KR20120114115A - 고체 연료 보일러 - Google Patents

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KR20120114115A
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위선정
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Abstract

고체 연료 보일러가 개시된다.
개시되는 고체 연료 보일러는 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재; 상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스; 상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재; 상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하고, 상단에 삽입 홀이 형성되는 연결 배관; 및 상기 삽입 홀을 통해 상기 연결 배관에 삽입되는 연결 축과, 상기 연결 배관을 따라 유동되는 상기 연소 가스에 난류가 형성되도록 하는 난류 형성부와, 상기 연결 축과 상기 난류 형성부 중 적어도 하나에서 서로 이격되면서 상기 연결 배관의 내벽 쪽으로 복수 개로 연장되고, 상기 연결 축이 상기 연결 배관을 따라 외력에 의해 승강될 때 함께 승강되면서 상기 연결 배관의 내벽에 붙은 연소 퇴적물을 제거할 수 있는 연소 퇴적물 제거부를 포함하는 배관 삽입 부재;를 포함한다.
개시되는 고체 연료 보일러에 의하면, 연결 배관에 대한 청소가 용이해질 수 있고, 고체 연료 보일러의 구조가 간명해지고 고체 연료 보일러가 컴팩트해질 수 있으며, 연소 효율이 향상될 수 있고, 연결 배관 연결부에서 재받이 연통 부재 쪽으로 연소 가스가 누출되지 아니하도록 할 수 있는 장점이 있다.

Description

고체 연료 보일러{Solid fuel boiler}
본 발명은 고체 연료 보일러에 관한 것이다.
고체 연료는 액체, 기체 등의 유체연료(流體燃料)에 대응되는 것으로, 고체 형상을 이루는 연료를 말한다.
이러한 고체 연료 중 난방, 온수 생산 등을 위해 고체 연료 보일러에 사용되는 것으로는 펠렛, 우드칩 등이 있다. 펠렛(wood-pellet)은 나무를 톱밥 형태로 파쇄시킨 후, 건조, 소성, 냉각 등의 과정을 거쳐 제조된 고체 연료를 말한다. 펠렛의 저렴한 연료비로 인해, 현재 펠렛 보일러에 대한 수요가 확대되고 있다.
일반적으로 고체 연료 보일러에는 연료가 화염에 의해 연소되는 화실이 구비되고, 이러한 화실에서 발생되는 연기를 외부로 배출하기 위한 연결 배관들과 연도가 설치된다.
종래의 고체 연료 보일러에 있어서는, 화실 및 연도와 연결되는 연결 배관들이 여러 번 구부러진 형태 및 직관으로 이루어지면서 화실 및 연도로만 연통되는 형태를 이룬다. 이러한 고체 연료 보일러가 지속적으로 작동되면, 연결 배관들 및 연도에 그을음 등 연소 퇴적물들이 쌓이게 되어 연소 효율이 저하되는 원인이 될 수 있어서, 이러한 그을음 등 연결 배관들 및 연도에 쌓인 연소 퇴적물을 제거해 주어야 한다.
그러나, 종래에는, 연결 배관들이 구부러진 형태 등이어서, 연소 퇴적물 제거가 용이하지 아니할 뿐만 아니라, 그러한 연소 퇴적물 제거를 위해 필요한 도구들이 고체 연료 보일러와 별도로 구비되어야 해서 보관 및 취급이 불편한 단점이 있다.
또한, 종래에는, 화실에서 연도로 연결되는 연결 배관의 구성이 복잡하여, 청소가 곤란할 뿐만 아니라, 보일러 구조가 복잡해지고 보일러가 비대해지는 원인이 되었다.
또한, 종래에는, 화실에서 연소가 일어나면서 형성된 연소 가스가 하부 케이스에 도달되어, 재받이 공간의 도어를 통해 임의로 누출되는 현상이 발생될 수 있었다.
본 발명은 화실에서 연도로 이어지는 연결 배관들이 용이하게 청소될 수 있는 고체 연료 보일러를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 화실에서 연도로 이어지는 연결 배관의 구조가 간명해질 수 있는 고체 연료 보일러를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 연소 가스가 하부 케이스의 재받이 공간의 도어를 통해 임의로 누출되지 아니하도록 할 수 있는 고체 연료 보일러를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 고체 연료 보일러는 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재; 상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스; 상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재; 상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하고, 상단에 삽입 홀이 형성되는 연결 배관; 및 상기 삽입 홀을 통해 상기 연결 배관에 삽입되는 연결 축과, 상기 연결 배관을 따라 유동되는 상기 연소 가스에 난류가 형성되도록 하는 난류 형성부와, 상기 연결 축과 상기 난류 형성부 중 적어도 하나에서 서로 이격되면서 상기 연결 배관의 내벽 쪽으로 복수 개로 연장되고, 상기 연결 축이 상기 연결 배관을 따라 외력에 의해 승강될 때 함께 승강되면서 상기 연결 배관의 내벽에 붙은 연소 퇴적물을 제거할 수 있는 연소 퇴적물 제거부를 포함하는 배관 삽입 부재;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러는 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재; 상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스; 상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재; 상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하고, 상기 화실 부재와 연통되어 상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 하강되는 제 1 연결 배관과, 상기 제 1 연결 배관의 하부에 상기 제 1 연결 배관과 연통되도록 형성되는 연결 배관 연결부와, 상기 연결 배관 연결부와 연통되어 상기 연결 배관 연결부까지 유동된 상기 연소 가스가 상승되면서 