KR102445408B1 - 복합연료 보일러 - Google Patents

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KR102445408B1
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Abstract

본 발명은 기름과 목재를 자유롭게 사용할 수 있으면서 열효율이 향상된 새로운 구조의 복합연료 보일러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 복합연료 보일러는 연소통체(12)의 내부에서 고형연료를 연소시키거나 기름버너(18)를 구동시켜, 열교환파이프(15)를 통과하는 용수와 외부케이스(11)에 저장된 물을 가열함으로써, 온수를 생산하거나 난방수로 활용할 수 있음으로, 다양한 종류의 연료를 이용할 수 있는 장점이 있다.

Description

복합연료 보일러{complex fuel boiler}
본 발명은 기름과 목재를 자유롭게 사용할 수 있으면서 열효율이 향상된 새로운 구조의 복합연료 보일러에 관한 것이다.
일반적으로, 물을 가열하여 난방수나 기타 용수를 가열하는데 사용하는 보일러는 사용하는 연료의 종류에 따라 다양한 종류의 것이 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 이러한 보일러는 연료의 종류에 따라 구조가 서로 달라서, 다양한 연료를 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 최근에는 여러 종류의 연료를 자유롭게 사용할 수 있도록 된 다양한 종류의 복합연료 보일러가 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 이러한 복합연료보일러는 구조가 복잡하고, 열효율이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
등록실용신안 20-0405015호,
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기름과 목재를 자유롭게 사용할 수 있으면서 열효율이 향상된 새로운 구조의 복합연료 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일측면에 따른 복합연료 보일러는,내부에 물이 저장되는 공간부가 형성되고, 상기 공간부가 외부의 난방배관(11a)에 연결되어, 내부에 저장된 물이 상기 난방배관(11a)을 통해 순환되어 난방 용도로 사용되는, 외부케이스(11)와, 전면이 개방되고 내부에 연소실이 형성된 통형상으로 구성되어 전면이 상기 외부케이스(11)의 전방으로 노출되도록 외부케이스(11)의 내부에 고정되고 전면에는 곱기공이 형성된 덮개(12a)가 개폐가능하게 구비된 연소통체(12)와, 전후방향으로 연장된 원통형상으로 구성되어 상기 연소통체(12)의 상부에 위치되도록 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며 제1 연결관(13a)에 의해 상기 연소통체(12)와 연결된 제1 열교환통체(13)와, 상기 제1 열교환통체(13)에서 외부케이스(11)의 상측으로 연장된 제1 배기관(14)과, 상기 제1 열교환통체(13)의 둘레면에 귄취된 상태로 용접결합되어 상기 제1 열교환통체(13)를 통과하는 연소가스의 열에 의해 가열되고 양단에는 외부의 급수관(15a)과 온수관(15b)이 연결되어 상기 급수관(15a)을 통해 공급된 물을 통과시키면서 가열하여 상기 온수관(15b)으로 배출하며, 상기 외부케이스(11)에 저장된 물과 접하는 열교환파이프(15)와, 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며 전면에는 상기 외부케이스(11)의 전방으로 연장된 연장관체(17)가 구비된 제2 열교환통체(16)와, 상기 외부 케이스(11)의 외부면에 후방으로 오목하게 형성된 오목부(11b) 내로 삽입 설치되어 상기 연장관체(17)의 전단부에 결합되며, 기름을 연소시켜 상기 연장관체(17)를 통해 상기 제2 열교환통체(16)의 내부로 고온의 연소가스를 공급하는 기름버너(18)와, 상기 제2 열교환통체(16)의 상측에 구비되며 제2 연결관(19a)을 통해 상기 제2 열교환통체(16)에 연결되는 제3 열교환통체(19)와, 상기 제3 열교환통체(19)에서 상기 외부케이스(11)의 상측으로 연장된 제2 배기관(21)과, 상기 제1 열교환통체(13)의 둘레면과 접해 있는 상기 열교환파이프(15)의 중간에서 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 연장된 배수관(22)과, 상기 배수관(22)에 구비되어 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 수위가 미리 설정된 수위 이하로 낮아지면 상기 