KR20130063806A - 복합식 다중관 보일러 - Google Patents

Abstract

보일러의 내부 구성을 철판을 이용한 동체나 경판없이 수직으로 여러개의 이중관과 수관을 일렬로 구성하여 개별 보일러 역할을 하도록 구성하고, 개별 보일 러를 병렬형태로 연결하여 하나의 보일러를 형성함에 있어 전방과 후방에 위치하는 개별 보일러에는 각각 온수 이송관을 구비하며, 전방과 후방 사이에 여러개 배치하 는 개별 보일러가 보일러 내부 상측의 스팀탱크를 지탱하도록 한 것으로, 개별 보일 러의 구성 중 내부 파이프와 외부 파이프의 틈사이로 온수가 유입되도록 하고, 내부 파이프로 연소가스가 이송되며, 외부 파이프의 외측으로 보일러에 공급되는 연료가 타면서 생기는 연소가스가 공급되면서 내부와 외부로 가열되도록 하여 내부와 외부 의 파이프 틈사이로 유입되는 온수를 단시간에 가열할 수 있도록 하여 전열 면적을 넓힌 것으로 보일러 내부에서 연소가스와 연소가스가 잔류하는 시간이 길어 완전 연소할 수 있도록 하여 배출되는 연소가스의 성분 중에 CO₂,NOx ,SOx 등의 유해 물질을 저감시켜 지구 온난화 방지에 기여할 수 있으며, 보일러를 수리하여야 하는 경우 용접부위가 터지거나 부식된 부분의 개발 보일러만 별개로 분리하여 수리할 수 있도록 하여 수리에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있어 경제적이며, 기존 보일러처럼 강제 흡입식 송풍장치 없이 버너의 송풍 압력만으로 연소가스를 배출할 수 있어 설비의 제작원가가 절감되는 효과가 있는 것이다.

Description

복합식 다중관 보일러{boiler}

본 발명은 복합식 다중관 보일러에 관한 것으로, 상세하게는 보일러 내부에 철판을 이용한 동체나 경판을 구비하지 않고 열교환 파이프만을 사용하여 이중관과 수관식으로 제작하고 이것을 서로 연결하여 하나의 보일러가 되도록 구성하였기 때문에 수리 및 교체가 용이하고 협소한 장소에서도 제작, 조립할 수 있으며 전열면적이 커져 적은 연료소모량으로 우수한 증기 건조도를 가진 스팀을 생산할 수 있도록 하여 열효율을 향상시킬 수 있는 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 연관식 보일러나 관류식 보일러의 경우 단관식을 사용하여 많은 양의 물을 끓여서 온수나 증기를 만들어 사용하였지만, 이와 같은 방법은 물을 끓이는데 장시간 소요되어 연료비가 많이 소요될 뿐만 아니라 물이 끓을 때까지 장시간 대기하여야 했기 때문에 시간낭비와 함께 경제적인 부담이 가중되어 왔다.

종래의 특허 등록번호 10-0818413호 "이중관을 이용한 복합식 증기 보일러"는 보일러를 장시간 사용하다가 내구성이 떨어지거나 다른 요인으로 인해 보일러의 내부가 파손되거나 용접부위가 터져서 유수현상이 일어나게 되면 개별적으로 수리를 하기가 힘들어 보일러를 정지시켜 전체를 다 들어내어 수리를 하여야 했으므로 수리를 하기 위해 시간과 비용이 많이 소요되었을 뿐만 아니라, 다수의 증기방향판으로서 배출되는 스팀(증기)에 용수가 함께 빠져나가는 것을 방지하도록 구성하였으나, 연소가스에 의해 가열되는 스팀(증기)이 이동할 수 있는 유동공간이 부족하여 우수한 건조도를 가진 건조증기를 얻는데 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 보일러의 내부 구성을 철판을 이용한 동체나 경판 사용없이 수직으로 여러개의 이중관과 수관을 일렬로 구성하여 개별 보일러 역할을 하도록 구성하고, 개별 보일러를 병렬형태로 연결하여 하나의 보일러를 형성함에 있어 전방과 후방에 위치하는 개별 보일러에는 각각 보일러 온수 이송관을 구비하며, 전방과 후방 사이에 여러개 배치하는 개별 보일러 내부 상측의 스팀탱크를 지탱하도록 한 것으로, 개별 보일러의 구성 중 내부 파이프와 외부 파이프의 관 벽사이로 보일러 온수가 유입되도록 하고, 내부 파이프 내경으로 연소가스가 상부로 이송하면서 1차적으로 가열하고 2차로 상층부에 있는 스팀탱크를 가열하고 3차로 연소가스가 앞쪽 측면 아래로 내려와 뒤쪽 연통으로 이동하면서 개별 보일러의 외부 파이프 외경을 가열하면서 보일러에 공급되는 연료가 타면서 연소가스가 흘러가 개별 보일러 내경과 외경을 가열되도록 하여 개별 보일러의 관과 관 벽사이로 유입되는 보일러 온수를 단시간에 가열시켜 개별 보일러의 내경과 외경이 모두 전열면적으로 작용할 수 있도록 하고 동시에 스팀탱크도 가열시킬 수 있도록 하여 전열 면적을 극대화한 것이다.

