KR101958092B1 - 수직형 노통연관식 화목스팀보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱의 외측면에 다수개의 에어토출관이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관에는 화실케이싱의 내부와 연통되게 다수개의 에어토출공이 천공되며 화실케이싱의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되고 화실케이싱의 하면부에는 다수개의 에어토출유닛으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실이 설치된 화실부와, 화실케이싱의 외측을 이격되게 둘러싼 상태로 내부에 물이 저장되어 화실부의 연소열로 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하는 외부케이싱의 내측 상부에 화실케이싱의 상부와 다수개의 제1연통관을 통해 연통되는 상부회류실이 설치되고 상부회류실의 후방에는 격판에 의해 구획된 배기실이 설치되며 내측 하부에는 하부회류실이 설치되며 상부회류실과 배기실은 다수개의 제2,3연통관을 통해 하부회류실과 연통설치되며 외부케이싱의 후방 외측면에는 배기실과 연통되게 배기연도가 설치된 하우징부와, 외부케이싱의 하부에 설치되면서 바닥에어실과 연통되는 에어공급실이 구비되고 에어공급실의 상부는 각 에어토출관의 하부와 연통설치되어 송풍기에 의해 에어공급실로 공급되는 에어가 다수개의 에어토출공과 에어토출유닛을 통해 화실케이싱의 내부로 토출되게 하는 에어공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 수직형 노통연관식 화목스팀보일러에 관한 것이다.

Description

수직형 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 수직으로 세워진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱의 외측면에 다수개의 에어토출관이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관에는 화실케이싱의 내부와 연통되게 다수개의 에어토출공이 천공되며 화실케이싱의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되고 화실케이싱의 하면부에는 다수개의 에어토출유닛으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실이 설치된 화실부와, 화실케이싱의 외측을 이격되게 둘러싼 상태로 내부에 물이 저장되어 화실부의 연소열로 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하는 외부케이싱의 내측 상부에 화실케이싱의 상부와 다수개의 제1연통관을 통해 연통되는 상부회류실이 설치되고 상부회류실의 후방에는 격판에 의해 구획된 배기실이 설치되며 내측 하부에는 하부회류실이 설치되며 상부회류실과 배기실은 다수개의 제2,3연통관을 통해 하부회류실과 연통설치되며 외부케이싱의 후방 외측면에는 배기실과 연통되게 배기연도가 설치된 하우징부와, 외부케이싱의 하부에 설치되면서 바닥에어실과 연통되는 에어공급실이 구비되고 에어공급실의 상부는 각 에어토출관의 하부와 연통설치되어 송풍기에 의해 에어공급실로 공급되는 에어가 다수개의 에어토출공과 에어토출유닛을 통해 화실케이싱의 내부로 토출되게 하는 에어공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 수직형 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 바닥면으로 일정하게만 토출되도록 되어 있어 화실로 투입되는 화목의 종류나 재질, 함수량, 연소상태 등에 따른 에어토출량의 조절이 불가하여 불완전 연소되거나 연소효율이 크게 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, 또한 손상된 부분의 에어토출관을 보수하고자 하는 경우에는 에어공급부를 전체적으로 해체한 후 에어토출관을 수리해야만 함으로써 보수나 수리에 많은 노동력과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로 화실케이싱의 외측면에 다수개의 에어토출관을 고정설치하고 각 에어토출관의 에어토출공을 화실케이싱 내부와 연통되게 천공하여 외부케이싱 내부에 저장된 물에 의해 화실부의 연소열로부터 에어토출관의 열손상을 방지하면서 화실케이싱 내부로 에어공급이 원활하게 이루어지도록 하며, 상기 화실케이싱의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛을 설치하면서 다수개의 에어토출유닛으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실을 설치하여 연소되는 화목의 종류나 연소상태 등에 따라 에어공급실을 통해 바닥에어실로 공급되는 에어의 유입량을 조절하고, 외부케이싱의 상부에는 상부회류실과 격판에 의해 구획된 배기실을 구비하고 하부에는 하부회류실을 구비하며 제1연통관에 의해 화실케이싱과 상부회류실이 상하 연통되게 하고 상부회류실과 배기실을 제2,3연통관에 의해 하부회류실과 상하 연통되게 하여 화실케이싱에서 발생된 열기 및 연소가스가 상부회류실과 하부회류실을 거쳐 배기실로 보내지고 배기연도를 통해 배출되면서 외부케이싱 내측에 저장된 물의 가열효율을 높이는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 수직으로 세워진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱의 외측면에 다수개의 에어토출관이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관에는 화실케이싱의 내부와 연통되게 다수개의 에어토출공이 천공되며 화실케이싱의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되고 화실케이싱의 하면부에는 다수개의 에어토출유닛으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실이 설치된 화실부와, 화실케이싱의 외측을 이격되게 둘러싼 상태로 내부에 물이 저장되어 화실부의 연소열로 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하는 외부케이싱의 내측 상부에 화실케이싱의 상부와 다수개의 제1연통관을 통해 연통되는 상부회류실이 설치되고 상부회류실의 후방에는 격판에 의해 구획된 배기실이 설치되며 내측 하부에는 하부회류실이 설치되며 상부회류실과 배기실은 다수개의 제2,3연통관을 통해 하부회류실과 연통설치되며 외부케이싱의 후방 외측면에는 배기실과 연통되게 배기연도가 설치된 하우징부와, 외부케이싱의 하부에 설치되면서 바닥에어실과 연통되는 에어공급실이 구비되고 에어공급실의 상부는 각 에어토출관의 하부와 연통설치되어 송풍기에 의해 에어공급실로 공급되는 에어가 다수개의 에어토출공과 에어토출유닛을 통해 화실케이싱의 내부로 토출되게 하는 에어공급부로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 화실케이싱의 외측면에 다수개의 에어토출관이 고정설치되고 각 에어토출관의 에어토출공이 화실케이싱 내부와 연통되게 천공되어 있어 외부케이싱 내부에 저장된 물에 의해 화실부의 연소열로부터 에어토출관의 열손상을 방지하면서 화실케이싱 내부로 에어공급이 원활하게 이루어질 수 있으며, 상기 화실케이싱의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛이 설치되면서 다수개의 에어토출유닛으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실이 설치되어 있어 연소되는 화목의 종류나 연소상태 등에 따라 에어공급실을 통해 바닥에어실로 공급되는 에어의 유입량을 조절할 수 있하고, 외부케이싱의 상부에는 상부회류실과 격판에 의해 구획된 배기실이 구비되고 하부에는 하부회류실이 구비되며 제1연통관에 의해 화실케이싱과 상부회류실이 상하 연통되고 상부회류실과 배기실을 제2,3연통관에 의해 하부회류실과 상하 연통되어 화실케이싱에서 발생된 열기 및 연소가스가 상부회류실과 하부회류실을 거쳐 배기실로 보내지고 배기연도를 통해 배출되면서 외부케이싱 내측에 저장된 물의 가열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수직형 노통연관식 화목스팀보일러의 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 수직형 노통연관식 화목스팀보일러의 상부 개폐뚜껑이 개방된 상태의 사시개략도
도 3은 본 발명에 따른 수직형 노통연관식 화목스팀보일러의 종단면개략도
도 4는 도 3의 A-A'선의 단면개략도
도 5는 도 3의 B-B'선의 단면개략도
도 6은 도 3의 C-C'부분의 단면개략도
도 7은 도 3의 D부분의 확대개략도
도 8은 본 발명에 따른 수직형 노통연관식 화목스팀보일러의 에어공급부를 통해 화실케이싱으로 에어가 공급되는 상태의 종단면개략도
도 9는 본 발명에 따른 수직형 노통연관식 화목스팀보일러의 화실케이싱으로부터의 열기와 연소가스가 배기되는 상태의 종단면개략도

