KR20020090432A - 연소보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소보일러에 관한 것으로, 특히 팬기구(20)가, 구동모터(21)와, 구동모터(21)의 회전축에 고정되면서 흡기라인(12,13)에 배치되어 실내 혹은 실외 공기를 강제로 흡입하는 흡기팬(22) 및, 구동모터(21)의 회전축에 고정되면서 배기라인(60)에 배치되어 배기가스를 강제로 실외로 배출시키는 배기팬(23)으로 이루어진 구조로 되어, 실외공기가 강제로 흡입되면서 배기가스가 강제로 배출되므로, 흡기와 연소 및 배기에 연관된 모든 라인에서의 공기흐름이 가능한 한 일정하게 유지되도록 된 것이다.

Description

연소보일러{Combustion boiler}

본 발명은 연소보일러에 관한 것으로, 특히 보일러의 흡기 및 배기가 원활하게 이루어져서, 이의 기능이 향상되도록 하는 연소식 보일러에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 보일러는 열원의 종류나, 설치형태, 설치장소, 흡배기 방식, 급수방식, 방열방식, 열교환기 구조 등에 따라서 다양한 종류로 구분된다.

도 1은 배기 팬기구를 갖춘 종래 상향 연소보일러의 일예를 도시한 도면으로서, 배기 팬기구(20)를 매개로 배기가스를 실외로 강제배출하면서 실외공기를 흡입하는, 가열핀(93a) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

이의 작동상태를 개략적으로 설명해 보면 다음과 같다.

배기 팬기구(20)의 구동모터(21)가 작동되면, 구동모터(21)의 회전축에 고정된 배기팬(23)이 회전되어, 연소실(A) 내의 공기가 배기라인(60)으로 강제로 유동된다. 따라서, 배기라인(60)의 내압이 대기압보다 증가되는 반면, 연소실(A)과 버너(30), 흡기라인(13) 및 흡기유도부재(11)에는 배압이 걸리게 되므로, 실외공기가 흡기유도부재의 유입구(11a)를 통해서 흡기유도부재(11)로 흡입된 후에 흡기라인(13)과 버너(30)를 통해서 연소실(A)로 유입되고, 이후 회전하는 배기팬(23)에 의해서 배기라인(60)으로 강제적으로 유동되어 배기라인의 유출구(60a)를 통해서 실외로 배출된다.

이러한 상태에서, 연료분사기구(80)의 노즐(80a)을 통해서 연료공급라인(70)으로부터의 연료가 분사되면, 분사된 연료가 버너(30) 내부에서 공기와 혼합되어지고, 이 혼합가스는 버너(30)의 염공을 통해서 연소실(A)로 분출된다.

이때 점화장치(도시안됨)가 작동되면, 버너(30)의 염공을 통해서 분출되는 혼합가스가 점화된다.

한편, 순환펌프(100)에 의해서 난방라인의 난방수가 강제 순환되면, 난방부하부(도시안됨)로부터의 저온의 난방수가 입수관(91)을 통해서 열교환부(93)로 유동된 후에 출수관(92)을 통해서 난방부하부로 리턴된다. 따라서, 가열핀(93a)을 갖춘 열교환부(93)는 연소실(A)에서 고온의 연소가스에 의해 고온으로 가열되고, 입수관(91)으로부터의 저온의 난방수는 열교환부(93) 내부를 흐르면서 고온으로 가열된 후에 출수관(92)을 통해서 난방부하부로 리턴된다.

도 2는 배기 팬기구를 갖춘 종래 상향 연소보일러의 다른 일예를 도시한 도면으로서, 배기 팬기구(20)를 매개로 배기가스를 실외로 강제배출하면서 실내공기를 흡입하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

이의 작동상태를 개략적으로 설명해 보면 다음과 같다.

