KR101607448B1 - 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러의 난방과정에서 연소실에서 발생되는 배기가스를 강제적으로 배연통을 통해 외부로 배출될 수 있도록 형성하고, 보조물탱크가 배연통을 둘러싸도록 형성함으로써, 배기가스의 누출에 의한 사고 위험을 방지함과 동시에 배기가스로부터 열을 회수하여 난방효율을 높일 수 있는 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러에 관한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러 하부에는 에어공급부에 의해 공급되는 공기가 분출되도록 다수의 에어분출공이 구비된 연소기; 상기 연소기에서 발생된 화염이 분출되어 온수통과 열교환이 이루어지도록 상기 온수통의 하부에 구비된 연소실; 상기 연소실의 상부에 구비되며, 내부에는 다수의 내부연관이 상하방향으로 구비되어 열교환이 이루어지도록 하며, 방바닥에 배치되는 난방배관에 공급되어 순환하는 난방온수를 가열 저장하는 온수통; 상기 온수통의 내부에 설치되어 온수통의 물과 열교환이 이루어지도록 하는 내부열교환수단; 보충수공급관을 통해 상기 온수통이 일정양의 물을 유지하도록 물을 공급하는 보조탱크; 상기 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 배연통; 일측이 상기 내부연관에 연통되고 타측이 상기 배연통에 연통되는 강제배출관; 및 상기 강제배출관 상에 구비되어, 상기 연소실에서 발생된 배기가스를 상기 배연통으로 유동시키는 송풍기; 상기 연소기, 연소실, 온수통, 보조탱크, 배연통, 강제배출관 및 송풍기를 내부에 수용하는 본체하우징;으로 구성되되 상기 연소기와 상기 송풍기가 서로 연동되어 동작되는 것을 특징으로 하는 한다.

Description

배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러 {Force-Emissions of exhaust gas multi functional boiler}

본 발명은 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러의 난방과정에서 연소실에서 발생되는 배기가스를 강제적으로 배연통을 통해 외부로 배출될 수 있도록 형성하고, 보조물탱크가 배연통을 둘러싸도록 형성함으로써, 배기가스의 누출에 의한 사고 위험을 방지함과 동시에 배기가스로부터 열을 회수하여 난방효율을 높일 수 있는 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 전자 점화방식 등의 제어장치에 의하여 버너가 점화된 상태로 운전되면서 탱크에 들어있는 물을 가열시켜 난방수 및 급탕수를 얻는 장치로서, 주로 기름이나 가스 보일러가 채택되어 설치 사용되고 있으며, 이와 같은 보일러에는 각종 안전장치들이 부설되어 있어 사용자의 안전을 도모하면서 적정 실내온도 유지와 급탕수의 사용을 가능케 하여 건강 및 생활의 편의성을 도모하고 있다.

그러나, 상기와 같은 기름 또는 가스 보일러는 연료로 사용되는 기름이나 가스 등의 연료비용이 매우 높고, 각종 전자, 전기적 장치를 갖추어야만 정상 작동될 수 있으므로 보일러 장치가 매우 복잡한 구조로 구성될 수 밖에 없으며, 따라서 다양한 부품이 소요되게 되므로 보일러의 제작비용이 높아져 설치비용이 증가되는 문제가 있다.

특히, 농촌 또는 산간벽지 등에서는 연료의 수급이 여의치 않은 문제와 물류비의 증가에 따른 경제적 문제로 인해 상기 기름 또는 가스 보일러의 설치 및 사용이 어려운 실정이며, 상기 기름 또는 가스 보일러에 사용되는 화석연료의 경우, 연소시 발생되는 배기가스나 유류 저장탱크 등에서 자연 증발되는 가스로 인해 지구 대기환경을 오염시키는 원인물질로 작용하므로 이에 대한 대책이 요구되고 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 근래에는 일반농가의 가정용이나 소규모 공장의 업무용으로 목재나 그외 바이오매스(biomass) 등을 포함한 다양한 펠릿 연료(pellet fuel)를 사용하는 펠릿보일러가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 펠릿보일러에 대한 종래기술로서 국내등록실용신안 제20-0446195호 (등록일자:2009.09.28.)가 개시되어 있다.

도 1은 상기 종래기술에 따른 우드펠릿 온수보일러의 사시도이고, 도 2는 우드펠릿 온수보일러의 내부 구성 및 작동상태를 도시한 단면도로서, 우드펠릿 온수보일러(1)는 우드펠릿이나 우드칩 등의 연료를 연소시켜 이때 발생되는 연소열로 내부의 물을 가열하여 온수를 발생시키고, 상기 온수를 난방용, 급탕용 또는 각종 처리공정 등에 사용하도록 하는 노통 연관식 온수보일러를 보여주고 있다.

