KR20140029688A - 하향 연소식 화목 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화목 보일러에 관한 것으로, 화목의 연소가 하부를 향하면서 완전 연소가 이루어지면서 목초액이 발생되지 않도록 함으로서 열량을 높이는 한편 타르에 의한 끄름이 발생되지 않도록 하는 하향 연소식 화목 보일러에 관한 것이다.
본 발명은 화목이 채워져 연소되는 연소실을 구비하되 상기 연소실의 상하측에 각각 에어 파이프를 설치하고, 상기 연소실의 연소열이 이동하는 하측으로는 열교환실을 설치하며, 상기 연교환실에서 열교환이 이루어진 연소열은 베플이 설치된 연도를 통하여 배출되게 하고, 상기 연소실과 열교환실의 외측으로는 난방용수를 가열하는 워터쟈켓을 설치하며, 상기 워터쟈켓의 상측에는 온수용 코일을 설치함으로써 이루어진다.

Description

하향 연소식 화목 보일러{Downward wood burning boiler}

본 발명은 화목 보일러에 관한 것으로, 화목의 연소가 하부를 향하면서 완전 연소가 이루어지면서 목초액이 발생되지 않도록 함으로서 열량을 높이는 한편 타르에 의한 끄름이 발생되지 않도록 하는 하향 연소식 화목 보일러에 관한 것이다.

화목 보일러는 화목(장작, 잡목, 폐목 등)을 태워 발생하는 열을 이용하는 것으로, 열효율이 상대적으로 낮고 지속적으로 땔감을 공급하여야 하며 연소 상태의 수시 확인이 필요하다는 단점이 있지만, 그 구조가 간단하고 연료비가 매우 저렴하다는 장점이 있으므로, 아직도 농촌이나 산간지역의 가정이나 시설물 등에서는 널리 사용되고 있다.

이러한 화목보일러는 화목의 연소 방향에 따라 상향 연소식과 하향 연소식이 있으며, 상향 연소식보다 화력이 높고 타르의 발생이 적으며, 장시간 연소가 이루어지는 하향 연소식을 점차 선호하고 있다.

하향 연소식 화목보일러는 국내 특허등록 10-0426046호와 국내 실용신안공개 20-2010-00006637호에 제시되어 있으나, 상기 된 하향 연소식 화목 보일러는 연소공기의 공급과 연소열의 배출 구조가 효율적으로 연소열을 이용할 수 없음은 물론 화목의 연소과정에서 발생되는 목초액을 재연소시키기가 곤란한 문제가 있다.

그리고, 연소열이 빠르게 연통에서 배출되는 관계로 회수하지 못하는 열량이 높은 문제와 함께 연통에 쌓인 연소재의 효율적인 배출이 이루어지지 않는 것이었다.

대한민국 특허 등록 10-0426046호(2004.03.24 등록) 대한민국 실용신안 공개 20-2010-00006637호(2010.07.01 공개)

본 발명은 기존의 하향 연소식 화목보일러에서 연소열을 충분히 활용하지 못하고 연도을 통하여 외부로 배출하는 문제와 함께 하향 연소를 위한 에어 공급이 원활히 이루어지지 않는 문제를 해결하는 한편 목초액이 발생될 때 이를 연소시킴으로써 타르로 인한 문제를 해결하도록 하는 것이다.

본 발명은 화목이 채워져 연소되는 연소실을 구비하되 상기 연소실의 상하측에 각각 에어 파이프를 설치하고, 상기 연소실의 연소열이 이동하는 하측으로는 열교환실을 설치하며, 상기 연교환실에서 열교환이 이루어진 연소열은 베플이 설치된 연도를 통하여 배출되게 하고, 상기 연소실과 열교환실의 외측으로는 난방용수를 가열하는 워터쟈켓을 설치하며, 상기 워터쟈켓의 상측에는 온수용 코일을 설치함으로써 이루어지는 것으로, 연소실의 하측에 설치된 에어 파이프에서는 화목의 연소를 도와주고, 연소실의 상측에 위치한 에어파이프는 연소열이 하향 이동하게 하며, 연도에 위치한 베플은 연소열이 쉽게 배출되지 않도록 하는 한편 연소재를 쉽게 제거할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 연소실에서 연소된 연소열을 하측의 연교환실을 통하여 배출시킴으로써 열효율을 높이는 한편 연소재의 배출이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.

