KR101958087B1 - 수평형 노통연관식 화목스팀보일러 - Google Patents

수평형 노통연관식 화목스팀보일러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수평으로 눕혀진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱의 외측면 좌우양측에는 복수개의 에어토출관이 전후로 고정설치되면서 각 에어토출관의 에어토출공이 화실케이싱의 내부와 연통되게 천공되며 화실케이싱의 내측 하부에는 수평격판에 의해 구획된 바닥에어실이 설치되고 수평격판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되며 화실케이싱의 외측면 하부에는 바닥에어실과 연통되게 하부에어관이 설치된 화실부와, 화실케이싱의 후방에 연접설치되면서 내측에 화구가 전후로 관통되어 외부로부터 공급되는 에어가 예열되는 에어공급실이 구비되고 에어공급실의 외측면에는 에어토출관과 하부에어관의 후방이 연통되게 설치되어 예열된 에어가 다수개의 에어토출공과 에어토출유닛을 통해 화실케이싱의 내부로 토출하는 에어공급부와, 화실케이싱과 에어공급실의 외측을 이격되게 둘러싼 외부케이싱의 내부에 일정수위로 물이 저장되어 화실부의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 전방에는 전방회류실이 설치되고 후방 상부에는 화구와 연통되는 후방회류실이 설치되며 후방 하부에는 배기실이 설치되고 전방회류실과 후방회류실 및 배기실은 다수개의 연통관으로 연결된 하우징부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러에 관한 것이다.

Description

수평형 노통연관식 화목스팀보일러{The firewood steam boiler of flue tube-smoke type}
본 발명은 각종 우드칩, 우드펠렛, 목재 등과 같은 화목의 연소열로 내부의 물을 가열하여 스팀을 발생시키고 이때 발생되는 스팀을 산업용이나 난방용으로 공급하는 화목보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수평으로 눕혀진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱이 구비되고 화실케이싱의 외측면 좌우양측에는 복수개의 에어토출관이 전후로 고정설치되면서 각 에어토출관의 에어토출공이 화실케이싱의 내부와 연통되게 천공되며 화실케이싱의 내측 하부에는 수평격판에 의해 구획된 바닥에어실이 설치되고 수평격판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되며 화실케이싱의 외측면 하부에는 바닥에어실과 연통되게 하부에어관이 설치된 화실부와, 화실케이싱의 후방에 연접설치되면서 내측에 화구가 전후로 관통되어 외부로부터 공급되는 에어가 예열되는 에어공급실이 구비되고 에어공급실의 외측면에는 에어토출관과 하부에어관의 후방이 연통되게 설치되어 예열된 에어가 다수개의 에어토출공과 에어토출유닛을 통해 화실케이싱의 내부로 토출하는 에어공급부와, 화실케이싱과 에어공급실의 외측을 이격되게 둘러싼 외부케이싱의 내부에 일정수위로 물이 저장되어 화실부의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 전방에는 전방회류실이 설치되고 후방 상부에는 화구와 연통되는 후방회류실이 설치되며 후방 하부에는 배기실이 설치되고 전방회류실과 후방회류실 및 배기실은 다수개의 연통관으로 연결된 하우징부로 구성되는 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 전자 점화 방식 등의 제어장치에 의하여 버너가 점화된 상태로 운전되면서 물탱크를 가열시켜 스팀수 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 함으로써 건강 및 생활의 편의성을 도모하는데 사용되어 왔으나, 상기 기름 또는 가스 보일러는 연료로 사용되는 유류나 가스 등의 비용이 매우 높고 각종 전자, 전기적 구조를 갖춘 보일러로 제작됨으로써 보일러 장치의 제작비용이 높아지는 문제점들이 있어 최근에는 연료비의 부담이 적고 보일러의 제작비용이 저렴한 화목보일러가 가정용 및 산업용으로 활발하게 개발 사용되고 있는 실정이다.
그러나, 종래의 화목보일러는 화실 내부에서 화목을 연소시키는 과정에서 외부로부터 충분한 산소공급이 이루어지지 못하여 초기 발화과정에서 발화가 잘 이루어지지 않거나 화력이 약해 연소열이 낮으며, 화실 내부에 한꺼번에 많은 양의 화목을 투입할 경우 불완전 연소되면서 많은 양의 그을음이나 연기 등이 발생되는 문제점이 있고, 화실에서 발생되는 열로 난방수를 가열하는 용도로만 사용되면서 여분의 열은 외부로 손실되어 사용되는 목재의 소비량에 비하여 열효율이 낮은 문제점이 있었다.
이러한 화목보일러에 관한 종래기술로서, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0446195호에서는 통상의 노통 연관식 온수보일러에 있어서, 수평으로 위치된 통형상의 케이싱으로 내부에는 우드펠릿이 투입되어 연소되며 전면부에는 개폐도어가 설치되고 내측 하부에는 우드펠릿에 에어를 공급하면서 내측에 순환공급되는 열차단수에 의해 우드펠릿으로부터의 열이 차단되어 열변형되지 않도록 되어 있는 에어공급부가 설치된 화실과, 상기 화실의 외측 둘레와 후방을 일정간격 이격된 상태로 둘러싸고 있고 내부에는 보충수공급실로부터 공급되는 물이 저장되어 있어 상기 화실에서 발생된 연소열에 의해 내부의 물이 가열되면서 온수를 발생시키는 온수저장실을 포함하여 구성되어 있되, 상기 화실은 내측 상부에 상부쪽으로 볼록한 호형상의 열기유도판이 다수개의 연결대에 의해 화실의 상부 내주면과 일정간격 이격된 상태로 전후방향으로 길게 설치되어 있되 상기 열기유도판은 전방은 개방되고 후방은 후방차단판에 의해 막혀있어 우드펠릿에서 발생된 열기가 화실의 상부 내주면과 열기유도판 사이를 통해 순환되면서 상기 화실의 후방 좌우양측에 각각 화실과 연통되도록 설치된 후방회류실을 통해 배출되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 우드펠릿 온수보일러가 개시되었다.
