KR101722467B1 - 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소가 이루어지면서 물을 가열하는 제1 동체 및 제1 동체에서 배출되는 폐열을 회수하는 제2 동체로 이루어지며, 특히 연소탱크의 내부에 외부공기를 유입시킴으로써 연료의 완전연소를 도모할 수 있는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 하나의 동체를 이루는 연소탱크 및 보일러본체에서 배기되는 열기가 또 하나의 동체를 이루는 폐열회수기에 의해 회수됨에 따라 열효율이 증가하므로 온수가 신속하게 가열될 수 있고, 연료가 절감될 수 있다.

Description

이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러{BOILER WITH MULTI BODY STRUCTURE}

본 발명은 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소가 이루어지면서 물을 가열하는 제1 동체 및 제1 동체에서 배출되는 폐열을 회수하는 제2 동체로 이루어지며, 특히 연소탱크의 내부에 외부공기를 유입시킴으로써 연료의 완전연소를 도모할 수 있는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러에 관한 것이다.

최근 들어, 고가의 연료비를 절감시키기 위한 방안의 하나로 목질계 연료를 사용하는 보일러가 활발하게 개발되고 있다.

통상적인 목질계 연료를 사용한 보일러를 살펴보면,

목질계 연료를 저장하여 연소실에 공급시켜주는 연료저장장치, 상기 연료저장장치에 연료 이송관을 통해 연결되어 목질계 연료를 공급하는 이송 스크류, 상기 이송 스크류를 통하여 이송된 목질계 연료를 연소시킬 수 있는 연소실, 상기 연소실에 공기를 공급할 수 있는 송풍기, 연소실에서 연소된 연소가스를 대기로 배출시켜 주는 배풍기, 연소실에서 목질계 연료를 착화하기 위한 점화장치를 포함하여 구성된다.

이러한 통상적인 보일러는, 상기 연료저장장치에서 이송스크류를 통하여 연소실에 공급된 목질계 연료를 점화장치를 통해 연소시키면서 열기를 제공하며, 송풍기는 외부공기를 연소실 내로 강제 공급하여 연료를 원활하게 연소되도록 한다.

여기서, 연소실내에서 연소되는 목질계 연료는 가스, 혹은 석유연료와 같이 연소공기와 접하면서 즉시 연소하는 것이 아니라 연소실내에 어느 정도 연료물을 보유한 상태에서 연소가 이루어지게 되며, 계속해서 일정량이 이송스크류를 통해 연소실로 투입된다.

따라서, 목질계 연료는 쌓여진 상태에서 연소되기 시작하는 하부부터 상부로 연소이행이 이루어지게 되는데 이때, 하부층의 연소가 원활하게 중간층 및 상부층으로 진행하는데 어려움이 발생된다.

즉, 목질계 연료는 고형물의 연료로 앞서 기술한 바와 같이 가스나 석유연료와 같이 즉시 공기와 반응하여 연소를 이행할 수 있는 물질이 아니라 지속적으로 연소하는 과정에 적절한 공기를 목질계 연료에 보다 많은 면적에 공급시켜 연소를 반응시켜야 하는데, 연소실 내부에 다량의 공기를 공급시키더라도 쌓여진 내부의 연료까지 공기를 공급시킬 수 없는 문제점이 발생된다.

이러한 연소가 이행되게 되면 공기와 충분히 접촉하지 못한 상태에서 연소반응이 일어나기 때문에 연소의 불완전으로 일산화탄소의 발생 및 질소산화물의 발생도 많아지게 되어 대기로 방출되는 배기가스는 환경오염을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 통상적인 보일러는 연료의 연소가 이루어진 후 배기가스가 곧바로 외부로 배기되므로 배기가스에 잔여하는 잔열이 회수되지 못하고 배기되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1224631호 대한민국 등록특허 제10-1436424호

