KR20100009497U

KR20100009497U - 보일러

Info

Publication number: KR20100009497U
Application number: KR2020090003159U
Authority: KR
Inventors: 전덕영
Original assignee: 전덕영
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-09-29

Abstract

본 고안은 보일러에 관련되며, 구성에 특징으로 살펴보면, 일측에 연소실(12)이 구비되고, 내부에 물이 저장되면서 저장된 물을 공급 및 회수, 보충하는 배관(14)이 설치되는 물탱크(10);

상기 연소실(12)에 설치되어 고체연료(F)가 수용되고, 레일(22)을 타고 수평이송되면서 일측에 공기조절구(24)가 구비되는 서랍식화덕(20); 및

상기 연소실(12)에서 발생되는 배기가스가 물탱크(10)내부에서 하향회류되도록 일단은 연소실(12)과 연통되고, 다른 일단은 물탱크(10) 하측에 구비되는 외부연통(11)과 연통되도록 구비되는 배기연통(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러.

보일러, 물탱크, 연소실, 서랍식화덕, 레일, 배기연통

Description

보일러{Boiler}

본 고안은 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연탄, 석탄을 포함한 고체연료를 사용하여 온수, 난방기능을 수행한 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 화덕에서 모두 소모되지 못하고 배기가스와 함께 연통을 통하여 외부로 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 불량하여 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.

이에 따라 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 보다 상세하게는 구조가 간단하여 제작이 용이함과 더불어 고장발생률이 적고, 고체연료의 연소불량이 방지되도록 배기가스의 배출을 원활하도록 하며, 배기가스에 포함된 잔열까지 모두 회수하여 열효율을 극대화시키기 위한 보일러를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 고안의 특징은, 일측에 연소실(12)이 구비되고, 내부에 물이 저장되면서 저장된 물을 공급 및 회수, 보충하는 배관(14)이 설치되는 물탱크(10); 상기 연소실(12)에 설치되어 고체연료(F)가 수용되고, 레일(22)을 타고 수평이송되면서 일측에 공기조절구(24)가 구비되는 서랍식화덕(20); 및 상기 연소실(12)에서 발생되는 배기가스가 물탱크(10)내부에서 하향회류되도록 일단은 연소실(12)과 연통되고, 다른 일단은 물탱크(10) 하측에 구비되는 외부연통(11)과 연통되도록 구비되는 배기연통(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상부와 연통되어 배기가스를 상향이송시키는 상향수직관(31)과, 상향수직관(31)과 연결되어 배기가스를 수평이송시키는 제1수평관(32)과, 제1수평관(32)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 하향수직관(33)과, 하향수직관(33)과 연결되어 배기가스를 수평이송시켜 물탱크 외부로 배출시키는 제2수평관(34)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상부와 연통되어 배기가스를 상향이송시키는 상향수직관(31)과, 상향수직관(32)과 연결되어 배기가스를 후방으로 수평이송시키는 제1수평관(32)과, 제1수평관(32)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 하향수직관(33)과, 하향수직관(33)과 연결되어 배기가스를 양측으로 분산이송시키는 제1분할수평관(35)과, 제1분할수평관(35)의 양단에 연결되어 배기가스를 전방으로 수평이송시키는 제2분할수평관(36)과, 제2분할수평관(36)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 분할수직관(37)과, 분할수직관(37)의 단부에 양단이 연결되어 배기가스를 수평이송시키는 제3분할수평관(38)과, 제3분할수평관(38)상에 연결되어 배기가스를 물탱크(10) 외부로 외부로 배출시키는 제2수평관(34)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상하단에 상향수직관(31)과 제1수평관(32), 제3분할수평관(38)이 위치되고, 양단에 제2분할수평관(36)과 분할수직관(37)이 위치되며, 후방에 하향수직관(33)과 제1분할수평관(35)이 위치되어 연소실(12)을 감싸는 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기연통(30)의 상향수직관(31)과 제1수평관(32)은 금속재질로 형성되고, 상향수직관(31)과 제1수평관(32)을 제외한 나머지 부분은 내열플라스틱재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 서랍식화덕(20)은 연소실(12)에 수용되어 잠금부재(24)에 의해 잠금/해제되고, 잠금부재(26)는 물탱크(10) 외측에 구비되어 힌지(26a)를 축으로 선회하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물탱크(10) 내부의 물온도를 측정하는 온도센서(42)와, 사용자가 설정온도를 입력하는 온도입력부(44)와, 온도센서(42)의 온도를 입력받아 사용자가 입력한 온도와 비교하여 공기조절구(24)의 개방량을 조절하는 제어부(46)로 구성되는 자동온도제어장치(40)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조절구(24)는 마감판(24a)에 의해 개방량이 조절되고, 마감판(24a)은 모터, 전자석을 포함한 전기구동장치(M)에 의해 지지축(24b)을 중심으로 선회하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 고안은 구조가 간단하여 제작이 용이함과 더불어 고장발생률이 적고, 배기가스의 배출이 원활하여 연소불량으로 인한 열효율저하가 방지되면서, 특히 배기연통의 구조적 특성상 배기가스가 물탱크 내부에서 하향회류하면서 잔열까지 모두 회수되어 열효율이 극대되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 보일러의 내부구조를 전체적으로 나타내는 종단면도이고, 도 2a 내지 2b는 본 고안에 따른 보일러의 잠금부재를 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 보일러의 배기연통을 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 보일러의 배기연통을 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 자동온도제어장치를 나타내는 구성도이며, 도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 공기조절구를 나타내는 구성도이다.