그러나, 상기 종래기술은 에어공급부의 송풍기로부터 공급되는 에어가 화실의 내측 바닥면으로만 토출되어 화실 내부에 투입된 화목에 전체적인 에어공급이 원활하게 이루어지지 않아 불완전 연소되거나 연소효율이 떨어지며, 상기 에어공급부의 상부에 단순히 받침망이 올려진 상태로 화목이 연소되도록 되어 있어 연소되는 화목의 하부에 근접되게 설치된 다수개의 에어토출관이 고온의 연소열에 의해 쉽게 열변형되면서 휘어지거나 막혀 화실 내부로의 에어공급이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었고, 상기 송풍기에서 에어공급관으로 공급되는 에어가 예열되지 않은 상태로 화실 내부로 토출되어 연소효율을 저하시키는 문제점이 있으며, 또한 상기 화실의 전,후방회류실이 설치되는 부분의 개폐가 불가하여 전,후방회류실 사이를 연결하는 다수개의 상,하부연통관 내부에 끼인 타르나 그을음, 재 등을 소제하거나 손상된 부분을 보수하고자 하는 경우에는 온수저장실의 전,후면부를 해체한 후 내부를 소제하거나 수리하고 다시 재조립해야만 함으로써 많은 노동력과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로 화실케이싱의 외측면 좌우양측에 다수개의 에어토출관을 고정설치하고 각 에어토출관의 에어토출공을 화실케이싱 내부와 연통되게 천공하여 외부케이싱 내부에 저장되는 물에 의해 화실부의 연소열로부터 에어토출관의 열손상을 방지하면서 화실케이싱 내부로 에어공급이 원활하게 이루어지도록 하며, 상기 화실케이싱의 내측 하부에는 수평격판에 의해 구획된 바닥에어실을 설치하고 수평격판에는 다수개의 에어토출유닛을 설치하면서 바닥에어실의 하부에는 하부에어관을 연통되게 설치하여 하부에어관이 화실케이싱의 바닥면과 이격되게 설치되어 열손상을 방지하고 화실케이싱의 바닥면으로부터 원활한 에어의 토출이 가능하도록 하며, 또한 화실케이싱의 후방에는 에어공급실을 연접되게 설치하면서 화구가 에어공급실의 내측을 전후로 관통되게 설치하여 화구를 통해 배출되는 연소가스의 열기에 의해 에어공급실로 유입되는 에어가 예열된 상태로 공급되어 연소효율을 높이도록 하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 상기 외부케이싱의 전,후방을 각각 전체적으로 개폐하는 전방도어부와 후방도어부를 설치하여 전,후방회류실과 배기실 및 화실케이싱의 전체적인 개방으로 소제 및 수리의 편의성을 극대화하는 것에 본 발명의 다른 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 수평으로 눕혀진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱이 구비되고 화실케이싱의 외측면 좌우양측에는 복수개의 에어토출관이 전후로 고정설치되면서 각 에어토출관의 에어토출공이 화실케이싱의 내부와 연통되게 천공되며 화실케이싱의 내측 하부에는 수평격판에 의해 구획된 바닥에어실이 설치되고 수평격판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되며 화실케이싱의 외측면 하부에는 바닥에어실과 연통되게 하부에어관이 설치된 화실부와, 화실케이싱의 후방에 연접설치되면서 내측에 화구가 전후로 관통되어 외부로부터 공급되는 에어가 예열되는 에어공급실이 구비되고 에어공급실의 외측면에는 에어토출관과 하부에어관의 후방이 연통되게 설치되어 예열된 에어가 다수개의 에어토출공과 에어토출유닛을 통해 화실케이싱의 내부로 토출하는 에어공급부와, 화실케이싱과 에어공급실의 외측을 이격되게 둘러싼 외부케이싱의 내부에 일정수위로 물이 저장되어 화실부의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 전방에는 전방회류실이 설치되고 후방 상부에는 화구와 연통되는 후방회류실이 설치되며 후방 하부에는 배기실이 설치되고 전방회류실과 후방회류실 및 배기실은 다수개의 연통관으로 연결된 하우징부로 구성되는 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면 화실케이싱의 외측면 좌우양측에 다수개의 에어토출관이 고정설치되고 각 에어토출관의 에어토출공이 화실케이싱 내부와 연통되게 천공되어 있어 외부케이싱 내부에 저장되는 물에 의해 화실부의 연소열로부터 에어토출관의 열손상이 방지되면서 화실케이싱 내부로 에어공급이 원활하게 이루어지며, 상기 화실케이싱의 내측 하부에는 수평격판에 의해 구획된 바닥에어실이 설치되고 수평격판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되면서 바닥에어실의 하부에는 하부에어관이 연통설치되어 있어 하부에어관이 화실케이싱의 바닥면과 이격되게 설치되어 열손상이 방지되고 화실케이싱의 바닥면으로부터 원활한 에어의 토출이 이루어질 수 있으며, 또한 화실케이싱의 후방에는 에어공급실이 연접되게 설치되면서 화구가 에어공급실의 내측을 전후로 관통되게 설치되어 화구를 통해 배출되는 연소가스의 열기에 의해 에어공급실로 유입되는 에어가 예열된 상태로 공급되어 연소효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 외부케이싱의 전,후방에는 각각 전방도어부와 후방도어부가 설치되어 있어 전,후방회류실과 배기실 및 화실케이싱이 전체적으로 개방가능하여 소제 및 수리의 편의성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수평형 노통연관식 화목스팀보일러의 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 수평형 노통연관식 화목스팀보일러의 전방도어부가 개방된 상태의 사시개략도