상기 연도 부재로 향하게 되는 제 2 연결 배관을 포함하는 연결 배관;을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러는 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재; 상기 화실 부재 내부에 배치되고, 상기 화실 부재 내부로 공급된 연료가 화염에 의해 연소되는 공간을 제공하는 연소 부재; 및 상기 연소 부재를 회전시키는 연소 부재 회전 부재;를 포함하고, 상기 연소 부재는 상기 연소 부재 회전 부재에 연결되어 회전될 수 있는 연소 부재 회전축과, 상기 연소 부재 회전축에 연결되어 회전될 수 있고, 상기 연소 부재를 향해 상승되는 외부 공기에 난류를 형성시킬 수 있는 난류 형성판과, 상기 난류 형성판의 상측에서 상기 연소 부재 회전축에 연결되어 회전될 수 있고, 상기 난류 형성판에 의해 난류를 형성하면서 유동된 외부 공기가 유입되며, 상기 화실 부재 내부로 공급된 고체 연료가 수용되어 연소가 일어나는 연료 수용부를 포함하고, 상기 연료 수용부는 상기 고체 연료가 수용될 수 있도록 그릇 형태로 이루어지고, 상기 연료 수용부 저면과 측면에 각각 상기 외부 공기가 유입되도록 하는 저면 외부 공기 도입 홀과 측면 외부 공기 도입 홀이 형성되며, 상기 연소 부재 회전축 상단과 상기 연료 수용부 상단에 각각 회전축 설치 차단 패널과 수용부 설치 차단 패널이 형성되어, 상기 난류 형성판을 지난 외부 공기는 각각 상기 저면 외부 공기 도입 홀과 상기 측면 외부 공기 도입 홀을 통해 상기 연료 수용부 내부로 유입된 다음, 상기 회전축 설치 차단 패널과 상기 수용부 설치 차단 패널에 의해 상기 연료 수용부에 수용된 상기 고체 연료 쪽으로 집중 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러는 내부에 물이 채워진 상부 케이스; 상기 상부 케이스 내의 물이 데워질 수 있도록 공급되는 연료를 연소시키고, 상기 상부 케이스 내의 물이 그 상단의 적어도 일부와 접하도록 상기 상부 케이스 내에 배치되는 화실 부재; 상기 화실 부재 내부에 배치되고, 상기 화실 부재 내부로 공급된 연료가 화염에 의해 연소되는 공간을 제공하는 연소 부재; 및 상기 화실 부재의 내벽 하단부에서 돌출되어, 상기 화실 부재와 상기 연소 부재 사이의 틈을 통해 연소 가스가 외부로 누출되지 아니하도록 차단하는 누출 차단부;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러는 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재; 상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스; 상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재; 상기 상부 케이스 하부에 설치되고, 블로워에 의해 외부 공기가 도입되어 상기 화실 부재 쪽으로 향하게 되는 하부 케이스; 상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하는 연결 배관들을 서로 연통시키고, 상기 하부 케이스 내에 배치되는 연결 배관 연결부; 상기 연결 배관 연결부와 상기 하부 케이스를 서로 연통시키고, 상기 하부 케이스 내를 유동하는 외부 공기 중 일부가 유동될 수 있는 외부 공기 유동 홀이 형성된 재받이 연통 부재; 및 상기 재받이 연통 부재에서 상기 연결 배관 연결부의 입구와 상기 하부 케이스의 입구를 각각 막을 수 있는 이중 도어와, 상기 이중 도어 사이에서 공기가 유동될 수 있으면서 상기 이중 도어가 서로 연결되도록 하는 이중 도어 연결부를 포함하는 이중 도어 부재;를 포함하고, 상기 이중 도어 부재가 상기 재받이 연통 부재에 설치된 상태에서 외부 공기가 상기 하부 케이스 내에서 유동되면, 상기 하부 케이스 내를 유동하는 외부 공기 중의 일부가 상기 외부 공기 유동 홀을 통해 상기 재받이 연통 부재 내부로 유입되어, 상기 이중 도어에서 상기 연결 배관 연결부의 입구를 막는 부분에 압력을 가함으로써, 상기 연결 배관 연결부에서 상기 재받이 연통 부재 쪽으로 연소 가스가 누출되지 아니하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고체 연료 보일러에 의하면, 배관 삽입 부재가 연결 배관에 삽입됨에 따라, 연결 배관 내를 유동하는 연소 가스에 난류가 발생되어 열교환 효율이 향상될 수 있고, 배관 삽입 부재를 일정 범위 내에서 승강시킴으로써 연결 배관 내의 연소 퇴적물을 제거시킬 수 있으므로, 연결 배관에 대한 청소가 용이해질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러에 의하면, 연결 배관이 화실 부재에서 발생된 연소 가스를 각각 한 차례의 하강 및 상승하도록 한 후 바로 연도 부재로 전달되도록 구성됨으로써, 연결 배관을 통한 연소 가스의 유동 구조가 간명해질 수 있으므로, 고체 연료 보일러에 대한 청소가 용이해질 수 있고, 고체 연료 보일러의 구조가 간명해지고 고체 연료 보일러가 컴팩트해질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러에 의하면, 하부 케이스 내부의 공기가 축 지지부 홀을 통해 유입된 다음, 난류 형성판에 의해 가로막혀 난류가 형성되면서 상승되고, 그 유동된 공기는 각각 저면 외부 공기 도입 홀과 측면 외부 공기 도입 홀을 통해 연료 수용부 내부로 유입된 다음, 회전축 설치 차단 패널과 수용부 설치 차단 패널에 의해 연료 수용부 내부의 연료로 집중될 수 있고, 그에 따라 연소 효율이 향상될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 고체 연료 보일러에 의하면, 이중 도어 부재가 재받이 연통 부재에 설치된 상태에서 외부 공기가 하부 케이스 내에서 유동되면, 하부 케이스 내를 유동하는 외부 공기 중의 일부가 외부 공기 유동 홀을 통해 재받이 연통 부재 내부로 유입되어, 이중 도어에서 연결 배관 연결부의 입구를 막는 도어 부분에 압력을 가함으로써, 연결 배관 연결부에서 재받이 연통 부재 쪽으로 연소 가스가 누출되지 아니하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러의 구성을 보이는 수직 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 A부분에 대한 확대도.
