KR20060005024A - 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스, 석탄 갈탄 등의 고체연료와 기름 등의 액체연료를 열원으로 사용하는 겸용 보일러에 관한 것으로, 고체연료를 연소시킬 때에 고체연료의 연소시간을 감안하여 1회전하는 동안 고체연료가 완전 연소되는 정도의 시간으로 저속 회전하는 화상을 몸체(연소실)내에 구비하고, 연소가 완료된 돌멩이 형태의 재는 실시간으로 자동으로 배출되도록 하며, 관리자의 부주의에 의해 석탄을 정상적으로 투입시키지 못하였을 때에는 온도감지 수단에 의해 내부온도를 감지하여 기름을 연료로 하는 버너를 가동시켜 계속적으로 보일러의 기능을 유지하도록 하고, 특히 화상에 투입되는 석탄은 화상의 가장자리에서 연소되도록 하여 연소열은 몸체 내에서 보다 오래 머물도록 하여 열효율 향상시키도록 하는 것에 있어서,

화상의 상면에는 통공을 형성하지 않고 내화재로 채워 구성하며, 공기공급수단은 화상의 상면 일측에서 공기를 불어 넣어 주도록 하여 고체연료와 화상의 상면과 접하는 부분까지 골고루 연소시키도록 하고, 아울러 완전연소를 되도록 하는 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기를 제공하고자 하는 것이다.

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Description

석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기 { Coal and oil use both as boiler and warming fan machine}

도 1은 종래의 보일러 겸용 온풍기를 보인 예시도.

도 2는 종래의 보일러 겸용 온풍기의 내부 구성을 보인 단면예시도.

도 3은 종래의 보일러 겸용 온풍기의 주요 요부를 발췌하여 보인 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기의 주요 요부를 발췌하여 보인 단면예시도

도 5는 본 발명에 따른 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기의 주요 요부를 발췌하여 보인 부분절개 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 보일러 2: 몸체 3: 구동부

7: 재 배출구 8: 재 제거부 9: 버너

10: 도어 11: 연료투입구 12: 송풍기

13: 온풍배출구 14: 제1차 열교환수단 15: 제2차 열교환수단

16: 분진제거수단 20: 커플러 21: 밑판

22: 내화내장재 23, 25: 몸체 틀 24: 보온재

30: 화상 31: 축 32: 공기공급수단

33: 받침레일 34: 배출가이드 35: 코어

36: 통공

40: 화상 41: 원판 42: 내화재

43: 공기공급수단 50: 온도감지수단

본 발명은 코크스, 석탄 갈탄 등의 고체연료와 기름 등의 액체연료를 열원으로 사용하는 겸용 보일러에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 고체연료를 연소시킬 때에, 고체연료의 연소시간을 감안하여 1회전하는 동안 고체연료가 완전 연소되는 정도의 시간으로 저속 회전하는 화상을 몸체(연소실)내에 구비하고, 연소가 완료된 돌멩이 형태의 재는 실시간으로 자동으로 배출되도록 하며, 관리자의 부주의에 의해 석탄을 정상적으로 투입시키지 못하였을 때에는 온도감지 수단에 의해 내부온도를 감지하여 기름을 연료로 하는 버너를 가동시켜 계속적으로 보일러의 기능을 유지하도록 하고, 특히 화상에 투입되는 석탄은 화상의 가장자리에서 연소되도록 하여 연소열은 몸체 내에서 보다 오래 머물도록 하여 열효율 향상시키도록 하는 것에 있어서,

화상의 상면에는 통공을 형성하지 않고 내화재로 채워 구성하며, 공기공급수단은 화상의 상면 일측에서 공기를 불어 넣어 주도록 하여 고체연료와 화상의 상면 과 접하는 부분까지 골고루 연소시키도록 하고, 아울러 완전연소를 되도록 하는 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기를 제공하고자 하는 것이다.