도 3은 본 발명에 따른 수평형 노통연관식 화목스팀보일러의 단면개략도
도 4는 도 3의 A-A'선의 단면개략도
도 5는 도 3의 B-B'선의 단면개략도
도 6은 도 3의 C부분의 확대개략도
도 7은 본 발명에 따른 수평형 노통연관식 화목스팀보일러의 작동상태를 도시한 단면개략도
도 8은 본 발명에 따른 수평형 노통연관식 화목스팀보일러의 후방도어부가 개방된 상태의 배면개략도
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 수평형 노통연관식 화목스팀보일러(1)는 도 1 내지 8에 도시된 바와 같이 각종 우드칩, 우드펠렛, 목재 등과 같은 화목의 연소열로 내부의 물을 가열하여 스팀을 발생시키고 이때 발생되는 스팀을 산업용이나 난방용으로 공급하는 화목보일러로서, 수평으로 눕혀진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱(3)이 구비되고 화실케이싱(3)의 외측면 좌우양측에는 복수개의 에어토출관(4)이 전후로 고정설치되면서 각 에어토출관(4)의 에어토출공(5)이 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 천공되며 화실케이싱(3)의 내측 하부에는 수평격판(6)에 의해 구획된 바닥에어실(7)이 설치되고 수평격판(6)에는 다수개의 에어토출유닛(8)이 설치되며 화실케이싱(3)의 외측면 하부에는 바닥에어실(7)과 연통되게 하부에어관(9)이 설치된 화실부(2)와, 화실케이싱(3)의 후방에 연접설치되면서 내측에 화구(10)가 전후로 관통되어 외부로부터 공급되는 에어가 예열되는 에어공급실(22)이 구비되고 에어공급실(22)의 외측면에는 에어토출관(4)과 하부에어관(9)의 후방이 연통설치되어 예열된 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(8)을 통해 화실케이싱(3)의 내부로 토출되게 하는 에어공급부(21)와, 화실케이싱(3)과 에어공급실(22)의 외측을 이격되게 둘러싼 외부케이싱(27)의 내부에 물이 저장되어 화실부(2)의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 전방에는 전방회류실(28)이 설치되고 후방 상부에는 화구(10)와 연통되는 후방회류실(29)이 설치되며 후방 하부에는 배기실(30)이 설치되고 전방회류실(28)과 후방회류실(29) 및 배기실(30)은 다수개의 연통관(31)으로 연결된 하우징부(26)로 구성된다.
상기 화실부(2)는 도 2 내지 4, 6, 7에 도시된 바와 같이 각종 우드펠릿, 우드칩, 목재 등의 화목이 투입되어 연소되면서 연소열을 발생시키는 부분으로, 전후 수평으로 눕혀진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱(3)이 구비되고 화실케이싱(3)의 외측면 좌우양측에는 복수개의 에어토출관(4)이 전후로 고정설치되면서 각 에어토출관(4)의 에어토출공(5)이 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 천공되며 화실케이싱(3)의 내측 하부에는 수평격판(6)에 의해 구획된 바닥에어실(7)이 설치되고 수평격판(6)에는 다수개의 에어토출유닛(8)이 설치되며 화실케이싱(3)의 외측면 하부에는 바닥에어실(7)과 연통되게 하부에어관(9)이 설치되어 있되, 상기 화실케이싱(3)은 금속재질로 전후로 긴 원통형상의 케이싱으로 형성되어 있으며 전방이 개구된 상태로 하우징부(26)에 설치된 전방도어부(42)에 의해 개폐되도록 되어 있고 후면부 상부에는 화구(10)가 후방 외측으로 돌출되게 전후수평으로 연통 설치되어 있으며 상기 화구(10)는 에어공급부(21)의 에어공급실(22) 내측을 전후로 관통하여 하우징부(26)의 후방회류실(29)과 연통되게 설치되어 있어 화실케이싱(3)에서 발생되는 고온의 연소가스가 화구(10)를 통해 후방회류실(29)로 보내지는 과정에서 에어공급실(22)에 공급되는 외부로부터의 에어가 화구(10)의 열기에 의해 일정온도로 예열되도록 되어 있다.
또한, 상기 화구(10)는 도 3 및 7, 8에 도시된 바와 같이 에어공급실(22)을 관통하여 외측으로 돌출된 후방끝단에 후방차단판(11)이 수직으로 가로막은 상태로 설치되어 있어 화구(10)로부터 배출되는 고온의 연소가스 및 열기가 후방도어부(43)에 직접적으로 가해져 열손상되는 것을 방지하도록 되어 있되, 상기 화구(10)의 후방끝부분 좌우양측에는 각각 측면배출구(12)가 형성되어 있어 후방차단판(11)에 가로막힌 연소가스와 열기가 좌우측 측면배출구(12)를 통해 후방회류실(29)로 배출되도록 되어 있다.