배수관(22)을 개방하여, 상기 열교환 파이프(15)를 적어도 일부 구간 통과한 물로 상기 외부케이스(11) 내부의 수위를 조절하는 수위조절밸브(23)를 포함하며, 상기 연소통체(12)의 내부로 목재나 펠릿 등의 고형연료를 투입하여 연소시키거나, 상기 기름버너(18)를 이용하여 기름을 연소시킬 수 있도록 되며, 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물은 상기 연소통체(12)와 상기 제1 열교환통체(13)와 상기 제2 열교환통체(16)와 상기 제3 열교환통체(19)와 상기 열교환파이프(15)와 모두 접하며, 상기 제2 열교환통체(16)는 내부에 공간부가 형성된 금속재의 사각박스형태로 구성되고, 상기 공간부에는 상기 연장관체(17)를 통해 내부로 공급된 연소가스가 내부를 전후방향으로 지그재그방향으로 왕복하면서 상승되게하는 격판(16a)이 구비되고, 상기 제3 열교환통체(19)의 내부에는 전후방향으로 연장된 격판(19b)이 구비되어, 상기 제2 연결관(19a)을 통해 공급된 연소가스가 전후방으로 지그재그방향으로 왕복하면서 좌측으로 이동하여 제3 열교환통체(19)를 가열하게 하며, 상기 제3 열교환통체(19)는 측방향 폭이 상기 제2 열교환통체(16)의 측방향 폭데 비해 넓은 금속재의 사각박스형태로 구성되어, 상기 제1 열교환통체(13)의 상부와 상기 제2 열교환통체(16)의 상부를 덮도록 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며, 상기 수위조절밸브(23)는 밸브체(23a)와, 상기 밸브체(23a)에 연결되며 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 떠오르도록 된 부력체(23b)로 구성되어,상기 부력체(23b)가 미리 정해진 높이 이하로 하강되면 상기 밸브체(23a)가 개방되어, 상기 열교환파이프(15)를 통과하는 물이 상기 배수관(22)을 통해 외부케이스(11)의 내부로 배출된다.
본 발명에 따른 복합연료 보일러는 연소통체(12)의 내부에서 고형연료를 연소시키거나 기름버너(18)를 구동시켜, 열교환파이프(15)를 통과하는 용수와 외부케이스(11)에 저장된 물을 가열함으로써, 온수를 생산하거나 난방수로 활용할 수 있음으로, 다양한 종류의 연료를 이용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복합연료 보일러를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 복합연료 보일러를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 복합연료 보일러를 도시한 정단면도,
도 4는 3의 A-A선 단면을 도시한 측단면도,
도 5는 도 3의 B-B선 단면을 도시한 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 복합연료 보일러의 제3 열교환통체를 도시한 평단면도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 복합연료 보일러의 제2 실시예를 도시한 측단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 복합연료 보일러를 도시한 것으로, 내부에 물이 저장되는 공간부가 형성된 외부케이스(11)와, 전면이 개방되고 내부에 연소실이 형성된 통형상으로 구성되어 전면이 상기 외부케이스(11)의 전방으로 노출되도록 외부케이스(11)의 내부에 고정되고 전면에는 덮개(12a)가 구비된 연소통체(12)와, 전후방향으로 연장된 통형상으로 구성되어 상기 연소통체(12)의 상부에 위치되도록 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며 제1 연결관(13a)에 의해 상기 연소통체(12)와 연결된 제1 열교환통체(13)와, 상기 제1 열교환통체(13)에서 외부케이스(11)의 상측으로 연장된 제1 배기관(14)과, 상기 제1 열교환통체(13)의 둘레부에 권취되며 급수관(15a)과 온수관(15b)이 연결되는 열교환파이프(15)와, 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비된 제2 열교환통체(16)와, 상기 제2 열교환통체(16)의 전면에서 상기 외부케이스(11)의 전방으로 연장된 연장관체(17)와, 상기 연장관체(17)의 전단부에 결합되며 기름을 연소시켜 상기 연장관체(17)를 통해 상기 제2 열교환통체(16)의 내부로 고온의 연소가스를 공급하는 기름버너(18)와, 상기 제2 열교환통체(16)의 상측에 구비되며 제2 연결관(19a)을 통해 상기 제2 열교환통체(16)에 연결되는 제3 열교환통체(19)와, 상기 제3 열교환통체(19)에서 상기 외부케이스(11)의 상측으로 연장된 제2 배기관(21)으로 구성된다.
