KR200182415Y1 - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 보일러에 관한 것이다.

종래의 보일러는 연소실이 대부분 철재로 되어 있어 열을 가하면 열전도가 빨라 신속하게 가열되는 장점은 있으나 빨리 식기 때문에 항상 일정수준의 온도를 유지하기 위해서는 많은 양의 연료를 연소시켜야만 하였다. 따라서 연료의 소비가 많아 보일러의 가동에 따른 비용이 많이 소요되는 단점이 있다. 또 연소에 의해 발생된 고온의 배기가스가 그대로 대기로 방출되게 되어 있어 에너지 손실량이 많았다.

따라서 본 고안은 하부에 연소실을 갖고 그 상부에는 물통을 가지며 연소실의 상부에서 물통의 중앙부를 통해 보일러의 상부로 연통을 관통설치하고, 연소실 및 물통의 소정높이의 측면하부로 흙 또는 흙과 돌이 충진되고 그 상부로는 단열재가 충진되고, 상기 연소실의 상부에서 연통의 둘레로 감겨 일측단은 보일러의 측면에 노출되고 타측단은 물통에 연결된 동관이 설치되고, 외부로 노출된 동관에는 회수관을 통해 물을 회수하여 강제 순환시키는 순환펌프가 설치되고, 상기 물통의 상부에는 물을 데우는 히터 및 에어방출관 및 데워진 물을 필요한 곳으로 이송시키는 공급관 등으로 구성하여 보일러를 이룬다.

이 구조에 의해 열손실을 최소화함과 동시에 열효율이 최대한 높아진다.

Description

보일러

본 고안은 보일러에 관한 것으로, 한 번 가열되면 그 열을 오래간직하는 특성을 지닌 흙과 돌을 혼합하여 연소실의 둘레를 이루게 함과 동시에 그 내부에 물이 순환되는 동선을 배관하고, 고열의 배기가스를 배출하는 연통을 동관의 사이와 물통의 중심부를 관통하도록 하여 열손실을 최소화하면서 열효율을 최대한 높이는 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 물을 데워 수증기를 발생시키고 이 수증기를 순환시키거나 데워진 물을 순환시켜 발전 또는 난방을 하는 장치이다.

이러한 보일러는 연료를 태워 열을 발생시키는 연소실과, 연소열로 물을 가열시킴과 동시에 순환시키는 관, 가열된 물을 저수하는 물통, 물통의 물을 강제 순환시키는 순환펌프 등의 구조로 되어 있다.

종래의 보일러는 연소실이 대부분 철재로 되어 있어 열을 가하면 열전도가 빨라 신속하게 가열되는 장점은 있으나 빨리 식기 때문에 항상 일정수준의 온도를 유지하기 위해서는 많은 양의 연료를 연소시켜야만 하였다. 따라서 연료의 소비가 많아 보일러의 가동에 따른 비용이 많이 소요되는 단점이 있다. 또 연소에 의해 발생된 고온의 배기가스가 그대로 대기로 방출되게 되어 있어 에너지 손실량이 많았다.

본 고안은 이러한 종래의 폐단을 해소하기 위해 안출된 것으로, 연소실을 한번 가열하면 그 열을 오랫동안 간직하는 흙 및 돌을 혼합하여 형성하고, 배기가스를 방출하는 연통을 동관의 사이 및 물통의 중심부로 관통 설치함에 따라 연통을 통과하는 고온의 배기가스로 물을 간접적으로 가열시키도록 하므로써 보일러의 열효율을 최상으로 높이고 열손실이 최소가 되도록 하는데 그 목적이 있다.

제1도는 본 고안에 따른 보일러의 외관을 도시한 사시도 이고,

제2도는 본 고안에 따른 보일러의 내부구조를 나타낸 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이스 12 : 순환펌프

13 : 회수관 14 : 동관

16 : 물통 18 : 에어방출관

19 : 공급관 20 : 전기히터

22 : 연소실 23 : 내측판

24 : 가열판 25 : 측벽부

26 : 가열부 27 : 횡판

28 : 상부가열부 29 : 연통

30 : 개폐장치 32 : 단열재

하부에 연소실을 갖고 그 상부에는 물통을 가지며 연소실의 상부에서 물통의 중앙부를 통해 보일러의 상부로 연통을 관통설치하고, 상기 연소실 및 물통의 소정 높이의 측면하부로 흙 또는 흙과 돌이 충진되고 그 상부로는 단열재가 충진되고, 상기 연소실의 상부에서 연통의 둘레로 감겨 일측단은 보일러의 측면에 노출되고 타측단은 물통에 연결된 동관이 설치되고, 외부로 노출된 동관에는 회수관을 통해 물을 회수하여 강제순환시키는 순환펌프가 설치되고, 상기 물통의 상부에는 물을 데우는 히터 및 에어방출관 및 데워진 물을 필요한 곳으로 이송시키는 공급관 등으로 구성되어 달성된다.