상기 화실케이싱(3)은 외측면 좌우양측에 일정간격으로 복수개의 에어토출관(4)이 전후수평으로 고정부착되어 있고 상기 에어토출관(4)의 후방끝부분은 에어공급실(22)의 외측면에 천공된 에어공급홀(25)을 통해 에어(air)를 공급받도록 되어 있되, 상기 각 에어토출관(4)은 화실케이싱(3)과 맞닿은 부분에 전후 일정간격으로 다수개의 에어토출공(5)이 천공되어 있으며 각 에어토출공(5)은 화실케이싱(3)의 내부와 연통되도록 천공되어 있어 외부에 설치된 송풍기(24)로부터 에어공급실(22)로 공급되는 에어가 화구(10)를 통과하는 연소가스의 열기에 의해 예열된 상태로 각 에어토출관(4)으로 공급되면서 다수개의 에어토출공(5)을 통해 화실케이싱(3) 내부로 고르게 토출되도록 되어 있다.
또한, 상기 화실케이싱(3)은 내측 하부에 수평격판(6)이 전후수평으로 설치되어 있어 화실케이싱(3)의 바닥면을 형성하면서 수평격판(6)의 하부에 바닥에어실(7)이 구획된 상태로 설치되어 있되, 상기 화실케이싱(3)의 외측면 하부에는 하부에어관(9)이 전후수평으로 고정부착되어 있으며 하부에어관(9)의 후방끝부분은 에어공급실(22)의 외측면 하부에 천공된 에어공급홀(25)을 통해 에어를 공급받도록 되어 있고, 상기 하부에어관(9)은 화실케이싱(3)과 맞닿은 부분에 전후 일정간격으로 다수개의 에어유입홀(13)이 천공되어 있으며 각 에어유입홀(13)은 화실케이싱(3)의 바닥에어실(7)과 연통되게 천공되어 있고 수평격판(6)에는 전후좌우 일정간격으로 다수개의 에어토출유닛(8)이 관통 설치된 상태로 바닥에어실(7)로 송풍되는 에어를 화실케이싱(3)의 바닥면을 통해 상방으로 토출시키도록 되어 있다.
한편, 상기 화실케이싱(3)은 내주면에 전체적으로 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(14a)이 설치되어 있어 화실케이싱(3)에서 발생된 열을 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(26)쪽으로 전달하도록 되어 있으며, 화실케이싱(3)에서 다수개의 에어토출공(5)이 천공된 부분은 축열층(14a)에도 동일한 위치에 구멍이 천공되어 에어의 유입이 가능하도록 되어 있다.
상기 에어토출유닛(8)은 도 2, 3, 4, 6, 7에 도시된 바와 같이 수직으로 세워진 짧은 파이프형상으로 화실케이싱(3)의 수평격판(6)에 관통된 상태로 고정설치되는 통기파이프(15)가 구비되고 통기파이프(15)의 개구된 상부에는 에어토출판(16)이 설치되도록 되어 있되, 상기 에어토출판(16)은 수평으로 위치된 원판형상으로 다수개의 에어홀(17)이 천공되어 있으며 하면부 외곽부분에는 끼움턱(18)이 수직하방으로 돌출형성되어 있어 통기파이프(15)의 내주면에 끼움턱(18)이 부합되게 끼움결합되면서 에어토출판(16)이 통기파이프(15)의 상단면에 안착설치되어 도 7에 도시된 바와 같이 바닥에어실(7)로부터 송풍되는 에어가 각 통기파이프(15)를 거쳐 에어토출판(16)의 에어홀(17)을 통해 화실케이싱(3)의 내측 바닥면 상방으로 토출되도록 되어 있다.
또한, 상기 에어토출유닛(8)은 화실케이싱(3)의 수평격판(6) 상부 외측으로 돌출된 통기파이프(15)가 축열층(14a)에 의해 매설되도록 되어 있고 에어토출판(16)은 축열층(14a)의 상면부에 노출되게 설치되어 일정기간 사용과 고열에 의해 에어토출판(16)이 파손되거나 에어홀(17)이 막힌 경우 에어토출판(16)을 통기파이프(15)로부터 간편하게 분리하여 교체가능하도록 되어 있다.
한편, 상기 에어토출유닛(8)은 통기파이프(15)의 외주면에 가로 및 세로방향으로 용접부착되는 다수개의 고정철근(19)에 의해 다수개의 통기파이프(15)를 함께 연결하고 축열층(14a)에 의해 다수개의 고정철근(19)이 외부로 노출되지 않게 매립되도록 하여 연소과정에서 다수개의 통기파이프(15)가 고열에 의해 유동되거나 파손되지 않고 장기간 사용시에도 안정적인 설치상태를 유지하도록 되어 있다.
이에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 화실케이싱(3)의 내부로 토출되는 에어와 화목의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실케이싱(3) 내부에 와류가 형성되면서 화실케이싱(3)의 후면부 상부에 설치된 화구(10)를 통해 열기와 연소가스가 원활하게 이동되도록 되어 있으며, 상기와 같이 일정온도로 예열된 에어의 토출로 연소효율의 저하를 방지하면서 화실케이싱(3) 내부의 공기순환이 원활하게 이루어져 한꺼번에 많은 양의 화목이 투입될 경우에도 완전연소되면서 그을음이나 연기 등의 발생이 최소화되도록 되어 있다.
