KR200428267Y1 - 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치를 제공하기 위한 것으로, 워터가스 발생장치에서 발생된 워터가스를 공급하는 워터가스 호스와; 자동 점화 장치에 의해 점화되어 상기 워터가스 호스를 통해 공급된 워터가스를 연소시키는 노즐과; 물이 이동되도록 하는 동관 벤딩 파이프와; 상기 동관 벤딩 파이프가 내부를 통과되도록 형성되고, 동관을 구비하여 상기 노즐에서 연소된 워터가스에 의해 1차 가열되는 버너통과; 상기 동관 벤딩 파이프로 물이 강제 공급되도록 하는 강제 순환 펌프와; 상기 노즐에서 연소된 워터가스에 의해 2차 가열되는 2차 가열로와; 상기 동관 벤딩 파이프를 통과한 물이 식어지는 것을 방지하는 동관 히터와; 상기 노즐에 의한 열이 하부로 역류되는 것을 방지하는 열차단 장치와; 상기 2차 가열로의 하단과 연결되어 열을 배출하는 열 배출구;를 포함하여 구성함으로서, 워터가스 에너지를 이용하여 보일러 구조에 알맞게 열을 극대화시켜 순환되는 물이 급속으로 데워지도록 할 수 있게 되는 것이다.

워터가스, 보일러, 가열, 점화, 히터

Description

워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치{Apparatus for heating of forced cycling boiler by water gas}

도 1은 본 고안에서 이용하는 워터가스 발생장치의 일 구성예를 보인 개념도이다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치의 단면도이다.

도 3은 도 2에서 노즐과 그 주변 장치의 일 예를 보인 상세단면도이다.

도 4는 도 2에서 워터가스 호스와 모터의 일 예를 보인 사시도이다.

도 5는 도 2에서 노즐의 일 예를 보인 사시도이다.

도 6은 도 2에서 동관벤딩 파이프, 열 배출구, 버너통의 일 예를 보인 사시도이다.

도 7은 도 2에서 동관벤딩 파이프, 버너통 결합부, 버너통의 일 예를 보인 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

71 : 케이스 72 : 2차 가열로

73 : 동관벤딩 파이프 74 : 동관

75 : 동관 히터 76 : 노즐

77 : 워터가스 호스 78 : 열차단 장치

79 : 모터 80 : 홴

81 : 자동 점화 장치 82 : 열 배출구

83 : 버너통 결합부 84 : 버너통

85 : 강제 순환 펌프

본 고안은 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치에 관한 것으로, 특히 워터가스 에너지를 이용하여 보일러 구조에 알맞게 열을 극대화시켜 순환되는 물이 급속으로 데워지도록 하기에 적당하도록 한 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치에 관한 것이다.

일반적으로 워터가스는 물의 전기 분해에 의해 발생된 수소를 말한다. 이러한 수소를 이용하여 에너지원으로 사용할 수 있다.

그러나 종래에는 이러한 워터가스를 발생시킬 수 있는 장치가 없었으며, 또한 이를 응용할 수 있는 제품 또한 없었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 고안의 목적은 워터가스 에너지를 이용하여 보일러 구조에 알맞게 열을 극대화시켜 순환되는 물이 급속으로 데워지도록 할 수 있는 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 일실시예에 의한 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치는,

워터가스 발생장치에서 발생된 워터가스를 공급하는 워터가스 호스와; 자동 점화 장치에 의해 점화되어 상기 워터가스 호스를 통해 공급된 워터가스를 연소시키는 노즐과; 물이 이동되도록 하는 동관 벤딩 파이프와; 상기 동관 벤딩 파이프가 내부를 통과되도록 형성되고, 동관을 구비하여 상기 노즐에서 연소된 워터가스에 의해 1차 가열되는 버너통과; 상기 동관 벤딩 파이프로 물이 강제 공급되도록 하는 강제 순환 펌프와; 상기 노즐에서 연소된 워터가스에 의해 2차 가열되는 2차 가열로와; 상기 동관 벤딩 파이프를 통과한 물이 식어지는 것을 방지하는 동관 히터와; 상기 노즐에 의한 열이 하부로 역류되는 것을 방지하는 열차단 장치와; 상기 2차 가열로의 하단과 연결되어 열을 배출하는 열 배출구;를 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 본 고안, 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치의 단면도이고, 도 3은 도 2에서 노즐과 그 주변 장치의 일 예를 보인 상세단면도이며, 도 4는 도 2에서 워터가스 호스와 모터의 일 예를 보인 사시도이고, 도 5는 도 2에서 노즐의 일 예를 보인 사시도이며, 도 6은 도 2에서 동관벤딩 파이프, 열 배출구, 버너통의 일 예를 보인 사시도이고, 도 7은 도 2에서 동관벤딩 파이프, 버너통 결합부, 버너통의 일 예를 보인 사시도이다.