배기 팬기구(20)의 구동모터(21)가 작동되면, 구동모터(21)의 회전축에 고정된 배기팬(23)이 회전되어, 배기쳄버(50) 내의 공기가 배기 팬기구(20)의 배출구(20a)를 통해서 배기라인(60 ; 도 3 참조)으로 강제로 유동된다. 따라서, 배기라인(60)의 내압이 대기압보다 증가되는 반면, 배기쳄버(50)와, 연소가스유도관(45), 연소실(48), 흡기쳄버(14) 및 흡기라인(13)에는 배압이 걸리게 되므로, 실내공기가 흡기라인(13)의 개구부를 통해서 흡입된 후에 흡기라인(13)을 통해서 흡기쳄버(14)로 유입된다. 이후 흡기쳄버(14)로 유입된 공기중 일부는 흡기쳄버(14)의 구멍을 통해서 연소실(48)로 직접 유입되고, 다른 일부는 버너(30)의 벤츄리관(31)을 통해서 버너(30) 내부로 유입된 후에 버너(30)의 염공을 통해서 연소실(48)로 유입된다. 연소실(48)로 유입된 공기는 이후 연소가스유도관(45)을 통해서 배기쳄버(50)로 유입된 후에 회전하는 배기팬(23)에 의해서 배기라인(60)으로 강제적으로 유동되어 실외로 배출된다.

이러한 상태에서, 연료분사기구(80)의 노즐(80a)을 통해서 연료공급라인(70)으로부터의 연료가 버너(30)의 벤츄리관(31)으로 분사되면, 분사된 연료가 흡기쳄버(14)의 일부 공기와 혼합되면서 버너(30) 내부로 유입되고, 이 혼합가스는버너(30)의 염공을 통해서 연소실(48)로 분출된다.

이때 점화장치(도시안됨)가 작동되면, 버너(30)의 염공을 통해서 분출되는 혼합가스가 점화된다.

한편, 순환펌프(100 ; 도 1 참조)에 의해서 난방라인의 난방수가 강제 순환되면, 난방부하부(도시안됨)로부터의 저온의 난방수가 입수관(91 ; 도 1 참조)을 통해서 열교환기(40)의 수실(46)로 유동된 후에 출수관(92 ; 도 1 참조)을 통해서 난방부하부로 리턴된다. 열교환기(40)의 수실(46)에 유입된 저온의 난방수는, 연소실(48)과 연소가스유도관(45)을 흐르는 고온의 연소가스에 의해서 고온으로 가열된 후에 출수관(92)을 통해서 난방부하부로 리턴된다.

도 3는 배기 팬기구를 갖춘 종래 상향 연소보일러의 또다른 일예를 도시한 도면으로서, 배기 팬기구(20)를 매개로 배기가스를 실외로 강제배출하면서 실외공기를 흡입하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

이에 따르면, 배기라인(60)의 자유단부에 흡기유도부재(11)가 설치되고, 배기라인(60)의 자유단과 흡기유도부재(11)의 실외측 선단에는 각각 유출구(60a)와 유입구(11a)가 형성되며, 흡기라인(13)이 흡기유도부재(11)에 연통되어진 구조를 이루어서, 실외공기를 흡입하면서 배기가스를 실외로 배출시킬 수 있도록 되어 잇다.

도 4는 배기 팬기구를 갖춘 종래 하향 연소보일러를 도시한 도면으로서, 배기 팬기구(20)를 매개로 배기가스를 실외로 강제배출하면서 실내 공기를 흡입하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

이의 작동상태를 개략적으로 설명해 보면 다음과 같다.

