KR102475418B1 - 오일 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오일 보일러는, 연소 반응이 일어나는 내부 공간을 제공하는 연소실; 상기 연소실의 내부 공간으로 오일 타입의 연료를 분무하는 연료노즐과, 상기 내부 공간으로 공기를 분사하는 공기노즐과, 분무된 상기 연료와 분사된 상기 공기의 혼합 물질을 발화시키는 점화 플러그를 포함하는 버너; 상기 공기노즐로 공기를 압송하는 송풍기; 상기 송풍기의 외부에서 상기 송풍기로 상기 공기를 안내하기 위해 상기 송풍기에 연결되는 급기관; 및 상기 연소 반응에서 유래하는 열에 의해 난방수를 가열하는 열교환기를 포함하고, 상기 급기관의 총 길이는, 상기 공기가 유입되는 상기 급기관의 입구와, 상기 송풍기에 연결되는 상기 급기관의 출구를 곧게 연결한 직선의 길이보다 길다.

Description

오일 보일러{OIL BOILER}

본 발명은 오일 보일러에 관한 것이다.

보일러는 용기 내의 유체를 가열하여 원하는 지역을 난방하는 장치이다. 따라서 보일러의 난방수를 데우기 위해, 보일러는 버너를 이용해 연소반응을 일으켜 화염과 연소가스를 발생시키고, 화염으로부터 전달되는 열과 연소가스가 전달하는 열을 이용해 난방수를 가열할 수 있는 구조를 일반적으로 가진다.

버너가 연소반응을 일으키기 위해서는 연료가 필요하다. 연료로는 화석연료의 일종인 액화석유가스나 액화천연가스 등이 사용될 수 있으나, 오일 타입의 경유나 등유 등이 사용될 수도 있다.

오일 타입의 연료를 이용하여 버너가 연소반응을 일으키는 경우, 가스와 같이 연료의 양을 조절하여 연소반응을 일으키는 것이 어렵다. 또한 액체 형태의 연료 사용시, 불완전연소로 인해 발생하는 그을음에 의해 노란색 화염이 형성될 가능성이 높다. 그을음이 발생하면, 정해진 경로로 연소가스가 흐를 수 있도록 마련된 보일러 내부의 통로들이 막힐 수 있다. 연소가스의 흐름이 원활하게 이루어지지 않는 경우, 보일러가 정상적으로 운전되지 않을 수 있다.

한편, 영국 등지의 경우, 보일러가 설치되는 공간이 개방된 형태로 제공되지 않고, 한정된 부피와 형태를 가진다. 따라서 제한된 공간 안에 보일러의 구성요소들이 전부 위치할 수 있도록, 공간집약적인 구성을 가진 보일러를 설계할 필요가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제한된 공간 안에 위치할 수 있는 블루 플레임(blue flame) 타입의 오일 보일러를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 오일 보일러는, 연소 반응이 일어나는 내부 공간을 제공하는 연소실; 상기 연소실의 내부 공간으로 오일 타입의 연료를 분무하는 연료노즐과, 상기 내부 공간으로 공기를 분사하는 공기노즐과, 분무된 상기 연료와 분사된 상기 공기의 혼합 물질을 발화시키는 점화 플러그를 포함하는 버너; 상기 공기노즐로 공기를 압송하는 송풍기; 상기 송풍기의 외부에서 상기 송풍기로 상기 공기를 안내하기 위해 상기 송풍기에 연결되는 급기관; 제1 연료 유량 및 상기 제1 연료 유량보다 많은 제2 연료 유량 중 어느 하나 유량의 연료를 압축시켜 상기 연료노즐로 공급하기 위한 연료펌프부; 상기 연료펌프부와 전기적으로 연결되는 프로세서; 및 상기 연소 반응에서 유래하는 열에 의해 난방수를 가열하는 열교환기를 포함하고, 상기 급기관의 총 길이는, 상기 공기가 유입되는 상기 급기관의 입구와, 상기 송풍기에 연결되는 상기 급기관의 출구를 곧게 연결한 직선의 길이보다 길고, 상기 프로세서는, 상기 혼합 물질에 대한 착화 시, 상기 연료노즐에 상기 연료를 상기 제1 연료 유량으로 상기 연료펌프부가 공급하도록 제어한다.

이에 따라, 오일 타입의 연료를 사용하면서도 푸른 화염을 발생시켜, 오일 보일러 운전 시 발생하는 질소산화물의 양이 줄어들 수 있다.

전체적인 오일 보일러의 높이가 단축되어, 제한된 공간 안에 오일 보일러가 위치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 케이스를 제거한 상황을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 종단면을 포함하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 화염튜브부의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 화염튜브부의 일부분을 확대하여 도시한 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러 중 버너로 공기를 송기하는 부분의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 버너 조립체의 분해사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 댐퍼부의 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 압력해소홀이 위치한 영역을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 연료펌프부의 분해사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 급기관의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러에 연도가 연결되는 다양한 형태를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 연도 연결 어댑터와 연도의 결합구조를 도시한 단면도이다.
도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 트랩부의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러의 버너 하우징의 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 케이스(10)를 제거한 상황을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 종단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 종단면을 포함하는 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)는, 케이스(10) 내의 케이스 공간(14)에 다른 구성요소들이 내장된 형태로 제공된다.

케이스(10)

케이스(10)는 외통(21)을 내장하고, 여러 벽들에 의해 정의될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 케이스(10)가 직육면체형으로 형성되어, 상측에 위치한 상벽(11)과, 상벽(11)에 대향하여 배치되는 하벽(13)과, 상면 및 하면을 연결하는 4개의 측벽(12)이 내부에 케이스 공간(14)을 정의하는 방식으로 케이스(10)가 형성되나, 벽의 개수와 배치가 이에 제한되지는 않는다. 각 측벽(12)은 사각형의 상벽(11)으로부터 하방으로 연장될 수 있다.

도면에서, 제1 측벽(121)에 손잡이(1212)가 형성되는 것으로 도시하였으나, 이와 대향하는 제3 측벽(123)에도 손잡이(1212)가 배치될 수 있다. 도면에서 수평 방향은 도시된 x, y축에 의해 정의되는 평면과 나란한 방향을 의미하고, 연직 방향은 z축에 의해 정의되는 방향을 의미한다.

측벽(12) 중 수평 방향 중 어느 일 방향으로 서로 마주보는 2개의 측벽(12)에는 손잡이(1212)가 각각 마련될 수 있다. 따라서 사용자가 손잡이(1212)를 파지하고 이동함으로써, 오일 보일러(1)를 이동시키기 용이하다.

측벽(12)에는 제어부(15)가 배치될 수 있다. 제어부(15)는 조작부(151)와 프로세서(152)를 포함할 수 있다. 조작부(151)는 사용자에 의해 조작이 가능한 기구적 구조와, 오일 보일러(1)의 상태를 표현할 수 있는 디스플레이 장치를 포함할 수 있고, 프로세서(152)와 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 제2 측벽(122)에 제어부(15)가 배치되는 것으로 도시하였으나, 그 위치가 이에 제한되지는 않는다.

프로세서(152)는 보일러의 각 구성요소들에 전기적으로 연결되어 제어를 수행하는 구성요소이다. 프로세서(152)는 제어명령을 수행하는 논리 연산이 가능한 소자를 포함하는 구성요소로, CPU(Central Processing Unit) 등을 포함할 수 있다. 프로세서(152)는 차압획득부(47), 송풍기(44), 연료펌프부(45) 등의 구성요소들에 연결되어, 제어명령에 따른 신호를 각 구성요소들에 전달할 수 있고, 각종 센서 또는 획득부들에 연결되어 획득된 정보를 신호의 형태로 전달받을 수 있다. 프로세서(152)는 각각의 구성요소들과 전기적으로 연결될 수 있으므로, 도선으로 연결되거나, 무선으로 통신 가능한 통신 모듈을 더 가져 상호 통신할 수 있다.

프로세서(152)가 수행하는 제어명령은 저장매체에 저장되어 활용될 수 있고, 저장매체는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 서버, 휘발성 매체, 비휘발성 매체 등과 같은 장치일 수 있으나, 그 종류가 이에 제한되지는 않는다. 저장매체에는 이 밖에도 프로세서(152)가 작업을 수행하기 위해 필요로 하는 데이터 등이 더 저장될 수 있다.

이 밖에, 케이스 공간(14)에는 팽창 탱크(16)가 수용될 수 있다. 팽창 탱크(16)는, 외통(21)과 연결되어 난방수의 부피팽창을 수용할 수 있는 용기이다.

외통(21)

외통(21)은 원통형으로 형성된 구성요소로, 연소실(22), 격막(24), 연관(23) 등을 내부에 형성되는 원통형의 공간인 중공(210)에 수용한다. 외통(21)은 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다. 외통(21)에 내장되는 구성요소들이 외통(21)과 일체로 구성되되 동일하게 스테인리스 스틸로 구성되어, 전체 오일 보일러(1)를 경량화 할 수 있다.

외통(21)의 양단에는 개구가 형성되고, 내부에 상기 양단의 개구와 연통되는 중공(210)이 마련된다. 하측에는 난방수가 중공(210)으로 유입되기 위한 외통 입구(211)가 구비되고, 상측에는 난방수가 중공(210)에서 배출되기 위한 외통 출구(212)가 구비된다. 외통 입구(211)로 유입된 난방수는 중공(210)을 따라서 유동하며, 외통 출구(212)를 통해 배출된다. 중공(210)에서 난방수가 유동하는 중에, 고온의 연관(23)과 연소실(22)로부터 난방수는 열에너지를 전달받아 가열된다. 가열된 난방수가 출구로 배출되어, 난방관(미도시)을 통과하며 난방을 수행한다.

외통(21)은 연직 방향을 따라 연장되어 외통(21)의 벽이 되는 외통 연장부(213)를 포함하고, 외통 연장부(213)의 하단과 상단이 각각 개방된 원통형으로 형성될 수 있다.

연소실(22)

외통(21)의 상단 측의 개구는 연소실(22)에 의해 덮인다. 여기서 연소실(22)이 개구를 덮는다는 말은, 외통(21)의 상단에 위치한 개구의 테두리를 외부로부터 완전히 덮는다는 말일 수 있다. 그러나 개구의 테두리는 외부를 향해 돌출된 채로, 연소실(22)이 외통(21)의 개구 내부로 삽입되어 외통(21)의 중공(210)의 내주면에 결합됨으로써, 중공(210)을 외부와 차단하는 방식으로 결합되어도, 개구를 덮는다고 표현할 수 있다.

연소실(22)은 외통(21)의 상단 측의 개구를 덮는 원통형의 구성요소이다. 연소실(22)이 내부 공간(220)을 구비하고, 내부 공간(220)에 삽입된 버너(42)가 연소 반응을 일으킬 수 있다. 내부 공간(220)에서 연소반응이 일어나, 화염과 연소가스를 생성한다.

원통형으로 형성된 연소실(22)은 외통(21)의 상단 측에서 외통(21)의 하단 측을 향해 연장되나, 외통(21)의 하단에 도달하지는 않는다. 연소실(22)의 내부 공간(220)에는 버너(42)가 배치되어, 연소실(22)을 가열해 난방수에 열을 전달할 수 있다. 또한 버너(42)가 연소실(22)에 수용된 기체를 가열함으로써 연소가스를 생성할 수 있다. 열원의 가열로 인해 발생한 연소가스가 연소실(22)로부터 연관(23)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이 과정에서 연관(23)을 통과하는 연소가스가 중공(210)을 통과하는 난방수를 데울 수 있다.

연소실(22)은 내부 저면(222)을 포함한다. 연소실(22)의 하단에 위치한 면이 내부 저면(222)이 된다. 내부 저면(222)에는 후술할 연관(23)이 통과할 수 있는 저면 관통홀(2221)이 형성될 수 있다. 즉 내부 저면(222)은 연관(23)에 의해 외부와 연통될 수 있다. 내부 저면(222)은 연소실(22)과 분리 가능할 수도 있고, 연소실(22)과 내부 저면(222)이 일체로 형성될 수도 있다. 내부 저면(222)은 수평한 원형으로 형성될 수 있으나, 그 형태는 이에 제한되지 않는다.

연소실의 상단은 외통(21)의 상단에 상응하는 직경으로 형성되어, 외통(21)의 상단과 결합하여 외통(21)의 상단을 닫아 밀폐된 외통(21)의 중공(210)을 형성할 수 있다. 그러나 외통(21)의 상단 측에서 외통(21)의 하단 측으로 연장되는 연소실 연장부의 직경은 외통(21)의 직경보다 작도록 형성될 수 있다. 따라서 연소실(22)은 연소실 연장부에서 연소실(22)의 상단으로 이어지면서 테이퍼(taper)진 형상을 가지는 연소실 연결부(2211)를 가질 수 있다. 연소실 연장부의 내측면이 연소실(22)의 내부 측면(221)이 될 수 있다.

연소실(22)과 외통(21)은 원통의 형상을 가질 수 있는데, 연소실 연장부의 직경이 외통(21)의 직경보다 작게 형성되어, 연소실 연장부가 외통(21)의 내측면으로부터 이격될 수 있다. 따라서 외통(21)의 내측면과 연소실 연장부의 외측면 사이에 유동 공간이 형성될 수 있다.

유동 공간을 통해서 중공(210)으로부터 난방수가 유동할 수 있다. 외통(21)의 상단에 형성되는 외통(21)의 출구는, 유동 공간에 연통될 수 있다. 따라서 유동 공간에서 유동하는 난방수는 외통 출구(212)로 안내되어 배출될 수 있다. 유동 공간에서 유동하는 난방수가 버너(42)의 화염에 의해 가열된 연소실(22)로부터 최종적으로 열을 전달받고, 외통(21)에 형성된 외통 출구(212)를 통해 배출되는 것이다.

연소실의 상단에 형성된 개구는 연소실 커버(28)에 의해서 가려질 수 있다. 연소실 커버(28)는 후술할 버너(42)의 구성요소가 관통할 수 있다.

열교환기(연관(23), 격막(24)) 및 하부 커버(29)

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)는, 열교환기를 포함할 수 있다. 열교환기는 연관(23)과 격막(24)을 포함할 수 있고, 이러한 구성요소들이 외통(21), 하부 커버(29) 및 연소실(22)에 의해 둘러싸여 형성될 수 있다. 외통(21)이 원기둥 형으로 형성되는 경우, 관체형의 열교환기가 된다. 연관(23)으로 연소가스가 통과하고, 중공(210) 내에서 연관(23) 주변을 따라 난방수가 흘러, 열교환이 이루어진다. 연소가스는 하방으로 열교환기를 통과하여, 하향식의 열교환기가 형성될 수 있다.