도 3은 도 1에 도시된 B부분에 대한 확대도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러의 구성을 보이는 수평 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 2 연결 배관에 제 2 배관 삽입 부재가 삽입된 모습을 보이는 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 2 연결 배관과 제 2 배관 삽입 부재가 분리된 모습을 보이는 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 1 연결 배관에 제 1 배관 삽입 부재가 삽입된 모습을 보이는 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 1 연결 배관과 제 1 배관 삽입 부재가 분리된 모습을 보이는 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 재받이 연통 부재와 이중 도어 부재가 적용된 모습을 보이는 사시도.
도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에서의 공기 흐름을 보이는 도면들.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 이하에서는 고체 연료 보일러에 적용되는 연료가 펠렛(wood-pellet), 우드칩 등의 고체 연료로 제시되나 이는 예시적인 것이고, 기름 등의 액체 연료, 천연 가스 등의 기체 연료도 화실, 연료 공급 부재 등의 간단한 변경과 함께 적용시킬 수 있는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러는 고체 연료, 액체 연료 및 기체 연료 모두를 연소 대상으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러의 구성을 보이는 수직 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A부분에 대한 확대도이고, 도 3은 도 1에 도시된 B부분에 대한 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러의 구성을 보이는 수평 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 2 연결 배관에 제 2 배관 삽입 부재가 삽입된 모습을 보이는 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 2 연결 배관과 제 2 배관 삽입 부재가 분리된 모습을 보이는 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 1 연결 배관에 제 1 배관 삽입 부재가 삽입된 모습을 보이는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 적용되는 제 1 연결 배관과 제 1 배관 삽입 부재가 분리된 모습을 보이는 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에 재받이 연통 부재와 이중 도어 부재가 적용된 모습을 보이는 사시도이고, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 연료 보일러에서의 공기 흐름을 보이는 도면들이다.
도 1 내지 도 11을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 고체 연료 보일러(100)는 상부 케이스(110)와, 하부 케이스(120)와, 연소 부재 회전 부재(130)와, 화실 부재(140)와, 제 1 연결 배관(150), 제 2 연결 배관(155) 등의 연결 배관과, 연도 부재(170)와, 연소 부재(180)와, 연료 공급 부재(190)와, 제 1 배관 삽입 부재(200), 제 2 배관 삽입 부재(210) 등의 배관 삽입 부재와, 재받이 연통 부재(227)와, 이중 도어 부재(220)를 포함하고, 연료를 연소시키면서 난방, 온수 공급 등 고체 연료 보일러 기능을 수행하는 것이다.
상기 상부 케이스(110)는 상기 연도 부재(170), 상기 연료 공급 부재(190), 상기 화실 부재(140), 상기 연소 부재(180) 등이 내부에 배치되고, 내부에 가열 대상인 물이 차 있는 것이다. 물론, 상기 상부 케이스(110) 내에 배치되는 것으로 제시된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들은 상기 상부 케이스(110) 외부에 배치될 수도 있다.
도면 번호 112는 상기 고체 연료 보일러(100)가 온수, 난방 등을 공급하는 수요처를 경유한 물이 유입되는 유입관이고, 도면 번호 111은 상기 고체 연료 보일러(100)에서 상기 수요처로 물이 유출되는 유출관이다.
도면 번호 113은 상기 상부 케이스(110) 내부와 상기 화실 부재(140) 외부 사이의 물이 채워지는 공간이다.
도면 번호 114는 물받침 격판으로, 상기 상부 케이스(110) 내부의 공간(113)에 수용된 물이 그 상측 공간에 수용되도록 하는 것이다.
상기 하부 케이스(120)는 상기 물받침 격판(114)에 의해 상기 상부 케이스(110)와 구획되면서 상기 상부 케이스(110) 하부에 배치되는 것으로, 내부에 공기 유로가 형성되고, 상기 화실 부재(140)에서 상기 연료가 연소되면서 형성되는 재가 낙하되어 쌓이는 재받이 공간이 형성된다.
도면 번호 124는 외부 공기 도입을 위한 블로워이고, 도면 번호 121은 상기 블로워(124)에 의해 외부로부터 상기 하부 케이스(120) 내부로 도입된 공기가 유동되는 공간이고, 도면 번호 122는 상기 하부 케이스(120) 내부를 유동하는 공기가 상기 연료 공급 부재(190) 쪽으로 공급될 수 있도록 연통된 부분이다.
상기 화실 부재(140)는 상기 연료 공급 부재(190)에 의해 공급되는 연료가 연소되고, 그러한 연소 과정에서 가열되어 상기 상부 케이스(110) 내부 공간(113)에 채워진 물이 데워지도록 하는 것이다.
상기 화실 부재(140) 하부에 상기 연소 부재(180)가 배치되는데, 이에 대하여는 후술한다. 도면 번호 141은 상기 화실 부재(140) 상부를 개폐시키는 화실 부재 덮개이다.