본 발명은 상기와 같은 선행기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로써, 연소가 이루어지면서 물이 가열되는 보일러본체로 구성된 하나의 동체와, 보일러본체에서 배기되는 열기를 회수하는 폐열회수기로 구성된 또 하나의 동체로 이루어져 다중 동체를 이루는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러를 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 연소가 이루어지는 연소탱크의 내부로 외부공기를 유입시켜서 연료의 완전연소를 도모할 수 있으며, 특히 연소탱크의 길이방향을 따라 등간격으로 외부공기를 유입시킴으로써 연소탱크에 전체적으로 외부공기가 공급될 수 있는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러를 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러는, 목질계 연료를 저장하는 연료저장기; 상기 연료저장기에 저장된 연료를 이송시켜 공급하는 연료이송기; 상기 연료이송기에서 공급된 연료의 연소가 이루어지고, 연소가스가 외부로 배기되는 배기관을 갖는 연소탱크; 상기 연소탱크를 수용하는 형태로 설치되면서 상기 연소탱크와 이격공간을 이루고, 상기 이격공간에 물을 순환시키면서 상기 연소탱크의 열기를 통해 물을 가열시키는 보일러본체; 상기 연소탱크의 배기관에서 배기되는 배기가스를 강제로 배기시키는 배풍기; 상기 배풍기와 상기 연소탱크의 배기관을 연결하여 배기가스의 이동경로를 형성하고, 상기 보일러본체에 소통가능하게 연결되어 물의 순환경로를 이루면서 배기가스의 열기를 통해 물을 가열하는 폐열회수기; 상기 연소탱크의 하부에 설치되어 상기 연료이송기에서 공급되는 연료가 적재되고, 적재된 연료의 하부에 공기공급공간이 형성되는 화격자; 상기 연소탱크의 내부로 외부공기를 강제공급하는 송풍기; 상기 송풍기와 상기 화격자를 연결하여 상기 화격자의 공기공급공간으로 공기를 공급하는 메인덕트; 및 상기 보일러본체의 외주면에 설치되어 상기 연소탱크의 내부로 외부공기를 유입시키면서 상기 연소탱크의 길이방향을 따라 등간격으로 공급하는 외부공기 유입부재;를 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 외부공기 유입부재는, 상기 보일러본체의 외주면에 수직상태로 설치되어 외부공기의 이동경로를 이루는 수직덕트; 상기 수직덕트에 연결되어 외부공기를 상기 수직덕트로 유입시키는 유입관; 상기 연소탱크의 내주면을 따라 환형을 이루면서 등간격으로 설치되어 상기 수직덕트에 소통가능하게 연결되고, 표면을 따라 복수의 분사구멍들이 관통형성되어 상기 수직덕트로 유입된 외부공기를 상기 분사구멍을 통해 상기 연소탱크의 내부에 공급하는 복수의 환형덕트; 및 상기 복수의 환형덕트들과 상기 수직덕트를 소통가능하게 연결하는 소통관;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 환형덕트는, 상기 연소탱크의 내주면과 나란한 상태를 이루는 제1면; 및 상기 수직면의 상단부 및 하단부에 각각 절곡된 상태로 상기 연소탱크의 내주면에 고정되어 상기 연소탱크의 내주면 및 상기 제1면과 함께 환형의 관체를 이루는 한 쌍의 제2면;을 포함하며, 상기 분사구멍들은, 상기 제1면을 따라 관통형성되는 제1 구멍; 및 상기 제2면을 따라 관통형성되는 제2 구멍;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 제2면은, 상기 제1면의 바깥쪽을 향해 벌어지는 형태로 절곡형성되어 외부공기가 이동하는 유로의 단면적을 상기 제1구멍측으로 갈수록 좁아지도록 할 수 있다.

