KR20170014829A - 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러 - Google Patents

복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러 Download PDF

Info

Publication number
KR20170014829A
KR20170014829A KR1020150108766A KR20150108766A KR20170014829A KR 20170014829 A KR20170014829 A KR 20170014829A KR 1020150108766 A KR1020150108766 A KR 1020150108766A KR 20150108766 A KR20150108766 A KR 20150108766A KR 20170014829 A KR20170014829 A KR 20170014829A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
holes
water
heat
heat exchanging
Prior art date
Application number
KR1020150108766A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101741757B1 (ko
Inventor
정금진
Original Assignee
정금진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정금진 filed Critical 정금진
Priority to KR1020150108766A priority Critical patent/KR101741757B1/ko
Publication of KR20170014829A publication Critical patent/KR20170014829A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101741757B1 publication Critical patent/KR101741757B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/008—Adaptations for flue gas purification in steam generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/101—Tubes having fins or ribs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/22—Drums; Headers; Accessories therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 연소실 온도 및 노내압을 낮추어 질소산화물의 배출량과 소음을 감소시키고, 급수에 포함된 용존산소를 근본적으로 차단하여 부식을 방지하며 본체의 크기를 줄이고 운반 및 설치가 용이하도록 한 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러에 관한 것으로, 가스차단판(110)의 상부에는 상부헤더(120)가 하부에는 하부헤더(130)가 장착되며, 상기 상부헤더(120)와 하부헤더(130) 사이에는 복수개의 수관(140)이 일정간격을 유지하여 관통되도록 설치되고; 상기 하부헤더(130)를 지지하며 하단부(151)와 상단부(152)가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부(151)의 상면에는 제1관통공(153)이 다수개 형성되며, 각 제1관통공의 내부에는 이에 대응되는 제1관(153a)이 형성되고, 상기 상단부(152)의 상면에는 제2관통공(154)이 다수개 형성되며, 각 제2관통공의 내부에는 이에 대응되는 제2관(154a)이 형성되고, 상기 하단부(151)의 일측에는 급수유입관(156) 및 유출관(157)이 장착 형성되며, 상기 유출관(157)은 열교환부(150)의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상단부(152)의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부(150)를 포함하여 구성된다.