본 고안은 보일러에 관련되며, 이때 보일러는 연탄, 석탄을 포함한 고체연료를 연소시 발생되는 배기가스에 포함된 잔열까지 모두 회수하여 열효율을 극대화시키기 위해 물탱크(10), 서랍식화덕(20), 배기연통(30)을 포함하여 주요구성을 이루어진다.

본 고안에 따른 물탱크(10)는 일측에 연소실(12)이 구비되고, 내부에 물이 저장되면서 저장된 물을 공급 및 회수, 보충하는 배관(14)이 설치된다. 물탱크(10) 는 내부가 빈 중공의 통형태로 형성되고, 일측하단에 후술하는 서랍식화덕(20)이 내측으로 수용되도록 오목하게 함몰형성되는 연소실(12)이 구비된다. 즉 도 1처럼 연소실(12)의 입구를 제외한 나머지 부분이 물탱크(10) 내측에 위치됨에 따라 연탄, 석탄을 포함한 고체연료(F)를 연소시 발생되는 열에너지의 방출면적이 증가되어 물이 보다 신속하게 가열됨은 물론 열효율이 향상되는 이점이 있다.

그리고, 물탱크(10)의 내부공간과 연통되도록 다수개의 배관(14)이 설치되되, 이때 배관(14)은 물탱크(10) 내부에 저장된 물을 배출하는 배출관과, 배출관을 통하여 난방수로 공급된 물을 회수하는 투입관과, 또 온수사용으로 소모된 물을 보충하기 위한 보조관이 구비된다.

한편, 물탱크(10)는 내부에 저장된 물의 열손실을 방지하기 위해 외면에 단열재(도시생략)를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 서랍식화덕(20)은 연소실(12)에 설치되어 고체연료(F)가 수용되고, 레일(22)을 타고 수평이송되면서 일측에 공기조절구(24)가 구비된다. 서랍식화덕(20)은 고체연료(F)가 연소되는 공간으로서, 연소실(12)과 긴밀하게 맞물리도록 형성되고, 사용중 배기가스의 유출을 방지하기 위해 연소실(12) 입구와 대응하는 서랍식화덕(20)상에 내열패킹(도시생략)이 설치된다.

