KR101607239B1 - 이중관식 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중관식 보일러에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 내측관에는 화기가 이동하고 외측관으로는 가열하고자 하는 물이 저장되며 내측관을 경유하여 상부측으로 유동하는 화기가 하부측으로 이동 안내됨에 따라 외측관에 저장되는 물이 내외측으로 열을 전달받아 매우 신속한 시간 내에 온수 또는 스팀이 발생되는 이중관식 보일러에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 온수 또는 스팀을 발생시키기 위한 물이 유입되는 하부수관과; 상기 하부수관과 연통가능하도록 수직되게 다수개가 전,후방으로 일정간격 배열되어 설치되며 하부수관으로부터 유입된 물이 저장되는 복수개의 중앙수관과; 상기 중앙수관으로부터 발생된 스팀이 스팀연결관을 통해 유입되어 배출구를 통해 배출되는 상부스팀관; 및 상기 하부수관, 중앙수관 및 상부스팀관들을 수용하는 외부하우징;을 포함하여 이루어지되, 상기 중앙수관은 일단이 하부수관과 연통되며 타단은 상기 스팀연결관과 연통되며 상기 하부수관과 수직되게 설치되는 한쌍의 수직수관과, 상기 한쌍의 수직수관이 서로 연통되도록 수평하게 상, 하로 설치되는 2개소 이상의 수평수관과, 상기 수평수관이 서로 연통되도록 수직수관과 평행하게 설치되는 다수개의 연결수관으로 구성되며, 상기 수평수관 및 연결수관은 이중관으로 구성되고 연결수관의 이중관 중 내측관은 수평수관을 관통하여 수평수관 외측으로 돌출된다.

Description

이중관식 보일러{Double Tube Type Boiler}

본 발명은 이중관식 보일러에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 내측관에는 화기가 이동하고 외측관으로는 가열하고자 하는 물이 저장되며 내측관을 경유하여 상부측으로 유동하는 화기가 하부측으로 이동 안내됨에 따라 외측관에 저장되는 물이 내외측으로 열을 전달받아 매우 신속한 시간 내에 온수 또는 스팀이 발생되는 이중관식 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러(Boiler)란 소정의 연료를 연소시켜 그 연소열로 물을 가열하는 장치의 총칭으로서, 본체 구조에 따라 원통보일러, 수관보일러, 연관보일러, 특수보일러 등으로, 노의 위치에 따라 내연보일러, 외연보일러 등으로, 물의 순환방식에 따라 자연순환식, 강제순환식 등으로 구분된다.

이 중에서도 연관식 보일러는 가로로 설치된 노통의 수면 아래에 연소기체가 지나는 연관을 여러 개 설치하여 전열면적을 크게 한 방식이며, 시동시간이 비교적 짧고 크기에 비해 증발량이 많아 게이지압력 10atm 이하인 공장용과 난방용으로 주로 활용되어 왔다.

하지만, 연관식 보일러는 열매체의 손실이 많아 열효율이 떨어지고, 증발 속도가 빨라 스케일 부착이 용이하며, 구조복잡하고 검사수리가 곤란하며, 구조상 고압, 대용량 제작이 불가능하다는 단점이 있다.

한편, 수관식 보일러는 물이 흐르는 가는 수관을 여러 개 늘어놓고 수관과 직각이나 평행으로 연소기체를 지나게 하여 증기를 발생시키는 보일러로서, 관의 지름이 작아 고압에 견디고, 전열면적을 넓힐 수 있으며, 물을 위에서 아래로 흐르게하는 강수관(降水管=하강관)과 증기를 발생시키는 증발관(상승관=송수관)의 조합으로 보일러 물의 순환이 쉽고 증발량이 많은 것 등에서 고온·고압의 큰 용량의 보일러로 나아가는 추세이다.

하지만 이러한 수관식 보일러의 경우에도 아주 신속한 시간에 온수나 스팀을 발생시키지 못해 급속 온수 또는 스팀이 필요한 경우 보다 복잡하고 비효율적인 형태로 수관식 보일러 또는 연관식 보일러를 구성해야 하는 문제가 발생되고 이를 구성하기 위한 비용 부담이 가중되는 불편이 초래되었다.

