KR20100001160U - 보일러 장치 - Google Patents

Abstract

보일러 내 연소가스의 원활한 흐름을 유도하고 점화부의 이상 발생시 연소가스의 과충전을 방지하는 보일러 장치가 소개된다. 이 보일러 장치의 내부하우징은 연소가스가 유입되는 연소챔버를 갖고, 점화부는 내부하우징의 상부에 마련되어 연소챔버 내 연소가스를 점화하고, 외부하우징은 점화된 연소가스의 이동공간이 형성되도록 내부하우징을 둘러싸고, 메인격벽은 이동공간을 내측 이동공간과 외측 이동공간으로 분할하고, 보일러코일은 메인격벽에 권취된다.

내부하우징, 점화부, 외부하우징, 메인격벽

Description

보일러 장치{BOILER}

본 고안은 보일러 내 연소가스의 원활한 흐름을 유도하는 보일러 장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러 장치는 연료와 공기를 적절히 혼합하여 연소함으로써 실내에 난방 및 온수를 공급하는 난방장치이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 하향 연소식 보일러 장치의 경우, 보일러하우징(1)의 내측에 연소가스가 유입되는 연소실(3)이 마련되고, 연소실(3)에는 유입된 연소가스를 점화하기 위한 점화부(2)가 설치된다. 그리고 연소실(3)의 외측부에는 연소실(3)의 하부로 이동된 연소가스를 상방향으로 이동되기 위한 연관(4)이 마련되고, 연관(4)의 외측부에 보일러코일(5)이 권취된다.

그런데 이러한 종래 보일러 장치는 보일러코일 간 간격, 및 보일러 내,외벽과의 간격 등이 일정하지 아니하므로, 연소가스의 흐름이 일정하지 않게 되고, 이로 인한 와류 발생으로 가열 효율이 저하된다는 문제가 있었다. 아울러 연소가스의 원활한 흐름이 이루어지지 않게 되어 매연이 발생될 우려가 있었다. 특히, 보일러 작동 중 점화부(2)에 이상이 발생되는 상태에서 연소실(3) 내로 연소가스가 지속적 으로 유입되는 경우, 연소가스의 과충전에 따른 가스 폭발의 위험이 높다는 문제가 있었다.

이상, 배경기술로서 설명된 사항들은 본 고안의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안될 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은, 보일러 내 연소가스의 원활한 흐름을 유도하고 점화부 이상에 따른 연소가스의 과충전을 방지하기 위한 보일러 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 연소가스가 유입되는 연소챔버를 갖는 내부하우징과, 상기 내부하우징에 마련되어 상기 연소챔버 내 연소가스를 점화하는 점화부와, 점화된 연소가스의 이동공간이 형성되도록 상기 내부하우징을 둘러싸는 외부하우징과, 상기 이동공간을 내측 이동공간과 외측 이동공간으로 분할하는 메인격벽, 및 상기 메인격벽에 권취되는 보일러코일을 포함한다.

본 고안은 상기 연소챔버내 점화부의 점화불꽃을 감지하여 감지신호를 인가하는 광센서, 및 상기 감지신호가 일정 시간 미입력되면 상기 연소챔버내 주입되는 연료가스의 공급을 차단하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 보일러코일는 상기 메인격벽의 내측면에 일정 간격으로 이격되면서 권취되는 제1 보일러코일, 및 상기 메인격벽의 외측면에 일정 간격으로 이격되면서 권취되는 제2 보일러코일을 포함한다. 여기서, 상기 메인격벽과 외부하우징 사이에는, 상기 메인격벽과의 사이에 나선형 이동공간이 형성되도록 상기 제2 보일러코일의 하부를 둘러싸는 서브격벽이 마련되는 것이 바람직하다.

아울러, 본 고안은 상기 메인격벽과의 사이에 나선형 이동공간이 형성되도록 상기 외측 보일러코일의 하부를 둘러싸는 서브격벽을 더 포함한다. 상기 메인격벽에는 상기 제2 보일러코일이 안착되도록 길이방향으로 일정 간격 이격 형성되는 복수의 안착홈부가 형성되는 것이 바람직하다.

본 고안에 의하면, 보일러 내 원활한 연소가스의 흐름을 구현함으로써, 보일러코일의 하부에서 상부로 열전달이 균일하게 이루어지고, 보일러 내 에너지 손실이 감소된다는 이점이 있다.

또한, 본 고안은 장치 내부에 보일러코일이 상하방향으로 일정하게 이격 배치되므로, 완전 연소를 유도하여 매연 발생을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

아울러, 본 고안은 보일러 작동 중 점화부의 이상 여부가 감지되면 연소챔버내 연소가스의 투입을 차단함으로써, 연소챔버 내 과도한 연소가스 충전으로 인한 가스 폭발을 미연에 방지할 수 있다는 이점이 있다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 보일러 장치는, 보일러 코일(400)이 고정되는 메인격벽(300)을 연소가스의 이동공간(160)에 설치함으로써, 연소가스의 흐름을 원활하게 할 수 있다는 점에 가장 큰 특징이 있다.

