KR20030011051A - 농업용 온수보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업용 온수보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송풍공기에 의하여 석탄을 연소시키는 연소장치와 석탄의 연소에 의하여 발생하는 열기로 온수를 가열하는 열교환장치를 온수의 저장탱크 역할을 하는 하우징의 내부에 설치하고, 상기 열교환장치는 판형 열교환기의 상하부에 다수 개의 열교환파이프가 관통된 유입통로와 배출통로 및 순환통로를 판형 열교환기의 열기통로와 연통되도록 설치하며, 유입통로와 배출통로의 일측과 순환통로의 양측을 하우징의 외부로 개방시켜 그 개방면에 덮개판을 개폐가능하게 설치하므로서, 저렴한 석탄을 그 연료로 사용하여 난방비용을 줄이고, 연소시 발생되는 유해가스에 의한 작물의 피해를 방지함과 동시에 석탄의 연소시 발생한 열기의 대부분이 온수의 가열에 사용되도록 하여 온수의 가열효율을 향상시키고, 이로 인하여 비닐하우스나 온실 등의 난방과 함께 온수의 사용을 동시에 이루어낼 수 있도록 하며, 석탄의 연소에 의하여 열교환장치의 표면에 부착되는 이물질의 청소 또한 매우 용이하게 수행할 수 있도록 한 농업용 온수보일러에 관한 것이다.

Description

농업용 온수보일러{Boiler for agriculture using hot water}

본 발명은 농업용 온수보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저렴한 석탄을 그 연료로 사용하여 난방비용을 줄이고, 연소시 발생되는 유해가스에 의한 작물의 피해를 방지함과 동시에 석탄의 연소시 발생한 열기의 대부분이 온수의 가열에 사용되도록 하여 온수의 가열효율을 향상시키고, 이로 인하여 비닐하우스나 온실 등의 난방과 함께 온수의 사용을 동시에 이루어낼 수 있도록 하며, 석탄의 연소에 의하여 열교환장치의 표면에 부착되는 이물질의 청소 또한 매우 용이하게 수행할 수 있도록 한 농업용 온수보일러에 관한 것이다.

일반적으로 비닐하우스나 온실 등과 같은 장소에서는 저온기에 각종 농작물이나 원예작물을 추위로부터 보호하고 작물의 생육을 촉진시키기 위한 목적으로 난방용 보일러가 설치되어 사용되고 있으며, 이와 같은 난방용 보일러를 사용하여 비닐하우스나 온실의 내부 온도를 적정 수준으로 유지시키므로서 저온기에 재배하기 힘든 각종 농작물이나 원예작물을 손쉽게 재배할 수 있도록 하여 농가의 소득향상에 크게 기여하고 있다.

상기와 같이 비닐하우스나 온실 등에 사용되는 난방용 보일러는 중유나 경유를 그 원료로 하는 기름보일러가 대부분을 이루고 있는 데, 최근에 들어서는 유가의 상승으로 인하여 작물의 재배에 따른 난방비용이 과도하게 소요되므로서 비닐하우스나 온실 등에서 재배된 농작물이나 원예작물의 가격이 상승하게 되는 문제점이있었으며, 이로 인하여 소비자들에게는 작물의 구입에 따른 경제적인 부담을 안겨주게 될 뿐만 아니라 외국으로부터 값싼 농산물이 대량으로 국내에 반입되므로서 국내 농가에서 생산된 농산물이나 원예작물이 외국 제품과의 가격 경쟁력에서 뒤떨어지기 때문에 국내 농가의 소득을 크게 감소시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