따라서 급속으로 온수 또는 스팀을 발생시키면서 열효율이 우수한 보일러의 개선이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 내측관에는 화기가 이동하고 외측관으로는 가열하고자 하는 물이 저장되며 내측관을 경유하여 상부측으로 유동하는 화기가 하부측으로 이동 안내됨에 따라 외측관에 저장되는 물이 내외측으로 열을 전달받아 매우 신속한 시간 내에 온수 또는 스팀이 발생되는 이중관식 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

아울러 본 발명은 내측관을 경유하여 상승하는 화기가 상부스팀관을 가열하도록 함에 따라 상부스팀관의 스팀이 재차 가열되어 온도가 보다 상승함으로써 보다 고효율의 스팀 생산이 가능해지는 이중관식 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 온수 또는 스팀을 발생시키기 위한 물이 유입되는 하부수관과; 상기 하부수관과 연통가능하도록 수직되게 다수개가 전,후방으로 일정간격 배열되어 설치되며 하부수관으로부터 유입된 물이 저장되는 복수개의 중앙수관과; 상기 중앙수관으로부터 발생된 스팀이 스팀연결관을 통해 유입되어 배출구를 통해 배출되는 상부스팀관; 및 상기 하부수관, 중앙수관 및 상부스팀관들을 수용하는 외부하우징;을 포함하여 이루어지되, 상기 중앙수관은 일단이 하부수관과 연통되며 타단은 상기 스팀연결관과 연통되며 상기 하부수관과 수직되게 설치되는 한쌍의 수직수관과, 상기 한쌍의 수직수관이 서로 연통되도록 수평하게 상, 하로 설치되는 2개소 이상의 수평수관과, 상기 수평수관이 서로 연통되도록 수직수관과 평행하게 설치되는 다수개의 연결수관으로 구성되며, 상기 수평수관 및 연결수관은 이중관으로 구성되고 연결수관의 이중관 중 내측관은 수평수관을 관통하여 수평수관 외측으로 돌출된다.

여기서 상기 하부수관은 평행하게 배치되는 한쌍의 제1하부수관과, 상기 한쌍의 제1하부수관 간을 연결하는 제2하부수관으로 구성되며, 상기 한쌍의 제1하부수관 중 어느 하나의 제1하부수관 일측에 물이 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 한쌍의 제1하부수관에는 상기 한쌍의 수직수관이 연통되도록 연결형성된다.

아울러 상기 상부스팀관은 상기 한쌍의 수직수관으로부터 발생되는 스팀이 스팀연결관을 통해 수집되는 한쌍의 스팀수집관과, 상기 스팀수집관 간을 연통가능하도록 연결하는 한쌍의 연결스팀관 및 상기 연결스팀관 간을 연통가능하도록 연결하는 다수의 스팀가열관으로 구성된다.

또한 상기 상부스팀관은 상기 한쌍의 수직수관으로부터 발생되는 스팀이 스팀연결관을 통해 수집되는 한쌍의 스팀수집관과, 상기 스팀수집관 간을 연결하는 연결스팀관 및 상기 연결스팀관으로부터 플랜지관을 통해 스팀을 전달받으며 상기 스팀수집관과 연결스팀관으로부터 분리가능하도록 구성되는 분리스팀관으로 구성되되, 상기 분리스팀관은 연결스팀관과 평행하게 배치되는 한쌍의 제1분리스팀관과, 상기 한쌍의 제1분리스팀관 간을 연통가능하도록 연결하는 제2분리스팀관으로 구성된다.

또한 상기 다수개의 중앙수관들이 배열됨에 따라 형성되는 하부공간에는 화기가 유입되어 중앙수관 내에 저장되는 물이 가열되되, 상기 중앙수관을 가열하는 화기는 중앙수관들의 수평수관 하부측으로 돌출되는 내측관을 통해 상승한 다음 하강시 수평방향으로 설치되는 안내플레이트에 따라 배출경로가 유도된다.