Description

복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러{HIGH-EFFICIENCY STEAM BOILER USING RADIANT HEAT AND WASTE HEAT}
본 발명은 증기를 배출하는 스팀보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소실 온도 및 노내압을 낮추어 질소산화물의 배출량과 소음을 감소시키고, 급수에 포함된 용존산소를 근본적으로 차단하여 부식을 방지하며 본체의 크기를 줄이고 운반 및 설치가 용이하도록 한 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 전열면적(M2) 기준으로 검사면제, 일부검사, 전면검사, 운전 취급자의 선임관계로 결정된다.
일례로 전열면적 5M2 이하는 무면허, 무검사이고, 5M2초과 10M2이하는 일부검사(교육이수자), 10M2초과는 정식면허자 매년 안전검사가 법제화되어 있다.
이러한 관계로 제한된 전열면적 안에서 최대의 보일러 용량을 개발하기 위하여 노력하고 있는 실정이다.
한국등록실용신안 20-0290993에는 스팀 저장탱크가 구비된 스팀 보일러가 개시된다.
상기 기술은 용기의 상측으로 상승되는 스팀을 순간적으로 작은 부피의 스팀 저장탱크에 취합시켜 스팀의 상승압력을 향상시킴에 따라 스팀의 온도를 급격히 상승시킴으로서, 스팀 열량을 극대화하여 적은 전력으로도 최대의 효율을 얻을 수 있도록 한 것이다.
또한 상기 기술은 전기열선의 주위에 별도의 열매체 탱크를 구비함으로서 전기열선의 출력열량을 최대로 하여 보일러의 효율을 좀 더 극대화 할 수 있는 효과와, 상기 열매체 탱크에 채워진 열매체를 통상의 열교환기 배관과 연결시켜 온수를 얻어낼 수 있는 효과도 제공한다.
그러나 이와 같은 스팀보일러들은, 질소산화물(NOx)의 배출과 소음에 대한 문제점이 있어왔고, 급수에 포함된 용존산소 때문에 스케일(scale) 생성에 대한 문제점이 있었다.
또한 급수온도와 배출되는 스팀온도의 차이로, 본체의 열응력과 수관의 연신율을 상승하는 등 내구성이 떨어지는 문제점이 있어왔다.
등록실용신안 20-0290993, 등록실용신안공보 20-0154286, 등록실용신안공보 20-0285679, 실용신안공보 실1991-0008816
본 발명은 상기한 배경 하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 연소실 온도 및 노내압을 낮추어 질소산화물의 배출량과 소음을 감소시키고, 급수에 포함된 용존산소를 근본적으로 차단하여 부식을 방지하며 본체의 크기를 줄이고 운반 및 설치가 용이하도록 한 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가스차단판의 상부에는 상부헤더가 하부에는 하부헤더가 장착되며, 상기 상부헤더와 하부헤더 사이에는 복수개의 수관이 일정간격을 유지하여 관통되도록 설치되고; 상기 상부헤더는 중앙에는 버너가 설치되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제1공간부와, 상기 제1공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관이 형성되며; 상기 하부헤더는 급수가 충전되는 제2공간부를 포함하고; 상기 하부헤더를 지지하며 하단부와 상단부가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부의 상면에는 제1관통공이 다수개 형성되며, 각 제1관통공의 내부에는 이에 대응되는 제1관이 형성되고, 상기 상단부의 상면에는 제2관통공이 다수개 형성되며, 각 제2관통공의 내부에는 이에 대응되는 제2관이 형성되고, 상기 하단부의 일측에는 급수유입관 및 유출관이 장착 형성되며, 상기 유출관은 열교환부의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상단부의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부와; 상기 열교환부의 상단부가 장착되는 장착공과, 상기 장착공의 주위에 형성되는 복수개의 제3관통공와, 외주면에 형성되어 수관을 지지하는 지지홈으로 구성되는 단열부와; 상기 열교환부의 하단에 설치되어 상기 열교환부의 제1관 및 제2관으로부터 배출되는 가스를 모아서 연도로 내보내는 배기가스포집부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 수관은 양측으로 가스유도편이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 외부동체과 내부노통 사이에는 물이 충전되는 제3공간부가 형성되고, 상기 제3공간부에는 복수개의 가스관이 일정간격을 유지하며 관통되도록 설치되며; 상기 외부동체의 일측에는 버너가 장착되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제3공간부와, 상기 제3공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관이 형성되고; 상기 내부노통 및 외부동체를 지지하며 하단부와 상단부가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부의 상면에는 제4관통공이 다수개 형성되며, 각 제4관통공의 내부에는 이에 대응되는 제4관이 형성되고, 상기 상단부의 