이하, 본 고안의 구체적인 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

제1도에서와 같이 보일러는 외부로 케이스(10)가 씌워지고 케이스(10)의 하부에는 후술될 연소실(22) 그 상부에는 물통(16)이 내장되어 있으며, 연소실(22)의 전면에는 도어(D)가 설치되어 있다. 그리고 보일러의 중심부에는 연소실(22)에서 수직으로 관통 설치된 연통(29)이 설치되어 있으며 하부 일측면에는 온수를 강제 순환시키는 순환펌프(12)가 설치되어 있다.

또한 연소실(22)은 제2도에서와 같이 케이스(10) 하부와 내측으로 공간을 두고 통형상의 내측판(23)이 설치되고 내측판(23)의 상부에는 중앙부가 관통된 컵형상으로 되어 연소실(22)의 천정을 이루는 가열판(24)이 설치되어 연소실(22) 공간을 확보한다. 또 가열판(24)의 상단과 결합되면서 연소실(22)과 물통(16)의 사이를 가로질러 횡판(27)이 설치되고, 관통된 가열판(24)의 중심부에 하단이 연결되어 물통(16)의 중심을 지나 보일러의 상부로 연통(29)이 관통 설치되어 있다. 연통(29)의 상부에는 배기가스 방출량을 조절하는 개폐장치(30)가 설치되어 있다.

또한, 연소실(22)의 내측판(23)과 케이스(10)사이의 공간에 흙과 돌이 혼합 충진되어 측벽(25)을 이루고, 가열판(24)의 상부 공간에 흙과 돌이 혼합 충진되어 가열부(26)를 이룬다. 그리고 물통(16)의 중간 측부에서 횡판(27)사이의 공간부에 흙과 돌이 혼합 충진되어 상부가열부(28)를 이루며, 상기 물통(16)의 상부와 케이스(10)의 사이의 공간부에 내부의 열을 보존하는 단열재(32)가 충진된다. 단열재(32)는 상부가열부(28)의 상부에 설치되는 것이므로 내화성을 갖는 석면재로 된 것이외에 스폰지, 솜과 같은 것으로 할 수 있다.

가열부(26)와 상부가열부(28)의 연통(29) 둘레에는 동관(14) (동관 외에 열전도율이 높고 내부식성이 양호하며 열에 강한 재질의 관)이 감겨 배관되는데 그 일측단은 보일러의 외부로 노출되어 보일러의 일측면 하부에 설치된 순환펌프(12)와 연결되어 있으며, 타단은 물통(16)의 하부와 기밀하게 연결된다. 이때 순환펌프(12)에는 온수를 회수하는 회수관(13)과 연결되어 온수를 강제 순환시킨다.

또한, 물통(16)의 상부에는 심야전기 또는 태양열 전기로 물을 가열하는 전기히터(20)가 설치되어 있고 그 일측에는 순환과정에서 발생된 공기가 배출되도록 에어방출관(18)이 설치되어 있으며, 물통(16)의 측면 상부에는 가열된 물을 필요한 곳으로 공급하는 공급관(19)이 설치되어 있다. 특히, 전기히터(20)의 경우에는 온도가 약 70℃이상 상승할 경우에는 단전시켜 보일러가 과열되는 것을 방지하도록 되어 있다.

이와 같은 구조를 갖는 본 고안에 보일러의 경우에는 연소실(22)에 석유, 석탄, 나무 등의 연료를 연소시킬 수 있다. 일단 연소실(22)에 연료가 연소되면 그화력에 의해 먼저 내측판(23)과 가열판(24)이 가열되며, 이어서 돌과 흙이 혼합되어서 된 측벽(25) 및 가열부(26)와 횡판(27) 및 상부가열부(28) 순으로 가열된다.

그리고 연통(29)의 둘레를 휘감는 구조로 측벽(25), 가열부(26), 상부가열부(28)의 내부에 배관된 동관(14)이 가열된다. 동관(14)이 가열되면 자연히 동관(14)내부를 흐르는 물이 가열된다. 이때, 가열된 상부가열부(28)에 의해 물통(16)의 물이 직접적으로 가열된다.

특히, 연소실(22)에서 연소된 배기가스에는 상당한 양의 열을 간직하고 있다. 그런데, 연통(29)이 코일형태로 감겨 배관된 동관(14)의 중심부를 통과하고 또 물통(16)의 중심부를 통과하도록 설계되어 있기 때문에 배기가스가 배기 될 때 연통(29)의 둘레로 감겨 배관된 동관(14)을 재 가열시킴은 물론 물통(16)의 물을 가열시킨다. 따라서 배기가스를 통해 손실되는 열이 최소화되므로 보일러의 열효율이 향상된다. 그리고 흙과 돌의 성질은 빨리 가열되지는 않지만 일단 가열되기만 하면 그 열기를 오랫동안 간직하는 특성이 있다. 따라서 일단 가열된 측벽(25), 가열부(26), 상부가열부(28)에 약간의 열만 가하여도 그 온도를 지속적으로 유지하므로 적은 연료의 연소로 동관(14)을 흐르는 물과 물통(16)의 물을 신속하게 가열시키기 때문에 많은 양의 연료를 절약할 수 있다.

