KR101609660B1 - 수관식 보일러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수관식 보열러에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 이웃하는 수평수관의 높이를 조절하고 수직, 수평플레이트를 형성하여 화기의 이동을 안내함에 따라 화기의 체류 시간을 증대시켜 열교환효율을 향상시키며, 화기가 상부스팀관으로 상승하여 상부스팀관을 가열함에 따라 스팀을 재가열하게 되어 배출되는 스팀의 온도가 보다 상승되는 수관식 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 구성된다.
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 구성된다.
Description
본 발명은 수관식 보일러에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 이웃하는 수평수관의 높이를 조절하고 수직, 수평플레이트를 형성하여 화기의 이동을 안내함에 따라 화기의 체류 시간을 증대시켜 열교환효율을 향상시키며, 화기가 상부스팀관으로 상승하여 상부스팀관을 가열함에 따라 스팀을 재가열하게 되어 배출되는 스팀의 온도가 보다 상승되는 수관식 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.
상기 수관식 보일러는 대용량이나 고압에 많이 사용되고 있는데, 일반적으로 국내에서는 용량이 10ton/HR, 증기압력 10㎏/㎠ 이상되는 보일러에 수관식이 선택되고 있고, 때로는 압력이 350㎏/㎠까지도 제작되고 있고, 특히 과열기를 부착, 과열증기를 생산하여 증기터빈 등의 효율을 높일 수 있다.
하지만 대부분의 수관식 보일러가 화기의 체류시간이 짧아 연료효율이 저하되고, 발생되는 스팀의 온도가 낮아 별도의 스팀가열기를 통해 가열시켜야 하는 등 보일러의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 이웃하는 수평수관의 높이를 조절하고 수직, 수평플레이트를 형성하여 화기의 이동을 안내함에 따라 화기의 체류 시간을 증대시켜 열교환효율을 향상시키며, 화기가 상부스팀관으로 상승하여 상부스팀관을 가열함에 따라 스팀을 재가열하게 되어 배출되는 스팀의 온도가 보다 상승되는 수관식 보일러에 관한 것이다.
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 구성된다.
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 중앙수관들 사이에 수평 또는 수직방향으로 설치되는 안내플레이트에 따라 배출경로가 유도된다.
아울러 상기 안내플레이트는 다수개가 배열되는 중앙수관들 중 중앙부측에 배열되는 어느 하나의 중앙수관에 수직되게 설치되어 하부측에 유입되는 화기가 상부측으로 이동하도록 안내하는 수직플레이트와, 상기 수직플레이트로 구획되는 양측의 중앙수관들 중 어느 일측의 중앙수관들에는 해당 중앙수관들의 한쌍의 수평수관 사이에 수평하게 설치되되 수직플레이트와는 일정거리 이격되게 설치되는 수평플레이트로 구성되어, 상기 수직플레이트에 의해 상부측으로 이동되는 화기가 수평플레이트를 따라 하부측으로 안내된다.
또한 상기 수직플레이트로 구획되는 양측의 중앙수관들 중 수평플레이트가 설치되지 않은 측의 중앙수관들은 해당 중앙수관들의 한쌍의 수평수관이 이웃하는 중앙수관들의 수평수관과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 수평수관들의 사이 공간으로 유입되도록 구성되며, 상기 수직플레이트로 구획되는 양측의 중앙수관들 중 수평플레이트가 설치된 측의 중앙수관들은 해당 중앙수관들의 한쌍의 수평수관 중 상부측에 배치되는 수평수관이 이웃하는 수평수관과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 수평수관들의 사이 공간으로 유입되어 하부측으로 안내되도록 구성된다.
아울러 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 형성된다.
또한 상기 한쌍의 제1분리스팀관 중 플랜지관과 연통가능하도록 연결되지 않는 제1분리스팀관에는 배출구가 형성된다.
아울러 상기 중앙수관들의 연결수관 내에는 연결수관의 일측 및 타측 내벽면에 접하는 코일스프링 형상의 제1열전도부재가 내입되거나, 상기 중앙수관들의 연결수관 내에는 연결수관의 내벽면으로부터 중심측방향으로 연장되는 제2열전도부재가 형성되되, 상기 제2열전도부재는 스크류 날개와 같이 형성되어 제2열전도부재를 따라 물이 상승하도록 구성된다.
본 발명에 따르면 이웃하는 수평수관의 높이를 조절하고 수직, 수평플레이트를 형성하여 화기의 이동을 안내함에 따라 화기의 체류 시간을 증대시켜 열교환효율을 향상시키는 효과가 있다.