또, 서랍식화덕(20)은 연소실(12)에 수용되어 잠금부재(24)에 의해 잠금/해제되고, 잠금부재(26)는 물탱크(10) 외측에 구비되어 힌지(26a)를 축으로 선회하도록 구비된다. 이때 잠금부재(24)는 도 2a처럼 판형태로 형성되어 힌지(26a)를 축으로 선회하면서 일단이 서랍식화덕(20)에 걸쳐진 상태로 잠금해제되거나, 도 2b에 도시된 바와 같이 손잡이와 밀판과 연결판이 힌지(26a)를 통하여 서로 링크결합되어 잠금/해제되는 통상의 잠금부재(26)를 사용한다.

그리고, 서랍식화덕(20)은 레일(22)을 타고 수평이송되어 연소실(12) 내부로 투입되거나 분리된다. 이때 연탄용 서랍식화덕(20)은 도 1처럼 연탄의 형상을 고려하여 원통형의 수용부가 1~3개소에 형성되고, 또 석탄용 서랍식화덕은 고체연료의 특성상 연소시 재가 발생되므로 저면에 재를 수거하기 위한 재받이(도시생략)가 별도로 구비된다.

또, 공기조절구(24)는 서랍식화덕(20) 내측으로 연소에 필요한 공기를 공급하는 구멍으로서, 서랍식화덕(20) 외측에서 고체연료(F)의 저면부로 연통되도록 형성되고, 공기조절구(24)의 개방량을 조절하여 연소화력을 제어하게 된다.

또한, 본 고안에 따른 배기연통(30)은 연소실(12)에서 발생되는 배기가스가 물탱크(10)내부에서 하향회류되도록 일단은 연소실(12)과 연통되고, 다른 일단은 물탱크(10) 하측에 구비되는 외부연통(11)과 연통되도록 구비된다.

즉, 고체연료(F)가 연소하며 발생되는 고온의 배기가스가 배기연통(30)을 통하여 물탱크(10) 내부로 경유하여 외부연통(11)으로 배출되되, 이때 배기연통(30)이 물탱크(10) 내부에서 하향절곡형성되어 배기가스를 하향회류된다. 이에 배기가스의 이송속도가 지연되면서 배기가스에 포함된 잔열이 모두 회수되어 열효율이 향상되는바, 이에 따른 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.

도 3에서, 본 고안의 일실시예에 따른 배기연통을 살펴보면, 상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상부와 연통되어 배기가스를 상향이송시키는 상향수직관(31) 과, 상향수직관(31)과 연결되어 배기가스를 수평이송시키는 제1수평관(32)과, 제1수평관(32)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 하향수직관(33)과, 하향수직관(33)과 연결되어 배기가스를 수평이송시켜 물탱크 외부로 배출시키는 제2수평관(34)으로 구성된다.

이에, 고체연료(예컨대, 연탄)(F)가 연소시 발생되는 열에너지에 의해 연소실(12)이 가열되면서 물이 1차적으로 가열하고, 이어서 고온의 배기가스가 상향수직관(31)을 통하여 제1수평관(32)으로 이송되면서 2차적으로 물을 가열하며, 제1수평관(32)을 통과하면서 온도가 저하된 배기가스는 공기보다 무거워 가라앉는 성질로 인해 자연스럽게 하향수직관(33)을 타고 하향이송되면서 3차적으로 잔열이 모두 빼앗긴 상태로 제2수평관(34)을 통하여 외부로 배출된다.

도 4에서, 본 고안의 다른 실시예에 따른 배기연통을 살펴보면, 상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상부와 연통되어 배기가스를 상향이송시키는 상향수직관(31)과, 상향수직관(32)과 연결되어 배기가스를 후방으로 수평이송시키는 제1수평관(32)과, 제1수평관(32)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 하향수직관(33)과, 하향수직관(33)과 연결되어 배기가스를 양측으로 분산이송시키는 제1분할수평관(35)과, 제1분할수평관(35)의 양단에 연결되어 배기가스를 전방으로 수평이송시키는 제2분할수평관(36)과, 제2분할수평관(36)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 분할수직관(37)과, 분할수직관(37)의 단부에 양단이 연결되어 배기가스를 수평이송시키는 제3분할수평관(38)과, 제3분할수평관(38)상에 연결되어 배기가스를 물탱크(10) 외부로 외부로 배출시키는 제2수평관(34)으로 구성된다.

