KR200456640Y1

KR200456640Y1 - 보일러

Info

Publication number: KR200456640Y1
Application number: KR2020110000528U
Authority: KR
Inventors: 전덕영
Original assignee: 전덕영
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2011-11-09

Abstract

본 고안은 보일러에 관련되며, 구성에 특징을 살펴보면, 덮개(1a), 공기주입구(1b)가 구비된 보일러본체(1) 내부에 수용되어 하부로 연소공기가 투입되고, 상부로 연소가스가 배출되도록 설치되는 화덕(10); 상기 화덕(10)의 외주면과 이격된 위치에 설치되고, 화덕(10)의 상부보다 낮고 하부보다 높은 위치에 제1연소가스배출관(22)이 형성되는 물탱크(20); 상기 물탱크(20)의 내부를 경유하도록 형성되어 일단이 제1연소가스배출관(22)과 연통되고, 다른 일단에 배기관(28)이 설치되는 제2연소가스배출관(26)이 구비되는 방열관(24); 및 상기 물탱크(20)의 내주면에 종방향으로 설치되어 상단부가 제2연소가스배출관(26)과 대응하는 위치에서 연통되고, 하단부는 보일러본체(1) 외부로 연통되도록 형성되는 외부공기투입관(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 화덕을 통하지 않고 외부공기투입관을 통하여 이송되는 외부공기가 대류현상에 의해 제2연소가스배출관을 통하여 배출되면서 방열관에 잔류하는 연소가스를 함께 흡입배출시킴에 따라 연소가스의 배출이 원활하여 연소불량이 방지되고, 특히 연소가스가 제1연소가스배출관을 통하여 하향회류하면서 열회수율이 향상되는 효과가 있다.

Description

보일러{Boiler}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연탄, 석탄을 포함한 고체연료를 사용하여 온수, 난방기능을 수행하는 보일러에 관한 것이다.

통상적으로 보일러는 연료의 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이렇게 가열된 물을 온수로 사용하거나 실내로 유입시켜 난방을 실시하는 장치로서, 근자에는 유가급등으로 인해 석탄, 연탄을 포함한 저가의 고체연료를 사용한 보일러를 선호하는 실정이다.

예컨대, 대부분이 고체연료용 보일러는 고체연료가 투입되도록 상부가 개방되어 덮개에 의해 개폐되는 화덕과, 화덕 주변에 물이 저장되는 물탱크와, 화덕과 연결되어 배기가스를 외부로 배출시키는 연통으로 구성되어 화덕에서 발생되는 연소열에 의해 물탱크에 저장된 물이 가열되는 구조를 가지지만, 구조적 특성상 연소열이 배기가스와 함께 연통을 통하여 외부로 빠르게 배출되어 열효율이 크게 저하되는 문제점이 따랐다.

이에 종래에 실용신안 공고번호 실1987-0000768호에서 보일러 동체 내부에 반원형수조를 설치하고, 반원형수조 외면에 다수의 격판을 일측은 막히고 타측은 개구가 형성되도록 교호로 설치하여 지그재그형 배연통로가 형성되게하여 배기열을 하향 회류시켜 난방효율을 높이기 위한 기술이 선공개된바 있다.

그러나, 상기한 보일러는 난방효율을 높이기 위한 기술이나, 제작 및 사용상에 있어 다음과 같은 많은 문제점이 제기되었다.

첫째, 반구형수조의 구조적 특성상 내부가 빈 중공의 통을 반구형으로 절곡형성해야 하는 복잡한 구조를 가짐으로 제작이 까다롭고 제조원가 상승을 부추기는 결과를 초래하였다.

둘째, 서로 교호하도록 설치되는 격판으로 이루어진 지그재그형 배연통로로 인해 배기가스의 배출이 원활하기 못하여 구멍탄의 연소효율이 저하되는 폐단이 따랐다.