예컨대, 상기 폐열회수기는, 상기 연소탱크의 배기관이 일측에 연결되면서 상기 배풍기가 타측에 연결되어 배기가스가 이동하는 가스이동공간을 가지며, 상기 가스이동공간의 양측에 구획된 상태로 각각 형성되어 상기 보일러본체에 연결되면서 물이 이동하는 한 쌍의 물순환공간을 갖는 회수기본체; 상기 회수기본체의 상단부 및 하단부에 각각 구비되어 상기 물순환공간과 상기 보일러본체를 연결하면서 물을 순환시키는 물순환관; 및 상기 회수기본체를 구성하는 상기 한 쌍의 물순환공간을 연결하면서 상기 가스이동공간을 관통상태로 횡단하여 상기 배기가스의 열기를 회수하는 복수의 폐열회수관;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 폐열회수기는, 상기 물순환관에 설치되어 전원에 의해 회전하면서 물을 강제로 순환시키는 순환펌프;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 본 발명은, 상기 화격자의 공기공급공간에 개폐가능하게 연결되어 외부공기를 유입시키고, 연소 후 재를 배출시키는 개폐구를 더 포함하며, 상기 개폐구는, 도어식으로 구성되어 상기 배풍기의 배풍량에 따라 비례식으로 개폐되면서 상기 화격자의 공기공급공간으로 연소용 공기를 유입시키고, 상기 연소탱크 내의 압력이 대기압 이상으로 상승시 차폐될 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 연소탱크의 내주면과 접선상태를 이루면서 관통형성되어 외부공기를 상기 연소탱크로 유입시키는 추가유입관; 및 상기 추가유입관에 개폐가능하게 설치되어 외부공기의 소통량을 제어하는 추가댐퍼;를 더 포함하여 구성될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러에 따르면, 하나의 동체를 이루는 연소탱크 및 보일러본체에서 배기되는 열기가 또 하나의 동체를 이루는 폐열회수기에 의해 회수됨에 따라 열효율이 증가하므로 온수가 신속하게 가열될 수 있고, 연료가 절감될 수 있다.

또한, 본 발명은 동체부가 이원으로 구성됨에 따라 어느 하나의 동체에 이상이 발생할 경우 해당 동체만을 교체할 수 있다.

또한, 본 발명은 송풍기를 통해 연소탱크의 내부로 공기가 강제공급되는 동시에 외부공기 유입부재에 의해 유입되는 외부공기가 연소탱크의 길이방향을 따라 등간격으로 공급됨에 따라 연소탱크 전체에 걸쳐서 공기가 공급되므로 연료의 연소효율이 향상되어 불완전연소에 의해 발생하는 일산화탄소의 양을 저감시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러를 나타내는 전체구성도.
도 2는 도 1에 도시된 폐열회수기를 측면에서 바라본 상태를 나타내는 종단면도.
도 3은 도 1에 도시된 연소탱크를 일부 절개하여 나타내는 절개사시도.
도 4는 본 발명의 연소탱크를 나타내는 횡단면도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러는 도 1에 도시된 바와 같이 연료저장기(100), 연료이송기(150), 연소탱크(200), 보일러본체(300), 배풍기(350), 폐열회수기(400), 화격자(260), 착화기(270), 송풍기(500), 메인덕트(550) 및 외부공기 유입부재(600)를 포함하여 구성될 수 있다.

연료저장기(100)는 목질계로 이루어진 연료를 저장하는 것으로, 예컨대 목재를 작은 입자형태로 마쇄한 후 펠릿형태로 성형한 펠릿연료가 저장될 수 있다.

연료이송기(150)는 연료저장기(100)에 저장된 연료를 후술되는 연소탱크(200)로 공급하는 구성요소로서, 예컨대 연소탱크(200)와 연료저장기(100)를 연결하는 이송관에 내장되는 스크루의 회전을 통해 연료를 연속적으로 공급한다.

이러한 연료이송기(150)는 미도시된 컨트롤러를 통해 스크루를 제어하여 연료를 공급하며, 연소탱크(200)의 내부온도나 후술되는 보일러본체(300)의 압력에 따라 스크루의 회전수를 비례제어하면서 연료를 공급한다.