상면에는 제5관통공이 다수개 형성되며, 각 제5관통공의 내부에는 이에 대응되는 제5관이 형성되고, 상기 하단부의 일측에는 유입관 및 유출관이 장착 형성되며, 상기 유출관은 열교환부의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상단부의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부와; 상기 열교환부의 제5관통공에 대응되는 다수개의 제6관통공과, 상기 제6관통공의 외측으로 형성되는 다수개의 제9관통공으로 이루어진 단열부와; 상기 열교환부의 하단에 설치되어 상기 열교환부의 제4관 및 제5관으로부터 배출되는 가스를 모아서 연도로 내보내는 배출가스포집부을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 가스차단판의 상부에는 상부헤더가 하부에는 하부헤더가 장착되며, 상기 상부헤더와 하부헤더 사이에는 내측수관 및 외측수관이 일정간격을 유지하여 복수개 관통되도록 설치되고; 상기 상부헤더는 중앙에는 버너가 설치되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제5공간부와, 상기 제5공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관이 형성되며; 상기 하부헤더는 급수가 충전되는 제6공간부를 포함하고; 원통형상으로 밀봉 형성되고, 상면에는 제7관통공이 다수개 형성되며, 각 제7관통공의 내부에는 이에 대응되는 제7관이 형성되고, 일측에는 제2유입관 및 제2유출관이 장착 형성되며, 상기 유출관은 열교환부의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부와; 원통형상으로 밀봉 형성되고, 내부의 상면에는 제8관통공이 다수개 형성되며, 각 제8관통공의 내부에는 이에 대응되는 제8관이 형성되고, 상단에는 연도가 형성되는 제2열교환부와; 상기 가스차단판의 측면과 상기 제2열교환부의 하단에 설치되어 상기 가열실에서 배출된 가스를 제2열교환부를 통해 연도로 배출시켜주는 배기가스포집부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 상기 내측수관 및 외측수관은 연결편으로 연결되어지며, 상기 연결편에는 다수개의 통공이 형성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은 연소실의 체적열부하율(kcal/m3ㅇh)을 낮추어 연소온도를 낮추게 됨으로써 질소산화물(NOx)의 배출을 크게 줄이는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 노내압의 감소(연소저항감소, 연소가스 체류시간 단축)로 압입송풍기의 용량(전력)을 줄일 수 있게 되어 결과적으로 소음을 감소할 수 있는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 보일러 본체를 통과한 잔열 폐가스에 고온의 연소실 가스를 유입하여 미분소 가스를 2차 재연소하여 줌으로써 효율이 상승되고 미분소 가스가 소멸되는 장점(공해물질 감소)을 제공한다.
또한 본 발명은 스케일 생성의 주원인인 용존산소를 소멸하기 위하여 급수온도를 높여주며, 급수온도와 배출되는 스팀온도와의 차이를 줄여주어 열응력이 감소되고 수관의 연신율이 감소하여 보일러의 수명이 연장되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러의 개략적인 단면도,
도 2는 상기 도 1의 상하부헤더 및 수관의 결합관계를 보여주는 부분 사시도,
도 3은 상기 도 1의 개략적인 평단면도,
도 4는 상기 도 1의 열교환부, 단열부 및 배기가스포집부의 확대 사시도,
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러의 개략적인 단면도,
도 6은 상기 도 5의 개략적인 평단면도
도 7은 상기 도 5의 열교환부, 단열부 및 배기가스포집부의 확대 사시도,
도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러의 개략적인 단면도,
도 9는 상기 도 8의 개략적인 평단면도,
도 10은 상기 도 8의 수관 및 연결편의 확대 사시도,
도 11은 상기 도 8의 열교환기의 확대 사시도,
도 12는 상기 도 8의 제2열교환기의 확대 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러의 개략적인 단면도, 도 2는 상하부헤더 및 수관의 결합관계를 보여주는 부분 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 제1실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러(100)는,
가스차단판(110), 상부헤더(120), 하부헤더(130), 수관(140), 열교환부(150), 단열부(160), 배기가스포집부(170)를 포함한다.
상기 가스차단판(110)의 상부에는 상부헤더(120)가 하부에는 하부헤더(130)가 장착되며, 상기 상부헤더(120)와 하부헤더(130) 사이에는 복수개의 수관(140)이 일정간격을 유지하여 관통되도록 설치된다.
상기 상부헤더(120)는 중앙에는 버너(121)가 설치되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제1공간부(122)와, 상기 제1공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(123)이 형성된다.
