KR20000055867A - 수·연관 복합식 고효율 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 및 화목 이외에 가연성 쓰레기를 고열 압축 성형한 고체연료 (RDF: Refuse Derived Fuel)를 주연료로 하는 농업용 및 산업용 보일러에 관한 것으로, 연통된 물챔버(51)를 갖는 외벽(52)과 격벽(54)을 두고 연소실(56)과 연관실 (58)을 갖고, 상기 연소실(56)에는 연료투입구(56A) 및 재배출구(56B)를 구비한 보일러 본체(50)와; 상기 연소실(56)의 저부에 일정 높이로 배치되어 양단이 상기 물챔버(51)와 연통하는 다수개의 수관(62)들로 구성된 불판(60)과; 상기 불판(60)의 상방에 상호 간격을 가지고 복열로 적층된 다수개의 수관(72)들로 구성되어 불판 (60)에서 연소된 열을 흡수하여 상기 물챔버(51)로 전달하는 온수가열부(70)와; 상기 온수가열부(70)의 상방에 물챔버(51)와 연통하는 연관챔버(80A,84A,82A)로 각각 감싸져 배치되고, 온수가열부(70)를 통과한 연소열을 대략 S자 형으로 통과시키도록 복열로 적층된 다수의 제1연관(80), 제2연관(84) 및 제3연관(82)과; 상기 연관실(58)에 제2연관(82)을 통과한 연소공기를 하방에서부터 상방으로 유도하여 보일러 본체(50)의 외부로 배출시키는 배기관(90)을 포함한 구성을 특징으로 한다.

Description

수·연관 복합식 고효율 보일러{Water pipe and smoke pipe composite type boiler}

본 발명은 석탄 및 화목 이외에 가연성 쓰레기를 고열 압축 성형한 고체연료(RDF: Refuse Derived Fuel)를 주연료로 하는 농업용 및 산업용 보일러에 관한 것으로, 특히 연소실내 수관을 상하부 3단으로 하고 연관을 3-패스로 처리하여 수관식과 연관식을 혼합한 고효율의 수·연관 복합식을 채택하고, 불판을 수관으로 하여 버려지는 열을 이용하며, 특히 석탄과 RDF연료를 자동으로 투입할 수 있는 연료자동투입기를 적용한 수·연관 복합식 고효율 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 기술은 보일러의 1,2차 연소실 외벽을 물로 채워서 외벽으로 전달되는 열을 물로 흡수하는 소극적 보일러 기능이며, 주로 소각 대상을 소각하는 것을 주목적으로 하며, 연소실 저부의 불판은 주물, 스테인레스, 내화벽돌을 이용하였으며 2차 연소실은 단지 완전 연소를 유도하기 위하여 1개의 대형관으로 제작되어 통과하는 열을 흡수하는데 한계가 있다.

따라서 연소실에서 발생되는 고열을 일부만 이용하게 되므로 열효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한 기존 보일러는 사람이 직접 연료를 투입하게 되어 있어 노동력이 추가로 투입되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연소실내 수관을 상하부 3단으로 하고 연관을 3-패스로 처리하여 수관식과 연관식을 혼합한 고효율의 수·연관 복합식을 채택하고, 불판을 수관으로 하여 버려지는 열을 이용하여, 최소한의 원료로 최대한의 난방 효과를 얻을 수 있도록 한 수·연관 복합식 고효율 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

또한 고체 연료를 타이머 2개를 이용하여 연료투입량을 조절할 수 있으며 최적의 난방조건을 유지하여 연료량 및 인건비를 줄일 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은, 연통된 물챔버 (51)를 갖는 외벽(52)과 격벽(54)을 두고 연소실(56)과 연관실(58)을 갖고, 상기 연소실(56)에는 연료투입구(56A) 및 재배출구(56B)를 구비한 보일러 본체(50)와;

상기 연소실(56)의 저부에 일정 높이로 배치되어 양단이 상기 물챔버(51)와 연통하는 다수개의 수관(62)들로 구성된 불판(60)과;

상기 불판(60)의 상방에 상호 간격을 가지고 복열로 적층된 다수개의 수관 (72)들로 구성되어 불판(60)에서 연소된 열을 흡수하여 상기 물챔버(51)로 전달하는 온수가열부(70)와;

상기 온수가열부(70)의 상방에 물챔버(51)와 연통하는 연관챔버(80A,84A, 82A)로 각각 감싸져 배치되고, 온수가열부(70)를 통과한 연소열을 대략 S자 형으로 통과시키도록 복열로 적층된 다수의

중간에 연결통로(84)를 두고 상,하로 마주보고 복열로 적층된 다수의 제1연관(80) 및 제2연관(84) 및 제3연관(82)과;

상기 연관실(58)에 제3연관(82)을 통과한 연소공기를 하방에서부터 상방으로 유도하여 보일러 본체(50)의 외부로 배출시키는 배기관(90)을 포함한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동연료공급장치가 설치된 보일러의 정면도.

