KR20100000619U - 고체연료를 사용하는 3패스 보일러 - Google Patents

고체연료를 사용하는 3패스 보일러 Download PDF

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Abstract

본 고안은 연소가스가 3단에 걸쳐 가열탱크를 가열함으로써 열효율을 높일 수 있고, 주요 부분을 일체로 구성함으로써 유지 보수가 용이하며, 나선체에서는 연소가스가 싸이클론 형태를 가지며 하방으로 흐르기 때문에 비중이 높은 분진은 하방으로 가라앉으므로 대기로 방출되는 분진을 최소화할 수 있는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러를 제공한다.
본 고안에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러는, 고체 연료를 연소시키기 위한 연소실을 포함하는 보일러에 있어서, 제1 및 제2 가열탱크; 상기 제1 가열탱크를 관통하는 적어도 하나 이상의 관을 포함하며, 상기 고체연료가 연소된 연소가스를 통과시키기 위한 제1 연소가스관; 상기 제2 가열탱크의 적어도 일부의 외주면 또는 외주연을 따라 나선형으로 형성되어 상기 연소가스를 나선형상으로 하방을 향하여 흐르게 하는 나선체; 및 상기 나선체의 내부에 상기 제2 가열탱크를 관통하는 적어도 하나 이상의 관을 포함하며, 상기 나선체를 통과한 상기 연소가스를 대기로 배출하기 위한 제2 연소가스관을 포함할 수 있다.
보일러, 펠릿, 가열탱크