오일 보일러(1)가 포함하는 하부 커버(29)는 외통(21)의 하단의 개구를 덮고, 연관(23)이 관통할 수 있다. 따라서 중공(210) 중 하부 커버(29)와 연소실(22)과 외통(21)에 의해서 정의되는 공간에 난방수가 위치할 수 있다.

연관(23)은 하부 커버(29)와 연소실(22) 사이에 복수 개가 배치되고, 연소실(22)의 내부 공간(220) 및 하부 커버(29)의 하측에 형성되는 응축수 받이(31) 공간에 연통되는 관형의 구성요소이다. 따라서 복수 개의 연관(23)들은 연소실(22)서 발생된 연소가스를 외통(21)의 중공(210)을 거쳐 하부 커버(29)의 하측으로 안내한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연관(23)은 연직 방향을 따라 연장된다. 가열된 연소가스가 연관(23)을 통해서 하방(D)으로 이동한다. 연소가스의 이동 과정에서, 외통(21)의 중공(210)을 통해 상방으로 이동하는 난방수와, 하방(D)으로 이동하는 연소가스의 열교환이 연관(23)을 통하여 이루어진다.

연관(23)은 복수로 구성되되, 외통(21)과 연소실(22)의 원형의 횡단면의 중심으로부터 방사상으로 배치될 수 있다. 원형의 횡단면의 중심은 후술할 원판형의 격막(24)의 중심과 동일할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예와 같이 연관(23)이 하나의 원주를 따라서 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 그러나 연관(23)은 2개의 서로 직경이 다른 원주를 따라서 일정 간격을 두고 배치되어, 2단으로 배치될 수도 있으며 그 배치는 이에 제한되지 않는다.

연관(23)은 납작 튜브의 타입으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 수평면상에서 서로 수직하게 연장되는 두 개의 방향에서 각각 정의되는 폭을 제1 폭과 제2 폭이라 할 때, 연관(23)은 연소가스가 통과하는 내부 유로의 제1 폭보다 내부 유로의 제2 폭이 좁은 형태로 형성될 수 있다. 외통(21)이 원기둥형으로 형성될 수 있으므로, 제1 폭이 상기 원기둥의 반경 방향과 나란하게 배치될 수 있고, 제2 폭이 원기둥의 원주 방향과 나란하게 배치될 수 있다.

연관(23)에는 터뷸레이터(26)가 배치될 수 있다. 터뷸레이터(26)는 연관(23)을 통과하는 연소가스의 흐름을 난류화하는 장치이다. 터뷸레이터(26)는 구체적으로, 연직 방향으로 연장되는 판형부(261)와, 판형부(261)를 관통하여 형성되는 복수의 관통부(262)과, 판형부(261)로부터 돌출되게 형성되는 복수의 돌출부(263)를 포함할 수 있다. 연관(23)을 따라 삽입된 판형부(261)가 다수의 관통부(262)과 돌출부(263)를 가지므로, 연관(23)을 통과하는 연소가스가 그 흐름의 방해를 받거나 촉진받으면서 난류화한다.

터뷸레이터(26)는, 터뷸레이터(26)를 연관(23)의 상측으로부터 하방(D)으로 삽입할 때, 연소실(22)의 내부 저면(222)에 걸리도록 판형부(261)의 상단으로부터 수평 방향 중 어느 일 방향으로 돌출되는 걸림부(264)를 더 포함할 수 있다. 걸림부(264)는 판형부(261)로부터 수평 방향 중 어느 일 방향으로 돌출되되, 절곡되어 보다 안정적으로 판형부(261)를 연소실(22)의 내부 저면(222)에 고정할 수 있다. 또한 터뷸레이터(26)가 이와 같이 형성되어, 손쉽게 내부 저면(222)으로부터 분리될 수 있고, 오일 보일러(1)의 청소가 용이해진다.

외통(21)의 내부에 형성되는 외통(21)의 중공(210)에는 격막(24)이 배치된다. 격막(24)은 원판형으로 형성되는 구성요소로, 하부 커버(29)와 연소실(22)의 사이에서 수평 방향 중 어느 일 방향으로 배치될 수 있다.

격막(24)에는 연관(23)의 위치에 대응하는 위치에 평판 관통홀이 형성되어, 연관(23)이 통과하도록 할 수 있다. 격막(24)이 중공(210)을 복수의 영역으로 구분지음에 따라, 중공(210)의 내부를 유동하는 난방수가 이동하는 유로를 형성할 수 있다. 격막(24)은 도시된 것과 같이 복수 개가 배치되어, 난방수의 유로를 보다 복잡하게 형성할 수 있다.

이러한 구조의 관체형의 열교환기가 형성됨에 따라, 예시적인 상향 연소 방식의 열교환기 등의 다른 열교환기보다 높은 열효율을 가질 수 있다. 따라서 최종적으로 배출되는 연소가스의 온도가 예시적인 열교환기에서 배출되는 연소가스의 온도보다 낮을 수 있다. 따라서, 이러한 연소가스를 최종적으로 외부로 내보내기 위해 오일 보일러(1)에 결합되는 연도(도 15의 53)는, 금속이 아닌 플라스틱으로 형성될 수도 있다.

응축수 받이(31)

응축수 받이(31)는 응축수를 수용하고 배출하는 구성요소로, 하부 커버(29)의 하측에 위치한다. 따라서 하부 커버(29)의 하면이나 연관(23)의 내부로부터 낙하하는 응축수를 수용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 응축수 받이(31)는, 낙하하는 응축수를 수용하기 위해 하부 커버(29)와의 사이에 받이부 공간(3110)을 가지는 받이부(311)를 포함하고, 받이부(311)로부터 연결되되 덕트(33)와 연결되는 분리부(312)를 더 포함할 수 있다. 또한 분리부(312)와 트랩부(32)를 연결하여, 응축수를 트랩부(32)에 전달하는 응축수 배관(341)이 배치될 수 있다. 분리부(312)에서 응축수는 자중에 의해 응축수 배관(341)을 통하여 트랩부(32)에 전달되고, 연소가스는 덕트(33)를 통해 상방으로 향한다.

분리부(312)에는 소음기(35)가 배치될 수 있다. 소음기(35)가 받이부(311)에 배치되는 상황을 생각할 수 있으나, 이러한 경우 받이부(311)의 연직 방향에서의 높이가 커지는 문제가 있다. 따라서 덕트(33)와 연결될 받이부(311)에 소음기(35)가 배치됨에 따라, 받이부(311)의 높이를 단축하고 전체 오일 보일러(1)의 높이를 단축할 수 있다.

소음기(35)는 구체적으로, 다공성의 판으로 형성되어, 받이부(311)를 통해 덕트(33)로 배출되는 연소가스의 흐름에 저항을 발생시킨다. 연소가스의 흐름에 저항을 발생시킴에 따라, 소음기(35)가 없을 경우 송풍기(44)가 포함하는 임펠러(도 11의 441)가 회전하는 속도보다 빠른 속도로 임펠러(도 11의 441)가 회전하도록 프로세서(152)에 의한 제어가 이루어질 수 있다. 따라서 보다 많은 공기 유량이 송풍기(44)를 통해 공기노즐(422)로 제공되어, 연소가스가 연관(23) 및 덕트(33)를 통해서 용이하게 밀려나 배출될 수 있고, 이를 통해 공기나 연소가스의 역류를 방지하고 착화소음을 저감시킬 수 있다. 연소가스의 흐름에 대한 저항을 발생시킴으로써 프로세서(152)가 송풍기(44)를 어떻게 제어하게 되는지는, 급기관(51)에 대한 설명에서 후술한다.

착화소음이 저감됨에 따라, 착화소음을 줄이지 못한 오일 보일러(1)의 연소실(22)의 사이즈보다 작은 사이즈의 연소실(22)을 가질 수 있고, 연소실(22)의 높이를 단축시킬 수 있어, 전체 오일 보일러(1)의 높이를 단축시키는 효과를 가질 수 있다.

덕트(33)

분리부(312)는 상방으로 연장된 관체형의 덕트(33)와 연결되어, 연소가스를 덕트(33)를 통해 외부로 내보낼 수 있다. 덕트(33)는 일 방향으로만 연장되어 형성되는 것이 아니라, 연직 방향으로 연장되고 외통(21)에서 배출되는 연소가스가 유입되는 덕트 직선부(331)와, 덕트(33)의 출구를 포함하여 형성되는 연도 연결 어댑터(333)와, 수평 방향 중 어느 일 방향으로 연장되어 덕트 직선부(331)와 연도 연결 어댑터(333)를 연결하는 덕트 수평부(332)를 포함할 수 있다.

덕트 수평부(332)는 덕트 직선부(331)의 상단으로부터 수평 방향으로 연장될 수 있다. 연도 연결 어댑터(333)가 덕트 직선부(331)로부터 수평 방향 중 어느 일 방향으로 이격된 덕트 수평부(332)상의 위치에 연결된다. 따라서 덕트 직선부(331)와 연도 연결 어댑터(333)가 서로 수평 방향 중 어느 일 방향을 따라 이격될 수 있다.

연직 방향에서의 오일 보일러(1)의 전체 높이는 덕트(33)의 길이에 영향을 받을 수 있다. 덕트(33)가 이와 같이 형성되어, 전체 길이를 늘리면서도 연직 방향에서의 전체 높이는 축소할 수 있다.

덕트(33)가 덕트 직선부(331)와 연도 연결 어댑터(333)를 포함하고, 이를 수평 방향 중 어느 일 방향으로 잇는 덕트 수평부(332)를 포함하여, 일 방향으로 올곧게 형성되지 않고, 편심된 불균형한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 연도(도 15의 53)가 덕트(33)의 입구에 결합되면서, 연도 연결 어댑터(333)를 하방(D)으로 가압하는 경우가 생길 수 있다. 이러한 상황에서 덕트 수평부(332)의 양 단이 각각 힘을 받는 연도 연결 어댑터(333)와, 분리부(312)에 고정된 덕트 직선부(331)에 연결된 상태이므로, 굽힘 모멘트를 받게 된다. 연도(도 15의 53)의 결합 시 가해지는 힘은, 덕트 수평부(332)를 통해 덕트 직선부(331)까지 전달되어, 덕트 직선부(331) 또는 덕트 수평부(332)의 파손이 발생할 수 있다.

이러한 파손을 방지하기 위해, 덕트(33)는 덕트 지지부(334)를 더 가질 수 있다. 덕트 지지부(334)는 덕트 직선부(331)로부터 외측으로 연장되어 형성될 수 있고, 덕트 수평부(332)에도 연결될 수 있다. 케이스(10)의 내측면으로부터 내측으로 돌출된 케이스 브라켓(1233)에 고정되어 외통(21)을 고정하는 고정 브라켓(17)에, 덕트 지지부(334)가 안착될 수 있다. 덕트 지지부(334)는 고정 브라켓(17)에 안착될 수 있으나, 안착되지 않더라도 체결구를 이용하여 고정될 수도 있다. 마찬가지로, 고정 브라켓(17) 역시 케이스 브라켓(1233)에 안착될 수 있으나, 안착되지 않더라도 체결구를 이용하여 고정될 수도 있다.

고정 브라켓(17)은 외통(21)이 가지는 외통 연장부(213)의 외면에 마련될 수 있다. 덕트 지지부(334)가 고정 브라켓(17)에 고정됨에 따라, 상술한 힘이 덕트(33)에 가해지는 경우에도, 덕트 지지부(334)를 통해 고정 브라켓(17) 또는 케이스 브라켓(1233)에 의해 덕트(33)가 지지되어, 파손이 방지될 수 있다.

버너(42)

버너(42)는 오일 타입의 연료와 공기에 착화하여 화염과 연소가스를 형성하는 구성요소이다. 버너(42)는 이러한 작용이 가능하도록, 연료노즐(421), 공기노즐(422) 및 점화 플러그(423)를 포함할 수 있다.

연료노즐(421)은 연소실(22)의 내부 공간(220)에 오일 타입의 연료를 분무하는 노즐이다. 따라서 연료노즐(421)은 연료공급관(4512)을 통해 연료펌프부(45)와 연결되어, 연료펌프부(45)로부터 오일 타입의 연료를 전달받을 수 있고, 연료펌프(451)가 연료를 압송한 그 압력으로 내부 공간(220)에 연료를 분무한다. 따라서 연료노즐(421)이 연료를 분무하는 유량은, 연료펌프부(45)에 의해서 결정될 수 있다. 연료노즐(421)은 연소실 커버(28)를 관통하여 배치될 수 있다. 분무된 오일 타입의 연료는, 후술할 화염튜브부(41)의 재순환홀(413)을 통해 순환된 고온의 연소가스에 의해 기화될 수 있다.

공기노즐(422)은 연소실(22)의 내부 공간(220)에 공기를 분사한다. 공기노즐(422)은 연료노즐(421)을 둘러싸고 형성될 수 있다. 연료노즐(421)의 외측면과 공기노즐(422)의 내측면 사이에 형성되는 공기분사구를 통해서 공기가 분사될 수 있다. 연료노즐(421)의 하단부가 하방(D)으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태를 가지고, 공기노즐(422) 역시 그 하단부가 하방(D)으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태를 가질 수 있다.

공기노즐(422)이 분사하는 공기의 유량과, 연료노즐(421)이 분무하는 연료의 유량은, 소정의 비율을 유지할 수 있다. 공기노즐(422)과 연료노즐(421)이 분무하는 연료의 유량의 비는, 푸른 화염을 생성하기에 적합한 비율일 수 있다. 공기노즐(422)이 분사하는 공기의 유량인 공기 유량과 연료노즐(421)이 분무하는 연료의 유량인 연료 유량은, 프로세서(152)에 의해서 제어될 수 있다. 공기노즐(422)로 공급되는 공기 유량은, 공기노즐(422)에 공기를 공급하는 송풍기(44)를 프로세서(152)가 제어함으로써 조절할 수 있다. 연료노즐(421)로 공급되는 연료 유량은, 연료노즐(421)에 연료를 공급하는 연료펌프부(45)를 프로세서(152)가 제어함으로써 조절할 수 있다.

