KR200238349Y1 - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 목적은 연료를 고체연료로 사용하고 또 대기중의 에어를 공급하며 연소하기 때문에 발열량과 열효율이 좋고, 필요에 따라 이동이 가능하기 때문에 수리 작업할 때나 사용하지 않을 때에는 케이스로부터 용이하고 간편하게 인출하여 보관할 수 있도록 한 보일러를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은 내부 일측에 로스톨수용부가 마련되고 타측에 연소가스통로가 마련되며 그 연소가스통로에 코일형태로 물순환관에 감겨진 케이스; 상기 로스톨수용부에 수용되도록 전방에 로스톨이 마련되고 그 로스톨의 상부에는 연료교반날개와 에어공급링이 마련된 연소부; 상기 로스톨에는 연료공급스크류가 연결 설치되고 일측에 에어박스가 마련되며 내부에 버너가 구비된 점화부; 상기 연료공급스크류의 일측에는 연료저장조와 스크류 구동모터가 순차적으로 연결 설치된 연료공급부; 상기 스크류 구동모터가 설치된 일측에는 에어공급링 및 에어박스로 대기중의 에어를 공급하는 각각의 송풍팬이 마련된 에어공급부를 포함하는 구성으로 되어 있다,

Description

보일러{Boiler}

본 고안은 가정 및 목욕탕이나 온수 그리고 비닐하우스 등에 난방용으로 사용할 수 있는 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐합성수지 등을 이용하여 제조된 필렛 형태의 고체연료를 사용하고 그 고체연료의 연소시 대기중의 에어를 공급하여 연소토록 함으로써 열효율을 극대화시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 보일러는 기름을 사용하는 것으로서, 그의 종래 기술을 일예를 들어 살펴보면 이는 특허출원 제1998-11878호를 들 수가 있다.

상기 종래 기술은 보일러의 주 연소 수단인 버너에 의존하지 않고 공급연료로 경유뿐만 아니라 벙커C유 또는 정제된 폐유를 사용하여 오일과 공기를 접촉 분사시켜 완전연소를 시킬 수 있도록 한 것으로서 이의 구성을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

연소실 외부에 급수탱크가 설치된 공지의 보일러에 있어서, 상기 연소실 내부 중앙에는 수직일렬로 다수의 통기공이 관통되고, 상기 통기공과 통기공 사이의 수직선상 최하단부의 중간지점에는 다수의 통기공이 관통된 공기공급관이 일측 하부의 고압 송풍기와 연결 설치되어 있다.

또, 연소실 바닥면에는 밑판이 동판으로 된 가열로와, 상기 가열로 외부의 연소보조로가 각각 입설되며, 가열로 내부의 공기공급관 일측 외주면에는 한 개의 통기공과 연결된 절곡관이 외향 돌출되어 상기 절곡관 출구와 근접되는 위치의 수평선상 후방으로 오일공급관의 출구가 위치되고, 연소실 하부에는 예열 유도통로가 형성되어 이의 일측면에 예열버너가 연결 설치된 구성을 특징으로 하고 있다.

그러나 상기의 구성을 갖는 보일러는 공급연료로 고가의 경유, 벙커C유, 정제된 폐유 등을 사용하여 연소시키기 때문에 경제성이 떨어지고, 또 연소가스에서 각종 유독가스가 함유되어 있어 사회문제화되고 있는 대기오염문제를 가중시키는 문제점이 있었다.

또 상기 종래의 보일러는 고가의 경유, 벙커C유, 정제된 폐유 등의 사용으로 인하여 부식의 속도가 빠르고 그 정도가 심하여 사용수명이 단축되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 다른 기술로는 연료로 석탄을 사용하는 특허출원 제1997-82339호가 제공되어 있다.

이는 연소실내에서는 고성능 연소환경을 제공하여 일산화탄소의 발생률을 감소시키고 동체내에는 수관다수를 촘촘히 설치하며 그 수관 속으로 화관들을 통과시켜 이중관이 되게 함으로서 증기압이 근소함으로 대형화가 가능하고 증기화 기능을 배가하며, 탈황장치에서는 고성능 탈황기능을 제공하여 아황산가스나 이산화탄소기타 유독가스를 발산하는 폐단을 제거하여 공해를 없애도록 하는 기술이다.

즉, 이와 같은 기술을 갖는 상기 특허출원 제1997-82339호의 구성은 동체의 좌우 양단에 수실을 설치하여 그 중간에 다수의 수관의 좌단을 좌수실에 촘촘히 각각 연통시키고, 그들의 우단을 우수실에 각각 연통시켰으며, 좌수실의 좌측 연소실에 개구시킨 화관들은 좌수실 과수관을 통과하고 다시 우수실을 통과하여 그 우측건증실에 개구시켰다.