상기 온수보일러는 내부에 우드펠릿 등의 연료가 투입되어 연소되는 화실(2), 상기 화실(2)에서 발생된 연소열에 의해 내부에 저장된 물이 가열되면서 온수를 발생시키는 온수저장실(29), 및 상기 온수저장실(29)에서 온수배출관(33)을 통해 배출된 온수의 양만큼 일정량의 물을 보충하는 보충수공급실(35)로 구성된 것을 특징으로 하고 있다.

그런데, 상기 화실(2)에서 제대로 점화가 이루어지지 못하고 불완전 연소가 이루어질 때, 다량의 배기가스가 발생되는데, 이때, 배기가스가 자연적으로 외부로 배출되지 못하고 상기 온수보일러 내부에 머물러 있게 된다. 하지만 상기 종래기술은 배기가스를 강제적으로 배출할 수 있는 구성이 구비되어 있지 않아, 배기가스에 포함된 여러 오염물질이 상기 온수보일러 내부에 침전되어 내부 구성의 내구성이 떨어질 수 있으며, 배기가스가 상기 온수보일러 외부로 누출되는 경우 심각한 인명피해문제가 발생할 수 있다.

또한, 상기 종래기술에 따른 우드펠릿 온수보일러는 상기 보충수공급실(35)이 외부로 돌출되게 설치된 구조로서, 동절기에 상기 보충수공급실에 저장되는 보충수가 결빙되며 사용이 제한될 수 있는 문제가 있다. 아울러, 상기 종래기술은 난방 및 온수 공급을 위한 용도로만 제한되어 있어, 보일러로 사용되지 않는 하절기의 경우 사용이 제한되는 문제도 있다.

KR 20-0446195호 Y1 2009.09.28.

본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 본체하우징 내부에 내부연관 및 송풍기를 구비하여, 최초 보일러 가동시 연소실에서 발생되는 다량의 배기가스가 강제배출관을 통해 배연통으로 직접 배출되도록 이루어져, 배기가스 누출에 의해 발생되는 사고를 미연에 방지하는 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 온수통에 물을 보충 공급하는 보조탱크를 본체하우징의 내부에 삽입 설치되도록 하여 외관이 미려하고, 겨울철 결빙 등의 문제를 해소하여 결빙에 의한 작동불량이 없도록 한 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 하절기에 실내온도보다 저온상태인 난방배관 속의 물을 온수통을 통하여 순환시키거나, 온수통의 물을 온도가 낮은 지하수 등의 냉각수와 열교환시켜 별도의 공기조화기(열교환장치)로 공급되도록 함으로써 냉방이 이루어지도록 하는 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러를 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러는, 상부에 연료공급구가 구비되며, 하부에는 에어공급부에 의해 공급되는 공기가 분출되도록 다수의 에어분출공이 구비된 연소기; 상기 연소기에서 발생된 화염이 분출되어 온수통과 열교환이 이루어지도록 상기 온수통의 하부에 구비된 연소실; 상기 연소실의 상부에 구비되며, 내부에는 다수의 내부연관이 상하방향으로 구비되어 열교환이 이루어지도록 하며, 방바닥에 배치되는 난방배관에 공급되어 순환하는 난방온수를 가열 저장하는 온수통; 상기 온수통의 내부에 설치되어 온수통의 물과 열교환이 이루어지도록 하는 내부열교환수단; 보충수공급관을 통해 상기 온수통이 일정양의 물을 유지하도록 물을 공급하는 보조탱크; 상기 연소실에서 연소된 배기가스를 배출하는 배연통; 일측이 상기 내부연관에 연통되고 타측이 상기 배연통에 연통되는 강제배출관; 및 상기 강제배출관 상에 구비되어, 상기 연소실에서 발생된 배기가스를 상기 배연통으로 유동시키는 송풍기; 상기 연소기, 연소실, 온수통, 보조탱크, 배연통, 강제배출관 및 송풍기를 내부에 수용하는 본체하우징;으로 구성되되 상기 연소기와 상기 송풍기가 서로 연동되어 동작되는 것을 특징으로 하는 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 배연통은, 상기 보조탱크를 상하방향으로 관통하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 본체하우징 내부에 구비된 송풍기가 보일러의 초기 구동시 연소실에서 발생되는 다량의 배기가스를 강제배출관을 통해 배연통으로 배출시키도록 이루어지 바, 배기가스 누출에 의해 발생되는 사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 온수통에 물을 보충하는 보조탱크가 본체하우징의 내부에 삽입 설치되는 특성상, 외관이 미려함과 함께, 동절기 보충수의 결빙에 따른 보일러사용 제한의 문제점이 해소되어 더욱 안정적으로 난방이 이루어지는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 동절기에는 가열된 온수통의 온수를 난방배관에 순환시켜 난방기능을 갖도록 하며, 하절기에는 실내온도보다 저온상태인 난방배관 속의 물을 온수통을 통하여 순환시키거나, 온수통의 내부에 설치된 내부열교환수단을 통해 냉각된 물을 공기조화기에 순환시켜 별도의 냉각장치 없이도 냉방기능을 갖도록 함으로써 하나의 장치에 의해 난방기능과 냉방기능을 갖도록 하여 용도의 범위를 넓히는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 우드펠릿 온수보일러의 사시도이고,
도 2는 종래기술에 따른 우드펠릿 온수보일러의 내부 구성을 보인 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 전체 구성을 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부 구조를 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부 구성을 보인 부분단면 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부연관에 설치되어 연소열을 지체시켜 열교환효율을 높이도록 하는 지체부재가 설치된 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 강제배출 상태를 도시한 부분 단면 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러가 적용된 난방 및 냉방가동의 계통도.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 일부 투시도.
도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 하부 구조를 보여주는 부분단면도.
도 9c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 개폐장치 이용 상태도.
도 10은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러에 구비되는 보충수 보조탱크의 내부에 설치된 수위자동조절장치를 나타낸 도면.
도 11는 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러에 구비되는 보충수 보조탱크의 내부에 설치된 수위자동조절장치의 작동상태도로서,
a)는 물이 공급되는 상태이고,
b)는 물의 공급이 차단된 상태를 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 전체 구성을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부 구조를 보여주는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부 구성을 보인 부분단면 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부연관에 설치되어 연소열을 지체시켜 열교환효율을 높이도록 하는 지체부재가 설치된 상태의 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 강제배출 상태를 도시한 부분 단면 사시도이다.