또한 상기 안내플레이트는 중앙수관들 중 어느 일측의 중앙수관들의 해당 수평수관 사이에 수평하게 설치되어 상기 연결수관의 내측관에 의해 상부측으로 이동되는 화기가 하강시 우회하여 안내되도록 구성되며, 상기 안내플레이트가 설치된 측의 중앙수관들에 형성되는 한쌍의 수평수관 중 상부측의 수평수관은 이웃하는 중앙수관들의 상부측 수평수관과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 해당 수평수관들의 사이 공간으로 유입되도록 구성된다.

또한 상기 한쌍의 연결스팀관 중 어느 하나의 연결스팀관에는 배출구가 형성되되, 해당 연결스팀관과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관 간에는 서로 연통되지 않도록 형성되고 다른 하나의 연결스팀관과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관 간에는 서로 연통되도록 형성되며, 상기 한쌍의 제1분리스팀관 중 플랜지관과 연통가능하도록 연결되지 않는 제1분리스팀관에는 배출구가 형성된다.

아울러 상기 연결수관의 외측관에는 해당 외측관의 내벽면에 접하여 나사선 형태로 형성되는 제1열전도부재가 내입되거나, 상기 연결수관의 외측관에는 내벽면으로부터 연장되는 제2열전도부재가 형성되되, 상기 제2열전도부재는 스크류 날개 형태로 형성되어 제2열전도부재를 따라 물이 상승하도록 구성된다.

본 발명에 따르면 중앙수관을 이중관 형태로 형성하여 내측관으로 화기가 상승하도록 하며, 이웃하는 수평수관의 높이를 조절하고 수평플레이트를 형성하여 화기의 하강 이동을 안내함에 따라 상승시에는 외측관의 물을 가열한 후 상부스팀관의 스팀을 가열하고 하강시에는 일정 유동경로를 따라 외측관의 외부측에서 외측관의 물을 가열함으로써 화기의 열효율을 대폭 향상시키고 고온의 스팀 생성을 가능하게 하는 효과가 있다.

아울러 외측관 내에 저장된 물이 내측관과 외측관의 외부측에서 동시에 가열함에 따라 신속하게 가열되고 스팀이 생성되는 효과가 있다.

또한 상부스팀관 중 일부를 플랜지관의 개재를 통해 분리가능하도록 구성함에 따라 청소작업이나 파손 등에 의한 교체작업시 작업의 용이성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 제1열전도부재 또는 제2열전도부재의 형성에 따라 가열되는 물의 가열효율을 보다 향상시켜 신속한 스팀 생산이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중관식 보일러를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중관식 보일러의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이중관식 보일러의 하부수관, 중앙수관, 상부스팀관의 결합 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 상승하는 경로는 나타내는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 하강하는 경로는 나타내는 도 1의 B-B' 단면도이다.
도 7은 도 3의 분해사시도이다.
도 8는 도 7의 D-D' 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 3의 C-C' 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중관식 보일러를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 10의 E-E' 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부스팀관의 분해사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나사선관이 설치된 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 16에 따라 나사선관이 설치된 연결수관의 내측관을 나타내는 도면이다.
도 18은 도 16에 따라 나사선관과 연결수관의 내측관 간이 체결되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 19는 도 16에 따라 나사선관이 연결수관의 내측관과 결합된 상태의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이중관식 보일러를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이중관식 보일러의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이중관식 보일러의 하부수관, 중앙수관, 상부스팀관의 결합 모습을 나타내는 사시도이다.

아울러 도 4는 도 3의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 상승하는 경로는 나타내는 도 1의 A-A' 단면도이며, 도 6는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 하강하는 경로는 나타내는 도 1의 B-B' 단면도이다.

또한 도 7은 도 3의 분해사시도이고, 도 8는 도 7의 D-D' 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 3의 C-C' 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이중관식 보일러(100)는 크게 하부수관(10), 중앙수관(20), 상부스팀관(30) 및 외부하우징(40)으로 구성된다.

