KR20020088115A - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러에 관한 것으로서 적층된 고체 연료를 연소하는 연소실과, 상기 고체 연료와 동시에 또는 선택적으로 유동성 연료를 연소시켜 발생된 열기 또는 연기를 상기 연소실로 전달하는 버너와, 상기 연료 연소시 발생되는 상기 열기 또는 연기의 통로로 사용되도록 다수 번 교호하게 설치되며 내장된 물이 가열되어 난방토출구를 통해 난방 수단으로 전달하는 물재킷과, 상기 연소실 내에 설치되어 외부로부터 흡기된 공기를 방향을 변화시켜 분사하여 상기 연소실 상부에 공기가 희박하게 하므로 상기 적층된 고체 연료를 하부만 연소되게 하면서 상기 열기 또는 연기가 상기 통로의 입구로 집속되게 하는 풍향조절기와, 상기 통로에 형성되며 상기 연기 및 열기에 의해 가열되어 상기 연기를 완전 연소시키는 필라멘트와, 상기 연기가 완전 연소된 열기에 포함된 분진을 여과하는 집진기와, 상기 열기에 의해 온수를 가열하여 목욕탕 또는 부엌에 공급하는 급탕관과, 상기 난방 수단에 방열하여 식은 물이 상기 통로로부터 배출된 열기에 포함된 열에 의해 가열시켜 배출 공기의 온도를 낮게하고 상기 가열된 물을 난방환수구를 통해 상기 물재킷으로 주입되도록 하는 폐열흡수수단을 포함한다. 따라서 연탄을 제외한 고체 연료를 사용할 때 연료의 아래 부분만 연소되도록 하여 연료 소모를 감소시키며, 필라멘트에 의해 연기를 다시 연소시키고 분진을 집진기로 여과하므로 배기 가스가 오염되는 것을 방지한다.

Description

보일러{Boiler}

본 발명은 보일러에 관한 것으로서, 특히, 유동성 연료와 고체 연료를 선택적 또는 동시에 사용하여 열을 발생할 수 있는 보일러에 관한 것이다.

사람들의 주거 형태에 있어 아파트 등의 공동 주택이 차지하는 비율이 점차 증가되는 등의 주거 환경이 바뀌고 생활의 편리함 때문에 보일러를 이용하여 난방하는 가정이 점차 증가되고 있다. 또한, 공장에서 사용될 뿐만 아니라 비닐하우스 등을 이용한 시설 농업의 난방으로 이용되기도 한다.

보일러는, 일반적으로, 편리성에 의해 등유 등의 기름, 또는, 액화가스 등의 유동성을 갖는 청정 연료를 사용한다.

그러나, 등유 등의 기름, 또는, 액화가스 등의 청정 연료는 비싸 경제적으로 부담된다. 그러므로, 구입시 비용이 들지 않거나 값싼 연료인 연탄, 폐목재, 폐비닐 쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료를 유동성 청정 연료과 함께 또는 각각 사용할 수 있는 보일러가 개발되었다.

종래 기술에 따른 고체 연료와 기름 연료를 겸용하는 보일러는 대한민국 등록실용신안공보 제 20-0168638 호(발명의 명칭 : 목재 겸용 기름보일러)에 개시되어있다.

종래 기술에 따른 보일러는 화격자가 설치되어 연탄, 폐목재, 폐비닐 쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료를 연소시킬 수 있는 제 1 연소실과 제 1 가열수관을 포함하는 제 1 보일러와, 기름 연료를 연소시킬 수 있는 제 2 연소실과 제 2 가열수관을 포함하는 제 2 보일러를 구비한다.

상기에서 제 1 및 제 2 보일러를 선택적으로 또는 동시에 작동하여 난방을 할 수 있으므로 기름 연료 소비가 감소되므로 연료비가 적게들어 경제적이다.