특히, 본 발명은 하향 연소식 화목 보일러에서 연소실에 채워진 화목이 바닥부터 연소가 이루어지되 연소실을 가득채운 연소열과 공기가 하측의 열교환실로 이동되면서 열효율을 높이게 되는 한편 연소재의 배출이 용이하고 타르의 발생이 제한되는 이점과 함께 연소열의 배출이 쉽게 이루어지지 않아 연소 열효율을 높이게 된다.

도 1은 본 발명의 일부 절결 사시도
도 2는 본 발명의 측단면도
도 3은 본 발명의 온수와 난방수 흐름 상태를 보인 정면도
도 4는 본 발명의 정단면도
도 5는 본 발명의 에어 파이프를 보인 평단면도
도 6은 본 발명의 에어 파이프를 보인 정단면도
도 7은 본 발명의 연도 내부를 보인 단면도
도 8은 본 발명의 베플 사시도
도 9는 본 발명의 다른 실시예 단면도

본 발명은 화목이 채워져 하측에서 연소가 시작되게 하는 연소실을 구비하되 상기 연소실의 상하측에 각각 노즐이 설치된 에어 파이프를 설치함으로써 초기 점화가 이루어지는 경우는 하측의 에어 파이프에서 점화가 용이하게 이루어지도록 속도를 늦추면서 충분한 량의 에어가 공급되게 하고, 화목의 연소가 이루어지게 되면 상측의 에어 파이프에서 내부 하측 방향을 향하여 에어를 분출시킴으로써 화목의 연소로 인하여 발생된 연소열이 하측으로 이동되게 하며, 연소실의 바닥으로 이동하는 연소열은 유도구를 통하여 연소실의 하측에 설치되는 열교환실로 이동하게 된다.

열교환실로 이동된 연소열은 수관을 통하여 열교환이 이루어진 후 수직으로 세워진 연도를 통하여 외부로 배출되는 것으로, 상기 연소실과 열교환실 및 연도의 외측에는 워터쟈켓을 설치하여 난방수의 공급이 이루어지게 하고, 연소실 상측의 워터쟈켓에는 온수용 코일을 설치하여 온수 공급이 이루어지게 한다.

본 발명에서 연도에는 스크류 형태의 베플을 끼움으로써 평상시 베플에 의해 연소열이 천천히 배출되게 되므로, 연소열을 최대한 회수하여 활용할 수 있게 되고, 상기 베플은 필요에 따라 연도에서 이탈시켜 연소재나 끄름 등을 쉽게 제거할 수 있도록 한다.

본 발명의 연소실 하측에 위치한 에어 파이프에는 연소 공기가 서서히 내측을 향하여 분사되게 하는 노즐을 설치하고, 연소실 상측에 위치한 에어 파이프에는 하부 내측을 향하여 45도 가까이 되는 분사각도로 에어를 분사시킴으로써 화목의 연소와 연소된 연소열의 배출이 원활히 이루어지도록 한다.

이러한 구성의 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 화목을 하향 연소시키는 보일러에 관한 것으로, 내측으로 화목이 수납되어 연소가 이루어지는 연소실(10)을 구비하는 한편 상기 연소실(10)의 하측에서 연소열을 난방수와 열교환시키는 열교환실(20)을 구비하고, 상기 열교환실(20)로 이동된 연소열을 배출시키는 연도(30)를 구비하는 한편 상기 연소실(10)과 열교환실(20) 및 연도(30)의 외측을 감싸는 워터쟈켓(40)을 설치한다.

본 발명의 연소실(10)은 전면으로 도어(11)가 설치되어 화목(1)을 넣거나, 내부를 청소할 수 있도록 하고, 전면 하측으로는 점화구(12)를 형성하여 도어(11)를 열지 않고 점화구(12)를 열어 화목의 점화가 이루어지게 하며, 연소실(10)의 배면으로는 송풍구(50)를 형성하여 에어 파이프(51)(52)로 연송기가 공급되게 한다.