상기 제 1 연결 배관(150)은 상기 화실 부재(140)의 상부와 연통되면서 상하 방향으로 연장된 형태로 설치되어, 상기 화실 부재(140)에서 연료의 연소 과정에서 발생되는 연소 가스가 유입되어 하강되는 관이다. 그러한 하강 과정에서 연소 가스 내의 열기가 상기 상부 케이스(110) 내의 공간(113)에 수용된 물과 열교환될 수 있다.
상기 제 1 연결 배관(150)을 통해 하강된 연소 가스는 상기 하부 케이스(120) 내에 형성된 연결 배관 연결부(123)로 유입된다.
상기 연결 배관 연결부(123)는 상기 제 1 연결 배관(150)과 상기 제 2 연결 배관(155)을 서로 연통시키면서 외부와 격리된 공간이다. 상기 연결 배관 연결부(123)에는 상기 제 1 연결 배관(150)과 상기 제 2 연결 배관(155)이 각각 복수 개 연통될 수 있다.
상기 제 2 연결 배관(155)은 상기 화실 부재(140) 외측에서 상하 방향으로 연장된 관으로서, 상기 제 1 연결 배관(150)을 통해 하강된 후 상기 연결 배관 연결부(123)를 경유한 연소 가스가 상승되면서 상기 상부 케이스(110) 내부의 공간(113)에 수용된 물과 열교환될 수 있는 것이다.
상기 제 1 연결 배관(150) 및 상기 제 2 연결 배관(155)은 상기 화실 부재(140)에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재(170)로 이동되는 경로를 형성하고, 각각 그 상단에 삽입 홀이 형성되는 것으로, 연결 배관으로 정의될 수 있다. 상기 연결 배관이 상기 제 1 연결 배관(150) 및 상기 제 2 연결 배관(155)으로 구성된 것은 예시적인 것이고, 다양한 갯수의 연결 배관이 적용될 수 있다.
상기 연도 부재(170)는 복수 개의 상기 제 2 연결 배관(155)을 통해 상승된 연소 가스가 모아진 후 외부로 배출되는 것이다.
본 실시예에서는, 상기 연결 배관 연결부(123)가 상기 하부 케이스(120) 내측에 배치되되, 상기 하부 케이스(120)의 내벽과의 사이에 공간(121, 122)이 형성되도록 상기 하부 케이스(120)의 내벽과 이격되면서 배치된다. 즉, 상기 하부 케이스(120) 내부가 이중 구조로 구성된다. 그러면, 상기 연결 배관 연결부(123)에서 상기 하부 케이스(120)로의 전도 등에 의한 열전달이 차단될 수 있고, 그에 따라 그러한 열전달에 따른 열손실이 차단될 수 있고, 그러한 열전달에 따라 상기 하부 케이스(120)가 가열되어 사용자의 화상 위험이 증가되는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 상기 블로워(124)에 의해 상기 하부 케이스(120) 내부로 유입된 외부 공기는 상기 하부 케이스(120)와 상기 연결 배관 연결부(123) 사이의 공간(121, 122)을 통해 유동되면서 데워진 후 상기 화실 부재(140), 상세히는 상기 연소 부재(180)로 공급될 수 있다. 상기와 같이 데워진 공기가 상기 연소 부재(180)로 공급됨에 따라, 상기 연소 부재(180)에서 연소가 더욱 원활하게 이루어져서, 연소 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 연결 배관의 상단에 삽입 홀이 관통 형성된다. 바람직하게는, 상기 연결 배관이 상하 방향으로 곧게 형성되고, 상기 삽입 홀이 상기와 같은 곧은 형태의 연결 배관의 상단을 개방한 형태가 될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 연결 배관(150) 내부에 그 삽입 홀을 통해 제 1 배관 삽입 부재(200)가 삽입되고, 상기 제 2 연결 배관(155) 내부에 그 삽입 홀을 통해 제 2 배관 삽입 부재(210)가 삽입된다.
상기 제 1 배관 삽입 부재(200)와 상기 제 2 배관 삽입 부재(210)는 배관 삽입 부재로 정의될 수 있다.
상기 제 1 배관 삽입 부재(200)는 상기 삽입 홀을 통해 상기 제 1 연결 배관(150)에 삽입되는 연결 축(201)과, 상기 연결 축(201)의 상단에 연결되어 작업자가 손으로 잡을 수 있고 상기 제 1 연결 배관(150)의 상단에 걸려 상기 제 1 배관 삽입 부재(200)가 상기 제 1 연결 배관(150) 상에 걸린 상태를 유지시킬 수 있는 손잡이부(202)와, 상기 연결 축(201)에서 연장되고 상기 제 1 연결 배관(150)의 삽입 홀을 막아 연소 가스의 누출을 방지하는 배관 마개(203)와, 상기 연결 축(201) 상에 서로 이격되면서 복수 개 배치된 배관 삽입부(205)를 포함한다.
상기 배관 삽입부(205)는 상기 연결 축(201)에서 원판 등 플레이트 형상으로 연장되어 상기 제 1 연결 배관(150)을 따라 유동되는 상기 연소 가스의 유동을 막아 상기 연소 가스에 난류가 형성되도록 하는 난류 형성부(206)와, 상기 연결 축(201)과 상기 난류 형성부(206) 중 적어도 하나에서 서로 이격되면서 상기 제 1 연결 배관(150)의 내벽 쪽으로 복수 개로 연장되는 연장부(207)와, 상기 연장부(207)의 말단에 형성되어 상기 연결 축(201)이 상기 제 1 연결 배관(150)을 따라 외력에 의해 승강될 때 함께 승강되면서 상기 제 1 연결 배관(150)의 내벽에 붙은 연소 퇴적물을 긁어내어 제거할 수 있는 연소 퇴적물 제거부(208)를 포함한다.