보일러를 장시간 연속적으로 가동하여야하는 곳, 예컨대 농촌의 시설 재배단지 등에는 온풍기용으로 사용하는 보일러를 겨울철에 장시간 가동하게 된다.

이러한 온풍기 혹은 보일러를 가동함에 있어서, 사용되는 연료는 기름과 같은 액체연료, 석탄, 갈탄, 코크스 등의 고체연료를 사용하게 되는데, 기름보일러나 가스보일러는 사용상 편리한 점은 있으나, 종래의 고체연료를 이용하는 보일러보다는 그 비용적인 면에 있어서 효율성이 떨어지는 단점이 있었다.

또한 고체연료를 이용하는 보일러는 사용에 있어서 자동화되어 있지 못한 관계로 사용자로부터 외면을 당하는 실정이다.

그럼에도 불구하고 코크스, 석탄, 갈탄 등의 고체연료를 사용하여 보일러를 가동할 때에는 고체연료를 고온으로 연소시키게 되고, 연소된 재는 하부로 배출시켜야 한다.

그러나 종래에는 연소실내의 화상이 고정된 형태로 되어 있어 고온으로 연료를 연소시키는 과정에서 화상이 고온에 의해 변형되건 용융되어 수명이 크게 단축시키게 될 뿐만 아니라 연료의 연소과정에서 발생하는 연소 재를 별도로 재거해야하는 등 번거로움이 있었다.

또한 이를 적시에 제거해주지 않으면 연소공기가 제대로 공급되지 못하여 연소효율이 떨어지는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 본 발명의 출원인은 2004년 6월 25일자로 특허출원 제10-2004-0047931호 [석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기]를 출원한 바 있다.

상기 보일러 겸용 온풍기는 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

종래의 보일러(1)는 도시한 바와 같이 몸체(2)의 하단에 구동부(3)를 구성하고, 몸체(2)의 내부에 연소실을 형성하며, 몸체(2)의 상단에는 온수를 사용하기 위한 제1열교환수단(14)과 폐열을 회수하기 위한 제2열교환수단(15)을 연달아 장착하고, 제2열교환수단(15)의 일측에는 분진을 제거하기 위한 사이클론 먼지집진기와 같은 분진제거수단(16)을 구비한 것이다.

상기 제1열교환수단(14)은 코일에 물 등을 순환시켜 물을 데우는 등의 통상적인 열교환 기술을 이용하는 것이고, 제2열교환수단(15)은 폐열을 이용하기 위한 것으로 (구체적으로 도시하지 않음) 연통의 외면에 원적외선을 방사하는 식물성 세라믹소재 등을 구비하고, 물을 순환시키는 호스를 구비하여 폐열에 포함된 열에 의해 물을 따뜻하게 데움과 동시에 원적외선에 의해 물의 성질을 변환시켜 주도록 한 것이다.

상기 몸체(2)는 내부의 몸체틀(23) 보온재(24) 및 외부의 몸체틀(25)로 구성하여 보일러(2)의 골격을 이루는 것이고, 보온재(24)에 의해 단열시키도록 한 것이며, 상기 내부의 몸체틀(23)내측에는 고온에 견지는 내화내장재(22)를 구비한 것이다.

또한 상기 몸체(2)의 밑판(21)은 일측방향으로 경사진 형태로 형성하고, 경 사진 하단 쪽에는 재 제거부(8)를 형성하며, 내부 일측에는 온도를 감지하는 감지수단(50)을 장착하고, 몸체(2)의 도어(10)에는 통상의 버너(9)를 장착한 것이다.

또한 상기 몸체(2)의 상단 일측에는 통상의 송풍기(12)를 장착하고, 송풍기(12)와 대향하는 쪽에 온풍배출구(13)를 형성하여 비닐하우스 등 시설에 온풍을 공급하도록 하는 것이다.

상기 구동부(3)는 구동모터(4)의 구동력을 체인(5)에 의해 전달받아 회전수를 감속시키고, 회전방향을 변경하는 감속기(6)와 연결한 것이다.