그러나, 종래 기술에 따른 목재 겸용 기름보일러는 고체 연료를 연소시킬 때화염을 조절할 수 없어 연소 속도가 빠르므로 연료 소모가 큰 문제점이 있었다. 또한, 고체 연료를 연소시킬 때 발생되는 연기 및 분진에 의해 배기 가스가 오염될 뿐만 아니라 열 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 고체 연료를 사용할 때 연료의 연소 부분을 조절하여 연료 소모를 감소시킬 수 있는 보일러를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고체 연료를 연소시킬 때 연기 및 분진의 발생을 방지하여 배기 가스가 오염되는 것을 방지하며 열 효율을 향상시킬 수 있는 보일러를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보일러는 적층된 고체 연료를 연소하는 연소실과, 상기 고체 연료와 동시에 또는 선택적으로 유동성 연료를 연소시켜 발생된 열기 또는 연기를 연결관을 통해 상기 연소실로 전달하는 버너와, 상기 연료 연소시 발생되는 상기 열기 또는 연기의 통로로 사용되도록 다수 번 교호하게 설치되며 내장된 물이 가열되어 난방토출구를 통해 난방 수단으로 전달하는 물재킷과, 상기 연소실 내에 설치되어 외부로부터 흡기된 공기를 방향을 변화시켜 분사하여 상기 연소실 상부에 공기가 희박하게 하므로 상기 적층된 고체 연료를 하부만 연소되게 하면서 상기 열기 또는 연기가 상기 통로의 입구로 집속되게 하는 풍향조절기와, 상기 통로에 나선형의 고융점 금속으로 형성되며 상기 연기 및 열기에 의해 가열되어 상기 연기를 완전 연소시키는 필라멘트와, 상기 연기가 완전 연소된 열기에 포함된 분진을 여과하는 집진기와, 상기 열기에 의해 온수를 가열하여목욕탕 또는 부엌에 공급하는 급탕관과, 상기 난방 수단에 방열하여 식은 물이 상기 통로로부터 배출된 열기에 포함된 열에 의해 가열시켜 배출 공기의 온도를 낮게하고 상기 가열된 물을 난방환수구를 통해 상기 물재킷으로 주입되도록 하는 폐열흡수수단을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 보일러의 사시단면도.

도 2는 도 1을 A-A선으로 자른 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 보일러의 우측면도.

도 4는 도 1을 B-B선으로 자른 단면도.

도 5는 도 1을 C-C선으로 자른 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 연소실13 : 화덕

17 : 버너19 : 풍향조절기

25 : 물재킷27 : 필라멘트

29 : 집진기35 : 급탕관

41 : 폐열흡수수단55 : 난방수단

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 은 보일러의 사시단면도이고, 도 2는 도 1을 A-A선으로 자른 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보일러의 우측면도이고, 도 4는 도 1을 B-B선으로 자른 단면도이며, 도 5는 도 1을 C-C선으로 자른 단면도이다.

본 발명에 따른 보일러는 연소실(11), 화덕(13), 버너(17), 풍향조절기(19), 물재킷(25), 집진기(29), 급탕관(35), 폐열흡수수단(41) 및 난방수단(55)을 포함한다.

연소실(11)은 원형의 이 형성된 선반(15)에 의해 상부 및 하부로 분리되는 데, 하부에는 다수 개의 풍향조절기(19)가 설치되며, 상부에는 연탄을 연료로 사용하는 구멍이 다수 개 형성된 화덕(13)이 설치된다. 상기에서 선반(15) 및 화덕(13)은 탈착 및 부착이 가능한 것으로 연료로 연탄을 사용하는 경우 부착되며 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료를 사용하는 경우 탈착되어야 한다. 연소실(11) 내에 연탄을 포함하는 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료는 상부에 설치된 뚜껑을 연 상태에서 장입된다.

즉, 연탄을 연료로 사용하는 경우 화덕(13) 내에서 연탄을 장입한 상태에서 연소시킨다. 이 때, 연탄의 연소에 의해 발생된 열기 또는 연기는 상승되는 데, 이 열기 또는 연기는 상부의 뚜껑에 의해 외부로 방출되지 못하고 물재킷(25)에 의해 형성된 통로로 흐르게 된다.

그리고, 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료를 사용하는 경우 선반(15) 및 화덕(13)을 탈착한 상태에서 연소실(11)의 하부로부터 순차적으로 적층한 상태에서 연소시킨다. 이 때, 제 1 연결관(21)으로 통기되는 다수 개의 풍향조절기(19)는 외부로부터 흡기되는 공기를 적층된 연료의 연소 부분으로 분사시킨다.