한편, 상기 화실케이싱(3)은 도 1, 2, 4에 도시된 바와 같이 일측면에 펠렛공급관(20)이 관통 설치되어 있고 상기 펠렛공급관(20)은 외부케이싱(27)의 외측으로 돌출된 상태로 통상의 펠렛공급장치(도시하지 않음)와 연결되어 펠렛공급장치로부터 펠렛이 펠렛공급관(20)을 통해 일정량씩 정량공급되도록 되어 있다.
상기 에어공급부(21)는 도 1 내지 5, 7, 8에 도시된 바와 같이 화실케이싱(3)의 내측 좌우양측 및 바닥면으로 일정온도로 예열된 에어가 토출되게 하는 부분으로, 상기 화실케이싱(3)의 후방에 연접(連接)되게 설치되면서 내측에 화구(10)가 전후로 관통되어 외부로부터 공급되는 에어가 예열되는 에어공급실(22)이 구비되고 에어공급실(22)의 외측면에는 에어토출관(4)과 하부에어관(9)의 후방이 연통설치되어 예열된 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(8)을 통해 화실케이싱(3)의 내부로 토출되게 하되, 상기 에어공급실(22)은 화실케이싱(3)과 동일,유사한 직경을 지닌 원통형의 케이싱으로 화실케이싱(3)의 외측면 후면에 맞닿은 상태로 일체로 고정설치되도록 되어 있으며 일측면에는 외부에 설치된 송풍기(24)로부터의 에어공급관(23)이 연통되게 설치되어 있어 송풍기(24)로부터 송풍되는 에어가 내측으로 유입되도록 되어 있다.
또한, 상기 에어공급실(22)은 내측을 전후로 관통한 상태로 화구(10)가 설치되어 있어 화구(10)를 통해 배출되는 고온의 연소가스 및 열기가 에어공급실(22)의 에어를 가온시켜 일정온도로 예열되도록 되어 있고 에어공급실(22)의 외측면 좌우양측 및 하부에는 다수개의 에어공급홀(25)이 천공되어 있으며 각 에어공급홀(25)은 화실케이싱(3)의 에어토출관(4)과 하부에어관(9)의 후방끝부분이 연통되게 설치되어 있어 도 5 및 7에 도시된 바와 같이 예열된 에어가 각 에어공급홀(25)을 통해 다수개의 에어토출관(4)과 하부에어관(9)으로 보내지고 각 에어토출관(4)으로 보내진 에어는 다수개의 에어토출공(5)을 통해 화실케이싱(3)의 좌우양측에서 내부로 토출되며 상기 하부에어관(9)으로 보내진 에어는 다수개의 에어유입홀(13)을 통해 바닥에어실(7)로 송풍되고 화실케이싱(3)의 바닥면에 설치된 다수개의 에어토출유닛(8)의 에어홀(17)을 통해 화실케이싱(3)의 바닥면에서 상방으로 토출되도록 되어 있다.
상기 하우징부(26)는 도 1 내지 5, 7, 8에 도시된 바와 같이 화실부(2)에서 발생된 연소열에 의해 내부에 저장된 물이 가열되어 스팀을 발생시키는 부분으로, 상기 화실케이싱(3)과 에어공급실(22)의 외측을 이격되게 둘러싼 외부케이싱(27)이 구비되고 외부케이싱(27)의 내부에는 일정수위로 물이 저장되어 화실부(2)에서 발생된 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 전방에는 전방회류실(28)이 설치되고 후방 상부에는 화구(10)와 연통되는 후방회류실(29)이 설치되며 후방 하부에는 배기실(30)이 설치되고 전방회류실(28)과 후방회류실(29) 및 배기실(30)은 다수개의 연통관(31)으로 연결되도록 되어 있다.
상기 외부케이싱(27)은 전후로 긴 원통형의 케이싱으로 화실케이싱(3)의 전방 및 에어공급실(22)의 후방을 제외한 외측 둘레를 일정간격 이격된 상태로 둘러싸고 있어 화실케이싱(3) 및 에어공급실(22)의 외주면과 외부케이싱(27)의 내주면 사이에 물이 일정수위로 저장되면서 상부에는 스팀이 저장되도록 되어 있으며, 상기 외부케이싱(27)의 상부에는 내부에서 발생된 스팀을 산업용이나 난방용 등으로 공급하기 위한 스팀공급관(49)이 상방으로 돌출되게 설치되어 있고 외부케이싱(27)의 일측 하부에는 통상의 급수라인(도시하지 않음)과 연결되어 보충수를 공급하기 위한 급수관(35)이 외측으로 돌출되게 설치되어 있다.
또한, 상기 외부케이싱(27)은 상면부에 스팀배출변(32)이 설치되어 있어 내부의 물이 가열되면서 과도하게 생성되는 스팀을 일부 외부로 배출하여 내부의 압력이 급격하게 높아지는 것을 방지하도록 되어 있고, 상기 외부케이싱(27)의 외측면에는 상부와 하부를 연결하는 바이패스관(33)이 연통되게 설치되며 바이패스관(33)에는 통상의 제어부(도시하지 않음)와 연결된 수면계가 설치되어 있어 수면계(34)를 통해 내부에 저장된 물이 일정수위 이하로 낮아지면 급수관(35)을 통해 보충수를 공급하여 일정수위를 유지시키도록 되어 있고, 상기 외부케이싱(27)의 외측면 하부에는 통상의 밸브가 구비된 배수드레인(36)이 설치되어 있어 내부에 저장된 물을 외부로 배출 제거시 사용하도록 되어 있다.