상기 감속기(6)의 출력은 화상(30)의 축(31)과 커플러(20)로 연결한 것이다.

보일러(1)의 배출수단은, 화상(30)은 중앙에 내화재 재질로 코어(35)를 돌출시켜 형성하고, 화상(30)에는 수많은 통공(36)을 형성하며, 화상(30)의 일측에는 연료투입구(11)의 하단이 닿도록 하고, 화상(30)이 회전 진행 방향을 기준으로 후행하는 쪽에는 배출가이드(34)를 형성하며, 배출가이드(34)의 아래쪽에는 다소 넓은 주입구를 형성한 재 배출구(7)를 장착한 것이고, 상기 배출가이드(34)는 화상(30)의 회전진행방향을 기준으로 볼 때 안쪽에서 바깥쪽으로 경사진 형태로 장착한 것이다.

상기 종래의 보일러(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

보일러(1)를 가동시키기 위해 석탄 등의 고체 연료를 투입하고, 버너(9)를 착화시켜 고체연료에 불을 붙이며, 상기 고체연료는 연료자동공급수단에 의해 설정된 주기, 설정 량에 따라 연료투입구(11)를 통하여 공급되고, 투입된 고체연료는 화상(30)의 상면에 떨어져 연소하게 된다.

또한 구체적으로 도시하지 않았지만 통상적인 팬(fan)에 의해 강제적으로 공기를 불어넣어 주어 공기공급수단(32)을 통해 공기를 연소실(몸체(2))내에 불어 넣는 것이다.

아울러 구동부(3)가 구동하게 되면, 구동모터(4)가 동력을 발생하여 감속기(6)에 전달하고, 감속기(6)에서는 저속으로 변환하여 화상(30)을 회전시키게 된다.

도 3에 도시한 화상(30)은 회전함과 아울러 고체연료를 연소시키는데, 대략 1시간 내지 2시간가량 태우게 되고, 고체연료가 완전 연소되는 시점에서는 화상(30)이 1회전에 근접하는 위치까지 도달 하는 것이다.

즉 계속적으로 화상(30)이 회전하면 연소가 완료된 재는 배출가이드(34)의 일측면을 따라 화상(30)의 바깥쪽으로 밀려나게 되고, 밀려난 재는 자연적으로 재 배출구(7)에 떨어져 외부로 배출되는 것이다.

또한 재중에 분말 형태로 미세한 입자의 재는 몸체(2)의 밑판(21)에 쌓이게 된다.

상기와 같이 완전 연소된 재를 실시간으로 배출시킴으로서 특히 별도의 동력을 가하지 않고서 자동으로 배출시킴으로서 계속적으로 새로운 고체연료를 투입할 수 있는 것이다.

그러나 상기 종래의 보일러(1)는 다음과 같은 문제점이 지적되었다.

공기공급수단(32)에 의해 연소실에 공기를 불어 넣어 주면, 화상(30)에 형성된 통공(36)을 통하여 연소실에 공기를 공급하는 것인데, 화상(30)의 상면에는 고체연료가 얹힌 형태이고, 이렇게 얹힌 고체연료의 밑면과 화상(30)의 상면이 닿고 있는 부분은 완전 연소되지 못하고 그대로 배출되는 문제점이 있었다.

또한 고체연료가 연소될 때에 발생하는 고온의 열과 압력으로 인하여 화상(30)의 수명이 현저하게 단축되는 문제점이 지적되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 하는 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기를 제공하려는 것이다.