버너(42)는 점화 플러그(423)를 포함한다. 점화 플러그(423)는 분무된 연료와 분사된 공기가 혼합된 혼합 물질을 발화시키는 구성요소이다. 점화 플러그(423)는 전기 스파크를 일으켜 혼합 물질이 점화되도록 할 수 있다. 오일 타입의 연료가 분무된 후 순환된 연소가스에 의해 기화하고, 이러한 기화된 연료와 공기가 혼합되어 혼합 물질을 형성한 상황에서 전기 스파크가 발생함에 따라, 푸른 화염이 발생할 수 있다. 따라서 블루 플레임(blue flame) 타입의 오일 보일러(1)가 될 수 있다.

버너(42)는 점화 플러그(423), 연료노즐(421), 공기노즐(422)이 고정될 수 있는 버너 고정판(424)을 더 포함할 수 있다. 버너 고정판(424)은 판체형으로 구성되되 후술할 상부 화염튜브(412)의 내측으로 삽입되고 고정되어, 버너 공간(도 8의 460)으로 송풍기(44)에 의해 송기된 공기가 공기노즐(422)을 통하지 않고 화염튜브부(41)로 이동하는 것을 상당 부분 차단할 수 있다.

버너(42)가 포함하는 버너 고정판(424)과, 버너 고정판(424) 및 연소실 커버(28)와의 사이에 버너 공간(460)을 형성하는 버너 하우징(46)에 대한 설명은, 도 8에 대한 설명에서 후술한다.

화염튜브부(41)

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 화염튜브부(41)의 분해사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 화염튜브부(41)의 일부분을 확대하여 도시한 종단면도이다.

도 6 및 도 7을 더 참조하여 화염튜브부(41)에 대해 설명한다. 화염튜브부(41)는 버너(42)에서 발생한 화염이 위치하는 부분이다. 화염튜브부(41)는 화염튜브(411, 412)와 재순환홀(413)을 포함할 수 있다.

재순환홀(413)은 화염튜브(411, 412)에 형성되는 개구로, 연소가스가 재순환홀(413)을 통해 지나갈 수 있도록 형성된다. 노즐(42)을 통해 화염튜브부(41)의 내부에서 연료와 공기가 고압으로 뿜어져 나오면, 고압으로 분무된 유체의 흐름에 의해 주변의 압력이 낮아지고, 이에 따라 재순환홀(413)을 통해 화염튜브부(41)의 외부에 위치하던 연소가스가, 압력이 낮아진 화염튜브부(41)의 내부로 유입될 수 있다. 연소실(22)의 내부 공간(220)의 연소가스가 화염튜브(411, 412)의 외부로부터 내부에 위치한 튜브 공간(4110)으로 유입되도록 재순환홀(413)이 화염튜브를 관통하여 형성된다.

재순환홀(413)은 후술할 상부 화염튜브(412)의 둘레방향을 따라서 연장된 장공의 형상으로 형성될 수 있다. 또한 재순환홀(413)이 복수 개 구비되어, 상부 화염튜브(412)의 둘레방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.

연소가스가 버너(42)에 의해 생성되어 하방(D)으로 유동하면서, 연소가이드(27)를 만나고, 그 유동방향이 상방으로 반전된다. 상방으로 유동방향이 반전된 연소가스가 화염튜브의 외측에 도달할 수 있고, 재순환홀(413)을 통해서 튜브 공간(4110)으로 유입되어 연소가스의 순환이 이루어질 수 있다.

튜브 공간(4110)은, 연료와 공기의 혼합 물질이 발화되도록 마련된 공간으로, 내부 공간(220)에서, 분무된 오일 타입의 연료와 분사된 공기의 혼합 물질이 발화되는 일부 공간을 화염튜브부(41)가 둘러쌈으로써 정의될 수 있다. 이러한 튜브 공간(4110)에는, 연료노즐(421)과 공기노즐(422)의 일부분이 수용될 수 있다.

고온의 연소가스가 순환함에 따라, 연료노즐(421)에 의해서 분무되어 액적 상태로 존재하는 오일 타입의 연료를 기화시킬 수 있다. 오일 타입의 연료를 사용하면서도 기체 상태로 연료의 상태를 변환하여 점화시키므로, 기체 타입의 연료를 사용하는 보일러와 유사하게, 저온의 노란 화염이 아닌 고온의 푸른 화염을 생성하고 높은 연료효율을 달성할 수 있다. 또한 기체 타입의 연료를 사용하는 보일러와 유사한 구성들을 사용할 수 있다.

연소가스가 순환함에 따라, 단순히 공기와 연료만이 존재하는 상황에서 불을 붙이는 경우와 비교해 화염튜브의 내측에서 발생하는 화염의 온도가 낮아질 수 있다. 화염의 온도가 낮아져서, 고온에서 발생하는 질소산화물의 양이 줄어들 수 있다.

화염튜브(411, 412)는 연료노즐(421)로부터 연료가 분무되는 영역을 내부 공간(220)에서 둘러싸고 하단이 개방되는 구성요소이다.

화염튜브부(41)는 제1 튜브부(4111), 제2 튜브부(4112) 및 이를 연결하는 연결 튜브부(4113)를 가질 수 있다. 이러한 각 튜브부는, 하부 화염튜브(411)에 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 튜브부(4111)와 제2 튜브부(4112)는 원통형으로 형성되는 부분으로, 제1 튜브부(4111)가 제2 튜브부(4112)보다 상측에 위치할 수 있다. 제1 튜브부(4111)의 횡단면에서의 직경보다 제2 튜브부(4112)의 횡단면에서의 직경이 더 크게 형성될 수 있다. 연결 튜브부(4113)는 제1 튜브부(4111)와 제2 튜브부(4112)를 연결하는데, 양 튜브부의 직경에서 차이가 있으므로, 연결 튜브부(4113)는 원추대형으로 형성될 수 있다. 연결 튜브부(4113)는, 하방(D)으로 갈수록 횡단면에서의 직경이 커지는 형태를 가질 수 있다.

화염튜브부(41)가 각각의 튜브부를 가지며 하방(D)으로 갈수록 횡단면에서의 직경이 증가하는 형태를 가짐에 따라, 동일한 직경을 가진 직관(532)형의 튜브가 가지는 화염의 폭보다 측방으로 더 큰 폭의 화염이 형성될 수 있다.

또한 상술한 형태로 화염튜브부(41)가 테이퍼(taper)진 형태로 형성되어, 연소실(22)의 높이를 단축시켜도, 난방수를 가열하기 위한 연소가스를 생산하고 복사열을 발생시키기에 충분한 화염을 형성할 수 있다.

화염튜브부(41)가 테이퍼진 형태로 형성되어, 화염을 길게 형성하지 않고 퍼지게 형성하여, 화염이 하부 커버(29)에 닿지 않도록 할 수 있다. 화염이 하부 커버(29)에 닿지 않음으로써, 착화 및 연소 중의 소음과 그을음의 발생이 저감될 수 있다.

화염튜브는 상부 화염튜브(412)와 하부 화염튜브(411)로 나뉠 수 있다. 상부 화염튜브(412)는 연소실 커버(28)에 결합되고 고정되도록, 원통형의 몸체에서 반경 방향 외측으로 돌출된 튜브 플랜지(4121)를 그 상단에 가질 수 있다. 튜브 플랜지(4121)가 연소실 커버(28)에 안착되고, 체결구를 이용해 연소실 터버(28)에 체결될 수 있다.

재순환홀(413)은 상부 화염튜브(412)에 형성될 수 있고, 하부 화염튜브(411)는 재순환홀(413)보다 하측에서 상부 화염튜브(412)에 결합될 수 있다. 상부 화염튜브(412)가 연소실 커버(28)로부터 하방(D)으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 상부 화염튜브(412)의 하측 영역에 하부 화염튜브(411)가 결합될 수 있다. 상부 화염튜브(412)와 하부 화염튜브(411)의 조립방법에 대해서는 도 6 및 도 7을 더 참조로 하여 설명한다.

도면을 참조하면, 상부 화염튜브(412)에는 튜브 홀(415)이 형성되고, 하부 화염튜브(411)에는 튜브 돌기(414)가 형성될 수 있다. 튜브 홀(415)에 튜브 돌기(414)가 삽입되고 조작됨에 따라, 상부 화염튜브(412)와 하부 화염튜브(411)가 서로 결합되고, 서로에 대한 상대적인 위치가 고정될 수 있다.

튜브 돌기(414)는 제1 튜브부(4111)에 형성될 수 있다. 튜브 돌기(414)는 구체적으로, 하부 화염튜브(411)의 상단과 인접한 위치로부터 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 튜브 돌기(414)는 하부 화염튜브(411)의 상단으로부터 하방(D)으로 이어진 부분을 외측으로 접어서 형성할 수 있으나, 그 형성 방법은 이에 제한되지 않는다.

하부 홀(4140)은, 튜브 돌기(414)로부터 상방으로 제1 튜브부(4111)의 상단까지 형성되는 구멍일 수 있다. 하부 홀(4140)은 제1 튜브부(4111)를 반경 방향으로 관통하여 형성될 수 있다.

하부 홀(4140)의 크기는, 튜브 돌기(414)의 크기보다 클 수 있다. 구체적으로, 소정의 크기의 2개의 홀을 제1 튜브부(4111)의 둘레 방향을 따라 소정의 간격을 두고 타공 방식으로 형성한 뒤, 가운데 남은 돌출된 부분을 반경 방향 외측을 향하도록 접어서, 도시된 것과 같은 하부 홀(4140)와 튜브 돌기(414)를 형성할 수 있으나, 그 형성 방법이 이에 제한되는 것은 아니다.

튜브 홀(415)은 상부 화염튜브(412)를 반경 방향으로 관통하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 튜브 홀(415)은 상부 화염튜브(412)의 하단으로부터 상방으로 연장된 연직 홀부(4151)를 포함할 수 있다. 연직 홀부(4151)의 연직 방향에서의 길이를 제1 거리라고 하자.

연직 홀부(4151)의 상단으로부터 상부 화염튜브(412)의 둘레를 따라 일 방향으로 연장된 수평 홀부(4152)가 형성될 수 있다. 상부 화염튜브(412)가 원통형으로 형성될 수 있으므로, 수평 홀부(4152)는 상부 화염튜브(412)의 원주 방향을 따라 형성될 수 있다.

수평 홀부(4152)의 말단으로부터 하방(D)으로 연장되어 형성되는 걸림 홀부(4153)를 튜브 홀(415)이 포함할 수 있다. 걸림 홀부(4153)는 제1 거리보다 작은 제2 거리만큼의 연직 방향에서의 길이를 가질 수 있다.

튜브 홀(415)과 튜브 돌기(414)는 복수로 구성되어, 각각 화염튜브의 둘레를 따라 소정 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 튜브 홀(415)과 튜브 돌기(414)의 개수가 서로 상응하여, 하나의 튜브 홀(415)에 하나의 튜브 돌기(414)가 삽입될 수 있다.

튜브 돌기(414)와 튜브 홀(415)의 위치를 서로 정렬시킨 뒤, 하부 화염튜브(411)를 상방으로 이동시켜, 연직 홀부(4151)로 튜브 돌기(414)가 삽입될 수 있다. 이후 하부 화염튜브(411)를 연직 방향을 축방향으로 회전시켜, 튜브 돌기(414)가 수평 홀부(4152)를 따라 이동할 수 있다. 이후 하부 화염튜브(411)를 하방(D)으로 이동시켜, 걸림 홀부(4153)에 튜브 돌기(414)가 걸릴 수 있다.

이와 같은 방법으로 화염튜브(411, 412)를 조립함에 따라, 진동이나 흔들림에 의해서 쉽게 화염튜브(411, 412)가 분리되지 않을 수 있다. 또한 하부 화염튜브(411)와 상부 화염튜브(412)가 서로 접촉할 뿐 용접 등의 방식으로 융합 또는 일체화되거나, 볼팅 등의 별도 체결구를 통해 강하게 결합된 것이 아닐 수 있다. 따라서 용접시 발생하는 열에 의해 변형되지 않을 수 있고, 체결구에 의해 체결된 부분이 고온 발생시 부식되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한 고온의 하부 화염튜브(411)로부터 상부 화염튜브(412)로 전달되는 열의 양이 줄어들 수 있다.

또한 상부 화염튜브(412)와 하부 화염튜브(411)를 별물로 구성하여, 하부 화염튜브(411)는 고온에도 그 구조와 물리적 특징을 유지할 수 있는 재질로 구성하고, 상부 화염튜브(412)는 상대적으로 고온에 취약한 재질을 사용해 구성할 수도 있다. 고온을 버틸 수 있는 재질은 매우 비싸므로, 일체형의 화염튜브를 형성할 경우보다 경제적인 보일러 구성이 가능하다.

연소가이드(27)

연소가이드(27)는 연소실(22)의 내부 공간(220)에 배치되어 연소가스의 유동방향을 반전시키는 구성요소이다. 버너(42)에 의해 연소 반응이 발생하고, 이로부터 생성된 연소가스가 하방(D)으로 향한다. 하방(D)으로 향하던 연소가스는 연소가이드(27)를 만나 상방으로 그 유동방향이 반전될 수 있다. 따라서 연소가이드(27)는 버너(42)와 화염튜브부(41)의 하측에 위치할 수 있다.

연소가이드(27)는 차단판(271), 가이드벽(272) 및 가이드 다리(273)를 포함할 수 있다. 차단판(271)은 연소실(22)의 내부 측면(221)으로부터 이격되어 배치되고, 판형으로 형성될 수 있다. 연소실(22)의 내부 공간(220)이 원통형으로 형성되므로, 차단판(271)은 원판형으로 형성될 수 있다. 연소가스가 하방(D)으로 이동하는 중 차단판(271)과 충돌 및 반사되어, 상방으로 이동하게 된다. 또한 차단판(271)이 연소실(22)의 내부 저면(222)과 버너(42) 사이에 위치해, 화염이 연소실(22)의 내부 저면(222)에 직접적으로 접촉하지 않고 차단판(271)에 닿는다. 화염이 연소실(22)의 내부 저면(222)에 직접 닿지 않으므로, 내부 저면(222)의 하측에 위치하는 난방수가 급격하게 끓어 발생하는 비등소음을 감소시킬 수 있다.

가이드벽(272)은 차단판(271)으로부터 상방으로 연장되되, 차단판(271)의 테두리를 따라 형성될 수 있다. 따라서 가이드벽(272)은 원환형으로 형성될 수 있다. 가이드벽(272)이 차단판(271)의 상측에 위치한 영역을 둘러싸므로, 차단판(271)에서 반사된 연소가스가 가이드벽(272)을 따라 상방으로 이동할 수 있다.