한편, 상기 외부케이싱(27)은 외측면에 하나 또는 복수개의 소제구(37)가 개폐가능하게 설치되어 있어 내부의 물을 제거한 상태에서 소제구(37)를 통해 내부로 작업자가 진입가능하여 연통관(31) 등의 내부 수리가 가능하도록 되어 있으며, 상기 외부케이싱(27)의 외측면 하면부에는 받침프레임(38)이 고정설치되어 있어 외부케이싱(27)의 하부가 받침프레임(38)에 의해 지면으로부터 일정간격 이격되게 설치되도록 되어 있다.
상기 전방회류실(28)은 외부케이싱(27)의 전방에 설치된 공간부로서 화실케이싱(3)의 전방 외곽부분을 둘러싼 상태로 설치되어 있으며 후방회류실(29)로부터의 연소가스가 다수개의 상측 연통관(31)을 통해 내측으로 유입되도록 되어 있고 전방회류실(28)로 유입된 연소가스가 다수개의 하측 연통관(31)을 통해 배기실(30)로 회류되어 보내지도록 되어 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 고온의 연소가스가 외부케이싱(27)의 내측에 저장된 물을 전후로 가로지른 상태로 설치된 다수개의 상,하측 연통관(31)을 통해 이송되는 과정에서 폐열에 의해 외부케이싱(27)에 저장된 물을 가온시켜 스팀 발생효율을 한층더 높이도록 되어 있다.
상기 후방회류실(29)은 외부케이싱(27)의 후방 상부에 설치된 공간부로서 도 3, 7, 8에 도시된 바와 같이 외부케이싱(27)의 외측면 후방 가운데부분을 좌우수평으로 가로지른 상태로 고정설치된 횡판(39)에 의해 횡판(39)의 상측은 후방회류실(29)로 구획되고 횡판(39)의 하측은 배기실(30)로 구획되도록 되어 있으며 화실부(2)에 구비된 화구(10)의 측면배출구(12)와 연통되어 화실부(2)로부터의 연소가스가 후방회류실(29)로 유입되도록 되어 있고 다수개의 상측 연통관(31)을 통해 연소가스가 전방회류실(28)로 보내지도록 되어 있다.
상기 배기실(30)은 외부케이싱(27)의 후방 하부에 설치된 공간부로서 전방회류실(28)로부터의 연소가스가 다수개의 하측 연통관(31)을 통해 내측으로 유입되도록 되어 있고 외부케이싱(27)의 일측면 하부에 설치된 배기덕트(40)와 연통되게 설치되어 있으며 상기 배기덕트(40)에는 배풍기(41)가 연결설치되어 있어 배풍기(41)에 의해 배기덕트(40)에 모인 연소가스가 강제흡입되면서 외부로 배기되도록 되어 있다.
또한, 상기 전방회류실(28)과 후방회류실(29)과 배기실(30)의 내주면에는 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(14b)(14c)(14d)이 설치되어 있어 화실케이싱(3)에서 발생된 열을 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(26)에 전달하도록 되어 있다.
한편, 상기 하우징부(26)는 도 1 내지 3, 7, 8에 도시된 바와 같이 외부케이싱(27)의 전방과 후방에 각각 전방도어부(42)와 후방도어부(43)가 설치되어 외부케이싱(27)의 전,후방을 각각 전체적으로 개폐가능하게 하면서 전방회류실(28)과 후방회류실(29)과 배기실(30) 및 화실케이싱(3)의 전체적인 개폐로 소제 및 수리의 편의성을 극대화하도록 되어 있다.
상기 전방도어부(42)는 외부케이싱(27)의 전방에 설치되어 화실케이싱(3)과 전방회류실(28)의 개구된 전방을 개폐하도록 되어 있되, 상기 외부케이싱(27)의 전방 끝단 좌우양측에 각각 호형상의 전방회류실도어(44)가 힌지식으로 연결설치되어 있어 화실케이싱(3)의 전방 외곽부분을 둘러싼 상태로 설치된 전방회류실(28)의 개방된 전방에 부합되어 이를 개폐하도록 되어 있으며 좌우측 전방회류실도어(44)의 어느 한쪽에는 화실케이싱(3)의 개구된 전방에 부합되는 화실케이싱도어(45)가 힌지식으로 연결설치되어 있어 좌우측 전방회류실도어(44)를 닫은 상태에서도 화실케이싱도어(45)로 화실케이싱(3)의 개구된 전방을 개폐가능하도록 되어 있다.
또한, 상기 화실케이싱도어(45)는 가운데부분에 외기유입구(46)가 천공된 전방보조도어(47)가 힌지식으로 연결 설치되어 있어 전방보조도어(47)를 통해 일정크기를 지닌 목재 등의 화목을 화실케이싱(3) 내부로 투입가능하도록 되어 있고 상기 외기유입구(46)를 통해 화실케이싱(3) 내부로 외기유입이 자연스럽게 이루어지도록 하면서 화목의 연소상태를 외부에서 육안으로 점검가능하도록 되어 있다.
상기 후방도어부(43)는 외부케이싱(27)의 후방에 설치되어 후방회류실(29)과 배기실(30)의 개구된 후방을 개폐하도록 되어 있되, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 외부케이싱(27)의 후방 끝단 좌우양측에 각각 반원형의 후방회류실도어(48)가 힌지식으로 연결설치되어 있어 후방회류실(29)과 배기실(30)의 개방된 전방 좌우양측에 부합되면서 이를 개폐하도록 되어 있다.