본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러는 본체하우징(100)의 내부에 연소기(110), 연소실(120), 온수통(130), 내부연관(140), 코일관(151), 보조탱크(160), 배연통(170), 강제배출관(190) 및 송풍기(191)가 설치되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연소기(110)는 연료인 펠릿을 연소시켜 에너지를 발생시키는 구성으로서 보일러의 하단 전면부에 위치하며, 상부에는 연료인 펠릿을 연속적으로 공급 투입하도록 하는 연료공급구(111)가 구비되어 있고, 하부에는 상기 연료인 펠릿을 연소시키는데 필요한 산소를 공급하기 위한 에어공급부(112)가 구비되어 있다.

상기 에어공급부(112)의 상단부에는 다수개의 에어분출공(113)이 천공되어 연료의 연소시 필요한 산소를 공급하도록 하며, 이때 공기는 자연적으로 유입되도록 하여도 무방하나, 화력을 강하게 발생시키기 위해 별도의 송풍장치가 부가 설치되도록 하여 강제로 많은 바람이 송풍되도록 할 수 있다.

상기 연소기(110)의 후측부에는 연소실(120)이 위치하게 되는데, 상기 연소실(120)에서는 상기 연소기(110)에서 발생된 화염이 분출되어 연소작용이 이루어지게 되며, 이를 통해 온수통(130)과의 열교환이 이루어지게 된다.

상기 연소실(120)은 내부에 물이 담겨있는 온수통(130)의 하부에 구비되어 있으며, 온수통(130)의 바닥면에 전체적으로 열이 골고루 분산되어 열교환이 이루어지도록 함으로써 열효율이 극대화되도록 한 것이다.

상기 온수통(130)은 난방용 온수를 가열 공급하도록 하기 위한 구성으로서, 관로에 의해 연결된 거실이나 안방 등 방바닥에 배치되어 있는 난방배관(200)을 따라 순환하는 난방온수를 가열 저장 공급하게 되며, 상부판(131), 하부판(132) 및 둘레판(133)에 의해 밀폐된 구조로 이루어져 있다.