가이드벽(272)에 의해서 상방으로 이동한 연소가스의 일부는 재순환홀(413)을 통해서 화염튜브의 내측으로 순환하고, 나머지는 연소실 커버(28) 또는 노즐 플랜지에 충돌하여 다시 유동방향이 하방(D)으로 반전된다. 따라서 나머지 연소가스는 가이드벽(272)과 연소실(22)의 내부 측면(221) 사이에 형성되는 공간을 통해 하방(D)으로 이동한다.

가이드 다리(273)는 차단판(271)에서 하방(D)으로 연장되는 구성요소이다. 가이드 다리(273)가 차단판(271)에서 하방(D)으로 연장되고, 그 하단이 연소실(22)의 내부 저면(222)에 접촉할 수 있다. 따라서 가이드 다리(273)가 연소실(22)의 내부 저면(222) 상에 차단판(271)을 지지시킨다. 가이드 다리(273)에 의해 차단판(271)과 연소실(22)의 내부 저면(222)이 서로 이격되고, 차단판(271)과 연소실(22)의 내부 측면(221) 사이의 공간을 통해 유동하는 연소가스가, 연소실(22)의 내부 저면(222)을 관통하여 배치되는 연관(23)을 통해 하방(D)으로 이동한다.

따라서 연소가이드(27)에 의해 연소가스의 방향이 반전되어 반전 연소구조를 가짐으로써, 연소가스가 화염튜브의 내부로 순환할 수 있고, 화염이 직접 연소실(22)의 내부 저면(222)에 닿지 않아 난방수의 비등소음을 저감할 수 있다.

반전 연소구조를 가짐으로써, 반전 연소구조를 가지지 않는 경우 연소가스가 연소실(22) 내에서 체류할 수 있는 시간과 비교하여, 연소가스가 연소실(22) 내에서 보다 오랜 시간 체류해, 연소실(22)의 상측까지 열이 전달되어 열효율이 상승할 수 있다. 또한 연소가이드(27)를 가지지 않을 경우 연소과정에서 발생하는 그을음 등의 이물질이 연관(23) 등으로 유입될 수 있다. 그러나 연소가이드(27)를 가지는 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 그을음 및 이물질이 연소가이드(27)에 쌓여, 보다 청결하게 오일 보일러(1)를 사용할 수 있고, 열교환율이 높아질 수 있다.

연소가이드(27)에는 단열재(미도시)가 배치되어 단열 및 차음효과를 가질 수 있다. 이러한 단열재는 세라크울(Cerakwool) 일 수 있으나, 그 종류가 이에 제한되지는 않는다.

송풍기(44)

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1) 중 버너(42)로 공기를 송기하는 부분의 단면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 버너 조립체의 분해사시도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 댐퍼부(444)의 분해사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 압력해소홀(5121)이 위치한 영역을 도시한 도면이다.

도 8 및 도 11을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)는, 버너 조립체를 포함할 수 있다. 버너 조립체는, 버너(42), 송풍기(44), 연료펌프부(45)를 포함하고, 화염튜브부(41), 연소실 커버(48), 버너 하우징(46), 급기관(51), 점화 트랜스(48), 화염획득부(43) 등을 포함할 수 있는 조립체이다.

버너 조립체는, 화염튜브부(41) 등의 구성요소들이 연소실 커버(48)에 체결구 등을 이용하여 조립된 상태에서, 버너(42)를 연소실 커버(48)의 중심에 형성된 구멍으로 삽입하여 안착시키는 방식으로 제공될 수 있다. 이러한 방식으로 버너 조립체가 형성됨에 따라, 오일 보일러(1)의 구성요소들의 결합관계를 용이하게 해체하여 세척을 실시할 수 있다.

송풍기(44)

송풍기(44)를 더 포함할 수 있다. 송풍기(44)는 외부로부터 공급된 공기를 공기노즐(422)로 압송하기 위한 장치이다. 송풍기(44)는 공기를 압축시켜 공기노즐(422)로 전달하기 위한 임펠러(441)와, 임펠러(441)를 회전시키기 위한 구동력을 임펠러(441)에 전달하는 송풍기 구동모터(443)와, 임펠러 케이스(442)를 포함할 수 있다.

송풍기(44)는 송풍관(464)을 통해서 공기노즐(422)과 연통될 수 있다. 송풍관(464)은 송풍기(44)와 버너(42)를 연결한다. 송풍관(464)에는 댐퍼부(444)가 배치될 수 있다. 댐퍼부(444)는 송풍관(464)을 개방하는 제1 위치와, 송풍관(464)을 폐쇄하는 제2 위치의 사이에서 움직일 수 있는 플랩(4442)을 구비한다.

댐퍼부(444)는 환형으로 형성되어 중심에 댐퍼 개구(4440)를 구비하는 댐퍼 환체(4441)를 더 포함하여, 플랩(4442)이 댐퍼 환체(4441)의 일측에 회전 가능하게 결합된 형태를 가질 수 있다. 댐퍼 환체(4441)는, 송풍관(464)이 연장된 방향에 비스듬한 방향으로 배치되되, 하측이 플랩(4442)이 있는 일측으로 더 돌출되어, 플랩(4442)이 자중에 의해 회전할 때 안착될 수 있는 자세를 가질 수 있다. 플랩(4442)이 회전함에 따라 댐퍼 개구(4440)를 덮는 제2 위치에 배치되어, 송풍관(464)을 폐쇄할 수 있다. 플랩(4442)이 회전함에 따라 댐퍼 개구(4440)로부터 이격된 제1 위치에 배치되어, 송풍관(464)을 개방할 수 있다.

플랩(4442)은 송풍기(44)의 작동 시에는 송풍기(44)에 의해 발생하는 공기 흐름에 의해 가압되어 제1 위치에 위치할 수 있다. 송풍기(44)의 미작동 시에는, 플랩(4442)은 자중에 의해 제2 위치에 위치할 수 있다. 따라서 보일러의 작동이 정지한 후 연료노즐(421) 등에 남아있는 유증기가 역류하여 급기관(51)과 연도(53)에 위치하게 되거나, 외부로 배출되어 불쾌한 냄새를 발생시키는 상황을, 플랩(4442)이 송풍관(464)을 폐쇄함으로써 방지할 수 있다.

댐퍼 환체(4441)가 송풍관(464)에 배치될 때, 오링(4443)이 그 둘레를 따라 끼워져, 댐퍼 환체(4441)와 송풍관(464)의 내측면 사이의 경계에서 기밀을 유지할 수 있다. 오링(4443)은 가요성의 재질로 형성될 수 있다.

임펠러(441)는 회전함으로써 유입된 공기를 압축하여 송기한다. 따라서 임펠러(441)는 특수한 형상을 가질 수 있는데, 완만한 원뿔 또는 원뿔대형으로 형성된 몸체의 외측면에 나선형의 날개가 복수 개 서로 이격되어 배치될 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지는 않는다.

임펠러의 입구(4411)는 원뿔의 꼭지점에 해당하는 영역이며, 이를 통해 유입된 공기가 임펠러(441)의 회전에 따라 날개와 날개 사이의 공간을 통해 임펠러(441)의 반경 방향으로 형성되는 임펠러(441)의 출구로 전달되고, 압축된 상태에서 배출될 수 있다.

임펠러(441)는 임펠러 케이스(442)의 내부의 수용 공간(440)에, 하방(D)을 향하도록 배치될 수 있다. 그러나 임펠러(441)의 형상 및 배치 방향은 이에 제한되지 않는다.

송풍기 구동모터(443)는 전원을 인가받고 프로세서(152)에 전기적으로 연결되어, 제어될 수 있다. 송풍기 구동모터(443)는 임펠러(441)와 연결되어, 임펠러(441)가 회전할 수 있도록 구동력을 전달한다. 송풍기 구동모터(443)는 하나의 속도로만 임펠러(441)를 회전시킬 수 있는 모터가 아니라, 다양한 속도로 임펠러(441)를 회전시킬 수 있는 모터일 수 있다. 구체적으로, 송풍기 구동모터(443)는 BLDC(BrushLess DC) 모터일 수 있으나, 그 종류가 이에 제한되지는 않는다. 송풍기 구동모터(443)가 임펠러(441)를 빠르게 회전시킬수록, 송풍기(44)가 공기노즐(422)에 전달하는 유량이 증가할 수 있다. 프로세서(152)가 송풍기 구동모터(443)를 제어하는 구체적인 예에 대해서는, 급기관(51)에 대한 설명에서 자세히 서술한다.

임펠러 케이스(442)는 수용 공간(440)과 급기관의 출구(5120)를 연통하는 개구를 갖는 구성요소이다. 임펠러 케이스(442)가 임펠러(441)를 둘러싸고 형성되어, 공기가 새지 않고 임펠러(441)에 의해 잘 압송될 수 있다.

임펠러 케이스(442)는 급기관의 출구(5120)와 내부의 수용 공간(440)을 서로 연통하는 케이스(10) 개구를 가진다. 케이스(10) 개구는 임펠러의 입구(4411)와 인접한 영역에 형성될 수 있다. 급기관(51)은 입구와 출구가 양단에 각각 마련되는 파이프부를 포함하고, 파이프부의 양단 중 출구가 마련되는 말단에서는 외측으로 연장되어 케이스(10) 개구를 커버할 수 있는 플랜지부(512)가 형성된다. 따라서 플랜지부(512)는 임펠러 케이스(442) 상의 영역 중 케이스(10) 개구의 주변 영역에 결합될 수 있다.

급기관(51)은 압력해소홀(5121)을 가질 수 있다. 압력해소홀(5121)은 플랜지부(512)를 관통하여 형성되어, 임펠러 케이스(442)의 내부와 외부를 연통하고, 파이프부의 출구인 급기관의 출구(5120)의 테두리를 따라 마련될 수 있다. 압력해소홀(5121)은 복수로 형성될 수 있고, 파이프부의 출구의 테두리를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.

압력해소홀(5121)은 연료에 대한 착화 시와 같은 상황에서 발생하는 폭발에 의해 연소가스와 공기가 연소실(22)로부터 급기관(51)으로 역류하는 것을 차단하기 위해 배치된다. 압력해소홀(5121)이 형성되어, 만일 연소가스나 공기가 임펠러(441)를 역류하여 케이스(10) 개구까지 도달했다 하더라도, 압력해소홀(5121)을 통해 임펠러 케이스(442)의 외부로 배출될 수 있다. 따라서 급기관(51)으로 역류하는 공기나 연소가스의 유량은 상당량 줄어들 수 있다.

압력해소홀(5121)은 임펠러 케이스(442)의 내부로부터 외부로 갈수록 직경이 좁아지는 깔때기 형상으로 형성될 수 있다. 따라서 공기가 임펠러 케이스(442)의 외부로부터 수용 공간(440)으로 빨려들어올 때, 그 형상에 의해 급격히 속도가 줄어들어, 소음이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

버너 고정판(424) 및 버너 하우징(46)

버너 고정판(424)은 원판형으로 형성될 수 있는데, 원판의 테두리 부분에서 하방(D)으로 구부러진 부분이 존재할 수 있다. 이러한 부분이 상부 화염튜브(412)의 내측면에 접촉해, 기밀을 유지하고 상부 화염튜브(412)와 버너 고정판(424)이 잘 고정되도록 할 수 있다.

구체적으로, 버너 고정판(424)은, 원판형의 고정판부(4243)와, 고정판부의 둘레로부터 하방으로 연장되어 화염튜브의 내측면에 접촉하는 둘레부(4244)를 포함할 수 있다. 이 때 둘레부(4244)는, 화염튜브부(41) 중 상부 화염튜브(412)의 내측면에 접촉하는데, 둘레부(4244)의 하단이 재순환홀(413)을 통해 외부로부터 관찰 가능하게 배치될 수 있다. 즉 연직 방향을 기준으로 재순환홀(413)의 중간 위치보다 상측에, 둘레부(4244)의 하단이 위치할 수 있다. 둘레부(4244)가 재순환홀(413)을 통해 노출되는 면적을 최소화하여, 후술할 화염획득부(43)로의 열 전달을 저감할 수 있다.

재순환홀(413)의 일부분을 가로막는 둘레부(4244)의 높이를 조절하여, 재순환홀(413)의 넓이를 조절할 수 있다. 따라서 둘레부(4244)의 하단의 높이는, 해당 용량의 오일 보일러(1)에 사용될 수 있는 재순환홀(413)의 크기 중, 가장 큰 크기를 재순환홀(413)이 가지도록 결정될 수 있다.

둘레부(4244)의 하단은, 재순환홀(413)보다 상측에 위치할 수도 있다. 따라서 둘레부(4244)와 재순환홀(413)이 중첩되는 영역이 존재하지 않을 수 있다.

버너 하우징(46)은 버너 고정판(424)과 함께 연료노즐(421)의 일부 및 점화 플러그(423)의 일부를 둘러싸는 버너 공간(도 8의 460)을 형성하는 구성요소이다. 송풍기(44)는 버너 공간(도 8의 460)으로 공기를 송기하고, 버너 공간(도 8의 460)은 공기노즐(422)과 연통되어, 공기가 공기노즐(422)을 통해 연소실(22)로 제공될 수 있도록 한다.

버너 하우징(46)은 연소실 커버(28)의 상측에 안착 및 고정될 수 있다. 그러나 버너 하우징(46)의 연소실 커버(28)를 바라보는 면인 하면 전체가 연소실 커버(28)의 상면에 접촉하지 않고, 버너 하우징(46)의 하면의 일부가 연소실 커버(28)의 상면의 일부에 접촉하여 서로 결합되어, 버너 하우징(46)과 연소실 커버(28)의 사이에 이격공간이 형성될 수 있다.

구체적으로, 버너 하우징(46)의 하단에는 환형의 커버 접촉부(462)가 형성되고, 커버 접촉부(462)가 연소실 커버(28)와 접촉 및 체결구를 이용해 결합될 수 있다. 버너 하우징(46)의 부분 중 커버 접촉부(462)의 반경 방향 내측에 위치하는 부분은, 연소실 커버(28)로부터 상방으로 이격되어 버너 공간(460)을 형성할 수 있다.

이러한 구조를 가져, 버너 하우징(46)과 연소실 커버(28) 전체가 접촉하는 경우 고온의 연소실(22)로부터 연소실 커버(28)로 전달되는 열량보다 작은 열량이 버너 하우징(46)으로 전달될 수 있다. 버너 하우징(46)이 가열되는 정도가 줄어들어, 후술할 화염획득부(43)가 가열되는 정도가 감소할 수 있다.

