KR200345082Y1

KR200345082Y1 - 전기 및 기름 겸용 증기 보일러

Info

Publication number: KR200345082Y1
Application number: KR20030040419U
Authority: KR
Inventors: 추병욱
Original assignee: 추병욱
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2004-03-18

Abstract

본 고안은 전기 및 기름 겸용 증기 보일러에 관한 것으로서, 증기를 발생시키기 위한 가열매체를 전기에너지를 이용하여 예열한 후에, 예열된 가열매체를 경유 등의 연료를 이용하는 버너로서 가열하도록 하여 가열매체의 가열시간을 단축함과 함께, 연료비를 절감하고, 열효율을 극대화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 고안은 내부에 일정량 채워진 물을 버너에 의해 가열시켜 발생된 증기를 외부로 배출하는 통상의 증기 보일러 본체에 있어서, 수도관으로부터 유입된 냉수를 펌프에 의해 상기 보일러 본체 내부로 급송하기 전에, 상기 냉수를 전기히터에 의해 소정의 온도까지 예열한 상태에서 상기 보일러 본체 내부로 공급하기 위한 보조가열장치를 상기 펌프에 연결설치한 것을 특징으로 한다.

Description

전기 및 기름 겸용 증기 보일러{Steam Boiler for Using Electricity and Oil}

본 고안은, 전기 및 기름 겸용 증기 보일러(Steam Boiler)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 증기를 발생시키기 위한 가열매체를 전기에너지를 이용하여 예열한 후에, 예열된 가열매체를 경유 등의 연료를 이용하는 버너로서 가열하도록 하여 가열매체의 가열시간을 단축함과 함께, 연료비를 절감하고, 열효율을 극대화할 수 있는 전기 및 기름 겸용 증기 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 증기 보일러는 기름 또는 가스의 연소에 의한 발열이나, 전기에너지에 의한 발열로 가열매체(예컨데, 물) 저장부내의 가열매체를 소정의 온도로 가열시켜서 증기를 발생시키도록 하는 것으로서, 세탁소, 떡방앗간, 목욕탕, 식품제조공장 등 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.

이러한 증기 보일러는, 본체의 구조, 물의 순환방식, 증발하는 유체나 연료의 종류에 따라 크게 원통형 증기 보일러와 수관형 증기 보일러로 구분할 수 있다. 상기 원통형 증기 보일러는, 원통형의 동체 내부에 1개 또는 2개의 노통이 설치되는 노통식과, 다수개의 연관이 설치되는 연관식과, 1개의 노통과 다수개의 연관이 함께 설치되는 노통연관식이 있다.

이러한 원통형 보일러중 노통연관식 증기 보일러는, 노통식과 연관식을 조합한 것으로서, 용량이 크고 열효율이 높기 때문에, 최근에 많이 사용되고 있다.

한국실용신안등록 제0297530호에는, 이러한 노통연관식 증기 보일러의 구조에 대하여 개시되어 있다. 즉, 상기 노통연관식 증기 보일러는, 외주면에 배기관 및 증기배출관이 설치되는 외통(동체)과; 외통의 내부에 외통의 내면과 소정의 간격을 두고 설치되는 연소실을 이루는 노통과; 외통 및 노통의 앞면에 설치되고 연소을 위한 공기와 연료를 분사하고 점화를 행하는 버너(Burner)와; 노통의 앞쪽 및 뒤쪽의 외주면 끝면과 외통의 내면에 일체로 고정되어 외통 및 노통과 함께 물이 채워지는 열교환실을 형성하고 외통의 양쪽 측면과 함께 한쌍의 부연소실을 형성하는 한쌍의 이격판과; 한쌍의 이격판을 가로지르도록 노통의 길이방향으로 길게 설치되고 한쌍의 부연소실을 서로 연결하는 다수개의 연관을 포함하는 구조로 되어 있다. 상기 열교환실은 물이 채워지는 수실(水室)과 증기가 모아지는 수실의 윗부분 공간인 증기실로 이루어진다. .

이와같은 구조를 갖는 상기 노통연관식 증기 보일러는, 버너의 연소에 의해 물이 노통의 표면 및 연관의 표면과 접하면서 가열되어 증기를 생성하고 이 생성된 증기를 외통에 설치된 증기배출관을 통하여 외부로 배출되도록 한 것이다.

한편, 상기 수관형 증기 보일러는, 내부 상하부에 수실과 증기실을 형성하고 상기 수실과 증기실 사이를 다수개의 수관으로 연결하여 버너에 의해 수관을 가열하여 증기를 발생시키는 것으로서, 자연순환 증기 보일러, 강제순환 증기 보일러 및 관류식 증기 보일러가 있다.