이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 수직형 노통연관식 화목스팀보일러(1)는 도 1 내지 9에 도시된 바와 같이 각종 우드칩, 우드펠렛, 목재 등과 같은 화목의 연소열로 내부의 물을 가열하여 스팀을 발생시키고 이때 발생되는 스팀을 산업용이나 난방용으로 공급하는 화목보일러로서, 수직으로 세워진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱(3)의 외측면에 다수개의 에어토출관(4)이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관(4)에는 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 다수개의 에어토출공(5)이 천공되며 화실케이싱(3)의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛(6)이 설치되고 화실케이싱(3)의 하면부에는 다수개의 에어토출유닛(6)으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실(13)이 설치된 화실부(2)와, 화실케이싱(3)의 외측을 이격되게 둘러싼 상태로 내부에 물이 저장되어 화실부(2)의 연소열로 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하는 외부케이싱(28)의 내측 상부에 화실케이싱(3)의 상부와 다수개의 제1연통관(29)을 통해 연통되는 상부회류실(30)이 설치되고 상부회류실(30)의 후방에는 격판(31)에 의해 구획된 배기실(32)이 설치되며 내측 하부에는 하부회류실(33)이 설치되며 상부회류실(30)과 배기실(32)은 다수개의 제2,3연통관(34)(35)을 통해 하부회류실(33)과 연통설치되며 외부케이싱(28)의 후방 외측면에는 배기실(32)과 연통되게 배기연도(36)가 설치된 하우징부(27)와, 외부케이싱(28)의 하부에 설치되면서 바닥에어실(13)과 연통되는 에어공급실(49)이 구비되고 에어공급실(49)의 상부는 각 에어토출관(4)의 하부와 연통설치되어 송풍기(50)에 의해 에어공급실(49)로 공급되는 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 내부로 토출되게 하는 에어공급부(48)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, 수직으로 세워진 통형상으로 내부에 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱(3)이 구비되고 화실케이싱(3)의 외측면에는 다수개의 에어토출관(4)이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관(4)에는 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 다수개의 에어토출공(5)이 천공되며 화실케이싱(3)의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛(6)이 설치되고 화실케이싱(3)의 하면부에는 다수개의 에어토출유닛(6)으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실(13)이 설치되어 있다.