한편, 상기 전방도어부(42)는 좌우측 전방회류실도어(44)와 화실케이싱도어(45)와 전방보조도어(47)의 내측면에 각각 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(14e)(14f)(14g)이 설치되어 있어 전방회류실(28)과 화실케이싱(3)에서 발생된 열을 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(26)에 전달하도록 되어 있고, 상기 후방도어부(43)는 좌우측 후방회류실도어(48)의 내측면에 각각 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(14h)이 설치되어 있어 후방회류실(29)과 배기실(30)에서 발생된 열을 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(26)에 전달하도록 되어 있다.
이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.
본 발명에 따른 수평형 노통연관식 화목스팀보일러(1)를 이용하여 각종 우드펠릿, 우드칩 등을 화실부(2)에 투입하여 연소하고 이 때 발생되는 연소열로 저장된 물을 가열하여 스팀을 공급하고자 하는 경우에는, 상기 화실케이싱(3)의 전방보조도어(47)나 펠렛공급관(20)을 통해 화실케이싱(3)의 내부에 적정량의 우드펠렛 등의 화목을 투입하여 연소시키면서 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 외부에 설치된 송풍기(24)를 가동시켜 에어공급관(23)을 통해 에어공급실(22)로 에어를 공급하고 에어공급실(22)로부터의 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(8)을 통해 화실케이싱(3)의 좌우양측 및 바닥면에서 토출되어 화목의 원활한 연소가 이루어지도록 하되, 상기 에어공급실(22)의 내측을 전후로 관통하여 설치된 화구(10)를 통해 배출되는 고온의 연소가스 및 열기가 에어공급실(22)로 공급되는 에어를 가온시켜 일정온도로 예열시키며 도 5 및 7에 도시된 바와 같이 예열된 에어가 각 에어공급홀(25)을 통해 다수개의 에어토출관(4)과 하부에어관(9)으로 보내지고 각 에어토출관(4)으로 보내진 에어는 다수개의 에어토출공(5)을 통해 화실케이싱(3)의 좌우양측에서 내부로 토출되며 하부에어관(9)으로 보내진 에어는 다수개의 에어유입홀(13)을 통해 바닥에어실(7)로 송풍되고 화실케이싱(3)의 바닥면에 설치된 다수개의 에어토출유닛(8)의 에어홀(17)을 통해 화실케이싱(3)의 바닥면에서 상방으로 토출됨에 따라 화실케이싱(3)의 내부로 토출되는 에어와 화목의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실케이싱(3) 내부에 와류가 형성되면서 화실케이싱(3)의 후면부 상부에 설치된 화구(10)를 통해 열기와 연소가스가 원활하게 이동된다.
상기와 같이 일정온도로 예열된 에어의 토출로 연소효율의 저하를 방지하면서 화실케이싱(3) 내부의 공기순환이 원활하게 이루어져 한꺼번에 많은 양의 화목이 투입될 경우에도 완전연소되면서 그을음이나 연기 등의 발생이 최소화된다.
또한, 상기 화실케이싱(3)에 투입된 화목의 연소를 통해 발생되는 연소열이 외부케이싱(27)의 내측에 저장된 물을 가열하여 스팀을 발생시키고 이 때 발생된 스팀은 스팀공급관(49)을 통해 외부로 보내져 산업용이나 난방용으로 공급되며, 상기 화실케이싱(3)의 화구(10)를 통해 배출되는 연소가스 및 열기는 후방차단판(11)에 가로막혀 좌우측 측면배출구(12)를 통해 후방회류실(29)로 보내지고 후방회류실(29)에서 다수개의 상측 연통관(31)을 통해 연소가스가 전방회류실(28)로 보내지며 전방회류실(28)에서 다수개의 하측 연통관(31)을 통해 배기실(30)로 보내지는 과정에서 고온의 연소가스가 외부케이싱(27)의 내측에 저장된 물을 전후로 가로지른 상태로 설치된 다수개의 상,하측 연통관(31)을 통과하면서 폐열에 의해 외부케이싱(27)에 저장된 물을 가온시켜 스팀 발생효율을 한층더 높이게 된다.
상기와 같이 배기실(30)로 보내진 연소가스는 배기실(30)의 배기덕트(40)와 연결설치된 배풍기(41)의 흡입작동에 따라 외부로 배기된다.