이에 도시된 바와 같이, 워터가스 발생장치에서 발생된 워터가스를 공급하는 워터가스 호스(77)와; 자동 점화 장치(81)에 의해 점화되어 상기 워터가스 호스(77)를 통해 공급된 워터가스를 연소시키는 노즐(76)과; 물이 이동되도록 하는 동관 벤딩 파이프(73)와; 상기 동관 벤딩 파이프(73)가 내부를 통과되도록 형성되고, 동관(74)을 구비하여 상기 노즐(76)에서 연소된 워터가스에 의해 1차 가열되는 버너통(84)과; 상기 동관 벤딩 파이프(73)로 물이 강제 공급되도록 하는 강제 순환 펌프(85)와; 상기 노즐(76)에서 연소된 워터가스에 의해 2차 가열되는 2차 가열로(72)와; 상기 동관 벤딩 파이프(73)를 통과한 물이 식어지는 것을 방지하는 동관 히터(75)와; 상기 노즐(76)에 의한 열이 하부로 역류되는 것을 방지하는 열차단 장치(78)와; 상기 2차 가열로(72)의 하단과 연결되어 열을 배출하는 열 배출구(82);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 노즐(76)은, 복수개로 설치되고, 상기 복수개의 노즐은 상기 동관 히터(75)에 대해 45도 내지 50도의 각도로 비스듬하게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치는, 상기 노즐(76)의 하부에 위치하여, 상기 노즐(76)에서 연소된 열이 상부로 이동되도록 하는 홴(80);을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 고안은 워터가스 에너지를 이용하여 보일러 구조에 알맞게 열을 극대화시켜 순환되는 물이 급속으로 데워지도록 하고자 한 것이다.

일반적으로 워터가스는 일반 기름이나 LPG 가스와는 달리 수소2와 산소1로 가스가 형성되어 있다. 열량은 가스의 분출량에 따라 상당한 효율을 가지고 있다. 또한 물을 분해해서 가스를 발생시키기 때문에 LPG 가스보다 열량이 매우 높다. LPG나 기름은 완전 연소가 되지 않기 때문에 공해가 심각한 우리나라에서는 심각한 문제로 대두되고 있다. 그러나 워터가스는 완전 무공해 가스이며 자체적으로 완전 연소되어 수증기로 환원하기 때문에 연료로서 21세기의 선풍적인 대체에너지로 주목받고 있다.

이를 위해 먼저 도 1을 참조하여 본 고안에서 이용하는 워터가스 발생장치에 대해 설명한 다음 도 2 내지 도 7을 참조하여 본 고안에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 고안에서 이용하는 워터가스 발생장치의 일 구성예를 보인 개념도이다.

먼저 물을 전기 분해할 때 순수한 물에서는 전기가 통하지 않는다. 전기를 통하게 하기 위해서는 황산, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등 전기 분해를 원활하게 해주는 화학 물질을 사용하게 된다. 그래서 워터가스 발생장치에서는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 물에 비율 배합하여 물의 전기 분해 효율을 극대화시켜 고효율 워터가스를 발생시킨다.

그래서 수돗물인 직수(1)는 물의 이동로를 통하여 철분 및 각종 물의 이물질을 걸러주는 정수필터(2)를 통과하게 되고, 정수필터(2)에서 정수된 물은 전해액 보조탱크(7)와 전해조 수조통(11)을 통과한다.