상기 화실케이싱(3)은 금속재질로 된 상하로 긴 원통형의 케이싱으로 형성되고 상면부에는 다수개의 제1연통관(29)이 수직상방으로 연통설치되어 있어 화실케이싱(3)의 화목연소시 발생되는 열기와 연소가스가 다수개의 제1연통관(29)을 통해 하우징부(27)의 상부회류실(30)로 보내지도록 되어 있으며, 화실케이싱(3)의 전방 상부에는 연료투입로(7)가 외부케이싱(28)의 내측을 관통하여 외측으로 노출되게 설치되고 연료투입로(7)의 끝부분에는 연료투입구(8)가 힌지식으로 개폐가능하게 연결설치되어 있어 연료투입구(8)와 연료투입로(7)를 통해 화실케이싱(3)의 내부로 크기가 큰 목재 등의 연료를 투입하도록 되어 있으며, 상기 연료투입구(8)에는 외기유입홀(9)이 천공되어 있어 외기유입홀(9)을 통해 화실케이싱(3)의 내측으로 외기유입이 자연스럽게 이루어지도록 하면서 연료의 연소상태를 외부에서 육안으로 확인가능하도록 되어 있고, 상기 화실케이싱(3)의 전방 하부에는 소제통로(10)가 외부케이싱(28)의 내측을 관통하여 외측으로 노출되게 설치되며 소제통로(10)의 끝부분에는 화실소제구(11)가 힌지식으로 개폐가능하게 연결설치되어 있어 연소 후 화실케이싱(3) 내부에 연소되지 않고 남아있는 재나 이물질을 화실소제구(11)와 소제통로(10)를 통해 제거하도록 되어 있다.

또한, 상기 화실케이싱(3)은 외측면에 일정간격으로 다수개의 에어토출관(4)이 수직으로 세워진 상태로 고정부착되어 있고 상기 에어토출관(4)의 하방끝부분은 에어공급실(49)의 상부 외측면에 천공된 에어공급홀(52)과 연통되게 연결설치되면서 에어(air)를 공급받도록 되어 있되, 상기 각 에어토출관(4)은 화실케이싱(3)과 맞닿은 부분에 상하 일정간격으로 다수개의 에어토출공(5)이 천공되어 있으며 각 에어토출공(5)은 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 천공되어 있어 외부에 설치된 송풍기(50)로부터 에어공급실(49)로 공급되는 에어가 각 에어토출관(4)으로 공급되면서 다수개의 에어토출공(5)을 통해 화실케이싱(3) 내부로 고르게 토출되도록 되어 있다.

또한, 상기 화실케이싱(3)은 내측 바닥면에 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(12a)이 설치되어 있어 화실케이싱(3)에서 발생된 열을 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(27)쪽으로 전달하도록 되어 있으며, 화실케이싱(3)에서 다수개의 에어토출공(5)이 천공된 부분은 축열층(12a)에도 동일한 위치에 구멍이 천공되어 에어의 유입이 가능하도록 되어 있다.

한편, 상기 연료투입로(7)와 소제통로(10)의 내주면에도 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(12b)(12c)이 설치되어 있어 화실케이싱(3)에서 발생된 열을 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(27)쪽으로 전달하도록 되어 있다.

또한, 상기 화실케이싱(3)은 바닥판에 다수개의 에어토출유닛(6)이 관통 설치되어 에어공급부(48)의 에어공급실(49)로부터의 에어가 바닥에어실(13)을 통해 유입량이 조절되면서 각 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 바닥면에서 상방으로 토출되도록 되어 있되, 각 에어토출유닛(6)은 도 3, 6, 7에 도시된 바와 같이 수직으로 세워진 짧은 파이프형상으로 화실케이싱(3)의 바닥판에 관통된 상태로 고정설치되는 통기파이프(14)가 구비되고 통기파이프(14)의 개구된 상부에는 에어토출판(15)이 설치되며 상기 에어토출판(15)은 수평으로 위치된 원판형상으로 다수개의 에어홀(16)이 천공되어 있고 하면부 외곽부분에는 끼움턱(17)이 수직하방으로 돌출형성되어 있어 통기파이프(14)의 내주면에 끼움턱(17)이 부합되게 끼움결합되면서 에어토출판(15)이 통기파이프(14)의 상단면에 안착설치되어 도 7에 도시된 바와 같이 바닥에어실(13)로부터 송풍되는 에어가 각 통기파이프(14)를 거쳐 에어토출판(15)의 에어홀(16)을 통해 화실케이싱(3)의 내측 바닥면 상방으로 토출되도록 되어 있다.