본 발명에 따른 이중관식 보일러(100)는 하부수관(10)을 통해 공급되는 물이 중앙수관(20)의 일정 위치까지 저장된 상태에서 외부로부터 화기가 중앙수관(20)의 하부측에 유입되어 중앙수관(20)의 물을 가열함과 동시에 그 화기가 상부스팀관(30)을 거쳐 다시 중앙수관(20)의 하부측으로 유동한 다음 외부로 배출됨에 따라 화기의 체류시간을 증대시키고 상부스팀관(30)의 스팀의 온도를 보다 상승시켜 양질의 스팀을 생산할 수 있게 된다.

아울러 상기 중앙수관(20)의 수평수관(22) 및 연결수관(23)이 이중관 형태로 구성되어 이중관 중 외측에 위치하는 외측관(22b, 23b) 내에 물이 저장되도록 함에 따라 화기가 내측관(22a, 23a) 내 및 외측관의 외부에서 외측관에 저장된 물을 가열하도록 구성함에 따라 열교환효율 및 시간이 대폭 향상된다.

아울러 외측관(22b, 23b) 내에 저장된 물은 내측관(22a, 23a) 외주면상으로 배치됨에 따라 열교환면적이 기존 수관식 보일러의 수관에 비해 크게 넓어져 양방향의 가열 효과와 더불어 일정 온도까지 가열되는 시간이 대폭 향상될 수 있는 것이다.

이와 같이 구성되기 위한 하부수관(10), 중앙수관(20), 상부스팀관(30) 및 외부하우징(40)을 살펴보면 우선 상기 하부수관(10)은 온수 또는 스팀을 발생하기 위해 물이 유입됨에 따라 이와 연통되는 중앙수관(20)으로 물을 공급하기 위해 구비된다.

이러한 상기 하부수관(10)은 평행하게 배치되는 한쌍의 제1하부수관(11)과, 상기 한쌍의 제1하부수관(11) 간을 연결하는 제2하부수관(12)으로 구성되는데, 이러한 한쌍의 제1하부수관(11) 중 어느 하나의 제1하부수관(11)에는 외부로부터 물이 유입되는 유입구(11a)가 형성되고, 다른 하나의 제1하부수관(11)에는 가열된 온수를 필요에 따라 외부로 배출하는 온수배출구(11b)가 형성된다.

이러한 하부수관(10) 상부측으로는 중앙수관(20)이 연결되는데, 이러한 중앙수관(20)은 하부수관(10)으로부터 물을 공급받음과 동시에 화기로부터 열을 받게 되어 공급받는 물이 가열되도록 구비된다.

이와 같은 중앙수관(20)은 수직수관(21), 수평수관(22) 및 연결수관(23)으로 구성되는 하나의 중앙수관(20) 유닛이 다수개로 순차 배치되어 구성된다.

이러한 다수개의 중앙수관(20)들의 배열로 구성하는 것은 많은 양의 물을 공급받아 온수 및 스팀을 생산하기 위함이며, 같은 양의 물을 가열하더라도 물을 각각 개별 중앙수관(20) 유닛에 분리하여 가열되도록 함으로써 가열면적을 증대시켜 짧은 시간 내에 온수가 생성되도록 하기 위함이다.

아울러 중앙수관(20)들의 배치 구성과 후술할 안내플레이트(50)에 의해 중앙수관(20)들의 일측 하부에서 유입되는 화기를 상부측으로 이동 안내하고, 상부측에서 다시 타측으로 수평이동한 후 하부측으로 하강하되 '

' 형태의 이송경로로 하강함으로써 화기의 체류시간을 증대하도록 구성한다.

이러한 상기 중앙수관(20)의 수직수관(21)은 일단이 하부수관(10)과 연통되며 타단은 상기 스팀연결관(31)과 연통되고 상기 하부수관(10)과 수직되게 설치된다.

이에 따라 하부수관(10)으로부터 물을 공급받고 화기에 의해 가열되어 발생되는 스팀을 상부 스팀연결관(31)으로 배출한다.

또한 상기 수평수관(22)은 상기 한쌍의 수직수관(21)이 서로 연통되도록 수평하게 상, 하로 2개소 이상으로 설치되는데, 상부측 수평수관(22)은 수직수관(21)의 상부측에 위치하고 하부측 수평수관(22)은 수직수관(21)의 중앙부측에 위치한다.