연소탱크(200)는 연료의 연소가 이루어지면서 연소에 따른 열기를 제공하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 탱크형태로 형성되어 연료의 연소공간을 제공하며, 일측에 배기관(250)이 구비되어 연소가스를 외부로 배기시킨다.

여기서, 연소탱크(200)의 배기관(250)은 도 1에 도시된 바와 같이 후술되는 폐열회수기(400)가 연결되어 연소가스와 함께 배기되는 폐열을 통해 물을 예열시킨 후 연소가스를 외부로 배출시킬 수 있다.

보일러본체(300)는 연소탱크(200)의 열기를 통해 물을 가열시킴으로써 증기를 생성시키는 구성요소로서, 도 1에 도시된 바와 같이 연소탱크(200)의 외주면과 이격상태를 이루면서 연소탱크(200)를 수용하는 형태로 설치되며, 이격공간에 물을 순환시키면서 물을 가열하여 증기를 생성한다.

이러한 보일러본체(300)는 미도시된 유입구 및 유출구가 마련되어 생성된 증기를 사용처로 공급한다.

배풍기(350)은 도 1에 도시된 바와 같이 폐열회수기(400)를 매개로 연소탱크(200)의 배기관(250)에 연결되어 배기가스를 강제로 배출시킨다. 이러한 배풍기(350)는 보일러본체(300)의 부하량에 따라 비례제어되면서 배풍량이 조절될 수 있다.

폐열회수기(400)는 배기가스와 함께 배출되는 연소탱크(200)의 폐열을 회수하여 물을 가열하는 구성요소로서, 배풍기(350)와 배기관(250)을 연결하여 배기가스의 이동통로를 이루는 동시에 보일러본체(300)에 연결되어 물의 순환경로를 이룸으로써 배기가스의 폐열로 물을 가열한다.

구체적으로, 폐열회수기(400)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회수기본체(410), 물순환관(420) 및 폐열회수관(430)을 포함하여 구성될 수 있다.

회수기본체(410)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 공간을 갖는 탱크형태로 제작되어 배기관(250) 및 배풍기(350)가 소통가능하게 연결되면서 배기가스가 이동하는 가스이동공간(410a)을 갖는다. 또한, 회수기본체(410)는 가스이동공간(410a)과 구획된 상태를 이루면서 가스이동공간(410a)의 양측에 형성되는 물순환공간(410b)을 갖는다.

물순환관(420)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 회수기본체(410)의 상부 및 하부에 구비되어 보일러본체(300)와 연결되면서 보일러본체(300)의 물을 회수기본체(410)로 순환시킨다.

이러한 물순환관(420)은 도 1에 도시된 바와 같이 한 쌍을 이루면서 회수기본체(410)의 상부 및 하부에 각각 설치되는 것이 바람직하며, 이에 따라 가스이동공간(410a) 양측의 물순환공간(410b)으로 보일러본체(300)의 물을 소통시킨다.

여기서, 물순환관(420)은 도 2에 도시된 바와 같이 순환펌프(440)가 설치되어 물을 강제로 순환시킬 수도 있다.

폐열회수관(430)은 도 1에 도시된 바와 같이 한 쌍의 물순환공간(410b)을 연결하면서 가스이동공간(410a)을 횡단하여 배기가스의 열기를 회수하여 물을 가열한다.

이러한 폐열회수관(430)은 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 관체를 이루면서 가스이동공간(410a)을 횡단하여 배기가스에 잔여하는 폐열을 회수하여 물을 가열한다.

화격자(260)는 연료이송기(150)에서 공급되는 연료가 적재된 상태로 연소가 이루어지는 구성요소로, 도 1에 도시된 바와 같이 연소탱크(200)의 하부에 설치되어 연료가 적재되며, 함체형으로 형성됨에 따라 연료의 하부에 공기공급공간(260a)을 제공한다.

이러한 화격자(260)는 도 1에 도시된 바와 같이 화격자본체(261) 및 그릴(262)을 포함하여 구성될 수 있다.