상기와 같이 기름보일러를 사용함에 따라 발생하는 난방비용을 절감시키기 위하여 연탄보일러 또는 폐목재를 원료로 하는 보일러가 사용되고 있으나, 연탄보일러의 경우에는 연탄이 연소되면서 발생하는 일산화탄소가 비닐하우스나 온실의 내부로 배출되면, 그 양이 비록 미세한 량이라 할지라도 농작물이나 원예작물에 치명적인 피해를 줄 우려가 높은 문제점이 있었으며, 폐목재를 연료로 사용하는 보일러의 경우에는 그 발열량이 충분하지 못하여 넓은 면적을 가지는 비닐하우스나 온실 등에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 목재의 지속적인 투입을 위하여 항상 인력이 대기하고 있어야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같이 기름보일러를 사용함에 따라 발생하는 난방비용의 상승과, 연탄보일러를 사용함에 따라 발생하는 작물의 피해 및 폐목재를 사용하는 보일러의 낮은 난방효율과 같은 각종 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 출원인이 선출원한 석탄보일러가 대한민국 등록실용신안공보 제 0249944호(등록일자: 2001년 9월 17일)에 기재되어 알려져 있다.

상기한 석탄보일러는 외부 케이스의 역할을 하는 하우징의 내부에 연소장치와 열교환장치가 설치되며, 상기 하우징은 그 전방 상측에 송풍기가 부착되고 후방에는 배출덕트가 형성되며, 상기 연소장치는 원통 형상의 몸체 내부에 격판에 의하여 상하로 연소실과 공기실이 형성되어 그 연소실의 전,후방측에는 석탄투입구와 배출관이 형성되고 그 공기실은 덕트에 의하여 송풍기와 연결 설치되며, 상기 열교환장치는 연소장치의 배출관과 연통되는 열기의 유동통로가 내부에 형성되고 그 외부 일측에는 냉각장치가 설치된 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 연소장치의 격판에는 에어노즐을 형성시키고, 연소장치의 냉각을 위하여 연소장치의 외벽을 따라 설치되는 냉각수조의 내부에는 공기분배구를 설치하며, 공기분배구측에 해당하는 연소장치의 외벽에는 공기 분사용 구멍을 형성시키므로서, 연소실에 투입된 석탄을 송풍공기에 의하여 보다 원활하게 연소시킬 수 있도록 하였으며, 석탄의 연소과정에서 발생한 열기를 열교환장치의 내부로 유입시켜 하우징으로 유입된 외부공기를 가열시킨 다음, 이와 같이 가열된 열풍을 배출덕트를 통하여 비닐하우스나 온실의 내부로 배출시키므로서 요구하는 난방을 수행할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같이 본 출원인이 선출원한 석탄보일러는 가격이 저렴한 석탄을 그 원료로 하기 때문에 기름보일러에 비하여 난방비용을 현저하게 절감시킬 수 있고, 송풍공기에 의한 석탄의 원활한 연소를 이루어내어 난방효율면에서도 기름보일러와 비교하여 거의 떨어지지 않게 되며, 석탄의 연소과정에서 불완전연소가 거의 발생하지 않을 뿐만 아니라 연소과정에서 발생한 폐가스가 외부로 전혀 노출되지 않기 때문에 연소가스에 의한 작물의 피해를 미연에 방지할 수 있게 되었다.

그러나, 본 출원인이 선출원한 상기 석탄보일러는 비닐하우스나 온실의 내부공간으로 온풍을 공급하는 직접난방식으로서, 석탄을 연소시켜 온수를 만든 다음 이를 비닐하우스나 온실 내부에 설치된 방열관을 통하여 유동시키는 간접난방식에 비하여 난방효율은 매우 우수하게 되는 장점은 있으나, 열풍으로 인하여 비닐하우스나 온실 내부가 쉽게 건조해질 뿐만 아니라 배출덕트로부터 거리가 멀어질수록 난방온도가 다소 떨어지게 때문에 비닐하우스나 온실 전체에 걸쳐 실내온도의 평균화를 이루내기가 다소 어려운 문제점이 있었다.

또한, 상기 석탄보일러의 연소장치 주변에 설치되는 냉각수조와 열교환장치측에 설치되는 냉각장치(수조통)의 내부에는 연소장치와 열교환장치의 냉각에 사용되어 가열된 온수가 일정량 저장되어 있기는 하지만, 작물의 재배를 포함하여 비닐하우스나 온실에서 작업하는 사람들에게 필요한 온수를 공급하기에는 그 양이 다소 부족한 문제점이 있었으며, 고온을 필요로 하는 열대성작물 이외에는 비닐하우스나 온실의 평균 실내온도가 10 ∼ 13℃ 정도만 되면 충분히 동절기에도 작물의 재배가 가능하기 때문에 열풍을 사용하여 단순히 난방온도만을 상승시키는 것은 다소 비경제적이 된다.