이와 같이 된 본 발명은 보일러 내부에서 연소가스와 연소가스가 잔류하는 시간이 길어 완전 연소할 수 있도록 하여 생산되는 온수 또는 증기 발생에 필요한 에너지 소모를 적게 함으로써 연료소모량이 절약되어 열효율이 향상되며, 또한 배출되는 연소가스의 성분 중에 CO₂,NOx ,SOx 등의 유해물질을 저감시켜 지구 온난화 방지에 기여할 수 있으며, 보일러를 수리하여야 하는 경우 용접부위가 터지거나 부식된 부분의 개별보일러만 별개로 분리하여 수리할 수 있도록 하여 수리에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있어 경제적이며, 기존 보일러처럼 강제 흡입식 송풍장치 없이 버너의 송풍 압력만으로 연소가스를 배출할 수 있어 설비의 제작원가가 절감되는 효과가 있으며, 우수한 건조도의 증기(스팀)를 얻을 수 있어 보일러의 효율이 향상된다.

도 1은 본 발명의 정면도
도 2는 본 발명의 좌측면도
도 3은 본 발명의 우측면도
도 4는 본 발명의 내부 구성 단면도
도 5는 본 발명의 구성중 스팀 탱크와 이중관이 연결된 상태의 평면도
도 6은 본 발명의 구성중 하부 물저장부의 평면도
도 7은 본 발명에서 연소가스의 흐름을 표시한 일부절취 단면도
도 8은 도 4의 A-A선 단면도
도 9는 본 발명의 구성중 보일러의 전방과 후방에 구비되어 스팀 탱크를 지탱하는 개별보일러를 나타낸 정면도

외부로 투시구(3)와 버너(2)가 구비되어 있으며, 내측 하부에 형성된 연소실(4)에서 발생한 연소가스가 상측 수직방향으로 열풍이 이동하여 연관 열교환 파이프(17)의 내부로 통하여 상측의 스팀 탱크(20),(21)를 가열하고 연소가스는 이송로를 따라 연통(10)으로 배출되며,

펌프(11)를 가동하여 펌프 연결구(12)와 연결된 온수 저장통(13)으로 온수를 공급하여 온수 이송관(14)을 따라 공급되어 일정 수위가 되면 수위 조절장치(29)에 의해 공급이 중단되며 이렇게 공급되는 온수는 수관 열교환 파이프(18)와 연관 열교환 파이프(17)의 틈사이(30)로 공급되어 재차 가열을 하도록 하며,

상기 과정을 거쳐 형성된 스팀은 스팀출구(23)를 통하여 배출되도록 한 보일러(1)에 있어서,

상기의 설명에서 연소가스는 연소실(4)에서 발생하여 연관 열교환 파이프(17) 내부의 1차 이송로(6)를 거쳐 스팀 탱크(20),(21) 하부의 2차 이송로(7)를 거치면서 스팀탱크(20),(21)를 가열하면서 연소가스의 흐름에 따라 3차 이송로(8) 측으로 유입되면서 거꾸로 연소하게 되며, 이렇게 유입된 연소가스는 수관 열교환 파이프(18) 각각의 틈으로 흘러 연통(10)으로 배출되는 것이며,

상기 수관 열교환 파이프(18)와 연관 열교환 파이프(17)를 이중관으로 형성하여 여러개를 나열하여 상측과 하측을 연결관(15),(16)으로 연결하며 상측으로 지지 파이프(25)를 구비하여 개별 보일러(19)를 구성하고, 이 개별 보일러(19)를 여러개 배치하여 스팀이송관(27)과 연결하며, 이 스팀이송관(27)을 통하여 공급되는 고온의 건조 증기를 저장하는 일체화된 구조의 스팀탱크(20),(21)와 연결관(22)을 지탱할 수 있도록 형성한 것이다.

미설명 부호 5는 연소실 출입문, 24는 압력변 연결구, 28은 보일러 청소용 후렌지, 32는 하부다이를 표시하는 것이다.

이와 같이 된 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

보일러(1) 하부에 형성된 연소실(4)에서 발생한 연소가스가 여러개로 설치된 연관 열교환 파이프(17) 내부의 1차 이송로(6)로 배출되면서 가열시킴으로 외부에 있는 틈사이(30)에 있는 물을 가온되게 하여 스팀을 발생시키고 배출된 연소가스는 2차 이송로(7)를 거쳐 배출될 때에 상부에 설치된 스팀 탱크(20),(21)를 가열되게 하므로 저장된 스팀이 가열되여 건도의 스팀이 만들어지도록 하였고 2차 이송로(7)를 거쳐 3차 이송로(8)로 배출되면서 여러개로 형성된 수관 열교환 파이프(18)의 외부를 한 번 더 가열시킴으로 수관 열교환 파이프(18)와 연관 열교환 파이프(17)의 틈사이(30)에 있는 물을 재차 가열시킴으로 양쪽방향에서 가온되게 하여 빠른시간에 스팀이 발생되도록 하였고, 연소가스는 4차 이송로(9)를 따라 이동되면서 배출구(10)로 배출된다.