이를 구현하기 위한 구성을 설명하면, 보일러 장치는 점화부(200)가 마련되는 내부하우징(110)과, 내부하우징(110)을 둘러싸는 외부하우징(120)과, 내부하우징(110)과 외부하우징(120) 사이에 배치되는 메인격벽(300), 메인격벽(300)에 고정 설치되는 보일러코일(400), 및 연소가스를 외부로 배출하기 위한 송배풍기(500)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 내부하우징(110)은 하부가 개방되는 원통형의 하우징 형상으로, 해당 내측에는 연소가스가 유입되어 연소가스의 연소가 진행되는 연소챔버(111)가 형성된다. 연소챔버(111)는 유입된 연소가스가 연소되는 공간으로, 해당 내측에는 점화를 위한 점화부(200)가 배치된다.

점화부(200)는 공기 및 산소가 혼합되어 공급되는 노즐부, 및 불꽃 발생을 위한 스파크부를 포함하여 구성되며, 연소챔버(111)내 연소가스와 반응하여 연소가스의 연소가 이루어지도록 한다.

내부하우징(110)의 외측에는 내부하우징(110)을 둘러싸는 외부하우징(120)이 설치된다. 이 외부하우징(120)은 중공의 원통형 하우징 형상으로, 내부하우징(110)과의 이격 공간에 연소가스가 이동되는 이동공간(160)을 형성한다.

이동공간(160)은 연소챔버(111)에서 연소된 연소가스가 이동되는 통로 역할을 한다 즉, 연소챔버(111)에서 연소된 연소가스는 연소챔버(111)의 하방향으로 이동된 후 이동공간(160)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

이 이동공간(160)은 메인격벽(300)에 의해 내측 이동공간(130)과 외측 이동공간(160)으로 분할된다. 여기서, 내측 이동공간(130)은 메인격벽(300)과 내부하우징(110) 사이의 이격 공간이고, 외측 이동공간(140)은 메인격벽(300)과 외부하우징(120) 사이의 이격공간이다. 따라서, 연소챔버(111)에서 연소된 연소가스는 연소챔버(111)의 하방향으로 이동된 후, 일부는 내측 이동공간(130)을 통해 외부로 배출되고, 다른 일부는 외측 이동공간(140)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 결국, 메인격벽(300)을 사이에 두고 2개의 연소가스 흐름이 발생되는 것이다.

메인격벽(300)은 내부하우징(110)과 내부하우징(110) 사이에 높이방향으로 연장 형성되는 원통형 구조로, 권취되는 보일러코일(400)이 높이방향으로 일정 간격 이격 배치되도록 고정하면서 이동공간(160)을 2개로 분할함으로써, 보일러코일(400) 사이를 이동하는 연소가스의 원활한 흐름을 유도하고, 열효율이 향상되도록 한다.

이를 위해, 메인격벽(300)의 내측면에는 제1 보일러코일(410)이 일정 간격으로 권취되면서 용접되어 고정되고, 메인격벽(300)의 외측면에는 제2 보일러코일(420)이 일정 간격으로 권취하기 위한 안착홈부(320)가 형성된다. 이 안착홈부(320)는 메인격벽(300)의 외측 길이방향으로 일정 간격 이격 형성되는 홈 형상이다. 따라서, 내측 이동공간(130)으로 이동되는 연소가스는, 제1 보일러코일(410)과 열전달이 이루어지고, 외측 이동공간(140)으로 이동되는 연소가스는, 제2 보일러코일(420)과 열전달이 이루어진다.

메인격벽(300)의 외측부에는 서브격벽(310)이 설치된다. 서브격벽(310)은 제 2 보일러코일(420)의 외측부에 밀착 고정되면서 메인격벽(300)의 하부를 둘러싸므로, 메인격벽(300)과의 사이 공간에 연소가스가 이동되는 나선형 이동공간(150)을 제공한다. 이 나선형 이동공간(150)은 연소챔버(111)의 연소가스가 외측 이동공간(140)으로 진입하여 이동되는 경우, 제2 보일러코일(420)을 따라 나선형 형태로 이동되도록 함으로써, 연소가스와 제2 보일러코일(420) 간의 열전달이 효과적으로 이루어지도록 한다.

한편, 내부하우징(110)에는 연소챔버(111)내 점화부(200)에 의한 점화불꽃을 감지하기 위한 광센서(600)가 설치될 수 있다. 이 광센서(600)는 연소챔버(111)내 점화불꽃을 감지하여 해당 감지신호를 제어부(700)에 인가하는 역할을 한다.