아울러 연결수관(23)은 상기 수평수관(22)이 서로 연통되도록 수직수관(21)과 평행하게 다수개가 설치됨에 따라 수직수관(21)에서 공급받은 물이 수평수관(22)을 거쳐 연결수관(23) 내에 까지 저장되게 되어 하부측 수평수관(22) 아래에서 공급되는 화기가 수직수관(21), 수평수관(22) 및 연결수관(23)을 모두 가열하게 되는 것이다.

여기서 상기 수평수관(22)과 연결수관(23)은 내측관(22a, 23a)과 외측관(22b, 23b)으로 이루어지는 이중관 형태로 형성되는데, 이러한 이중관 형태의 구성에 의해 내측관(22a, 23a)에는 화기가 이동하고, 외측관(22b, 23b)에는 물이 저장된다.

상기 연결수관(23)의 내측관(23a)은 상, 하에 배치되는 2개소 이상의 수평수관(22)을 관통하여 수평수관(22) 외측으로 돌출 형성되고, 양단부가 개방됨에 따라 중앙수관(20)의 하부측으로부터 유입되는 화기가 상기 연결수관(23)의 내측관(23a) 하단부로 유입되어 내측관(23a)의 안내에 따라 상단부로 배출된다.

이에 따라 연결수관(23)의 내측관(23a) 상단부로 배출된 화기는 전술한 바와 같이 일정 유동 경로 상으로 이동하면서 상부스팀관(30)을 가열한 다음 안내플레이트(50)의 안내에 따라 하부측으로 "⊃" 형태의 이송경로를 가지며 유동하게 된다.

이러한 내측관(23a)의 화기 유입 및 상부 이송과 "⊃" 형태의 하강 이송에 따라 수평수관(22)과 연결수관(23)의 외측관(22b, 23b)에 저장되는 물은 양측으로부터 열을 전달받게 되어 열교환효율이 대폭 증대되게 된다.

한편 상기 안내플레이트(50)는 전술한 바와 같이 중앙수관(20)들 중 어느 일측 중앙수관(20)들의 상, 하 수평수관(22) 사이에 수평하게 설치되어 상기 연결수관(23)의 내측관(23a)에 의해 상부측으로 이동되는 화기가 하강시 안내플레이트(50)를 따라 "⊃" 형태의 하강 이송경로를 가지며 이동되도록 구비된다.

이러한 안내플레이트(50)는 연결수관(23)을 관통하여 수평하게 배치되는 것이 아니라 연결수관(23) 외측에 수평하게 배치되므로 설치시 설치 면적 크기에 대응되는 플레이트 판재를 다수 분할하고 연결수관 위치에 관통부를 형성하여 이들 분할 판재를 용접하는 형태로 설치한다.

또한 안내플레이트(50)가 설치된 측의 중앙수관(20)들에 형성되는 한쌍의 수평수관(22) 중 상부측의 수평수관(22)은 이웃하는 중앙수관(20)들의 상부측 수평수관(22)과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 상부에서 하강하는 화기가 해당 수평수관(22)들의 사이 공간으로 유입되도록 구성된다.

한편 상기 상부스팀관(30)은 상기 중앙수관(20)으로부터 발생된 스팀이 스팀연결관(31)을 통해 유입되어 화기에 의해 가열된 다음 배출구(32)를 통해 배출되도록 구비되는데, 이러한 상기 상부스팀관(30)은 상기 한쌍의 수직수관(21)으로부터 발생되는 스팀이 스팀연결관(31)을 통해 수집되는 한쌍의 스팀수집관(33)과, 상기 스팀수집관(33) 간을 연통가능하도록 연결하는 한쌍의 연결스팀관(34) 및 상기 연결스팀관(34) 간을 연통가능하도록 연결하는 다수의 스팀가열관(35)으로 구성된다.

상기 스팀연결관(31)은 상기 중앙수관(20)의 수직수관(21)과 상부스팀관(30)의 스팀수집관(33) 간을 연결하도록 구비되며 용접 등을 방법으로 서로 고정 형성하거나 필요에 따라 분리가능하도록 구성할 수 있다.