또, 건증실 하단의 배기관을 집진기에 연통시키고, 우수실 상단에 증기탱크가 설치되고 여기에 연통시킨 건증기관을 건증실내에 S자로 굴곡 통과하여 그 하단에 증기집합관에 연결시키며, 증기이송관은 외부로 나와서 연소실의 상층에 돌입하여 화염을 통과한 선단 배출관을 외측으로 뽑아서 터빈을 가동시키게 하여서 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 배기관을 집진기의 후벽 내면에 연통시키고, 배기통을 그 중앙 하측까지 길게 하향 연장시키며, 송풍기의 송풍관을 집진기 하부 측면에 돌입시키어 상향 만곡한 선단을 배기통의 하단과 접근 대향시켰다.

송풍관에는 석회투입구를 설치하고 버너의 파이프를 송풍관속으로 통과시켜서 배기통의 하단과 노즐을 대향시켜서 탈황장치를 설치하여 구성하였다.

또 상기 집진기의 상단에서 배기통을 만곡하여 하향부까지 워터자켓을 설치하고 그 하단에 수냉장치를 형성하여 제1연립 수직관의 하단에 연통시킴과 동시에 그 상단을 제2연립 수직관의 상단에 연통시키며, 또 그 하단을 제3연립 수직관의 하단에 연통시킴과 동시에 그 상단부에는 배출관을 설치 하였다.

그들 상단의 고압펌프에서 분사한 세 가닥의 파이프를 연립수직관들의 상단에 각각 삽입하여 석회수를 분사구로 분사시키며, 연립수직관들의 개구된 하단을 물탱크에 약간 잠기게 구성한 가스 흡수장치를 설치하여서 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 이와 같은 구성을 갖는 종래의 석탄을 사용하는 보일러는 좌,우수실사이의 수관과 화관을 이중관이 되게 형성시킴으로서 그 이중관의 제조공정이 매우 복잡하고 난해하여 보일러의 단가 상승요인이 되었고, 또 고장 발생 시 수리작업이 어려운 문제점이 있었다.

또 상기 보일러는 연료로 석탄을 사용하기 때문에 연소 후 대기 중으로 방출되는 연소가스에 유해성분이 함유되어 있기 때문에 대기오염을 가중시키는 문제점과 있었고, 더불어 보일러의 부식이 촉진되는 문제점이 있음으로 보일러의 수명을 단축하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로서, 그 목적은 연료를 고체연료로 사용하고 또 대기중의 에어를 공급하여 연소하기 때문에 발열량과 열효율이 좋고, 필요에 따라 이동이 가능하기 때문에 수리 작업할 때나 사용하지 않을 때에는 케이스로부터 연소기를 용이하고도 간편하게 인출하여 별도로 보관할 수 있도록 한 보일러를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안 보일러의 전체적인 구조를 보인 단면도,

도 2는 본 고안의 보일러 구조를 설명하기 위한 평면도,

도 3은 본 고안의 보일러 구조를 설명하기 위한 측면도.

도 4는 도1의 연소부를 일부 단면하여 보인 구성도.

도 5는 도4의 측단면구성도.

도 6은 도4의 구성을 상세히 보인 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 케이스 11 : 로스톨수용부

12 : 연료가스통로 13 : 물 순환관

14 : 연소가스배출구 20 : 연소부

21 : 로스톨 22 : 연료교반날개

23 : 에어공급링 30 : 점화부

31 : 연료공급스크류 32 : 에어박스

40 : 연료공급부 41 : 연료저장조

42 : 스크류 구동모터 50 : 에어공급부

51,52 : 송풍팬

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 보일러에 대한 특징적인 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

내부 일측에 로스톨수용부가 마련되고 타측에 수조 및 연소가스통로가 마련되며 그 연소가스통로에 물순환이 형성된 케이스와;

상기 로스톨수용부에 수용되도록 전방에 로스톨이 마련되고 그 로스톨의 상부에는 연료교반날개와 에어공급링이 마련된 연소부와;

상기 로스톨에는 연료공급스크류가 연결 설치되고 일측에 에어박스가 마련되며 내부에 버너가 구비된 점화부와;

상기 연료공급스크류의 일측에는 연료저장조와 스크류 구동모터가 순차적으로 연결 설치된 연료공급부와;

상기 스크류 구동모터가 설치된 일측에는 에어공급링 및 에어박스로 대기중의 에어를 공급하는 각각의 송풍팬이 마련된 에어공급부를 포함하는 구성을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 고안 보일러의 구성을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 보일러 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 고안의 보일러 구조를 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 본 고안의 보일러 구조를 설명하기 위한 측면도이다.