아울러 화기가 상부스팀관으로 상승하여 상부스팀관을 가열함에 따라 스팀을 재가열하여 배출되는 스팀의 온도를 보다 상승시키는 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 수관식 보일러를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수관식 보일러의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 수관식 보일러의 하부수관, 중앙수관, 상부스팀관의 결합 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 이동하는 경로는 나타내는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B' 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 3의 C-C' 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수관식 보일러를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 8의 D-D' 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부스팀관의 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나사선관이 설치된 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 따라 나사선관이 설치된 연결수관을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 14에 따라 나사선관과 연결수관 간이 체결되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 14에 따라 나사선관이 연결수관과 결합된 상태의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수관식 보일러의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 수관식 보일러의 하부수관, 중앙수관, 상부스팀관의 결합 모습을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 이동하는 경로는 나타내는 도 1의 A-A' 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B' 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 3의 C-C' 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수관식 보일러를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 8의 D-D' 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부스팀관의 분해사시도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나사선관이 설치된 과정을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14에 따라 나사선관이 설치된 연결수관을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 14에 따라 나사선관과 연결수관 간이 체결되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 도 14에 따라 나사선관이 연결수관과 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 수관식 보일러를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수관식 보일러의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 수관식 보일러의 하부수관, 중앙수관, 상부스팀관의 결합 모습을 나타내는 사시도이다.
아울러 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 화기가 이동하는 경로는 나타내는 도 1의 A-A' 단면도이고, 도 6은 도 3의 B-B' 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 3의 C-C' 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수관식 보일러(100)는 크게 하부수관(10), 중앙수관(20), 상부스팀관(30) 및 외부하우징(40)으로 구성된다.
본 발명에 따른 수관식 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.
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.
한편 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)들 사이에 수평 또는 수직방향으로 설치되는 안내플레이트(50)에 따라 배출경로가 유도되는데, 이러한 안내플레이트(50)는 다수개가 배열되는 중앙수관(20)들 중 중앙부측에 배열되는 어느 하나의 중앙수관(20)에 수직되게 설치되어 하부측에 유입되는 화기가 상부측으로 이동하도록 안내하는 수직플레이트(51)와, 상기 수직플레이트(51)로 구획되는 양측의 중앙수관(20)들 중 어느 일측의 중앙수관(20)들에는 해당 중앙수관(20)들의 한쌍의 수평수관(22) 사이에 수평하게 설치되되 수직플레이트(51)와는 일정거리 이격되게 설치되는 수평플레이트(52)로 구성되어, 상기 수직플레이트(51)에 의해 상부측으로 이동되는 화기가 수평플레이트(52)를 따라 하부측으로 안내된다.
아울러 상기 수직플레이트(51)로 구획되는 양측의 중앙수관(20)들 중 수평플레이트(52)가 설치되지 않은 측의 중앙수관(20)들은 해당 중앙수관(20)들의 한쌍의 수평수관(22)이 이웃하는 중앙수관(20)들의 수평수관(22)과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 수평수관(22)들의 사이 공간으로 유입되도록 구성되며, 상기 수직플레이트(51)로 구획되는 양측의 중앙수관(20)들 중 수평플레이트(52)가 설치된 측의 중앙수관(20)들은 해당 중앙수관(20)들의 한쌍의 수평수관(22) 중 상부측에 배치되는 수평수관(22)이 이웃하는 수평수관(22)과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 수평수관(22)들의 사이 공간으로 유입되어 하부측으로 안내되도록 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(34) 중 어느 하나의 연결스팀관(34)에는 배출구(32)가 형성되되, 해당 연결스팀관(34)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되지 않도록 형성되고 다른 하나의 연결스팀관(34)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 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수관식 보일러를 나타내는 사시도이며, 도 9는 도 8의 평면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 스팀이 이동하는 경로를 나타내는 도 8의 D-D' 단면도이며, 도 11은 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.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이며, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2열전도부재가 설치된 모습을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 수관식 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 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 나사선관이 설치된 과정을 나타내는 도면이며, 도 15는 도 14에 따라 나사선관이 설치된 연결수관을 나타내는 도면이고, 도 16은 도 14에 따라 나사선관과 연결수관 간이 체결되는 과정을 나타내는 도면이며, 도 17은 도 14에 따라 나사선관이 연결수관과 결합된 상태의 단면도이다.
도면을 참고하면 본 실시예에 따른 수관식 보일러(100)는 연결수관(23)에 나사선 형태의 절개부가 형성되고 해당 절개부 상에 결합되는 나사선관(95)이 구비된다.
상기 나사선관(95)은 상기 연결수관(23)의 절개부 내측에 위치되며 일정 수용공간을 가지는 함몰부(96)와 상기 함몰부(96)에 연장되어 연결수관(23)의 내벽면에 접하여 고정되는 플랜지부(97)로 구성된다.
이러한 함몰부(96)의 수용공간은 도면에 도시된 바와 같이 단면이 삼각형 형태로 구성될 수 있으며, 이외에 다른 형태도 가능함은 물론이다.
이와 같은 함몰부(96)의 함몰 공간 만큼 보다 화기가 연결수관(23) 내로 더 전달됨에 따라 가열 접촉면적이 보다 증대되게 되며 이러한 가열 접촉면적 증대는 가열 시간 및 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
아울러 상기 연결수관(23)의 절개부측 상부 또는 하부측에 형성되는 절개홈(23a) 및 수용포켓(23b)과 나사선관(95)의 플랜지부(97) 외측에 돌출되는 돌출편(95a)이 형성된다.