도 2는 도 1의 일측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

50 : 보일러 본체 52 : 외벽

54 : 격벽 56 : 연소실

58 : 연관실 60 : 불판

62,72 : 수관 70 : 온수가열부

80,84,82 : 제1,제2, 제3연관 80A,82A,84A : 연관챔버

84 : 연결통로 90 : 배기관

100 : 공기공급관 200 : 연료저장호퍼

210 : 연료이송실린더 220 : 이송스크류

230 : 구동모터 240 : 연료투입관

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동연료공급장치가 설치된 보일러의 정면도이고, 도 2는 도 1의 일측면도이다.

도시된 바와 같이 보일러 본체(50)는, 온수가 저장 및 순환되는 물챔버(51)를 갖는 외벽(52)과 격벽(54)을 두고 연소실(56)과 연관실(58)을 구비하고 있고, 상기 연소실(56)에는 연료투입구(56A) 및 재배출구(56B)를 갖고 있고, 또 상기 연소실(56)에는 선택적으로 후술할 자동연료공급장치가 연결될 수 있도록 되어 있다.

상기 연소실(56)의 저부에는 일정 높이로 배치되어 양단이 상기 물챔버(51)와 연통하는 다수개의 수관(62)들로 구성된 불판(60)이 설치되어 있다.

상기 불판(60)에는 석탄, 화목, RDF 등 고체연료가 올려져 연소되는 장소로, 이때 발생된 연소열이 1차적으로 직접 수관(62)에 전달되게 되어 있다.

상기 불판(60)의 상방에는 상호 간격을 가지고 복열로 적층된 다수개의 수관(72)들로 구성되어 불판(60)에서 연소된 열을 흡수하여 상기 물챔버(51)로 전달하는 온수가열부(70)가 배치되어 있다.

상기 온수가열부(70)의 상방에는 물챔버(51)와 연통하는 연관챔버(80A,84A, 82A)로 각각 감싸져 배치되고, 온수가열부(70)를 통과한 연소열을 대략 S자 형으로 통과시키도록 복열로 적층된 다수의 제1연관(80), 제2연관(84) 및 제3연관(82)이 구비되어 있고, 상기 제 3연관(82)의 후방측에는 보일러 본체(50)의 외벽(52)측에 설치되어 연소열을 제3연관(82)에서 연관실(58)로 보내기 위한 열풍기(5)가 부설되어 있다.

따라서, 제1연관(80)을 통과한 열이 제2연관(84)을 통해 제3열관(82)을 빠져나가면서 각 연관(80,84,82)을 감싸고 있는 연관챔버(80A,84A,82A)에 전달된 후 연관실(58)로 순환하게 되어 있다.

한편, 상기 연관실(58)에는 제2연관(82)을 통과한 연소공기를 하방에서부터 상방으로 유도하여 보일러 본체(50)의 외부로 배출시키는 배기관(90)이 설치되어 있다.

그리고 상기 연소실(56)에는 연소공기를 공급하기 위해 공기공급관(100)이 설치되어 있다.

또, 상기 보일러 본체(50)의 자동연료투입구(56C)에는 자동으로 연료를 공급하기 위한 장치로서, 도 1에서와 같이 연료 입,출구(200A,200B)를 갖는 연료저장호퍼(200)와, 상기 연료저장호퍼(200)의 연료 출구(200B)와 일단이 연결되고 타단에 연료이송배출구(210A)를 갖는 연료이송실린더(210)와, 상기 연료이송실린더(210)내에 배치된 이송스크류(220)와, 상기 연료이송실린더(220)의 일단에 고정 설치되어 상기 이송스크류(220)와 동력전달수단인 체인(C)을 통해 연결된 구동모터(230)와, 상기 연료이송실린더(210)의 연료이송배출구(210A)와 상기 보일러 본체(50)의 자동연료투입구(56C)를 연결하는 연료투입관(240)을 구비하고 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 연소실(56) 저부의 수관(62)으로 구성된 불판(60)상에 원료 예로, 석탄, 화목, 폐지, RDF 등등의 연료를 올려놓고 보일러를 가동시키면 원료에서 연소되어 발생된 열이 연소실(56)의 저부 및 상부측 불판(60)의 수관(62) 및 온수가열부(70)의 수관(72)에 직접 전달되고, 또한 연소실(56) 외벽(52)을 통해 전달되어 물챔버(51)내의 물이 가열받는다.

그리고 2차적으로 600℃∼900℃의 고열이 연소실(56)상부의 3패스통로를 타고 빠져나가면서 열전달이 이루어진다.