상기 온수통(130)의 상부판(131)과 하부판(132)의 사이에는 다수의 내부연관(140)이 상하방향으로 형성된 상태에서 열교환이 이루어지도록 하고 있으며, 상기 다수의 내부연관(140)에 의해 상부판(131)의 상면부와 하부판(132)의 하면부가 상호 관통되게 되며, 이를 통해 상기 연소실(120)에서 연소된 열기를 포함하는 연소가스가 상기 내부연관을 통해 배출되면서 열교환이 이루어져 온수통(130) 내부의 물이 가열되게 된다.

본 발명에서는 상기 내부연관(140)에 보일러의 열효율을 높이기 위해 지체부재(180)가 더 구비되도록 하고 있다.

상기 지체부재(180)는 상기 내부연관(140)의 윗쪽에서 삽입하여 설치되는 것으로서 상기 상부판(131)에 걸리도록 하는 걸림대(181)와 연소열의 흐름을 조절하여 열효율을 높이고, 또한 연료의 연소과정에서 발생하는 분진이 외부로 배출되지 않도록 하는 다수의 돌기(182)가 형성되어 있다.

따라서, 상기 내부연관(140)을 통과하는 열기가 상기 지체부재(180)의 돌기(182)에 의해 저항을 받으면서 열기의 상부이동 속도가 저하되게 되며, 이를 통해 열기가 내부연관에 지체되면서 열교환시간이 더욱 길어지게 되어 결과적으로 열효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있으며, 연료의 연소과정에서 발생하는 분진이 외부로 배출되지 않으므로 대기환경오염을 줄이게 된다.

한편, 상기 배연통(170)은 상기 보조탱크(160)를 관통하도록 형성되되, 일측이 상기 연소실(120)에 연통되고, 타측이 외부로 노출되도록 형성되어, 상기 연소실(120)에서 발생된 배기가스를 외부로 배출하도록 형성된다.

더욱 상세하게 설명하면, 상기 다수의 내부연관(140)을 통과한 연소기체는 온수통(130)의 상부에서 모아져 보일러의 후측부에 마련된 상기 배연통(170)을 통해 외부로 배출되게 된다. 상기 배연통(170)은 상기 연소실(130)에서 연소된 배기가스를 배출하도록 U자형 관로를 형성하며, 관로의 하단부에 청소구(171)가 구비되어 있다.

따라서, 상기 배연통(170)을 통과하는 배기가스에 포함된 분진이나 이물질이 상기 U자형 관로를 통과하면서 하부로 낙하되면서 쌓이게 되며, 하단부에 구비된 청소구(171)을 통해 주기적으로 배연통(170)을 소제하여 주게 되면 보일러의 효율이 향상될 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 보일러는 일정 시간 보일러의 가동이 이루어진 후, 즉 상기 연소기(110)의 작동이 멈춘 이후에는 발생되는 배기가스의 양이 많지 않아, 상기 연소실(120)에서 발생되는 배기가스가 앞서 설명한 바와 같이, 상기 내부연관(140)을 거쳐 U자형 관로를 따라 상기 배연통(170)을 통해 자연적으로 외부로 배출될 수 있다.

그런데, 본 발명의 보일러는 처음 연소가 시작되는 때에는 다량의 배기가스가 발생하게 되며, 불완전 연소가 이루어지거나 연소가 제대로 이루어지지 못해 연료를 다시 투입하여 재연소를 실시하는 경우, 처음 연소가 시작되는 경우보다 월등히 많은 양의 배기가스가 발생하게 된다.

이때, 발생된 배기가스 중 일부는 상기에서 설명하는 U자형 관로를 따라 자연적으로 배출될 수 있으나, 일부는 상기 U자형 관로를 따라 이동되지 못하고, 상기 연소실(140) 내부에 고여 있는 상태에서 상기 본체하우징(100)의 내부 구성 사이로 배기가스가 누출되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 보일러는 상기 본체하우징(100) 내부에 일측이 상기 내부연관(140)에 연통되고, 타측이 상기 배연통(170)에 연통되도록 형성되고, 상기 강제배출관(190)의 관로 상에 상기 송풍기(191)가 구비되도록 하여, 보일러가 처음 가동을 시작할 때, 일정 시간동안 상기 연소실(120)에서 발생되는 배기가스가 상기 강제배출관(190)을 통해 상기 배연통(170)으로 유동될 수 있도록 한다.