배기 팬기구(20)의 구동모터(21)가 작동되면, 구동모터(21)의 회전축에 고정된 배기팬(23)이 회전되어, 배기쳄버(50) 내의 공기가 배기 팬기구(20)의 배출구(20a)를 통해서 배기라인(60 ; 도 3 참조)으로 강제로 유동된다. 따라서, 배기라인(60)의 내압이 대기압보다 증가되는 반면, 배기쳄버(50)와, 연소가스유도관(45), 반전유도쳄버(47), 연소관(44) 및 흡기라인(13)에는 배압이 걸리게 되므로, 실내공기가 흡기라인(13)의 개구부를 통해서 흡입된다. 흡기라인(13)으로부터의 공기중 일부는 연소관(44)으로 직접 유입되는 한편, 다른 일부는 버너(30)의 벤츄리관을 통해서 버너(30) 내부로 유입된 후에 버너(30)의 염공을 통해서 연소관(44)으로 유입된다. 연소관(44)을 따라서 하방향으로 유동되는 공기는 이후 반전유도쳄버(47)를 통해서 상방향으로 반전된 후에 연소가스유도관(45)을 따라서 배기쳄버(50)로 유입된다. 이후, 배기쳄버(50)로 유입된 공기는 회전하는 배기팬(23)에 의해서 배기라인(60)으로 강제적으로 유동되어 실외로 배출된다.

이러한 상태에서, 연료분사기구의 노즐(80a)을 통해서 연료가 버너(30)의 벤츄리관으로 분사되면, 분사된 연료가 흡기라인(13)으로부터의 일부 공기와 혼합되면서 버너(30) 내부로 유입되고, 이 혼합가스는 버너(30)의 염공을 통해서 연소실(48)로 분출된다.

이때 점화장치(도시안됨)가 작동되면, 버너(30)의 염공을 통해서 분출되는 혼합가스가 점화된다.

한편, 열교환기(40)의 수실(46)에 유입된 저온의 난방수는, 연소관(44)과 반전유도쳄버(47) 및 연소가스유도관(45)을 흐르는 고온의 연소가스에 의해서 고온으로 가열된 후에 출수관(92 ; 도 1 참조)을 통해서 난방부하부로 리턴된다.

그러나, 상기 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같은, 배기 팬기구(20)를 갖춘 연소보일러는, 배기 팬기구(20)에 의해서 배기가스가 강제적으로 실외로 배출되면서, 이의 배압에 의해서 실내 혹은 실외 공기가 흡입되도록 하는 방식을 취하고 있다.

따라서, 배기가스의 배출에 비해서 공기의 흡입이 원활하게 이루어지지 못하게 되므로(공기유동시의 마찰에 의해서 공기 흡입량이 예상값보다 작을 수 밖에 없다), 혼합가스가 불완전연소되어 열효율이 저하되고, 유해가스의 배출로 인해서 대기가 오염되는 문제가 발생되었다.

이를 해소하기 위해서, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같은, 강제급기수단(1)을 매개로 실내 혹은 실외공기를 강제로 흡입하면서, 부압에 의해서 배기가스가 실외로 배출되도록 하는 방식의 연소보일러가 제안되었다.

상기 강제급기수단(1)은, 보일러 외부공기를 연소실(48)이나 연소관(44)으로 강제 주입하는 흡기팬(1b)과, 흡기팬(1b)을 회동시키는 구동모터(1a), 연료공급라인(70)으로부터의 연료를 분사하는 분사노즐(1d) 및, 혼합가스를 점화시키는 점화수단(도시안됨) 등을 갖춘 구조로 되어 있다.

이러한 연소보일러는, 강제급기수단(1)을 매개로 실내 혹은 실외공기를 강제로 흡입하므로, 연료와 가스의 혼합이 적절하게 수행되고, 혼합가스의 연소가 촉진되어 연소율이 증가하게 된다.

그러나, 이러한 연소보일러의 경우에는, 공기유동시의 마찰에 의해서 배기가스의 배출이 원활하게 수행되지 못하여 강제급기수단(1)의 구동모터(1a)에 많은 부하가 걸리게 된다.