상기 하부헤더(130)는 급수가 충전되는 제2공간부(131)와, 수관이 연결되는 수관연결공(132)과, 열교환부(150)가 삽입되어지는 중앙공(133)이 형성된다.
상기 수관(140)은 상기 상부헤더 및 하부헤더 사이에 장착되어 수압에 의해 일정 수위로 충전된 물을 스팀으로 변환시키는 관으로, 양측으로 가스유도편(141)(142)이 형성되어, 도 3에서와 같이 배치됨으로써 가스차단판(110)의 연소실(111)에서 발생된 가스가 화살표와 같이 상기 가스유도편(141)(142) 사이의 틈새로 서서히 빠져나갈 수 있도록 구성한다.
또한 상기 가스유도편(141)(142)은 도 2에서와 같이 수관(140)의 하단의 일정길이 부위에는 형성되지 않아 이 부위를 통해 가스가 하부로 배출될 수 있도록 하여준다.
상기 열교환부(150)는 상기 하부헤더(130)를 지지하며, 도 4에서와 같이 하단부(151)와 상단부(152)가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부(151)의 상면에는 제1관통공(153)이 다수개 형성되며, 각 제1관통공의 내부에는 이에 대응되는 제1관(153a)이 형성되고, 상기 상단부(152)의 상면에는 제2관통공(154)이 다수개 형성되며, 각 제2관통공의 내부에는 이에 대응되는 제2관(154a)이 형성된다.
또한 상기 열교환부(150)의 하단부(151)의 일측에는 급수유입관(156) 및 유출관(157)이 장착 형성되며, 상기 유출관(157)은 열교환부(150)의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상단부(152)의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성된다.
또한 상기 유입관(156)에는 급수펌프(113)를 통해 급수관(112)이 연결되고, 상기 유출관(157)은 상기 하부헤더(130)의 제2공간부(131)에 연결되도록 구성된다.
상기 단열부(160)는 도 4에서와 같이 열교환부(150)의 상단부(152)가 장착되는 장착공(161)과, 상기 장착공(161)의 주위에 형성되는 복수개의 제3관통공(162)와, 외주면에 형성되어 수관(140)을 지지하는 지지홈(163)으로 구성된다.
상기 배기가스포집부(170)는 상기 열교환부(150)의 하단에 설치되어 상기 열교환부(150)의 제1관(153a) 및 제2관(154a)으로부터 배출되는 가스를 모아서 연도(171)로 내보내는 역할을 수행한다.
미설명 부호 114는 수면계, 115는 압력조절기, 116은 압력계이다.
이와 같이 구성된 본 발명 제1실시 예에 따른 스팀보일러(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 급수관(112) 및 급수펌프(113)를 통해 급수가 수행되면, 물은 열교환부(150)의 유입관(156)을 통해 열교환부(150) 내부에 충전되기 시작하고, 물이 완전히 충전되면 그 압력에 의해 물은 내부관(156a)을 통해 유출관(157)으로 배출된다.
상기 유출관(157)으로 배출된 물은 하부헤더(130)의 제2공간부(131)에 충전된 후, 압력에 의해 다시 수관(140)으로 충전되며 미리 설정한 압력에 대응되는 수면까지 충전 완료된다.
이와 같이 스팀보일러의 운전가동 가능상태가 완료되면, 버너(121)를 구동시킨다.
상기 버너(121)의 구동으로 연소실(111) 내부에는 화염이 발생되고 수관(140)에 충전된 물을 가열되기 시작한다.
또한 화염의 발생으로 생성된 연소실의 가스 및 열기는 열교환부(140)의 제2관(154a)을 통해 배기가스포집부(170)로 배출되면서 열교환부(150) 내부에 충전된 물을 가열하기 시작한다. 즉 열교환이 이루어지면서 연소실(111) 내부의 온도는 하강한다.
동시에 수관(140)의 가스유도편(141)(142)을 통해 가스차단판(110) 쪽으로 빠져나간 뒤, 수관의 하부로 모여지는 잔열 폐가스가 단열부(160)의 제3관통공(162)을 통해 배출되는 고온의 연소실(111) 가스와 합쳐지면서 2차 연소가 이루어지면서 미분소 가스가 소멸된다.
또한 상기 가스들은 열교환부(150)의 제1관(153a)을 통해 배기가스포집부(170)로 배출되면서 열교환부(150) 내부에 충전된 물을 더욱 가열시켜 주게된다.
즉 열교환부(140) 내부에 충전된 물은 가열되어 온도상승하게 되고, 온도 상승된 물이 수관(140)에 충전되어지며, 연소실(111)의 가열로 스팀으로 변환된 후 상부헤더(120)의 제1공간부(122) 및 스팀배출관(123)을 통해 외부로 배출되는 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따르자면 상기 연소실(111)에서 발생된 가스가 열교환부(150)을 통해 신속하게 배출됨과 동시에 열교환이 이루어짐으로써, 연소실의 체적열부하율(kcal/m3ㅇh)을 낮추어 연소온도를 낮추게 되고, 그 결과 질소산화물(NOx)의 배출을 크게 줄이는 효과를 제공한다.
또한 본 발명은 노내압의 감소(연소저항감소, 연소가스 체류시간 단축)로 압입송풍기의 용량(전력)을 줄일 수 있게 되어 결과적으로 소음을 감소할 수 있는 효과를 제공한다.
또한 급수온도를 높여줌으로써 스케일 생성의 주원인인 용존산소를 소멸하여 준다.