아울러 상기 한쌍의 연결스팀관(31) 중 어느 하나의 연결스팀관(31)에는 배출구(32)가 형성되되, 해당 연결스팀관(31)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되지 않도록 형성되고 다른 하나의 연결스팀관(31)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되도록 형성된다.

또한 상기 외부하우징(40)은 상기 하부수관(10), 중앙수관(20) 및 상부스팀관(30)들을 수용하도록 구비되는데, 이러한 외부하우징(40)의 외측에는 하부수관(10)으로부터 물을 공급받아 중앙수관(20)의 물 수위를 확인하는 수위측정부(60)가 형성되며, 상부스팀관(30)과 연결되어 스팀의 압력 및 온도 등을 확인하는 압력측정부(70)가 더 구비될 수 있다.

아울러 화기가 유입되는 화기유입부(41)가 일측에 외부와 연통되도록 개방되어 있으며, 화기유입부(41)의 타측에는 유입된 화기가 일정 경로로 이동한 후 외부로 배출되는 화기배출부(42)가 구비된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중관식 보일러를 나타내는 사시도이며, 도 11은 도 10의 평면도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 10의 E-E' 단면도이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부스팀관의 분해사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 상부스팀관(30)은 중앙부를 분리가능하도록 하여 청소나 유지보수 등의 작업을 용이하게 하도록 하기 위한 것으로서 상기 상부스팀관(30)은 상기 한쌍의 수직수관(21)으로부터 발생되는 스팀이 스팀연결관(31)을 통해 수집되는 한쌍의 스팀수집관(33)과, 상기 스팀수집관(33) 간을 연결하는 연결스팀관(34) 및 상기 연결스팀관(34)으로부터 플랜지관(36)을 통해 스팀을 전달받으며 상기 스팀수집관(33)과 연결스팀관(34)으로부터 분리가능하도록 구성되는 분리스팀관(37)으로 구성되되, 상기 분리스팀관(37)은 연결스팀관(34)과 평행하게 배치되는 한쌍의 제1분리스팀관(37a)과, 상기 한쌍의 제1분리스팀관(37a) 간을 연통가능하도록 연결하는 제2분리스팀관(37b)으로 구성된다.

여기서 상기 한쌍의 제1분리스팀관(37a) 중 플랜지관(36)과 연통가능하도록 연결되지 않는 제1분리스팀관(37a)에는 배출구(32)가 형성된다.

이러한 연결스팀관(34)과 분리스팀관(37)을 플랜지관(36)을 통해 분리가능하도록 구성함에 따라 상부스팀관(30)은 물론 중앙수관(20)의 청소 등의 유지보수나 고장이나 파손 등에 의한 교체 작업시 작업의 용이성을 보다 향상시킬 수 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이고, 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.

본 실시예에 따른 이중관식 보일러(100)는 제1열전도부재(80) 및 제2열전도부재(90)를 연결수관(23) 내에 탑재함에 따라 연결수관(23)의 외벽면에서 가열되는 화기를 상대적으로 열전도성이 높은 제1열전도부재(80) 및 제2열전도부재(90)를 통해 열을 연결수관(23)의 내측으로 빠르게 전달함으로써 연결수관(23) 내의 물을 보다 신속하게 가열하기 위함이다.

이러한 제1열전도부재(80)는 상기 중앙수관(20)들의 연결수관(23) 내에 연결수관(23)의 일측 및 타측 내벽면에 접하도록 코일스프링 형상으로 구비되며, 제2열전도부재(90)는 상기 중앙수관(20)들의 연결수관(23) 내에 연결수관(23)의 내벽면으로부터 중심측방향으로 연장되는 스크류 날개와 같이 형성되어 제2열전도부재(90)를 따라 물이 상승함과 동시에 가열면적으로 증대시켜 신속하게 물이 가열되도록 구성된다.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나사선관이 설치된 과정을 나타내는 도면이며, 도 17은 도 16에 따라 나사선관이 설치된 연결수관의 내측관을 나타내는 도면이고, 도 18은 도 16에 따라 나사선관과 연결수관의 내측관 간이 체결되는 과정을 나타내는 도면이며, 도 19는 도 16에 따라 나사선관이 연결수관의 내측관과 결합된 상태의 단면도이다.