도 1은 상기 수관형 증기 보일러중 관류식 증기 보일러의 구조의 일례를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1에서의 관류식 증기 보일러의 횡단면도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 관류식 증기 보일러(10)는, 단열재 케이스(Case, 10a)의 하부 내부에는 수실(11)을, 상부 내부에는 증기실(12)을 링형상으로 설치하고, 상기 수실(11)과 증기실(12)은 상기 케이스(10a) 내주면과 틈(13)을 갖도록 수직원형으로 배열설치되는 다수개의 수관(14)으로 연결하며, 상기 수실(11)과 증기실(12) 사이에 형성된 연소실(15)에는 버너를 수평방향으로 관통설치한 구조로 되어 있다.

특히, 상기 수관(14)들 사이에는, 도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 버너(16)의 화염에 의한 연소가스가 상부에서 하부로 흐른 뒤, 다시 상부로 흐르도록 다수개의 전열핀(17)이 이격되게 설치되어 있다.

또한, 상기 케이스(10a)의 상판에는, 증기를 사용처(세탁소, 떡방앗간 등)로 급송하기 위한 증기배출관(18)과, 증기실(12)내의 압력이 설정치 이상보다 높을 경우 증기를 배출시키는 안전밸브(19)가 설치되어 있다. 미설명 부호 '20' 과 '21' 은, 증기실(12)의 압력을 조절하는 압력계와, 수실(11)에 채워진 수위를 감지하여 수위를 조절하는 수위조절계를 각각 표시한 것이고, '22'는 보일러의 제어를 위한 콘트롤 박스(Control Box)를 표시한 것이다.

이와같은 구조에 의해, 상기 종래의 관류식 증기 보일러(10)는, 펌프(Pump, 미도시)에 의해 급송된 물이 상기 케이스(10a)의 하부에 수평으로 배치된 수실(11)로 유입되어 다수개의 수관(14)으로 유동되고, 이 때 버너(16)의 연소에 의해수관(14)이 가열됨에 따라, 수관(14)으로부터 발생되는 증기가 증기실(12)로 모여진 상태에서 증기배출관(18)을 통해 외부로 배출되게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 노통연관식 증기 보일러나 관류식 증기 보일러는, 증기를 발생시키기 위해, 가열매체로서 냉수를 사용하고 있고, 이 냉수를 펌프를 통하여 수실에 채운후에 가열하고 있기 때문에, 그 냉수를 가열하는데 상당한 시간이 소요되어 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

더욱이, 상기 종래의 증기 보일러들은, 가열매체를 가열하는 버너의 연료로서 대부분 경유나 등유 등의 고가의 연료를 사용하고 있기 때문에, 연료비가 많이 들게 되어 유가 급등시 경제적으로 큰 부담이 될 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 증기를 발생시키기 위한 가열매체를 전기에너지를 이용하여 예열한 후에, 예열된 가열매체를 경유 등의 연료를 사용하는 버너로서 가열하도록 함으로써, 가열매체의 가열시간을 단축함과 함께, 연료비를 절감하고, 열효율을 극대화할 수 있는 전기 및 기름 겸용 증기 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 종래의 일례에 의한 관류식 증기 보일러의 구조를 나타낸 종단면도.

도 2는, 도 1에서의 관류식 증기 보일러의 횡단면도.

도 3은, 본 고안의 일례에 의한 관류식 증기 보일러와 보조가열장치의 연결상태를 나타낸 단면도.

도 4는, 본 고안에 의한 보조가열장치의 사시도.

도 5는, 본 고안에 의한 보조가열장치의 단면도.

도 6은, 본 고안에 의한 보조가열장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도

** 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10 ... 보일러 11 ... 수실(水室)

12 ... 증기실 14 ... 수관

15 ... 연소실 16 ... 버너(Burner)

18 ... 증기배출관 30 ... 펌프(Pump)

40 ... 보조가열장치 50 ... 저수조

53 ... 전기히터(Electric Heater)

54 ... 수위조절부 55 ... 온도감지부

60 ... 콘트롤 박스(Control Box)

상기 목적을 달성하기 위해, 본 고안은, 내부에 일정량 채워진 물을 버너에 의해 가열시켜 발생된 증기를 외부로 배출하는 보일러 본체와;

일측에 냉수유입구가 형성되어 있고, 타측에 온수배출구가 형성되고, 내부에 물을 저장하기 위한 공간을 갖는 저수조와, 상기 저수조내에 설치되어 전기에너지에 의해 수조에 채워진 물을 소정의 온도로 가열시키기 위한 전기히터와, 상기 저수조내의 수위를 조절하기 위한 수위조절부와, 상기 전기히터가 위치한 저수조의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 상기 저수조의 온도를 설정하기 위한 온도조절부와, 상기 전기히터를 작동시키기 위한 온/오프 스위치와, 상기 각 구성부를 제어하는 제어부로 이루어지는 보조가열장치와;

파이프에 의해 일단이 상기 보조가열장치의 온수배출구에 연결되고, 타단이 상기 보일러 본체의 유입관에 연결되어, 상기 보조가열장치의 전기히터에 의해 가열된 물을 상기 온수배출구로부터 상기 보일러 본체의 유입관을 통하여 상기 보일러 본체 내부로 급송시키기 위한 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안은 상기 전기 및 기름 겸용 증기 보일러에 있어서, 상기 전기히터는, 저수조내의 물을 약 80℃로 가열시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안은 상기 전기 및 기름 겸용 증기 보일러에 있어서, 상기 보일러본체는, 외부 케이스와, 케이스 내부의 상하부에 각각 형성된 증기실 및 수실과, 상기 케이스 하부에 설치되어 펌프로부터 급수되는 물을 유입하기 하기 위한 유입관과, 상기 증기실과 수실이 연통되도록 상기 증기실과 수실 사이에 연결설치되는 다수개의 수관과, 상기 증기실과 수실 사이에 형성된 연소실과, 상기 연소실내에 화염을 분사시키는 버너와, 상기 버너의 연소에 의해 가열된 물을 증기로 상변화시켜 외부로 배출하는 증기배출관을 포함하는 관류형 증기 보일러본체인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안은 상기 전기 및 기름 겸용 증기 보일러에 있어서, 상기 보일러 본체는, 외주면에 증기배출관이 설치되는 외통과, 외통의 내부에 외통의 내면과 소정의 간격을 두고 설치되는 연소실을 이루는 노통과, 외통 및 노통의 앞면에 설치된 버너와, 노통의 앞쪽 및 뒤쪽의 외주면 끝면과 외통의 내면에 일체로 고정되어 외통 및 노통과 함께 물이 채워지는 수실과 증기실을 형성하고 외통의 양쪽 측면과 함께 한쌍의 부연소실을 형성하는 한쌍의 이격판과, 한쌍의 이격판을 가로지르도록 노통의 길이방향으로 길게 설치되고 한쌍의 부연소실을 서로 연결하는 다수개의 연관을 포함하는 노통연관식 증기 보일러본체인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안의 일례에 의한 관류식 증기 보일러와 보조가열장치의 연결구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 고안에 의한 보조가열장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 단면도이며, 도 6은 본 고안에 의한 보조가열장치의 개략적인 구성 블럭도이다.

본 고안에서는, 버너의 화염에 의한 연소에 의해 증기를 발생시키는 증기 보일러중 관류식 증기 보일러를 예시하였으나, 본 고안은 반드시 이에 한정되지 않으며, 예컨대, 앞서 설명한 바와 같은 원통형 증기 보일러는 물론, 수관형 증기 보일러의 어떠한 종류에도 동일하게 적용될 수가 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 증기 보일러(10)는, 종래와 마찬가지로, 보일러의 외관을 형성하는 외부 케이스(10a)와, 상기 케이스(10a)의 내부 상하부에 각각 설치된 증기실(12) 및 수실(11)과, 상기 증기실(12)과 수실(11)이 연통되도록 상기 증기실(12)과 수실(11) 사이에 직립되게 연설되고, 상기 수실(11)의 외주방향을 따라 병렬로 설치된 다수개의 수관(14)과, 버너(16)에 의한 화염을 분사시키는 연소실(15)과, 상기 케이스(10a)의 상판에 각각 설치되어, 증기를 배출하는 증기배출관(18) 등으로 구성되어 있으므로, 이하에서는 종래의 구성과 동일한 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 병기하고, 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 케이스(10a)의 하부측에는, 펌프(30)에 의해 상기 수실(11)로 가열매체인 물을 유입시키도록 상기 수실(11)과 상기 펌프(30)를 연결하는 유입관(24)이 설치되어 있다.

본 고안은, 이러한 통상의 구조를 갖는 증기 보일러에 있어서, 상기 가열매체를 펌프(30)에 의해 수실(11)로 공급하기 전에, 상기 가열매체를 전기에너지에 의해 소정의 온도로 1차적으로 가열한 상태, 즉 예열한 상태에서 공급한 후, 보일러 내부에서 많은 연료를 소모함이 없이 버너(16)에 의해 적정 온도까지 2차적으로 가열시키도록 함으로써, 버너의 연소시간을 단축함과 함께 가열매체의 가열시간을 단축하여 에너지 활용효과를 극대화시키는 것을 특징으로 한다.

이를 위해, 본 고안은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보일러의 유입관(24)에 연결된 펌프(30)에, 수도관(미도시)으로부터 유입되는 냉수를 발열부에 의해 소정의 온도까지 1차적으로 가열하기 위한 보조가열장치(40)를 연결 설치한 것이다.

상기 보조가열장치(40)는, 도 4 내지 도 6에 상세히 도시된 바와 같이, 일측에 수도관(미도시)과 연결되는 냉수유입관(51)이 형성되어 있고, 상측에 1차적으로 가열된 물, 즉, 온수를 배출하기 위한 온수배출구(52)가 형성되고, 내부에 냉수를 저장하기 위한 공간을 갖는 저수조(50)와, 상기 저수조(50)의 전면에 설치된 콘트롤 박스(60)로 구성되어 있다.

상기 저수조(50)내에는, 저수조의 길이방향으로 수평하게 설치되어 전기에너지에 의해 저수조(50)에 채워진 냉수를 소정의 온도로 가열시키기 위한 발열부(53)와, 상기 저수조(50)내의 수위를 조절하기 위한 수위조절부(54)와, 상기 발열부(53)가 위치한 저수조(50)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(55)가 설치되어 있다.

상기 콘트롤 박스(60)에는, 상기 발열부(53)와 온도감지부(55)와 전기적으로 연결되어, 상기 저수조(50)내의 온도를 조절하는 온도조절부(61)와, 상기 전기히터(53)를 작동하는 온/오프 스위치(62)와, 상기 각 구성부(53, 55, 61, 62)를 제어하는 제어부(63)가 구비되어 있다.

상기 저수조(50)내에 내장되는 발열부(53)로서는, 전기히터(Electric Heater, 53)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 전기히터(53)는, 저수조(50)의 저면으로부터 어느정도 이격된 상태로 설치된다. 상기 전기히터(53)의 일단부는, 저수조(50)의 일측에 형성된 통공을 통하여 외부로 노출된 상태에서 보수점검 또는 교체가 용이하도록 소켓(Socket, 56)에 의해 착탈가능하게 결합되어 있다. 이 때, 저수조(50)내에 저장된 물이 외부로 새나지 않도록, 상기 통공 주변에는 누수방지용 씰링(Sealing)부재(57)가 설치되어 있다.

이와같이 노출된 전기히터(53)의 일단부는, 전기배선에 의해 제어부(63)에 연결되어 있어, 저수조(50)의 물온도가 설정치(대략 80℃) 이하로 떨어지면, 온도감지부(55)가 이를 감지하여 전기히터(53)를 자동으로 작동시켜 저수조(53)를 가열하여 항시 설정치의 온도를 유지할 수 있도록 한다.

또한, 상기 수위조절부(54)는, 상기 저수조(50)내의 수면이 낮아지면 일정한 수면을 유지하도록, 부력에 의해 작용하는 통상의 부구를 이용한 것으로서, 상기 저수조(50)내로 돌출된 냉수유입관(51) 단부에 링크(Link)등의 결합수단에 의해 결합되어 있다.

이러한 구조를 갖는 보조가열장치(40)의 상부에 펌프(30)를 탑재시켜, 상기 펌프(30)의 일단을 파이프(Pipe)에 의해 상기 보조가열장치(40)의 온수배출구(52)에 연결하고, 그 타단을 상기 보일러 본체(10a)의 유입관(24)에 연결한다.

이와같이 펌프(30)에 의해 보일러 본체(10a)와 보조가열장치(40)를 상호 연결한 상태에서, 먼저 보조가열장치(40)의 온도조절부를 조작하여 원하는 온도값을 설정하고, 온/오프 스위치를 ON시킨다.

이 경우, 상기 보조가열장치(40)의 저수조(50)내의 냉수유입관을 통하여 유입된 냉수는 상기 저수조(50)내에 채워지면서, 그 안에 내장된 전기히터(53)에 의해 설정된 온도까지 예열되고, 이렇게 예열된 물은 상기 온수배출구(52)에 연결된 펌프(30)의 파이프를 거쳐 상기 보일러본체(10)의 유입관(24)을 통하여 수실(11)로 급송된다. 이 후, 수실(11)에 채워진 물은 다수개의 수관(14)을 통하여 유동되는데, 이 때, 버너(16)에 의해 분사되는 화염으로부터 연소실(15) 내부에 발생된 고온의 연소가스가, 상기 다수개의 수관(14)을 가열하게 된다. 여기서, 수관(14)내로 유동되는 물은 상기 보조가열장치(40)에 의해 대략 80℃까지 예열된 물이므로, 이 물을 2차적으로 버너(16)에 의해 소정의 온도까지 가열하는데 필요한 가열시간과 연료량은 종래에 비하여 현저히 줄어들게 된다.

상기와 같이, 고온의 연소가스에 의해 가열된 수관(14)내부에서는 과열증기가 발생되면서 증기실(12)내로 모아지게 되고, 최종적으로, 증기배출관(18)을 통하여 외부로 배출되게 된다.

본 고안에 의한 보조가열장치는, 사용자의 필요에 따라 경유를 사용하는 증기 보일러와 선택적으로 사용할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 의하면, 수도관으로부터 공급되는 냉수를 보일러에 급수하기 전에 전기히터에 의해 대략 80℃의 온도로 1차적으로 가열한 상태에서 보일러에 공급하여, 경유 등의 연료를 사용하는 버너의 화염에 의해 보일러 내부에서 증기를 발생시키는 시간을 대폭 단축할 수 있으므로, 연료비의 절감과 함께 열효율을 극대화시킬 수가 있을 뿐만 아니라, 보일러 운영 및 관리에 소요되는 비용도 줄일 수가 있다.

Claims

내부에 일정량 채워진 물을 버너에 의해 가열시켜 발생된 증기를 외부로 배출하는 보일러 본체(10)와;

일측에 냉수유입관(51)이 형성되어 있고, 타측에 온수배출구(52)가 형성되고, 내부에 물을 저장하기 위한 공간을 갖는 저수조(50)와, 상기 저수조(50)내에 설치되어 전기에너지에 의해 저수조(50)에 채워진 물을 소정의 온도로 가열시키기 위한 전기히터(53)와, 상기 저수조(50)내의 수위를 조절하기 위한 수위조절부(54)와, 상기 전기히터(53)가 위치한 저수조(50)의 온도를 감지하기 위한 온도감지부(55)와, 상기 저수조(50)의 온도를 설정하기 위한 온도조절부(61)와, 상기 전기히터(53)를 작동시키기 위한 온/오프 스위치(62)와, 상기 각 구성부(53, 55, 61, 62)를 제어하는 제어부(63)로 이루어지는 보조가열장치(40)와;

파이프에 의해 일단이 상기 보조가열장치(40)의 온수배출구(52)에 연결되고, 타단이 상기 보일러 본체(10)의 유입관(24)에 연결되어, 상기 보조가열장치(52)의 전기히터(53)에 의해 가열된 물을, 상기 온수배출구(52)로부터 상기 보일러 본체(10)의 유입관(24)을 통하여 보일러 본체 내부로 급송시키기 위한 펌프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 및 기름 겸용 증기 보일러.
제1항에 있어서,

상기 전기히터(53)는, 저수조(50)내의 물을 약 80℃로 가열시키는 것을 특징으로 하는 전기 및 기름 겸용 증기 보일러.
제1항에 있어서,

상기 보일러본체는, 외부 케이스와, 케이스 내부의 상하부에 각각 형성된 증기실 및 수실과, 상기 케이스 하부에 설치되어 펌프로부터 급수되는 물을 유입하기 하기 위한 유입관과, 상기 증기실과 수실이 연통되도록 상기 증기실과 수실 사이에 연결설치되는 다수개의 수관과, 상기 증기실과 수실 사이에 형성된 연소실과, 상기 연소실내에 화염을 분사시키는 버너와, 상기 버너의 연소에 의해 가열된 물을 증기로 상변화시켜 외부로 배출하는 증기배출관을 포함하는 관류형 증기 보일러본체인 것을 특징으로 하는 전기 및 기름 겸용 증기 보일러.
제1항에 있어서.

상기 보일러 본체는, 외주면에 증기배출관이 설치되는 외통과, 외통의 내부에 외통의 내면과 소정의 간격을 두고 설치되는 연소실을 이루는 노통과, 외통 및 노통의 앞면에 설치된 버너와, 노통의 앞쪽 및 뒤쪽의 외주면 끝면과 외통의 내면에 일체로 고정되어 외통 및 노통과 함께 물이 채워지는 수실과 증기실을 형성하고 외통의 양쪽 측면과 함께 한쌍의 부연소실을 형성하는 한쌍의 이격판과, 한쌍의 이격판을 가로지르도록 노통의 길이방향으로 길게 설치되고 한쌍의 부연소실을 서로 연결하는 다수개의 연관을 포함하는 노통연관식 증기 보일러본체인 것을 특징으로 하는 전기 및 기름 겸용 증기 보일러.