상기에서 풍향조절기(19)는 공기가 분사되는 끝단이 휘어지도록 구성되어 공기의 방향을 변화시킬 수 있는 데, 이 풍향조절기(19)에서 분사되는 공기는 물재킷(25)에 의해 형성되는 통로(26)의 입구로 집속되게 하므로써 연소실(11)의 상부에 공기가 희박하게 하는 것이 바람직하다.

그러므로, 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료는 풍향조절기(19)에서 분사되는 공기와 접촉되는 부분만 연소되고 그 위 부분은 공기가 희박하므로 연소되지 않는다. 따라서, 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료의 연소 속도를 조절하여 연료의 소모를 감소시킬 수 있다.

또한, 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료는 연소가 진행됨에 따라 연소되지 않은 부분은 무게에 의해 순차적으로하부로 내려오므로 연속해서 연소될 수 있다. 상기에서 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료가 연소되면서 발생되는 열기 또는 연기는 물재킷(25)에 의해 형성되는 통로(26)의 입구로 집속되어 이 통로(26)를 통해 외부로 배기된다.

버너(17)는 기름, 또는, 액화가스 등의 유동성 연료를 연소시키는 것으로, 이 버너(17)에서 발생된 열기 또는 연기는 제 2 연결관(23)을 통해 연소실(11)로 이동된다. 상기에서 연소실(11)로 이동된 열기 또는 연기도 풍향조절기(19)에서 분사되는 공기에 의해 연소실(11)의 상부로 전달되지 않고 물재킷(25)에 의해 형성되는 통로(26)의 입구로 집속되어 이 통로(26)를 통해 외부로 배기된다.

물재킷(25)은 보일러의 상부 및 하부에 교호하도록 설치되어 열기 또는 연기가 이동하는 통로(26)를 이룬다. 상기에서 물재킷(25)은 내부가 서로 연통되어 물이 채워져 있는 데, 이 물은 통로(26)를 통해 이동되는 열기 또는 연기의 열에 의해 가열된다. 그러므로, 물재킷(25)이 다수 번 교호하게 설치되어 통로(26)가 길어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 물재킷(25)의 통로(26)를 이루는 표면은 굴곡지게 형성되어 열기 또는 연기와 접촉되는 표면적을 증가시킨다. 그러므로, 물재킷(25) 내의 물에 통로(26) 내의 열기 또는 연기가 포함하는 열이 원활하게 전달되어 가열 효율을 증가시킨다.

통로(26)에 나선형의 필라멘트(27)가 설치된다. 필라멘트(27)는 크롬, 텅스텐, 몰리브덴 또는 코발트 등의 고융점 금속으로 이루어지는 데, 이 필라멘트(27)는 열기 또는 연기의 열에 의해 가열되어 불완전 연소에 의해 발생되는 연기를 다시 연소시킨다. 그러므로, 연기가 연소되어 공기의 오염을 방지할 뿐만 아니라 열기를 발생하므로 연소 효율을 향상시킨다. 또한, 필라멘트(27)는 목재 등을 연소할 때 발생되는 타르(tar)도 연소시켜 물재킷(25)의 표면 등에 부착되는 것을 방지한다.

집진기(29)는 통로(26)에서 필라멘트(27)에 의해 완전 연소된 열기에 포함된 분진 등을 여과하여 배기 가스의 오염을 감소시킨다.

급탕관(35)은 목욕탕 또는 부엌 등에 온수를 공급하는 것으로 수로의 길이를 길게 하여 열 효율을 향사시키기 위해 지그재그 형태로 형성된다.

난방수단(55)은 물재킷(25)의 난방토출구(31)를 통해 배수된 가열된 온수의 열이 방출되도록 하여 방의 바닥 또는 공간의 공기를 따뜻하게 한다. 그러므로, 난방수단(55)을 거친 온수는 식게된다.

폐열흡수수단(41)은 주름관 형상을 가져 표면적이 넓은 제 2 배기관(43)과 이 제 2 배기관(43) 주위를 나선 형상으로 에워싸는 폐열흡수관(45)을 포함한다. 폐열흡수수단(41)은 제 1 및 제 2 배기관(42)(43)을 통해 배기되는 통로(26)의 열기에 포함된 열이 폐열흡수관(45)을 통과하는 난방수단(55)에서 방열되어 식은 물에 흡수되도록 하여 열의 손실을 감소시킨다.