도면을 참고하면 본 실시예에 따른 이중관식 보일러(100)는 연결수관(23)의 내측관(23a)에 나사선 형태의 절개부가 형성되고 해당 절개부 상에 결합되는 나사선관(95)이 구비된다.

상기 나사선관(95)은 상기 내측관(23a)의 절개부 외측에 위치되며 일정 수용공간을 가지는 확장부(96)와 상기 확장부(96)에 연장되어 내측관(23a)의 외벽면에 접하여 고정되는 플랜지부(97)로 구성된다.

이러한 확장부(96)의 수용공간은 도면에 도시된 바와 같이 단면이 삼각형 형태로 구성될 수 있으며, 이외에 다른 형태도 가능함은 물론이다.

이와 같은 확장부(96)의 양측 단부는 개방되어 하부측 단부에서 화기가 유입될 수 있으며 상부측 단부에서는 화기가 배출될 수 있도록 구성된다.

이에 따라 확장부(96)의 수용공간 만큼 화기가 더 유입되어 그 외측에 저장되는 물의 가열 접촉면적이 보다 증대되게 되며 이러한 가열 접촉면적 증대는 가열 시간 및 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

아울러 상기 내측관(23a)의 절개부측 상부 또는 하부측에 돌출되는 돌출편(23aa)과 상기 나사선관(95)의 플랜지부(97) 외측에 형성되는 절개홈(95a) 및 수용포켓(95b)을 통해 나사선관(95)을 내측관(23a)의 절개부 상에 위치시킨 후 절개홈(95a)에 돌출편(23aa)이 관통되어 일정각도 회전함에 따라 상기 수용포켓(95b) 내측으로 삽입되는 것으로 결합이 완성된다.

이러한 결합 후 용접 등의 작업을 수행하게 되는데, 상기와 같은 1차 결합과정을 통해 용접 작업시 별도의 고정수단이나 작업자의 공수가 필요없게 된다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

10 : 하부수관 11 : 제1하부수관
11a : 유입구 12 : 제2하부수관
20 : 중앙수관 21 : 수직수관
22 : 수평수관 22a : 수평수관의 내측관
22b : 수평수관의 외측관 23 : 연결수관
23a : 연결수관의 내측관 23b : 연결수관의 외측관
30 : 상부스팀관 31 : 스팀연결관
32 : 배출구 33 : 스팀수집관
34 : 연결스팀관 35 : 스팀가열관
36 : 플랜지관 37 : 분리스팀관
37a : 제1분리스팀관 37b : 제2분리스팀관
40 : 외부하우징 41 : 화기유입부
42 : 화기배출부 43 : 스팀배출관
50 : 안내플레이트 60 : 수위측정부
70 : 압력측정부 80 : 제1열전도부재
90 : 제2열전도부재 95 : 나사선관
100 : 이중관식 보일러

Claims (10)

