KR100473326B1 - 보일러의 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 배기가스 배출통로를 설치하지 않고 열교환기의 크기를 감소시키면서 전열면적의 증가로 열효율 증대를 도모할 수 있는 보일러의 열교환기에 관한 것으로, 본체외피(1) 내부에서 히팅파이프(2)가 연소실(3) 둘레를 나선형으로 내장설치되고 이 연소실(3)에는 연료를 공급받아 연소시키는 버너(4)가 장착되어 이루어진 보일러의 열교환기에 있어서, 상기 연소실(3) 상부쪽으로 수조(5)가 내장되되, 이 연소실(3) 둘레에 나선형으로 배치되는 히팅파이프(2)가 수조(5) 둘레와 본체외피(1) 사이에 나선형으로 장착되어 배기가스 배출통로(6)를 나선형으로 형성시키며, 이 배기가스 배출통로(6)는 본체외피(1)와 플랜지(7)를 매개로 밀폐 결합되는 배기후드(8)의 연도(9)에 연통되어 있다.

Description

보일러의 열교환기{Heat Exchanger of Boiler}
본 발명은 보일러중 주로 소형보일러에 설치되는 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방수 또는 온수를 가열하는 히팅파이프에 의해 형성된 나선형 연관을 따라 열기 배기가스가 연도로 배출될 수 있도록 이루어진 보일러의 열교환기에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 보일러는 연료를 공급받아 버너의 연소실에서 연소시키어 그 화염으로 온난방수를 가열하여 사용할 수 있도록 되어 있다.
이러한 보일러에는 대부분 버너의 연소실이 연도와 연통되는 연소가스 배출통로인 연관이 별도로 형성되어 있어서 연소된 가스의 열기가 이 연관을 거쳐서 연도로 빠져 나가도록 되어 있다.
따라서 종래 보일러에서는 열교환기에 연소실과 연도를 연통시키는 연소가스 배출통로인 연관을 별도로 설치하여 내장 시켜야 하기 때문에 자연히 보일러의 열교환기 구조가 커져 전체적인 보일러의 크기가 커지는 단점과 이로 인한 제조단가가 증가할 수 밖에 없는 실정이었다.
또한 종래에는 배기가스가 다열로 배치된 다수개의 직선연관들을 통하여 연도쪽으로 신속하게 배출되기 때문에 히팅파이프와 수조에 전열효과를 최적화 시키기가 곤란할 뿐만 아니라, 연소실의 배기가스가 다수개의 직선연관으로 분배되어 배출됨에 따라 배기가스의 열효율 전도효과가 낮아지는 문제점도 지니고 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 수조에 연결되는 히팅파이프에 의하여 연소가스 배출통로가 형성됨에 따라 연소가스 배출통로인 별도의 연관을 설치할 필요가 없게 되어 구조의 감축을 도모하면서 배출되는 연소가스의 열기로 수조와 히팅파이프가 확충된 전열면적의 증대로 효과적으로 가열되는 보일러의 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체외피 내부에서 히팅파이프가 연소실 둘레를 나선형으로 내장되고 연소실에는 연료를 공급받아 연소시키는 버너가 장착되어 이루어진 보일러의 열교환기에 있어서, 상기 연소실 상부쪽으로 수조가 내장되고, 상기 연소실 둘레에 나선형으로 배치되는 히팅파이프가 수조 둘레와 본체외피 사이에 나선형으로 장착되어 나선형 연관형상인 배기가스 배출통로를 나선형의 일정간격으로 형성시키며, 이 배기가스 배출통로는 본체외피와 플랜지를 매개로 밀폐 결합된 배기후드의 연도에 연통되는 구조로 되어 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예로서, 보일러의 열교환기 구조를 나타낸 전체 단면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 본체외피(1) 내부에서 히팅파이프(2)가 연소실(3) 둘레를 나선형으로 내장 설치되고 이 연소실(3)에는 연료를 공급받아 연소시키는 버너(4)가 장착되어 이루어진 보일러의 열교환기에 있어서, 상기 연소실 (3) 상부쪽으로 수조(5)가 내장되고, 이 연소실(3) 둘레에 나선형으로 배치되는 히팅파이프(2)가 수조(5) 둘레와 본체외피(1) 사이에 나선형으로 장착되어 배기가스 배출통로(6)를 나선형으로 형성시키며, 이 배기가스 배출통로(6)는 본체외피(1)와 플랜지(7)를 매개로 밀폐 결합되는 배기후드(8)의 연도(9)에 연통되는 구조로 되어 있다.
또한 본 발명의 수조(5)에는 히팅파이프(2)에 강제 공급방식으로 물을 공급하기 위해 펌프(10)를 갖춘 물 공급파이프(11)가 히팅파이프(2) 하부선단에 연결되고 이 히팅파이프(2)의 상부선단은 수조(5)에 연결되어 있다.
그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 공지된 바와 같이 상기 히팅파이프(2)에서 난방수 내지는 온수 공급 및 귀환파이프를 연결 설치할 수 있음은 물론이다.
따라서 본 발명은 본체외피(1)와 수조(5) 둘레에 형성된 배기가스 배출통로 (6)가 나선형으로 배치되는 히팅파이프(2)에 의해 자연히 나선형 방식으로 연관구조가 형성되어 배기후드(8) 쪽의 연도(9)와 연통되는 구조로 되어 있다.
한편 도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 본 발명의 제 1 실시예인 도 1과 같이 히팅파이프(2)가 본체외피(1) 내부에서 연소실(3) 둘레를 나선형 구조로 결합되면서 수조(5)와 이 본체외피(1) 내부에 나선형 구조로 연장 설치되는데, 이 수조(5)의 전열효과 증대와 배기가스의 전열면적 증대를 위해 수조(5)의 바깥쪽에는 도 3에 자세히 도시된 바와 같이 나선형 오목홈(12)이 연속 형성되어 배기가스 배출통로(6)를 형성시킨 구조로 되어 있다.
상기 수조(5)의 바깥쪽 둘레에 형성된 나선형 오목홈(12)은 히팅파이프(2)의 간격을 좁히면서 전열면적을 증가시킴에 따라 보일러의 열교환 효율을 높히면서 사이즈 감축을 가져옴에 따라 더욱 콤팩트화 구조를 가질 수 있다.
이어 본 발명에 따른 가스보일러의 열교환기 작동을 살펴보면, 버너(4)의 화염이 연소실(3)에서 연소되면, 이 연소가스의 열기는 도 1과 도 2의 화살표 방식으로 전달되면서 히팅파이프(2)를 가열시키고 상기 히팅파이프(2)에 의해 나선형으로 형성되어 수조(5)와 본체외피(1) 사이에 형성되는 나선형 연관구조인 배기가스 배출통로 (6)를 따라 와류 현상을 일으키면서 배기후드(8)를 거쳐 연도(9)로 배출된다.
이때 상기 배기가스 배출통로(6)를 나선형 와류방식으로 빠져나가는 열기는 수조(5)와 히팅파이프(2)의 접촉시간을 증가 시키면서 지속적으로 가열시킨다.
한편,본 발명의 보일러는 가스 뿐만 아니라 기름을 연료로 하는 보일러 모두에 적용 가능함을 밝혀 둔다.
상기와 같이 본 발명은 열교환기 내부에 별도의 배기가스 배출통로를 배치시킬 필요없이 단지 나선형으로 설치되는 히팅파이프를 이용하여 연관이 나선식으로 형성됨에 따라 가스보일러의 전체크기를 감축시키어 콤팩트화를 추구할 수 있을 뿐만 아니라, 연소가스의 배출 열기의 접촉시간의 증대와 지속적인 가열로 연소효율을 높일 수 있으며, 전열면적당 흡수열량을 증가시키어 고효율의 보일러 열교환기를 제공할 수 있는 잇점 등이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보일러의 열교환기 전체구조를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 A부분 요부확대도이다.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
1 : 본체 외피 2 : 히팅파이프
3 : 연소실 4 : 버너
5 : 수조 6 : 배기가스 배출통로
7 : 플랜지 8 : 배기후드
9 : 연도 10 : 펌프
11 : 물 공급파이프 12 : 나선형 오목홈