즉, 통로(26)의 열기는 물재킷(25) 내의 물에 열을 충분히 전달하지 못하므로 제 1 배기관(42)을 통해 배기되는 공기는 높은 온도를 유지하여 많은 폐열을 포함한다. 그러므로, 난방수단(55)에서 방열되고 식은 상태로 회수되는 식은 물은 폐열흡수관(45)을 통과할 때 제 2 배기관(43)을 통과하는 배기되는 공기로부터 열을흡수하여 가열된다. 따라서, 제 2 배기관(43)을 통과하는 배기되는 공기는 온도가 저하되어 열의 손실이 감소되므로 열 효율이 향상된다. 그리고, 폐열흡수관(45)에서 가열된 물은 난방환수구(33)를 통해 물재킷(25)에 다시 주입된다.

폐열흡수수단(41)은 상부에 물을 주입하는 주입구(51)를, 하부에 오염된 물을 배수하는 드레인(53)을 더 포함한다. 상기에서 주입구(51)를 통해 주입되는 물은 제 2 배기구(43) 및 폐열흡수관(45)의 표면과 직접 접촉되어 제 2 배기구(43) 내의 열을 효율적으로 흡수하여 배기되는 공기의 온도를 더 낮게하고, 이 제 2 배기구(43)로부터 흡수한 열이 폐열흡수관(45) 내의 물에 더 많이 전달되도록 하므로 회수되는 물의 온도를 더 높게하여 열 효율을 향상시킨다.

따라서 본 발명에 따른 보일러는 연탄을 제외한 폐목재, 폐비닐 등의 생활쓰레기 및 농사 부산물 등의 고체 연료를 사용할 때 연료의 아래 부분만 연소되도록 하므로 연료 소모를 감소시킬 수 있으며, 필라멘트에 의해 연기를 다시 연소시키고 분진을 집진기로 여과하므로 고체 연료를 연소시킬 때에도 연기 및 분진에 의한 배기 가스의 오염을 방지할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 적층된 고체 연료를 연소하는 연소실과,

   상기 고체 연료와 동시에 또는 선택적으로 유동성 연료를 연소시켜 발생된 열기 또는 연기를 연결관을 통해 상기 연소실로 전달하는 버너와,

   상기 연료 연소시 발생되는 상기 열기 또는 연기의 통로로 사용되도록 다수 번 교호하게 설치되며 내장된 물이 가열되어 난방토출구를 통해 난방 수단으로 전달하는 물재킷과,

   상기 연소실 내에 설치되어 외부로부터 흡기된 공기를 방향을 변화시켜 분사하여 상기 연소실 상부에 공기가 희박하게 하므로 상기 적층된 고체 연료를 하부만 연소되게 하면서 상기 열기 또는 연기가 상기 통로의 입구로 집속되게 하는 풍향조절기와,

   상기 통로에 나선형의 고융점 금속으로 형성되며 상기 연기 및 열기에 의해 가열되어 상기 연기를 완전 연소시키는 필라멘트와,

   상기 연기가 완전 연소된 열기에 포함된 분진을 여과하는 집진기와,

   상기 열기에 의해 온수를 가열하여 목욕탕 또는 부엌에 공급하는 급탕관과,

   상기 난방 수단에 방열하여 식은 물이 상기 통로로부터 배출된 열기에 포함된 열에 의해 가열시켜 배출 공기의 온도를 낮게하고 상기 가열된 물을 난방환수구를 통해 상기 물재킷으로 주입되도록 하는 폐열흡수수단을 포함하는 보일러.
2. 청구항 1에 있어서 상기 연소실에 연탄을 연료로 하기 위한 탈부착할 수 있는 선반과 다수 개의 구멍을 갖는 화덕을 더 포함하는 보일러.
3. 청구항 1에 있어서 상기 풍향조절기는 공기가 분사되는 끝단이 휘어지도록 구성되어 상기 공기의 방향을 변화시키는 보일러.
4. 청구항 1에 있어서 상기 물재킷의 상기 통로를 이루는 표면이 굴곡지게 형성되어 표면적이 증가되는 보일러.