상기 외부케이스(11)는 사각형의 금속재로 구성되는 것으로, 내부에는 상기 제1 열교환통체(13)와 제3 열교환통체(19)가 감기도록 물이 저장되며, 둘레면에는 난방배관(11a)이 연결되어, 내부에 저장된 물이 상기 난방배관(11a)으로 순환되어 난방을 하도록 구성된다.
상기 연소통체(12)는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 전후방향으로 연장된 원통형으로 구성되는 것으로, 전면에 구비된 덮개(12a)는 개폐가능하게 결합되어, 덮개(12a)를 열고 내부에 목재나 펠릿을 비롯한 연소가능한 다양한 종류의 고형연료를 투입한 후, 점화시켜 연소시킬 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 덮개(12a)의 일측에는 도시 안된 급기공이 형성되어, 상기 급기공을 통해 연소통체(12)의 내부로 공기가 공급된다.
상기 제1 열교환통체(13)는 전후방향으로 연장된 원통형상으로 구성되며, 상기 제1 연결관(13a)은 연소통체(12)와 제1 열교환통체(13)의 후단부를 상호 연결하여, 상기 연소통체(12)에서 연료가 연소되면서 발생된 고온의 연소가스가 제1 열교환통체(13)의 내부로 공급되어 제1 열교환통체(13)를 가열하도록 한다.
상기 열교환파이프(15)는 상기 제1 열교환통체(13)의 둘레면에 용접결합되어 상기 제1 열교환통체(13)를 통과하는 연소가스의 열에 의해 가열되는 것으로, 양단에는 급수관(15a)과 온수관(15b)이 연결되어 상기 급수관(15a)을 통해 공급된 용수가 상기 열교환파이프(15)를 통과하면서 가열된 후 온수관(15b)으로 배출된다.
이때, 상기 급수관(15a)은 수도관에 연결되어 수도관을 통해 공급된 냉수를 상기 열교환파이프(15)로 공급한다.
그리고, 상기 온수관(15b)은 샤워기 또는 수도꼭지에 연결되어, 상기 열교환파이프(15)를 통과하면서 가열된 온수를 샤워기나 수도꼭지로 공급한다.
상기 제1 배기관(14)은 상기 제1 열교환통체(13)의 전단부 상면에서 외부케이스(11)의 상측으로 연장된다.
상기 제2 열교환통체(16)는 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 내부에 공간부가 형성된 금속재의 사각박스형태로 구성되어 상기 외부케이스(11)의 내부 우측에 구비된 것으로, 내부에는 격판(16a)이 구비되어, 상기 연장관체(17)를 통해 내부로 공급된 고온의 연소가스가 내부를 전후방향으로 지그재그방향으로 왕복하면서 상승되어 제2 열교환통체(16)를 가열하도록 구성된다.
이때, 상기 외부케이스(11)의 전방 우측에는 후방으로 오목한 오목부(11b)가 형성되고, 상기 연장관체(17)는 상기 오목부(11b)의 내부로 연장된다.
상기 기름버너(18)는 상기 외부케이스(11)에 형성된 오목부(11b)의 내부로 삽입되도록 설치되는 것으로, 기름, 즉, 등유를 연소시켜 상기 제2 열교환통체(16)의 내부로 고온의 연소가스를 공급한다.
상기 제3 열교환통체(19)는 상하방향의 높이가 낮고 측방향의 폭이 상기 제2 열교환통체(16)에 비해 넓은 금속재의 사각박스형태로 구성되어, 상기 제1 열교환통체(13)의 상부를 덮도록 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비된다.
상기 제2 연결관(19a)은 상기 제2 열교환통체(16)의 전방 상면에서 상측으로 연장되어 상기 제3 열교환통체(19)의 우측 전방 하측면에 연결된다.
이때, 상기 제3 열교환통체(19)의 내부에는 전후방향으로 연장된 격판(19b)이 구비되어, 상기 제2 연결관(19a)을 통해 공급된 고온의 연소가스가, 도 6에 도시한 바와 같이, 내부에서 전후방으로 지그재그방향으로 왕복하면서 좌측으로 이동하여 제3 열교환통체(19)를 가열하도록 구성된다.
상기 제2 배기관(21)은 상기 제1 배기관(14)의 후방에 위치되도록 상기 제3 열교환통체(19)의 좌측전방 상면에서 외부케이스(11)의 상측으로 연장된다.