또한, 상기 에어토출유닛(6)은 화실케이싱(3)의 바닥판 상부 외측으로 일정길이 돌출된 통기파이프(14)가 축열층(12a)에 의해 매설되도록 되어 있고 에어토출판(15)은 축열층(12a)의 상면부에 노출되게 설치되어 일정기간 사용과 고열에 의해 에어토출판(15)이 파손되거나 에어홀(16)이 막힌 경우 에어토출판(15)을 통기파이프(14)로부터 간편하게 분리하여 교체가능하도록 되어 있다.

한편, 상기 에어토출유닛(6)은 통기파이프(14)의 외주면에 가로 및 세로방향으로 용접부착되는 다수개의 고정철근(18)에 의해 다수개의 통기파이프(14)를 함께 연결하고 축열층(12a)에 의해 다수개의 고정철근(18)이 외부로 노출되지 않게 매립되도록 되어 있어 연소과정에서 다수개의 통기파이프(14)가 고열에 의해 유동되거나 파손되지 않고 장기간 사용시에도 안정적인 설치상태를 유지하도록 되어 있다.

이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 상기 다수개의 에어토출관(4)과 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 측면과 바닥면에서 내부로 토출되는 에어와 화목의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실케이싱(3) 내부에 와류가 형성되면서 화실케이싱(3)의 상면부에 연통되게 설치된 다수개의 제1연통관(29)을 통해 열기와 연소가스가 원활하게 상승이동되도록 되어 있으며, 상기 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, 5에 도시된 바와 같이 일측면에 펠렛공급관(19)이 관통되게 설치되어 있고 상기 펠렛공급관(19)은 외부케이싱(28)을 관통하여 외측으로 돌출된 상태로 통상의 펠렛공급장치(도시하지 않음)와 연결되어 펠렛공급장치로부터 펠렛이 펠렛공급관(19)을 통해 일정량씩 정량공급되도록 되어 있다.

또한, 상기 바닥에어실(13)은 도 3에 도시된 바와 같이 화실케이싱(3)의 하면부에 다수개의 에어토출유닛(6)을 감싼 상태로 하방으로 돌출되게 설치되며 바닥에어실(13)의 하면부에는 수직하방으로 회동축(21)이 회전가능하게 설치되고 회동축(21)이 설치된 부분을 중심으로 바닥에어실(13)의 하면부에는 방사상으로 복수개의 에어유입홀(20)이 일정간격으로 천공되어 있되, 상기 회동축(21)의 하부는 에어공급실(49)의 하면부 외측으로 관통되게 설치되며 회동축(21)의 상부에는 바닥에어실(13)의 하면부에 맞닿은 상태로 복수개의 통풍홀(23)이 방사상으로 천공된 에어조절판(22)이 축설되고 회동축(21)의 하부끝단에는 전방 수평방향으로 조절레버(24)가 연결설치되어 있어 조절레버(24)를 통해 회동축(21)을 회전시킴에 따라 에어조절판(22)에 의해 에어유입홀(20)의 개폐정도가 조절되면서 연소되는 화목의 종류나 재질, 함수량, 연소상태 등에 따라 에어공급실(49)로부터 바닥에어실(13)로 공급되는 에어의 유입량을 조절가능하도록 되어 있다.

한편, 상기 바닥에어실(13)은 전방에 에어실소제통로(25)가 설치되어 있어 외부케이싱(28)의 내측을 관통하여 외측으로 노출되게 설치되며 에어실소제통로(25)의 끝부분에는 에어실소제구(26)가 개폐가능하게 설치되어 있어 연소 후 다수개의 에어토출유닛(6)을 통해 바닥에어실(13)로 떨어진 재나 이물질을 에어실소제구(26)와 에어실소제통로(25)를 통해 제거하도록 되어 있다.

상기 하우징부(27)는 도 1 내지 6, 8, 9에 도시된 바와 같이 화실부(2)에서 발생된 연소열로 내부에 저장된 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 부분으로, 상기 화실케이싱(3)의 외측을 일정간격 이격되게 둘러싼 외부케이싱(28)이 구비되고 외부케이싱(28)의 내부에는 일정수위로 물이 저장되어 화실부(2)에서 발생된 연소열에 의해 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하며 외부케이싱(28)의 내측 상부에는 화실케이싱(3)의 상부와 다수개의 제1연통관(29)을 통해 연통되는 상부회류실(30)이 설치되고 상부회류실(30)의 후방에는 격판(31)에 의해 구획된 배기실(32)이 설치되며 내측 하부에는 하부회류실(33)이 설치되며 상부회류실(30)과 배기실(32)은 다수개의 제2,3연통관(34)(35)을 통해 하부회류실(33)과 연통설치되며 외부케이싱(28)의 후방 외측면에는 배기실(32)과 연통되게 배기연도(36)가 설치되어 있다.

