KR101498865B1 - 터보식 화목 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화목을 주 연료로 사용하는 터보식 화목 보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 화목을 하향식으로 연소시켜 연소 시간을 장시간 유지하고, 화목의 연소 화염이 하우징(30) 내부에 하우징 보다 작은 단면적을 갖는 화염 분출관(20)을 통해 수직으로 분출하면서 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)을 터보 형태로 집중하여 급속 가열한 후 다시 하우징의 보조 연소실(32)을 통해 서서히 하강 유도되면서 완전 연소를 이룬 다음 연통을 통해 배출되므로 물 탱크(40)의 급 가열이 가능함은 물론 가열 효율성이 우수하고, 연기 및 재 발생을 최소화하여 보일러 주변 환경이 쾌적하고, 재 청소가 거의 필요 없어 청소 관리를 간편하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

터보식 화목 보일러{Firewood Boiler}
본 발명은 화목을 주 연료로 사용하는 터보식 화목 보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 화목을 하향식으로 연소시켜 연소 시간을 장시간 유지하고, 화목의 연소 화염이 하우징 내부에 하우징 보다 작은 단면적을 갖는 화염 분출관을 통해 수직으로 분출하면서 물 탱크 하단의 가열판을 터보 형태로 집중하여 급속 가열한 후 다시 하우징을 통해 서서히 하강 유도되면서 완전 연소를 이룬 다음 연통을 통해 배출되므로 물 탱크의 급 가열이 가능함은 물론 가열 효율성이 우수하고, 연기 및 재 발생을 최소화하여 보일러 주변 환경이 쾌적하고 특히 재 청소가 거의 필요 없어 청소 관리가 간편한 터보식 화목 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 화목 보일러는 목재를 연료로 사용하여 온수나 난방을 위한 난방 수를 제공하도록 사용하는 것이다.
이와 같은 화목 보일러는 기름 보일러, 가스 보일러, 전기 보일러 등에 비해 연료비, 설치 및 유지 관리비가 저렴하기 때문에 농촌이나 산간 지방 등에서 주로 많이 사용하고 있다.
이와 같은 화목 보일러는 화목을 연소시키는 연소실, 상기 화목의 연소 화염에 의해 난방수나 온수를 가열하기 위한 물 탱크, 상기 화목의 연소 과정에서 나오는 가스를 외부로 배출하도록 연통이 결합되는 배기구 및 그 밖에 공기 흡기구, 연료 투입구, 재 처리구 등의 구성을 갖추고 있다.
이와 같은 종래 화목 보일러는 화목의 하부에서 점화하고, 상기 화목의 연소 화염을 상향식으로 공급하면서 물 탱크를 가열한 후 배기구의 연통을 통해 배출하는 구조를 갖기 때문에 화목이 화염에 덮여 빨리 연소되므로 연소 시간을 장 시간 유지할 수 없고 화목 연료를 자주 재 투입하여야 하는 불편함과, 화목의 연소 화염이 물 탱크를 집중하여 가열하지 못하고 외부로 배출되기 때문에 물 탱크의 급속 가열이 곤란할 뿐만 아니라 가열 효율성도 떨어지고, 불 완전 연소에 의해 보일러 주변에 많은 연기가 유출됨은 물론 보일러 내부, 특히 연통 내부 등에 많은 재가 발생되어 잦은 청소 관리(재 청소, 연통의 교체)가 요구되는 문제점 등이 있었다.
이와 같은 문제점을 개선하고자 연소실에서 화목의 연소 화염을 상부가 아닌 하부로 공급 안내(하향식)하므로 화목이 화염에 덮이지 않아 연소 시간을 장시간 유지하고, 화염을 지그 재그 안내하면서 연소실 등에서 체류 시간을 길게 확보하므로 물 탱크를 가열하는 가열 효율성을 향상시키거나 완전 연소를 이루어 연기, 재 발생을 줄이고자 하는 기술이 개시된 바 있었다.
그러나 상기한 화목 보일러는 화목의 연소 화염이 연소실에서 사방으로 분산되어 물 탱크를 집중하여 가열하지 못하기 때문에 물 탱크의 급속 가열이 곤란한 문제점과 이로 인해 물 탱크의 가열 효율성을 극대화하지 못하는 문제점 등을 여전히 갖고 있었다.