이때, 상기 강제배출관(190)은 일측이 상기 내부연관(140)의 상부와 연통되며, 타측이 상기 배연통(170)의 하부와 연통되도록 형성된다. 이에 따라 상기 연소실(120)에서 발생된 배기가스가 상기 온수통(130) 내부의 물과 열교환이 이루어진 이후 배출되어 난방효율을 더욱 높일 수 있으며, 상기 강제배출관(190)으로부터 배출되는 배기가스에 포함된 분진이나 이물질이 중량에 의해 낙하되어 상기 청소구(171)에 쌓이도록 이루어지므로 대기오염을 방지할 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 처음 보일러에서 연소를 시작하는 때, 즉, 상기 연소기(110)가 동작되는 때에는 상기 송풍기가 작동되어야 하지만, 일정 시간 연소가 이루어진 이후, 즉, 상기 연소기(110)의 동작이 멈춘 때에는 상기 송풍기가 강제적으로 연소가스를 배출할 필요가 없다.

따라서 본 발명의 보일러는 상기 연소기(110)와 상기 송풍기(191)의 전원을 연동하여, 상기 보일러의 작동과 동시에 상기 송풍기(191) 또한 작동되어 배기가스가 상기 연소실(120) 내부에 모이지 않고 바로 상기 강제배출관(190)을 통해 상기 배연통(170)으로 유동될 수 있도록 이루어지며, 연소기의 동작이 멈추면 상기 송풍기 또한 동작을 멈추도록 하여, 불필요한 전력소모를 방지하도록 한다.

한편, 상기 배연통(170)은 상기 보조탱크(160)를 관통하도록 형성되는 바, 상기 배연통(170)을 통과하는 배기가스와 상기 보조탱크(160) 내부의 물이 서로 열교환되도록 할 수 있다. 즉, 상기 배연통(170)을 둘러싸고 있는 상기 보조탱크(160) 내부에 수용된 물이 강제배출되는 배기가스가 지닌 열을 회수하여, 상기 보조탱크(160) 내부에 수용된 물이 가열되며, 이후 상기 보조탱크(160)의 물이 상기 온수통(130)으로 공급되므로, 빠른시간 내에 난방용 온수를 가열 공급할 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 온수통(130)의 내부에는 내부열교환수단(150)이 설치되어 온수통의 물과 열교환이 이루어지도록 하고 있다. 본 발명에 의하면, 상기 내부열교환수단(150)은 상기 온수통(130)과는 상호 폐쇄된 별도의 관로로서, 온수통(130) 내부의 물과 열교환이 이루어지는 과정에서 가열된 물을 온수로 사용하도록 하기 위한 것이다.

상기 내부열교환수단(150)을 이루는 코일관(151)은 상기 온수통(130)의 내부에 다수 구비된 내부연관(140)의 외측 둘레에 코일형상으로 감겨 설치되며, 상기 코일관 내부를 흐르는 물과 온수통(130) 내의 난방온수가 상호 열교환이 이루어지도록 하며, 상기 코일관(151)의 일측 끝단에는 상기 코일관(151)에 연결되어 지하수 또는 수돗물 등의 물을 공급하도록 물공급관(152)이 연결되어 있으며, 상기 코일관(151)의 다른 일측 끝단에는 상기 물공급관(150)을 통해 공급된 물이 배출되도록 하는 물배출관(153)이 연결되어 있다.

본 발명에 의하면, 상기 내부열교환수단(150)은 동절기에 온수 사용시 보일러의 가동을 통해 덥혀진 물을 사용하도록 하며, 또한 하절기에는 상기 온수통(130) 내의 물을 냉각시켜 냉방기능을 수행하도록 할 수 있다. 도 8은 본 발명에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러가 적용된 난방 및 냉방가동의 계통도로서, 상기 온수통(130)으로부터 연결된 배관인 유입관(134) 및 유출관(135)에 난방배관(300) 또는 공기조화기(310)로의 연결을 절환할 수 있는 3웨이밸브(320)가 구비된 모습을 보여주고 있다.

동절기에는, 3웨이밸브(320)를 난방배관(300)으로 절환시킨 상태에서 보일러에 의해 가열된 온수통(130)의 물을 순환시켜 방바닥의 온도를 높이는 난방온수로 사용되도록 하며, 또한, 온수통(130)의 내부에 설치되어 있는 코일관(151)이 온수통 내부의 가열된 물과 열교환되면서, 물공급관(152)을 통해 유입된 차가운 물이 열을 얻어 가열된 후 물배출관(153)을 통해 배출되어 온수로 사용되게 된다.