Claims (3)

  1. 본체외피(1) 내부에서 히팅파이프(2)가 연소실(3) 둘레를 나선형으로 내장설치되고 이 연소실(3)에는 연료를 공급받아 연소시키는 버너(4)가 장착되어 이루어진 보일러의 열교환기에 있어서,
    상기 연소실(3) 상부쪽으로 히팅저장용 수조(5)가 내장되고, 이 연소실(3) 둘레에 나선형으로 배치되는 히팅 파이프(2)가 이 수조(5) 둘레와 본체외피(1) 사이에 나선형으로 장착되어 배기가스 배출통로(6)를 나선형으로 형성시키며, 이 배기가스 배출통로(6)는 본체외피(1)와 플랜지(7)를 매개로 밀폐 결합되는 배기후드(8)의 연도(9)에 연통되어 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수조(5)에는 히팅파이프(2)에 강제 공급방식으로 물을 공급하기 위해 펌프(10)를 갖춘 물 공급파이프(11)가 히팅파이프(2) 하부 선단에 연결되고 이 히팅파이프(2)의 상부선단은 이 수조(5)에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 열교환기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 본체외피(1) 내부에 내장되는 수조(5)의 바깥둘레에는 히팅파이프(2)와 이웃하여 나선형 오목홈(12)이 연속적으로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 열교환기.
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