전해조(9)는 전기 분해시 가스가 형성되도록 하는데, 가스가 역으로 가는 것을 방지하기 위해 정수된 물이 보조탱크(7)에 들어갈 때 역하방지 노즐(N5)을 사용하였고, 역하방지 노즐(N5)은 정수된 물은 통과하지만 역으로 가스가 들어가는 것을 방지하기 위해 노즐에 고무튜브(무시고무)를 삽입하였다. 또한 노즐(N5, N14, N21, N23, N30, N34, N35)은 액체 또는 기체가 왼쪽 방향에서 오른쪽 방향으로는 진행할 수 있지만, 오른쪽 방향에서 왼쪽 방향으로 진행하고자 할 경우에는 노즐에 막혀 진행할 수 없도록 형성한다.

또한 전해조(9)는 극판과 극판 간격을 일정하게 형성하고, 홈에 맞물리게끔 조립형으로 구성하여 전해조(9)에서 원활하게 가스가 생성되도록 한다. 또한 전해조(9)에서 생성된 가스가 전해조 수조통(11)의 상부 공간에 모이게 된다. 또한 상부의 뚜껑(32)을 조립할 때 전해조 하부 수조통과 밀착이 잘 되어 가스가 새어나오지 못하도록 전해조 수조통 고무바킹(31)을 사이에 끼워 조립한다.

전해조(9)에서 전기 분해할 때 열이 발생하게 되는데, 이러한 열을 식혀주기 위해 라지에터(16)에 전해액이 통과할 때 홴(15)에 의해 열이 식혀진 전해액은 강제 순환 펌프(33)에 의해 순환을 반복하면서 전기 분해시 일정 온도를 계속적으로 유지하게 된다.

전해조(9)에서 전기 분해 할 때 가스는 뚜껑(32)을 통과하면서 전해조(9)에서 전기 분해를 수행할 때 압이 형성된다. 그래서 가스압을 최대압으로 만들기 위해서 노즐(N14)을 삽입하여 압을 3배 이상 상승시켜 가스가 연결관(P17)으로 이동하게 된다. 이동된 가스는 열효율을 극대화해주는 노르말핵산 수조통(18)의 하단부까지 연결되도록 관을 형성하였고, 노르말핵산 용액(19)에 들어간 가스는 기포가스이기 때문에 공기방울 모양으로 노르말핵산 용액(19)과 같이 터지면서 밖으로 토출하게 된다.

또한 최대 압력을 조절하기 위해 노르말핵산 수조통(18)의 상부에 압력 게이지(20)를 설치하여 가스압력을 조절하고, 노르말핵산과 가스가 이동하면서 밖으로 토출되면 워터가스 노즐 분출구(22)에서 점화된다.

점화 중단시 역으로 가스가 들어가는 것을 막아주는 역하 방지 노즐(N21)을 설치하여 잔류된 가스가 역으로 들어가는 것을 방지하였다.

또한 보조탱크(7)와 전해조 수조통(11)을 교체할 때 재활용 전해액 수조통(27)에서 배합한 전해액을 전해조 수조통(11)에 넣어주게 된다.

전해액 교체시 강제로 전해액(10)을 교체하게 되는데, 전해액을 황산마그네슘을 이용한 정수필터(25)에 의해 수산화칼륨을 걸러내어 재활용 전해액 수조 통(27)에 넣는다. 그리고 전해액 자동 배합용 도구인 전해액 희석 스크류(28)에 의해 자동으로 배합하게 되어 전해액(10)의 교체에 사용하도록 한다.

한편 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 고안의 구성 및 동작을 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 워터가스 호스(77)를 통한 가스는 노즐(76)에 의해 가스가 나오게 된다.

그래서 자동 점화 장치(81)에 의해 점화가 되면 연소가 되기 시작한다.

연소되는 워터가스는 동관(74)의 내벽을 가열하게 된다. 그리고 한 곳을 집중적으로 가열하게 되면 동관(74)이 파열되면서 파괴될 수 있다. 파열을 방지하기 위해 노즐(76)을 각각 45도 ~ 50도 정도의 각도를 주어 동관(74)을 가열하게 된다. 45도의 각으로 연소를 시키기 때문에 동관(74)의 내벽은 워터가스가 동관(74)과 부딪히면서 연소된 열이 퍼지게 된다. 또한 동관(74) 벽을 지속적으로 가열하면 파괴될 수 있기 때문에 노즐(76)의 하부에 AC 모터(79)를 설치하여 서서히 노즐(76)을 회전시켜 골고르게 동관(74)의 내벽을 가열하도록 하였다.

