KR200395791Y1 - 보일러의 연관구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 보일러의 연관구조에 관한 것이다.

본 고안은 연소실(11) 및 연통(10a)이 구비된 본체(10)에 연통(10a)과 연결되도록 집배실(13)을 구획하고, 본체(10)에 채워진 용수(W)를 가열하는 버너(17)는 연소실(11)에 설치되며, 연소실(11)에서 발생되는 연기를 집배실(13)로 이송시키는 연관(P)으로 구성된 보일러에 있어서, 상기 연관(P)은, 집배실(13)과 연소실(11)에 연결되도록 설치되는 내관(20) 및 일측이 연소실(11)에 연결되면서 상부가 개방된 외관(30)으로 이루어져, 그 사이에 채워진 용수(W)를 증기로 발산시키도록 증기발산공간(S)을 구비하여 구성된다.

따라서, 본 고안은 증기량의 발생을 극대화하여 보다 효율적인 열교환을 이룰 수 있으며, 증기를 효율적으로 활용할 수 있는 장점이 있다.

Description

보일러의 연관구조{SMOKE TUBE STRUCTURE OF BOILER}

본 고안은 보일러의 연관구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 효율적인 열전달로 증기발생량을 극대화하여 열교환성능을 향상시키며, 효율적인 증기배출로 난방효율을 향상시키고, 연통으로 배출되는 연기의 열손실을 감소시켜 연료비를 절감할 수 있는 보일러의 연관구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 보일러는 고온의 증기를 이용하여 건물의 실내공간을 난방하는 것으로, 이러한 보일러의 기술적인 구성을 간략히 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이, 연소실(11) 및 연통(10a)이 구비된 본체(10)에, 연통(10a)과 연결되는 집배실(13)을 집배실구획판(14)으로 구획하고, 본체(10)에 채워진 용수(W)를 가열하도록 연소실(11)에 버너(17)를 설치하며, 연소실(11)에서 발생되는 연기를 집배실(11)로 이송시키는 연관(P)으로 구성된다.

따라서, 버너(17)의 가열로 대류에 의한 열전달이 이루어져 본체(10)에 채워진 용수(W)가 가열되고, 이같이 가열된 용수(W)는 증기를 발생시켜 증기배출구(15)와 연결된 난방배관(40)으로 증기를 배출하게 된다.

또한, 연소실(11)에서 발생되는 고온의 연기는, 연관(P)을 따라 이송되어 집배실(13)을 지나 연통(10a)을 통하여 외부로 배출되며, 이에 따라 연관(P)은 이 고온의 연기를 이송하면서 가열되어 용수(W)로 열을 전달하게 되므로 용수(W)에서 증기로 발생되는 것이다.

그러나, 상기에서와 같은 종래의 보일러는 단지, 버너(17)의 가열 및 연기로 가열된 연관(P)에 의하여 용수(W)로 열을 전달하게 되므로, 사용되는 연료비에 비하여 보다 효율적인 열전달이 이루어지지 않게 되며, 이에 따라 열교환성능을 향상시킬 수 없는 단점이 있었다.

또한, 본체(10)에 채워지는 용수(W)의 양이 작을 때, 용수(W)에서 발생되는 증기가 본체(10)의 상부로 상승하여 바로 증기배출구(15)로 배출되지 않고, 본체(10)의 내측면으로 이동되므로, 효율적으로 증기배출구(15)를 통하여 증기를 배출할 수 없었으며, 이에 따라 난방효율이 감소되는 문제점이 있었다.

더하여, 연소실(11)에서 배출되는 연기는 연관(P)을 따라 집배실(13)로 이송되어 연통(10a)으로 바로 배출되므로, 열교환을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 효율적인 열전달로 증기발생량을 극대화하여 열교환성능을 향상시키며, 효율적인 증기배출로 난방효율을 향상시키고, 연통으로 배출되는 연기의 열손실을 감소시켜 연료비를 절감할 수 있는 보일러의 이중연관구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 연소실 및 연통이 구비된 본체에 연통과 연결되는 집배실을 구획하고, 본체에 채워진 용수를 가열하도록 연소실에 버너를 설치하며, 연소실에서 발생되는 연기를 집배실로 이송시키는 연관으로 구성된 보일러에 있어서, 상기 연관은, 집배실과 연소실에 연결되도록 설치되는 내관 및 일측이 연소실에 연결되면서 상부가 개방된 외관으로 이루어져, 그 사이에 채워진 용수를 증기로 발산시키도록 증기발산공간을 구비하는 것이다.