1. 온수 또는 스팀을 발생시키기 위한 물이 유입되는 하부수관(10)과;
   상기 하부수관(10)과 연통가능하도록 수직되게 다수개가 전,후방으로 일정간격 배열되어 설치되며 하부수관(10)으로부터 유입된 물이 저장되는 복수개의 중앙수관(20)과;
   상기 중앙수관(20)으로부터 발생된 스팀이 스팀연결관(31)을 통해 유입되어 배출구(32)를 통해 배출되는 상부스팀관(30); 및
   상기 하부수관(10), 중앙수관(20) 및 상부스팀관(30)들을 수용하는 외부하우징(40);을 포함하여 이루어지되,
   상기 중앙수관(20)은 일단이 하부수관(10)과 연통되며 타단은 상기 스팀연결관(31)과 연통되며 상기 하부수관(10)과 수직되게 설치되는 한쌍의 수직수관(21)과, 상기 한쌍의 수직수관(21)이 서로 연통되도록 수평하게 상, 하로 설치되는 2개소 이상의 수평수관(22)과, 상기 수평수관(22)이 서로 연통되도록 수직수관(21)과 평행하게 설치되는 다수개의 연결수관(23)으로 구성되며, 상기 수평수관(22) 및 연결수관(23)은 이중관으로 구성되고 연결수관(23)의 이중관 중 내측관(23a)은 수평수관(22)을 관통하여 수평수관(22) 외측으로 돌출되며,
   상기 하부수관(10)은 평행하게 배치되는 한쌍의 제1하부수관(11)과, 상기 한쌍의 제1하부수관(11) 간을 연결하는 제2하부수관(12)으로 구성되며, 상기 한쌍의 제1하부수관(11) 중 어느 하나의 제1하부수관(11) 일측에 물이 유입되는 유입구(11a)가 형성되고, 상기 한쌍의 제1하부수관(11)에는 상기 한쌍의 수직수관(21)이 연통되도록 연결형성되고,
   상기 상부스팀관(30)은 상기 한쌍의 수직수관(21)으로부터 발생되는 스팀이 스팀연결관(31)을 통해 수집되는 한쌍의 스팀수집관(33)과, 상기 스팀수집관(33) 간을 연통가능하도록 연결하는 한쌍의 연결스팀관(34) 및 상기 연결스팀관(34) 간을 연통가능하도록 연결하는 다수의 스팀가열관(35)으로 구성되며,
   상기 상부스팀관(30)은 상기 한쌍의 수직수관(21)으로부터 발생되는 스팀이 스팀연결관(31)을 통해 수집되는 한쌍의 스팀수집관(33)과, 상기 스팀수집관(33) 간을 연결하는 연결스팀관(34) 및 상기 연결스팀관(34)으로부터 플랜지관(36)을 통해 스팀을 전달받으며 상기 스팀수집관(33)과 연결스팀관(34)으로부터 분리가능하도록 구성되는 분리스팀관(37)으로 구성되되, 상기 분리스팀관(37)은 연결스팀관(34)과 평행하게 배치되는 한쌍의 제1분리스팀관(37a)과, 상기 한쌍의 제1분리스팀관(37a) 간을 연통가능하도록 연결하는 제2분리스팀관(37b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수개의 중앙수관(20)들이 배열됨에 따라 형성되는 하부공간에는 화기가 유입되어 중앙수관(20) 내에 저장되는 물이 가열되되, 상기 중앙수관(20)을 가열하는 화기는 중앙수관(20)들의 수평수관(22) 하부측으로 돌출되는 내측관(23a)을 통해 상승한 다음 하강시 수평방향으로 설치되는 안내플레이트(50)에 따라 배출경로가 유도되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 안내플레이트(50)는
   중앙수관(20)들 중 어느 일측 중앙수관(20)들의 상,하 수평수관(22) 사이에 수평하게 설치되어 상기 연결수관(23)의 내측관(23a)에 의해 상부측으로 이동되는 화기가 하강시 상기 안내플레이트(50)를 따라 하부측으로 안내되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 안내플레이트(52)가 설치된 측의 중앙수관(20)들에 형성되는 한쌍의 수평수관(22) 중 상부측의 수평수관(22)은 이웃하는 중앙수관(20)들의 수평수관(22)과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 상부측에서 하강하는 화기가 해당 수평수관(22)들의 사이 공간으로 유입되어 하부측으로 하강되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 한쌍의 연결스팀관(31) 중 어느 하나의 연결스팀관(31)에는 배출구(32)가 형성되되, 해당 연결스팀관(31)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되지 않도록 형성되고 다른 하나의 연결스팀관(31)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 한쌍의 제1분리스팀관(37a) 중 플랜지관(36)과 연통가능하도록 연결되지 않는 제1분리스팀관(37a)에는 배출구(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 연결수관(23)의 외측관(23b)에는 해당 외측관(23b)의 내벽면에 접하여 나사선 형태로 형성되는 제1열전도부재(80)가 내입되거나,
   상기 연결수관(23)의 외측관(23b)에는 해당 외측관(23b)의 내벽면으로부터 내측으로 연장되는 제2열전도부재(90)가 형성되되,
   상기 제2열전도부재(90)는 스크류 날개 형태로 형성되어 제2열전도부재(90)를 따라 물이 상승하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이중관식 보일러.
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