1. 화목스팀보일러 2. 화실부
3. 화실케이싱 4. 에어토출관
5. 에어토출공 6. 수평격판
7. 바닥에어실 8. 에어토출유닛
9. 하부에어관 10. 화구
11. 후방차단판 12. 측면배출구
13. 에어유입홀 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h. 축열층
15. 통기파이프 16. 에어토출판
17. 에어홀 18. 끼움턱
19. 고정철근 20. 펠렛공급관
21. 에어공급부 22. 에어공급실
23. 에어공급관 24. 송풍기
25. 에어공급홀 26. 하우징부
27. 외부케이싱 28. 전방회류실
29. 후방회류실 30. 배기실
31. 연통관 32. 스팀배출변
33. 바이패스관 34. 수면계
35. 급수관 36. 배수드레인
37. 소제구 38. 받침프레임
39. 횡판 40. 배기덕트
41. 배풍기 42. 전방도어부
43. 후방도어부 44. 전방회류실도어
45. 화실케이싱도어 46. 외기유입구
47. 전방보조도어 48. 후방회류실도어
49. 스팀공급관

Claims (6)

  1. 수평으로 눕혀진 통형상으로 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱(3)이 구비되고 화실케이싱(3)의 외측면 좌우양측에는 복수개의 에어토출관(4)이 전후로 고정설치되면서 각 에어토출관(4)의 에어토출공(5)이 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 천공되며 화실케이싱(3)의 내측 하부에는 수평격판(6)에 의해 구획된 바닥에어실(7)이 설치되고 수평격판(6)에는 다수개의 에어토출유닛(8)이 설치되며 화실케이싱(3)의 외측면 하부에는 바닥에어실(7)과 연통되게 하부에어관(9)이 설치된 화실부(2)와, 화실케이싱(3)의 후방에 연접설치되면서 내측에 화구(10)가 전후로 관통되어 외부로부터 공급되는 에어가 예열되는 에어공급실(22)이 구비되고 에어공급실(22)에는 에어토출관(4)과 하부에어관(9)의 후방이 연통설치되어 예열된 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(8)을 통해 화실케이싱(3)의 내부로 토출되게 하는 에어공급부(21)와, 화실케이싱(3)과 에어공급실(22)의 외측을 이격되게 둘러싼 외부케이싱(27)의 내부에 일정수위로 물이 저장되어 화실부(2)의 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 전방에는 전방회류실(28)이 설치되고 후방 상부에는 화구(10)와 연통되는 후방회류실(29)이 설치되며 후방 하부에는 배기실(30)이 설치되고 전방회류실(28)과 후방회류실(29) 및 배기실(30)은 다수개의 연통관(31)을 통해 연결된 하우징부(26)로 구성되며, 상기 에어토출유닛(8)은 수직으로 세워진 파이프형상으로 화실케이싱(3)의 수평격판(6)에 관통설치되는 통기파이프(15)가 구비되고 통기파이프(15)의 개구된 상부에는 다수개의 에어홀(17)이 천공된 에어토출판(16)이 설치되되 에어토출판(16)은 하면부 외곽부분에 통기파이프(15)의 내주면에 끼움결합되는 끼움턱(18)이 수직하방으로 돌출형성된 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화실케이싱(3)은 후면부 상부에 화구(10)가 후방 외측으로 돌출되게 연통 설치되어 있으며 상기 화구(10)는 에어공급실(22)을 관통하여 외측으로 돌출된 후방끝단에 후방차단판(11)이 수직으로 가로막은 상태로 설치되어 있되, 상기 화구(10)의 후방끝부분 좌우양측에는 각각 측면배출구(12)가 형성되어 있어 후방차단판(11)에 가로막힌 연소가스와 열기가 좌우측 측면배출구(12)를 통해 후방회류실(29)로 배출되는 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 화실케이싱(3)은 내측 하부에 수평격판(6)이 전후수평으로 설치되어 있어 화실케이싱(3)의 바닥면을 형성하면서 수평격판(6)의 하부에 바닥에어실(7)이 구획된 상태로 설치되어 있되, 상기 화실케이싱(3)의 외측면 하부에는 하부에어관(9)이 전후수평으로 고정부착되어 있으며 하부에어관(9)의 후방끝부분은 에어공급실(22)의 외측면 하부에 천공된 에어공급홀(25)을 통해 에어를 공급받으며 상기 하부에어관(9)은 화실케이싱(3)과 맞닿은 부분에 전후 일정간격으로 다수개의 에어유입홀(13)이 천공되며 각 에어유입홀(13)은 화실케이싱(3)의 바닥에어실(7)과 연통되게 천공된 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전방회류실(28)은 화실케이싱(3)의 전방 외곽부분을 둘러싼 상태로 설치되며 후방회류실(29)로부터의 연소가스가 다수개의 상측 연통관(31)을 통해 내측으로 유입되고 전방회류실(28)로 유입된 연소가스가 다수개의 하측 연통관(31)을 통해 배기실(30)로 보내지며, 상기 후방회류실(29)은 외부케이싱(27)의 외측면 후방 가운데부분을 좌우수평으로 가로지른 상태로 고정설치된 횡판(39)에 의해 횡판(39)의 상측은 후방회류실(29)로 구획되고 횡판(39)의 하측은 배기실(30)로 구획되며 화실부(2)에 구비된 화구(10)의 측면배출구(12)와 연통되어 화실부(2)로부터의 연소가스가 후방회류실(29)로 유입되고 다수개의 상측 연통관(31)을 통해 연소가스가 전방회류실(28)로 보내지며, 상기 배기실(30)은 외부케이싱(27)의 일측면 하부에 설치되면서 배풍기(41)가 연결된 배기덕트(40)와 연통 설치되는 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 하우징부(26)는 외부케이싱(27)의 전방과 후방에 각각 전방도어부(42)와 후방도어부(43)가 설치되며, 상기 전방도어부(42)는 화실케이싱(3)과 전방회류실(28)의 개구된 전방을 개폐하되 외부케이싱(27)의 전방 끝단 좌우양측에 각각 호형상의 전방회류실도어(44)가 힌지식으로 연결설치되며 좌우측 전방회류실도어(44)의 어느 한쪽에는 화실케이싱(3)의 개구된 전방에 부합되는 화실케이싱도어(45)가 힌지식으로 연결설치되고, 상기 후방도어부(43)는 후방회류실(29)과 배기실(30)의 개구된 후방을 개폐하되 외부케이싱(27)의 후방 끝단 좌우양측에 각각 반원형의 후방회류실도어(48)가 힌지식으로 연결설치되는 것을 특징으로 하는 수평형 노통연관식 화목스팀보일러.
KR1020170061353A 2017-05-18 2017-05-18 수평형 노통연관식 화목스팀보일러 KR101958087B1 (ko)

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