보일러(1) 하부에 펌프(11)를 펌프 연결구(12)에 연결하여 가동시키면 보일러 (1) 하부에 설치된 온수 저장통(13)에 온수가 모여 여러개로 세워진 온수이송관(14) 으로 온수가 이동될 때에 온수이송관(14)과 연결된 연결관(15)으로 유입되어 연결 관(15) 상부에 수직으로 여러개로 세워진 수관 열교환 파이프(18)와 연관 열교환 파 이프(17)의 틈사이(30)로 온수가 공급되며 수위조절장치(29)에 설치된 센서에 의해 수위를 감지하여 일정 수위에 도달하면 펌프(11)는 자동으로 멈추게되고, 연소실(4) 에서 발생한 연소 열기로 인하여 건조 증기가 발생되어 온수이송관(14)과 연결된 스 팀 이송관(27)을 통해 건조 증기가 스팀탱크(20),(21)와 연결관(22)에 모여진 후 스팀 배출구(23)로 배출되는 것이다.

상기의 구성중 보일러(1)의 구동에 있어 점화의 수단으로 이용되는 버너(2)는 펠렛이나 석탄등의 원료를 공급시켜 점화하여 사용하는 장치로 대체하여 사용할 수도 있는 것이다.

1 보일러
2 버너입구
3 투시구
4 연소실
5 연소실 출입문
6 1차 이송로
7 2차 이송로
8 3차 이송로
9 4차 이송로
10 연통
11 펌프
12 펌프연결구
13 온수 저장통
14 온수 이송관
15 연결관
16 연결관
17 연관 열교환파이프
18 수관 열교환 파이프
19 개별 보일러
20 스팀 탱크
21 스팀 탱크
22 연결관
23 스팀출구
24 압력변 연결구
25 지지 파이프
27 스팀이송관
28 보일러 청소용 후렌지
29 수위조절장치
30 틈사이
32 하부다이

Claims (6)

1. 외부로 투시구(3)와 버너(2)가 구비되어 있으며, 내측 하부에 연소실(4)이 형성되고, 연소가스가 배출되는 연통(10)이 구비된 보일러(1)에 있어서;
   
   상기 보일러(1)의 외부로 펌프(11)를 구비하여 펌프 연결구(12)와 연결되고, 다수개의 온수이송관(14)과 연결관(15),(16)으로 온수를 연속적으로 공급하기 위하여 보일러(1) 내부 저면에 형성된 온수 저장통(13);
   
   상기 연소실(4)의 상측으로 개별 보일러(19)를 여러개 구비하여 각각의 하측 은 온수 저장통(13)과 연결되고 상측은 스팀이송관(27)과 연결되며, 이 스팀이송관 (27)을 거쳐 유입되는 고온의 건조증기를 저장하는 일체화된 구조의 스팀탱크(20), (21)와 연결관(22)을 지탱하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합식 다중관 보일러.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 연소실(4)에서 발생한 연소가스는 연관 열교환 파이프(17) 내부의 1차 이송로(6)를 거쳐 스팀 탱크(20),(21) 하부의 2차 이송로(7)를 거치면서 스팀탱크(20),(21)를 가열하면서 연소가스의 흐름에 따라 3차 이송로(8) 측으로 유입되면서 거꾸로 연소하게 되며, 이렇게 유입된 연소가스는 수관 열교환 파이프(18) 각각의 틈으로 흘러 연통(10)으로 배출되는 것을 특징으로 하는 복합식 다중관 보일러.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 개별 보일러(19)의 구성은 여러개의 수관 열교환 파이프(18)와 연관 열교환 파이프(17)를 이중관으로 형성하여 각각의 상측과 하측을 연결관(15),(16)으로 연결하고 상측으로 지지 파이프(25)를 구비하여 보일러(1)의 내부 상측에 연결관(22)으로 연결되어 일체화되어 있는 스팀탱크(20),(21)를 지탱하도록 한 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합식 다중관 보일러.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 개별 보일러(19)의 구성에서 여러개의 수관 열교환 파이프(18)를 단관으로 형성하여 사용할 수 있도록 한 것을 포함하는 복합식 다중관 보일러.
   
5. 제 1항 및 제 3항에 있어서,
   상기 개별 보일러(19)를 여러개 나열하여 각각 스팀 탱크(20),(21)에 연결하므로 사용중 고장이나서 수리를 할 경우 개별적으로 착, 탈이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 복합식 다중관 보일러.
   
   
6. 제 1항 및 제 3항에 있어서,
   보일러(1)의 구동에 있어 점화의 수단으로 이용되는 버너(2)는 펠렛이나 석탄등의 원료를 공급시켜 점화하여 사용하는 장치로 대체하여 사용할 수도 있는 것을 특징으로 하는 복합식 다중관 보일러.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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