이때, 상기 외관에는 본체에 채워진 용수가 증기발산공간으로 유입되도록 용수유입공이 형성되며, 이러한 용수유입공은 외관의 하단부를 경사지게 절단하여 구현된다.

또한, 상기 집배실에는 내관으로부터 이송되는 연기를 체류시키는 체류실이 형성되도록 체류실구획판으로 구획되며, 상기 체류실구획판에는 내관의 벽면을 따라 집배실로 연기가 배출되도록 복수개의 배출공이 천공되며, 이러한 배출공은 적어도 내관의 외경보다 크게 이루어진 동심원을 따라 복수개로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 본체의 외주연을 따라 보강리브가 돌출되게 형성되어 본체의 외면을 보강하게 된다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 고안의 기술적인 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 2는 본 고안의 실시예에 의한 전체적인 구조을 나타낸 구조도이다.

본 고안은 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 연소실(11) 및 연통(10a)이 구비된 본체(10)에 연통(10a)과 연결되는 집배실(13)을 구획하고, 본체(10)에 채워진 용수(W)를 가열하도록 연소실(11)에 버너(17)를 설치하며, 연소실(11)에서 발생되는 연기를 집배실(13)로 이송시키는 연관(P)으로 구성된 보일러에 있어서,

상기 연관(P)은, 집배실(13)과 연소실(11)에 연결되도록 설치되는 내관(20) 및 일측이 연소실(11)에 연결되면서 상부가 개방된 외관(30)으로 이루어져, 그 사이에 채워진 용수(W)를 증기로 발산시키도록 증기발산공간(S)을 구비하여 구성된다.

여기서, 상기 본체(10)는 보일러의 골조를 이루는 것으로, 본체(10)의 하부에는 용수(W)를 가열하도록 버너(17)가 설치되는 연소실(11)이 연소실구획판(12)으로 구획된다.

또한, 본체(10)의 상부에는, 버너(17)에서 연소된 연기를 외부로 배출하는 연통(10a)과, 이 연통(10a)에 연결되어 연관(P)으로 이송되는 연기를 한 곳으로 모으도록 집배실구획판(14)으로 구획되는 집배실(13)과, 고온의 증기를 연결된 난방배관(40)으로 배출하는 증기배출구(15)가 구비된다.

이러한, 집배실구획판(14)과 연소실구획판(12) 각각에는 상호 연이어지도록 장착공(14a)(12a)이 천공된다.

더하여, 상기 본체(10)의 외주연에는, 보강리브(16)가 외향으로 돌출되게 일체로 형성되어 본체(10)의 외면을 보강하게 되며, 본체(10)의 내벽측에는 가열된 용수에 의해 열교환이 이루어지는 온수관(50)이 설치된다.

한편, 상기 연관(P)은 내관(20)과 외관(30)의 이중구조로 이루어진다.

상기 내관(20)은 연소실(11)에서 발생된 연기를 집배실(13)로 이송시키면서, 이 고온의 연기로 본체(10)에 채워진 용수(W)를 열교환하는 것으로, 이러한 내관(20)은 수직으로 이루어져, 그 상·하단부가 집배실구획판(14)와 연소실구획판(12)의 장착공(14a)(12a)에 각각 장착된다.

상기 외관(30)은 내관(20)의 외경보다 큰 내경을 갖도록 이루어져, 내관(20)의 외경과 외관(30)의 내경 사이에 증기발산공간(S)이 형성되게 배치된 상태에서, 외관(30)의 하단부는 연소실구획판(12)의 상면에 고정된다.

