KR0114427Y1 - 열기기용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열기기용 열교환기에 관한 것으로서 연소실 상부에 연소가스의 흐름을 유도하는 다수의 연소관을 병렬 연결함과 동시에 이를 일정형으로 절곡시켜 그쪽에 연소가스를 모아 배출시키는 후연실을 설치하여 연소실에서 가열된 고열의 연소가스흐름속도를 지연시켜 난방공기와의 충분한 열교환이 실시되도록 하고, 또한 상기 후연실의 밑면이 하향경사면을 갖도록 함으로써 연소가스의 배출량이 균일하게 이루어지도록하여 열교환 효율의 극대화 및 제품의 수명연장효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

열기기용 열교환기

제1도는 본 고안의 열교환기 정면도.

제2도는 본 고안의 열교환기 평면도.

제3도는 본 고안의 열교환기의 작용상태 단면도.

제4도는 제3도의 A-A 단면도.

제5도는 제4도에 있어서 연소가스유로를 지그재그형으로 배치시의 단면 예시도.

제6도는 본 고안의 다른 실시예의 열교환기 정면도.

제7도는 본 고안의 다른 실시예의 열교환기 평면도.

제8도는 본 고안의 다른 실시예의 열교환기 측면도.

제9도는 본 고안의 열교환기 몸체의 다른 실시예의 요부 평면 단면도.

제10도는 본 고안의 다른 제6실시예의 열교환기 구조도.

제11도는 본 고안의 열교환기 몸체의 다른 제2실시예의 정면도.

제12도는 본 고안의 열교환기 몸체의 다른 제3실시예의 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 : 열교환기 1a : 돌출부

1b : 요흠 1c : 방열핀

2 : 연소실몸체 2a : 내부판

4 : 연소실 5 : 외부공기유입구

6 : 연소관 7 : 연소가스유로

10 : 후연실 10a : 경사부

G : 가이드

본 고안은 열기기용 열교환기에 관한 것으로서 특히 공기를 순환시켜 열교환기와의 효율적인 열교환이 실현되도록 한 난방열기기용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 종래에는 휜코일 타입으로 열교환기를 구성하거나 열소실내에 연소가스안내 유로를 구획 설치하는 등의 구조로 열교환기를 구성해 왔기 때문에 구조가 복잡하여 제조공수가 많이들고 부피의 콤팩트화 실현이 곤란하고 낮은 열효율로 인한 연료의 과다낭비를 초래하게 되는 사용상의 결함이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 열교환기 구조가 갖는 제결함을 감안하여, 연소실 상부에 연소가스의 흐름을 유도하는 다수의 연소관을 병렬 연결시킴과 동시에 이를 일정형으로 절곡시키고 그 출구에 연소가스를 모아 배출시키는 후연실을 설치하여 연소실에서 가열된 고열의 연소가스 흐름속도를 지연시켜 난방공기와의 충분한 열교환이 이루어지도록 하고, 또한 후연실의 구조를 내측(연소실 몸체쪽)으로 경사지게 형성하여 연소가스의 균일한 흐름이 이루어지도록 하고 열교환 효율의 극대화를 실현토록 한 것이다.

이하, 본 고안을 첨부예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 제1도 및 제3도의 예시와 같이 내부에 연소실(4)을 구비한 연소실 연소실몸체(2)와 연소가스유로(7)를 구성하는 연소관(6)과 상기 각 연소관(6)을 통해 배출되는 연소가르를 모아 배출시켜주는 후연실(10)로 크게 구성된다.

상기 연소실몸체(2)의 전면에는 연소기(11)를 설치하기 위해 연소기 장착부(3)가 형성되어 있으며 일측면에는 연소실(4)로 외부의 연소공기를 유입하기 위한 외부공기유입구(5)가 설치되어 있다.

상기 연소실(4)에는 외부공기유입구(5)가 설치된 상부쪽으로 연소공기흐름유도조절판(G)이 좌향 겅사상으로 하향 설치되어 있다.

연소실몸체(2)의 상면에 연결 설치되는 연소관(6)은 다수개의 관군을 이루며 병렬 설치되는데 각 연소관(6)의 내부에는 연소가스유로(7)가 형성되어 동 연소가스유로(7)를 통해 고열의 연소가스가 이동을 하게 됨으로써 보다 넓은 열전달 면적을 확보할 수 있어 열효율을 향상시키게 된다.

상기 연소관(6)은 제4도의 예시와 같이 다수개의 연소관(6)이 2개 2개씩 일렬로하여 병렬설치될 수 있고, 제5도의 예시와 같이 각 연소관(6)이 지그재그형으로 병렬 설치될 수가 있다.

상기 연소관(6)은 그 길이를 길게 하면서 전체부피를 최소화하기 위하여 일정형의 절곡형으로 형성되는데 그 절곡형태는 기본형상인 역U자형, 제6도 예시의 R 자형으로 부피를 최소화하기 위한 여러유형의 절곡형상으로 구성된다.

