KR200427888Y1

KR200427888Y1 - 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러

Info

Publication number: KR200427888Y1
Application number: KR2020060018151U
Authority: KR
Inventors: 엄재규
Original assignee: 엄재규
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2006-10-02

Abstract

본 고안은 연소실의 고열이 스파이럴 구조를 따라 이동하면서 열교환 파이프들과 열교환을 가지게 되어 최종적으로 배출되는 폐열에는 잠열이 거의 없게 되는 것으로 에너지의 손실이 거의 없으며, 단시간에 고온의 스팀을 얻을 수 있는 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러를 제공하기 위하여, 일측의 물 공급관(14)과 상부의 스팀 배출관(16)을 가지는 밀폐형 하우징(10)과, 상기 하우징의 내부로 측면의 고정대(26)에 의해 설치되며 원통형으로 밀폐된 연소실(22)을 가지는 내부 케이싱(20)과, 상기 내부 케이싱의 내부에 부착되어 수직으로 세워지며 서로 밀착되면서 외측으로 점차 확산되는 스파이럴 선형을 유지하고 있는 열교환 파이프(28)들과, 상기 연소실의 중앙으로 화염 유도관체(32)가 설치되고 여기에 부착되는 버너(30)로 구성된다.

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스팀, 보일러, 스파이럴, 연소실, 열교환 파이프, 수실

Description

스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러{a steam boiler}

도 1은 본 고안에 따른 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러의 가로방향 중앙 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러의 세로방향 중앙 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 하우징 12: 수실

13: 증기실 16: 스팀 배출관

20: 내부케이싱 22: 연소실

22a: 통로 30: 버너

본 고안은 스팀보일러에 관한 것으로서, 보다 상세히는 연소실 내부에 설치된 열교환 파이프들이 스파이럴 구조로 연결되고 연소실 역시 스파이럴 구조로 되 면서 열효율을 상승시킨 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러에 관한 것이다.

통상적으로 스팀보일러는 물을 가열하여 고온의 스팀을 발생시키고 이 발생된 스팀을 이용하는 것으로 난방시설 및 산업용 그리고 음식물 조리용 등에서 널리 사용된다.

이러한 스팀보일러는 단열재가 내장된 외통내의 상측과 하측에 증기실과 수실이 형성되고 증기실과 수실 사이에는 다수의 수관을 상하로 입설한 구조로서 연소실내에 유입된 연소열과 연소가스는 바로 상승하며, 연통으로 배출되기 때문에 많은 열이 대기로 즉시 방출되어 버리므로 열효율이 매우 좋지 못하였다.

한편, 대한민국 특허청의 실용신안등록 제 304665호에는 스파이럴 구조의 연소실이 형성된 보일러에는 2개의 격판이 일정한 간격을 두고 외측으로 점차 확산되는 스파이럴 선형을 구성하여 폐열이 거의 없이 열효율을 높이고 있다. 이와 같이 스파이럴 선형을 이용한 보일러는 그 효과가 뛰어나지만 2개의 격판을 일정한 간격으로 배치시키고 고정시키기에 고도의 기술을 요하고 생산성이 낮아 실용화 되는데는 많은 문제점을 가진다.

따라서 본 고안은 열효율을 최대한 상승시킬 수 있는 스파이럴 선형을 이용한 스팀보일러를 제안하고자 한다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 고안의 목적 은

열을 효율적으로 이용하여 단시간에 고온의 스팀을 생산할 수 있으며, 폐열을 감소하여 에너지 소비를 크게 줄일 수 있는 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러를 제공함에 있다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 본 고안에 따른 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러의 내부구조를 도시하기 위한 가로방향과 세로방향의 중앙 단면도이다.

도면에 따른 본 고안 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러는 일측의 물 공급관(14)과 상부의 스팀 배출관(16)을 가지는 밀폐형 하우징(10)과, 상기 하우징의 내부로 측면의 고정대(26)에 의해 설치되며 원형의 상판(23)과 하판(24)에 의해 원통형으로 밀폐된 연소실(22)을 가지는 내부 케이싱(20)과, 상기 내부 케이싱의 상판과 하판 사이에 부착되어 수직으로 세워지며 서로 밀착되면서 외측으로 점차 확산되는 스파이럴 선형을 유지하고 있는 열교환 파이프(28)들과, 상기 연소실의 중앙으로 화염 유도관체(32)가 설치되고 여기에 부착되는 버너(30)로 구성된다.

또한, 상기 연소실(22) 내부에는 외측 끝에 있는 열교환 파이프와 소정의 간격을 두고 방향 전환판(28)이 구비되어 있다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

본체를 구성하는 하우징(10)은 원통형으로 밀폐되어 내부에 수실(12)을 구성한다. 그리고 상기 수실 내부에 물을 공급하기 위한 물공급관(14)이 외부의 수도관과 연결되어 하우징의 하부에 부착되며, 상부에는 스팀 배출관(16)이 부착되어 외부의 스팀사용 장치로 연결된다. 따라서 물 공급관을 통해 물이 수실(12)을 채우게 되고 수실의 상부 즉, 수면 위로는 소정의 증기실(13)을 형성하게 된다.

