermined angle and passing through the other side surface of the chamber from the other side to cross the inside of the chamber, A heat exchange chamber for heat-exchanging heating water transferred into the heat exchange tube by a flame provided in the combustion chamber;
    A discharge chamber communicating with one side of the heat exchange chamber and discharging heat-exchanged combustion gas in the heat exchange chamber;
    An exhaust pipe connected to one side of the discharge chamber and discharging the combustion gas to the outside;
    And a water jacket portion formed between the main body wall surface and the combustion chamber and the heat exchange chamber, the water jacket portion containing water for heating therein.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환관은 상기 열교환챔버에 일렬로 지그재그 형태로 경사지게 복수개 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러.
    The method according to claim 1,
    Wherein the plurality of heat exchange tubes are arranged in a zigzag fashion in a row in the heat exchange chamber.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 각 열교환관이 관통되는 열교환챔버의 외측벽면에는 상기 열교환관의 길이방향과 동일한 방향으로 발열판이 복수개 부착되는 것을 특징으로 하는 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러.
    3. The method of claim 2,
    Wherein a plurality of heat generating plates are attached to outer wall surfaces of the heat exchange chambers through which the heat exchange tubes penetrate, in the same direction as the longitudinal direction of the heat exchange tubes.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 열교환챔버의 내측벽면에는 내화벽돌이 설치되는 것을 특징으로 하는 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러.
    The method according to claim 1,
    And a refractory brick is installed on an inner wall surface of the heat exchange chamber.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연소챔버의 내부 양측 벽면에 수평방향으로 설치되는 관으로서, 상기 관의 길이방향을 따라 하방으로 내측으로 경사지게 분사공이 형성되어, 상기 분사공에서 압축공기가 상기 연소챔버 내부로 분사되는 압축공기분사관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환 기능이 개선된 하향 연소식 화목 보일러.
    The method according to claim 1,
    Wherein the combustion chamber is formed in a horizontal direction on both inner side walls of the combustion chamber and has a spray hole inclined inwardly downward along the longitudinal direction of the tube, the compressed air spraying the compressed air into the combustion chamber in the spray hole, Wherein the heat exchanger further includes a heat exchanger.
  6. 전방에 도어가 설치되고 내부 수용공간을 갖는 본체와;
    상기 본체의 내부 상부에 설치되고, 상기 도어를 통해 내부에 화목이 채워지는 챔버로서, 상기 챔버의 일측에 점화구가 설치되는 연소챔버와;
    상기 연소챔버의 하부에 연결되어 상기 연소챔버 내부의 화염이 하방으로 이동되는 유도관과;
    상기 연소챔버의 하측에 상기 유도관과 연통되도록 설치되는 챔버로서, 일정 각도의 경사를 가지고 상기 챔버의 일측면에서 타측면을 관통하여 상기 챔버 내부를 가로지르도록 설치되는 열교환관을 포함하여, 상기 연소챔버에서 제공되는 화염에 의해 상기 열교환관 내부로 이동되는 난방용수가 열교환되는 열교환챔버와;
    상기 열교환챔버의 일측과 연통되도록 설치되어 상기 열교환챔버에서 열교환된 연소가스가 배출되는 배출챔버와;
    상기 배출챔버의 일측에 연통되도록 결합되어, 상기 연소가스를 외부로 배출하는 배기파이프와;
    상기 본체 벽면과 상기 연소챔버 및 열교환챔버 간에 형성되는 수용공간으로서, 내부에 난방용수가 수용되는 워터자켓부와;
    상기 본체의 상부 일측에 설치되되, 일측으로 상기 워터자켓부에서 데워지는 난방용수의 증기를 공급받아 터빈을 회전시켜 발전되는 발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화목 연소식 발전장치.

    A main body having a door at the front and having an internal accommodation space;
    A combustion chamber installed in an upper portion of the main body and filled with a harmony through the door, the combustion chamber having an ignition port at one side of the chamber;
    A guide pipe connected to a lower portion of the combustion chamber and having a flame inside the combustion chamber moved downward;
    And a heat exchange tube installed at a lower side of the combustion chamber so as to communicate with the induction pipe, the heat exchange tube having an inclination of a predetermined angle and passing through the other side surface of the chamber from the other side to cross the inside of the chamber, A heat exchange chamber for heat-exchanging heating water transferred into the heat exchange tube by a flame provided in the combustion chamber;
    A discharge chamber communicating with one side of the heat exchange chamber and discharging heat-exchanged combustion gas in the heat exchange chamber;
    An exhaust pipe connected to one side of the discharge chamber and discharging the combustion gas to the outside;
    A water jacket portion in which a heating water is received in the interior space formed between the main body wall surface and the combustion chamber and the heat exchange chamber;
    And a power generator installed at one side of the upper portion of the main body and powered by the steam for heating water heated at the water jacket at one side thereof and rotated by rotating the turbine.

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KR20120081321A (en) * 2011-01-11 2012-07-19 최동민 Hot water pumpping boiler
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