화격자본체(261)는 상부 및 하부가 개구된 함체형으로 이루어져 후술되는 메인덕트(550)와 연결되면서 공기공급공간(260a)을 제공한다.

또한, 화격자본체(261)는 도 1에 도시된 바와 같이 공기공급공간(260a)에 연결되는 개폐구(260b)가 개폐가능하게 구비되어 외부공기를 공기공급공간(260a)으로 유입시킬 수 있으며, 연소 후 개폐구(260b)를 통해 재를 배출시킬 수 있도록 한다.

여기서, 개폐구(260b)는 도어식으로 구성될 수 있으며, 보일러 부하량의 크기에 따라 제어되는 배풍기(350)의 배풍량에 따라 비례적으로 개폐되면서 화격자본체(261)의 하부로 연소용 공기를 유입시킬 수 있다. 또한, 개폐구(260b)는 연소탱크(200) 내의 압력이 대기압 이상으로 상승시 차폐되면서 역화위험을 차단하도록 구성될 수도 있다.

재배출구(260b)와 연결되어 연료의 연소 후 발생하는 재를 배출시킨다.

그릴(262)은 연료가 적재되면서 공기공급공간(260a)의 공기를 소통시키는 부재로서, 화격자본체(261)의 상단에 분리가능한 상태로 안착되어 상부에 연료가 적재된다.

한편, 연소탱크(200)의 내부에는 미도시된 착화기가 설치되어 화격자(260)에 적재된 연료의 착화를 수행할 수 있다. 이러한 착화기(270)는 가스점화기나 스파크 점화기로 구성될 수 있으며, 기름을 연료로 하는 버너로 구성될 수도 있다.

또한, 연소탱크(200)는 착화기에 의한 착화를 확인할 수 있는 화염검출장치가 설치될 수도 있다.

송풍기(500)는 연소탱크(200)의 외부에 설치되어 컨트롤러에 의해 작동하면서 외부공기를 연소탱크(200)의 내부로 강제공급한다.

메인덕트(550)는 송풍기(500)의 공기를 연소탱크(200)의 내부로 안내하는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 송풍기(500)와 화격자(260)를 연결하면서 화격자(260)의 공기공급공간(260a)에 공기를 공급한다.

외부공기 유입부재(600)는 연소탱크(200)의 내부로 외부공기를 유입시키면서 연소탱크(200)의 길이방향을 따라 등간격으로 외부공기를 공급함으로써 연소탱크(200)에 전체적으로 외부공기가 유입될 수 있도록 하는 구성요소이다.

예컨대, 외부공기 유입부재(600)는 도 3에 도시된 바와 같이 수직덕트(610), 유입관(615), 환형덕트(620) 및 소통관(630)을 포함하여 구성될 수 있다.

수직덕트(610)는 외부공기의 이동경로를 이루는 것으로 보일러본체(300)의 외주면에 수직상태로 설치되면서 보일러본체(300)의 길이방향을 따라 설치된다.

유입관(615)은 도 3에 도시된 바와 같이 수직덕트(610)에 연결되어 외부공기를 수직덕트(610)로 유입시킨다.

이러한 유입관(615)은 도 3에 도시된 바와 같이 수직덕트(610)의 중앙부에 연결되는 것이 바람직하며, 수직상태를 이루면서 개구부가 하부를 향해 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 유입관(615)은 보일러본체(300)의 외주면에서 지면을 향해 개구됨에 따라 보일러본체(300) 주변의 공기가 대류현상에 의해 원활하게 유입되면서 수직덕트(610)로 공급될 수 있다.

환형덕트(620)는 수직덕트(610)로 유입된 외부공기를 연소탱크(200)의 내부에 등간격으로 공급하는 구성요소이다.

구체적으로, 환형덕트(620)는 도 3에 도시된 바와 같이 환형을 이루면서 복수로 구성되어 연소탱크(200)의 내주면을 따라 등간격으로 설치되며, 후술되는 소통관(630)을 통해 수직덕트(610)와 연결되어 외부공기가 공급되고, 표면에 복수의 분사구멍(620a)들이 관통형성되어 외부공기를 분사구멍(620a)을 통해 연소탱크(200)의 내부에 공급한다.