특히, 상기 석탄보일러 또한 종래의 기름보일러나 연탄보일러와 마찬가지로 연료의 연소과정에서 열교환장치의 표면에 부착되는 그을음이나 각종 이물질에 대한 청소가 어렵기 때문에, 일정 기간동안 보일러를 사용하게 되면 열교환장치의 표면에 부착되는 이물질로 인하여 열교환효율이 다소 저하되고, 이로 인하여 동일한 난방온도를 유지시키는 데에 보다 많은 연료가 투입되어 난방비용을 상승시킬 뿐만 아니라 보일러의 전체적인 사용수명 또한 짧아지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명에 의한 농업용 온수보일러는, 그 가격이 비교적 저렴한 석탄을 연료로 사용하여 난방비용을 줄이고, 연소시 발생되는 유해가스에 의한 작물의 피해를 방지함과 동시에 석탄의 연소시 발생한 열기의 대부분이 온수의 가열에 사용되도록 하여 온수의 가열효율을 향상시키고, 이로 인하여 비닐하우스나 온실 등의 난방과 함께 온수의 사용을 동시에 이루어낼 수 있도록 하며, 석탄의 연소에 의하여 열교환장치의 표면에 부착되는 이물질의 청소 또한 매우 용이하게 수행할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 온수의 저장탱크 역할을 하는 하우징의 내부에 연소장치와 열교환장치가 연결 설치되고, 상기 연소장치는 다공판에 의하여 상부 연소실과 하부 공기실로 나뉘어져 그 연소실은 하우징의 외부로 노출되는 연료투입구 및 배출구와 연결되고, 그 공기실은 하우징 외부의 송풍기와 결합되는 공기주입관과 연통되도록 설치되며, 상기 연소장치의 내벽에는 공기실과 연통되는 에어분사체가 연소실을 따라 설치된 것에 있어서, 상기 열교환장치는 열기통로와 온수통로가 교대로 형성된 판형 열교환기와, 상기 열교환기의 상부에서 열기통로와 연통되도록 설치되는 유입통로 및 배출통로와, 상기 열교환기의 하부에서 열기통로와 연통되도록 설치되는 순환통로로 이루어지며, 상기 열교환장치의 유입통로는 연결통로에 의하여 연소장치의 연소실과 연통되고, 상기 배출통로는 하우징 외부의 연도와 연통되도록 설치되며, 상기 유입통로와 배출통로의 몸체 일측은하우징의 외부로 개방되어 그 개방된 측면에 덮개판이 개폐가능하게 설치되고, 상기 순환통로는 몸체의 양측이 하우징의 외부로 개방되어 그 개방된 양측면에 덮개판이 개폐가능하게 설치되며, 상기 연결통로와 유입통로 및 순환통로와 배출통로에는 온수의 가열을 위한 열교환파이프가 각 통로상에 관통 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 온수보일러의 외부구조를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 온수보일러의 내부구조를 나타내는 일부절개 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 온수보일러의 측단면도.

도 4는 본 발명에 의한 온수보일러의 열교환장치를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 온수보일러의 열교환장치를 나타내는 측단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 보일러 10 : 하우징 11 : 연도

12 : 온수저장공간 13 : 송풍기 14 : 보충수탱크

15 : 압력배출구 16 : 밀폐도어 16a : 투시창

20 : 연소장치 21 : 연료투입구 22 : 배출구

23 : 공기주입관 24 : 연결통로 25 : 연소실

26 : 공기실 27 : 다공판 28 : 에어분사체

30 : 열교환장치 31 : 연결통로 32 : 유입통로

33 : 열교환기 34 : 순환통로 35: 배출통로

36 : 보조통로 37 : 연결판 38 : 덮개판

31a, 32a, 34a, 35a : 열교환파이프

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 온수보일러의 외부구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 온수보일러의 내부구조를 나타내는 일부절개 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의한 온수보일러의 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 온수보일러의 열교환장치를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 온수보일러의 열교환장치를 나타내는 측단면도로서, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 27a 및 28a는 에어분사용 구멍을 나타내는 것이다.