상기 나사선관(95)을 연결수관(23)의 내측 절개부 상에 위치시킨 후 절개홈(23a)에 돌출편(95a)이 관통되어 일정각도 회전함에 따라 상기 수용포켓(23b) 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 23 : 연결수관
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 51 : 수직플레이트
52 : 수평플레이트 60 : 수위측정부
70 : 압력측정부 80 : 제1열전도부재
90 : 제2열전도부재 100 : 수관식 보일러
11a : 유입구 12 : 제2하부수관
20 : 중앙수관 21 : 수직수관
22 : 수평수관 23 : 연결수관
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 51 : 수직플레이트
52 : 수평플레이트 60 : 수위측정부
70 : 압력측정부 80 : 제1열전도부재
90 : 제2열전도부재 100 : 수관식 보일러
Claims (11)
- 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 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 연결형성되며,
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)들 사이에 수평 또는 수직방향으로 설치되는 안내플레이트(50)에 따라 배출경로가 유도되고,
상기 안내플레이트(50)는 다수개가 배열되는 중앙수관(20)들 중 중앙부측에 배열되는 어느 하나의 중앙수관(20)에 수직되게 설치되어 하부측에 유입되는 화기가 상부측으로 이동하도록 안내하는 수직플레이트(51)와, 상기 수직플레이트(51)로 구획되는 양측의 중앙수관(20)들 중 어느 일측의 중앙수관(20)들에는 해당 중앙수관(20)들의 한쌍의 수평수관(22) 사이에 수평하게 설치되되 수직플레이트(51)와는 일정거리 이격되게 설치되는 수평플레이트(52)로 구성되어, 상기 수직플레이트(51)에 의해 상부측으로 이동되는 화기가 수평플레이트(52)를 따라 하부측으로 안내되며,
상기 수직플레이트(51)로 구획되는 양측의 중앙수관(20)들 중 수평플레이트(52)가 설치되지 않은 측의 중앙수관(20)들은 해당 중앙수관(20)들의 한쌍의 수평수관(22)이 이웃하는 중앙수관(20)들의 수평수관(22)과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 수평수관(22)들의 사이 공간으로 유입되도록 구성되며,
상기 수직플레이트(51)로 구획되는 양측의 중앙수관(20)들 중 수평플레이트(52)가 설치된 측의 중앙수관(20)들은 해당 중앙수관(20)들의 한쌍의 수평수관(22) 중 상부측에 배치되는 수평수관(22)이 이웃하는 수평수관(22)과 같은 높이로 형성되지 않도록 형성하여 화기가 수평수관(22)들의 사이 공간으로 유입되어 하부측으로 안내되도록 구성되되,
상기 연결수관(23)에는 나사선 형태의 절개부가 형성되고 해당 절개부 상에 나사선관(95)이 결합되며, 상기 나사선관(95)은 상기 연결수관(23)의 절개부 내측에 위치되며 일정 수용공간을 가지는 함몰부(96)와 상기 함몰부(96)에 연장되어 연결수관(23)의 내벽면에 접하여 고정되는 플랜지부(97)로 이루어지고,
상기 연결수관(23)의 절개부측 상부 또는 하부측에 형성되는 절개홈(23a) 및 수용포켓(23b)과 나사선관(95)의 플랜지부(97) 외측에 돌출되는 돌출편(95a)이 형성되어 상기 나사선관(95)을 연결수관(23)의 내측 절개부 상에 위치시킨 후 절개홈(23a)에 돌출편(95a)이 관통되어 일정각도 회전함에 따라 상기 수용포켓(23b) 내측으로 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 수관식 보일러.
- 제1항에 있어서,
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 구성되는 것을 특징으로 하는 수관식 보일러.
- 제2항에 있어서,
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 수관식 보일러.
- 제2항에 있어서,
상기 한쌍의 연결스팀관(34) 중 어느 하나의 연결스팀관(34)에는 배출구(32)가 형성되되, 해당 연결스팀관(34)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되지 않도록 형성되고 다른 하나의 연결스팀관(34)과 이와 연결되는 한쌍의 스팀수집관(33) 간에는 서로 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수관식 보일러.
- 제3항에 있어서,
상기 한쌍의 제1분리스팀관(37a) 중 플랜지관(36)과 연통가능하도록 연결되지 않는 제1분리스팀관(37a)에는 배출구(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수관식 보일러. - 삭제
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20200108683A (ko) | 2019-03-11 | 2020-09-21 | 배한길 | 수직형 수관식 보일러 |
| KR102388562B1 (ko) * | 2021-11-09 | 2022-04-20 | (주)창화에너지 | 사이클론 집진기를 포함한 연소 시스템 |
| RU2805943C2 (ru) * | 2023-02-20 | 2023-10-24 | Ришат Сафуанович Шаймухаметов | Котел |
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| KR200414128Y1 (ko) * | 2006-01-27 | 2006-04-17 | 주식회사 화진 | 이중관 온수 보일러 |
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