참고적으로, 용존산소는 100℃의 끊는 물에서는 소멸하게 되는 데, 급수온도를 올려 용존산소를 소멸하여 주는 것이다.
또한 급수 온도의 상승은 배출되는 스팀온도와의 차이를 줄여주게 되어 열응력이 감소되고 이로 인해 본체의 수명의 연장되고 수관의 연신율이 감소하게 되며, 보일러의 수명이 연장되는 효과를 제공한다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러의 개략적인 단면도, 도 6은 상기 도 5의 개략적인 평단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 제2실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러(200)는,
외부동체(210), 내부노통(220), 가스관(230), 열교환부(240), 단열부(250), 배기가스포집부(270)를 포함한다.
상기 외부동체(210)와 내부노통(220) 사이에는 물이 충전되는 제3공간부(214)가 형성되고, 도 6에서와 같이 상기 제3공간부(214)에는 복수개의 가스관(230)이 일정간격을 유지하며 관통되도록 설치된다.
상기 외부동체(210)의 일측에는 버너(211)가 장착되고, 상부에는 뚜껑(212)이 설치되며, 스팀이 생성되어 운집하는 제3공간부(214)와, 상기 제3공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(213)이 형성된다.
상기 가스관(230)은 상기 외부동체와 내부노통 사이에 설치되어 연소실(211)에서 발생된 가스를 배출시키면서 동시에 충전된 물을 2차 가열시켜준다.
상기 열교환부(240)는 상기 외부동체 및 내부노통을 지지하며, 도 7에서와 같이 하단부(241)와 상단부(242)가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부(241)의 상면에는 제4관통공(243)이 다수개 형성되며, 각 제4관통공의 내부에는 이에 대응되는 제4관(243a)이 형성되고, 상기 상단부(242)의 상면에는 제5관통공(244)이 다수개 형성되며, 각 제5관통공의 내부에는 이에 대응되는 제5관(244a)이 형성된다.
또한 상기 열교환부(240)의 하단부(241)의 일측에는 유입관(245) 및 유출관(246)이 장착 형성되며, 상기 유출관(246)은 열교환부(150)의 내부로 이어져 절곡(246a)되면서 그 단부가 상단부(242)의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성된다.
또한 상기 유입관(245)에는 급수펌프(216)를 통해 급수관(215)이 연결되고, 상기 유출관(246)은 상기 외부동체(210)을 통해 제3공간부(214)에 연결되도록 구성된다.
상기 단열부(250)는 도 7에서와 같이 열교환부(240)의 제5관통공(244)에 대응되는 다수개의 제6관통공(251)과, 상기 제6관통공의 외측으로 형성되는 다수개의 제9관통공(252)로 구성된다.
상기 배기가스포집부(260)는 상기 열교환부(240)의 하단에 설치되어 상기 열교환부(240)의 제4관(243a) 및 제5관(244a)으로부터 배출되는 가스를 모아서 연도(261)로 내보내는 역할을 수행한다.
이와 같이 구성된 본 발명 제2실시 예에 따른 스팀보일러(200)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 급수관(215) 및 급수펌프(216)를 통해 급수가 수행되면, 물은 열교환부(240)의 유입관(245)을 통해 열교환부(240) 내부에 충전되기 시작하고, 물이 완전히 충전되면 그 압력에 의해 물은 내부관(246a)을 통해 유출관(246)으로 배출된다.
상기 유출관(246)으로 배출된 물은 외부동체(210)와 내부노통(220) 사이의 제3공간부(214)에 미리 설정한 압력에 대응되는 수면까지 충전되어 진다.
이와 같이 스팀보일러의 운전가동 가능상태가 완료되면, 버너(211)를 구동시킨다.
상기 버너(211)의 구동으로 연소실(221) 내부에는 화염이 발생되고 제3공간부(214)에 충전된 물을 가열되기 시작한다.
또한 화염의 발생으로 생성된 연소실의 가스 및 열기는 열교환부(240)의 제5관(244a)을 통해 배기가스포집부(260)로 배출되면서 열교환부(240) 내부에 충전된 물을 가열되기 시작한다. 즉 열교환이 이루어지면서 연소실(211) 내부의 온도는 하강한다.
동시에 연소실(221)에서 발생된 잔열 폐가스가 가스관(230)들을 통해 제4공간부(222)로 빠져나간 후, 단열부(250)의 제9관통공(252)을 통해 배출되는 고온의 연소실(221) 가스와 합쳐지면서 2차 연소가 이루어지면서 미분소 가스가 소멸된다.
또한 상기 가스들은 열교환부(240)의 제4관(243a)을 통해 배기가스포집부(260)로 배출되면서 열교환부(240) 내부에 충전된 물을 더욱 가열시켜 주게 된다.
즉 열교환부(140) 내부에 충전된 물은 가열되어 온도상승하게 되고, 온도 상승된 물이 제3공간부(214)에 충전되어지며, 연소실(211)의 가열로 스팀으로 변환된 후 외부동체(210)의 스팀배출관(213)을 통해 외부로 배출되는 것이다.
도 8은 본 발명의 제3실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러의 개략적인 단면도, 도 9는 상기 도 8의 개략적인 평단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 제3실시 예에 따른 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러(300)는,