또한, 연소관의 형태를 제10∼12도의 예시와 같이 상향의 지그재그형으로 형성할 수도 있다.

상기 연소관(6)의 출구쪽에 설치되는 후연실(10)은 제3도의 예시와 같이 그 밑면을 연소실 몸체 상부쪽으로 겅사지게 구성한 좌향 겅사면(10a)을 갖는 역직각삼각형으로 구성되며 그 측면부에는 외부와 연통하는 연도(9)가 설치되어 있다.

이와같은 구성을 갖는 본 고안은 연소실(4) 내부에 설치된 연소기(11)의 가동과 동시에 연소불꽃이 외부공기유입구(5)로 공급되는 연소공기의 도움을 받아 화염을 형성하게 되고 이 화염이 연소실 상부를 집중 가열하게 되고, 이어서 고열의 화염은 연소실몸체(2) 상면에 연결 설치된 연소관(6)에 의해 형성되는 각 연소가스유로(7)를 타고 이동하게 됨으로써 열교환기(1)의 구성부분중 연소실몸체(2)와 연소관(6)이 연결부분인 가부분이 가장 열을 많이 갖고 있는 고열부를 형성하게 된다.

이렇게 각 연소가스유로(7)를 후연실(10)을 향해 이동하는 연소가스는 내부저항을 받아 그 흐름이 지연되면서 난방공기와의 열교환을 이루면서 출구쪽에 설치된 후연실(10)로 배출되게 된다. 그런데, 만일 후연실(10)의 형상을 사각형상으로 형성할 경우에는 내측으로 절곡된 연소관(6)과 외측으로 절곡된 연소곤(6)의 길이가 상당한 차이를 보이게 되므로 자연 내부저항의 차이로 인하여 내측으로 절곡된 연소관으로 고열의 연소가스가 집중 이동을 하게 되므로 열교환기의 수명단축을 가져오고 열효율을 저하시키게 된다.

보 고안에서는 후연실(10)의 밑면이 좌향 경사면(10a)을 갖도록 구성함으로써 이를 해결하고 있다.

즉 내측으로 졀곡된 연소관의 출구쪽에 연소가스의 배출흐름을 억제하는 조건을 만들어줌으로써 내측으로 절곡된 연소간의 출구쪽에 연소가스의 배출흐름을 억제하는 조건을 만들어줌으로써 내측으로 절곡된 연소관의 연소가스유로를 통해 흐르는 연소가스의 흐름속도를 보다 지연시켜 줌으로써 외측으로 절곡된 연소가스유로를 통해 흐르는 연소가스의 흐름량과 내측으로 절곡된 연소가스유로를 통해 흐르는 연소가스의 흐름량이 일치되어 (A'부분 연소가스배출량=B'부분 연소가스배출량=C' 부분 연소가스배출량) 원활한 연소가스의 흐름동작에 의해 고도의 열효율과 수명연장효과를 제공하게 되는 것이다.

한편, 열교환기(1)의 저부에 설치된 난방공기순환팬(도시생략)의 가동으로 난방공기가 열교환기(1)의 저부쪽에서 위쪽으로 이동하는 과정에서도 본 고안의 경우와 같이 후연실(10)의 형상을 역직각삼각형상으로 구성할 경우, 상승하는 난방공기가 후연실(10)의 좌향경사면(10a)에 부딪혀 그 흐름이 가부분의 고열부쪽으로 꺽이면서 가부분을 통해 집중적으로 상승하게 되므로 많은 열을 전달받게 되므로 그만큼 난방효율을 제고시키게 되는 것이다.

이와같은 본 고안의 각기 다른 실시예를 도면을 따라 설명하면, 제6도는 열교환기(1)의 연소실몸체(2) 정면에 다수개의 돌출부(1a)를 파형으로 형성하여, 연소가스의 흐름을 연소실몸체(2)에서 지연시키는 동시에 고열의 연소가스와의 접촉면적을 넓혀 발열량을 높이도록 한다.

이러한 열교환기(1)의 연소실몸체(2)의 다른 제2실시예는 도면 제11도에서와 같이, 연소실몸체(2), 정,배,평면부에 상하 수직길이 방향으로 다수개의 요홈(1b)을 형성하였으며, 또한 다른 제3실시예에 있어서는 제12도에서와 같이 돌출편으로 이루어진 방열핀(1c)를 정,배,평면부 상하 수직길이 방향으로 형성하여 방열성을 최대한 높였다.

상기 제6도에서 본 고안의 또다른 실시예에 있어서는 연소실몸체(2) 내부의 연소실(4)에 내부판(2a)를 구비시켜 연소실몸체(2)를 2중판으로 구성되게 하므로서 연소실(4)에서 발열된 고열이 2중판에 의해 외부로 손실되는 것을 최대한 방지하도록 한다.