이러한 환형덕트(620)는 대략 'ㄷ'자 형태의 단면을 이루면서 연소탱크(200)의 내주면에 고정된다. 즉, 환형덕트(620)는 도 3에 발췌 도시된 바와 같이 연소탱크(200)의 내주면과 나란한 상태를 이루는 제1면(621)과, 제1면(621)의 양측에 절곡상태를 이루면서 연소탱크(200)의 내주면에 고정되는 제2면(622)으로 구성되어 분사구멍(620a)들이 관통형성된다.

분사구멍(620a)들은 도 3에 발췌 도시된 바와 같이 환형덕트(620)의 제1면(621)에 형성되는 제1 구멍(621a)과, 환형덕트(620)의 제2면(622)에 형성되는 제2 구멍(622a)으로 구성될 수 있다.

여기서, 제1 구멍(621a)은 제2 구멍(622a)보다 큰 관경으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 환형덕트(620)는 제1 구멍(621a)을 통해 좀 더 많은 외부공기를 연소챔버(200)의 중심을 향해 분사하고, 제2 구멍(622a)을 통해 상대적으로 적은 유량의 외부공기를 연소챔버(200)의 내주면을 향해 분사함으로써 연소챔버(200)의 내측에서 화염이 좀 더 원활하게 일어나도록 한다.

한편, 환형덕트(620)는 한 쌍의 제2면(622)이 제1면(621)의 바깥쪽을 향해 벌어지는 형태로 절곡형성될 수 있다. 즉, 환형덕트(620)는 제1 구멍(621a)을 향한 외부공기의 유로의 단면적이 점점 좁아지도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 외부공기는 베르누이의 원리에 의해 유속이 증가하면서 제1 구멍(621a)으로 분사될 수 있다.

또한, 환형덕트(620)는 연소탱크(200)의 길이방향을 따라 등간격으로 설치되면서 연소탱크(200)의 하부에서 상부로 갈수록 분사구멍(620a)들의 크기 비율이 점점 작아지도록 구성될 수 있다.

즉, 환형덕트(620)는 연료가 적재된 연소탱크(200)의 하부에 좀 더 많은 외부공기를 제공하고, 화격자(260)와 멀어질수록 외부공기의 공급유량을 상대적으로 적게 공급할 수 있다.

소통관(630)은 전술한 수직덕트(610)와 환형덕트(620)들을 제각기 연결시키는 것으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 수직덕트(610)의 폭방향을 따라 복수를 이루면서 설치되어 수직덕트(610)로 유입된 외부공기를 환형덕트(620)로 공급한다.

이러한 소통관(630)은 수직덕트(610)에서 환형덕트(620) 측으로 갈수록 관경이 점점 좁아지도록 형성되어 외부공기의 유속을 증가시킬 수도 있다.

한편, 전술한 수직덕트(610)의 유입관(615)에는 미도시된 유입관댐퍼가 설치될 수도 있다.

유입관댐퍼는 유입관(615)의 개구부를 개폐하는 부재로, 미도시된 컨트롤러의 제어에 따라 작동하여 개폐량을 제어하면서 공기의 소통량을 제어한다.

즉, 유입관댐퍼는 컨트롤러의 제어를 통해 연소탱크(200) 내부의 부하율에 대응하는 외부공기가 공급되도록 유입관(615)의 개폐량을 제어한다.

그리고, 유입관(615)에는 미도시된 온도센서가 설치되어 수직덕트(610) 또는 유입관(615)의 온도를 감지하여 유입관댐퍼에 제공할 수 있다.

이러한 온도센서는 유입관(615)으로 소통하는 공기의 온도를 감지하여 유입관댐퍼에 제공함으로써 연소탱크(200)의 열기가 유입관(615)으로 손실되는 것을 막는다.