상기 연장부(207)와 상기 연소 퇴적물 제거부(208)는 복수 개가 서로 이격되면서 형성될 수 있고, 도면 번호 209는 복수 개의 상기 연장부(207) 사이에 형성되는 가스 경유 홀이다.
상기 난류 형성부(206)에 의해 가로막힌 연소 가스는 상기 가스 경유 홀(209)을 통해 하강될 수 있는데, 이러한 유동 패턴에 의해, 상기 제 1 연결 배관(150) 내에서 유동되는 연소 가스에 난류가 발생되면서 열교환 효율이 향상될 수 있다.
상기 고체 연료 보일러(100)가 작동될 때에는, 상기 제 1 배관 삽입 부재(200)가 상기 제 1 연결 배관(150) 상에 삽입된 상태를 유지하여, 상기 제 1 연결 배관(150) 내에서 난류를 형성시키고, 상기 제 1 연결 배관(150) 내의 연소 퇴적물 제거가 요구되는 경우, 작업자가 상기 손잡이부(202)를 잡고 상기 제 1 배관 삽입 부재(200)를 반복적으로 승강시키면, 상기 연소 퇴적물 제거부(208)가 승강되면서 상기 제 1 연결 배관(150) 내벽의 연소 퇴적물을 긁어내어 제거시킬 수 있다. 이 때, 상기 배관 삽입부(205) 사이의 간격만큼만 상기 제 1 배관 삽입 부재(200)가 승강 이동되어도 상기 제 1 연결 배관(150) 내벽 전체의 연소 퇴적물이 모두 제거될 수 있으므로, 연소 퇴적물 제거가 용이해질 수 있다.
상기에서 제 1 배관 삽입 부재(200)에 관하여 기재된 설명 중 상기 배관 마개(203)만 제거된 형태가 상기 제 2 배관 삽입 부재(210)가 되므로, 그 중복되는 설명은 그에 갈음하고 여기서는 생략하기로 한다. 상기 제 2 연결 배관(155) 내에서는 연소 가스가 상승되어 상기 연도 부재(170)로 유동되어야 하므로, 삽입 홀이 개방된 형태가 되어야 하고, 그에 따라 상기 배관 마개(203)가 제거된 형태의 상기 제 2 배관 삽입 부재(210)가 적용된다.
상기와 같이, 상기 배관 삽입 부재(200, 210)가 상기 연결 배관(150, 155)에 삽입됨에 따라, 상기 연결 배관(150, 155) 내를 유동하는 연소 가스에 난류가 발생되어 열교환 효율이 향상될 수 있고, 상기 배관 삽입 부재(200, 210)를 일정 범위 내에서 승강시킴으로써 상기 연결 배관(150, 155) 내의 연소 퇴적물을 제거시킬 수 있으므로, 상기 연결 배관(150, 155)에 대한 청소가 용이해질 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 연결 배관(150, 155)이 상기 화실 부재(140)에서 발생된 연소 가스를 각각 한 차례의 하강 및 상승하도록 한 후 바로 상기 연도 부재(170)로 전달되도록 구성됨으로써, 상기 연결 배관(150, 155)을 통한 연소 가스의 유동 구조가 간명해질 수 있으므로, 상기 고체 연료 보일러(100)에 대한 청소가 용이해질 수 있고, 상기 고체 연료 보일러(100)의 구조가 간명해지고 상기 고체 연료 보일러(100)가 컴팩트해질 수 있다.
도면 번호 171과 172는 상기 연도 부재(170)에서 상기 배관 삽입 부재(200, 210) 상단에 대응되는 위치에 각각 형성되는 홀을 막는 연도 부재 마개들로서, 작업자가 상기 연도 부재 마개들(171, 172)을 제거한 후 상기 배관 삽입 부재(200, 210)를 손으로 잡고 승강시키면서 상기 연결 배관(150, 155)을 청소할 수 있다.
상기 연소 부재(180)는 상기 화실 부재(140) 내부, 여기서는 하부에 배치되고, 상기 화실 부재(140) 내부로 공급된 연료가 화염에 의해 연소되는 공간을 제공하는 것이다.
상기 연소 부재 회전 부재(130)는 모터 등으로서, 상기 연소 부재(180)를 회전시키는 것이다. 도면 번호 131은 기어 등으로서, 상기 연소 부재 회전 부재(130)의 회전력을 상기 연소 부재(180)를 구성하는 연소 부재 회전축(185)에 전달하여 상기 연소 부재 회전축(185)을 회전시키는 것이다.
상기 연소 부재(180)는 상기 연소 부재 회전 부재(130)에 연결되어 회전될 수 있는 연소 부재 회전축(185)과, 상기 연소 부재 회전축(185)에 연결되어 회전될 수 있고, 상기 연소 부재(180)를 향해 상승되는 외부 공기에 난류를 형성시킬 수 있는 난류 형성판(181)과, 상기 난류 형성판(181)의 상측에서 상기 연소 부재 회전축(130)에 연결되어 회전될 수 있고, 상기 난류 형성판(181)에 의해 난류를 형성하면서 유동된 외부 공기가 유입되며, 상기 화실 부재(140) 내부로 공급된 고체 연료가 수용되어 연소가 일어나는 연료 수용부(182)를 포함한다.