여기서, 증기발산공간(S)은 대류에 의해 열전달을 향상시켜, 용수(W)에서 발생되는 증기량을 극대화 할 수 있게 된다. 즉, 보다 효율적인 열교환을 이룰 수 있게 되는 것이다. 이때, 외관(30)의 상부는 개방되어 증기발산공간(S)에서 발산되는 증기를 본체(10)의 상부로 유도하게 된다. 또한, 이 외관(30)에는 용수(W)가 유입되는 용수유입공(31)이 형성되도록, 그 하단부가 경사지게 절단된다.

한편, 도 3 내지 도 5는 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 집배실(13)에는, 내관(20)으로부터 이송되는 연기를 일정한 시간동안 체류시키는 체류실(18)이 형성되도록 체류실구획판(19)이 구획되며, 이 체류실구획판(19)에는 체류실(18)에서 체류된 연기를 집배실(13)로 배출시키는 복수개의 배출공(19a)이 천공된다. 이에 따라, 체류실(18)에서 일정한 시간동안 연기가 체류된 후에, 체류실구획판(19)의 배출공(19a)으로 배출되므로, 내관(20) 및 본체(10) 온도에 대한 열손실을 절감할 수 있게 된다.

여기서, 상기 체류실구획판(19)의 배출공(19a)은 도 4에 도시된 바와 같이, 내관(20)의 외경(d)보다 크게 형성된 동심원을 따라 복수개로 형성되며, 이에 따라 내관(20)의 내벽을 따라 체류실(18)로 연기가 이송된다. 즉, 버너(17)에서 연소된 연기는 내관(20)과 체류실(18)을 지나, 체류실구획판(19)의 배출공(19a)을 통과하여 연통(10a)으로 배출되므로, 배출공(19a)으로 배출되는 방향에 근접하는 내관(20)의 내벽을 따라 연기가 이송되는 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안을 첨부된 도 6에 따라 전체적인 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같으며, 첨부된 도 6에 도시된 점선으로 표시된 화살표는 증기의 배출방향을 나타내는 것이다.

먼저, 본체(10)에 채워진 용수(W)를 버너(17)에서 발생되는 열로 대류에 의한 열전달이 이루어져, 적절한 압력하에서 증기가 발생되는데, 이같이 발생된 증기는 증기배출구(15)를 통하여 난방배관(40)으로 배출시켜 난방을 실시하게 된다.

이때, 본체(10)에서 발생되는 증기는 내관(200과 외관(30)으로 이루어진 연관(P)으로 보다 효율적인 열교환이 이루어진다. 즉, 연소실(11)에서 발생된 고온의 연기로 인하여 가열된 내관(20)은, 본체(10)에 채워진 용수(W)로 열전달을 이루게 되므로, 용수(W)에서 증기가 발생된다. 또한, 버너(17)로 가열된 외관(30)에서, 한번 더 용수(W)로 열전달을 이루게 되므로, 용수(W)로 부터 발생되는 증기량은 극대화 되는 것이다.

이와 같이 발생된 증기는, 내관(20)과 외관(30) 사이에 형성된 증기발산공간(S)을 따라 본체(10)의 상부로 이동되어 증기배출구(15)로 배출되는데, 이 증기배출구(15)와 인접된 본체(10)의 상부로 증기가 이동되면, 보다 효과적인 증기배출이 이루어지게 되고, 이에 따라 효율적인 열교환이 이루어지게 된다.

이때, 본 고안의 다른 실시예에 따르면, 내관(20)을 통하여 이송되는 연기는, 집배실(13)을 지나 연통(10a)으로 바로 배출되지 않고, 체류실구획판(19)에 부딪혀 체류실(18)에서 일정한 시간동안 체류 한 상태에서, 체류실구획판(19)의 배출공(19a)으로 배출되므로, 내관(20) 및 본체(10) 온도에 대한 열을 한층 더 효율적으로 활용할 수 있게 된다. 따라서, 증기를 발산시키는 열교환에 있어서, 열손실을 절감하게 되므로, 보다 효율적인 열교환을 이룰 수 있게 된다.