또한, 상기 화목의 연소 화염을 지그 재그 형태로 안내 배출하기 때문에 재가 다수 위치, 특히 굴곡진 안내 공간에 쌓이면서 다수 위치로 개폐 도어를 마련하여야만 재 처리를 하여야 하므로 청소 관리가 불편하고, 특히 연통의 경우에 여전히 재로 인한 막힙이 발생되어 겨울철에는 연통을 자주 교체하여야 하는 문제점 등이 있었다.
등록실용신안 제20-0469358호 등록특허 제10-0426046호
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 화목을 하향식으로 연소시켜 연소 시간을 장시간 유지하고, 화목의 연소 화염이 하우징 내부에 하우징 보다 작은 단면적을 갖는 화염 분출관을 통해 수직으로 분출하면서 물 탱크 하단의 가열판을 터보 형태로 집중하여 급속 가열한 후 다시 하우징을 통해 서서히 하강 유도되면서 완전 연소를 이룬 다음 연통을 통해 배출되므로 물 탱크의 급 가열이 가능함은 물론 가열 효율성이 우수하고, 연기 및 재 발생을 최소화하여 보일러 주변 환경이 쾌적하고 특히 재 청소가 거의 필요 없어 청소 관리를 간편하게 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 화염 분출관과 하우징을 내,외측 이중으로 구성하고, 상기 화염 분출관과 하우징 하부에 연소실과 연통을 연결하는 단순 구조에 의해 최소 수효의 개폐 도어 설치에도 불구하고 하우징, 화염 분출관은 물론 연소실과 연통의 재 처리를 간편하게 행하도록 하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 상부 투입구를 통해 연소실로 투입되는 화목의 하부를 점화하여 화목의 연소 화염을 하향식으로 유도하는 화목 연소통과, 상기 화목 연소통의 하부 일측에 연결되어 화목의 연소 화염을 수직으로 분출하는 화염 분출관과, 상기 화염 분출관의 외측에 설치되되, 화염 분출관의 내부 단면적 보다 큰 단면적의 보조 연소실을 갖는 하우징과, 상기 하우징 상부로 구획 형성되고 하단에 가열판을 갖는 물 탱크 및, 상기 하우징 하부 일측에 연결되어 연통이 결합되는 배기구로 구성하되, 상기 화염 분출관의 상단과 물 탱크 하단의 가열판 사이에 이격 간격부를 형성하여 화목의 연소 화염이 화염 분출관을 통해 물 탱크 하단의 가열판을 집중하여 급속 가열하면서 사방으로 분출된 후 하우징의 보조 연소실에서 서서히 하강 배출하도록 함에 그 특징이 있다.
본 발명 상기 물 탱크 하단의 가열판은 화염 분출관의 선단이 이격되게 삽입되도록 요홈 형태의 급속 가열 공간부를 형성하여 가열판의 가열 면적을 더 크게 형성하도록 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명 상기 화목 연소통과 배기구의 외측에는 화목 연소통과 화염 분출관, 배기구와 하우징에 일 직선 위치로 힌지축을 중심으로 개폐 작동하는 제1,2 개폐 도어를 마련하여 화목 연소통과 화염 분출관, 배기구와 하우징의 재 처리를 행하도록 구성함에 그 특징이 있다.
이러한 본 발명은 화목을 하향식으로 연소시켜 연소 시간을 장시간 유지하고, 화목의 연소 화염이 하우징 내부에 하우징 보다 작은 단면적을 갖는 화염 분출관을 통해 수직으로 분출하면서 물 탱크 하단의 가열판을 터보 형태로 집중하여 급속 가열한 후 다시 하우징을 통해 서서히 하강 유도되면서 완전 연소를 이룬 다음 연통을 통해 배출되므로 물 탱크의 급 가열이 가능함은 물론 가열 효율성이 우수한 효과를 갖는 것이다.
또한, 화목의 완전 연소로 연기 및 재 발생을 최소화하여 보일러 주변의 환경이 쾌적하고 재 청소가 거의 필요 없어 종래와 같이 연통의 재 막힘 우려가 없고, 이로 인해 청소 관리가 더욱 간편하게 제공되는 효과를 갖는 것이다.