즉, 유입관댐퍼는 온도센서에서 감지된 데이터가 허용온도의 이하일 경우 외부공기가 유입되는 것으로 판단하여 유입관(615)를 를 개방하며, 온도센서의 감지온도가 허용온도를 초과할 경우 연소탱크(200)의 열기가 배출되는 것으로 판단하여 유입관(615)를 폐쇄한다.

또한, 연소탱크(200)의 하부에는 도 1에 도시된 바와 같이 추가구성으로서 추가유입관(210)과 추가댐퍼(210a)가 설치될 수도 있다.

추가유입관(210)은 연소탱크(200)의 내주면과 접선방향으로 관통형성되어 외부공기의 유입경로를 이룰 수 있다. 이에 따라, 추가유입관(210)은 연소탱크(200)로 공급되는 외부공기를 연소탱크(200)의 내주면을 따라 선회시킴으로써 목질계 연료의 연소 효율을 향상시키고, 연소 중에 발생되는 불순물 등이 연소탱크9200)의 바닥 및 화격자(260)에 고착되는 것을 방지한다.

추가댐퍼(210a)는 추가유입관(210)을 개폐하는 부재로 미도시된 컨트롤러의 제어에 따라 작동하여 개폐량을 제어하면서 공기의 소통량을 제어할 수 있다. 즉, 추가댐퍼(210a)는 컨트롤러의 제어를 통해 개도가 조절되면서 연소탱크 내부의 부하율에 대응하는 외부공기가 공급되도록 연소용 공기의 공기량을 제어할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러에 의하면, 하나의 동체를 이루는 연소탱크(200) 및 보일러본체(300)에서 배기되는 열기가 또 하나의 동체를 이루는 폐열회수기(400)에 의해 회수됨에 따라 열효율이 증가하므로 온수가 신속하게 가열되어 연료가 절감될 수 있으며, 특히 송풍기(500)를 통해 연소탱크(200)의 내부로 공기가 강제공급되는 동시에 외부공기 유입부재(600)에 의해 유입되는 외부공기가 연소탱크(200)의 길이방향을 따라 등간격으로 공급됨에 따라 연소탱크(200) 전체에 걸쳐서 공기가 공급되므로 연료의 연소효율이 향상되어 불완전연소에 의해 발생하는 일산화탄소의 양을 저감시키는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

100 : 연료저장기
150 : 연료이송기
200 : 연소탱크
250 : 배기관
260 : 화격자
270 : 착화기
300 : 보일러본체
350 : 배풍기
400 : 폐열회수기
410 : 회수기본체
420 : 물순환관
430 : 폐열회수관
500 : 송풍기
550 : 메인덕트
600 : 외부공기 유입부재
610 : 수직덕트
615 : 유입관
620 : 환형덕트
621 : 제1면
621a : 제1 구멍
622 : 제2면
622a : 제2 구멍
630 : 소통관

Claims (8)