본 발명은 저속으로 회전하는 화상의 상측의 가장자리에는 연료투입구를 장착하고, 화상의 상측에는 배출가이드를 몸체틀에 장착하며, 화상의 일측에 재 배출수단을 구비하고, 화상의 상면의 중앙에는 코어를 돌출 형성하여 고체연료는 화상의 가장자리에 집중되도록 하여, 고체연료의 재가 어떠한 형태이든 예컨대 분진형태의 미세한 재, 혹은 돌멩이 형태의 다소 입자가 굵은 재를 자동으로 배출시키도록 하고, 배출시킬 수 있도록 하는 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기에 있어서,

상기 화상은 원형형상의 철판에 내화재를 얹히고, 상기 공기공급수단은 공기를 화상의 상측에서 측면 방향으로 공급하도록 하여 고체연료에 산소(공기)를 충분히 공급시킬 수 있도록 함과 아울러, 고온의 열과 압력이 화상의 철판에 직접 닿지 않도록 하여 화상의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 상기목적들과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 4는 본 발명에 따른 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기의 주요 요부를 발췌하여 보인 단면예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기의 주요 요부를 발췌하여 보인 부분절개 예시도이다.

본 발명은 종래의 보일러(1)에서 화상(40)과 공기공급수단(43)을 개선한 것으로 종래의 보일러(1)와 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

상기 화상(40)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 원판 형상의 철판(41)을 축(31)의 상단에 일체로 고정 장착하고, 철판(41)의 상면에는 고온에 견디는 내화재(42)를 깔며, 상면의 중앙에는 코어(35)를 돌출시켜 형성한 것이다.

상기 공기공급수단(43)은 통상적인 팬(fan)에 의해 연소실(몸체)내에 강제적으로 공기를 불어넣는 것인데, 공기공급수단(43)의 배출부는 상기 화상(40)의 상면 위쪽에 위치시켜 화상(40)의 코어(35)를 향하도록 장착한 것이고, 특히 공기공급수단(43)의 배출부는 평면에서 내려다 볼 때에 연료투입구(11)의 출구 아래쪽에 위치하도록 한 것이다.

특히 상기 공기공급수단(43)은 코어(35)를 향하여 방사선방향으로 여러 개를 장착하여, 공기공급수단(43)을 통해 불어 넣어지는 공기는 고체연료와 지속적으로 접촉하여 완전 연소가 가능하게 하는 것이다.

이하 작동관계를 설명한다.

상기 종래의 보일러(1)의 구동순서와 동일하게 고체연료를 투입하고, 제어하는 것으로 제어와 관련한 설명은 생략한다.

연료투입구(11)를 통하여 투입된 고체연료는 화상(40)의 상면에 떨어져 쌓이게 된다.

이렇게 쌓인 고체연료에는 곧장 측면에서 공기공급수단(43)에 의해 강한 압력의 공기를 불어 넣어 주게 된다.

불어 넣어진 공기는 고체연료의 고체연료를 뒤섞듯이 고체연료의 사이사이까지 침투하여 산소를 충분하게 공급하는 것이고, 고체연료는 표면 전반에서 산소와 접하여 완전연소가 이루어지는 것이다.

특히 측면에서 공기를 불어 넣어 줌으로서 고체연료는 제자리에 머물러 있지 않고, 움직이는 것으로 화상(40)의 상면과 계속 접해있는 것이 아니라 뒤집어지는 것이어서 골고루 산소와 접하는 것이다.

또한 화상(40)이 회전하여 일측방향으로 고체연료의 위치가 이동하더라도 인접한 공기공급수단(43)에 의해 계속적으로 공기를 공급받아 연소됨으로서 완전연소가 가능한 것이다.

본 발명에서는 구체적인 실시예에 대하여 설명했지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

본 발명에 따른 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기는 석탄과 같은 고체연료를 사용할 수 있고, 또한 기름과 같은 액체연료를 동시에 사용이 가능 한 것이며, 특히 고체연료를 사용할 때에는 고체연료의 완전연소에 따른 시간을 산정하여 화상(30)이 1회전하는 동안에 완전연소가 이루어지 지도록 하여 연소가 완료된 재는 실시간으로 자동 배출되는 것이다.