따라서, 상기 연소통체(12)의 내부에 고형연료를 투입하여 연소시키면, 연료가 연소되면서 발생된 고온의 연소가스가 상기 제1 열교환통체(13)를 통과하면서 상기 열교환파이프(15)를 통과하는 용수를 일차로 가열하여, 열교환파이프(15)를 통과하는 용수를 온수로 사용할 수 있게 되며, 제1 열교환통체(13)를 통과한 연소가스는 제1 배기관(14)을 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기 제1 열교환통체(13)를 통과하는 열에 의해 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물이 부수적으로 가열되어, 외부케이스(11)의 내부에서 가열된 물을 난방배관(11a)으로 순환시켜 난방을 할 수 있다.
반대로, 상기 기름버너(18)를 구동시키면, 기름버너(18)에서 발생된 고온의 연소가스가 상기 제2 열교환통체(16)와 제3 열교환통체(19)를 통과하면서 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물을 가열한 후, 상기 제2 배기관(21)을 통해 외부로 배출된다.
따라서, 외부케이스(11)에 저장된 물을 난방배관(11a)으로 순환시켜 난방을 할 수 있다.
이때, 외부케이스(11)에 저장된 물의 온도가 상승됨에 따라, 상기 열교환파이프(15)를 통과하는 용수가 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물에 의해 간접적으로 가열되어, 온수를 사용할 수 있다.
이와 같이 구성된 복합연료 보일러는 연소통체(12)의 내부에서 고형연료를 연소시키거나 기름버너(18)를 구동시켜, 열교환파이프(15)를 통과하는 용수와 외부케이스(11)에 저장된 물을 가열함으로써, 온수를 생산하거나 난방수로 활용할 수 있음으로, 다양한 종류의 연료를 이용할 수 있는 장점이 있다.
특히, 연소통체(12)의 내부에서 고형연료를 연소시키면, 열교환파이프(15)를 통과하는 용수가 1차 적으로 가열되고, 기름버너(18)를 구동시키면 외부케이스(11)에 저장된 물이 1차 적으로 가열됨으로, 사용자가 온수를 사용할지 아니면 난방을 할지에 따라, 연료를 선택하여 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 열교환파이프(15)의 일측에서 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 연장된 배수관(22)과, 상기 배수관(22)에 구비되어 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 수위가 미리 설정된 수위 이하로 낮아지면 상기 배수관(22)을 개방하는 수위조절밸브(23)가 더 구비된다.
삭제
상기 배수관(22)은 상기 열교환파이프(15)의 중간부에서 분기되어 상기 외부케이스(11)의 내부 상측까지 연장된다.
상기 수위조절밸브(23)는 밸브체(23a)와, 상기 밸브체(23a)에 연결되며 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 떠오르도록 된 부력체(23b)로 구성되어, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 부력체(23b)가 미리 정해진 높이 이하로 하강되면 상기 밸브체(23a)가 개방되어, 상기 열교환파이프(15)를 통과하는 물이 상기 배수관(22)을 통해 외부케이스(11)의 내부로 배출되도록 한다.
이러한 수위조절밸브(23)는 변기의 저수조 등에 일반적으로 사용되는 것임으로, 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이 구성된 복합연료 보일러는 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 수위가 정해진 수위보다 낮아지면, 자동으로 상기 수위조절밸브(23)가 개발되어, 상기 열교환파이프(15)의 내부로 공급된 용수, 즉, 수돗물을 외부케이스(11)의 내부로 공급하여 외부케이스(11) 내부의 물의 수위를 일정하게 유지한다.