상기 외부케이싱(28)은 금속재질로 된 수직으로 세워진 원통형의 케이싱으로 화실케이싱(3)의 외측 둘레를 일정간격 이격되게 둘러싼 상태로 설치되어 화실케이싱(3)의 외주면과 외부케이싱(28)의 내주면 사이에 물이 일정수위로 저장되면서 상부에는 스팀이 저장되도록 되어 있으며, 상기 외부케이싱(28)의 외측면 상부끝부분에는 내부에서 발생된 스팀을 산업용이나 난방용 등으로 공급하기 위한 스팀공급관(37)이 상방으로 돌출되게 설치되어 있고 외부케이싱(28)의 일측면 하부에는 통상의 급수라인(도시하지 않음)과 연결되어 보충수를 공급하기 위한 급수관(38)이 외측으로 돌출되게 설치되어 있다.

또한, 상기 외부케이싱(28)은 외측면 상부에 압력계(39)와 스팀배출변(도시하지 않음)이 설치되어 있어 압력계(39)를 통해 내부의 압력을 확인하면서 내부의 물이 가열되어 과도하게 생성되는 스팀을 스팀배출변을 통해 일부 외부로 배출시켜 내부의 압력이 급격하게 높아지는 것을 방지하도록 되어 있고, 상기 외부케이싱(28)의 외측면에는 상부와 하부를 연결하는 바이패스관(40)이 연통되게 설치되며 바이패스관(40)에는 통상의 제어부(도시하지 않음)와 연결된 수면계(41)가 설치되어 있어 수면계(41)를 통해 내부에 저장된 물이 일정수위 이하로 낮아지면 급수관(38)을 통해 보충수를 공급하여 일정수위를 유지시키도록 되어 있고, 상기 외부케이싱(28)의 외측면 하부에는 통상의 밸브가 구비된 배수드레인(42)이 설치되어 있어 내부에 저장된 물을 외부로 배출 제거시 사용하도록 되어 있다.

한편, 상기 외부케이싱(28)은 외측면에 하나 또는 복수개의 점검구(43)가 개폐가능하게 설치되어 있어 내부의 물을 제거한 상태에서 점검구(43)를 통해 내부 수리가 가능하도록 되어 있다.

상기 상부회류실(30)은 화실케이싱(3)의 상부에 일정간격 이격된 상태로 외부케이싱(28)의 내측 상부에 설치되며 하면부 가운데부분은 화실케이싱(3)의 상면부와 다수개의 제1연통관(29)을 통해 연통되게 설치되어 화실케이싱(3)의 화목연소시 발생되는 열기와 연소가스가 다수개의 제1연통관(29)을 통해 상승이동하여 상부회류실(30)로 보내지도록 되어 있고 상부회류실(30)의 하면부 좌우양측은 하부회류실(33)의 상면부와 다수개의 제2연통관(34)을 통해 연통되게 설치되어 상부회류실(30)로 유입된 열기와 연소가스가 다수개의 제2연통관(34)을 통해 하강이동하여 하부회류실(33)로 보내지도록 되어 있으며, 상기 상부회류실(30)의 후방에는 격판(31)에 의해 구획된 배기실(32)이 설치되고 상기 배기실(32)의 하면부는 하부회류실(33)의 상면부와 다수개의 제3연통관(35)을 통해 연통되게 설치되어 하부회류실(33)로 유입된 열기와 연소가스가 다수개의 제3연통관(35)을 통해 상승이동하여 배기실(32)로 유입되며 외부케이싱(28)의 후방 외측면에 배기실(32)과 연통되게 설치된 배기연도(36)를 통해 배기실(32)로 유입된 연소가스가 다시 하강이동하면서 배출구(44)를 통해 배기되도록 되어 있다.

이에 따라 도 9에 도시된 바와 같이 고온의 연소가스가 외부케이싱(28)의 내측에 저장된 물을 상하로 가로지른 상태로 설치된 다수개의 제1,2,3연통관(29)(34)(35)을 통해 이송되는 과정에서 폐열에 의해 외부케이싱(28)에 저장된 물을 가온시켜 스팀 발생효율을 한층더 높이도록 되어 있다.

또한, 상기 배기연도(36)는 하부에 설치된 배출구(44)에 통상의 배풍기(도시하지 않음)가 연결설치되어 상기 배풍기에 의해 배기실(32)과 배기연도(36)의 연소가스를 강제흡입하여 배기효율을 높이도록 되어 있다.