뿐만 아니라 상기 화염 분출관과 하우징을 내,외측 이중으로 구성하고, 상기 화염 분출관과 하우징 하부에 연소실과 연통을 연결하는 단순 구조에 의해 최소 수효의 개폐 도어 설치에도 불구하고 하우징, 화염 분출관은 물론 연소실과 연통의 재 처리를 간편하게 행할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명의 정면 구성도.
도 2는 본 발명의 평면 구성도.
도 3은 본 발명의 단면 구성도.
도 4는 본 발명의 작동 상태를 보여주는 단면 구성도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 보여주는 정면 구성도.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명의 터보식 화목 보일러는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상부 투입구(11)를 통해 연소실(12)로 투입되는 화목(2)의 하부를 점화하여 화목의 연소 화염을 하향식으로 유도하는 화목 연소통(10)과,
상기 화목 연소통(10)의 하부 일측에 연결되어 화목의 연소 화염을 수직으로 분출하는 화염 분출관(20)과,
상기 화염 분출관(20)의 외측에 설치되되, 화염 분출관의 내부 단면적 보다 큰 단면적의 보조 연소실(32)을 갖는 하우징(30)과,
상기 하우징(30) 상부로 구획 형성되고 하단에 가열판(42)을 갖는 물 탱크(40) 및, 상기 하우징(30) 하부 일측에 연결되어 연통이 결합되는 배기구(50)로 구성하되,
상기 화염 분출관(20)의 상단과 물 탱크(40) 하단의 가열판(42) 사이에 이격 간격부(60)를 형성하여 화목의 연소 화염이 화염 분출관(20)을 통해 물 탱크 하단의 가열판(42)을 집중하여 급속 가열하면서 사방으로 분출된 후 하우징의 보조 연소실(32)에서 서서히 하강 배출하도록 이루어진다.
즉, 상기 연소실(12)에서 하향식으로 연소되는 화목의 연소 화염이 화염 분출관(20)을 통해 수직 분출되어 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)을 집중하여 급속 가열한 후, 다시 하우징의 보조 연소실(32)에서 서서히 하강 안내되면서 완전 연소한 다음 배기구(50)를 통해 배출 안내하도록 구성되는 것이다.
특히, 상기 화염 분출관(20)과 하우징(30)의 내부 단면적 차이, 상기 화염 분출관(20)과 물 탱크(40) 하단의 가열판(42) 사이의 이격 간격으로 발생되는 벤추리관 원리에 의해 화목의 연소 화염을 터보 형태로 분출하여 물 탱크를 급속 가열하게 되는 것이다.
또한, 상기 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)은 화염 분출관(20)의 선단이 이격되게 삽입되도록 요홈 형태의 급속 가열 공간부(45)를 형성하여 가열판(42)의 가열 면적을 더 크게 형성하도록 구성된다.
또한, 상기 화목 연소통(10)과 배기구(50)의 외측에는 화목 연소통(10)과 화염 분출관(20), 배기구(50)와 하우징(30)에 일 직선 위치로 힌지축(75)을 중심으로 개폐 작동하는 제1,2 개폐 도어(70)(70')를 마련하여 구성된다.
상기 제1 개폐 도어(70)는 화목 연소통(10)과 화염 분출관(20)의 재 배출을 위해 주로 사용하고, 상기 제2 개폐 도어(70')는 하우징(30)과 연통이 결합되는 배기구(50)의 재 배출을 위해 주로 사용하도록 구성된다.
또한, 상기 화목 연소통(10) 상부에는 개폐 덮개(75)를 마련하되, 상기 개폐 덮개(76)에는 공기 구멍(77)의 개폐에 따라 공기량을 조절하는 회전 조절판(78)을 축 설치하여 구성된다.
또한, 본 발명의 보일러는 열 전달을 차단하고 열을 내부에 가두는 성질의 스텐레스 재질과 철 재질을 적절하게 혼합 사용하여 열 효율성과 함께 안전성을 높이도록 구성하되, 물을 저장하는 물 탱크(40)나 열을 내부에 가두는 하우징(30)은 스텐레스 재질, 화목 연소통(10), 화염 분출관(20) 및 배기구(50)는 금속 재질로 형성하고, 상기 화목 연소통(10)과 배기구(50)의 제1,2 개폐 도어(70)(70')는 스텐레스 재질과 철 재질을 수 차례 반복되게 연결 구성하여 사용자가 파지하는 손잡이 봉(72)의 열 전달을 차단하도록 구성된 것이다.