상기 연료 수용부(182)는 상기 고체 연료가 수용될 수 있도록 그릇 형태로 이루어지고, 상기 연료 수용부(182) 저면과 측면에 각각 상기 외부 공기가 유입되도록 하는 저면 외부 공기 도입 홀(183)과 측면 외부 공기 도입 홀(184)이 형성되며, 상기 연소 부재 회전축(185) 상단과 상기 연료 수용부(182) 상단에 각각 회전축 설치 차단 패널(186)과 수용부 설치 차단 패널(187)이 형성된다.
도면 번호 115는 상기 연소 부재 회전축(185)을 지지하는 축 지지부이고, 도면 번호 116은 상기 축 지지부(115)를 관통하는 축 지지부 홀로서, 상기 하부 케이스(120) 내부를 유동하는 공기가 통과되는 것이다.
상기와 같이 구성되면, 상기 하부 케이스(120) 내부의 공기가 상기 축 지지부 홀(116)을 통해 유입된 다음, 상기 난류 형성판(181)에 의해 가로막혀 난류가 형성되면서 상승된다.
그런 다음, 상기와 같이 유동된 공기는 각각 상기 저면 외부 공기 도입 홀(183)과 상기 측면 외부 공기 도입 홀(184)을 통해 상기 연료 수용부(182) 내부로 유입된 다음, 상기 회전축 설치 차단 패널(186)과 상기 수용부 설치 차단 패널(187)에 의해 상기 연료 수용부(182) 내부의 연료로 집중 유도될 수 있고, 그에 따라 연소 효율이 향상될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 상부 케이스(110) 내의 물이 상기 화실 부재(140)의 상단의 적어도 일부, 상기 화실 부재 덮개(141) 부분을 제외한 나머지 상단 부분에서도 접하도록 구성된다. 그러면, 종래 상기 상부 케이스(110) 내의 물이 상기 상부 케이스(110) 측면만과 접하도록 구성되는 경우에 비해, 열교환 효율이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상기 화실 부재(140)의 내벽 하단부에 누출 차단부(117)가 돌출된다. 상기 누출 차단부(117)는 상기 화실 부재(140)의 내벽 하단부를 따라 원형 테 형태로 이루어질 수 있다.
상기 누출 차단부(117)는 상기 화실 부재(140)의 결합 시에 상기 화실 부재(140)가 상기 하부 케이스(120) 일부, 예를 들어 상기 축 지지부(115)의 상단 등에 얹혀, 상기 화실 부재(140)와 상기 연소 부재(180) 사이의 틈을 통해 연소 가스가 외부로 노출되지 아니하도록 차단한다.
본 실시예에서는, 상기 재받이 연통 부재(227)가 상기 연결 배관 연결부(123)와 상기 하부 케이스(120)를 서로 연결하여 연통시키는 것이다. 상기 재받이 연통 부재(227)에는 상기 하부 케이스(120) 내를 유동하는 외부 공기 중 일부가 상기 재받이 연통 부재(227) 내부로 유입되어 유동될 수 있는 외부 공기 유동 홀(228)이 형성된다.
상기 이중 도어 부재(220)는 상기 재받이 연통 부재(227)에서 상기 연결 배관 연결부(123)의 입구와 상기 하부 케이스(120)의 입구를 각각 막을 수 있는 이중 도어(221, 223)와, 상기 이중 도어(221, 223) 사이에서 공기가 유동될 수 있으면서 상기 이중 도어(221, 223)가 서로 연결되도록 하는 이중 도어 연결부(222)를 포함한다. 도면 번호 224는 상기 이중 도어 연결부(222)에 의해 상기 이중 도어(221, 223) 사이에서 공기가 유동될 수 있는 공간이고, 도면 번호 225는 전면의 도어(221)에 설치되는 손잡이(225)이다.
상기와 같이 구성되면, 상기 이중 도어 부재(220)가 상기 재받이 연통 부재(227)에 설치된 상태에서 외부 공기가 상기 하부 케이스(120) 내에서 유동되면, 상기 하부 케이스(120) 내를 유동하는 외부 공기 중의 일부가 상기 외부 공기 유동 홀(228)을 통해 상기 재받이 연통 부재(227) 내부로 유입되어, 상기 이중 도어(221, 223)에서 상기 연결 배관 연결부(123)의 입구를 막는 도어(223) 부분에 압력을 가함으로써, 상기 연결 배관 연결부(123)에서 상기 재받이 연통 부재(227) 쪽으로 연소 가스가 누출되지 아니하도록 한다.
또한, 상기 이중 도어 부재(220)가 이중 구조를 이루어 그 사이 공간(224)을 통해 공기가 유동될 수 있음에 따라, 상기 블로워(124)에 의해 유동되어 상기 연소 부재(180) 쪽으로 연소를 위해 유입되는 공기가 상기 공간(224)을 통과하게 되어, 외부로의 열손실이 차단될 수 있고, 연소를 위해 유입되는 공기의 온도가 높아질 수 있어서, 연소 효율이 향상될 수 있다.
상기 연료 공급 부재(190)는 상기 화실 부재(140)로 연료를 공급하는 것으로서, 상기 화실 부재(140)로 공급되기 위한 연료가 저장된 연료 저장 부재(미도시)로부터 연료를 도입해오는 연료 도입 관(191)과, 상기 연료 도입 관(191)을 통해 도입된 연료를 상기 화실 부재(140)로 전달하는 연료 전달 관(195)과, 상기 연료 도입 관(191)과 일정 높이차를 가지면서 배치되고, 상기 화실 부재(140) 내의 화염이 상기 연료 전달 관(195)을 통해 상기 연료 도입 관(191) 쪽으로 전염되지 아니하도록, 상기 연료 도입 관(191) 쪽에서 상기 연료 전달 관(195) 쪽으로 공기 유동을 형성시키는 공기 유동 형성 부재(194)를 포함한다.