Description

고체연료를 사용하는 3패스 보일러{3 PATH BOILER USING SOLID FUEL}
본 고안은 고체연료를 사용하는 3패스 보일러에 관한 것으로, 구체적으로는 고체연료를 이용하여 물을 가열함으로써 온수나 난방에 이용할 수 있는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 보일러라 하면 전기 에너지, 태양열, 화석 연료, 고체 연료 등을 이용하여 발생하는 열로 물을 데워준 후, 데워진 물이 난방처의 각 배관을 통해 순환되면서 난방처를 난방시키거나, 데워진 온수를 직접 사용할 수 있도록 하는 장치이다.
이 중에서 고체 연료를 사용하는 보일러는 한국공개특허공보 제 2001-0104761호에 개시되어 있으며, 도 1은 종래기술에 따른 고체연료 공급장치와 이를 이용한 보일러의 구성도이다.
종래 기술에 따른 고체연료 공급장치와 이를 이용한 보일러는 호퍼(41), 스크루(31), 점화장치(24), 점화용 버너(23), 수직 송기관(26), 수평 송기관(25), 연소용 송기장치(14), 연통(13), 출수관(12), 가열탱크(22)를 포함한다.
도 2는 종래기술에 따른 고체연료 공급장치와 이를 이용한 보일러의 가열탱 크와 연통을 나타내는 A-A의 단면도로서, 본체(10) 내의 가열탱크(22)와 연통(13)으로 구성된다.
호퍼(41)를 통하여 고체연료가 투입되면 회전하는 스크루(31)의 의해 연소실 내로 공급되고, 점화장치로(24)부터의 스파크에 의해 작동하게 되는 점화용 버너(23)는 투입된 고체연료를 점화시킨다. 한편, 고체연료의 완전연소를 돕기 위하여 연소용 송기장치(14)가 작동되고, 이와 연결된 수평 송기관(25)과 수직 송기관(26)은 연소실 내로 공기를 제공한다. 도시되지는 않았지만 입수관을 통하여 유입된 냉수는 가열탱크(22)를 지나서 출수관(12)으로 배출되도록 구성되며, 연소되는 고체연료로부터 발생하는 연소가스는 가열탱크(22)를 관통하는 연통을 통하여 외부로 배출되며, 이때 가열탱크(22)의 냉수를 가열시킨다. 가열된 가열탱크(22)의 온수는 출수관(12)을 통해 배출되어 건물의 난방이나, 욕실용 온수 공급 등에 사용된다.
하지만, 종래 기술에 따른 고체연료 공급장치와 이를 이용한 보일러는 가열탱크(22)를 통과하는 연통(13)이 짧아, 즉 가열탱크(22)의 냉수와 연소가스가 통과하는 연통(13)의 접촉면이 작아서 연소가스로부터 냉수로 전달되는 열전달 효율이 낮은 단점이 있다.
또한, 점화용 버너, 송기관 등이 개별적으로 본체에 구성되어 유지 보수가 어려운 단점이 있다.
또한, 연소 과정에서 발생하는 재와 분진을 추가로 수집하는 구성이 없으므로, 상당량이 연통을 통하여 대기 중으로 방출되는 문제점이 있다.
본 고안은 열효율을 최대로 높일 수 있는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 주요 부분들을 일체로 구성하여 유지 보수가 용이한 고체연료를 사용하는 3패스 보일러를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 대기 중으로 방출되는 분진을 최소화할 수 있는 3패스 보일러를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 고안에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러는, 고체 연료를 연소시키기 위한 연소실을 포함하는 보일러에 있어서, 제1 및 제2 가열탱크; 상기 제1 가열탱크를 관통하는 적어도 하나 이상의 관을 포함하며, 상기 고체연료가 연소된 연소가스를 통과시키기 위한 제1 연소가스관; 상기 제2 가열탱크의 적어도 일부의 외주면 또는 외주연을 따라 나선형으로 형성되어 상기 연소가스를 나선형상으로 하방을 향하여 흐르게 하는 나선체; 및 상기 나선체의 내부에 상기 제2 가열탱크를 관통하는 적어도 하나 이상의 관을 포함하며, 상기 나선체를 통과한 상기 연소가스를 대기로 배출하기 위한 제2 연소가스관을 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러는 열효율을 최대로 높일 수 있어, 신속하게 온수를 공급할 수 있고, 보다 적은 양의 연료로 더욱 많은 온수 를 가열할 수 있다. 또한, 지지틀, 점화부 및 송풍부가 일체로 구성되어 유지 보수가 매우 편리하다. 더하여, 본 고안의 나선체에서는 연소가스가 싸이클론 형태를 가지며 하방으로 흐르기 때문에 비중이 높은 분진은 하방으로 가라앉으므로 대기로 방출되는 분진을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 사시도, 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 구조도로이다.
본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러는 본체(110), 연소실(111), 제1 가열탱크(120), 제2 가열탱크(121), 제1 연소가스관(130), 제2 연소가스관(131), 나선체(132), 연료 공급부(150), 로스터(171), 점화부, 열교환부(180), 송풍부(140), 재받침대(173), 지지틀(170)을 포함한다.
본체(110)는 밀폐된 형태로서, 내부의 일측 하부에 연소실(111)이 구성되고, 연소실(111)에는 지지틀(170)이 구성되며, 본체(110)의 연소실(111)측 외부 일측에는 연료 공급부(150)가 구성된다. 지지틀(170)은 고온에 강한 재질로 이루어지며, 로스터(171)는 지지틀(170)의 내측에 설치되고, 내화재(172)는 지지틀(170)의 내측면을 감싸 구성됨으로써, 고온에 견딜 수 있도록 된다. 연료 공급부(150)는 고체연료(200)를 담는 연료통(151) 및 원통형의 연료 공급관(152)으로 구성되며, 연료 공급관(152)의 일단은 연료통(151)에 연결된다. 공급관(152) 내에는 연료 공급통(151)의 고체연료(200)를 연소실(111)로 이송하기 위한 스크류(153)가 구성된다. 점화부는 지지틀(170)에 구성되고, 전기 에너지에 의해 고온으로 발열하는 점화코일(161)이 구성되어 로스터(171)에 공급된 고체연료(200)를 점화시키며, 여기서 고체연료(200)는 압축 성형한 펠릿연료를 사용할 수 있다.(점화코일(161)을 제외한 점화부의 세부 구조는 도시되지 않음)
원통형의 제1 및 제2 가열탱크(120, 121)는 본체 내부에 구성되며, 제1 가열탱크(120)는 연소실(111)의 상측에, 제2 가열탱크(121)는 연소실(111)이 위치하지 않는 일측에 각각 수직으로 위치한다. 제1 가열탱크(120)의 일측에는 입수관(122)이 연결되고, 제2 가열탱크(121)의 일측에는 출수관(124)이 연결되며, 각각의 가열탱크(120, 121)는 유체역학적으로 연결되어 입수관(122)을 통해 유입된 물이 각 가 열탱크(120, 121)를 지나 출수관(124)으로 유출될 수 있도록 구성된다.
재받침대(173)는 연소실(111)과 제2 가열탱크(121)의 하부에 위치하여 고체연료(200)가 연소되고 남은 재와 분진을 수집하며, 각각의 재받침대(173)의 위치에 대응하는 본체(111)의 일측에는 개폐구(112)가 구성되어 수집된 재와 분진을 수거할 수 있다.