그 밖에 본 발명은 상기 연통에 환풍기를 설치하여 화목의 초기 점화시 작동하도록 구성된다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이 상기 물 탱크(40)에 출수관(40a)과 출입관(40b)으로 온수 탱크(45)를 더 연결 사용할 수 있고, 상기 온수 탱크(45)는 온수관을 통해 온수를 제공하거나 난방관을 통해 난방수를 순환 제공하도록 연결 구성할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 터보식 화목 보일러는 도면에 상세히 도시되지 않았지만 기름 보일러나 연탄 보일러와 결합 구성하여 터보식 화목 보일러에 의한 온수 탱크의 온도 저하시 보조적으로 기름 보일러나 연탄 보일러를 작동하도록 구성하여 효율성과 경제성을 높이도록 변형 사용할 수 있는 것이다.
미설명부호로서, 73은 개폐 덮개의 손잡이, 80은 물 탱크(40)나 온수 탱크(45)의 안전을 위해 마련되는 압력계, 온도계를 나타내는 것이다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.
먼저 화목 연소통(10) 상부의 개폐 덮개(76)를 개방한 상태에서 투입구(11)를 통해 내부 연소실(12)에 화목(2)을 수직으로 투입한다.
그리고 상기 화목 연소통(10)의 측방에 마련된 제1 개폐 도어(70)를 개방하고 화목(2)의 하부를 점화한 후 다시 폐쇄한다.
이와 같이하여 상기 화목 연소통(10)의 내부 연소실(12)에서 연소되는 화목은 하부 부터 연소되고, 상기 연소 화염이 하향식으로 안내되기 때문에 화목의 연소 시간을 장 시간 유지할 수 있는 것이다.
이와 같이 화목 연소통(10)에서 하향식으로 연소되는 화목의 연소 화염은 화목 연소통(10) 하부 일측에 연결된 화염 분출관(20)에서 수직으로 분출되어 상기 화염 분출관(20) 상부에 이격 위치한 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)을 집중하여 급속 가열하게 되는 것이다.
즉, 상기 화염 분출관(20)과 화염 분출관 외측의 하우징(30) 내부 단면적 차이, 상기 화염 분출관(20)과 가열판(42) 사이의 이격 간격으로 인해 발생되는 벤추리관 원리에 의해 화목의 연소 화염이 화염 분출관(20)을 수직으로 급속 이동하면서 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)을 터보 형태로 집중하여 급속 가열하게 되는 것이다.
특히, 상기 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)은 화염 분출관(20)의 선단이 이격되게 삽입되도록 요홈 형태의 급속 가열 공간부(45)를 형성하기 때문에 화목의 연소 화염이 가열판(42)을 가열하는 면적을 더 크게 형성하여 물 탱크(40)의 급속 가열 효율성을 더욱 높이게 되는 것이다.
이와 같이 상기 물 탱크(40)의 가열판(42)을 급속 가열한 연소 화염은 화염 분출관(20)과 물 탱크(40) 사이의 이격 간격부(60)을 통해 사방으로 분출되어 하우징(30)의 보조 연소실(32) 상부로 안내되는 것이다.
그리고 상기 하우징의 보조 연소실(32) 상부로 안내된 화목의 연소 화염은 압력 변화와 함께 서서히 하강 유도되면서 배기 가스의 완전 연소를 이루어 연기 발생은 물론 재 발생을 최소화하게 되는 것이다.
물론 상기 화목의 연소 화염이 하우징의 보조 연소실(32)에서 굴국 안내 배출하는 구조 없이도 그 체류 시간을 길게 확보하므로서 물 탱크 가열 효율을 더욱 우수하게 제공하게 되는 것이다.
이와 같이 상기 하우징의 보조 연소실(32)에서 완전 연소를 이룬 후 하우징(30)의 하부 일측에 연결되는 배기구(50)의 연통을 통해 외부로 배출되는 것이다.