한편, 보일러를 사용하지 않는 하절기의 경우 보일러의 구동이 이루어지지 않아 열이 발생되지 않게 되는데, 이 경우 방바닥 온도는 건물의 실내온도보다 상대적으로 저온이므로 온수통 내부의 물을 방바닥의 난방배관으로 일정시간 강제순환시켜주면, 결과적으로 난방배관을 통해 온수통으로 순환되어온 물의 온도가 실내 온도보다 낮아지게 된다.

이후, 상기 3웨이밸브(320)를 공기조화기(310)로 절환시켜 온수통(130)의 물이 배관을 따라 실내에 구비된 냉풍기와 같은 공기조화기(310)로 공급되도록 하면, 상기 공기조화기(310)에 의한 열교환을 통해 실내의 더운 공기가 냉각되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 온수통(130) 내부의 수온이 외부 기온으로 인해 자연 상승하는 등의 상황에서, 실내보다 온도가 낮은 지하수를 공급하여 상기 코일관(151)을 흐르도록 하는 경우, 상기 온수통(130)의 내부에 저장되어 있는 물이 상기 코일관(151)의 지하수와 열교환되면서 수온이 낮아지게 되며, 수온이 낮아진 상기 온수통의 물이 유입관(134)을 통해 공기조화기로 공급되는 경우 실내의 냉방효과가 배가될 수 있다.

즉, 상기 공기조화기(310)는 주위 온도보다 낮은 온도의 물을 순환시키는 과정에서 주위 공기와의 열교환과정을 통해 실내의 온도를 낮추는 기능을 갖는 장치로서, 본 발명에 의하면, 외부기온이 높은 하절기에 3웨이밸브를 상기 공기조화기로 절환시킨 상태에서 가동하여 실내 온도를 낮추는 기능을 갖도록 할 수 있으며, 이를 통해 공기조화기를 통한 냉방효과도 얻을 수 있게 된다.

한편, 상기 온수통(130)에 일정량의 물이 저장되어 있어야 하는 특성상, 본 발명에서는 난방배관(200)을 순환하는 과정에서 소모되는 양만큼 물을 즉시 보충해 줄 수 있도록 보조탱크(160)가 구비되도록 한다.

본 발명에서 상기 보조탱크(160)는 상기 보조탱크(160)의 하부에 연결된 보충수공급관(161)을 통해 온수통(130)에 물이 공급되게 되는데, 상기 보조탱크(160)는 본체하우징(100)의 내부에 구비되도록 함으로써, 동절기에도 외부 기온으로 인해 결빙의 우려가 없도록 하여 보일러의 구동이 안정되게 이루어질 수 있도록 하며, 상기 보조탱크가 외부에 노출되지 않는 특성상 외관도 깔끔해지는 장점이 있다.

도 9a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 일부 투시도이고, 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 내부 구조를 보여주는 부분단면도이며, 도 9c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러의 개폐장치 이용 상태도이다.

본 발명은 나무필렛의 연소를 이용하여 보일러의 작동이 이루어지므로, 필연적으로 보일러의 하면에 다량의 먼지, 분진 등의 이물질이 축척된다. 물론, 보일러를 작동하지 않는 경우, 사용자가 상기 본체하우징(100)의 전면(상기 연소기(110)가 구비되는 면)을 개폐하여 청소를 실시할 수 있으나, 겨울철과 같이 연속적으로 보일러를 작동하는 시기에는 사용자가 직접 청소하는 것이 어려울 수 있다.

따라서 본 발명의 보일러는 상기 본체하우징(100)의 하면은 하면에 떨어진 이물질을 중심부로 모을 수 있는 호퍼형상으로 형성되고, 상기 본체하우징(100) 하면의 중심부에 전후방향으로 연장 형성되는 스크류(400)가 구비되어, 상기 스크류(400)의 작동에 의해 청소가 이루어질 수 있다.

즉, 상기 본체하우징(100) 하면이 상기 본체하우징(100)의 좌우 측면으로부터 상기 본체하우징(100)의 하측 중심부를 향하며 경사지게 형성되어, 상기 본체하우징(100) 내부에 존재하는 이물질이 상기 본체하우징(100)의 하면에 떨어지면, 경사에 의해 중심부로 모이게 된다. 이후, 상기 스크류(400)가 작동됨에 따라, 상기 본체하우징(100) 하면 중심부 후측에 쌓인 먼지가 점차 전측으로 이동되며, 중심부에 모인 대부분의 이물질이 용이하게 외부로 배출될 수 있다.