가스차단판(310), 상부헤더(320), 하부헤더(330), 내측수관(341) 및 외측수관(342), 열교환부(350), 제2열교환부(360), 배기가스포집부(370)를 포함한다.
상기 가스차단판(310)의 상부에는 상부헤더(320)가 하부에는 하부헤더(330)가 장착되며, 상기 상부헤더(320)와 하부헤더(330) 사이에는 내측수관(341) 및 외측수관(342)이 일정간격을 유지하여 복수개 관통되도록 설치된다.
상기 상부헤더(320)는 중앙에는 버너(321)가 설치되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제5공간부(322)와, 상기 제5공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(323)이 형성된다.
상기 하부헤더(330)는 급수가 충전되는 제6공간부(331)를 포함한다.
상기 내측수관(341) 및 외측수관(342)은 도 9 및 10에서와 같이 연결편(343)으로 연결되어지며, 상기 연결편(343)에는 다수개의 통공(344)이 형성된다.
또한 상기 연결편(343)은 수관(341,342)의 상단 및 하단의 일정길이 만큼에는 형성되지 않아 이 부위를 통해 가스가 하부로 배출될 수 있도록 하여준다.
상기 열교환부(350)는 도 11에서와 같이 원통형상으로 밀봉 형성되고, 상면에는 제7관통공(351)이 다수개 형성되며, 각 제7관통공의 내부에는 이에 대응되는 제7관(351a)이 형성된다.
또한 상기 열교환부(350)의 일측에는 제2유입관(352) 및 제2유출관(353)이 장착 형성되며, 상기 유출관(353)은 열교환부(350)의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성된다.
또한 상기 제2유입관(352)이 제2열교환부(260)의 제1유출관(360)에 연결되고, 상기 제2유출관(353)은 상기 하부헤더(330)의 제6공간부(131)에 연결되도록 구성된다.
상기 제2열교환부(360)는 도 12에서와 같이 원통형상으로 밀봉 형성되고, 내부의 상면에는 제8관통공(363)이 다수개 형성되며, 각 제8관통공의 내부에는 이에 대응되는 제8관(363a)이 형성된다.
또한 상단에는 연도(371)가 형성된다.
또한 상기 제2열교환부(360)의 일측에는 제1유입관(361) 및 제1유출관(362)이 장착 형성되며, 상기 제1유입관(361)은 급수펌프(313)를 통해 급수관(312)이 연결되도록 구성된다.
상기 배기가스포집부(370)는 가스차단판(310)의 측면에 형성되며 상기 제2열교환부(360)의 하단에 설치되어 상기 가열실에서 배출된 가스를 제2열교환부(360)를 통해 연도(371)로 배출시켜주게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명 제3실시 예에 따른 스팀보일러(300)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 급수관(312) 및 급수펌프(313)를 통해 급수가 수행되면, 물은 제2열교환부(360)의 제1유입관(361)을 통해 제2열교환부(360) 내부에 충전되기 시작하고, 물이 완전히 충전되면 그 압력에 의해 물은 제1유출관(362)을 통해 배출된다.
상기 제1유출관(362)으로 배출된 물은 열교환부(350)의 제2유입관(352)을 통해 열교환부(350) 내부에 충전되기 시작하고, 물이 완전히 충전되면 그 압력에 의해 물은 내부관(353a)을 통해 유출관(353)으로 배출된다.
상기 유출관(353)으로 배출된 물은 하부헤더(330)의 제6공간부(331)에 충전된 후, 압력에 의해 다시 내부수관(341) 및 외부수관(342)으로 충전되며 미리 설정한 압력에 대응되는 수면까지 충전이 완료된다.
이와 같이 스팀보일러의 운전가동 가능상태가 완료되면, 버너(321)를 구동시킨다.
상기 버너(321)의 구동으로 연소실(311) 내부에는 화염이 발생되고 내부수관(341) 및 외부수관(342)에 충전된 물을 가열되기 시작한다.
또한 화염의 발생으로 생성된 연소실(311)의 가스 및 열기는 배기가스포집부(370)를 통해 제2열교환부(360)의 제8관(363a)을 통해 연도(371)로 배출되면서 제2열교환부(360) 내부에 충전된 물을 가열하기 시작한다.
동시에 상기 연소실(311)의 가스 및 열기는 열교환부(350)의 제7관(351a)을 통해 하강한 후, 온도 및 압력차에 의해 다시 연소실(311)로 유입되는 순환을 수행하면서 2차 연소가 발생되며, 열교환부(150) 내부에 충전된 물은 가열되기 시작한다. 즉 열교환이 이루어지면서 연소실(111) 내부의 온도는 하강한다.
즉 열교환부(350) 및 제2열교환부(360) 내부에 충전된 물은 가열되어 온도상승하게 되고, 온도 상승된 물이 내부수관(341) 및 외부수관(342)에 충전되어지며, 연소실(311)의 가열로 스팀으로 변환된 후 상부헤더(320)의 제5공간부(322) 및 스팀배출관(323)을 통해 외부로 배출되는 것이다.
100,200,300: 스팀보일러
110: 가스차단판 120: 상부헤더
130: 하부헤더 140: 수관
150: 열교환부 160: 단열부
170: 배기가스포집부