상기 연소실(10)의 외측이 워터쟈켓(40)으로 씌워지기 때문에 난방용수를 가열시키게 되고, 상기 연소실(10)의 상측에는 워터쟈켓(40)의 내측으로 온수용 코일(60)을 형성시켜 온수공급이 이루어지게 하며, 상기 연소실(10)의 하측과 상측에는 사각형태의 에어 파이프(51)(52)를 설치하되 상기 에어 파이프(51)(52)에는 노즐을 형성하여 에어 분출이 이루어지게 한다.

상기 에어 파이프(51)(52)에는 송풍구(50)에 설치된 송풍팬을 이용하여 에어 공급이 이루어지게 되고, 연소실(10)의 하측에 위치한 에어 파이프(52)는 상측에 위치한 에어파이프(51)에 비하여 노즐의 숫자도 적고 노즐의 직경도 달리함으로써 에어 파이프(52)에서 분사되는 에어는 화목을 점화시키는 용도고 사용되고, 에어 파이프(51)에서 분사되는 에어는 연소열을 하부로 이동시키는 용도로 사용하게 된다.

여기서, 연소실(10)의 하측에 위치한 에어 파이프(52)에서는 내측을 향하여 에어가 분출되게 하고, 상측에 위치한 에어 파이프(51)에서는 하부 내측으로 45^o 방향을 갖고 분사되게 한다.

본 발명의 연소실(10)에서 하향 연소에 의한 연소열을 에어 공급에 의해 연소실(10) 바닥에 설치된 유도구(55)를 통하여 열교환실(20)로 이동하게 되고, 상기 열교환실(20)에서는 수관(70)을 통하여 워터쟈켓(40)의 물을 가열시켜 난방용으로 사용할 수 있도록 하고, 여기서 열교환실(20)에서는 도 9와 같이 수관(70a)의 형태나 모양에 관계없이 난방수를 가열시키게 된다.

본 발명의 열교환실(10)에서 수관(70)(70a)과의 열교환이 이루어진 연소열은 연도(30)를 통하여 배출이 이루어지되 상기 연도(30)에는 스크류 형태의 베플(80)을 끼움으로써 연소열이 천천히 배출되게 하는 한편 청소시에는 베플(80)을 빼내어 청소가 이루어지도록 한다.

이러한 구성의 본 발명에서, 연소실(10)에는 도어(11)을 열고 충분한 량의 화목(1)을 채운 후 도어(11)를 닫고, 송풍구(50)에서 송풍팬을 이용하여 송풍이 이루어지게 함으로써 화목(1)에 연소가 이루어지게 한다.

연소실(10)에 채워진 화목(1)은 점화구(12)를 열어 화목(1)의 하측으로 밀어 넣은 종이 등에 의하여 연소가 이루어질 준비를 하게 되고, 화목(1)은 점화구(12)를 통하여 밀어 넣은 불씨에 의하여 점화가 이루어지게 되고, 이때 에어 파이프(52)에서 불꽃 점화에 필요한 에어를 공급함으로써 연소실(10)에 채워진 화목(1)은 점화가 이루어져 하측으로부터 연소가 이루어지게 된다.

연소실(10)의 화목(1)이 연소되기 시작하면 뜨거운 연소열이 연소실(10)의 내부를 채움으로써 연소실(10)을 감싸고 워터쟈켓(40)의 난방수를 가열시키는 한편 연소실(10)의 상측에 위치한 온수용 코일(60)에서도 온수의 가열이 이루어지게 한다.

여기서, 온수와 난방수는 서로 분리되게 하고, 본 발명에서는 워터쟈켓(40)으로 난방수를 공급하고, 온수용 코일(60)에서는 온수를 공급하게 된다.

연소실(10)의 상부에 위치한 에어 파이프(51)에서는 노즐을 이용하여 내부 하측을 향하여 45^o 방향으로 에어 분사가 이루어지게 되므로, 사방이 막힌 연소실(10)의 연소열은 바닥에 뚫린 깔때기 형상의 유도구(55)를 통하여 열교환실(20)로 이동하게 되고, 이때 열교환실(20)의 외측은 워터쟈켓(40)으로 씌워지고, 내측으로 수관(70)을 관통시킴으로써 난방수와 열교환이 이루어지게 하며, 상기 열교환실(10)의 정면에서 청소도어(21)를 설치하여 필요시 유도구(55)를 통하여 바닥으로 떨어진 재나 연소 이물질을 청소할 수 있도록 한다.

상기 열교환실(20)에서 열교환이 이루어진 연소열은 연도(30)를 통하여 외부로 배출되는 한편 연도(30)의 외측을 감싸는 워터쟈켓(40)의 난방수를 가열시키게 된다.

본 발명에서, 연도(30)에는 스크류와 같은 베플(80)을 설치함으로써 연도(30)를 타고 이동하는 연소열이 베플(80)에 의해 와류 같이 회동하면서 배출이 이루어지게 되므로, 뜨거운 열기를 포함하고 있는 연소열이 천천히 연도(30)를 빠져나가면서 열교환이 충분히 이루어지게 함으로써 열효율을 높이게 된다.

그리고, 베플(80)은 끄름이 발생하거나 연소재가 연도(30)에 채워지는 경우 연도(30)에서 꺼내기만 하면 끄름이나 연소재가 배출되게 되므로, 본 발명은 연도(30)에 베플(80)을 꺼냈다가 넣는 것만으로 연도(30)의 내부를 청소할 수 있게 된다.

본 발명의 연소실(10)에서는 에어 파이프(51)(52)를 통하여 공급되는 에어에 의해 화목(1)을 연소시키게 되고, 화목(1)의 하부에서 연소되는 연소열은 상부로 이동하지 못하고 에어 파이프(51)에서 분사되는 에어에 의해 유도구(55)를 통하여 열교환실(20)로 이동하게 되며, 화목(1)은 서서히 연소실(10)에서 연소가 이루어지는 관계로 화목 보일러의 화목을 자주 채워주는 불편을 없애도록 하는 것이다.

또한 본 발명은 연소실(10)을 가득 채운 연소열이 에어 파이프(51)에서 공급되는 에어에 의해 하측의 유도구(55)를 통하여 배출되게 하는 것으로, 화목(1)의 연소열은 연소실(10)과 열교환실(20) 그리고 연도(30)를 감싸고 있는 워터쟈켓(40)에서 난방수와 열교환이 이루어지게 되고, 온수는 온수용 코일(60)을 통하여 별도의 온수를 가열하여 사용하게 된다.

10 : 연소실 20 : 열교환실
30 : 연도 40 : 워터쟈켓
50 : 송풍구 55 : 유도구
60 : 온수용 코일 70 : 수관
80 : 베플

Claims (2)

1. 전방의 도어(11)를 통하여 내부에 화목(1)이 채워지는 연소실(10)을 구비하되 상기 연소실(10)의 하측으로는 점화구(12)를 설치하고,
   상기 연소실(10)의 상하측에는 각각 에어 파이프(51)(52)를 설치하여 송풍팬에 의한 에어 공급이 이루어지게 하되 연소실(10)의 하측에 위치한 에어 파이프(52)는 화목(1)의 점화에 필요한 에어를 공급하는 한편 연소실(10)의 상측에 위치한 에어 파이프(51)는 연소열을 하향 이동시키는데 필요한 에어를 공급하며,
   상기 연소실(10)의 하측으로 깔때기 형상의 유도구(55)를 통하여 연소열이 공급되는 열교환실(20)을 설치하고,
   상기 열교환실(20)에서 열교환이 이루어진 연소열은 연도(30)를 통하여 외부로 배출되게 하되 상기 연도(30)에는 스크류 형태의 베플(80)을 끼워 연소열의 배출이 천천히 이루어지는 한편 연소재의 제거가 이루어지게 하며,
   상기 연소실(10)과 열교환실(20) 및 연도(30)의 외측으로는 난방용수를 가열하는 워터쟈켓(40)을 설치하되 연소실(10)의 상측에 위치한 워터쟈켓(40)에는 온수용 코일(60)을 설치하여 이루어함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 하향 연소식 화목 보일러.
2. 제1항에 있어서, 연소실(10)의 바닥에 위치한 에어 파이프(52)는 화목(1)의 점화에 필요한 공기를 노즐을 통하여 내측으로 분사시키고, 연소실(10)의 상측에 위치한 에어 파이프(51)는 연소열을 하부로 이동시키기 위하여 하부 내측으로 45^o 방향을 갖고 에어를 분사시키는 것을 특징으로 하는 하향 연소식 화목 보일러.

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