또한 연소실몸체(2)를 구성하는 다른 실시예는 제9도에서와 같이 열교환기(1)의 연소실몸체(2)중 측면판(2b)의 양측을 절곡시켜 정,배면판과 접촉시킨 상태에서 스포트용접(S)한 후 외축을 아이크용접(W)하여 접합시킴으로서 열교환기(1)의 접합부를 완전 밀폐시키도록하여 연소실의 열량이 외부로 누출되는 것을 방지함은 물론 고열에 의한 열교환기(1)의 연소실몸체(2) 접합부가 열팽창으로 인하여 발생하는 변경 및 파손을 방지한다.

한편 본 고안의 열교환기(1)의 연소관(6)에 대한 다른 실시예를 살펴보면, 제10도는 본 고안의 연소관(6)의 다른 실시예로서 연소관(6)의 연소가스유로(7)가형으로 되고 연소관(6)에는 상하로 각각 방열핀(1c)을 형성하는 열교환기(1)의 연소실몸체(2)에 연결 설치된 구성을 하고 있다.

이와같이 연소가스가 통과하는 연소관(6)는 열교환기(1)의 연소실몸체(2)에형으로 설치되는데 제12도의 경우와 같이 다수개의 방열을 형성하여 연소가스의 배출시 열교환기(1)을 한층 더 발열시키도록 하는 구조로 변경시킬 수도 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 열교환기의 연소실에서 가열된 연소가스가 연구소의 연소가스유로를 통과하여 배출될시 연소구에서의 배출흐름을 균일하게 유지되도록 그 흐름을 조절지연시킴으로서 열교환기의 발열량을 높이고, 고열로 발생된 연소관에 의해 난방공기와의 열교환 효율을 배가시켜주게 된다.

Claims (15)

1. 내부에 연소실(4)이 구비된 연소실몸체(2)의 정면하부에는 연소기(11)가 장착되는 연소기장착부(3)를 형성하며, 상기 연소실몸체(2)의 일측에는 외부공기유입구(5)를 형성하여 연소실(4)과 연통되게 하고, 외부공기유입구(5)가 설치된 연소실(4)의 전방 상부쪽에 가이드(G)를 경사지게 형성하며, 연소실몸체(2)의 상부에는 연소가스유로(7)가 구비된 다수개의 연소관(6)을 일정형상으로 절곡시켜 병렬 설치하고, 연소관(6)의 출구쪽에는 후연실(10)을 설치하여 된 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
2. 제1항에 있어서 후연실(10)의 밑면이 좌향경사면(10a)을 갖도록 함을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
3. 제1항에 있어서 열교환기(1)의 연소실몸체(2)의 정면에 댜수개의 돌출부(1a)를 형성하여 된 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
4. 제3항에 있어서, 연소실몸체(2)의 형성된 돌출부(1a)를 파형으로 형성된 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
5. 제1항에 있어서 연소실몸체(2)의 정,배,평면부의 상하 길이방향으로 다수개의 요홉(1b)을 형성한 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
6. 제1항에 있어서, 연소실몸체(2)의 정,배, 평면부의 상하 길이방향으로 다수개의 돌출편으로 된 방열핀(1c)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
7. 제1항에 있어서 열교환기(1)의 연소실몸체(2) 내부의 연소실(4)에 내부판(2a)를 구비시켜 2중판으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
8. 제1항에 있어서 열교환기(1)의 연소실몸체(2)중 측면판(2b)의 양측을 절곡시켜 정,배면판과 접촉시킨 상태에서 스포트용접(S)한 후 외측을 아이크용접(W)하여 접합시킨 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
9. 제1항에 있어서 상기 연소관(6)을 연소실몸체(2)의 측면상부에서형으로 설치하여 된 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기
10. 제1항에 있어서 연소실몸체(2)의 연소실(4)과 외부공기유입구(5) 사이에 구비된 가이드(G)는 급기팬으로 강제 급기되는 외부연소공기의 흐름을 조절하여 다수개의 연소관(6)을 통과하는 연소가스의 흐름을 균일하게 할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
11. 제1항에 있어서 다수개의 연소관(6)의 출구쪽에 구비된 후연실(10)의 좌향경사면(10a)은 각 연소관(6)을 통과하여 연도(9)로 배출되는 연소가스의 배출이 균일하게 이루어 지도록 한 것을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
12. 제1항에 있어서 연소가스유로(7)가 형성된 연소관(6)은 다수개 병렬 구성함을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
13. 제1항에 있어서 연소관(6)을 열교환기(1)의 연소실몸체(2)와 후연실(10) 사이에 절곡시켜 병렬 설치하되, 이 연소관(6)에 다수개의 방열핀(1c)을 구비함을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
14. 제1항에 있어서 연소실몸체(2)와 후연실(10)사이에 연결설치되는 연소관(6)을 역U자형으로 절곡 구성함을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.
15. 제12항에 있어서 연소관(6)을 지그재그형으로 병렬 구성함을 특징으로 하는 열기기용 열교환기.