또한 열을 극대화시키기 위해 하단부에 홴(80)을 설치한다.

버너통(84) 내에 최고의 열을 발생시키고, 강제 순환 펌프(85)를 이용하여 동관(74)을 둘러싸고 있는 동관 벤딩 파이프(73)에 물을 순간적으로 강제 공급한다. 그러면 강제 공급된 동관 벤딩 파이프(73)의 물은 최고의 열이 발생된 버너통(84)에 의해 데워지게 된다.

물이 동관 벤딩 파이프(73)를 통과할 때 열이 식어지는 것을 방지하기 위해 서 1차 가열된 버너통(84)에서 가열된 열이 2차 가열로(72)로 이동하도록 한다.

2차 가열로(72)에서 2차 가열된 열은 2차 가열로(72)의 상단부에 부착된 동관 히터(75)에 열을 전달시켜 2차 가열로(72)는 열이 극대화가 된다. 이에 따라 물이 순환되는 동관 벤딩 파이프(73)를 급속으로 가열시켜 물을 데워주게 된다.

또한 열은 상승하려는 성질을 갖고 있기 때문에, 열 배출구(82)를 하단부에 케이스(71)의 중앙부, 즉, 2차 가열로(72)의 하단에 연결하여 배출되도록 고안하였다.

그래서 2차 가열로(72)의 하단부로 역류하면서 2차 가열로(72)를 통과한 물이 데워지게 된다.

또한 열이 하부로 역류되는 것을 방지하기 위해 열차단 장치(78)를 설치하였다.

이처럼 본 고안은 워터가스 에너지를 이용하여 보일러 구조에 알맞게 열을 극대화시켜 순환되는 물이 급속으로 데워지도록 하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치는 워터가스 에너지를 이용하여 보일러 구조에 알맞게 열을 극대화시켜 순환되는 물이 급속으로 데워지도록 할 수 있는 효과가 있게 된다.

이상에서 본 고안의 바람직한 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되지 않고 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 따라서 본 고안은 상기 실시예를 적절히 변형하여 응용할 수 있고, 이러한 응용도 하기 실용 신안등록청구범위에 기재된 기술적 사상을 바탕으로 하는 한 본 고안의 권리범위에 속하게 됨은 당연하다 할 것이다.

Claims (3)

1. 워터가스 발생장치에서 발생된 워터가스를 공급하는 워터가스 호스(77)와;

   자동 점화 장치(81)에 의해 점화되어 상기 워터가스 호스(77)를 통해 공급된 워터가스를 연소시키는 노즐(76)과;

   물이 이동되도록 하는 동관 벤딩 파이프(73)와;

   상기 동관 벤딩 파이프(73)가 내부를 통과되도록 형성되고, 동관(74)을 구비하여 상기 노즐(76)에서 연소된 워터가스에 의해 1차 가열되는 버너통(84)과;

   상기 동관 벤딩 파이프(73)로 물이 강제 공급되도록 하는 강제 순환 펌프(85)와;

   상기 노즐(76)에서 연소된 워터가스에 의해 2차 가열되는 2차 가열로(72)와;

   상기 동관 벤딩 파이프(73)를 통과한 물이 식어지는 것을 방지하는 동관 히터(75)와;

   상기 노즐(76)에 의한 열이 하부로 역류되는 것을 방지하는 열차단 장치(78)와;

   상기 2차 가열로(72)의 하단과 연결되어 열을 배출하는 열 배출구(82);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 노즐(76)은,

   복수개로 설치되고, 상기 복수개의 노즐은 상기 동관 히터(75)에 대해 45도 내지 50도의 각도로 비스듬하게 설치된 것을 특징으로 하는 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치는,

   상기 노즐(76)의 하부에 위치하여, 상기 노즐(76)에서 연소된 열이 상부로 이동되도록 하는 홴(80);을 더욱 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 워터가스에 의한 강제 순환 보일러 가열 장치.

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