도면 번호 192 및 196은 각각 상기 연료 도입 관(191) 및 상기 연료 전달 관(195) 내에서 연료를 전진시키기 위한 연료 전진 스크류이고, 도면 번호 197은 상기 연료 전달 관(195) 내의 상기 연료 전진 스크류(196)를 회전시키기 위한 스크류 회전 부재이다. 상기 연료 도입 관(191) 내의 상기 연료 전진 스크류(192)를 회전시키기 위한 스크류 회전 부재도 도시되지는 아니하였지만 상기 연료 도입 관(191) 후단부에 설치된다.
도면 번호 193은 상기 연료 도입 관(191)과 상기 연료 전달 관(195)을 연통시키는 연료 전달 연통 관이다.
본 실시예에서는, 상기 공기 유동 형성 부재(194)가 상기 하부 케이스(120)의 부분(122)과 그 일 측이 연통되고, 타 측이 상기 연료 전달 연통 관(193)과 연통되는 관 형태로 제시된다.
상기 블로워(124)에 의해 상기 하부 케이스(120) 내부에 형성된 공기 유동에 의해 공기가 상기 공기 유동 형성 부재(194)를 경유하여 상기 연료 전달 연통 관(193)으로 유입되고, 상기와 같이 유입된 공기의 압력에 의해 상기 연료 전달 관(195)에서 상기 연료 도입 관(191)으로의 화염 전달이 차단될 수 있다.
물론, 상기 공기 유동 형성 부재(194)는 별도의 블로워 등으로 구성되어, 독자적으로 상기 연료 전달 연통 관(193) 내로 공기를 유입시킬 수도 있다.
이하에서는 상기 고체 연료 보일러(100)의 작동에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 연료 공급 부재(190)가 작동되면, 연료가 상기 화실 부재(140) 내의 상기 연소 부재(180)에 공급되어, 상기 연료 수용부(182)에 얹히게 된다.
이 때, 상기 블로워(124)가 작동되면, 외부 공기가 상기 하부 케이스(120) 내로 유입되어 유동하게 되고, 그러한 유동되는 외부 공기가 상기 연소 부재(180)로 공급된다.
상기와 같이 상기 연소 부재(180)로 공급된 공기를 이용하여 상기 연소 부재(180)에서 연료 연소가 일어나고, 그러한 연료 연소 시 발생되는 열기에 의해 상기 상부 케이스(110) 내의 물이 데워지게 된다.
상기 연소 부재(180)에서 연료 연소가 진행되면서 발생되는 연소 가스는 상기 화실 부재(140)를 통해 상승된 다음, 상기 제 1 연결 배관(150)을 통해 하강된 후, 상기 연결 배관 연결부(123)를 통해 상기 제 2 연결 배관(155)으로 유입된다.
상기 제 2 연결 배관(155)으로 유입된 연소 가스는 상기 제 2 연결 배관(155)을 따라 상승된 후, 상기 연도 부재(170)를 통해 외부로 배출된다.
이러한 과정에서 상기 상부 케이스(110) 내부에 수용된 물이 가열되어 상기 고체 연료 보일러(100)가 온수 공급, 난방 등 고체 연료 보일러 기능을 수행할 수 있다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고체 연료 보일러에 의하면, 화실에서 연도로 이어지는 연결 배관들이 용이하게 청소될 수 있고, 화실에서 연도로 이어지는 연결 배관의 구조가 간명해질 수 있으며, 연소 가스가 하부 케이스의 재받이 공간의 도어를 통해 임의로 누출되지 아니하도록 할 수 있으므로, 그 산업상 이용 가능성이 높다고 하겠다.

Claims (5)

  1. 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재;
    상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스;
    상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재;
    상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하고, 상단에 삽입 홀이 형성되는 연결 배관; 및
    상기 삽입 홀을 통해 상기 연결 배관에 삽입되는 연결 축과,
    상기 연결 배관을 따라 유동되는 상기 연소 가스에 난류가 형성되도록 하는 난류 형성부와,
    상기 연결 축과 상기 난류 형성부 중 적어도 하나에서 서로 이격되면서 상기 연결 배관의 내벽 쪽으로 복수 개로 연장되고, 상기 연결 축이 상기 연결 배관을 따라 외력에 의해 승강될 때 함께 승강되면서 상기 연결 배관의 내벽에 붙은 연소 퇴적물을 제거할 수 있는 연소 퇴적물 제거부를 포함하는 배관 삽입 부재;를 포함하는 고체 연료 보일러.
  2. 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재;
    상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스;
    상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재;
    상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하고,
    상기 화실 부재와 연통되어 상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 하강되는 제 1 연결 배관과,
    상기 제 1 연결 배관의 하부에 상기 제 1 연결 배관과 연통되도록 형성되는 연결 배관 연결부와,
    상기 연결 배관 연결부와 연통되어 상기 연결 배관 연결부까지 유동된 상기 연소 가스가 상승되면서 상기 연도 부재로 향하게 되는 제 2 연결 배관을 포함하는 연결 배관;을 포함하는 고체 연료 보일러.