버너 하우징(46)과 연소실 커버(28)의 사이로 연소가스 또는 공기가 새어나가는 것을 막기 위해, 환형의 커버 패킹(461)이 배치될 수 있다. 커버 패킹(461)은 버너 하우징(46)과 연소실 커버(28)의 사이에 배치되어, 버너 공간(460)의 기밀을 유지한다.

또한, 버너 하우징(46) 중 커버 접촉부(462)의 반경 방향 외측에 위치하는 부분은, 트랜스 고정부(465)의 외측 일부분과 송풍관(464)의 외측 일부분을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)는, 통상의 전원을 공급받아 이를 승압하고 점화 플러그(423)에 제공하여 스파크가 일어날 수 있도록 하는 점화 트랜스(48)를 포함할 수 있는데, 트랜스 고정부(465)는 점화 트랜스(48)를 고정하기 위해 제공된다. 송풍관(464)은 송풍기(44)와 연결되어, 버너 공간(460)으로 공기를 압송하는 통로가 된다. 트랜스 고정부(465)의 외측 일부분과 송풍관(464)의 외측 일부분은, 연소실 커버(28)로부터 상방으로 이격될 수 있다. 연소반응에 의해 가열된 연소실 커버(28)와의 접촉면적을 줄여, 후술할 화염획득부(43) 등으로 전달되는 열량을 저감하기 위해서이다.

연료펌프부(45)

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 연료펌프부(45)의 분해사시도이다.

도 12를 더 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료펌프부(45)에 대해서 설명한다. 연료펌프부(45)는, 연료노즐(421)로 연료를 공급하기 위한 구성요소이다. 연료펌프부(45)는 연료펌프(451)와 연료펌프 구동모터(452)를 포함할 수 있고, 커플링부(453)와, 연료펌프부 케이스(455)와, 방열홀(4551)을 더 포함할 수 있다.

연료펌프(451)는 연료를 압축시켜 연료노즐(421)로 전달하기 위한 기어들을 구비하는 구성요소이다. 따라서 연료펌프(451)는 기어들이 맞물려 그 사이의 유체를 압축함으로써 분사하는 기어펌프일 수 있다. 연료펌프(451)는 연료 저장부(미도시)로부터 유동하는 연료가 통과하는 연료배관(4561)에 연결되어 연료를 공급받을 수 있고, 회수배관(4562)과 연결되어 분사하고 남은 연료를 연료 저장부(3212)로 복귀시킬 수 있다.

연료펌프 구동모터(452)는 기어들을 회전시키기 위해 연료펌프(451)에 구동력을 전달하는 구성요소이다. 연료펌프 구동모터(452)는 송풍기 구동모터(443)와는 별도로 마련될 수 있다. 따라서 동일 모터의 동일 축상에 송풍기(44)와 연료펌프(451)가 놓여 구동력을 전달받는 경우에 비해, 축으로 사용되는 부재의 길이가 줄어들어 편심량이 줄어들고, 구동 토크가 저감될 수 있고, 소비전력을 감소시킬 수 있다.

연료펌프 구동모터(452)는, 적어도 제1 연료 유량 및 제1 연료 유량보다 많은 제2 연료 유량 중 어느 하나 유량의 연료를 연료펌프(451)가 압축시켜 연료노즐(421)에 공급할 수 있도록, 프로세서(152)에 의해 제어될 수 있다. 따라서 연료펌프(451)는 적어도 2단의 연료 유량 제공이 가능하되, 설명된 제1 연료 유량과 제2 연료 유량 외에도, 상기 제1 연료 유량 및 제2 연료 유량과 동일하지 않은 다른 연료 유량의 연료를 연료노즐(421)로 공급할 수도 있다.

연료펌프(451)는 기어들을 회전시키기 위해 마련된 연료펌프의 축부재(4511)와, 연료펌프 구동모터(452)의 구동력을 전달하기 위해 마련된 연료펌프 구동모터의 구동축(4521)은 커플링부(453)에 의해 연결될 수 있다.

커플링부(453)는 올덤 커플링(Oldham coupling)일 수 있다. 따라서 연료펌프의 축부재(4511)와 연료펌프 구동모터의 구동축(4521)이 서로 동축상에 놓이지 않은 편심상태에 있더라도, 연료펌프 구동모터(452)의 구동력이 연료펌프(451)의 기어에 전달될 수 있다. 또한 편심 상태에서도 적은 토크로 연료펌프(451)의 구동이 가능하다.

연료펌프부(45)는, 연료펌프의 축부재(4511)와, 커플링부(453)와, 연료펌프 구동모터의 구동축(4521)을 내장하기 위한 내장 공간을 구비하는 연료펌프부 케이스(455)를 가질 수 있다. 연료펌프부 케이스(455)에는, 방열홀(4551)이 형성될 수 있다. 방열홀(4551)은 연료펌프부 케이스(455)를 관통하여 내장 공간과 연료펌프부 케이스(455)의 외부를 연통하는 개구이다. 방열홀(4551)은 개구되었으므로 커플링 중에 발생하는 열을 방열할 수 있다. 또한 방열홀(4551)은 커플링부(453)의 통과를 허용하는 크기로 형성되어, 방열홀(4551)을 통해 커플링부(453)를 연료펌프의 축부재(4511)와 연료펌프 구동모터의 구동축(4521)에 조립할 수 있다.

프로세서(152)는, 혼합 물질에 대한 착화 시, 연료노즐(421)에 연료를 제1 연료 유량으로 연료펌프부(45)가 공급하도록 제어할 수 있다. 제2 연료 유량보다 상대적으로 적은 유량인 제1 연료 유량의 연료를 연료노즐(421)에 제공함에 따라, 제2 연료 유량과 같은 유량으로 연료를 일관되게 제공하면서 착화시키는 경우 발생하는 착화소음보다 작은 크기의 착화소음이 발생할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)는, 연소실(22)의 온도를 획득하는 온도획득부(214)를 더 포함할 수 있다. 온도획득부(214)는 외통(21) 중 연소실(22)과 인접한 면의 외측에 부착되어, 연소실(22)의 온도를 간접적으로 획득할 수 있고, 열전대로 형성될 수 있으나 그 종류와 위치가 이에 제한되는 것은 아니다.

연료펌프부(45)가 연료노즐(421)에 전달하는 연료의 유량인 연료 유량을 조절할 수 없는 오일 보일러(1)를 생각할 수 있다. 이러한 경우 연소실(22)이 과열됨이 확인되면, 오일 보일러(1)는 연소실(22)이 식을 수 있도록 연료 공급을 중단해 연소 반응을 중단시킨다. 연소실(22)이 너무 식어 다시 연소 반응에 의한 가열이 필요한 경우, 연료펌프부(45)는 연료노즐(421)에 대한 연료 공급을 재개해 착화하고 화염을 발생시킨다. 이러한 동작이 반복되면서, 착화소음이 지속적으로 발생하고, 착화시의 폭발에 의한 연소가스 또는 공기의 역류가 일어날 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서(152)는, 온도획득부(214)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연소실(22)의 온도에 따라서, 프로세서가 연료펌프부(45)를 적절히 제어함에 따라 상술한 문제점을 해결할 수 있도록 하기 위함이다.

구체적으로, 연료펌프부(45)가 연료노즐(421)에 제2 연료 유량으로 연료를 공급할 때, 연소실(22)이 과열되어 온도획득부(214)가 획득한 연소실(22)의 온도가 소정의 상한값을 초과하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 프로세서(152)는 연료펌프부(45)가 연료노즐(421)에 제1 연료 유량으로 연료를 공급하도록 제어할 수 있다. 따라서 연소실(22)이 과열되는 것을 막을 수 있고, 고온에 의한 질소산화물 발생량을 줄일 수 있으며, 연소 반응이 중단되지 않을 수 있다.

연료펌프부(45)가 연료노즐(421)에 제1 연료 유량으로 연료를 공급할 때, 연소실(22)이식어 온도획득부(214)가 획득한 연소실(22)의 온도가 소정의 하한값에 미치지 못하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우, 프로세서(152)는 연료펌프부(45)가 연료노즐(421)에 제2 연료 유량으로 연료를 공급하도록 제어할 수 있다. 따라서 연소실(22)이 식어 원활하게 난방수를 가열하지 못하는 상황을 막을 수 있고, 연소 반응이 중단되었다가 재개되는 상황에서 발생하는 착화소음 및 역류를 방지할 수 있다.

급기관부

급기관부는 급기관(51)과 주름관(52)를 포함한다. 주름관(52)의 입구가 연도 연결 어댑터(333)의 급기 어댑터(3333)에 연결되어, 연도(53)로부터 연도 연결 어댑터(333)로 유입된 공기를 제공받는다. 주름관(52)의 출구가 급기관의 입구(5110)에 연통되어, 급기관(51)에 공기를 제공한다. 급기관의 입구(5110)를 형성하는 급기관의 입구부(511)가 주름관(52)의 출구 내로 삽입되어, 주름관(52)와 급기관(51)이 서로 결합될 수 있다. 급기관의 출구(5120)가 임펠러 케이스(442)의 케이스(10) 개구에 연통되어, 공기를 송풍기(44)로 제공한다.

즉 급기관부는 급기관(51)과 주름관(52)이 이어져 형성되고, 급기관부의 입구는 주름관(52)의 입구가 되며, 급기관부의 출구는 급기관의 출구(5120)가 된다. 이러한 구조를 가져, 급기관부는 외부의 공기를 송풍기(44)로 안내하고, 결과적으로 공기를 공기노즐(422)로 안내한다.

주름관(52)는 아코디언형으로 접힌 외측면을 가지는 튜브로, 전체 형상과 길이가 가변적이다. 따라서 자유자재로 그 출구와 입구의 위치를 결정할 수 있고 변형이 용이해, 급기관(51)의 위치나 연도 연결 어댑터(333)의 급기 어댑터(3333)의 위치가 변한다 하더라도, 주름관(52)가 용이하게 연도 연결 어댑터(333)와 급기관(51)을 연결할 수 있다. 주름관(52)의 소재로 가요성의 소재가 선택될 수 있다.

급기관(51)의 총 길이는, 급기관의 입구(5110)와 급기관의 출구(5120)를 곧게 연결한 직선의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 즉 급기관(51)은 입구와 출구가 곧게 연결된 원기둥형의 파이프형으로 형성되는 것이 아니라, 꺾이거나 휘어진 부분을 가진다.

혼합 물질에 대한 착화 시에 혼합 물질의 폭발에 의해 연소실(22)의 내부 공간(220)에서 송풍기(44)측으로 역류하는 연소가스 및 공기의 압력이 생성되고 작용할 수 있다. 그러나 송풍기(44)에 의해서 송풍기(44)로부터 내부 공간(220)측으로 작용하는 공기의 압력 역시 존재한다. 이러한 두 압력의 크기에 기초해서, 급기관(51)의 총 길이 및 급기관(51)의 내경 중 적어도 하나가 결정될 수 있다.

구체적으로, 급기관(51)의 총 길이는, 상술한 두 압력의 크기에 기초해서, 역류하는 연소가스 또는 공기가 급기관(51)을 통과해 나가지 못하도록 형성될 수 있다. 급기관(51)의 길이가 길어지면, 역류한 유체에 대해 가해지는 저항의 크기가 커질 수 있다.

또한 급기관(51)의 내경은, 상술한 두 압력의 크기에 기초해서, 역류하는 연소가스 또는 공기가 급기관(51)을 통과해 나가지 못하도록 형성될 수 있다. 급기관(51)의 내경이 작아지면, 역류한 유체에 대해 가해지는 저항의 크기가 커질 수 있다.

예를 들어, 착화시 내부 공간(220)에서 발생하는 압력은 약 150mmH₂O일 수 있다. 송풍기(44)의 착화시 풍압은 약 100mmH₂O일 수 있다. 따라서 급기관(51)의 내경과 총 길이는, 급기관(51)의 입구(5110)와 출구(5120)의 차압이 두 압력의 차이인 50mmH₂O와 같을 때에도 공기의 흐름이 발생하지 않을 수 있는 크기의 저항을 급기관(51)이 가지도록 형성될 수 있다.

급기관(51)이 구부러지거나 꺾인 부분을 가지도록, 급기관(51)은 곧게 연장되는 복수 개의 직선부(514)와, 인접하는 두 개의 직선부(514)를 연결하되, 두 개의 직선부(514)를 서로 수직하게 배치하는 연결부(513)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 연결부(513)를 가짐으로써, 급기관(51)은 도시된 것과 같이 꺾인 형태를 가질 수 있다. 또한 제한적인 케이스(10) 내의 내부 공간(220)에서, 급기관(51)이 긴 길이를 가지면서도 최소한의 공간을 차지할 수 있다. 이러한 직선부(514)와 연결부(513)가, 상술한 파이프부를 형성할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 급기관(51)의 단면도이다. 도 13을 더 참조하여, 급기관(51)의 내부 구조와 이를 이용한 송풍기(44)의 제어에 대해서 설명한다. 급기관(51)의 2개 지점에는 각각 차압측정구(5161, 5162)가 배치될 수 있다. 차압측정구(5161, 5162) 중 송풍기(44)의 작동시 공기의 유동방향을 따라 상류에 위치한 차압측정구는 제1 차압측정구(5161)이고, 하류에 위치한 차압측정구는 제2 차압측정구(5162)이다. 두 차압측정구(5161, 5162) 사이의 차압을 획득하기 위해, 차압획득부(47)가 두 차압측정구(5161, 5162)에 연결된다. 차압획득부(47)는 다이아프램을 이용해 두 지점 사이의 차압을 획득하는 장치일 수 있으나, 그 방식이 이에 제한되지는 않는다.

두 지점 사이에는 오리피스(orifice)판(517)이 배치된다. 오리피스판(517)은 유동하는 공기의 압력강하가 일어나 제1 차압측정구(5161)의 압력보다 제2 차압측정구(5162)의 압력이 작아져 두 지점 사이의 차압이 발생하도록 하는 구조물이다. 오리피스판(517)은 구체적으로, 공기의 유동방향을 따라 갈수록 그 단면적이 줄어드는 홀을 중심에 가지는 판으로 형성되어, 공기 유동시 압력강하가 일어나도록 한다.