본 발명에 의한 농업용 온수보일러는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 보일러(1)의 외부 케이스를 형성하면서 온수의 저장탱크 역할을 하는 하우징(10)과, 석탄을 연소시키기 위한 연소장치(20)와, 상기 연소장치(20)와 연통되어 석탄의 연소에 의하여 발생한 열기로 온수를 가열시키기 위한 열교환장치(30)로 이루어져 있으며, 상기 하우징(10)의 내측면과 연소장치(20) 및 열교환장치(30)의 외측면 사이에 형성되는 공간이 온수의 저장공간(12)을 이루게 된다.

도 1 및 도 2에서는 연소장치(20)와 열교환장치(30)로 이루어지는 보일러(1)의 내부구조를 보다 명확하게 나타내기 위하여 하우징(10)의 외관은 개략적으로 도시하였으나, 상기 하우징(10)에는 석탄의 연소에 필요한 송풍공기를 공급하기 위한 송풍기(13)를 포함하여 보충수탱크(14)와 압력배출구(15) 뿐만 아니라, 온수저장공간(12)으로 냉수를 유입시키는 냉수유입관, 가열된 온수를 외부로 배출시키는 온수배출관, 저장된 온수의 량을 확인하기 위한 투시창 등이 부가적으로 설치될 수 있다는 것은 주지의 사실이다.

또한, 하우징(10)의 상부에 설치되는 상기 압력배출구(15)는 일반적인 온수보일러에 사용되어지는 것과 마찬가지로, 온수의 가열에 따른 보일러(1)의 내압을 외부로 배출시킬 수 있도록 두껑의 하부에 단순한 압력배출공을 형성시킨 것이나, 보일러(1)의 내압이 일정압력 이상으로 될 경우 탄력적으로 개폐되도록 스프링이 개재된 압력두껑 또는 보일러에 내장된 압력센서에 의하여 자동적으로 개폐되는 자동압력조절장치 등이 될 수 있다.

그리고, 상기 하우징(10)의 내부에 설치되어 석탄을 연소시키기 위한 연소장치(20)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 원통 형상의 몸체로서 연소장치(20)의 케이싱을 이루고, 그 몸체의 내부 하측에는 원판 전체에 걸쳐 다수 개의 에어분사용 구멍(27a)이 형성된 다공판(27)이 설치되며, 그 다공판(27)에 의하여 연소장치(20)의 내측 상부에는 석탄의 연소를 위한 연소실(25)이 형성되고, 내측 하부에는 송풍공기의 유입을 위한 공기실(26)이 형성된다.

상기 연소실(25)의 전방측에는 석탄을 투입시키기 위한 연료투입구(21)와 연소된 석탄을 연소실(25)로부터 배출시키기 위한 배출구(22)가 하우징(10)의 외부로 노출되도록 설치되고, 하우징(10)의 외부로 노출되는 각 연료투입구(21)와 배출구(22)의 전방면에는 밀폐도어(16)가 개폐가능하게 설치되며, 연료투입구(21)에 설치된 밀폐도어(16)에는 연소실(25) 내부의 연소상태를 육안으로 확인할 수 있도록 투시창(16a)이 구비되어 있다.

또한, 상기 연소장치(20)의 공기실(26) 일측에는 하우징(10)의 외부에 설치된 송풍기(13)와 결합되어 송풍공기를 유입시키기 위한 공기주입관(23)이 공기실(26)과 연통되도록 설치되며, 연소장치(20)의 내벽에는 상기 공기실(26)과 연통되는 막대 형상의 에어분사체(28)가 연소실(25) 둘레에 걸쳐 다수 개가 수직으로 고정 설치되고, 각 에어분사체(28)의 일측면에는 에어분사용 구멍(28a)이 그 몸체를 따라 형성되어 있다.