제어부(700)는 광센서(600)를 통해 보일러의 작동 중 점화부(200)의 이상 여부를 판단하여 연소챔버(111)내 유입되는 연소가스량을 조절한다. 즉, 제어부(700)는 광센서(600)로부터 인가되는 감지신호가 일정 시간 동안 입력되지 않는 경우, 점화부(200)에 이상이 발생된 것으로 판단한 후, 연료밸브(미도시)를 조절하여 내부하우징(110)내 유입되는 연료가스량이 감소되도록 한다. 결국, 본 고안은 점화부(200)의 이상으로 인해 연소챔버(111) 내 연소가스가 과도하게 충전되어 보일러가 폭발되는 우려를 미연에 방지할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작동 과정을 정리하여 설명하면 다음과 같다.

보일러 스위치가 작동되면 연료밸브가 열리면서 연소챔버(111)내 연소가스가 공급되고, 점화부(200)의 불꽃점화에 의해 연소가스의 연소가 이루어진다. 연소된 연소가스는 연소챔버(111)의 하방향으로 이동하여 내부하우징(110)과 외부하우징(120) 사이에 형성된 이동공간(160)에 유입된다. 이때, 연소가스는 메인격벽(300)에 의해 이동공간(160)의 내측 이동공간(130)과 외측 이동공간(140)으로 분할되어 이동된다.

즉, 연소가스의 일부는 내측 이동공간(130)을 이동하면서 제1 보일러코일(410)과 열전달이 이루어지고, 연소가스의 다른 일부는 외측 이동공간(140)으로 이동하면서 제2 보일러코일(420)과 열전달이 이루어진다.

특히, 외측 이동공간(140)으로 이동되는 연소가스는 메인격벽(300)과 서브격벽(310) 사이에 형성된 나선형 이동공간(150)을 통과하게 되는데, 이와 같이 연소챔버(111)의 연소가스가 나선형의 제2 보일러코일(420)을 따라 나선형 형태로 이동하게 되면, 연소가스와 제2 보일러코일(420) 간의 열접촉 면적이 확대되므로 열전달이 효과적으로 이루어질 수 있다. 이후, 내측 이동공간(130) 및 외측 이동공간(140)을 이동한 연소가스는, 송배풍기(500)의 배출구(510)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 광센서(600)는 보일러의 작동 중 연소챔버(111)내 불꽃점화를 연속적으로 감지하여 해당 감지신호를 제어부(700)에 인가한다. 만일 점화부(200)의 이상으로 인해 연소챔버(111)내 불꽃점화가 이루어지지 않게 되면, 광센서(600)는 불꽃점화를 감지하지 못하므로 제어부(700)에 감지신호를 전달하지 못하게 된다. 이후, 광센서(600)로부터 감지신호를 일정 시간 동안(약 5초 이상) 인식하지 못하게 되 면, 제어부(700)는 내부하우징(110)내 유입되는 연료가스량이 감소되도록 연료밸브(미도시)를 조절한다. 이로써, 점화부(200)의 이상으로 인한 연소가스의 과충전으로 보일러가 폭발되는 우려를 미연에 방지할 수 있다.

본 고안을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 고안의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 실용신안등록청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 종래 하향 연소식 보일러 장치를 도시한 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 보일러 장치를 도시한 구성도.

도 3은 본 고안에 따른 보일러 장치를 확대하여 도시한 구성도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※

110 :내부하우징 120 :외부하우징

200 :점화부 300 :메인격벽

410 :제1 보일러코일 410 :제2 보일러코일

Claims (5)

1. 연소가스가 유입되는 연소챔버(111)를 갖는 내부하우징(110);

   상기 연소챔버(111) 내 연소가스를 점화하기 위해 상기 내부하우징(110)에 마련되는 점화부(200);

   점화된 연소가스의 이동공간(160)이 형성되도록 상기 내부하우징(110)을 둘러싸는 외부하우징(120);

   상기 이동공간(160)을 내측 이동공간(130)과 외측 이동공간(140)으로 분할하는 메인격벽(300); 및

   상기 메인격벽(300)에 권취되는 보일러코일(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 연소챔버(111)내 점화부(200)의 점화불꽃을 감지하여 감지신호를 인가하는 광센서(600); 및

   상기 감지신호가 일정 시간 미입력되면 상기 연소챔버(111)내 주입되는 연료가스의 공급을 차단하는 제어부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 보일러코일(400)는 상기 메인격벽(300)의 내측면에 일정 간격으로 이격되면서 권취되는 제1 보일러코일(410), 및 상기 메인격벽(300)의 외측면에 일정 간격으로 이격되면서 권취되는 제2 보일러코일(420)을 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 메인격벽(300)과 외부하우징(120) 사이에는, 상기 메인격벽(300)과의 사이에 나선형 이동공간(150)이 형성되도록 상기 제2 보일러코일(420)의 하부를 둘러싸는 서브격벽(310)이 마련되는 것을 특징으로 하는 보일러 장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 메인격벽(300)에는 상기 제2 보일러코일(420)이 안착되도록 길이방향으로 일정 간격 이격 형성되는 복수의 안착홈부(320)가 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 장치.

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