특히, 종래의 예에서처럼 화상의 저면에서 공기를 불어 넣어 주는 것이 아니라 측면에서 강한 압력의 공기를 불어 넣어 줌으로서 고체연료는 제자리에 가만히 머물러 있는 것이 아니라 공기에 의해 뒤섞이듯이 움직이면서 연소하는 것으로 고체연료의 저면에도 보다 원활하게 산소와 접하여 완전연소의 실현이 가능 한 것이다.

또한 화상이 회전하여 고체연료의 위치가 옮겨지더라도 계속적으로 공기를 공급받아 연소됨으로서 완전연소가 가능한 것이다.

다른 한편으로는 고체연료가가 연소하면서 발생하는 고온, 고압의 열기가 화상(40)의 골격인 철판(41)에 직접적으로 닿지 않는 것으로 화상(40)의 변형을 예방할 수 있어 결국 보일러(1)의 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 몸체의 하단에 화상을 회전시키는 구동부를 구성하고, 몸체의 내부에 연소실을 형성하며, 몸체의 상단에는 폐열 회수를 위한 열교환수단을 장착하고, 열교환수단의 일측에는 분진을 제거하기 위한 사이클론 먼지집진기와 같은 분진제거수단을 구비하며, 몸체의 도어에는 기름을 연료로 하는 버너를 장착하고, 상기 몸체의 상단 일측에는 통상의 송풍기를 장착하며, 송풍기와 대향하는 쪽에 온풍배출구를 형성하여 비닐하우스 등 시설에 온풍을 공급하도록 하고, 연소실의 하단에 화상을 수평방향으로 회전하도록 굴대장착하며, 화상은 구동모터의 구동력에 의해 회전하도록 하고, 상기 몸체(2)의 밑판(21)은 일측방향으로 경사진 형태로 형성하고, 경사진 하단 쪽에는 재 제거부(8)를 형성하며, 상기 몸체(2)의 내부 일측에는 온도를 감지하는 감지수단(50)을 장착하고, 그 감지수단(50)에서 발생하는 감지신호는 제어부에 전달하여 기름 버너를 구동시키도록 하며, 상기 화상의 중심에는 내화재 재질의 코어(35)를 돌출형성하고, 화상에는 다수개의 통공(36)을 형성하며 화상의 상면 일측에는 배출가이드(34)를 형성하되 배출가이드(34)는 화상의 회전진행 방향에 따라 안쪽에서 바깥쪽방향으로 장착하고, 배출가이드(34)를 기준으로 배출가이드(34)의 일측(화상의 회전진행 방향 쪽)에는 연료투입구(11)를 위치하며, 배출가이드(34)의 타측에는 화상의 저면에 재 배출구(7)를 장착하여 화상의 회전에 의해 돌멩이 형태의 재는 배출가이드(34)의 일측면을 따라 자동으로 밀려나 배출되도록 하고, 상기 화상의 저면에는 받침레일(33)을 장착하여 화상을 받치도록 하여 구성하 는 보일러 겸용 온풍기에 있어서,

   상기 화상(40)은 원판 형상의 철판(41)을 축(31)의 상단에 일체로 고정 장착하고, 철판(41)의 상면에는 고온에 견디는 내화재(42)를 깔은 것과,

   상기 공기공급수단(43)은 통상적인 팬(fan)에 의해 연소실(몸체)내에 강제적으로 공기를 불어넣도록 하되, 공기공급수단(43)의 배출부는 상기 화상(40)의 상면 위쪽에 위치시켜 화상(40)의 코어(35)를 향하도록 장착하고, 공기공급수단(43)의 배출부는 평면에서 내려다 볼 때에 연료투입구(11)의 출구 아래쪽에 위치하도록 하여 구성하는 것과,

   상기 공기공급수단(43)은 몸체에 설치하되, 평면에서 볼 때에 코어(35)를 향하도록 여러 개를 설치하여서 구성하는 것을 특징으로 하는 석탄 및 기름을 이용하는 보일러 겸용 온풍기

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