셋째, 사용중 격판이 쉽게 부식되어 수명이 크게 단축됨은 물론 부식된 이물질로 인해 배연통로가 막혀 고장발생률이 상당히 증가되므로 현재까지 상용화되지 못하는 실정이다.

본 발명은 상기한 점에 착안한 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하여 제작이 용이함과 더불어 고장발생률이 적고, 배기가스의 배출이 원활하면서 연소열의 회수율을 높여 열효율을 극대화하기 위한 보일러를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 덮개(1a), 공기주입구(1b)가 구비된 보일러본체(1) 내부에 수용되어 하부로 연소공기가 투입되고, 상부로 연소가스가 배출되도록 설치되는 화덕(10); 상기 화덕(10)의 외주면과 이격된 위치에 설치되고, 화덕(10)의 상부보다 낮고 하부보다 높은 위치에 제1연소가스배출관(22)이 형성되는 물탱크(20); 상기 물탱크(20)의 내부를 경유하도록 형성되어 일단이 제1연소가스배출관(22)과 연통되고, 다른 일단에 배기관(28)이 설치되는 제2연소가스배출관(26)이 구비되는 방열관(24); 및 상기 물탱크(20)의 내주면에 종방향으로 설치되어 상단부가 제2연소가스배출관(26)과 대응하는 위치에서 연통되고, 하단부는 보일러본체(1) 외부로 연통되도록 형성되는 외부공기투입관(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2연소가스배출관(26)은 제1연소가스배출관(22)과 180도 등각위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2연소가스배출관(26)은 제1연소가스배출관(22)보다 높고 물탱크(20) 상부보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부공기투입관(30)은 화덕(10) 내부와 연통되도록 상부에 배기공(32)이 형성되고, 배기공(32)은 배기도어(32a)에 의해 개폐되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물탱크(20) 내부의 물온도를 측정하는 온도센서(42)와, 사용자가 설정온도를 입력하는 온도입력부(44)와, 온도센서(42)의 온도를 입력받아 사용자가 입력한 온도와 비교하여 공기주입구(1b)에 설치된 마감판(46)의 선회각도에 따라 공기주입량을 조절하는 자동온도제어장치(40)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 화덕을 통하지 않고 외부공기투입관을 통하여 이송되는 외부공기가 대류현상에 의해 제2연소가스배출관을 통하여 배출되면서 방열관에 잔류하는 연소가스를 함께 흡입배출시킴에 따라 연소가스의 배출이 원활하여 연소불량이 방지되고, 특히 연소가스가 제1연소가스배출관을 통하여 하향회류하면서 열회수율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 보일러를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 도 1의 A-A'선을 절단하여 나타내는 구성도.
도 3은 본 고안의 변형예에 따른 보일러를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 보일러에 관련되며, 이때 보일러는 석탄, 연탄을 포함한 고체연료를 연소시 발생되는 연소열의 회수율을 향상시키기 위해 화덕(10), 물탱크(20), 방열관(24), 외부공기투입관(30)등을 포함하여 주요구성으로 이루어지고, 이하 설명에서는 일실시예로서 연탄용 보일러에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 화덕(10)은 덮개(1a), 공기주입구(1b)가 구비된 보일러본체(1) 내부에 수용되어 하부로 연소공기가 투입되고, 상부로 연소가스가 배출되도록 설치된다. 화덕(10)은 2~6장의 연탄이 복층으로 수용되도록 원통 또는 타원형의 관형태로 형성되고, 하부가 보일러본체(1)의 공기주입구(1b)와 연통되도록 설치된다.

도 1에서, 보일러본체(1)는 화덕(10)의 상부와 대응하는 상면이 덮개(1a)에 의해 개폐되도록 형성되고, 덮개(1a) 저면과 화덕(10) 상단부는 이격되도록 공간부를 형성하여 연소가스가 후술하는 물탱크(20)와 화덕(10)사이의 공간으로 이송되는 구조를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 물탱크(20)는 화덕(10)의 외주면과 이격된 위치에 설치되고, 화덕(10)의 상부보다는 낮고 하부보다는 높은 위치에 제1연소가스배출관(22)이 형성된다. 물탱크(20)는 화덕의 외주면을 감싸도록 형성되고, 내주면이 화덕(10)의 외주면과 이격되도록 위치되어 연소가스가 이송되는 공간이 형성된다.