1. 목질계 연료를 저장하는 연료저장기;
   상기 연료저장기에 저장된 연료를 이송시켜 공급하는 연료이송기;
   상기 연료이송기에서 공급된 연료의 연소가 이루어지고, 연소가스가 외부로 배기되는 배기관을 갖는 연소탱크;
   상기 연소탱크를 수용하는 형태로 설치되면서 상기 연소탱크와 이격공간을 이루고, 상기 이격공간에 물을 순환시키면서 상기 연소탱크의 열기를 통해 물을 가열시키는 보일러본체;
   상기 연소탱크의 배기관에서 배기되는 배기가스를 강제로 배기시키는 배풍기;
   상기 배풍기와 상기 연소탱크의 배기관을 연결하여 배기가스의 이동경로를 형성하고, 상기 보일러본체에 소통가능하게 연결되어 물의 순환경로를 이루면서 배기가스의 열기를 통해 물을 가열하는 폐열회수기;
   상기 연소탱크의 하부에 설치되어 상기 연료이송기에서 공급되는 연료가 적재되고, 적재된 연료의 하부에 공기공급공간이 형성되는 화격자;
   상기 연소탱크의 내부로 외부공기를 강제공급하는 송풍기;
   상기 송풍기와 상기 화격자를 연결하여 상기 화격자의 공기공급공간으로 공기를 공급하는 메인덕트; 및
   상기 보일러본체의 외주면에 설치되어 상기 연소탱크의 내부로 외부공기를 유입시키면서 상기 연소탱크의 길이방향을 따라 등간격으로 공급하는 외부공기 유입부재;를 포함하고,
   상기 외부공기 유입부재는,
   상기 보일러본체의 외주면에 수직상태로 설치되어 외부공기의 이동경로를 이루는 수직덕트;
   상기 수직덕트에 연결되어 외부공기를 상기 수직덕트로 유입시키는 유입관;
   상기 연소탱크의 내주면을 따라 환형을 이루면서 등간격으로 설치되어 상기 수직덕트에 소통가능하게 연결되고, 표면을 따라 복수의 분사구멍들이 관통형성되어 상기 수직덕트로 유입된 외부공기를 상기 분사구멍을 통해 상기 연소탱크의 내부에 공급하는 복수의 환형덕트; 및
   상기 복수의 환형덕트들과 상기 수직덕트를 소통가능하게 연결하는 소통관;을 포함하며,
   상기 환형덕트는,
   상기 연소탱크의 내주면과 나란한 상태를 이루는 제1면; 및
   상기 제1면의 상단부 및 하단부에 각각 절곡된 상태로 상기 연소탱크의 내주면에 고정되어 상기 연소탱크의 내주면 및 상기 제1면과 함께 환형의 관체를 이루는 한 쌍의 제2면;을 포함하고,
   상기 분사구멍들은,
   상기 제1면을 따라 관통형성되는 제1 구멍; 및
   상기 제2면을 따라 관통형성되는 제2 구멍;을 포함하며,
   상기 한 쌍의 제2면은,
   상기 제1면의 바깥쪽을 향해 벌어지는 형태로 절곡형성되어 외부공기가 이동하는 유로의 단면적을 상기 제1 구멍 측으로 갈수록 좁아지도록 하는 것을 특징으로 하는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 폐열회수기는,
   상기 연소탱크의 배기관이 일측에 연결되면서 상기 배풍기가 타측에 연결되어 배기가스가 이동하는 가스이동공간을 가지며, 상기 가스이동공간의 양측에 구획된 상태로 각각 형성되어 상기 보일러본체에 연결되면서 물이 이동하는 한 쌍의 물순환공간을 갖는 회수기본체;
   상기 회수기본체의 상단부 및 하단부에 각각 구비되어 상기 물순환공간과 상기 보일러본체를 연결하면서 물을 순환시키는 물순환관; 및
   상기 회수기본체를 구성하는 상기 한 쌍의 물순환공간을 연결하면서 상기 가스이동공간을 관통상태로 횡단하여 상기 배기가스의 열기를 회수하는 복수의 폐열회수관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 폐열회수기는,
   상기 물순환관에 설치되어 전원에 의해 회전하면서 물을 강제로 순환시키는 순환펌프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 화격자의 공기공급공간에 개폐가능하게 연결되어 외부공기를 유입시키고, 연소 후 재를 배출시키는 개폐구를 더 포함하며,
   상기 개폐구는,
   도어식으로 구성되어 상기 배풍기의 배풍량에 따라 비례식으로 개폐되면서 상기 화격자의 공기공급공간으로 연소용 공기를 유입시키고, 상기 연소탱크 내의 압력이 대기압 이상으로 상승시 차폐되는 것을 특징으로 하는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 연소탱크의 내주면과 접선상태를 이루면서 관통형성되어 외부공기를 상기 연소탱크로 유입시키는 추가유입관; 및
   상기 추가유입관에 개폐가능하게 설치되어 외부공기의 소통량을 제어하는 추가댐퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이원 다중 동체 구조를 갖는 보일러.
   

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