따라서, 강제급기수단(1)이 대형화될 수 밖에 없고, 구동시 상당히 큰 소음이 발생되므로 별도의 소음기를 구비해야하는 문제가 발생되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 보일러의 흡기 및 배기가 원활하게 이루어져서, 이의 기능이 향상되도록 하는 연소식 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 3은 배기 팬기구를 갖춘 종래 상향 연소보일러의 일예들을 도시한 도면,

도 4는 배풍기를 갖춘 종래 하향 연소보일러의 일예를 도시한 도면,

도 5는 강제급기수단을 갖춘 종래 상향 연소보일러의 일예를 도시한 도면,

도 6은 도 5에 도시된 강제급기수단의 주요부분을 개략적으로 도시한 도면,

도 7은 강제급기수단을 갖춘 종래 하향 연소보일러의 일예를 도시한 도면,

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 흡기겸용 배기 팬기구를 갖춘 상향 연소보일러의 일예들을 도시한 도면,

도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 흡기겸용 배기 팬기구를 갖춘 하향 연소보일러의 일예들을 도시한 도면이다.

- 첨부도면의 주요 부분에 대한 용어설명 -

11 ; 흡기유도부재,11a ; 유입구,

12,13 ; 흡기라인,14 ; 흡기쳄버,

20 ; 팬기구,21 ; 구동모터,

22 ; 흡기팬,23 ; 배기팬,

30 ; 버너,31 ; 벤츄리관,

40 ; 열교환기,41 ; 외통,

42 ; 상부 캡,43 ; 하부 캡,

44 ; 연소관,45 ; 연소가스유도관,

46 ; 수실,47 ; 반전유도쳄버,

48 ; 연소실,50 ; 배기쳄버,

60 ; 배기라인,60a ; 유출구,

70 ; 연료공급라인,80 ; 연료분사기구,

80a ; 노즐,91 ; 입수관,

92 ; 출수관,93 ; 열교환부,

93a ; 가열핀,100 ; 순환펌프.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 흡기라인과 배기라인을 갖추고서, 팬기구를 매개로 흡기 및/또는 배기를 강제로 수행하는 연소보일러에 있어서, 상기 팬기구는, 구동모터와, 구동모터의 회전축에 고정되면서 흡기라인에 배치되어 실내 혹은 실외 공기를 강제로 흡입하는 흡기팬 및, 구동모터의 회전축에 고정되면서 배기라인에 배치되어 배기가스를 강제로 실외로 배출시키는 배기팬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 흡기겸용 배기 팬기구를 갖춘 상향 연소보일러의 일예들을 도시한 도면이고, 도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 흡기겸용배기 팬기구를 갖춘 하향 연소보일러의 일예들을 도시한 도면인 바, 종래 기술을 도시한 도 1 내지 도 7과 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 그 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 흡기겸용 배기 팬기구를 갖춘 상향 연소보일러의 일예를 도시한 도면으로서, 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 매개로 실내공기를 강제로 흡입하면서 배기가스를 실외로 강제로 배출하는, 가열핀(93a) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

도 9는 상기 도 8의 변형예로서 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 매개로 실외공기를 강제로 흡입하면서 배기가스를 실외로 강제로 배출하는, 가열핀(93a) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

도 10은 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 갖춘 상향 연소보일러의 다른 일예를 도시한 도면으로서, 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 매개로 실내공기를 강제로 흡입하면서 배기가스를 실외로 강제로 배출하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

도 11은 상기 도 10의 변형예로서 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 매개로 실외공기를 강제로 흡입하면서 배기가스를 실외로 강제로 배출하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

도 12는 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 갖춘 하향 연소보일러를 도시한 도면으로서, 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 매개로 실내공기를 강제로 흡입하면서 배기가스를 실외로 강제로 배출하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

본 실시예에 적용된 열교환기(40)는, 원통형의 외통(41) 상·하 개구부가 상부 캡(42) 및 하부 캡(43)을 매개로 밀폐되고, 연소관(44) 및 다수의 연소가스유도관(45)들이 외통(41) 내부에 배치되되, 연소관(44)이 외통(41)의 중심으로부터 편향되게 배치되고, 연소관(44) 및 연소가스유도관(45)의 양쪽 개구단이 상·하부 캡(42,43)을 관통하여 외통(41)과 상·하부 캡(43), 연소관(44), 연소가스유도관(45) 사이에 밀폐된 수실(46)이 형성되며, 하부 캡(43)의 하부에는 반전유도쳄버(47)가 형성되어진 구조를 이룬다.