여기서, 상향수직관(31) 및 제1수평관(32), 하향수직관(33)은 상기한 본 고안의 일실시예의 작용효과와 동일하고, 하향수직관(33)을 통과한 배기가스는 제1분할수평관(35)을 통하여 양측으로 분할 이송되고, 이어서 제2분할수평관(36)과 분할수직관(37)에 의해 다시 이송속도가 지연되면서 배기가스에 포함된 잔열이 회수된 후 제3분할수평관(38)과 제2수평관(34)을 통하여 외부로 배출된다.

이때, 상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상하단에 상향수직관(31)과 제1수평관(32), 제3분할수평관(38)이 위치되고, 양단에 제2분할수평관(36)과 분할수직관(37)이 위치되며, 후방에 하향수직관(33)과 제1분할수평관(35)이 위치되어 연소실(12)을 감싸는 형태로 구비됨에 따라 물탱크(10)를 콤팩트한 사이즈로 제작 가능함은 물론 배기연통(30)이 물탱크(10) 내부공간에 전체적으로 분산배치되어 물이 보다 신속하게 가열되는 이점이 있다.

또한, 상기 배기연통(30)의 상향수직관(31)과 제1수평관(32)은 금속재질로 형성되고, 상향수직관(31)과 제1수평관(32)을 제외한 나머지 부분은 내열플라스틱재질로 형성된다. 즉, 배기가스에 포함된 열이 상향수직관(31)과 제1수평관(32)을 거치면서 70~80% 방출되어 상향수직관(31)과 제1수평관(32)을 제외한 나머지 부분이 높은 온도의 배기가스에 노출되지 않으므로 내열플라스틱재질로 적용하더라도 고온에 의한 변형 및 손상이 방지된다. 그리고 내열플라스틱재질의 특성상 내부식성이 강하므로 연탄가스에 의한 부식이 방지되어 보일러의 수명이 장구히 유지되는 이점이 있다.

한편, 보일러를 사용하는 중에 결로현상으로 인해 배기연통(30) 내부에서 발 생되는 결로수를 배출하기 위해 외부연통(11) 하단에 밸브를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 물탱크(10) 내부의 물온도를 측정하는 온도센서(42)와, 사용자가 설정온도를 입력하는 온도입력부(44)와, 온도센서(42)의 온도를 입력받아 사용자가 입력한 온도와 비교하여 공기조절구(24)의 개방량을 조절하는 제어부(46)로 구성되는 자동온도제어장치(40)가 구비된다.

이때, 공기조절구(24)는 도 6처럼 마감판(24a)에 의해 개방량이 조절되고, 마감판(24a)은 모터, 전자석을 포함한 전기구동장치(M)에 의해 지지축(24b)을 중심으로 선회하도록 구비되어 제어부(46)에 의해 작동이 제어된다.

일사용예로서, 사용자가 설정온도를 40도 설정하면, 제어부(46)가 온도센서(42)를 통하여 검출된 물의 온도와 설정온도를 비교하여 설정온도보다 물온도가 낮을 경우에는 전기구동장치(M)를 제어하여 공기조절구(24)의 개방량을 확대하고, 이와 반대로 사용자가 입력한 설정온도보다 물온도가 높을 경우에는 공기조절구(24)의 개방량을 축소하게 된다.

이처럼, 자동온도제어장치(40)로 인해 고체연료(F)를 연료로 사용하는 보일러의 온도조절이 자동으로 이루어짐에 따라 기존에 공기조절구(24)의 수동조절로 인한 사용상 번거로운 단점이 해소되면서 불필요한 고체연료의 화력증가로 인한 에너지 낭비가 미연에 차단되는 이점이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 보일러의 내부구조를 전체적으로 나타내는 종단면도.