상기 상부회류실(30)과 배기실(32)은 상부에 개폐뚜껑(45)에 의해 개폐가능하게 설치되면서 내부의 소제 및 수리의 편의성을 높이도록 되어 있으며, 상기 개폐뚜껑(45)의 상면부에는 견인고리(46)가 설치되어 있어 크레인 등의 장비(도시하지 않음)로 개폐뚜껑(45)를 용이하게 들어올려 개폐시키도록 되어 있다.

또한, 상기 하부회류실(33)은 화실케이싱(3)의 하부를 둘러싼 상태로 외부케이싱(28)의 내측 하부에 설치되고 후방에는 하나 또는 복수개의 회류실소제구(47)가 외부케이싱(28)의 외측으로 노출되게 설치되어 있어 회류실소제구(47)를 통해 하부회류실(33) 내부에 연소되지 않고 남아있는 재나 이물질을 제거하도록 되어 있으며, 상기 하방회류실(33)의 내측 바닥면에는 일정두께를 지닌 내화벽돌, 캐스터블, 내화몰탈 등으로 된 축열층(12d)이 설치되어 있어 연소가스의 열기를 저장하여 장시간동안 서서히 하우징부(27)에 전달하도록 되어 있다.

상기 에어공급부(48)는 도 1 내지 6, 8, 9에 도시된 바와 같이 화실케이싱(3)의 측면 및 바닥면으로 에어가 공급되게 하는 부분으로, 상기 외부케이싱(28)의 하부에 설치되면서 바닥에어실(13)과 연통되는 에어공급실(49)이 구비되고 에어공급실(49)의 상부는 각 에어토출관(4)의 하부와 연통되게 설치되어 송풍기(50)에 의해 에어공급실(49)로 공급되는 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 내부로 토출되도록 되어 있되, 상기 에어공급실(49)은 내부가 빈 케이싱형태로 화실부(2)와 하우징부(27)를 하부에서 받침지지하도록 되어 있으며 일측에는 외부에 설치된 송풍기(50)로부터의 에어공급관(51)이 연통되게 설치되어 있어 송풍기(50)로부터 송풍되는 에어가 내측으로 유입되도록 되어 있다.

상기 에어공급실(49)은 상부가 화실케이싱(3)의 하면부 외곽부분에 연결 설치되면서 바닥에어실(13)의 외측을 일정간격 이격되게 둘러싼 상태로 설치되며 에어공급실(49)의 외측면 상부에는 다수개의 에어공급홀(52)이 천공되어 있고 각 에어공급홀(52)은 화실케이싱(3)의 에어토출관(4) 하부끝부분이 연통되게 설치되어 있어 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 에어공급실(49)의 에어가 에어공급홀(52)을 통해 각 에어토출관(4)으로 보내지도록 되어 있으며, 이와 함께 상기 에어공급실(49)로 공급되는 에어는 바닥에어실(13)의 하면부에 설치된 에어조절판(22)의 통풍홀(23)과 에어유입홀(20)을 거쳐 바닥에어실(13)의 내측으로 에어의 유입량이 임의로 조절된 상태로 유입되고 바닥에어실(13)의 내측으로 유입된 에어는 화실케이싱(3)의 바닥판에 설치된 다수개의 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 내측 바닥면에서 상방으로 토출되도록 되어 있다.

또한, 상기 에어공급실(49)은 하면부에는 다수개의 받침프레임(53)이 고정설치되어 있어 에어공급실(49)의 하부가 받침프레임(53)에 의해 지면으로부터 일정간격 이격되게 설치되도록 되어 있다.

이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.

본 발명에 따른 수직형 노통연관식 화목스팀보일러(1)를 이용하여 각종 우드펠릿, 우드칩 등을 화실부(2)에 투입하여 연소하고 이 때 발생되는 연소열로 하우징부(27)에 저장된 물을 가열하여 스팀을 산업용 또는 난방용으로 공급하고자 하는 경우에는, 상기 화실케이싱(3)의 연료투입구(8)나 펠렛공급관(19)을 통해 화실케이싱(3)의 내부에 적정량의 우드펠렛 등의 화목을 투입하여 연소시키면서 외부에 설치된 송풍기(50)를 가동시켜 에어공급관(51)을 통해 에어공급실(49)로 에어를 공급하고 에어공급실(49)로부터의 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 측면 및 바닥면에서 토출되어 화목의 원활한 연소가 이루어지도록 하되, 도 8에 도시된 바와 같이 에어공급실(49)로 공급되는 에어는 다수개의 에어공급홀(52)을 통해 각 에어토출관(4)으로 보내지고 각 에어토출관(4)으로 보내진 에어는 상하 일정간격으로 천공된 다수개의 에어토출공(5)을 통해 화실케이싱(3)의 측면에서 내부로 토출되며, 이와 함께 바닥에어실(13)의 하면부에 설치된 에어조절판(22)의 통풍홀(23)과 에어유입홀(20)을 통해 바닥에어실(13)의 내측으로 에어의 유입량이 임의로 조절된 상태로 유입되고 바닥에어실(13)의 내측으로 유입된 에어는 화실케이싱(3)의 바닥판에 설치된 다수개의 에어토출유닛(6)의 에어홀(16)을 통해 화실케이싱(3)의 내측 바닥면에서 상방으로 토출된다.