따라서, 상기 화목 연소통(10)에서 하향식으로 연소되는 화목의 연소 화염을 화염 분출관(20)을 통해 수직으로 급속 분출하면서 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)을 터보 형태로 집중하여 급속 가열한 후, 다시 하우징(30)의 보조 연소실(32)에서 서서히 하강 유도되면서 완전 연소를 이룬 다음 배기구(50)의 연통을 통해 외부 배출되기 때문에 물 탱크(40)의 급속 가열 및 가열 효율성이 우수하고, 완전 연소에 의해 연기나 재 발생을 최소화하고, 특히 재 청소가 거의 필요 없어 청소 관리가 간편하고 겨울철 연통의 재 막힘 우려를 방지하는 것이다.
그 밖에 본 발명은 화목의 완전 연소에 의해 재 청소가 거의 필요 없으나 재 처리시에도 간편하게 행할 수 있다. 즉, 상기 화목 연소통(10)의 외측에 화목 연소통(10)과 화염 분출관(20)의 일 직선 위치로 마련된 제1 개폐도어(70)를 개방하여 화목 연소통(10)과 화염 분출관(20)의 재 배출을 행하고, 상기 배기구(50)의 외측에 배기구(50)와 하우징(30)의 일 직선 위치로 마련된 제2 개폐도어(70')를 개방하여 연통이 결합되는 배기구(50)와 하우징(30)의 재 배출을 간단히 행하게 되는 것이다.
즉, 상기 화염 분출관(20)과 하우징(30)을 내,외측 이중으로 구성하고, 상기 화염 분출관과 하우징 하부에 연소실(12)과 연통이 결합되는 배기구(50)를 연결하는 단순 구조에 의해 보일러 내부에서 화목 연료의 연소로 발생되는 모든 재를 제1,2 개폐도어(70)(70')를 통해 간단히 배출하여 제거할 수 있는 것이다.
10: 화목 연소통 11: 투입구
12: 연소실 20: 화염 분출관
30: 하우징 32: 보조 연소실
40: 물 탱크 42: 가열판
45: 가열 공간부 50: 배기구
60: 이격 간격부
70,70': 제1,2 개폐 도어

Claims (3)

  1. 상부 투입구(11)를 통해 연소실(12)로 투입되는 화목(2)의 하부를 점화하여 화목의 연소 화염을 하향식으로 유도하는 화목 연소통(10)과,
    상기 화목 연소통(10)의 하부 일측에 연결되어 화목의 연소 화염을 수직으로 분출하는 화염 분출관(20)과,
    상기 화염 분출관(20)의 외측에 설치되되, 화염 분출관의 내부 단면적 보다 큰 단면적의 보조 연소실(32)을 갖는 하우징(30)과,
    상기 하우징(30) 상부로 구획 형성되고 하단에 가열판(42)을 갖는 물 탱크(40) 및, 상기 하우징(30) 하부 일측에 연결되어 연통이 결합되는 배기구(50)로 구성하되,
    상기 화염 분출관(20)의 상단과 물 탱크(40) 하단의 가열판(42) 사이에 이격 간격부(60)를 형성하여 화목의 연소 화염이 화염 분출관(20)을 통해 물 탱크 하단의 가열판(42)을 집중하여 급속 가열하면서 사방으로 분출된 후 하우징의 보조 연소실(32)에서 서서히 하강 배출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 터보식 화목 보일러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물 탱크(40) 하단의 가열판(42)은 화염 분출관(20)의 선단이 이격되게 삽입되도록 요홈 형태의 급속 가열 공간부(45)를 형성하여 가열판(42)의 가열 면적을 더 크게 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 터보식 화목 보일러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화목 연소통(10)과 배기구(50)의 외측에는 화목 연소통(10)과 화염 분출관(20), 배기구(50)와 하우징(30)에 일 직선 위치에서 힌지축(75)을 중심으로 개폐 작동하는 제1,2 개폐 도어(70)(70')를 마련하여 화목 연소통(10)과 화염 분출관(20), 연통이 결합되는 배기구(50)와 하우징(30)의 재 처리를 행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 터보식 화목 보일러.
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