따라서, 의도하지 않게 외부케이스(11) 내부의 물이 외부로 배출되어, 외부케이스(11)에 저장된 물의 수위가 낮아지고, 이에 따라, 상기 제3 열교환통체(19)가 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 노출되어 과열되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
11. 외부케이스 12. 연소통체
13. 제1 열교환통체 14. 제1 배기관
15. 열교환파이프 16. 제2 열교환통체
17. 연장관체 18. 기름버너
19. 제3 열교환통체 21. 제2 배기관

Claims (2)

  1. 내부에 물이 저장되는 공간부가 형성되고, 상기 공간부가 외부의 난방배관(11a)에 연결되어, 내부에 저장된 물이 상기 난방배관(11a)을 통해 순환되어 난방 용도로 사용되는, 외부케이스(11)와,
    전면이 개방되고 내부에 연소실이 형성된 통형상으로 구성되어 전면이 상기 외부케이스(11)의 전방으로 노출되도록 외부케이스(11)의 내부에 고정되고 전면에는 급기공이 형성된 덮개(12a)가 개폐가능하게 구비된 연소통체(12)와,
    전후방향으로 연장된 원통형상으로 구성되어 상기 연소통체(12)의 상부에 위치되도록 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며 제1 연결관(13a)에 의해 상기 연소통체(12)와 연결된 제1 열교환통체(13)와,
    상기 제1 열교환통체(13)에서 외부케이스(11)의 상측으로 연장된 제1 배기관(14)과,
    상기 제1 열교환통체(13)의 둘레면에 귄취된 상태로 용접결합되어 상기 제1 열교환통체(13)를 통과하는 연소가스의 열에 의해 가열되고 양단에는 외부의 급수관(15a)과 온수관(15b)이 연결되어 상기 급수관(15a)을 통해 공급된 물을 통과시키면서 가열하여 상기 온수관(15b)으로 배출하며, 상기 외부케이스(11)에 저장된 물과 접하는 열교환파이프(15)와,
    상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며 전면에는 상기 외부케이스(11)의 전방으로 연장된 연장관체(17)가 구비된 제2 열교환통체(16)와,
    상기 외부 케이스(11)의 외부면에 후방으로 오목하게 형성된 오목부(11b) 내로 삽입 설치되어 상기 연장관체(17)의 전단부에 결합되며, 기름을 연소시켜 상기 연장관체(17)를 통해 상기 제2 열교환통체(16)의 내부로 고온의 연소가스를 공급하는 기름버너(18)와,
    상기 제2 열교환통체(16)의 상측에 구비되며 제2 연결관(19a)을 통해 상기 제2 열교환통체(16)에 연결되는 제3 열교환통체(19)와,
    상기 제3 열교환통체(19)에서 상기 외부케이스(11)의 상측으로 연장된 제2 배기관(21)과,
    상기 제1 열교환통체(13)의 둘레면과 접해 있는 상기 열교환파이프(15)의 중간에서 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 연장된 배수관(22)과,
    상기 배수관(22)에 구비되어 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 수위가 미리 설정된 수위 이하로 낮아지면 상기 배수관(22)을 개방하여, 상기 열교환 파이프(15)를 적어도 일부 구간 통과한 물로 상기 외부케이스(11) 내부의 수위를 조절하는 수위조절밸브(23)를 포함하며,
    상기 연소통체(12)의 내부로 목재나 펠릿 등의 고형연료를 투입하여 연소시키거나, 상기 기름버너(18)를 이용하여 기름을 연소시킬 수 있도록 되며,
    상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물은 상기 연소통체(12)와 상기 제1 열교환통체(13)와 상기 제2 열교환통체(16)와 상기 제3 열교환통체(19)와 상기 열교환파이프(15)와 모두 접하며,
    상기 제2 열교환통체(16)는 내부에 공간부가 형성된 금속재의 사각박스형태로 구성되고, 상기 공간부에는 상기 연장관체(17)를 통해 내부로 공급된 연소가스가 내부를 전후방향으로 지그재그방향으로 왕복하면서 상승되게하는 격판(16a)이 구비되고,
    상기 제3 열교환통체(19)의 내부에는 전후방향으로 연장된 격판(19b)이 구비되어, 상기 제2 연결관(19a)을 통해 공급된 연소가스가 전후방으로 지그재그방향으로 왕복하면서 좌측으로 이동하여 제3 열교환통체(19)를 가열하게 하며,
    상기 제3 열교환통체(19)는 측방향 폭이 상기 제2 열교환통체(16)의 측방향 폭데 비해 넓은 금속재의 사각박스형태로 구성되어, 상기 제1 열교환통체(13)의 상부와 상기 제2 열교환통체(16)의 상부를 덮도록 상기 외부케이스(11)의 내부에 구비되며,
    상기 수위조절밸브(23)는 밸브체(23a)와, 상기 밸브체(23a)에 연결되며 상기 외부케이스(11)의 내부에 저장된 물의 상부로 떠오르도록 된 부력체(23b)로 구성되어,상기 부력체(23b)가 미리 정해진 높이 이하로 하강되면 상기 밸브체(23a)가 개방되어, 상기 열교환파이프(15)를 통과하는 물이 상기 배수관(22)을 통해 외부케이스(11)의 내부로 배출되는 것을 특징으로 하는 복합연료 보일러.
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