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 제2 가열탱크(121)와 나선체(132)의 구조를 나타낸 구조도로서, 제2 가열탱크(121)의 외면은 본체(110)내에 원통형으로 구성되는 유동관(133)의 내면과 소정간격 이격되고, 그 사이에는 나선체(132)가 내측은 제2 가열탱크(121)의 외면과, 외측은 유동관(133)의 내면과 접하여, 마치 원통을 따라 회전하여 내려오는 나선계단 형상으로 구성된다.
도 6은 도 4의 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 A-A의 단면도, 도 6은 도 4의 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 B-B의 단면도이다.
제1 연소가스관(130)은 일단이 연소실(111)과 통하도록 구성되어 제1 가열탱크(120)를 관통하고, 제2 연소가스관(131)은 제2 가열탱크(121)를 관통하여 일단이 열교환부(180)와 통하도록 구성되며, 제1 연소가스관(130)과 제2 연소가스관(131)은 나선체(132)에 의한 공간에 의해 유체역학적으로 연결된다.
열교환부(180)는 제2 가열탱크(121)를 통과한 제2 연소가스관(131)에 구성되며, 복수의 유입구(181)를 통하여 유입된 외부공기가 복수의 관을 통하여 흐르면서 제2 연소가스관(131)으로부터 배출되는 연소가스에 의해 가열되고, 가열된 외부공기는 배출구(182)를 통하여 배출되도록 구성된다. 열교환부(180)의 구조는 이미 널리 주지된 관용기술에 불과하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
배출구(182)는 연소실(111) 일측에 구성되는 송풍부(140)와 급기관(142)에 의해 연결되며, 배출구(182)를 통해 배출되는 가열된 외부공기는 급기관(142)을 통하여 지지틀(170)과 일체로 구성된 송풍부(140)로 유입된다. 송풍부(140)로 유입된 가열된 외부공기는 연소실(111)로 공급되는데 지지틀(170)의 측부와 로스터(171)의 하부로 공급되어 고체연료(200)의 연소를 돕는다. 송풍부(140)에는 팬(141)이 구성되며, 열교환부(180)의 복수의 유입구(181)로부터 유입되어 연소실(111)로 공급되는 외부 공기의 유동은 팬(141)에 의한 강제 유동이다.
본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 작동 과정은 다음과 같다.
스크류(153)가 작동하면 연료통(151)의 고체연료(200)가 스크류(153)를 따라 연소실(111)의 로스터(171)에 공급되고, 점화부의 가열된 점화코일(161)에 의해 점화된다. 점화된 고체연료(200)는 연소되고, 발생되는 고온의 연소가스는 제1 연소가스관(130)을 통과한다. 제1 연소가스관(130)을 통과한 연소가스는 제2 가열탱크(121)의 외면에 설치된 나선체(132)를 따라 제2 가열탱크(121)의 외면을 휘감으면서 상부에서 하부로 흐르고, 이때 비중이 무거운 분진은 하방으로 낙하하여 제2 가열탱크(121) 하부의 재받침대(173)에 수집된다. 나선체(132)를 지난 연소 가스는 제2 연소가스관(131)으로 유입되어 통과한 후, 열교환부(180)를 지나 연통(134)을 통해 외부로 배출된다. 열교환부(180)에서는 유입구(181)로 유입된 외부공기가 열교환부(180)를 지나는 연소가스에 의해 가열되고, 가열된 외부공기는 배출구(182)와 급기관(142)을 통해 송풍부(140)로 이송되어 연소실(111)로 공급된다.
입수관을 통하여 제1 및 제2 가열탱크(120, 121)로 유입된 물은 제1 연소가스관(130), 나선체(132), 제2 연소가스관(131)을 지나는 고온의 연소가스에 의해 가열되어 출수관(123)을 통해 배출되며, 배출된 열수는 난방이나 가정용 온수 등에 사용된다.
고체연료(200)가 연소되고 남은 재는 연소실(111)과 제2 가열탱크(121)의 하부에 위치하는 재받침대(173)에 수집되며, 작업자는 개폐구(112)를 통하여 수집된 재와 분진을 수거할 수 있다.
또한, 내화재(172)와 로스터(171)를 포함하는 지지틀(170), 점화부 및 송풍부(140)는 일체로 구성되어 유지, 보수 시 연소실(111)로부터 간단하게 통째로 분리할 수 있어 매우 편리하다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 제1 가열탱크(130)와 제2 가열탱크(131)는 유체역학적으로 서로 분리되고, 각각의 가열탱크(130, 131)는 서로 독립적으로 입수관과 출수관을 각각 구비하여 별도로 물을 가열할 수 있다.
또한, 본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 제2 연소가스관의 일단이 제1 연소가스관과 직접 연결되고 타단은 나선체 측과 통하여, 연소가스가 제1 연소가스관, 제2 연소가스관 및 나선체의 순으로 흐를 수 있다.
본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러는 각 가열탱크(120, 121)의 물을 제1 연소가스관(130), 제2 가열탱크(121)의 외면 및 제2 연소가스관(131)을 통해 3단계로 가열하고, 특히 제2 가열탱크(121)의 외면에서는 연소가스가 나선체(132)를 통해 흐르도록 하여 더욱 장시간 동안 제2 가열탱크(121)를 가열할 수 있다. 또한 열교환부(180)를 구성하여 연소실(111)로 유입되는 외부공기를 가열함으로써, 연소가스의 온도를 더욱 높일 수 있다. 따라서, 열효율이 매우 좋으므로 종래의 기술에 비하여 같은 양의 연료로도 물을 더욱 효과적으로 가열할 수 있다.
또한, 연소 과정에서 발생하는 분진이 연소실(111)뿐만 아니라, 제2 가열탱크 하부에서도 수집되므로 대기로 방출되는 분진을 최소화할 수 있다.
이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 아래에 기재될 실용신안등록청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 고체연료 공급장치와 이를 이용한 보일러의 구성도,
도 2는 도 1의 종래기술에 따른 고체연료 공급장치와 이를 이용한 보일러의 가열탱크와 연통을 나타내는 A-A의 단면도,
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 사시도,
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 구조도,
도 5는 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 가열탱크와 나선체의 구조를 나타낸 구조도,
도 6은 도 4의 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 A-A의 단면도, 및
도 7은 도 4의 본 고안의 일실시예에 따른 고체연료를 사용하는 3패스 보일러의 B-B의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
110: 본체 111: 연소실
120: 제1 가열탱크 121: 제2 가열탱크
122: 입수관 123: 출수관
130: 제1 연소가스관 131: 제2 연소가스관
132: 나선체 133: 유동관
140: 송풍부 150: 연료 공급부
161: 점화코일
170: 지지틀 171: 로스터
180: 열교환부