  3. 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재;
    상기 화실 부재 내부에 배치되고, 상기 화실 부재 내부로 공급된 연료가 화염에 의해 연소되는 공간을 제공하는 연소 부재; 및
    상기 연소 부재를 회전시키는 연소 부재 회전 부재;를 포함하고,
    상기 연소 부재는
    상기 연소 부재 회전 부재에 연결되어 회전될 수 있는 연소 부재 회전축과,
    상기 연소 부재 회전축에 연결되어 회전될 수 있고, 상기 연소 부재를 향해 상승되는 외부 공기에 난류를 형성시킬 수 있는 난류 형성판과,
    상기 난류 형성판의 상측에서 상기 연소 부재 회전축에 연결되어 회전될 수 있고, 상기 난류 형성판에 의해 난류를 형성하면서 유동된 외부 공기가 유입되며, 상기 화실 부재 내부로 공급된 고체 연료가 수용되어 연소가 일어나는 연료 수용부를 포함하고,
    상기 연료 수용부는 상기 고체 연료가 수용될 수 있도록 그릇 형태로 이루어지고, 상기 연료 수용부 저면과 측면에 각각 상기 외부 공기가 유입되도록 하는 저면 외부 공기 도입 홀과 측면 외부 공기 도입 홀이 형성되며,
    상기 연소 부재 회전축 상단과 상기 연료 수용부 상단에 각각 회전축 설치 차단 패널과 수용부 설치 차단 패널이 형성되어,
    상기 난류 형성판을 지난 외부 공기는 각각 상기 저면 외부 공기 도입 홀과 상기 측면 외부 공기 도입 홀을 통해 상기 연료 수용부 내부로 유입된 다음, 상기 회전축 설치 차단 패널과 상기 수용부 설치 차단 패널에 의해 상기 연료 수용부에 수용된 상기 고체 연료 쪽으로 집중 유도되는 것을 특징으로 하는 고체 연료 보일러.
  4. 내부에 물이 채워진 상부 케이스;
    상기 상부 케이스 내의 물이 데워질 수 있도록 공급되는 연료를 연소시키고, 상기 상부 케이스 내의 물이 그 상단의 적어도 일부와 접하도록 상기 상부 케이스 내에 배치되는 화실 부재;
    상기 화실 부재 내부에 배치되고, 상기 화실 부재 내부로 공급된 연료가 화염에 의해 연소되는 공간을 제공하는 연소 부재; 및
    상기 화실 부재의 내벽 하단부에서 돌출되어, 상기 화실 부재와 상기 연소 부재 사이의 틈을 통해 연소 가스가 외부로 누출되지 아니하도록 차단하는 누출 차단부;를 포함하는 고체 연료 보일러.
  5. 공급되는 연료를 연소시키는 화실 부재;
    상기 화실 부재가 내부에 배치되고, 내부 공간에 물이 수용되는 상부 케이스;
    상기 화실 부재에서 상기 연료가 연소되면서 발생되는 연소 가스가 외부로 배출되는 연도 부재;
    상기 상부 케이스 하부에 설치되고, 블로워에 의해 외부 공기가 도입되어 상기 화실 부재 쪽으로 향하게 되는 하부 케이스;
    상기 화실 부재에서 발생된 상기 연소 가스가 상기 연도 부재로 이동되는 경로를 형성하는 연결 배관들을 서로 연통시키고, 상기 하부 케이스 내에 배치되는 연결 배관 연결부;
    상기 연결 배관 연결부와 상기 하부 케이스를 서로 연통시키고, 상기 하부 케이스 내를 유동하는 외부 공기 중 일부가 유동될 수 있는 외부 공기 유동 홀이 형성된 재받이 연통 부재; 및
    상기 재받이 연통 부재에서 상기 연결 배관 연결부의 입구와 상기 하부 케이스의 입구를 각각 막을 수 있는 이중 도어와, 상기 이중 도어 사이에서 공기가 유동될 수 있으면서 상기 이중 도어가 서로 연결되도록 하는 이중 도어 연결부를 포함하는 이중 도어 부재;를 포함하고,
    상기 이중 도어 부재가 상기 재받이 연통 부재에 설치된 상태에서 외부 공기가 상기 하부 케이스 내에서 유동되면, 상기 하부 케이스 내를 유동하는 외부 공기 중의 일부가 상기 외부 공기 유동 홀을 통해 상기 재받이 연통 부재 내부로 유입되어, 상기 이중 도어에서 상기 연결 배관 연결부의 입구를 막는 부분에 압력을 가함으로써, 상기 연결 배관 연결부에서 상기 재받이 연통 부재 쪽으로 연소 가스가 누출되지 아니하도록 하는 것을 특징으로 하는 고체 연료 보일러.
KR1020110031912A 2011-04-06 2011-04-06 고체 연료 보일러 KR20120114115A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101479841B1 (ko) * 2013-05-01 2015-01-14 위선정 보일러
KR20160141207A (ko) 2015-05-29 2016-12-08 한국에너지기술연구원 고체 연료보일러용 2차 공기 분사 장치 및, 배가스 재순환과 2차 공기 분사 기능을 갖는 고체 연료보일러 및 그 고체 연료 보일러의 작동방법

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KR101479841B1 (ko) * 2013-05-01 2015-01-14 위선정 보일러
KR20160141207A (ko) 2015-05-29 2016-12-08 한국에너지기술연구원 고체 연료보일러용 2차 공기 분사 장치 및, 배가스 재순환과 2차 공기 분사 기능을 갖는 고체 연료보일러 및 그 고체 연료 보일러의 작동방법

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