한편, 상기 스크류(400)를 감싸는 파이프(410)는 전방에 개폐장치(411)를 구비하여, 상기 스크류(400)가 작동하는 경우, 상기 개폐장치(411)를 개방하여 이물질이 외부로 배출될 수 있도록 이루어지며, 상기 스크류(400)가 작동하지 않는 경우, 상기 개폐장치(411)를 폐쇄하여 상기 파이프(410)을 통해 외부의 먼지 등이 보일러의 내부로 유입되지 않도록 이루어진다.

또한, 상기 개폐장치(411)는 사용자가 직접 개폐를 실시하는 수동으로 구성될 수 있으며, 또는 상기 스크류(400)가 작동하는 경우 자동으로 개방되고, 상기 스크류(400)의 작동이 멈추는 경우, 자동으로 폐쇄될 수 있도록 구성할 수 있다. 이때, 상기 개폐장치(411)는 통상적으로 파이프 등의 관로의 개폐에 사용되는 개폐장치로, 사용자의 요구에 따라 설계 실시할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 보일러에 구비되는 보충수 보조탱크의 내부에 설치된 수위자동조절장치를 나타낸 도면으로서, 상기 보조탱크(160)에 물을 공급하는 관로의 끝단부에 수위자동조절장치(200)가 설치되어 있는 모습을 보여주고 있다.

도 11는 본 발명에 따른 보일러에 구비되는 보충수 보조탱크의 내부에 설치된 수위자동조절장치의 작동상태도로서, a)는 물이 공급되는 상태를 나타내고 있고, b)는 물의 공급이 차단된 상태를 나타내고 있다.

상기 보조탱크(160)에 설치되는 수위자동조절장치(200)는, 도 9에 도시된 바와 같이 외부의 수도관로와 연결되는 유입관부(210), 물을 배출하는 배출관부(220), 이중관로턱(230), 주밸브(240), 공간부(250), 압축코일스프링(251), 격벽(260), 레버(270), 부구(280) 및 안내커버(290)로 구성되어 있다.

상기 이중관로턱(230)은 물이 통과되도록 상기 유입관부(210)와 연결되는 외부단턱관(231)과, 상기 외부단턱관(231)과 동심원을 이루며 배출관부(220)와 연결되는 내부단턱관(232)으로 이루어진다.

상기 주밸브(240)는 상기 이중관로턱(230)의 하부에 설치되며, 하부에서 작용하는 밸브작동수압에 의해 승강되며 상기 유입관부(210)와 배출관부(220)의 사이 관로를 개폐하는 기능을 하는 것으로서, 상기 유입관부(210)와 연결되는 미세통공(241)이 구비되어 있다.

상기 공간부(250)는 상기 주밸브(240)의 하부와 격벽(260)의 사이에 형성되는 공간이며, 상기 공간부(250) 내에는 압축코일스프링(251)이 설치되어 있다.

상기 압축코일스프링(251)의 하단부를 지지하며 공간부(250)를 형성하는 격벽(260)에는 배출공(261)이 구비되어 공간부(250) 내부의 물이 배출되도록 하고 있다.

상기 레버(270)는 상기 격벽(260)의 하부 일측부로부터 힌지(271)에 의해 결합되어 작동되며, 상기 배출공(261)에 대응되도록 보조밸브(272)가 구비되어 있다.

또한, 상기 레버(270)의 하단부에는 부구(280)가 설치되어 있고, 상기 레버(270)와 부구(280)의 사이에는 자력에 의해 부착되어 상호 결합 작동되도록 자석(273)이 설치되어 있으며, 상기 부구(280)에 의해 수위가 감지되면서 주밸브(240)를 개폐시켜 보조탱크(160)로 물이 공급되도록 함으로써, 일정 수위가 유지될 수 있도록 하고 있다.

상기 안내커버(290)는 상기 보조탱크(160)의 수위에 따라 승강되는 부구(280)가 일정 구간에서 안정되게 이동되도록 안내하는 역할을 한다.

이와 같은 수위자동조절장치(200)는 보조탱크(160)의 내부에 설치되어 상기 보조탱크(160)의 수위를 일정양으로 조절하여 공급되도록 한 것으로서, 상기 보조탱크(160)로부터 보충수공급관(161)을 통해 온수통(130)으로 물이 공급되는 과정에서, 상기 보조탱크(160)의 수위가 낮아지는 경우, 상기 수위자동조절장치(200)가 즉시 개방되면서 물의 보충이 이루어지도록 하고 있다.