본 고안 케이스(10)의 재질은 부식성에 강해야하고 또 단열의 효과가 좋은 것으로 제작되는 것이 바람직하다.

케이스(10)의 내부 일측에는 연소기(A) 즉 로스톨(21)이 입/출할 수 있는 소정 크기의 로스톨수용부(11)가 마련되고 이의 상부와 일측면에는 연소기(A)에서 연소되는 열원에 의해 온수를 가열하는 수조(B)가 형성됨과 동시에 연소가스통로(12)가 형성되어 있다.

연소가스통로(12)는 대략 'U'자형으로 형성되면서 이 연소가스통로(12)에는 열교환을 위한 다수의 물순환관(13)이 수조(B)와 연통되게 형성되어 있다.

그리고 상기 수조(B)의 상부 일측에는 온수주입구(15)가 형성되어 있고 타측에는 온수안전변(16)이 마련되어 있으며 하부에는 온수순환구(17)가 형성되어 있다.

온수순환구(17)는 미도시되어 있지만 통상의 난방시스템 및 온수기와 온수배관으로 연결되어 난방을 이루거나 온수를 사용할 수 있을 것이다.

또 본 고안의 연소부(20)는 로스톨(21)과 연료교반날개(22) 및 에어공급링(23) 등으로 구성되어 있다.

상기 로스톨(21)은 고체연료가 연소되는 곳이고, 연료교반날개(22)는 고체연료를 분산시키는 기능을 가지는 것이며, 에어공급링(23)은 로스톨(21) 상부에서 1차 연소된 연소가스에 완전연소를 위한 에어(산소)를 공급하는 기능을 가지게 된다.

이때, 로스톨(21)은 별도의 동력에 의해 회전이 되는 것으로, 첨부된 도면의 도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 하부에 외접기어(24)가 형성되고 이의 외접기어(24)에는 모터(25)와 연결된 기어(26)가 이맞물림되게 구성됨으로서 회전가능하게 되어 있다.

따라서 연료교반날개(22)는 고정된 상태에서 로스톨(21)이 회전됨에 따라 고체연료는 분산되면서 골고루 연소될 것이다.

또한 본 고안의 점화부(30)는 연료공급스크류(31)와 에어박스(32) 등으로 구성되어 있다.

상기 연료공급스크류(31)는 연료저장조(41)에 저장된 고체연료를 로스톨(21)에 지속적으로 공급해주는 역할을 하고, 에어박스(32)는 로스톨(21)에 있는 고체연료에 에어(산소)를 공급해주는 역할을 한다.

한편 상기 연료공급스크류(31)는 원통형 연료공급관(34)내에 마련되어 회전작동에 의해 연료저장조(41)내의 고체연료를 로스톨(21)로 공급하게 된다.

또 본 고안의 연료공급부(40)는 연료저장조(41)와 스크류 구동모터(42)로 구성되어 있는데, 상기 연료저장조(41)는 고체연료를 저장하는 곳이고, 스크류 구동모터(42)는 연료저장조(41)에 저장된 고체연료를 로스톨(21)에 공급해주는 연료공급스크류(31)를 구동시키는 역할을 한다.

단 상기 고체연료는 폐합성수지 등을 이용하여 제조된 필렛 형태의 연료이다,

또한 본 고안의 에어공급부(50)는 각각의 송풍팬(51,52)으로 구성되는데, 상기 송풍팬(51)은 대기중의 에어를 에어박스(32)에 공급해주고, 또 하나의 송풍팬(52)은 에어공급링(23)에 에어를 공급해준다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안의 보일러에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 먼저 도면에서 나타낸 바와 같이 케이스(10)로부터 연소기의 후진시킨 상태에서 연료저장조(41)에 고체연료를 충입하고, 스크류구동모터(42)를 작동시켜 연료공급스크류(31)를 구동시킴으로서 연료저장조(41)에 충입된 고체연료를 로스톨(21)로 공급한다.

이러한 상태에서 별도의 점화기를 이용하여 로스톨(21)측으로 공급되는 고체연료에 점화하고, 점화가 이루어지면 연소기를 다시 케이스(10)내로 밀어 넣어 장착한다.

한편, 상기 점화장치는 로스톨(21)의 측면에 별도로 설치하여 자동으로 점화가 이루어지도록 할 수 있고, 이러한 점화장치는 통상적으로 공지된 기술이라 할 것이다.

상기와 같이 점화가 이루어져 셋팅이 완료되면 송풍팬(51)을 가동시켜 에어박스(32)내에 에어를 공급함으로서 그 에어가 로스톨(21)에 방사상으로 천공된 유통공을 통하여 고체연료에 지속적으로 공급되게 한다.