Claims (7)

  1. 고체 연료를 연소시키기 위한 연소실을 포함하는 보일러에 있어서,
    제1 및 제2 가열탱크;
    상기 제1 가열탱크를 관통하는 적어도 하나 이상의 관을 포함하며, 상기 고체연료가 연소된 연소가스를 통과시키기 위한 제1 연소가스관;
    상기 제2 가열탱크의 적어도 일부의 외주면 또는 외주연을 따라 나선형으로 형성되어 상기 연소가스를 나선형상으로 하방을 향하여 흐르게 하는 나선체; 및
    상기 나선체의 내부에 상기 제2 가열탱크를 관통하는 적어도 하나 이상의 관을 포함하며, 상기 나선체를 통과한 상기 연소가스를 대기로 배출하기 위한 제2 연소가스관
    을 포함하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 연소실의 일측에 구성되어, 상기 고체연료를 상기 연소실 내로 공급하기 위한 연료 공급관이 구성된 연료 공급부;
    상기 연료 공급관 내부에 구성되어 상기 고체연료를 이송하기 위한 스크류;
    상기 연소실 내의 하측에 구성되고, 공급되는 상기 고체연료가 위치하여 연소하기 위한 로스터; 및
    공급되는 상기 고체연료를 점화시키기 위한 점화부
    을 더 포함하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 가열탱크를 관통한 상기 제2 연소가스관에 연결되고, 외부공기가 유입되는 유입구와, 상기 연소가스에 의해 가열된 상기 외부공기를 배출하는 배출구가 구성된 열교환부; 및
    상기 배출구와, 급기관에 의해 연결되어 상기 연소실내로 상기 외부공기를 공급하기 위한 송풍부
    를 더 포함하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 연소실의 내면의 적어도 일부가 내화재로 되는 것을 특징으로 하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 연소실의 하면과 소정간격 이격되어 구성되고, 내측에 상기 로스터가 위치하며, 내면에 내화재가 구성되는 지지틀
    을 더 포함하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 가열탱크와 상기 제2 가열탱크는 유체역학적으로 연결되거나 독립되는 것을 특징으로 하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 지지틀, 상기 점화부 및 상기 송풍부는 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체연료를 사용하는 3패스 보일러.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101147289B1 (ko) * 2010-02-08 2012-05-18 송인관 난로 겸용 보일러
KR101152740B1 (ko) * 2010-03-24 2012-06-15 (주)인터스틸 수직 입관형 화장로 설비 시스템 및 수직 입관형 화장로 설비 시스템의 방법
KR200466026Y1 (ko) * 2012-06-07 2013-04-15 비비엔티케이 주식회사 펠릿 연소 장치
KR101352777B1 (ko) * 2012-10-11 2014-01-16 (주)두진 화염의 나선형 이동을 통해 가열 효율이 향상된 보일러
KR101523591B1 (ko) * 2014-04-03 2015-05-28 홍성훈 폭발 방지기능이 구비된 펠렛 히터

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