그리고 물탱크(20)는 일단에 투입구와 배출구가 형성되어 가열된 물을 온수 및 난방수로 활용하고, 부족한 물은 별도로 구비된 급수밸브에 의해 충진되어 일정한 수위를 유지하게 된다.

이때, 제1연소가스배출관(22)은 화덕(10)의 상부보다는 낮고 하부보다는 높은 위치에 형성됨에 따라 화덕(10)의 상부로 배출되는 연소가스가 하향회류하면서 물탱크(20)와 화덕(10)사이에 잔류시간이 지연됨에 따라 열회수율이 향상되는 이점이 있다.

한편, 제1연소가스배출관(22)의 위치는 화덕(10)의 상부에 가깝게 되면 연소가스의 잔류시간이 단축되어 열회수율이 저하되고, 반대로 화덕(10)의 하부에 가깝게 되면 연소가스 배출이 원활하지 못하여 연소불량으로 이어지므로, 화덕(10)의 2/4 ~ 3/4사이 지점에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 방열관(24)은 물탱크(20)의 내부를 경유하도록 형성되어 일단이 제1연소가스배출관(22)과 연통되고, 다른 일단에 배기관(28)이 설치되는 제2연소가스배출관(26)이 구비된다.

도 2에서, 물탱크(20)는 방열관(24)를 사이에 두고 이중구조로 형성됨에 따라 제1연소가스배출관(22)을 통하여 이송되는 연소가스가 물탱크(20) 사이를 거쳐 제2연소가스배출관(26)을 통하여 외부로 배출된다.

이때, 제2연소가스배출관(26)은 제1연소가스배출관(22)과 180도 등각위치에 형성됨에 따라 도 2처럼 제1연소가스배출관(22)을 통하여 이송되는 연소가스가 방열관(24)을 타고 180도 선회하면서 장시간 잔류하므로 열회수율이 향상되는 이점있다.

또, 제2연소가스배출관(26)은 제1연소가스배출관(22)보다 높고 물탱크(20) 상부보다 낮은 위치에 형성된다. 이에 제1연소가스배출관(22)을 통하여 배출된 연소가스가 대류현상에 의해 상승하면서 자연스럽게 제2연소가스배출관(26)으로 배출되므로 배기효율이 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 외부공기투입관(30)은 물탱크(20)의 내주면에 종방향으로 설치되어 상단부가 제2연소가스배출관(26)과 대응하는 위치에서 연통되고, 하단부는 보일러본체(1) 외부로 연통되도록 형성된다.

이에 보일러를 가동시 외부공기투입관(30) 내부에 존재하는 공기가 화덕(10)에 의해 가열되면서 대류현상에 의해 상부로 순환된다. 따라서 외부공기투입관(30)의 하단부를 통하여 주입된 외부공기가 상단부를 통하여 제2연소가스배출관(26)으로 강제 배출되고, 이때 강제 배출되는 외부공기는 벤츄리의 원리에 의해 방열관(24)에 잔류하는 연소가스를 흡입배출시킴으로 연소가스의 배기효율이 향상된다.

이때, 외부공기투입관(30)은 화덕(10) 내부와 연통되도록 상부에 배기공(32)이 형성되고, 배기공(32)은 배기도어(32a)에 의해 개폐되도록 구비된다. 배기도어(32a)는 회전식 또는 슬라이드식으로 설치되어 배기공(32)을 개폐한다.