도 11a)에 도시된 바와 같이, 보조탱크(160)의 수위가 하강하는 경우 부구(280)가 함께 하강하게 되며, 이때 레버(270)가 힌지(271)를 중심으로 회전하면서 배출공(261)을 막고 있던 보조밸브(272)가 열리게 되고, 격벽(260)에 의해 차단되어 있던 공간부(250)의 내부에 채워져 있던 물이 상기 배출공(261)을 통하여 배출되면서 공간부(250)의 압력이 낮아지게 된다.

따라서, 상기 유입관부(210)와 연결되는 외부단턱관(231)과 상기 외부단턱관(231)과 동심원을 이루고 배출관부(220)와 연결되는 내부단턱관(232)으로 이루어진 이중관로턱(230)을 막고 있던 주밸브(240)는, 상측부의 압력이 더 크므로 하강하여 열리면서 상기 유입관부(210)와 배출관부(220)가 상호 연결되며 물이 흘러 보충되게 된다.

물의 보충이 이루어지는 과정을 통해 보조탱크(160)의 수위가 상승하면 부구(280)도 함께 상승하게 되며, 도 11b)에 도시된 바와 같이 레버(270)가 힌지(271)를 중심으로 회전하면서 보조밸브(272)가 배출공(261)을 막게 된다.

동시에 상기 주밸브(240)의 상부인 유입관부(210)와 하부인 공간부(250)를 연결하도록 상기 주밸브(240)에 형성되어 있는 상기 미세통공(241)을 통해 물이 조금씩 공간부(250)로 유입되어 채워지게 되며, 이때, 물이 채워지는 과정에서 유입관부(210)와 공간부(250) 양측의 수압이 동일해지게 되면서, 상기 주밸브(240)가 상측방향으로 원활하게 이동되며 전체 관로가 차단되게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

100: 본체하우징
110: 연소기 111: 연료공급구
112: 에어공급구 113: 에어분출구
120: 연소실
130: 온수통 131: 상부판
132: 하부판 133: 둘레판
134: 유입관 135: 유출관
140: 내부연관
150: 내부열교환수단 151: 코일관
152: 물공급관 153: 물배출관
160: 보조탱크 161: 보충수공급관
170: 배연통 171: 청소구
180: 지체부재
181: 걸림대 182: 돌기
190 : 강제배출관 191: 송풍기
200: 수위자동조절장치
210: 유입관부 220: 배출관부
230: 이중관로턱
231: 외부단턱관 232: 내부단턱관
240: 주밸브 241: 미세통공
250: 공간부 251: 압축코일스프링
260: 격벽 261: 배출공
270: 레버
271: 힌지 272: 보조밸브
280: 부구
290: 안내커버
300: 난방배관
310: 공기조화기
320: 3-웨이밸브
400: 스크류
410: 파이프 411: 개폐장치

Claims (2)

1. 상부에 연료공급구(111)가 구비되며, 하부에는 에어공급부(112)에 의해 공급되는 공기가 분출되도록 다수의 에어분출공(113)이 구비된 연소기(110);
   상기 연소기(110)에서 발생된 화염이 분출되어 온수통(130)과 열교환이 이루어지도록 상기 온수통(130)의 하부에 구비된 연소실(120);
   상기 연소실(120)의 상부에 구비되며, 내부에는 다수의 내부연관(140)이 상하방향으로 구비되어 열교환이 이루어지도록 하며, 방바닥에 배치되는 난방배관(200)에 공급되어 순환하는 난방온수를 가열 저장하는 온수통(130);
   상기 온수통(130)의 내부에 설치되어 온수통의 물과 열교환이 이루어지도록 하는 내부열교환수단(150);
   보충수공급관(161)을 통해 상기 온수통(130)이 일정양의 물을 유지하도록 물을 공급하는 보조탱크(160);
   상기 연소실(120)에서 연소된 배기가스를 배출하는 배연통(170);
   일측이 상기 내부연관(140)에 연통되고 타측이 상기 배연통(170)에 연통되는 강제배출관(190); 및
   상기 강제배출관(190) 상에 구비되어, 상기 연소실(120)에서 발생된 배기가스를 상기 배연통으로 유동시키는 송풍기(191);
   상기 연소기(110), 연소실(120), 온수통(130), 보조탱크(160), 배연통(170), 강제배출관(190) 및 송풍기(191)를 내부에 수용하는 본체하우징(100);
   으로 구성되되,
   상기 연소기(110)와 상기 송풍기(191)가 서로 연동되어 동작되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 배연통(170)은,
   상기 보조탱크(160)를 상하방향으로 관통하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 강제배출이 가능한 나무펠릿 다기능 보일러.

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