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KR101260181B1 - 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 보일러 연관 청소장치 - Google Patents

다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 보일러 연관 청소장치 Download PDF

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KR101260181B1
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    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities

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Abstract

본 발명은 동시에 다수 개의 인젝터를 통하여 압축공기를 분사할 수 있는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 것으로 연관식 보일러의 본체 내부에 설치된 다수의 연관을 동시에 신속하고 완전히 청소할 수 있는 보일러의 연관 청소장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 내부에 공간이 형성된 판상의 분사부 몸체; 상기 분사부 몸체에 연결되어 분사부 몸체의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관; 상기 분사부 몸체에 구비되는 복수 개의 인젝터;로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 보일러의 연관 청소장치를 제공한다.

Description

다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 보일러 연관 청소장치{COMPRESSED AIR SUPPLYING DEVICE WITH MULTIPLE INJECTOR AND APPARATUS FOR CLEANING SMOKE TUBE OF BOILER USING THE SAME}
본 발명은 동시에 다수 개의 인젝터를 통하여 압축공기를 분사할 수 있는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 것으로 연관식 보일러의 본체 내부에 설치된 다수의 연관을 동시에 신속하고 완전히 청소할 수 있는 보일러의 연관 청소장치에 관한 것이다.
보일러는 물을 가열하여 난방에 이용하거나 또는 온수를 공급하기 위한 장치로 일정한 형태를 갖는 수조에 물을 채운 후 수조를 가열하여 온수를 만든다.
보일러 수조의 물을 가열하기 위한 방법으로는 여러 가지가 개발되어 적용되고 있으나, 일반적으로는 보일러 몸체 내부에 복수 개의 연관(smoke tube)을 배열한 소위 연관식 보일러가 널리 사용되고 있다.
특히, 연관식 보일러는 용량이 크고 열효율이 높기 때문에, 주로 산업용, 대형빌딩, 대중목욕탕 등에 주로 사용되고 있다.
이러한 종래의 연관식 보일러(1)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 연관(20, 20‘)이 관통하여 설치되는 것으로, 내부에 물(W)을 수용하는 공간이 형성된 수조(11)가 내부에 구비되는 몸체(10)와, 상기 제1 연관(20)의 일단(입구부)과 연결되도록 상기 몸체(10)에 형성되는 연소실(12), 상기 제1 연관(20)의 타단에 마련되는 회열부(13), 상기 제1 연관(20)을 통하여 전달되는 열과 연소가스 등을 다시 배연부(14)를 통해 연도(배출구)(15)로 보내는 제2 연관(20’)으로 이루어진다.
한편, 열과 연소가스가 통과하는 연관(20, 20‘)은 연소가스에 섞여있는 재나 불완전 연소된 그을음 등의 이물질로 인하여 계속적으로 가동할 경우 열효율이 저하되거나 심한 경우 연관(20, 20’)의 내부가 막힐 수 있는데, 이를 청소하기 위해서는 보일러의 가동을 중지시킨 상태에서 연관 청소용 브러시 등을 사용하여 연관(20, 20‘)을 청소하게 되며, 이를 위해 별도로 회열부(13)에 청소용 문을 형성하기도 한다.
이러한 종래의 연관 청소방법은 복수 개, 일반적으로 수십 개에 이르는 연관을 일일이 브러시를 이용하여 청소하여야 하므로 많은 시간과 노력이 소요되며, 청소작업시 화상 등의 안전사고가 발생할 위험이 있을 뿐만 아니라, 청소를 위해 상당시간 보일러 가동을 중단하여야만 하므로 작업 능률의 저하를 초래하는 문제점이 있다.
한편, 대한민국 공개특허 제10-2006-0021053호(2006. 3. 7.공개)는 연관 내부에 별도의 나선형부재를 마련하여 연소시 발생하는 그을음 등이 상기 나선형부재를 거치면서 걸러지도록 한 연관식 보일러가 제안되었는데, 이러한 방식은 연관식 보일러의 구조가 복잡해지고, 나선형부재로 인해 연관을 통한 열 및 연소가스의 원활히 흐름이 저해되어 오히려 보일러의 효율이 저하되는 문제점이 있다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 단시간에 보일러에 설치된 복수 개의 연관을 동시에 완전히 청소할 수 있어 보일러의 가동 중단을 최소할 수 있을 뿐만 아니라, 작업자 화상 등의 안전사고의 위험성도 없는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치 및 이를 이용한 연관식 보일러의 연관 청소장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 공간이 형성될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 판상의 분사부 몸체; 상기 분사부 몸체에 연결되어 분사부 몸체의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관; 상기 분사부 몸체에 구비되는 복수 개의 인젝터;로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 인젝터는, 양 단부가 각각 상기 분사부 몸체의 외부로 돌출되도록 상기 분사부 몸체의 두께방향을 따라 관통하여 삽입 고정되며, 압축공기를 분사하기 위한 제1 유로가 길이방향을 따라 내부에 관통하여 형성되고, 상기 분사부 몸체 내부의 공기가 상기 제1 유로로 주입될 수 있도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 제2 유로는 상기 제1 유로와 연결되는 부분에서 유로의 일부가 가늘게 형성되며, 상기 제2 유로와 연결되는 부분의 상기 제1 유로의 단면은 압축공기의 분사방향을 따라 점차 축소되게 소정 구간이 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 연관식 보일러의 내부에 설치된 복수 개의 연관에 압축공기를 분사하여 청소하기 위한 보일러 연관 청소장치에 있어서, 상기 보일러 연관 청소장치는, 내부에 공간이 형성될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 판상의 분사부 몸체; 상기 분사부 몸체에 연결되어 분사부 몸체의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관; 상기 복수 개 연관의 길이방향 일단에 각각 대응하여 상기 연관 내부에 압축공기를 분사할 수 있도록 상기 분사부 몸체에 구비되는 복수 개의 인젝터;로 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러 연관 청소장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 인젝터는, 양 단부가 각각 상기 분사부 몸체의 외부로 돌출되도록 상기 분사부 몸체의 두께방향을 따라 관통하여 삽입 고정되며, 압축공기를 분사하기 위한 제1 유로가 길이방향을 따라 내부에 관통하여 형성되고, 상기 분사부 몸체 내부의 공기가 상기 제1 유로로 주입될 수 있도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보일러 연관 청소장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 제2 유로는 상기 제1 유로와 연결되는 부분에서 유로의 일부가 가늘게 형성되며, 상기 제2 유로와 연결되는 부분의 상기 제1 유로의 단면은 압축공기의 분사방향을 따라 점차 축소되게 소정 구간이 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 연관 청소장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 단시간에 보일러에 설치된 복수 개의 연관을 동시에 완전히 청소할 수 있으며, 조작이 간단하고 작업시간에 매우 짧아 보일러의 가동 중단을 최소할 수 있는 우수한 효과가 있다.
또한, 고압의 압축공기를 각각의 연관에 동시에 분사함으로써 연관 내부의 이물질을 거의 완벽히 제거할 수 있으므로 보일러의 효율을 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 청소 작업시의 안전사고의 위험성도 없는 장점을 갖는다.
도 1은 연관식 보일러의 내부구조를 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 A-A선 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치를 연관식 보일러에 적용한 상태를 보여주는 부분 단면도,
도 4는 도 3의 “B” 부분을 확대하여 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
먼저, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치는 분사부 몸체(30)와, 공기공급관(50) 및 복수 개의 인젝터(40)으로 구성된다.
분사부 몸체(30)는 내부에 공간이 형성될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 판상으로 형성되는데, 바람직하게는 판상의 직육면체일 수 있으나 그 형태가 제한되는 것은 아니므로 소정의 두께를 갖는 원판형이나 다각형의 형태로 제작될 수도 있다.
상기 분사부 몸체(30)에는 공기공급관(50)이 연결된다. 공기공급관(50)은 외부에서 공급되는 공기를 분사부 몸체(30)의 내부 공간에 주입하기 위한 배관으로 분사부 몸체(30)에는 필요에 따라 하나 이상이 연결될 수 있다.
소정의 두께를 갖는 판상의 분사부 몸체(30)에는 복수 개의 인젝터(40)가 결합 고정된다.
상기 인젝터(40)는, 소정의 길이를 갖는 인젝터 몸체(40a)와, 인젝터 몸체(40a)의 길이방향 양 단부에 각각 형성되는 것으로 압축공기가 분사되는 노즐부(40b)와, 상기 분사부 몸체(30) 외부의 공기가 유입되는 외부공기 흡입구(40c)로 이루어진다.
인젝터(40)에는 노즐부(40b)를 통하여 압축공기를 분사하기 위한 제1 유로(42)가 외부공기 흡입구(40c)로부터 노즐부(40b)까지 인젝터(40)의 길이방향을 따라 내부에 관통하여 형성된다.
인젝터(40)는 양 단부, 즉 노즐부(40b)와 외부공기 흡입구(40c)가 각각 분사부 몸체(30)의 외부로 돌출되도록 분사부 몸체(30)의 두께방향을 따라 관통하여 삽입 고정된다.
분사부 몸체(30)의 내부에 위치하는 인젝터 몸체(40a) 부분에는 제2 유로(44)가 형성되는데, 제2 유로(44)는 분사부 몸체(30) 내부의 공기(공기공급관을 통해 내부로 공급되는 공기, AIR1)가 제1 유로(42)로 주입될 수 있도록 제1 유로(42)와 연결되도록 형성된다. 이에 따라, 공기공급관(50)을 통하여 분사부 몸체(30)로 공급되는 공기(AIR1)는 인젝터 몸체(40a)에 형성된 제2 유로(44)를 경유하여 제1 유로(42)로 공급되며, 제1 유로(42)에 유입되는 공기는 노즐부(40b)를 통하여 외부로 분사된다. 제2 유로(44)는 인젝터 몸체(40a)에 1개 이상이 형성되는데, 바람직하게는 상호 대향하는 위치에 한 쌍이 형성될 수 있다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 유로(44)는 제1 유로(42)와 연결되는 부분에서 유로의 일부가 가늘게 형성되는데, 가늘게 형성된 제2 유로(44)의 소정 영역은 벤투리관(venturi tube)의 역할을 하게 된다.
또한, 제2 유로(44)와 연결되는 부분의 제1 유로(42)의 단면은 압축공기의 분사방향을 따라 점차 축소되게 소정 구간이 곡면을 이루도록 곡면부(42a)로 형성된다.
상기와 같은 제1 유로(42) 및 제2 유로(44)의 구조에 의해, 분사부 몸체(30) 내부의 공기(공기공급관을 통해 내부로 공급되는 공기, AIR1)가 제2 유로(44)를 통하여 제1 유로(42)로 공급될 때에, 벤투리관(venturi tube)의 역할을 하는 가늘게 형성된 제2 유로(44)의 소정 영역을 통과하면서 흐름은 빨라지고 압력은 낮아지게 된다.
또한, 제2 유로(44)와 연결되는 부분의 제1 유로(42)의 곡면부(42a)는 가늘게 형성된 제2 유로(44)의 소정 영역을 통과한 고속의 공기가 코안다 효과(coanda effect; 유체가 만곡면을 흐를 때 표면에 흡착하는 경향)에 의해 곡면부(42a)를 따라 노즐부(40b) 방향으로 흐를 수 있도록 하는 역할을 한다.
위와 같이, 분사부 몸체(30) 내부의 공기(공기공급관을 통해 내부로 공급되는 공기, AIR1)는 제2 유로(44) 및 제1 유로(42)를 경유하여 고속으로 노즐부(40b)로 분사되는데, 이때 분사부 몸체(30) 내부의 공기(AIR1)가 벤투리관(venturi tube)의 역할을 하는 가늘게 형성된 제2 유로(44)의 소정 영역을 통과하면서 압력이 낮아지므로 분사부 몸체(30) 외부의 공기(AIR2)가 외부공기 흡입구(40c)를 통하여 제1 유로(42)로 흡입되어 함께 분사되고, 이에 따라 노즐부(40b)를 통하여 다량의 공기가 동시에 고속으로 분사될 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 보일러 연관 청소장치는, 상기한 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치를 이용한 것으로, 내부에 공간이 형성될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 판상의 분사부 몸체(30)와, 분사부 몸체(30)에 연결되어 분사부 몸체(30)의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관(50)과, 연관식 보일러(1)의 내부에 설치된 복수 개 연관(20, 20‘)의 길이방향 일단에 각각 대응하여 연관(20, 20’) 내부에 압축공기를 분사할 수 있도록 분사부 몸체(30)에 구비되는 복수 개의 인젝터(40)를 포함하여 이루어진다.
보일러 연관 청소장치를 이루는 분사부 몸체(30), 공기공급관(50) 및 인젝터(40)의 구조는 상술한 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치에서 설명한 바와 같다.
한편, 본 발명에 따른 보일러 연관 청소장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 연관식 보일러(1)의 회열부(13) 내부에 구비될 수 있다. 이 경우, 분사부 몸체(30)에 연결되는 공기공급관(50)은 회열부(13)의 벽면을 관통하여 외부로 연장된 형태로 구비되며, 공기공급관(50)의 일단에는 공기공급관(50)을 고정하기 위한 고정판(60)이 별도로 구비될 수 있다.
상기한 보일러 연관 청소장치는 보일러 가동시 보일러의 연관(20, 20‘)으로부터 이격되어 회열부(13)의 벽면에 위치하는데, 연관(20, 20’)을 청소하고자 하는 경우에는 분사부 몸체(30)를 이동시켜 각 인젝터(40)가 각 연관(20, 20‘)의 일단부에 각각 대응하도록, 즉 각 인젝터(40)의 노즐부(40b)가 각 연관(20, 20’)의 일단부에 삽입되도록 이동시킨다.
이후, 외부로부터 공기공급관(50)을 통하여 분사부 몸체(30)의 내부로 공기를 공급하게 되면, 분사부 몸체(30)의 내부의 공기(AIR1)와 분사부 몸체(30)의 외부의 공기(AIR2)가 동시에 고속으로 인젝터(40)의 노즐부(40b)를 통하여 분사되어 각 연관(20, 20‘)의 내부에 쌓인 재나 불완전 연소된 그을음 등의 이물질이 연관(20, 20’)의 타단부를 통하여 연소실(12) 또는 배연부(14)로 배출된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 보일러 연관 청소장치를 사용할 경우, 고속으로 다량의 공기를 분사하여 단시간에 보일러에 설치된 복수 개의 연관을 동시에 완전히 청소할 수 있으며, 조작이 간단할 뿐만 아니라 작업시간도 매우 짧아 보일러의 가동 중단을 최소할 수 있는 장점이 있다.
이상에서, 비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있으며, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 범위에 속한다고 하여야 할 것이다.
1: 연관식 보일러
10: 몸체 11: 수조
12: 연소실 13: 회열부
14: 배연부 15: 연도(배출구)
16: 다리
20: 제1 연관 20‘: 제2 연관
30: 분사부 몸체 40: 인젝터
40a: 인젝터 몸체 40b: 노즐부
40c: 외부공기 흡입구
42: 제1 유로 42a: 곡면부
44: 제2 유로 50: 공기공급관
60: 고정판

Claims (6)

  1. 내부에 공간이 형성될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 판상의 분사부 몸체;
    상기 분사부 몸체에 연결되어 분사부 몸체의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관; 및
    상기 분사부 몸체에 구비되는 복수 개의 인젝터;로 이루어지며,
    상기 인젝터는,
    양 단부가 각각 상기 분사부 몸체의 외부로 돌출되도록 상기 분사부 몸체의 두께방향을 따라 관통하여 삽입 고정되며, 압축공기를 분사하기 위한 제1 유로가 길이방향을 따라 내부에 관통하여 형성되고, 상기 분사부 몸체 내부의 공기가 상기 제1 유로로 주입될 수 있도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 유로는 상기 제1 유로와 연결되는 부분에서 유로의 일부가 가늘게 형성되며, 상기 제2 유로와 연결되는 부분의 상기 제1 유로의 단면은 압축공기의 분사방향을 따라 점차 축소되게 소정 구간이 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 인젝터를 구비한 압축공기 분사장치.
  4. 연관식 보일러의 내부에 설치된 복수 개의 연관에 압축공기를 분사하여 청소하기 위한 보일러 연관 청소장치에 있어서,
    상기 보일러 연관 청소장치는,
    내부에 공간이 형성될 수 있도록 소정의 두께를 갖는 판상의 분사부 몸체;
    상기 분사부 몸체에 연결되어 분사부 몸체의 내부에 공기를 공급하는 공기공급관; 및
    상기 복수 개 연관의 길이방향 일단에 각각 대응하여 상기 연관 내부에 압축공기를 분사할 수 있도록 상기 분사부 몸체에 구비되는 복수 개의 인젝터;로 이루어지며,
    상기 인젝터는,
    양 단부가 각각 상기 분사부 몸체의 외부로 돌출되도록 상기 분사부 몸체의 두께방향을 따라 관통하여 삽입 고정되며, 압축공기를 분사하기 위한 제1 유로가 길이방향을 따라 내부에 관통하여 형성되고, 상기 분사부 몸체 내부의 공기가 상기 제1 유로로 주입될 수 있도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보일러 연관 청소장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 유로는 상기 제1 유로와 연결되는 부분에서 유로의 일부가 가늘게 형성되며, 상기 제2 유로와 연결되는 부분의 상기 제1 유로의 단면은 압축공기의 분사방향을 따라 점차 축소되게 소정 구간이 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 연관 청소장치.
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