이와같이, 연소관(44)과 연소가스유도관(45)들이 편심되어진 열교환기를 이용하게 되면, 연소가스유도관(45)들로부터의 배기가스의 배출이 가능한 한 균일하게 이루어져서, 열교환기능이 보다 향상되는 잇점이 있다.

도 13은 상기 도 12의 변형예로서 흡기겸용 배기 팬기구(20)를 매개로 실외공기를 강제로 흡입하면서 배기가스를 실외로 강제로 배출하는, 연소가스유도관(45) 이용방식의 연소보일러를 도시하고 있다.

상기 본 발명에 따른 팬기구(20)는, 구동모터(21)와, 구동모터(21)의 회전축에 고정되면서 흡기라인(12,13)에 배치되어 실내 혹은 실외 공기를 강제로 흡입하는 흡기팬(22) 및, 구동모터(21)의 회전축에 고정되면서 배기라인(60)에 배치되어배기가스를 강제로 실외로 배출시키는 배기팬(23)으로 이루어진 구조를 이룬다.

따라서, 구동모터(21)가 구동되면, 이의 회전축에 고정된 흡기팬(22) 및 배기팬(23)이 동시에 회동되므로, 실내 혹은 실외 공기가 흡기팬(22)에 의해서 흡기라인(12,13)으로 강제로 흡입되면서, 배기가스가 배기팬(23)에 의해서 배기라인(60)으로 강제로 배출된다.

이러한 경우, 흡기와 연소 및 배기에 연관된 모든 라인에서의 공기흐름이 가능한 한 일정하게 유지되고, 구동모터(21)의 최대 부하량이 작아지게 된다.

이상 상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 흡기겸용 배기 팬기구에 의해서 공기가 강제로 흡입되면서 배기가스가 강제로 배출되므로, 흡기와 연소 및 배기에 연관된 모든 라인에서의 공기흐름이 가능한 한 일정하게 유지되어 보일러의 기능이 향상되는 효과가 있다.

또한, 구동모터의 최대 부하량이 크게 절감되므로, 팬기구에 의한 소음이 크게 절감되고, 소형 팬기구를 이용할 수 있게 되어 제품비용이 절감되는 효과도 기대된다.

Claims (2)

1. 흡기라인(12,13)과 배기라인(60)을 갖추고서, 팬기구(20)를 매개로 흡기 및/또는 배기를 강제로 수행하는 연소보일러에 있어서,

   상기 팬기구(20)는, 구동모터(21)와, 구동모터(21)의 회전축에 고정되면서 흡기라인(12,13)에 배치되어 실내 혹은 실외 공기를 강제로 흡입하는 흡기팬(22) 및, 구동모터(21)의 회전축에 고정되면서 배기라인(60)에 배치되어 배기가스를 강제로 실외로 배출시키는 배기팬(23)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소보일러.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연소보일러의 열교환기(40)는, 원통형의 외통(41) 상·하 개구부가 상부 캡(42) 및 하부 캡(43)을 매개로 밀폐되고, 연소관(44) 및 다수의 연소가스유도관(45)들이 외통(41) 내부에 배치되되, 연소관(44)이 외통(41)의 중심으로부터 편향되게 배치되고, 연소관(44) 및 연소가스유도관(45)의 양쪽 개구단이 상·하부 캡(42,43)을 관통하여 외통(41)과 상·하부 캡(43), 연소관(44), 연소가스유도관(45) 사이에 밀폐된 수실(46)이 형성되며, 하부 캡(43)의 하부에는 반전유도쳄버(47)가 형성되어진 것을 특징으로 하는 하향 연소보일러.