한편, 이와 같이 가열된 물은 순환펌프(12)의 작동 및 대류현상 (뜨거운 물은 상승하고 차가운 물은 하강하는 현상)에 의해 상승하여 물통(16)의 내부로 유입되며 유입된 데워진 물은 다시 대류현상 및 순환펌프(12)의 작동에 의해 공급관(19)을 통해 필요한 곳으로 공급 순환된다. 순환된 물은 다시 회수관(13)을 통해 순환펌프(12)로 회수되어 동관(14)에서 가열되어 물통(16)으로 유입되는 순환과정을 반복한다.

또한 심야에는 보일러의 상부에 설치된 전기히터를 작동시켜 물을 가열시켜 석유, 석탄, 나무등의 연료대신 사용할 수가 있다. 즉, 심야에는 전기의 소비량이 적기때문에 이때 전기를 사용하는 것이 에너지 활용차원에서도 바람직하다.

또 낮에는 태양열을 통해 얻어진 전기를 공급할 수도 있으며, 태양열에 의해 얻어진 전기를 축전지에 충전하였다가 야간에 전기히터(20)를 작동시켜 보일러를 가동시킬 수 있다.

또한, 보일러를 작동시킬때 보일러에 원격조정회로를 설치하여 연소실의 연소작동 및 전기히터를 리모콘 또는 전화기로 원격제어 할 수 있다. 특히 연소실의 연소작동을 가스버너 또는 석유(기름)버너일 경우에는 더욱더 효과적으로 원격제어할 수 있다.

이상에서 살펴본 본 고안은 연소실(22)의 둘레 및 상부가 일단 가열되면 잘식지않는 흙 및 돌로된 측벽(25), 가열부(26) 및 상부가열부(28) 등으로 이루어져 있고, 또 연통(29)이 적은 연료의 연소로도 물을 높은 온도로 신속하게 데울 수 있는 장점이 있다. 그리고 연통(29)이 코일형태로 감겨 배관된 동관(14)의 중심부를 통과하고 또 물통(16)의 중심부를 통과하기 때문에 고온의 배기가스가 배기될때 연통(29)의 둘레로 감겨 배관된 동관(14)을 재가열시킴은 물론 물통(16)의 물을 가열시킨다. 따라서 배기가스를 통해 손실되는 열을 최소화하므로 보일러의 열효율이 향상된다. 이와같이 열효율을 높이고 손실되는 열을 최소로 줄이므로 연료를 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한 심야에는 전기히터(20)를 가열하여 보일러를 가동시킬 수 있으며, 전기히터(20)를 태양열에 의해 얻어진 전기로 작동시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 케이스(10)의 내측 하부에 연소실(22)을, 상부에 물통(16)을 구비 보일러에 있어서, 상기 케이스(10)와 공간을 두고 설치되어 연소실(22)의 공간을 확보하는 통형상의 내측판(23)과; 상기 내측판(23)의 상부에 설치되면서 중앙부가 관통된 컵 형상으로 되어 연소실(22)의 천정을 이루는 가열판(24)과; 상기 가열판(24)의 상단과 결합되면서 연소실(22)과 물통(16)의 사이를 가로질러 설치된 횡판(27)과; 상기 가열판(24)의 중심부에서 물통(16)의 중심을 지나 보일러의 상부로 관통 설치하다 연소실(22)의 배기가스를 방출하는 연통(29)과; 상기 연소실(22)의 내측판(23)과 케이스(10)사이의 공간에 흙과 돌이 혼합되어 충진된 측벽(25)과; 상기 가열판(24)의 상부 공간에 채워진 흙과 돌이 혼합된 가열부(26)와; 소정높이의 상기 물통(16)의 측부에서 상기 횡판(27) 사이의 공간부에 흙과 돌이 혼합 충진된 상부가열부(28)와; 상기 물통(16)의 상부와 케이스(10)의 사이의 공간부에 충진된 단열재(32)와; 상기 가열부(26)와 상부가열부(28)의 연통(29) 둘레로 감겨 배관되면서 일측단은 보일러의 외부로 노출되고 타단은 물통(16)과 연결되는 관과; 외부로 노출된 상기 동관(14)의 일측단과 연결되면서 순환되는 온수를 회수하는 회수관(13)과 연결되어 온수를 강제순환시키는 순환펌프(12)와; 상기 물통(16)의 상부에 설치되어 심야전기 또는 태양열 전기로 물을 가열하되 일정온도 이상이 되면 단전되도록 된 전기히터(20)와; 상기 물통(16)의 상부 측면에 가열된 물을 필요한 곳으로 공급하는 공급관(19)이 구비되어서 된 것을 특징으로 하는 보일러.