도 2a 내지 2b는 본 고안에 따른 보일러의 잠금부재를 나타내는 구성도.

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 보일러의 배기연통을 나타내는 사시도.

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 보일러의 배기연통을 나타내는 사시도.

도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 자동온도제어장치를 나타내는 구성도.

도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 공기조절구를 나타내는 구성도.

Claims

일측에 연소실(12)이 구비되고, 내부에 물이 저장되면서 저장된 물을 공급 및 회수, 보충하는 배관(14)이 설치되는 물탱크(10);

상기 연소실(12)에 설치되어 고체연료(F)가 수용되고, 레일(22)을 타고 수평이송되면서 일측에 공기조절구(24)가 구비되는 서랍식화덕(20); 및

상기 연소실(12)에서 발생되는 배기가스가 물탱크(10)내부에서 하향회류되도록 일단은 연소실(12)과 연통되고, 다른 일단은 물탱크(10) 하측에 구비되는 외부연통(11)과 연통되도록 구비되는 배기연통(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러.
제1항에 있어서,

상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상부와 연통되어 배기가스를 상향이송시키는 상향수직관(31)과, 상향수직관(31)과 연결되어 배기가스를 수평이송시키는 제1수평관(32)과, 제1수평관(32)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 하향수직관(33)과, 하향수직관(33)과 연결되어 배기가스를 수평이송시켜 물탱크 외부로 배출시키는 제2수평관(34)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제1항에 있어서,

상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상부와 연통되어 배기가스를 상향이송시키 는 상향수직관(31)과, 상향수직관(32)과 연결되어 배기가스를 후방으로 수평이송시키는 제1수평관(32)과, 제1수평관(32)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 하향수직관(33)과, 하향수직관(33)과 연결되어 배기가스를 양측으로 분산이송시키는 제1분할수평관(35)과, 제1분할수평관(35)의 양단에 연결되어 배기가스를 전방으로 수평이송시키는 제2분할수평관(36)과, 제2분할수평관(36)과 연결되어 배기가스를 하향이송시키는 분할수직관(37)과, 분할수직관(37)의 단부에 양단이 연결되어 배기가스를 수평이송시키는 제3분할수평관(38)과, 제3분할수평관(38)상에 연결되어 배기가스를 물탱크(10) 외부로 외부로 배출시키는 제2수평관(34)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제3항에 있어서,

상기 배기연통(30)은 연소실(12) 상하단에 상향수직관(31)과 제1수평관(32), 제3분할수평관(38)이 위치되고, 양단에 제2분할수평관(36)과 분할수직관(37)이 위치되며, 후방에 하향수직관(33)과 제1분할수평관(35)이 위치되어 연소실(12)을 감싸는 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제1항 내지 제3항 중에 어느 한항에 있어서,

상기 배기연통(30)의 상향수직관(31)과 제1수평관(32)은 금속재질로 형성되고, 상향수직관(31)과 제1수평관(32)을 제외한 나머지 부분은 내열플라스틱재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제1항에 있어서,

상기 서랍식화덕(20)은 연소실(12)에 수용되어 잠금부재(24)에 의해 잠금/해제되고, 잠금부재(26)는 물탱크(10) 외측에 구비되어 힌지(26a)를 축으로 선회하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제1항에 있어서,

상기 물탱크(10) 내부의 물온도를 측정하는 온도센서(42)와, 사용자가 설정온도를 입력하는 온도입력부(44)와, 온도센서(42)의 온도를 입력받아 사용자가 입력한 온도와 비교하여 공기조절구(24)의 개방량을 조절하는 제어부(46)로 구성되는 자동온도제어장치(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러.
제1항, 제7항중에 어느 한항에 있어서,

상기 공기조절구(24)는 마감판(24a)에 의해 개방량이 조절되고, 마감판(24a)은 모터, 전자석을 포함한 전기구동장치(M)에 의해 지지축(24b)을 중심으로 선회하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러.