도면상에서는 상기 연소장치(20)를 2개로 분리하여 각 연소장치(20)의 연소실(25)이 연결통로(24)에 의하여 서로 연통되도록 설치한 것을 하나의 실시예로 도시하였나, 비닐하우스나 온실의 난방면적이 적을 경우에는 하나의 연소장치(20)만을 사용하여 난방을 수행할 수도 있고, 그 난방면적이 비교적 넓을 경우에는 3 ~ 4개의 연소장치(20)를 서로 연결하여 하나 또는 2개의 열교환장치(30)와 함께 사용할 수도 있으며, 연소장치(20)의 케이싱 재질로서는 열전달 및 방식성능이 우수한 스테인레스 스틸을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 상기 연소장치(20)로부터 발생한 열기를 유입시켜 온수를 가열시키기 위한 열교환장치(30)는 도 2 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 사각 형태의전열판에 의하여 수직방향의 열기통로(33a)와 수평방향의 온수통로(33b)를 교대로 형성시킨 판형 열교환기(33)와, 상기 열교환기(33)의 상부에서 열기통로(33a)와 연통되도록 설치되는 사각 덕트 형태의 유입통로(32) 및 배출통로(35)와, 상기 열교환기(33)의 하부에서 열기통로(33a)와 연통되도록 설치되는 사각 덕트 형태의 순환통로(34)로 이루어지며, 상기 열교환장치(30)의 재질 또한 연소장치(20)와 마찬가지로 스테인레스 스틸을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유입통로(32)는 연결통로(31)에 의하여 일측 연소장치(20)의 연소실(25)과 연통되므로서 각 연소장치(20)의 연소실(25)로부터 발생한 열기를 열교환기(33)의 내부로 유입시킬 수 있도록 설치되고, 상기 배출통로(35)는 하우징(10)의 외부로 연장되어 그 상측에 연도(11)가 설치되므로서 온수의 가열에 사용된 폐열을 외부로 배출시킬 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 연도(11)측에 도시되지 않은 냉각수단을 설치하여 폐열의 온도를 더욱 낮춘 상태로 배출시킬 수도 있다.

또한, 상기 유입통로(32)와 배출통로(35)는 그 대향면이 서로 밀폐되어 상호간의 유체이동이 이루어지지 않게 되고, 반대방향의 몸체측은 개방면을 형성하면서 하우징(10)의 외부로 노출되어 각 통로(32)(35)의 개방면에 도어의 역할을 하는 덮개판(38)이 개폐가능하게 설치되며, 상기 순환통로(34)는 몸체의 양측이 개방면을 형성하면서 하우징(10)의 외부로 노출되어 그 양측 개방면에 도어의 역할을 하는 덮개판(38)이 개폐가능하게 설치되므로서, 각 통로(32)(34)(35)를 필요시 개방시킬 수 있도록 되어 있으며, 덮개판(38)이 설치되는 부분은 연소가스의 누설을 방지할수 있도록 고온고압용 팩킹재을 사용하여 밀폐처리하는 것이 바람직하다.

또한, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 유입통로(32)와 배출통로(35) 사이에 단지게 형성된 것은 유입통로(32)와 배출통로(35)가 일정 간격만큼 이격되므로서 발생하는 공간의 열기통로(33a)를 배출통로(35)와 연통시키기 위한 보조통로(36)로서, 이와 같은 보조통로(36)를 유입통로(32)와 일체로 형성시켜도 무방하며, 상기 보조통로(36)의 상부에는 유입통로(32)와 배출통로(35)를 연결 고정하는 연결판(37)이 설치되어 각 통로(32)(35)에 작용하는 압력에 의하여 열교환기(33)의 전열판이 변형 또는 손상되는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 연결통로(31)와 유입통로(32) 및 순환통로(34)와 배출통로(35)에는 판형 열교환기(33)와 함께 온수와 열교환장치(30)의 전열면적을 증대시키기 위하여 열교환파이프(31a)(32a)(34a)(35a)가 각 통로(31)(32)(34)(35)상에 관통 설치되며, 연결통로(31)상에는 통로(31) 전체에 걸쳐 다수 개의 열교환파이프(31a)가 수직으로 관통 설치되고, 유입통로(32)와 배출통로(35) 상에는 그 통로(32)(35)의 상부에 다수 개의 열교환파이프(32a)(35a)가 2열로 수평하게 관통 설치된다.