상기 점화된 고체연료에 에어를 공급하는 것은 고체연료의 연소를 원활하게 함과 아울러 안정된 연소가 이루어지게 하고, 또 그 원활하고 안정된 연소로 인하여 발열량을 높임으로서 열효율을 극대화시키고자 하기 위함이다.

그리고 상기 에어가 공급됨과 동시에 고체연료가 연소되면 로스톨(21)은 모터(25)의 동력을 기어(26) 및 외접기어(24)을 통해 전달받아 회전됨으로서 그 상단에 위치하는 연료교반날개(22)에 의해 고체연료를 느린 속도로 회전시키게 된다.

그 이유는 고체연료가 골고루 연소됨과 동시에 일정한 량으로 연소되게 하기 위함이다.

또한 상기 고체연료가 회전되면서 연소될 때에는 또 하나의 송풍팬(52)을 작동시켜 에어공급링(23)을 통하여 대기중의 산소를 공급하게 된다.

이는 로스톨(21)의 상부에서 산소를 골고루 공급하게 됨으로서 연소가스의 완전연소를 유도할 수 있고, 이에 따라 열효율을 높임과 동시에 대기중으로 방출되는 불연소가스로 인한 대기오염을 방지할 수 있다.

상기와 같이 고체연료가 연소되면서 발생하는 열기를 함유한 연소가스는 케이스(10)내의 연소가스통로(12)를 통하여 연소가스배출구(14)로 배출되면서 연소가스통로(12)를 둘러싸고 있는 수조(B)내의 물을 고온으로 가열하게 된다.

특히, 연소기(A)에서 연소되는 열원은 연소가스통로(12)내에 수조(B)와 연통되게 형성되는 다수의 물순환관(13)과 충분한 열교환을 이루어지게 되어 수조(B)내의 물을 보다 효율적으로 가열하게 된다.

따라서 상기와 가열된 온수는 온수순환구(17)를 통해 미도시된 통상의 난방시스템으로 순환되게 함으로서 난방을 이루거나 또는 목욕탕 등의 온수로 사용할 수가 있는 것이다.

또한, 본 고안은 보일러의 수조(B)내에 물을 충진하지 않고 외부에 송풍기를 장착하여 대기중의 공기를 강제적으로 순환되게 함으로서 열풍기로도 사용할 수가 있다.

그리고, 본 고안은 연소기(A)의 하부에 바퀴(43)를 부착하고 본체에는 레일(44)을 형성하여 전후로 용이하게 이동가능토록 하였고, 내부에 온도제어시스템(도면 미도시)을 설치하여 열풍 및 온수로 사용하고자 할 경우 설정온도 내에서 자동으로 컨트롤되게 하였다.

또 본 고안은 화염감지센서(도면 미도시)를 설치하여 연소기(A)의 로스톨(21)에 불이 꺼져 화염이 감지되지 않으면, 스크류구동모터(42), 각각의 송풍팬(51,52) 등 모든 기기들의 작동이 정지됨과 동시에 경보음이 울리도록 하였다.

상기와 같은 본 고안의 보일러는 연료저장조에 고체연료를 충입하기만 하면 그 충입된 고체연료를 로스톨에 이송하는 것에서 부터 에어공급, 점화상태확인, 온도제어 등을 자동으로 할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안의 보일러는 연료를 폐합성수지를 이용하여 제조된 고체연료를 사용하고 또 대기중의 에어를 공급하며 연소되기 때문에 발열량과 열효율이 좋고 불 연소가스의 배출이 적어 대기오염을 예방할 수 있는 장점이 있다.

또한, 필요에 따라서는 이동이 가능하기 때문에 수리 작업할 때나 사용하지 않을 때에는 케이스로부터 연소기를 용이하고도 간편하게 인출하여 별도로 보관할 수 있는 등의 특유의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 내부 일측에 로스톨수용부(11)가 마련되고 이의 상부와 측면에 수조(B) 및 연소가스통로(12)가 마련되며 그 연소가스통로에는 수조(B)와 연통되는 다수의 물순환관(13)이 형성되는 케이스(10);

   상기 로스톨수용부에 수용되도록 로스톨(21)이 마련되고 로스톨의 상부에는 연료교반날개(22)와 에어공급링(23)이 마련된 연소부(20);

   상기 로스톨에는 연료공급스크류(31)가 연결 설치되고 일측에 에어박스(32)가 마련된 점화부(30);

   상기 연료공급스크류의 일측에는 연료저장조(41)와 스크류 구동모터(42)가 순차적으로 연결 설치된 연료공급부(40);

   상기 스크류 구동모터가 설치된 일측에는 에어공급링 및 에어박스로 대기중의 에어를 공급하는 각각의 송풍팬(51,52)이 마련된 에어공급부(50)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 보일러.