이후, 상기 하우징 내부에는 그 측면에 부착되는 고정대(26)들에 의해서 내부케이싱(20)이 설치된다. 상기 내부케이싱(20)은 원형의 상판(23)과 하판(24)에 의해서 내부가 밀폐된 것으로 방사상으로 부착되는 고정대(26) 들에 의해서 측면으로 일정한 공간을 두고 그 사이에 물이 채워지게 된다.

그리고 상기 내부케이싱(20)의 상판(23)과 하판(24) 사이에는 열교환 파이프(28)들이 수직으로 부착되어 수실의 상부와 하부를 관통시킨다. 이때 상기 열교환 파이프들은 서로 밀착되면서 외측으로 점차 확산되는 스파이럴 선형을 유지하고 있다. 이때 내부케이싱(20)의 중앙으로는 소정의 공간부를 두고 연소실(22)이 형성되고, 상기 연소실은 열교환 파이프(28)들을 따라 외측으로 이어지면서 통로(22a)를 구성하게 되며 상기 통로 역시 스파이럴 선형으로 구성된다.

한편 상기 연소실(22) 내부에는 도 2에서와 같이 외측 끝에 있는 열교환 파이프와 소정의 간격을 두고 반원형으로 된 방향 전환판(28)이 설치된다. 상기 방향 전환판(28)은 제일 바깥측을 형성하고 있는 열교환 파이프의 외측면을 버너의 고열이 통과할 수 있게 하기 위하여 통로(22a)의 방향을 전환시켜주게 된다. 그리고 상 기 통로의 끝에는 외부로 연결되는 배기덕트(18)이 설치되어 있다.

다음, 하우징의 상부에는 내측으로 향하여 화염 유도관체(32)가 설치되어 연소실(22) 중앙으로 연결되게 하며, 화염 유도관체 외부에는 버너(30)가 설치된다.

이와 같이 구성되는 본 고안 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러는 다음과 같이 작동된다.

먼저 물 공급관(14)을 통하여 하우징 내부 수실(12)에 물을 채운다. 상기 물은 내부케이싱(20)이 잠길 수 있게 있게 충분히 채우는 것이 바람직하나 상부에 증기실(13)이 형성될 수 있는 공간을 가지게 한다. 이때 각 열교환 파이프 내부에도 물이 채워지게 된다.

이후 버너(30)를 가동시켜 연소실을 가열하게 되면 연소실 내부의 화염 및 고열이 스파이럴의 통로(22a)를 따라 외측으로 이동하면서 열교환 파이프(28)와 열교환하게 되고 각 열교환 파이프(28) 내부의 물이 가열되기 시작한다. 이후 열교한 파이프 내부의 가열된 물은 대류에 의해 위로 이동하게 되면서, 고온의 증기를 발생케하고 증기실에 집하된 증기는 스팀배출관(16)을 통해 외부로 이동하며 사용목적에 따라 사용된다.

한편 수실 내부에는 레벨 게이지(도면에 도시생략)가 부착되어 물공급관의 밸브를 제어하게 되면서 수실의 수위를 항상 일정하게 유지시키게 되며, 온도감지센서(도면에 도시생략)를 두어 배출되는 스팀의 온도를 설정할 수 있게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러는, 연소실의 고열이 스파이럴 구조를 따라 이동하면서 열교환 파이프들과 열교환을 가지게 되어 최종적으로 배출되는 폐열에는 잠열이 거의 없게 되는 것으로 열이 효율적으로 이용되어 에너지의 손실이 거의 없으며, 단시간에 고온의 스팀을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims

일측의 물 공급관(14)과 상부의 스팀 배출관(16)을 가지는 밀폐형 하우징(10)과;

상기 하우징의 내부로 측면의 고정대(26)에 의해 설치되며 원형의 상판(23)과 하판(24)에 의해 원통형으로 밀폐된 연소실(22)을 가지는 내부 케이싱(20)과;

상기 내부 케이싱의 상판과 하판 사이에 부착되어 수직으로 세워지며 서로 밀착되면서 외측으로 점차 확산되는 스파이럴 선형을 유지하고 있는 열교환 파이프(28)들과;

상기 연소실의 중앙으로 화염 유도관체(32)가 설치되고 여기에 부착되는 버너(30)로 구성됨을 특징으로 하는 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러.
제1항에 있어서, 상기 연소실(22) 내부에는 외측 끝에 있는 열교환 파이프와 소정의 간격을 두고 방향 전환판(28)이 구비되어 있음을 특징으로 하는 스파이럴 구조의 연소실을 가진 스팀보일러.