일반기술

열교환식 보일러

본 발명은 열교환식 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히팅가스를 기포의 형태로 수조내의 물과 직접 접촉시켜서 물을 가열하는 방식의 열교환식 보일러에 관한 것이다. 일반적으로 보일러는 밀폐된 용기에 담긴 물을 용기 내부 또는 외부에서 가열하여 온수 또는 고온, 고압의 수증기를 발생시키는 장치로서, 겨울철 난방용으로 사용하거나 발생된 수증기의 고압의 특성을 이용하여 화력발전소의 증기터빈 등을 가동시킴으로써 전력을 생산하는 등의 용도로 널리 사용되고 있다. 보일러 개발의 주된 목표는 물을 가열하는 데 소모되는 열에너지 이외 낭비되는 열에너지를 최소화하여 열효율을 향상시키는 것이며, 최근에는 연소실의 연소효율을 향상시키도록 연소실에 압축공기를 공급하는 과급 연소식 보일러 등이 개발되어 사용되고 있다. 종래의 보일러들은 열전도율이 높은 금속재질의 수조에 소정량의 물을 담아 상기 수조의 외부 또는 내부에서 상기 수조를 가열하거나, 또는 수관에 물이 흐르도록 하고 상기 수관이 연소실을 지나도록 하여 상기 수관을 가열하는 간접방식으로 수증기를 발생시킨다. 그러나, 이러한 간접 가열식 보일러는 용기를 통과하는 열에너지가 중간매개체인 용기의 온도를 높이는 데 낭비되고, 열전도율이 높은 상기 용기로 인해 열에너지가 쉽게 보일러의 외부로 방출되어 보일러의 열효율을 떨어뜨리는 요인이 되며, 상기 물의 전체 온도를 상승시키기 위하여 상기 용기 내부에 수용된 물의 대류현상만을 이용할 수밖에 없기 때문에 가열속도가 느리고, 열효율을 일정 수준 이상으로 향상시키는 데 한계가 있었다. 또한, 용기의 열전달 면적을 넓게 하기 위하여 상기 용기가 되는 수조나 수관의 형상이 굴곡이 심하도록 매우 복잡하게 제작되기 때문에 제작비가 상승하는 것은 물론이고, 보일러의 관리상 매우 중요한 보일러 내부 청소시 청소과정이 복잡하고 장시간이 소요되는 등 많은 어려움이 있었다. 또한, 열전달율이 높은 상기 수조 또는 수관은 상대적으로 내화학성이 약하여 쉽게 부식되거나, 물속의 불순물이 서로 결합하여 상기 수조의 내벽에 달라붙어 스케일이라는 불순물층을 이루어 열전달을 방해함으로써 보일러의 열효율을 떨어뜨리고, 상기 스케일로 인해 수조 벽면의 열팽창이 불균일 해져서 보일러가 깨지는 등 보일러의 수명이 현저하게 감소되며 잦은 내부 청소를 실시하여야 하는 등 많은 문제점이 있었다. 본 발명은 소정량의 물이 수용되는 수조와, 이 수조 내에 수용된 물의 온도를 상승시켜서 고압의 수증기를 발생시킬 수 있게 고온의 히팅가스를 히팅가스 공급관을 통해 상기 수조의 물로 방출시키는 연소실로 구성되어 있으며, 상기 수조내의 물이 연소실로 누수되는 것을 방지하는 동시에 상기 히팅가스 공급관에 의해 물로 방출되는 히팅가스가 미세기포의 형태로 분산되도록 상기 히팅가스 공급관과 물 사이에 설치되고 다수개의 미세한 통공을 갖는 발수막이 설치됨을 특징으로 한다. 따라서 물의 가열속도가 빠르고, 보일러의 열효율을 향상시키며, 보일러의 부피를 줄일 수 있고, 수조가 직접적으로 가열되는 것이 아니므로 반영구적으로 보일러의 수명을 연장시키며, 보일러의 내부청소를 용이하게 하는 등의 효과를 갖는다.수조내의 물이 연소실로 누수되는 것을 방지히팅가스 공급관에 의해 물로 방출되는 히팅가스가 미세기포의 형태로 분산되도록 상기 히팅가스 공급관과 물 사이에 설치되고 다수개의 미세한 통공을 갖는 발수막이 설치됨물의 가열속도가 빠르고, 보일러의 열효율을 향상시키며, 보일러의 부피를 줄일 수 있고, 반영구적으로 보일러의 수명을 연장시키며, 보일러의 내부청소를 용이하게 함.