Claims (9)

  1. 가스차단판(110)의 상부에는 상부헤더(120)가 하부에는 하부헤더(130)가 장착되며, 상기 상부헤더(120)와 하부헤더(130) 사이에는 복수개의 수관(140)이 일정간격을 유지하여 관통되도록 설치되고;
    상기 상부헤더(120)는 중앙에는 버너(121)가 설치되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제1공간부(122)와, 상기 제1공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(123)이 형성되며;
    상기 하부헤더(130)는 급수가 충전되는 제2공간부(131)를 포함하고;
    상기 하부헤더(130)를 지지하며 하단부(151)와 상단부(152)가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부(151)의 상면에는 제1관통공(153)이 다수개 형성되며, 각 제1관통공의 내부에는 이에 대응되는 제1관(153a)이 형성되고, 상기 상단부(152)의 상면에는 제2관통공(154)이 다수개 형성되며, 각 제2관통공의 내부에는 이에 대응되는 제2관(154a)이 형성되고, 상기 하단부(151)의 일측에는 급수유입관(156) 및 유출관(157)이 장착 형성되며, 상기 유출관(157)은 열교환부(150)의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상단부(152)의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부(150)와;
    상기 열교환부(150)의 상단부(152)가 장착되는 장착공(161)과, 상기 장착공(161)의 주위에 형성되는 복수개의 제3관통공(162)와, 외주면에 형성되어 수관(140)을 지지하는 지지홈(163)으로 구성되는 단열부(160)와;
    상기 열교환부(150)의 하단에 설치되어 상기 열교환부(150)의 제1관(153a) 및 제2관(154a)으로부터 배출되는 가스를 모아서 연도(171)로 내보내는 배기가스포집부(170)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수관(140)은 양측으로 가스유도편(141)(142)이 형성되는 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입관(156)에는 급수펌프(113)를 통해 급수관(112)이 연결되고, 상기 유출관(157)은 상기 하부헤더(130)의 제2공간부(131)에 연결되는 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  4. 외부동체(210)와 내부노통(220) 사이에는 물이 충전되는 제3공간부(214)가 형성되고, 상기 제3공간부(214)에는 복수개의 가스관(230)이 일정간격을 유지하며 관통되도록 설치되며;
    상기 외부도체(210)의 일측에는 버너(211)가 장착되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제3공간부(214)와, 상기 제3공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(213)이 형성되고;
    상기 내부노통 및 외부동체를 지지하며 하단부(241)와 상단부(242)가 단차를 가지도록 밀봉 형성되고, 상기 하단부(241)의 상면에는 제4관통공(243)이 다수개 형성되며, 각 제4관통공의 내부에는 이에 대응되는 제4관(243a)이 형성되고, 상기 상단부(242)의 상면에는 제5관통공(244)이 다수개 형성되며, 각 제5관통공의 내부에는 이에 대응되는 제5관(244a)이 형성되고, 상기 하단부(241)의 일측에는 유입관(245) 및 유출관(246)이 장착 형성되며, 상기 유출관(246)은 열교환부(150)의 내부로 이어져 절곡(246a)되면서 그 단부가 상단부(152)의 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부(240)와;
    상기 열교환부(240)의 제5관통공(244)에 대응되는 다수개의 제6관통공(251)과, 상기 제6관통공의 외측으로 형성되는 다수개의 제9관통공(252)으로 이루어진 단열부(250)와;
    상기 열교환부(240)의 하단에 설치되어 상기 열교환부(240)의 제4관(243a) 및 제5관(244a)으로부터 배출되는 가스를 모아서 연도(261)로 내보내는 배출가스포집부(260)을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 유입관(245)에는 급수펌프(216)를 통해 급수관(215)이 연결되고, 상기 유출관(246)은 상기 외부동체(210)를 통해 제3공간부(214)에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  6. 가스차단판(310)의 상부에는 상부헤더(320)가 하부에는 하부헤더(330)가 장착되며, 상기 상부헤더(320)와 하부헤더(330) 사이에는 내측수관(341) 및 외측수관(342)이 일정간격을 유지하여 복수개 관통되도록 설치되고;
    상기 상부헤더(320)는 중앙에는 버너(321)가 설치되고, 스팀이 생성되어 운집하는 제5공간부(322)와, 상기 제5공간부에 형성되어 스팀을 외부로 배출하는 스팀배출관(323)이 형성되며;
    상기 하부헤더(330)는 급수가 충전되는 제6공간부(331)를 포함하고;
    원통형상으로 밀봉 형성되고, 상면에는 제7관통공(351)이 다수개 형성되며, 각 제7관통공의 내부에는 이에 대응되는 제7관(351a)이 형성되고, 일측에는 제2유입관(352) 및 제2유출관(353)이 장착 형성되며, 상기 유출관(353)은 열교환부(350)의 내부로 이어져 절곡되면서 그 단부가 상면보다는 아래쪽이 위치하도록 구성되는 열교환부(350)와;
    원통형상으로 밀봉 형성되고, 내부의 상면에는 제8관통공(363)이 다수개 형성되며, 각 제8관통공의 내부에는 이에 대응되는 제8관(363a)이 형성되고, 상단에는 연도(371)가 형성되는 제2열교환부(360)와;
    상기 가스차단판(310)의 측면과 상기 제2열교환부(360)의 하단에 설치되어 상기 가열실에서 배출된 가스를 제2열교환부(360)를 통해 연도(371)로 배출시켜주는 배기가스포집부(370)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 내측수관(341) 및 외측수관(342)은 연결편(343)으로 연결되어지며, 상기 연결편(343)에는 다수개의 통공(344)이 형성된 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2유입관(352)이 제2열교환부(260)의 제1유출관(360)에 연결되고, 상기 제2유출관(353)은 상기 하부헤더(330)의 제6공간부(131)에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2열교환부(360)의 일측에는 제1유입관(361) 및 제1유출관(362)이 장착 형성되며, 상기 제1유입관(361)은 급수펌프(313)를 통해 급수관(312)이 연결되는 것을 특징으로 하는 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러.