이에 비하여, 상기 순환통로(34)상에는 중앙부에 2개의 열교환파이프(34a)가 설치되어 있는 데, 이는 유입통로(32)와 순환통로(34) 및 배출통로(35)의 각 덮개판(38)을 개방하여 열교환장치(30)의 내부를 청소할 경우, 순환통로(34)측으로 떨어진 이물질의 제거시 열교환파이프(34a)에 의한 간섭을 최소화시키기 위한 것으로서, 열교환장치(30)의 전열면적을 증대시키기 위할 목적으로 순환통로(34)상에 다수 개의 열교환파이프(34a)를 설치할 수도 있으나 청소시의 작업편의를 위하여 가급적 많은 개수의 열교환파이프(34a)를 설치하지 않는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 도 2를 중심으로 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하우징(10) 내부의 온수저장공간(12)에 일정량의 냉수를 저장시킨 다음, 연소장치(20)의 전방 연료투입구(21)를 통하여 일정량의 갈탄이나 조개탄 등의 석탄을 연소실(25)의 내부로 투입시키고, 이와 같이 투입된 석탄의 상부에서부터 석탄을 점화시킴과 동시에 송풍기(13)를 작동시켜 연소장치(20)의 공기실(26)로 에어를 공급시키게 되면, 다공판(27)에 형성된 구멍(27a)과 에어분사체(28)에 형성된 구멍(28a)을 통하여 에어가 강하게 분사되면서 연소실(25) 내부의 석탄이 연소되는 것을 활성화시키게 된다.

상기와 같이 연소실(25)의 내부에서 송풍공기에 의하여 석탄이 활발하게 연소하게 되면, 연소실(25) 내부에서 발생하는 뜨거운 열기로 인하여 연소장치(20)의 외부표면에서 냉수에 대한 일차 가열이 이루어지게 되며, 연소실(25) 내부의 열기가 연결통로(31)를 통하여 열교환장치(30)의 유입통로(32)로 유입되는 과정에서 연결통로(31)와 유입통로(32)의 외부표면 및 각 통로(31)(32)상에 설치된 열교환파이프(31a)(32a)에 의하여 냉수에 대한 2차 가열이 이루어지게 된다.

상기와 같이 연소장치(20)의 연소실(25)로부터 연결통로(31)와 유입통로(32)를 통하여 열교환장치(30)의 내부로 유입된 열기는 유입통로(32)의 하부측과 연통된 열교환기(33)의 열기통로(33a)를 통하여 순환통로(34)로 유동된 다음, 보조통로(36)를 포함하는 배출통로(35)의 하부측과 연통된 열교환기(33)의 나머지열기통로(33a)를 통하여 순환통로(34)로부터 배출통로(35)측으로 유동하게 된다.

상기와 같은 과정을 거치는 동안, 순환통로(34)의 외부표면과 열교환기(33)의 전열판에 의하여 온수통로(33b)상에 존재하는 냉수가 가열되므로서 열교환기(33)에 의한 냉수의 주된 가열이 이루어지게 되며, 이와 같이 냉수의 가열에 사용되고 배출통로(35)로 유동된 열기는 배출통로(35)의 외부표면과 열교환파이프(35a)를 통하여 냉수를 최종적으로 가열시킨 다음 연도(11)를 통하여 보일러(1)의 외부로 빠져나가게 되는 것이다.

상기와 같이 온수의 저장탱크 역할을 하는 하우징(10)의 내부에 연소장치(20)와 열교환장치(30) 설치하므로서, 연소장치(20)의 외부표면적이 모두 전열면적으로 적용될 뿐만 아니라, 상기 연소장치(20)와 열교환장치(30)를 연결하는 연결통로(31)를 포함하여 열교환장치(30)의 판형 열교환기(33) 및 그 상,하부에 설치되는 유입통로(32)와 배출통로(35) 및 순환통로(34)의 외부표면적 또한 모두 전열면적으로 적용되며, 각 통로상에 설치된 열교환파이프(31a)(32a)(34a)(35a)에 의하여 그 전열면적이 더욱 확대된다.