또한, 연소실(11)에서 발생된 연기가 내관(20)을 지나 체류실(18)을 통하여 체류실구획판(19)의 배출공(19a)으로 배출될 때, 이 배출공(19a)의 방향과 근접하는 내관(20)의 내벽을 따라 이송되므로, 용수(W)로 열전달을 보다 효율적으로 이룰 수 있게 된다.

따라서, 본 고안은 본체(10)에서 발생되는 증기량을 극대화하여 보다 효율적인 열교환을 이룰 수 있으며, 증기발산공간(S)을 통하여 발산되는 증기를 바로 증기배출구(15)를 통하여 배출하게 되므로, 증기를 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

이상의 설명은 하나의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하며, 본 고안은 상술한 실시예에 한정되지 않고 첨부된 청구범위 내에서 다양하게 변형하여 실시 할 수 있다.

예를 들어, 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소의 형성 및 구조는 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은, 내관 및 외관으로 이루어진 이중연관에 의해서, 본체에 채워진 용수로 효율적인 열전달을 통하여 증기발생량을 극대화 할 수 있으며, 이에 따라 본체내에서 증기발생을 이루는 열교환을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발생되는 증기를 증기배출구와 인접되는 본체의 상부로 유도하여 보다 효율적인 증기를 배출시킬 수 있는 매우 유용한 고안이다.

또한, 본 고안은 외관의 하부에서, 본체에 채워진 용수가 자연적으로 유입되어 증기를 효율적으로 발산하게 되며, 내관을 통하여 이송되는 연기가 체류실에서 일정한 시간동안 체류되어 배출되므로, 본체 및 내관의 열손실을 감소시켜 연료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 보일러를 나타낸 예시도.

도 2 는 본 고안의 실시예에 의한 전체적인 구조를 나타낸 단면도.

도 3 은 본 고안의 다른 실시예에 의한 전체적인 구조를 나타낸 단면도.

도 4 는 도 의 A-A선 단면도.

도 5 는 본 고안의 다른 실시예에 의한 체류실구획판을 나타낸 사시도.

도 6 는 본 고안의 다른 실시예에 의한 작동상태를 나타낸 작동도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 본체 10a : 연통

11 : 연소실 12 : 연소실구획판

13 : 집배실 14 : 집배실구획판

15 : 증기배출구 16 : 보강리브

17 : 버너 18 : 체류실

19 : 체류실구획판 19a : 배출공

20 : 내관 30 : 외관

31 : 용수유입공 P : 연관

S : 증기발산공간

Claims (6)

1. 연소실(11) 및 연통(10a)이 구비된 본체(10)에 연통(10a)과 연결되도록 집배실(13)을 구획하고, 본체(10)에 채워진 용수(W)를 가열하는 버너(17)는 연소실(11)에 설치되며, 연소실(11)에서 발생되는 연기를 집배실(13)로 이송시키는 연관(P)으로 구성된 보일러에 있어서,

   상기 연관(P)은, 집배실(13)과 연소실(11)에 연결되도록 설치되는 내관(20) 및 일측이 연소실(11)에 연결되면서 상부가 개방된 외관(30)으로 이루어져, 그 사이에 채워진 용수(W)를 증기로 발산시키도록 증기발산공간(S)을 구비한 것을 특징으로 하는 보일러의 연관구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 외관(30)에는, 본체(10)에 채워진 용수(W)가 증기발산공간(S)으로 유입되도록 용수유입공(31)이 형성된 것을 특징으로 하는 보일러의 연관구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 용수유입공(31)은, 외관(30)의 하단부를 경사지게 절단한 것을 특징으로 하는 보일러의 연관구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 집배실(13)에는, 내관(20)으로부터 이송되는 연기를 체류시키는 체류실(18)이 형성되도록 체류실구획판(19)을 구획하며, 상기 체류실구획판(19)에는 내관(20)의 벽면을 따라 집배실(13)로 연기가 배출되도록 복수개의 배출공(19a)이 천공되는 것을 특징으로 하는 보일러의 연관구조.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 배출공(19a)은, 적어도 내관(20)의 외경보다 크게 형성된 동심원을 따라 복수개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러의 연관구조.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체(10)에는, 그 외주연을 따라 보강리브(16)가 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러의 연관구조.