공기의 유동방향을 기준으로 오리피스판(517)의 상류측에는 어댑터부(515)가 배치될 수 있다. 어댑터부(515)는 급기관의 입구(5110)를 포함하되, 오리피스판(517) 하류측에 배치될 파이프부의 내경보다 큰 내경을 오리피스판(517)과 인접한 위치에 가질 수 있다. 그러나 이외의 위치에서는, 오일 보일러(1)의 용량에 따라 상술한 내경보다 작은 내경을 가질 수도 있고, 더 큰 내경을 가질 수도 있다. 어댑터부(515)는 오리피스판(517)을 기준으로 오리피스판(517) 하류에 위치한 파이프부와 분리 가능하게 결합될 수 있다.

차압획득부(47)는 프로세서(152)와 전기적으로 연결되어, 획득한 차압을 프로세서(152)로 전달한다. 프로세서(152)는 획득한 차압을 기초로 송풍기(44)를 제어한다. 송풍기(44)의 임펠러(441)는, 복수 개의 서로 다른 속도 중 어느 하나의 속도로 회전할 수 있다.

소정의 적정 차압인 기준 차압에서, 보일러는 정상적으로 작동하고 있는 상태로, 원활하게 공기가 버너(42)에 공급되어 연소 반응이 일어난다. 그러나 만약 응축수가 원활하게 배출되지 않거나, 연소가스의 통로 중 어딘가에 퇴적된 그을음에 의해 연소가스의 흐름에 저항이 발생한 경우, 송풍기(44)는 동일하게 동작하고 있음에도 불구하고, 버너(42)로 제공되는 유량이 감소하고 제2 차압측정구(5162)의 압력이 증가한다. 이러한 경우 제1 차압측정구(5161)에서의 압력은 동일할 것이므로, 차압이 기준 차압보다 낮아진다.

송풍기(44)가 동일한 속도로만 회전하는 오일 보일러(1)를 생각할 수 있다. 이러한 오일 보일러(1)에서는, 송풍기(44)가 차압의 변화에 따라 제어되지 않으므로, 연소가스의 흐름에 방해가 발생한 경우라도 대처할 방법이 존재하지 않는다. 따라서 갈수록 버너(42)에 제공되는 공기의 공기 유량이 감소하고, 종국에는 화염이 꺼져 보일러의 작동이 중단될 수 있다.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 프로세서(152)는, 송풍기(44)가 기준 차압을 유지하도록 제어한다. 따라서 기준 차압보다 획득된 차압이 낮아진 경우, 프로세서(152)는 임펠러(441)가 회전하는 속도가 증가하도록 송풍기(44)를 제어한다. 따라서 감소하던 차압이 다시 기준 차압에 도달할 수 있고, 감소하던 공기 유량이 다시 증가하여, 버너(42)에서 균일하고 원활한 연소 반응이 일어날 수 있는 상태가 유지된다.

연소가스가 흐르는 경로에서의 저항이 모종의 이유로 사라져, 송풍기(44)의 임펠러(441)가 동일한 속도로 회전하고 있음에도 불구하고 공기 유량이 증가하고, 획득되는 차압이 기준 차압을 초과할 수 있다. 이러한 경우 프로세서(152)는 임펠러(441)가 회전하는 속도가 감소하도록 송풍기(44)를 제어한다. 따라서 증가하던 차압이 다시 기준 차압에 도달할 수 있고, 증가하던 공기 유량이 다시 감소하여, 버너(42)에서 균일하고 원활한 연소 반응이 일어날 수 있는 상태가 유지된다.

트랩부(32)

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 트랩부(32)의 단면도이다. 도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 트랩부(32)에 대해 설명한다.

트랩부(32)는 응축수 받이(31)가 포함하는 분리부(312)에 연결된 응축수 배관(341)을 통해 배출되는 응축수가 통과하는 구성요소이다. 트랩부(32)를 통과함으로써, 응축수는 외부로 배출될 수 있으나, 연소가스는 응축수와 같이 배출될 수 없고, 오직 덕트(33)와 연도(53)를 통해서만 배출될 수 있다.

트랩부(32)는 부력체 트랩(321)과 U자 트랩(322)을 포함할 수 있다. 부력체 트랩(321)은, 물이 저장되는 공간을 가지는 저장부(3212)와, 저장부(3212)의 내부에 배치되는 부력체(3211)를 가질 수 있다. 저장부(3212)의 상측에, 응축수 배관(341)과 연결된 응축수 유입부(320)가 연통되어, 응축수를 저장부(3212)로 전달할 수 있다.

부력체(3211)는 부력체 트랩(321) 내에 저장된 물에 의해 부유하거나 가라앉는다. 여기서 저장된 물이란, 응축수일 수 있고, 최초 보일러 작동을 위해 채워진 별도의 물일 수도 있다. 저장부(3212)의 하면이 관통되어 중간 배출구(3213)가 형성되는데, 중간 배출구(3213)의 둘레를 따라 안착부(3214)가 형성된다. 안착부(3214)에는 부력체(3211)가 안착되거나 이로부터 이탈할 수 있다. 부력체(3211)가 저장된 물에 의해 부유하는 경우, 부력체(3211)가 안착부(3214)로부터 이탈되어 중간 배출구(3213)를 개방하고, 저장된 물이 배출될 수 있다. 저장된 물이 배출되어 부력체(3211)가 가라앉는 경우, 부력체(3211)가 안착부(3214)에 안착되어 중간 배출구(3213)를 폐쇄할 수 있다. 이러한 방법으로, 응축수는 중간 배출구(3213)를 통해 배출되나, 연소가스는 배출되지 않도록 부력체 트랩(321)이 작동할 수 있다.

U자 트랩(322)은 제1 유출 공간(3221)과 제2 유출 공간(3222)을 포함하는 트랩이다. U자 트랩(322)은 부력체 트랩(321)으로부터 배출된 물이 저장되어 연소가스가 빠져나가지 못하는 트랩으로서 작용하도록 하는 구조를 가진다. 제1 유출 공간(3221)은 부력체 트랩(321)에서 하방(D)으로 배출된 물이 저장되도록, 부력체 트랩(321)의 중간 배출구(3213)의 하측에 배치되는 공간이다. 제2 유출 공간(3222)은 제1 유출 공간(3221)으로부터 상방으로 연장되는 공간으로, 제1 유출 공간(3221)에 저장된 물의 부피가 제1 유출 공간(3221)의 부피보다 커질 때, 제2 유출 공간(3222)에도 물이 차오르기 시작한다. 제2 유출 공간(3222)은 제1 유출 공간(3221)으로부터 상방으로 연장되되 저장부(3212)를 둘러싸고 형성되어, 제1 유출 공간(3221)과 함께 U자형의 트랩을 형성할 수 있다.

제2 유출 공간(3222)을 정의하는 트랩 내벽(3231) 중 일부 영역은, 다른 영역보다 그 높이가 낮아 개구와 같은 응축수 통로(3223)를 가진다. 제2 유출 공간(3222)에 물이 차오르면서, 수위가 응축수 통로(3223)의 높이에 다다르면, 응축수 통로(3223)를 통해 물이 유출용기(323)로 빠져나간다.

유출용기(323)는 제2 유출 공간(3222)으로부터 배출된 물이 저장되었다가 외부로 배출될 수 있도록 마련되는 용기이다. 유출용기(323)에는 최종 배출 배관(340)과 연결되는 외부 배출구(3232)가 형성되어, 저장되는 물을 케이스(10) 밖으로 이어진 최종 배출 배관(340)을 통해 보일러 외부로 배출한다. 즉 응축수 받이(31)로부터 공급된 응축수가 각각의 트랩을 거쳐 유출용기(323)에 전달되고, 외부 배출구(3232)와 최종 배출 배관(340)을 통해 외부로 배출된다. 유출용기(323)가 정의하는 내부의 공간인 배출공간(3230)에는, 산성을 띄는 응축수에 적절한 처리를 가하기 위한 물질이 배치될 수 있다.

유출용기(323)에는 드레인 밸브(343) 또는 안전 밸브(342)가 각각 드레인 라인(도 3의 3431)과 안전 라인(도 3의 3421)을 통해 연결되는 개구인 드레인 개구(3233)와 안전 개구(3234)가 형성될 수 있다. 드레인 밸브(343)는, 오일 보일러(1)를 이동시키거나 정비, 청소 등의 작업을 실시하기 위해 배출하기 위해 중공(210)에 수용된 난방수를 배출시키기 위해 여닫을 수 있도록 형성되고, 중공(210)의 하측에 연결되는 밸브이다. 안전 밸브(342)는, 중공(210)에 수용된 난방수의 압력이 지나치게 상승할 경우 이를 해소하기 위한 밸브로, 여닫을 수 있도록 형성되어 난방수를 배출시켜 중공(210)의 압력을 감소시킬 수 있다. 안전 밸브(342)는, 닫혀있는 상태를 유지하다가, 중공(210) 내 난방수의 압력이 소정의 압력에 다다를 경우, 자동으로 열리는 구조를 가질 수 있다.

이러한 드레인 밸브(343) 및 안전 밸브(342)는 중공(210)에 수용된 난방수가 중공(210)으로부터 배출되지 않도록 폐쇄된 상태를 유지하다가, 사용자가 밸브를 개방하거나 소정의 조건 만족시 자동으로 개방되어 난방수를 오일 보일러(1)의 외부로 배출한다. 본 발명의 일 실시예에서는 드레인 밸브(343)와 안전 밸브(342)가 응축수 트랩의 유출용기(323)에 연결됨에 따라, 각각의 밸브에서 난방수가 바로 외부로 배출되는 것이 아니라, 유출용기(323)에 전달되도록 하였다. 따라서 각각의 밸브와 트랩이 케이스(10) 외부로 이어지는 배관을 각각 가져 외부에 물을 배출하는 경우와 비교할 때, 본 발명의 일 실시예를 따를 경우 케이스(10) 외부로 물을 배출하는 최종 배출 배관(340) 하나만이 존재하므로, 각각의 배관에 대해 이루어져야 하는 단열처리와 벽 타공 작업이 줄어들어, 오일 보일러(1)의 설치성이 향상될 수 있다.

연도(53)의 연결 형태

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 연도 연결 어댑터(333)와 연도(53)의 결합구조를 도시한 단면도이다.

도 15를 더 참조하여, 연도 연결 어댑터(333)와 연도(53)의 결합구조를 설명한다. 연도(53)는 연소가스를 최종적으로 오일 보일러(1)의 케이스(10) 외부로 안내하는 구조물이다. 따라서 연도(53)는 케이스(10)를 관통하여 설치될 수 있다. 연도(53)는 덕트(33)의 연도 연결 어댑터(333)에 연결될 수 있다.

본 발명의 오일 보일러(1)에 결합될 수 있는 연도(53)는, 내측배관(5311, 5321)과 내측배관(5311, 5321)의 외측에서 내측배관(5311, 5321)을 감싸도록 구비되는 외측배관(5312, 5322)을 가지는 이중배관 구조를 가질 수 있다. 즉 내측배관(5311, 5321)의 직경보다 외측배관(5312, 5322)의 직경이 크고, 내측배관(5311, 5321)과 외측배관(5312, 5322)이 수평면에서 동심원을 형성할 수 있다. 따라서 외측배관(5312, 5321)과 내측배관(5311, 5321)의 사이에 제1 사이 공간이 마련될 수 있다. 이러한 제1 사이 공간을 통해 공기가 안내될 수 있다.

또한 연도(53)는 곧게 연장되어 형성되는 관형의 직관(532)을 포함할 수 있고, 입구와 출구가 향하는 방향이 서로 수직한 엘보(531)를 포함할 수 있다. 이러한 직관(532)과 엘보(531)는, 연도(53)를 구성하므로, 상술한 것과 같이 이중배관 구조를 가질 수 있다. 즉 직관(532)의 내측배관(5321) 및 직관(532)의 외측배관(5322)이 배치될 수 있고, 이에 각각 연결되는 엘보(531)의 내측배관(5311) 및 엘보(531)의 외측배관(5312)이 배치될 수 있다.

연도 연결 어댑터(333)는 이중배관 구조의 연도(53)와 연결되기 위해, 내부 어댑터(3331)와 외부 어댑터(3332)를 구비하는 이중배관 구조를 가질 수 있다. 내부 어댑터(3331)는 내측배관(5311, 5321)과 연결되고, 외부 어댑터(3332)는 외측배관(5312, 5322)과 연결될 수 있다. 내측 어댑터의 직경보다 외측 어댑터의 직경이 크고, 내측 어댑터와 외측 어댑터가 수평면에서 동심원을 형성할 수 있다. 외부 어댑터(3332)는 내부 어댑터(3331)의 외측에서 내부 어댑터(3331)를 감싸도록 구비될 수 있다. 따라서 외부 어댑터(3332)와 내부 어댑터(3331)의 사이에 제2 사이 공간이 형성될 수 있다.

관체형의 내부 어댑터(3331)가 형성되어 내측배관(5311, 5321)과 덕트 수평부(332)를 연통해 연소가스를 내측배관(5311, 5321)으로 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 엘보(531)가 연도 연결 어댑터(333)에 연결되는 것으로 표현하였으나, 직관(532)이 연결될 수도 있다.

연도 연결 어댑터(333)에 대한 연도(53)의 결합 시, 외부 어댑터(3332)의 내측면과 내부 어댑터(3331)의 외측면 사이의 공간인 제2 사이 공간과, 외측배관(5312, 5322)의 내측면과 내측배관(5311, 5321)의 외측면 사이의 공간인 제1 사이 공간이 서로 연통될 수 있다. 따라서 제1 사이 공간을 통해 제2 사이 공간으로, 케이스(10) 외부로부터 전달되는 외부의 공기가 도달할 수 있다. 외부 어댑터(3332)는 급기관부와 연결되는 급기 어댑터(3333)와 연결되어, 도달한 외부의 공기를 급기 어댑터(3333)를 통해 급기관부로 제공할 수 있다. 이러한 구조에 의해, 외부로부터의 급기를 위한 구조를 연도(53)와 별도로 구비할 필요가 없다. 또한 연도가 도 16a 내지 도 16d에서와 같이 어떠한 방향으로부터 들어와서 연도 연결 어댑터(333)에 연결된다 하여도, 항상 케이스(10) 내의 일정한 위치에서 급기관부에 대한 급기가 가능하여, 제공되는 공기 유량에 영향이 미치지 않는다.

연도 연결 어댑터(333)가 포함하는 급기 어댑터(3333)는, 외부 어댑터(3332)로부터 반경 방향 외측 방향으로 돌출되어 형성된다. 외부 어댑터(3332)와 내부 어댑터(3331)가 상방으로 개구되어 연도(53)의 엘보(531)와 연직 방향을 따라 연통될 수 있고, 하방으로 개구되어 덕트 수평부(332)와 연직 방향으로 연통될 수 있으므로, 급기 어댑터(3333)는 수평 방향 중 어느 한 방향으로 연장되어 형성될 수 있고, 연장된 방향을 따라 주름관(52)과 연통될 수 있다.

외부 어댑터(3332)의 내측면과 내부 어댑터(3331)의 외측면 사이의 공간이, 급기 어댑터(3333)의 내부와 서로 연통될 수 있다. 급기 어댑터(3333)에, 급기관의 입구부(511)에 연결되는 주름관(52)이 연통되게 결합될 수 있다.

연도(53)는 연도 연결 어댑터(333)의 내측으로 삽입되어, 연도 연결 어댑터(333)와 결합될 수 있다. 내측배관(5311, 5321)의 외경의 크기가 내부 어댑터(3331)의 내경의 크기 이하로 형성되어, 내측배관(5311, 5321)이 내부 어댑터(3331)의 내측으로 삽입될 수 있다. 마찬가지로 외측배관(5312, 5322)의 외경의 크기가 외부 어댑터(3332)의 내경의 크기 이하로 형성되어, 내측배관(5311, 5321)이 내부 어댑터(3331)의 내측으로 삽입될 수 있다.

연도 연결 어댑터(333)는, 내측에 스토퍼(3334)를 더 가질 수 있다. 연도(53)가 연도 연결 어댑터(333)에 삽입될 때, 너무 깊게 삽입될 경우 외측배관(5312, 5322)이 외부 어댑터(3332)와 연통된 급기 어댑터(3333)의 입구를 막을 수 있다. 따라서 스토퍼(3334)가 내부 어댑터(3331)의 내면으로부터 반경 방향 내측으로 돌출되어 형성됨에 따라, 내측배관(5311, 5321)이 하방(D)으로 삽입되던 중 스토퍼(3334)에 걸려 더 이상 하방(D)으로 연도(53)가 삽입되지 못하는 상태가 유지될 수 있다. 즉 연도(53)가 연도 연결 어댑터(333)에 삽입되며 결합될 때, 스토퍼(3334)는 내측배관(5311, 5321)이 소정 지점보다 하방으로 이동하는 것을 억제함으로써, 외부 어댑터(3332)에 형성되는 개구를 외측배관(5312, 5322)이 막는 것을 저지한다.

스토퍼(3334)의 높이는, 내측배관(5311, 5321)이 스토퍼(3334)에 접촉하였을 때, 외측배관(5312, 5322)이 급기 어댑터(3333)의 입구보다 상측에 위치하여 급기 어댑터(3333)를 차단하지 않는 높이일 수 있다. 스토퍼(3334)는 복수로 구성되어 내부 어댑터(3331)의 내측면을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 수평면에서 내측배관(5311, 5321)의 외경의 크기는, 내부 어댑터(3331)의 내경의 크기보다 작되 내부 어댑터(3331)의 중심으로부터 스토퍼(3334)까지의 거리보다 클 수 있다.

도 16a 내지 도 16d는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)에 연도(53)가 연결되는 다양한 형태를 도시한 사시도이다.

덕트(33)의 출구는, 케이스(10)의 상벽(11)으로부터 소정의 간격인 안전 간격 이상 이격된 위치에 배치될 수 있다. 안전 간격은, 연도(53)의 직관(532)과 엘보(531)를 구성하는 파이프의 외경보다 큰 소정의 간격이다. 따라서 덕트(33)와 케이스(10)의 상벽(11) 사이에 직관(532) 또는 엘보(531)가 배치될 수 있다.

케이스(10)를 구성하는 상벽(11)과 측벽(12)들에는, 연도 삽입구(111, 1211, 1231, 1241)가 형성될 수 있다. 연도 삽입구(111, 1211, 1231, 1241)는, 연도(53)가 관통할 수 있도록 형성되는 개구이다. 케이스(10)가 4개의 측벽(12)을 가질 때, 상벽(11)과 4개의 측벽(12) 중 적어도 2개의 벽에 연도 삽입구(111, 1211, 1231, 1241)가 각각 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 상벽(11), 제1 측벽(121), 제3 측벽(123) 및 제4 측벽(124)에 각각 연도 삽입구(111, 1211, 1231, 1241)가 형성되는 것으로 표현하였으나, 연도 삽입구(111, 1211, 1231, 1241)가 형성되는 위치가 이에 제한되지는 않는다.

측벽(12)에 개설된 연도 삽입구(1211, 1231, 1241)를 통해 연도(53)가 삽입될 경우, 연도(53)는 연도 연결 어댑터(333)와 결합되는 엘보(531) 및 엘보(531)로부터 수평 방향을 따라 해당 측벽(12)의 연도 삽입구(111, 1211, 1231, 1241)로 향하는 직관(532)을 포함할 수 있다. 상벽(11)에 개설된 연도 삽입구(111)를 통해 연도(53)가 삽입될 경우, 연도(53)는 직관(532)을 포함하여, 직관(532)이 바로 연도 연결 어댑터(333)와 결합될 수 있다.

제3 측벽(123)에 형성된 연도 삽입구(1231)에 직관(532a)과 엘보(531a)를 포함하는 연도(53a)가 삽입되는 상황이 도 16a에, 제1 측벽(121)에 형성된 연도 삽입구(1211)에 직관(532b)과 엘보(531b)를 포함하는 연도(53b)가 삽입되는 상황이 도 16b에, 제4 측벽(124)에 형성된 연도 삽입구(1241)에 직관(532c)과 엘보(531c)를 포함하는 연도(53c)가 삽입되는 상황이 도 16c에, 상벽(11)에 형성된 연도 삽입구(111)에 직관(532d)을 포함하는 연도(53)가 삽입되는 상황이 도 16d에 도시되었다. 각 도면에서는, 연도(52)와 연도 연결 어댑터(333)의 연결상태를 보다 용이하게 파악할 수 있도록, 케이스(10)를 구성하는 제2 측벽(122)을 제외한 나머지 벽들을 파선 처리 하여 도시하였다.

연도 연결 어댑터(333)에 연결된 엘보(531)는, 측벽(12)에 형성된 복수의 연도 삽입구(1211, 1231, 1241) 중 어느 하나와 직관(532)을 통해 연결될 수 있는 상태이다. 이러한 상태에서 엘보(531)가 연도 연결 어댑터(333)와의 결합을 유지하고 회전함으로써, 연도 삽입구(1211, 1231, 1241) 중 다른 하나와 직관(532)을 통해 연결될 수 있는 상태에 놓일 수 있다.

예를 들어, 도 16a와 같이 엘보(531a)가 연도 연결 어댑터(333)에 연결된 상태에서, 제3 측벽(123)을 바라보도록 배치될 수 있다. 이러한 상태에서는, 엘보(531a)가 직관(532a)을 통해 제3 측벽(123)에 형성된 연도 삽입구(1231)에 연결될 수 있다.

이러한 상태에서, 연도 연결 어댑터(333)와의 결합을 유지한 채로 엘보(531a)를 회전시켜, 도 16b에서 도시된 것과 같이 제1 측벽(121)을 바라보도록 엘보(531b)를 배치할 수 있다. 도 16b의 상태에서는, 엘보(531b)가 직관(532b)을 통해 제1 측벽(121)에 형성된 연도 삽입구(1211)에 연결될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연도 연결 어댑터(333)를 이용하면, 연도 연결 어댑터(333)와 연도(53)의 연결이 유지된 상태에서 연도(53)를 연직 방향을 축방향으로 회전시킴에 따라, 각 측벽(12)에 형성된 연도 삽입구(1211, 1231, 1241)에 연도(53)가 삽입될 수 있다. 따라서 오일 보일러(1)가 설치되는 공간에 대해 연도(53)가 공급될 수 있는 방향의 제한이 있다 하더라도, 가능한 방향으로부터 연도(53)가 오일 보일러(1)에 제공되고 연결될 수 있다.

상술한 연도(53)의 연결 위치를 변경하는 과정에서, 연도 연결 어댑터(333)는 이동하거나 회전하지 않으므로, 급기관부의 주름관(52)이 덕트(33)에 연결되는 위치인 급기 어댑터(3333)의 위치는 변하지 않는다. 따라서 급기관부의 변형을 막을 수 있어, 급기관부에 대해 안정적인 공기 공급이 가능하다.

화염획득부(43)

본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)는, 화염획득부(43)를 더 포함할 수 있다. 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 오일 보일러(1)의 버너 하우징(46)의 사시도이다. 도 8, 도 9와 도 17을 참조하면, 버너 하우징(46)이 센서홀 형성부(463)을 포함하여, 센서홀(4630)이 정의되고, 화염획득부(43)가 이에 삽입된다.

화염획득부(43)는 화염으로부터 그 온도 등의 특징을 획득하는 구성요소이다. 화염획득부(43)는 연소실(22)에 위치한 화염에서 발생하는 자외선을 수광하여 측정 신호를 발생시키는 UV센서일 수 있다. 이러한 화염획득부(43)는 프로세서(152)와 전기적으로 연결되어, 생성된 측정 신호를 전달하여 연산에 사용하도록 할 수 있다. 화염획득부(43)에 의해, 내부 공간(220)에서의 화염의 유무를 판단할 수 있으므로, 연소반응이 일어나고 있는지를 판단할 수 있다.

화염획득부(43)는 온도에 민감할 수 있다. 따라서 연소실(22)에서 발생하는 고온의 열이 화염획득부(43)로 용이하게 전달될 경우, 화염획득부(43)가 제 기능을 수행하지 못할 수 있다.

화염획득부(43)는 연소실(22)의 내부 공간(220)에서 발생하는 화염을 확인할 수 있어야 한다. 따라서 화염획득부(43)는, 버너 고정판(424)에 형성된 개구인 화염감시홀(4241)을 통해서 연소실(22)의 내부 공간(220)을 바라볼 수 있는 위치에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서는, 화염감시홀(4241)이 연직 방향으로 개방되어 형성되고, 화염획득부(43)가 연직 방향으로 형성된 센서홀(4630)에 삽입됨으로써, 센서홀(4630)이 화염감시홀(4241)을 통해 내부 공간(220)과 연통되고, 화염감시홀(4241)을 통해 하방(D)으로 화염을 확인할 수 있다.

구체적으로, 버너 고정판(424)의 고정판부(4243)는, 내부 공간(220)으로 노출되는 제1 면과, 이의 반대면인 제2 면을 포함할 수 있다. 제1 면에서 제2 면을 향해 관통되어 화염감시홀(4241)이 형성된다. 제2 면으로부터 화염획득부(43)가 상방으로 이격되어 설치될 수 있다.

센서홀(4630)은 버너 하우징(46)의 일부인 센서홀 형성부(463)에 의해 둘러싸여 정의된다. 센서홀(4630)은 외부로부터 화염확인부(43)가 삽입될 수 있도록, 외부와 연통될 수 있다. 구체적으로, 버너 하우징(460)은, 버너 고정판(434)과의 사이에서 버너 공간(460)을 형성하기 위해 버너 고정판(434)으로부터 상방으로 이격된 하우징 상벽(466)을 가질 수 있다. 센서홀 형성부(463)는, 하우징 상벽(466)으로부터 하방으로 연장된 관형의 형상을 가질 수 있다. 센서홀 형성부(463)의 내부의 빈 공간에서, 센서홀(4630)이 정의될 수 있다.

센서홀 형성부(463)는 일부 개방되어 센서홀(4630)과 버너 공간(460)을 연통시키는 냉각홀(4631)을 포함할 수 있다. 냉각홀(4631)이 공기의 유입을 허용하여 센서홀 형성부(463)와 화염획득부(43)를 공냉할 수 있다. 냉각홀(4631)은 연료노즐(421)을 바라보고 개구될 수 있다.

센서홀(4630)을 통해 연소가스나 연소실(22)의 공기가 역류하여 버너 공간(460)과 송풍기(44)에 영향을 주는 것을 최소화하도록, 센서홀(4630)은 연료노즐(421)을 중심으로 송풍기(44)와 반대되는 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 송풍기(44)와 버너 하우징(46)이 서로 연결되고, 송풍기(44)로부터 버너 공간(460)으로 공기 입구(4640)을 통해 공기가 유입될 수 있다. 이러할 때, 공기 입구(4640)에 대해, 냉각홀(4631)은 연료노즐(421)을 기준으로 반대측에 위치할 수 있다. 센서홀(4630)에 삽입된 화염획득부(43)의 하단은 냉각홀(4631)의 상단으로부터 상방으로 이격되어, 그 상측에 위치할 수 있다.

화염감시홀(4241)을 통해 센서홀(4630)로 유입되는 유체의 양을 최소화하기 위해, 화염감시홀(4241)의 직경은 그 상측에 배치되는 관체형의 화염감시관(4242)의 내경보다 작게 형성될 수 있다. 화염감시관(4242)은 냉각홀(4631)을 통해 공기가 화염감시구로 유입되는 양을 저감할 수 있도록, 화염감시홀(4241)을 둘러싸고 버너 고정판(424)으로부터 상측으로 돌출된다. 즉 화염감시관(4242)은, 화염감시홀(4241)을 둘러싸고 제2 면으로부터 센서홀(4630)을 향해 돌출될 수 있다. 화염감시관(4242)이 배치됨에 따라, 그렇지 않은 경우와 비교하여 질소산화물이 더 적게 발생할 수 있다.

화염감시홀(4241)의 수평면에서의 단면적은, 화염감시관(4242)에 의해 화염감시관의 내측에서 정의되는 홀의 단면적의 14% 이상 22% 이하일 수 있다. 화염감시홀(4241)의 단면적이 상기 상한보다 크면, 지나치게 공기가 화염감시홀(4241)을 통해 많이 유동하여 연소가스의 재순환이 불리해지고 질소산화물 발생이 증가할 수 있다. 화염감시홀(4241)의 단면적이 상기 하한보다 작으면, 화염감시홀(4241)을 통한 화염획득부(43)의 화염 관찰이 불가능할 수 있다.

화염감시관(4242)의 상측 일부는 센서홀(4630)에 삽입되되, 센서홀 형성부(463)와 서로 중첩되는 연직 방향 길이가, 화염감시관(4242)의 연직 방향에서의 길이의 50%보다 작을 수 있다. 연소실(22)로부터 화염감시관(4242)을 통해 상방으로 전달되는 열이, 센서홀 형성부(463)를 통해 화염획득부(43)로 전달되는 정도를 줄이기 위함이다.

화염감시관(4242)의 상단은 센서홀 형성부(463)와 연직 방향에서 동일한 높이에 놓일 수 있다. 화염감시관(4242)의 상단이 센서홀 형성부(463)의 하단보다 하측에 위치하지는 않을 수 있다. 만약 화염감시관(4242)의 상단과 센서홀 형성부(463)의 하단이 만나거나 중첩되지 않는다면, 화염감시홀(4241)을 통해 공기가 지나치게 많이 통과하여, 연소가스의 재순환 유량이 줄고, 질소산화물의 발생이 증가할 수 있기 때문이다.

또한 화염감시관(4242)의 상측 일부는 센서홀(4630)에 삽입되되, 센서홀 형성부(463)의 내면과 접촉되지 않게, 센서홀 형성부(463)의 내면으로부터 내측으로 이격되어 형성될 수 있다. 센서홀 형성부(463)의 내면과 화염감시관(4242)이 모두 원기둥 형으로 형성되는 경우, 센서홀 형성부(463)의 내경이 화염감시관(4242)의 외경보다 클 수 있다.

상술한 각 구성요소의 형상으로 인해, 화염획득부(43)로 전달되는 열량이 저감되어, 화염획득부(43)가 원활하게 작동할 수 있다.

상술한 것과 같이, 오일 보일러(1)는 외통(21), 연소실(22), 하부 커버(29), 연관(23), 버너(42) 및 재순환홀(413)을 구비하는 화염튜브부(41)를 포함하여, 오일 타입의 연료로부터 푸른 화염을 발생시켜, 질소산화물 발생량을 줄일 수 있다.

또한 상술한 것과 같이, 오일 보일러(1)는 연소실(22), 버너(42), 송풍기(44), 그 입구와 출구를 곧게 연결한 직선의 길이보다 긴 총 길이를 가지는 급기관(51) 및 열교환기를 포함하여, 전체적인 오일 보일러(1)의높이를 단축하고, 제한된 공간 안에 오일 보일러(1)를 위치시킬 수 있다.

또한 상술한 것과 같이, 오일 보일러(1)는 연소실(22), 버너(42), 송풍기(44), 급기관(51), 주름관(52)과 연도(53)가 연통되게 결합되는 연도 연결 어댑터(333)를 구비하는 덕트(33), 열교환기 및 케이스(10)를 포함하여, 연도(53)의 다양한 설치 방향을 가질 수 있고, 연도(53)의 설치 방향과 무관하게 급기관(51)이 주름관(52)을 통해 급기받는 위치가 고정되어, 급기되는 공기 유량이 안정적으로 유지될 수 있다.

또한 상술한 것과 같이, 화염튜브는 상부 결합부를 가지는 상부 화염튜브(412) 및 상부 결합부에 결합되는 하부 결합부를 구비하는 하부 화염튜브(411)를 포함하여, 간편하게 조립이 가능하면서도, 가열되었을 때 부식 또는 파손이 일어나지 않는 화염튜브를 제공할 수 있다. 또한 화염튜브에 의한 연소실 커버(28)로의 열전달을 저감할 수 있다.

또한 상술한 것과 같이, 오일 보일러(1)는 연소실(22), 센서홀(4630)에 설치되는 화염확인부(43), 화염확인부(43)로부터 이격된 위치에 내부 공간(220)과 센서홀(4630)을 연통시키는 화염감시홀(4241)을 가지는 버너(42) 및 열교환기를 포함하여, 화염획득부(43)에 전달되는 열량을 저감하고, 화염획득부(43)가 원활하게 작동하여 화염의 상태를 확인하도록 할 수 있다.

다만, 상술한 오일 보일러(1)의 구성요소들은, 필요에 따라 예시적인 조합과 달리 조합될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 오일 보일러
10 : 케이스
11 : 상벽
12 : 측벽
13 : 하벽
14 : 케이스 공간
15 : 제어부
16 : 팽창 탱크
17 : 고정 브라켓
21 : 외통
22 : 연소실
23 : 연관
24 : 격막
26 : 터뷸레이터
27 : 연소가이드
28 : 연소실 커버
29 : 하부 커버
31 : 응축수 받이
32 : 트랩부
33 : 덕트
35 : 소음기
41 : 화염튜브부
42 : 버너
43 : 화염획득부
44 : 송풍기
45 : 연료펌프부
46 : 버너 하우징
47 : 차압획득부
48 : 점화 트랜스
51 : 급기관
52 : 주름관
53, 53a, 53b, 53c, 53d : 연도
111, 1211, 1231, 1241 : 연도 삽입구
121 : 제1 측벽
122 : 제2 측벽
123 : 제3 측벽
124 : 제4 측벽
151 : 조작부
152 : 프로세서
210 : 중공
211 : 외통 입구
212 : 외통 출구
213 : 외통 연장부
214 : 온도획득부
220 : 연소실의 내부 공간
221 : 내부 측면
222 : 내부 저면
261 : 판형부
262 : 관통부
263 : 돌출부
264 : 걸림부
271 : 차단판
272 : 가이드벽
273 : 가이드 다리
311 : 받이부
312 : 분리부
320 : 응축수 유입부
321 : 부력체 트랩
322 : U자 트랩
323 : 유출용기
331 : 덕트 직선부
332 : 덕트 수평부
333 : 연도 연결 어댑터
334 : 덕트 지지부
340 : 최종 배출 배관
341 : 응축수 배관
342 : 안전 밸브
343 : 드레인 밸브
411 : 하부 화염튜브
412 : 상부 화염튜브
413 : 재순환홀
414 : 튜브 돌기
415 : 튜브 홀
421 : 연료노즐
422 : 공기노즐
423 : 점화 플러그
424 : 버너 고정판
440 : 수용 공간
441 : 임펠러
442 : 임펠러 케이스
443 : 송풍기 구동모터
444 : 댐퍼부
451 : 연료펌프
452 : 연료펌프 구동모터
453 : 커플링부
455 : 연료펌프부 케이스
460 : 버너 공간
461 : 커버 패킹
462 : 커버 접촉부
463 : 센서홀 형성부
464 : 송풍관
465 : 트랜스 고정부
466 : 하우징 상벽
511 : 급기관의 입구부
512 : 플랜지부
513 : 연결부
514 : 직선부
515 : 어댑터부
517 : 오리피스판
531, 531a, 531b, 531c : 엘보
532, 532a, 532b, 532c, 532d : 직관
1212 : 손잡이
1233 : 케이스 브라켓
2211 : 연소실 연결부
2221 : 저면 관통홀
3110 : 받이부 공간
3211 : 부력체
3212 : 저장부
3213 : 중간 배출구
3214 : 안착부
3221 : 제1 유출 공간
3222 : 제2 유출 공간
3223 : 응축수 통로
3230 : 배출공간
3231 : 트랩 내벽
3232 : 외부 배출구
3233 : 드레인 개구
3234 : 안전 개구
3331 : 내부 어댑터
3332 : 외부 어댑터
3333 : 급기 어댑터
3334 : 스토퍼
3421 : 안전 라인
3431 : 드레인 라인
4110 : 튜브 공간
4111 : 제1 튜브부
4112 : 제2 튜브부
4113 : 연결 튜브부
4121 : 튜브 플랜지
4140 : 하부 홀
4151 : 연직 홀부
4152 : 수평 홀부
4153 : 걸림 홀부
4241 : 화염감시홀
4242 : 화염감시관
4243 : 고정판부
4244 : 둘레부
4411 : 임펠러의 입구
4440 : 댐퍼 개구
4441 : 댐퍼 환체
4442 : 플랩
4443 : 오링
4511 : 연료펌프의 축부재
4512 : 연료공급관
4521 : 연료펌프 구동모터의 구동축
4551 : 방열홀
4561 : 연료배관
4562 : 회수배관
4630 : 센서홀
4631 : 냉각홀
5110 : 급기관의 입구
5120 : 급기관의 출구
5121 : 압력해소홀
5161 : 제1 차압측정구
5162 : 제2 차압측정구
5311, 5321 : 내측배관
5312, 5322 : 외측배관
D : 하방

Claims (13)

1. 연소 반응이 일어나는 내부 공간을 제공하는 연소실;
   상기 연소실의 내부 공간으로 오일 타입의 연료를 분무하는 연료노즐과, 상기 내부 공간으로 공기를 분사하는 공기노즐과, 분무된 상기 연료와 분사된 상기 공기의 혼합 물질을 발화시키는 점화 플러그를 포함하는 버너;
   상기 공기노즐로 공기를 압송하는 송풍기;
   상기 송풍기의 외부에서 상기 송풍기로 상기 공기를 안내하기 위해 상기 송풍기에 연결되는 급기관;
   제1 연료 유량 및 상기 제1 연료 유량보다 많은 제2 연료 유량 중 어느 하나 유량의 연료를 압축시켜 상기 연료노즐로 공급하기 위한 연료펌프부;
   상기 연료펌프부와 전기적으로 연결되는 프로세서; 및
   상기 연소 반응에서 유래하는 열에 의해 난방수를 가열하는 열교환기를 포함하고,
   상기 급기관의 총 길이는, 상기 공기가 유입되는 상기 급기관의 입구와, 상기 송풍기에 연결되는 상기 급기관의 출구를 곧게 연결한 직선의 길이보다 길고,
   상기 프로세서는, 상기 혼합 물질에 대한 착화 시, 상기 연료노즐에 상기 연료를 상기 제1 연료 유량으로 상기 연료펌프부가 공급하도록 제어하는, 오일 보일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 급기관의 총 길이는, 상기 혼합 물질에 대한 착화 시에 상기 혼합 물질의 폭발에 의해 상기 내부 공간에서 상기 송풍기 측으로 작용하는 압력의 크기와, 상기 착화 시에 상기 송풍기에 의해 상기 송풍기에서 상기 내부 공간 측으로 작용하는 압력의 크기에 기초해서 결정되는, 오일 보일러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 급기관의 내경은, 상기 혼합 물질에 대한 착화 시에 상기 혼합 물질의 폭발에 의해 상기 내부 공간에서 상기 송풍기 측으로 작용하는 압력의 크기와, 상기 착화 시에 상기 송풍기에 의해 상기 송풍기에서 상기 내부 공간 측으로 작용하는 압력의 크기에 기초해서 결정되는, 오일 보일러.
4. 제1항에 있어서,
   상기 급기관은, 곧게 연장되는 복수 개의 직선부와, 인접하는 두 개의 직선부를 연결하되 상기 두 개의 직선부를 서로 수직하게 배치하는 연결부를 포함하는, 오일 보일러.
5. 제1항에 있어서,
   상기 송풍기는,
   상기 공기를 압축시켜 상기 공기노즐로 전달하기 위한 임펠러; 및
   상기 임펠러를 수용하는 내부의 수용 공간과, 상기 수용 공간과 상기 급기관의 출구를 연통하는 개구를 갖는 임펠러 케이스를 포함하고,
   상기 급기관은,
   상기 입구와 상기 출구가 양단에 각각 마련되는 파이프부;
   상기 파이프부의 양단 중 상기 출구가 마련되는 말단에서 상기 파이프부의 외측으로 연장되어 상기 개구를 커버하게 상기 임펠러 케이스에 결합되는 플랜지부; 및
   상기 플랜지부를 관통하여 상기 임펠러 케이스의 내부와 외부를 연통하되, 상기 출구의 테두리를 따라 마련되는 압력해소홀을 갖는, 오일 보일러.
6. 제5항에 있어서,
   상기 압력해소홀은, 상기 임펠러 케이스의 내부로부터 외부로 갈수록 직경이 좁아지는 깔때기 형상으로 형성되는, 오일 보일러.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 송풍기는, 상기 공기를 압축시켜 상기 공기노즐로 전달하기 위한 임펠러를 포함하고,
   상기 프로세서는, 상기 송풍기와 전기적으로 더 연결되고, 상기 혼합 물질에 대한 착화 시, 상기 임펠러가 착화에 필요한 상기 공기를 상기 공기노즐에 공급하기 위해 회전하는 속도보다 빠른 속도로 상기 임펠러가 회전하도록 제어하는, 오일 보일러.
9. 제1항에 있어서,
   상기 급기관의 2개 지점 사이의 차압을 획득하는 차압획득부; 및
   상기 송풍기는, 상기 공기를 압축시켜 상기 공기노즐로 전달하기 위한 임펠러를 포함하되,
   상기 프로세서는, 상기 송풍기 및 상기 차압획득부와 전기적으로 더 연결되고, 상기 차압획득부가 획득한 차압이 소정의 기준 차압과 같아지도록 상기 임펠러가 회전하는 속도를 제어하는, 오일 보일러.
10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는:
    상기 차압획득부가 획득한 차압이 상기 기준 차압보다 작은 경우, 상기 임펠러가 회전하는 속도가 증가하도록 제어하고,
    상기 차압획득부가 획득한 차압이 상기 기준 차압보다 큰 경우, 상기 임펠러가 회전하는 속도가 감소하도록 제어하는, 오일 보일러.
11. 제1항에 있어서,
    유동하는 공기의 압력강하가 일어나 상기 급기관의 2개 지점 사이의 차압이 증가하도록, 상기 급기관의 내부 중 상기 2개 지점의 사이에 배치되는 오리피스판을 더 포함하는, 오일 보일러.
12. 제1항에 있어서,
    상기 연소 반응에서 유래하는 연소가스를 외부로 배출하기 위해 마련된 덕트; 및
    상기 덕트의 내부에 배치되고, 상기 덕트 내에서 상기 연소가스의 유동을 방해하도록, 상기 연소가스가 통과할 수 있는 다공성의 판형으로 형성되는 소음기를 포함하는, 오일 보일러.
13. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간에서, 분무된 오일 타입의 연료와 분사된 공기의 혼합 물질이 발화되는 일부 공간을 둘러쌈으로써 튜브 공간을 정의하고 하단이 개방되는 화염튜브와, 상기 내부 공간의 연소가스가 상기 화염튜브의 외부로부터 내부로 유입되도록 상기 화염튜브를 관통하여 형성되는 재순환홀을 구비하는 화염튜브부를 더 포함하고,
    상기 화염튜브는, 원통형의 제1 튜브부, 상기 제1 튜브부의 내경보다 큰 내경을 갖는 원통형의 제2 튜브부, 및 상기 제1 튜브부와 상기 제2 튜브부를 연결하는 원뿔대형의 연결 튜브부를 포함하는, 오일 보일러.

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