또한, 냉수의 주된 가열이 이루어지는 열교환기(33)는 전열판에 의하여 열기통로(33a)와 온수통로(33b)가 교대로 형성되어 있고, 유입통로(32)를 통하여 유입된 열기가 다수 개로 이루어지는 열교환기(33)의 일측 열기통로(33a)를 통하여 하부의 순환통로(34)로 유입되었다가 다수 개로 이루어지는 열교환기(33)의 타측 열기통로(33a)를 통하여 배출통로(35)로 순환되는 구조를 가지기 때문에 열교환기장치(30)의 내부를 유동하는 열기의 유동시간을 냉수의 가열에 충분할 정도로 연장시킬 수 있게 된다.

따라서, 연소실(25)에서 석탄의 연소로 인하여 발생한 열기의 대부분이 온수의 가열에 사용되며, 이로 인하여 온수의 가열효율을 보다 향상시킬 수 있게 되므로서 하우징(10)의 내부에 저장된 일정량의 냉수를 빠른 시간안에 요구하는 온도의 온수로 가열시킬 수 있게 되며, 이와 같이 가열된 온수를 도시되지 않은 온수배출관을 통하여 비닐하우스나 온실 등에 설치된 전열관으로 유동시키므로서 비닐하우스나 온실의 난방을 수행할 수 있게 된다.

상기와 같이 비닐하우스나 온실의 난방에 사용된 온수는 전열관으로부터 하우징(10)의 온수저장공간(12)으로 재차 유입 및 가열시키므로서 비닐하우스나 온실에 대한 지속적인 난방을 수행할 수 있게 되며, 이와 같이 난방에 사용되는 온수의 일부를 하우징(10)이나 전열관으로부터 배출시켜 작물재배에 필요한 수분의 공급 뿐만 아니라 비닐하우스나 온실에서 작업하는 사람들의 생활용수로도 사용할 수 있으며, 이러한 온수의 사용으로 인하여 부족해진 양만큼은 보충수탱크(14)나 별도의 냉수유입관을 통하여 온수저장공간(12)에 추가적으로 유입시키면 된다.

상기한 본 발명의 농업용 온수보일러는 석탄을 연소시켜 온수를 만든 다음 이를 비닐하우스나 온실 내부에 설치된 방열관을 통하여 유동시키는 간접난방식으로서, 본 출원인이 선출원한 석탄보일러에 비하여 난방효율적인 측면에서는 다소 떨어지지만 동절기 작물재배를 위한 10 ∼ 25℃ 정도의 실내온도는 충분히 유지시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 비닐하우스나 온실 내부가 쉽게 건조해지지 않기 때문에 별도로 습도를 유지시킬 필요가 없고, 비닐하우스나 온실을 따라 설치된 전열관으로부터 발열이 일정하게 이루어지기 때문에 비닐하우스나 온실 전체에 걸쳐 실내온도의 평균화를 이루낼 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 온수보일러를 일정 기간동안 사용하여 열교환장치(30)의 내부를 청소하고자 하는 경우에는, 일차적으로 연소장치(20)의 작동을 중지시켜야 하는 데, 이 경우에는 연소장치(20)의 작동중지로 인하여 연소실(25) 내부에서 불완전연소가 발생할 우려가 높기 때문에, 배출통로(35)측의 덮개판(38)에 별도의 연소용 보조버너(미도시)를 장착하여 연소장치(20)의 작동중지에 따라 발생하는 불완전 연소가스를 보조버너에 의하여 완전히 연소시킨 다음 연도(11)로 배출시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 연소장치(20)의 작동을 중시시키고 일정시간이 경과한 다음, 연소실(25) 내부의 석탄을 배출구(22)를 통하여 제거시킨 상태에서 유입통로(32)와 배출통로(35) 및 순환통로(34)측에 설치된 덮개판(38)을 열게 되면, 각각의 통로(32)(34)(35)가 하우징(10)의 외부를 통하여 개방된 상태가 되며, 이와 같은 상태에서 유입통로(32)와 배출통로(35) 및 열교환기(33)의 열기통로(33a)측으로 고압의 물을 분사시키거나, 각종 도구를 사용하여 해당 통로(32)(35)(33a)의 내부를 청소할 수 있게 된다.

상기와 같이 유입통로(32)와 배출통로(35) 및 열기통로(33a)를 청소하는 과정에서 각 통로(32)(35)(33a)의 표면으로부터 떨어져 나온 이물질은 열기통로(33a)를 통하여 순환통로(34)의 바닥으로 떨어지게 되며, 이와 같이 순환통로(34)의 바닥으로 떨어진 이물질을 순환통로(34)의 청소과정에서 외부로 긁어내기만 하면, 하우징(10)에 저장된 온수의 누설없이 열교환장치(30)의 내측 표면에 부착된 이물질에 대한 청소를 매우 용이하게 수행할 수 있게 되며, 이로 인하여 열교환장치(30)의 열교환효율을 항상 일정한 상태로 유지시켜 지속적인 효율의 난방이 가능할 뿐만 아니라 보일러(1) 자체의 수명 또한 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 농업용 온수보일러는, 그 가격이 비교적 저렴한 석탄을 연료로 사용하여 작물의 재배에 따른 난방비용을 줄이고, 연소시 발생되는 유해가스에 의한 작물의 피해를 방지함과 동시에 석탄의 원활한 연소에 따라 발생한 뜨거운 열기의 대부분이 온수의 가열에 사용되도록 하여 온수의 가열효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 비닐하우스나 온실 등의 난방 뿐만 아니라 작물의 재배와 각종 생활에 필요한 온수를 공급할 수 있는 효과가 있으며, 석탄의 연소에 의하여 열교환장치의 내측 표면에 부착되는 그을음이나 각종 이물질을 용이하게 제거할 수 있도록 하여 보일러의 난방효율을 지속적으로 유지시키고 보일러 자체의 수명 또한 연장시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 온수의 저장탱크 역할을 하는 하우징(10)의 내부에는 연소장치(20)와 열교환장치(30)가 연결 설치되고, 상기 연소장치(20)는 다공판(27)에 의하여 상부 연소실(25)과 하부 공기실(26)로 나뉘어져 그 연소실(25)은 하우징(10)의 외부로 노출되는 연료투입구(21) 및 배출구(22)와 연결되고, 그 공기실(26)은 하우징(10) 외부의 송풍기(13)와 결합되는 공기주입관(23)과 연통되도록 설치되며, 상기 연소장치(20)의 내벽에는 공기실(26)과 연통되는 에어분사체(28)가 연소실(25)을 따라 설치된 것에 있어서,

   상기 열교환장치(30)는 열기통로(33a)와 온수통로(33b)가 교대로 형성된 판형 열교환기(33)와, 상기 열교환기(33)의 상부에서 열기통로(33a)와 연통되도록 설치되는 유입통로(32) 및 배출통로(35)와, 상기 열교환기(33)의 하부에서 열기통로(33a)와 연통되도록 설치되는 순환통로(34)로 이루어지며,

   상기 열교환장치(30)의 유입통로(32)는 연결통로(31)에 의하여 연소장치(20)의 연소실(25)과 연통되고, 상기 배출통로(35)는 하우징(10) 외부의 연도(11)와 연통되도록 설치되며,

   상기 유입통로(32)와 배출통로(35)의 몸체 일측은 하우징(10)의 외부로 개방되어 그 개방된 측면에 덮개판(38)이 개폐가능하게 설치되고, 상기 순환통로(34)는 몸체의 양측이 하우징(10)의 외부로 개방되어 그 개방된 양측면에 덮개판(38)이 개폐가능하게 설치되며,

   상기 연결통로(31)와 유입통로(32) 및 순환통로(34)와 배출통로(35)에는 온수의 가열을 위한 열교환파이프(31a)(32a)(34a)(35a)가 각 통로(31)(32)(34)(35)상에 관통 설치되는 것을 특징으로 하는 농업용 온수보일러.