이에 도 3에 도시된 바와 같이 배기도어(32a)의 작동에 의해 배기공(32)이 개방시 화덕(10) 내부의 연소가스가 제1연소가스배출관(22)을 통하지 않고 배기공(32)을 통하여 제2연소가스배출관(26)으로 신속하게 배출됨에 따라 보일러를 초기 가동시 화덕(10) 내부온도가 낮아 외부공기투입관(30) 내부의 공기 대류현상에 의한 연소가스 강제배출효율이 저하되더라도 배기공(32)을 통하여 연소가스의 배출이 원활하여 초기 점화효율이 향상되고, 점화가 완료된 후에는 배기공(32)을 폐쇄하여 연소가스가 제1연소가스배출관(22), 방열관(24), 방열관(24)을 거쳐 이송되도록 전환하므로 열회수율이 향상된다.

삭제

또한, 상기 물탱크(20) 내부의 물온도를 측정하는 온도센서(42)와, 사용자가 설정온도를 입력하는 온도입력부(44)와, 온도센서(42)의 온도를 입력받아 사용자가 입력한 온도와 비교하여 공기주입구(1b)에 설치된 마감판(46)의 선회각도에 따라 공기주입량을 조절하는 자동온도제어장치(40)가 구비된다.

이때, 공기주입구(1b)는 마감판(46)에 의해 개방량이 조절되고, 마감판(46)은 모터, 전자석을 포함한 전기구동장치(M)에 의해 선회하도록 구비된다.

일사용예로서, 사용자가 온도입력부(44)를 통하여 설정온도를 40도로 설정하면, 온도센서(42)를 통하여 검출된 물의 온도와 설정온도를 비교하여 설정온도보다 물온도가 낮을 경우에는 마감판(46)의 개방량이 확대되고, 이와 반대로 사용자가 입력한 설정온도보다 물온도가 높을 경우에는 마감판(46)의 개방량이 축소된다.

이처럼, 자동온도제어장치(40)로 인해 보일러의 온도조절이 자동으로 이루어짐에 따라 기존에 수동조절로 인한 사용상 번거로운 단점이 해소되면서 불필요한 화력증가로 에너지 낭비되는 문제점이 미연에 방지된다.

10: 화덕 20: 물탱크 24: 방열관
30: 외부공기투입관 40: 자동온도제어장치

Claims

상측에 덮개(1a)가 구비되고 하측에 공기주입구(1b)가 구비된 보일러본체(1) 내부에 수용되어 하부로 연소공기가 투입되고, 상부로 연소가스가 배출되도록 설치되는 화덕(10);
상기 화덕(10)의 외주면과 이격된 위치에 설치되고, 화덕(10)의 상부보다 낮고 하부보다 높은 위치에 제1연소가스배출관(22)이 형성되는 물탱크(20);
상기 물탱크(20)의 내부를 경유하도록 형성되어 일단이 제1연소가스배출관(22)과 연통되고, 다른 일단에 배기관(28)이 설치되는 제2연소가스배출관(26)이 구비되는 방열관(24); 및
상기 물탱크(20)의 내주면에 종방향으로 설치되어 상단부가 제2연소가스배출관(26)과 대응하는 위치에서 연통되고, 하단부는 보일러본체(1) 외부로 연통되도록 형성되는 외부공기투입관(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 제2연소가스배출관(26)은 제1연소가스배출관(22)과 180도 등각위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 제2연소가스배출관(26)은 제1연소가스배출관(22)보다 높고 물탱크(20) 상부보다 낮은 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 외부공기투입관(30)은 화덕(10) 내부와 연통되도록 상부에 배기공(32)이 형성되고, 배기공(32)은 배기도어(32a)에 의해 개폐되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제 1항에 있어서,
상기 물탱크(20) 내부의 물온도를 측정하는 온도센서(42)와, 사용자가 설정온도를 입력하는 온도입력부(44)와, 온도센서(42)의 온도를 입력받아 사용자가 입력한 온도와 비교하여 공기주입구(1b)에 설치된 마감판(46)의 선회각도에 따라 공기주입량을 조절하는 자동온도제어장치(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러.