이에 따라 화실케이싱(3)의 측면과 바닥면에서 내부로 토출되는 에어와 화목의 연소시 발생되는 상승기류에 의해 화실케이싱(3) 내부에 와류가 형성되면서 화실케이싱(3)의 상면부에 연통되게 설치된 다수개의 제1연통관(29)을 통해 열기와 연소가스가 원활하게 상승이동되며 화실케이싱(3) 내부의 공기순환이 원활하게 이루어져 한꺼번에 많은 양의 화목이 투입될 경우에도 완전연소되면서 그을음이나 연기 등의 발생이 최소화된다.

또한, 상기 에어공급실(49)의 하부 전방으로 설치된 조절레버(24)를 좌우로 조작함에 따라 회동축(21)이 회전되면서 바닥에어실(13)의 하면부에 설치된 에어조절판(22)이 복수개의 에어유입홀(20)을 개방시키거나 폐쇄시키도록 되어 있어 연소되는 화목의 종류, 함수량, 연소상태 등에 따라 에어조절판(22)으로 에어유입홀(20)의 개방정도를 조절하여 바닥에어실(13)의 내측으로 유입되는 에어유입량을 임의대로 조절하게 된다.

상기 화실케이싱(3)에 투입된 화목의 연소를 통해 발생되는 연소열에 의해 외부케이싱(28)의 내측에 저장된 물이 가열되어 스팀을 발생시키고 이 때 발생된 스팀은 스팀공급관(37)을 통해 외부로 보내져 산업용이나 난방용으로 공급되며, 상기 화실케이싱(3)의 상면부에 연통설치된 다수개의 제1연통관(29)을 통해 상승이동된 연소가스와 열기는 상부회류실(30)로 유입되고 격판(31)에 의해 가로막혀 상부회류실(30)의 하면부 좌우양측에 연통설치된 다수개의 제2연통관(34)를 통해 하강이동하여 하부회류실(33)로 보내지며 하부회류실(33)에서 다수개의 제3연통관(35)을 통해 연소가스가 상승이동하여 배기실(32)로 보내지며 배기실(32)로 유입된 연소가스는 외부케이싱(28)의 후방 외측면에 배기실(32)과 연통되게 설치된 배기연도(36)를 통해 다시 하강이동하면서 배풍기의 흡입작동에 따라 배출구(44)를 통해 외부로 배기된다.

이에 따라 도 9에 도시된 바와 같이 고온의 연소가스가 외부케이싱(28)의 내측에 저장된 물을 상하로 가로지른 상태로 설치된 다수개의 제1,2,3연통관(29)(34)(35)을 통해 이송되는 과정에서 폐열에 의해 외부케이싱(28)에 저장된 물을 가온시켜 스팀 발생효율을 한층더 높이게 된다.

1. 화목스팀보일러 2. 화실부
3. 화실케이싱 4. 에어토출관
5. 에어토출공 6. 에어토출유닛
7. 연료투입로 8. 연료투입구
9. 외기유입홀 10. 소제통로
11. 화실소제구 12a, 12b, 12c, 12d. 축열층
13. 바닥에어실 14. 통기파이프
15. 에어토출판 16. 에어홀
17. 끼움턱 18. 고정철근
19. 펠렛공급관 20. 에어유입홀
21. 회동축 22. 에어조절판
23. 통풍홀 24. 조절레버
25. 에어실소제통로 26. 에어실소제구
27. 하우징부 28. 외부케이싱
29. 제1연통관 30. 상부회류실
31. 격판 32. 배기실
33. 하부회류실 34. 제2연통관
35. 제3연통관 36. 배기연도
37. 스팀공급관 38. 급수관
39. 압력계 40. 바이패스관
41. 수면계 42. 배수드레인
43. 점점구 44. 배출구
45. 개폐뚜껑 46. 견인고리
47. 회류실소제구 48. 에어공급부
49. 에어공급실 50. 송풍기
51. 에어공급관 52. 에어공급홀
53. 받침프레임

Claims (5)