KR1020150108766A 2015-07-31 2015-07-31 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러 KR101741757B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150108766A KR101741757B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150108766A KR101741757B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170014829A true KR20170014829A (ko) 2017-02-08
KR101741757B1 KR101741757B1 (ko) 2017-05-30

Family

ID=58154989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150108766A KR101741757B1 (ko) 2015-07-31 2015-07-31 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101741757B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108131691A (zh) * 2017-12-28 2018-06-08 郑州源冉生物技术有限公司 一种分管分流产生蒸汽的节能环保取暖炉
CN108591986A (zh) * 2018-05-31 2018-09-28 张家港威孚热能股份有限公司 一种蒸汽发生器
KR102350348B1 (ko) * 2020-07-13 2022-01-11 정금진 직화식 음압형 증기온수보일러

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200290993Y1 (ko) 2002-06-05 2002-10-04 강희영 스팀 저장탱크가 구비된 스팀 보일러

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5151373B2 (ja) 2006-11-30 2013-02-27 三浦工業株式会社 ボイラ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200290993Y1 (ko) 2002-06-05 2002-10-04 강희영 스팀 저장탱크가 구비된 스팀 보일러

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108131691A (zh) * 2017-12-28 2018-06-08 郑州源冉生物技术有限公司 一种分管分流产生蒸汽的节能环保取暖炉
CN108591986A (zh) * 2018-05-31 2018-09-28 张家港威孚热能股份有限公司 一种蒸汽发生器
CN108591986B (zh) * 2018-05-31 2023-10-24 张家港威孚热能股份有限公司 一种蒸汽发生器
KR102350348B1 (ko) * 2020-07-13 2022-01-11 정금진 직화식 음압형 증기온수보일러

Also Published As

Publication number Publication date
KR101741757B1 (ko) 2017-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090063438A (ko) 콘덴싱 보일러
CN110425511B (zh) 超低氮燃气蒸汽锅炉
KR101741757B1 (ko) 복사열 및 폐열을 이용한 고효율 스팀 보일러
CN110657414A (zh) 一种直流蒸汽发生器
CN201582780U (zh) 立式三回程火管锅炉
CN210951256U (zh) 超低氮燃气蒸汽锅炉
CN216845139U (zh) 超低氮冷凝燃气真空加热装置
CN217928713U (zh) 文丘里式超低氮水冷蒸汽锅炉
RU2334919C1 (ru) Водяной отопительный котел
CN214619472U (zh) 强化传热立管式水冷燃气蒸汽发生器
CN112268270B (zh) 一种撬装式水管式低氮燃气蒸汽锅炉
CN210772093U (zh) 一种直流蒸汽发生器
CN112503498A (zh) 一种强化传热立管式水冷燃气蒸汽发生器
CN209196819U (zh) 一种小型锅炉
KR101116758B1 (ko) 보일러
RU79985U1 (ru) Водогрейный котел
CN202125941U (zh) 卧式双层水管炉排逆燃燃煤锅炉
CN219955290U (zh) 一种燃生物质蒸汽锅炉炉体
CN215001509U (zh) 一种由同轴管组环形排列构成的环保节能型锅炉
CN216868459U (zh) 一种直流盘管式蒸汽发生器
WO2021031435A1 (zh) 超低氮燃气蒸汽锅炉
CN204254876U (zh) 一种热交换锅炉
CN214536856U (zh) 一种全预混水冷燃烧真空锅炉
CN220582478U (zh) 一种节能型双锅筒纵置式锅炉
CN213542429U (zh) 一种燃气蒸汽锅炉

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant