KR200344864Y1 - 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러. - Google Patents

Abstract

본 고안은 온수 보일러에 관한 것으로, 특히 목재 또는 톱밥 및/또는 왕겨를 원료로 한 온수보일러에 관한 것이다.

내부 중앙에 땔감 재료를 적재하는 상부에 뚜껑(11)을 가지고 하부가 개구(12)된 원통형의 원료통(10);

상기 원료통 외벽에 관통 고정 설치되는 온수 열 교환용 제 1 수벽(20);

상기 제 1 수벽과 일 정 이격 간격을 가지고 보일러 본체 내벽에 지지편 등으로 이격 설치되는 난방 열 교환용 제 2 수벽(30);

외부 둘레에는 단열층(51)을 가지고, 상부 일 측에는 배기 가스 정화용 배기 수단(40)을 구비하고, 하부에는 안쪽으로 좁아진 화기 유도부(52)를 구비한 개구(53)를 가지며, 상기 원료통과 제 1 및 제 2수벽을 감싸 내장 설치하는 보일러 본체(50); 및

상기 본체(50)의 개구(53) 하부에는 송풍 수단(80) 및 재 배출 수단(90)과 그 하부에 재받이(61)를 내장하여 구비한 함체형 베이스(60)로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.{Hot water boiler being supplied with wood or sawdust for fuel.}

본 고안은 온수 보일러에 관한 것으로, 특히 목재 또는 톱밥 및/또는 왕겨를 원료로 한 온수보일러에 관한 것이다.

제재소나 야산에서 또는 농업분야에서 대량으로 얻을 수 있는 목재 및 톱밥 또는 왕겨를 연료로 사용하기 위하여 수십년 전부터 왕겨 아궁이를 개발하고 있어 어느 정도 보급을 볼 수가 있었다. 그러나 취급이 간편한 석유, 프로판가스등의 석유계 연료를 쉽게 구입하게 되므로써 이것이 농가 근대화의 경향에 맞추어 왕겨는 급속히 석유계 연료로 대치되었다.

그리고 왕겨의 다른 중요한 용도인 포장 재로서의 이용도 합성수지계 포장재의 보급으로 거의 사용하지 않게 되었다. 따라서 현재 왕겨는 폐기물로서 거의 사용하지 않게 되고, 농지 등에서 이를 소각시키기 때문에 자극성의 연기를 발생시켜 공해의 원인이 되었으며 처리비용을 요하는 화재 위험물이 되었다.

한편 목재는 현재에도 농촌에서는 자연 발생적으로 필연적 발생 량이 있으나 유류나 석탄을 원료로 한 난로나 보일러 등에 의해 그 소비를 제대로 못하는 실정이 있으며, 단지 잔치 등을 할 때 원시적으로 급조한 아궁이 등에서 연소하여 음식물을 끓이는 정도로밖에 활용되지 않는 것으로 그 소비가 다 이루어지지 못 하는 실정에 있다. 특히 근래에는 대부분의 산불 화재가 산에 마른나무 등이 자연적 발화에 의해 연소되는 화재 원인이 발생하기 시작했다는 보고가 있을 정도인 것이다.

이렇듯 근래에 들어 목재 톱밥 왕겨 등의 땔감은 넘쳐 나고 있는 실정에 있는 것으로 전량 수입에 의존하는 유류의 일반 대중의 보급형 대체 에너지를 아직개발하지 못한 상황에서 목재 및 왕겨 톱밥 등을 이용한 난로나 온수 보일러가 과거에 많이 개발되었으나 잘 활용되지 못한 이유는 비교적 그 연소시간이 짧은데 따른 지속적인 효과를 보이지 못했다는 점이다. 즉 화력은 좋으나 그 연소 시간이 짧아 장시간의 지속적인 화력을 공급해야 하는 온수 보일러 등에 적용하기 어려운 단점이 있다.

따라서 본 고안은 이상과 같은 점에서 착안하여 이루어진 것으로, 목재나 톱밥 또는 왕겨 등의 폐기물을 연료로 사용하여도 공해를 일으키지 않도록 완전히 연소시키는 효율 좋은 온수보일러를 만드는데 그 목적이 있다.

특히 본 고안은 열 효율을 좋게 하기 위해 연소 방식을 통상의 방식이 아닌 역화 방식을 채택하여 연료의 불필요한 확화 연소를 최소화하고, 지연 연소를 이루도록 하여 같은 양의 원료로 그 연소시간을 길게 하여 연소 효율을 높이게 한 목적이 있다.

상기 목적은 내부 중앙에 땔감 재료를 적재하는 상부에 뚜껑을 가지고 하부가 개방된 원통형의 원료통;

상기 원료통 외벽에 관통 고정 설치되는 온수 열 교환용 제 1 수벽;

상기 제 1 수벽과 일 정 이격 간격을 가지고 보일러 본체 내벽에 지지편 등으로 이격 설치되는 난방 열 교환용 제 2 수벽;

외부 둘레에는 단열층을 가지고, 상부 일 측에는 배기 가스 정화용 배기 수단을 구비하고, 하부에는 안쪽으로 좁아진 화기 유도부를 구비한 개구를 가지며,상기 원료통과 제 1 및 제 2수벽을 감싸 내장 설치하는 보일러 본체; 및

상기 본체의 개구 하부에는 송풍 수단 및 재 배출 수단과 그 하부에 재받이를 내장하여 구비한 함체형 베이스로 구성된 것에 의해 달성된다.

도 1은 본 고안의 사시도.

도 2는 본 고안의 일 실 시 예의 분리 사시도.

도 3은 목재를 원료로 한 본 고안의 단면도.

도 4는 톱밥을 원료로 한 본 고안의 단면도.

도 5는 본 고안의 배기 가스 정화용 배기 수단을 보인 분분 절취된 사시도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

원료통: 10 11: 뚜껑

개구: 12 20: 제 1수벽

30: 제 2 수벽 40: 배기 가스 정화용 배기 수단

50: 본체 51: 단열층

52: 화기 유도부 53: 개구

60: 베이스 70: 원료 받침 수단

80: 송풍 수단 90: 재 배출 수단

이하에서 본 고안을 바람직한 실시 예의 첨부 도면에 의해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 사시도이고, 도 2는 본 고안의 일 실 시 예의 분리 사시도이며, 도 3은 목재를 원료로 한 본 고안의 단면도이고, 도 4는 톱밥을 원료로 한 본 고안의 단면도이며, 도 5는 본 고안의 배기 가스 정화용 배기 수단을 보인 분분 절취된 사시도이다.

내부 중앙에 땔감 재료를 적재하는 상부에 뚜껑(11)을 가지고 하부가 개구(12)된 원통형의 원료통(10);

상기 원료통 외벽에 관통 고정 설치되는 온수 열 교환용 제 1 수벽(20);

상기 제 1 수벽과 일 정 이격 간격을 가지고 보일러 본체 내벽에 지지편 등로 이격되게 고정 설치되는 난방 열 교환용 제 2 수벽(30);

외부 둘레에는 단열층(51)을 가지고, 상부 일 측에는 배기 가스 정화용 배기 수단(40)을 구비하고, 하부에는 안쪽으로 좁아진 화기 유도부(52)를 구비한 개구(53)를 가지며, 상기 원료통과 제 1 및 제 2수벽을 감싸 내장 설치하는 보일러 본체(50); 및

상기 본체(50)의 개구(53) 하부에는 송풍 수단(80) 및 재 배출 수단(90)과그 하부에 재받이(61)를 내장하여 구비한 함체형 베이스(60)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기의 제 1 및 제 2 수벽 중 어느 하나는 파이프 코일링 열교환 수단으로 형성할 수도 있을 것으로 본 고안의 기술적 범주에 속한다 할 것이다.

또한 제 2 수벽을 본체(50)의 내벽에 고정하여 설치 할 수도 있는 것으로 이는 본 고안을 이용한 단순한 설계 변경적 사항에 해당된다 할 것이다.

한편 상기의 구성은 도 2에서와 같이 목재를 원료로 사용할 때의 실시 예로써, 톱밥 또는 왕겨 등을 원료로 사용 할 때에는 도 3에서와 같이, 상기 구성에 원료통(10)의 하부 개구를 부분적으로 커버하는 원료 받침수단(70)을 더 추가해서 구성된다.

상기에서 배기 가스 정화용 배기 수단(40)은 본체(50) 상부 면에 일정 높이로 돌출 형성된 배기관(41)의 상부에는 적어도 2 이상으로써 복수의 배기공(h)을 가지는 격판(42)을 구비한 마개(43)가 커버되고, 내부에 상기 배기관(41)의 돌출 높이 이하로 물을 채워 수용하는 배기가스정화통(44)의 상부 면에 배기통(45)을 형성해서 된 것을 특징으로 한다.

상기에서 송풍 수단(80)은 중앙에 축이 관통 설치되고, 상부 면에 복수의 송풍공(81)을 형성한 송풍통(82)의 상부에 점화를 위한 오목한 불쏘시개 대(83)를 구비한 것으로 상기 송풍통의 일 측에 송풍팬(84)을 연결해서 구성된다.

상기에서 재 배출 수단(90)은 함체형 베이스(60)의 내부 일 측에 설치된 저속 모터(91)의 회전을 타이밍 벨트(92)로 전달받아 회전되는 축(93)에는 선단에 긁게(94a)가 하형 절곡된 회전 암(94)이 고정되고, 상기 축의 상부에는 이 축과 함께 회전하는 원료 목재 지지대(95)가 착탈 자유롭게 결합된 구성이다.

이 목재 지지대(95)는 방사형 거미줄 형태의 받침살(95a)이 크로스 되는 받침대(95b)로 형성된다. 이 받침살에는 원료 목재의 미끄럼을 방지하는 넌슬립 돌기(95c)가 형성된다.

한편 원료 받침 수단(70)은 상기 축(93)에 체결부재(b)로 착탈 자유롭게 결합되는 지지축(71)의 상부에 상기 원료통의 내경보다 작은 직경의 삿갓형 받침대(72)를 설치하고, 이 받침대 상부로 돌출된 지지축의 상부에는 원료를 원활히 공급하기 위한 로드(73)가 부착된 구성이다.

도면 중 미설명 부호 G1은 저속모터축 기어이고, G2는 축 기어 W는 불을 점화하기 위한 점화창이고, F는 점화를 이루며, 보일러의 연소시 상승 기류를 형성하기 위한 숯이다. A, B, C, D는 제 1 및 제 2 수벽의 입출수라인이다.

이상과 같이 구성된 본 고안의 작용을 사용에 따라서 설명한다.

원료통(10)의 뚜껑(11)을 열고 통나무를 넣는다. 이때 통나무는 가급적 원료통의 직경에 맞는 굵기가 좋다. 만약에 원료통에 빈 공간이 발생되면 가급적 꽉 채우도록 목재를 투입한다.

그 이유는 본 고안의 특징이 나무를 역화방식으로 연소하여 화기가 밑에서 유턴 하여 보내지도록 하기 때문이다.

따라서 본 고안의 뚜껑(11)은 연료통(10)에 기밀 하게 막아지도록 된다.

준비가 완료되면 점화창(W)을 열고 불쏘시개로 점화시킨다. 그러면 숯()에불이 붙고, 연료통(10)의 개구로 하향 돌출된 나무의 밑 부분이 착화하게 된다. 이때 송풍수단은 공기를 불어넣어 송풍통(82)을 통하여 상부 면에 복수의 송풍공(81)으로 연소에 필요한 산소를 공급시켜 주어서 안전한 연소를 이루게 함과 동시에 추후 연소가 잘 이루어 질 때에는 화기와 연기 재 등을 불쏘시개 대에서 외부 측방으로 떨어트리거나 상승시키는 작용을 이루게 한다.

그리고 재 배출 수단(90)은 저속 모터(91)의 회전을 타이밍 벨트(92)로 전달받아 회전되는 축(93)에 설치된 암(94) 단의 긁게(94a)가 본체(50)의 하부 개구와 송풍통(82) 사이의 틈새에 재 등이 막히는 등의 상태를 골라 주는 기능을 하고, 암은 역시 연소되며 하향 전진하는 숯 덩이를 부스는 작용을 한다.

또한 상기 축의 상부에는 이 축과 함께 회전하는 원료 목재 지지대(95)가 착탈 자유롭게 결합된 상태로 함께 회전함에 따라 원료 목재도 연료통 내에서 회전을 하게 되고 이는 연료 목재가 협압되어 걸려서 하향 진출되는 것이 방해되는 요인을 일소시키는 작용을 이룬다.

이렇게 회전되는 목재는 목재 지지대(95)의 방사형 거미줄 형태의 받침살(95a)이 크로스 되는 받침대(95b) 상에 얹어지고 돌기(95c)에 의해 미끄럼이 방지되기 때문에 원활히 작용한다.

이러한 본 고안은 연료통(10)의 하부로 돌출된 목재가 착화되어 그 화기가 연료통(10)의 내부 상부로 가지 않고 그 외경으로 확산되면서 하부 불쏘시개 대의 소형 착화가 상승기류를 도우며 이는 송풍되는 공기에 의해 더욱더 잘 이루어지게 되는 것이다. 이는 1차 연소된 화기를 2차 연소하여 배기 가스를 정화하는 작용은물론 2차 연소를 이루게 하여 보일러의 열효율을 개선시키는 작용을 하며, 특히 목재를 거꾸로 연소하여 역화 시킴에 따른 지연 연소 효과를 살리면서 이에 따른 단점인 연소 효율을 보완하는 이점이 있게 하는 것이다.

이렇게 상승되는 화기는 본체의 제 1 및 제 2 수벽 사이로 상승기류를 타며 열 교환하며 완전 연소를 이루게 하는 작용을 한다. 어떤 의미에서 종래의 굴뚝으로 바로 나가는 폐열을 2차 연소하고 열교환하는 작용을 이루게 하는 것이다.

한편 이렇게 2차 연소되는 배기 가스는 마지작 절차로 또 그 배기 가스 정화 수단에 의해 정화 배기 되는데 이를 살펴본다.

본체(50) 상부로 상승되는 배기 가스는 배기 가스 정화용 배기 수단(40)에 의해 정화되어 배기 되는데, 본체(50) 상부 면의 배기관(41)에 커버된 마개(43)의 격판(42)에 형성된 복수의 배기공(h)을 통과하면서 거친 큰 입자의 통과를 막고 보내는 기능을 한다. 이때 보일러의 가열에 의해 배기가스 정화통(44) 내부에 상기 배기관(41)의 돌출 높이 이하로 채워진 물을 데워져 형성된 수증기와 연기가 결합하여 수증기가 연기의 입자를 포집하여 걸러주는 기능을 하면서 배기통(45)으로 완전히 정화된 배기가스를 배기 시키도록 하는 것이다.

한편 톱밥이나 왕겨 등을 연료로 하는 보일러로 사용하는 상태를 설명하면, 도 4에서와 같이 체결부재(b)를 풀어서 목재 지지대(95)를 해체 한 후, 원료 받침 수단(70)의 지지축(71)을 교체해서 체결 고정하여서 되는 것으로, 상부에 상기 원료통의 내경보다 작은 직경의 삿갓형 받침대(72)에 의해 톱밥 등의 경사 슬라이드를 이루 게하며, 그 외경과 연료통의 내경 사이 틈새로 연료가 노출되어서 연소되게 한다.

이때 로드(73)는 원료를 원활히 공급하기 위해 저어 주는 작용을 이룬다.

이외의 작용은 상기 목재를 원료로 하는 경우가 같다.

이상과 같이 구성되고 작용되는 본 고안은 목재나 톱밥 또는 왕겨 등의 폐기물을 연료로 사용하여도 공해를 일으키지 않도록 완전히 연소시키는 효율 좋은 온수보일러를 제공하는 효과가 있다.

특히 본 고안은 열 효율을 좋게 하기 위해 연소 방식을 통상의 방식이 아닌 역화 방식을 채택하여 연료의 불필요한 확화 연소를 최소화하고, 지연 연소를 이루도록 하여 같은 양의 원료로 그 연소시간을 길게 하여 연소 효율을 높이게 하여 열 효율이 양호한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 내부 중앙에 땔감 재료를 적재하는 상부에 뚜껑(11)을 가지고 하부가 개방된 원통형의 원료통(10);

   상기 원료통 외벽에 관통 고정 설치되는 온수 열 교환용 제 1 수벽(20);

   상기 제 1 수벽과 일 정 이격 간격을 가지고 보일러 본체 내벽에 지지편 등로 이격되게 고정 설치되는 난방 열 교환용 제 2 수벽(30);

   외부 둘레에는 단열층(51)을 가지고, 상부 일 측에는 배기 가스 정화용 배기 수단(40)을 구비하고, 하부에는 안쪽으로 좁아진 화기 유도부(52)를 구비한 개구(53)를 가지며, 상기 원료통과 제 1 및 제 2수벽을 감싸 내장 설치하는 보일러 본체(50); 및

   상기 본체(50)의 개구(53) 하부에는 송풍 수단(80) 및 재 배출 수단(90)과 그 하부에 재받이(61)를 내장하여 구비한 함체형 베이스(60)로 구성된 것을 특징으로 한 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 배기 가스 정화용 배기 수단(40)은, 본체(50) 상부 면에 일정 높이로 돌출 형성된 배기관(41)의 상부에는 적어도 2 이상으로써 복수의 배기공(h)을 가지는 격판(42)을 구비한 마개(43)가 커버되고, 내부에 상기 배기관(41)의 돌출 높이 이하로 물을 채워 수용하는 배기가스정화통(44)의 상부 면에 배기통(45)을 형성해서 된 것을 특징으로 한 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.
3. 제 1 항에 있어서, 송풍 수단(80)은 중앙에 축이 관통 설치되고, 상부 면에 복수의 송풍공(81)을 형성한 송풍통(82)의 상부에 점화를 위한 오목한 불쏘시개 대(83)를 구비한 것으로 상기 송풍통의 일 측에 송풍팬(84)을 연결해서 구성된 것을 특징으로 한 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.
4. 제 1 항에 있어서, 재 배출 수단(90)은 함체형 베이스(60)의 내부 일 측에 설치된 저속 모터(91)의 회전을 타이밍 벨트(92)로 전달받아 회전되는 축(93)에는 선단에 긁게(94a)가 하형 절곡된 회전 암(94)이 고정되고, 상기 축의 상부에는 이 축과 함께 회전하는 원료 목재 지지대(95)가 착탈 자유롭게 결합된 것을 특징으로 한 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 목재 지지대(95)는 방사형 거미줄 형태의 받침살(95a)이 크로스 되는 받침대(95b)로 형성된다. 이 받침살에는 원료 목재의 미끄럼을 방지하는 넌슬립 돌기(95c)가 형성된 것을 특징으로 한 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.
6. 제 1 항에 있어서, 원료 받침 수단(70)은 상기 축(93)에 체결부재(b)로 착탈 자유롭게 결합되는 지지축(71)의 상부에 상기 원료통의 내경보다 작은 직경의 삿갓형 받침대(72)를 설치하고, 이 받침대 상부로 돌출된 지지축의 상부에는 원료를 원활히 공급하기 위한 로드(73)가 부착된 것을 특징으로 한 목재 또는 톱밥을 원료로 한 온수 보일러.