1. 수직으로 세워진 통형상으로 화목이 투입되어 연소되는 화실케이싱(3)의 외측면에 다수개의 에어토출관(4)이 수직으로 고정설치되고 각 에어토출관(4)에는 화실케이싱(3)의 내부와 연통되게 다수개의 에어토출공(5)이 천공되며 화실케이싱(3)의 바닥판에는 다수개의 에어토출유닛(6)이 설치되고 화실케이싱(3)의 하면부에는 다수개의 에어토출유닛(6)으로의 에어유입량을 조절하는 바닥에어실(13)이 설치된 화실부(2)와, 화실케이싱(3)의 외측을 이격되게 둘러싼 상태로 내부에 물이 저장되어 화실부(2)의 연소열로 가열되면서 스팀을 발생시켜 외부로 공급하는 외부케이싱(28)의 내측 상부에 화실케이싱(3)의 상부와 다수개의 제1연통관(29)을 통해 연통되는 상부회류실(30)이 설치되고 상부회류실(30)의 후방에는 격판(31)에 의해 구획된 배기실(32)이 설치되며 내측 하부에는 하부회류실(33)이 설치되며 상부회류실(30)과 배기실(32)은 다수개의 제2,3연통관(34)(35)을 통해 하부회류실(33)과 연통설치되며 외부케이싱(28)의 후방 외측면에는 배기실(32)과 연통되게 배기연도(36)가 설치된 하우징부(27)와, 외부케이싱(28)의 하부에 바닥에어실(13)과 연통되게 설치된 에어공급실(49)의 상부는 각 에어토출관(4)의 하부와 연통설치되어 송풍기(50)에 의해 에어공급실(49)로 공급되는 에어가 다수개의 에어토출공(5)과 에어토출유닛(6)을 통해 화실케이싱(3)의 내부로 토출되게 하는 에어공급부(48)로 구성되며, 상기 에어토출유닛(6)은 수직으로 세워진 파이프형상으로 화실케이싱(3)의 바닥판에 관통설치되는 통기파이프(14)가 구비되고 통기파이프(14)의 개구된 상부에는 다수개의 에어홀(16)이 천공된 에어토출판(15)이 설치되되 에어토출판(15)은 하면부 외곽부분에 통기파이프(14)의 내주면에 끼움결합되는 끼움턱(17)이 수직하방으로 돌출형성되어 에어토출판(15)이 통기파이프(14)의 상단면에 안착설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 노통연관식 화목스팀보일러.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 에어토출유닛(6)은 화실케이싱(3)의 바닥판 상부 외측으로 일정길이 돌출된 통기파이프(14)가 축열층(12a)에 의해 매설되고 통기파이프(14)의 상부에 끼움결합되는 에어토출판(15)은 축열층(12a)의 상면부에 노출되게 설치되며, 상기 에어토출유닛(6)은 통기파이프(14)의 외주면에 가로 및 세로방향으로 용접부착되는 다수개의 고정철근(18)에 의해 다수개의 통기파이프(14)가 함께 연결 설치되고 축열층(12a)에 의해 다수개의 고정철근(18)이 매립되는 것을 특징으로 하는 수직형 노통연관식 화목스팀보일러.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 바닥에어실(13)은 화실케이싱(3)의 하면부에 다수개의 에어토출유닛(6)을 감싼 상태로 하방으로 돌출되게 설치되며 바닥에어실(13)의 하면부에는 수직하방으로 회동축(21)이 회전되게 설치되고 회동축(21)이 설치된 부분을 중심으로 바닥에어실(13)의 하면부에는 방사상으로 복수개의 에어유입홀(20)이 일정간격으로 천공되어 있되, 상기 회동축(21)의 상부에는 바닥에어실(13)의 하면부에 맞닿은 상태로 에어조절판(22)이 축설되고 회동축(21)의 하부끝단에는 조절레버(24)가 연결설치되어 있어 회동축(21)의 회전조절에 따라 에어조절판(22)에 의해 에어유입홀(20)이 개폐되는 것을 특징으로 하는 수직형 노통연관식 화목스팀보일러.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 하우징부(27)는 상부회류실(30)의 하면부 가운데부분이 화실케이싱(3)의 상면부와 다수개의 제1연통관(29)을 통해 연통 설치되고 상부회류실(30)의 하면부 좌우양측은 하부회류실(33)의 상면부와 다수개의 제2연통관(34)을 통해 연통되게 설치되며, 상기 하부회류실(33)은 화실케이싱(3)의 하부를 둘러싼 상태로 외부케이싱(28)의 내측 하부에 설치되고 후방에는 하나 또는 복수개의 회류실소제구(47)가 외부케이싱(28)의 외측으로 노출되게 설치되며, 상기 배기실(32)의 하면부는 하부회류실(33)의 상면부와 다수개의 제3연통관(35)을 통해 연통되게 설치되며, 상기 상부회류실(30)과 배기실(32)은 상부에 개폐뚜껑(45)에 의해 개폐가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 수직형 노통연관식 화목스팀보일러.
   

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