즉, 2차적으로 고열은 다수의 제 1연관(80)을 빠져나가면서 연관챔버(80A)에 열을 전달한 후 제2연관(84)을 거쳐 다시 상방측 제3연관(82)을 통과하면서 연관챔버(82A)에 열을 전달한다.

다음, 제3연관(82)을 빠져나온 열은 송풍기(5)에 의해 연관실(58)로 흘러들어가 배기관(90)을 통해 배출된다.

이때 보일러 본체(50) 전면에는 챔버(51)를 통해 물이 채워져 있고, 또 가열받은 수관(62,72) 및 연관(80,84,82)을 통해 챔버(51)로 열이 전달함으로 보일러 본체(50)내의 물은 뜨겁게 가열받아 적당한 온도가 되었을때 도시안된 배출구를 통해 순환하며 난방을 하게 되는 것이다.

여기서 본 발명의 온수 출구는 보일러 본체(50)의 상부측에 설치함이 바람직하고, 온수 입구는 그의 하부측에 설치함이 바람직하다.

이같이 구성된 본 발명은 연소실(56)내 수관(62,72)을 상,하부 3단으로 하고 연관을 3패스(path)로 처리하여 수관식과 연관식을 혼합한 고효율을 기대할 수 있다.

다른 한편, 자동연료공급장치에서는 구동모터(230)의 구동제어로 연료저장호퍼(200)내에 저장된 연료가 이송스크류(220)에 의해 연료이송실린더(210)의 연료이송배출구(210A)를 통해 연료투입관(240)을 거쳐 보일러 본체(50)의 자동연료 투입구(56C)측으로 떨어져 불판(60)에 올려지게 된다.

이때 연료의 연소시간을 고려하여 구동모터(230)를 회전 제어하게 되면 연료를 투입하기 위한 별도의 노동력 없이도 연료투입이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 연소실내 수관을 상하부 3단으로 하고 연관을 3패스로 처리하여 수관식과 연관식을 혼합하여 고효율을 기대할 수 있고, 불판을 수관으로 하여 버려지는 열을 효과적으로 이용할 수 있는 효과를 갖는다.

따라서 농업용 및 산업용 보일러에 최소한의 원료를 이용하여 최대의 난방효과를 얻을 수 있으며, 농가 및 산업체에서는 경비절감에 따른 경쟁력 확보 및 에너지 절약에 따른 외화절약이 가능하고, 폐자원의 에너지화에 기여할 수 있다.

Claims (2)

1. 연통된 물챔버(51)를 갖는 외벽(52)과 격벽(54)을 두고 연소실(56)과 연관실(58)을 갖고, 상기 연소실(56)에는 연료투입구(56A) 및 재배출구(56B)를 구비한 보일러 본체(50)와;

   상기 연소실(56)의 저부에 일정 높이로 배치되어 양단이 상기 물챔버(51)와 연통하는 다수개의 수관(62)들로 구성된 불판(60)과;

   상기 불판(60)의 상방에 상호 간격을 가지고 복열로 적층된 다수개의 수관(72)들로 구성되어 불판(60)에서 연소된 열을 흡수하여 상기 물챔버(51)로 전달하는 온수가열부(70)와;

   상기 온수가열부(70)의 상방에 물챔버(51)와 연통하는 연관챔버(80A,84A, 82A)로 각각 감싸져 배치되고, 온수가열부(70)를 통과한 연소열을 대략 S자 형으로 통과시키도록 복열로 적층된 다수의 제1연관(80), 제2연관(84) 및 제3연관(82)과;

   상기 연관실(58)에 제2연관(82)을 통과한 연소공기를 하방에서부터 상방으로 유도하여 보일러 본체(50)의 외부로 배출시키는 배기관(90)을 포함한 것을 특징으로 하는 수·연관 복합식 고효율 보일러.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보일러 본체(50)의 연료투입구(56C)에 자동으로 연료를 공급하기 위한 장치로서,

   연료 입,출구(200A,200B)를 갖는 연료저장호퍼(200)와;

   상기 연료저장호퍼(200)의 연료 출구(200B)와 일단이 연결되고 타단에 연료이송배출구(210A)를 갖는 연료이송실린더(210)와;

   상기 연료이송실린더(210)내에 배치된 이송스크류(220)와;

   상기 연료이송실린더(220)의 일단에 고정 설치되어 상기 이송스크류(220)와 동력전달수단을 통해 연결된 구동모터(230)와;

   상기 연료이송실린더(210)의 연료이송배출구(210A)와 상기 보일러 본체(50)의 연료투입구(56A)를 연결하는 연료투입관(240)을 구비한 것을 특징으로 하는 수·연관 복합식 고효율 보일러.