KR102120117B1 - 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화실의 연관 연결부를 화실 측면의 끝단부에서 중심부로 갈수록 깊이가 더 깊어지도록 경사지게 하여 버너에서 공급되는 열기의 흐름 및 화염에 의해 발생될 수 있는 와류를 감소시킬 수 있는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러에 관한 것이다.

Description

경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러{Hot water boiler with incline type firebox}

본 발명은 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화실의 연관 연결부를 화실 측면의 끝단부에서 중심부로 갈수록 깊이가 더 깊어지도록 경사지게 하여 버너에서 공급되는 열기의 흐름 및 화염에 의해 발생될 수 있는 와류를 감소시킬 수 있는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 가스보일러는 연료를 가스로 하고 열매체를 물로 하여 난방에 사용하는 것으로, 특히 온수겸용 보일러의 경우 난방순환수를 삼방밸브를 통해 보일러 내부에서 순환시키고 간접 열교환 형태로 급수를 가열하여 온수도 사용 가능하게 한 연소기이다.

이러한 가스보일러는 온수공급방식에 따라 순간식 보일러와 저탕식 보일러로 분류된다. 이중 저탕식 보일러는 필요 시 버너를 가동하고 온수를 만들어 사용하는 순간식과 달리 별도로 온수저장탱크에 온수를 저장하여 필요할 때 즉시 온수를 사용할 수 있도록 설계되어 있다.

도 1은 일반적인 하부 버너형 저탕식 보일러의 구성을 나타낸 도면이다. 도면에 참조된 부호 10은 저탕식 보일러를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 저탕식 보일러(10)는 보일러 본체(12), 보일러 본체(12) 내부에 구성되는 열교환부(14), 가열부(20), 송풍기를 포함하는 흡기부(18) 및 배기부(19)를 포함한다.

열교환부(14)는 가열부(20)에 연결되고 물을 공급받아 보관하고 있는 물탱크(16)의 공간을 횡단하도록 구성되어 상기 가열부(20)에 의해 가열된 공기(이하 "열기"라 함)를 이동시키고 공급된 물에 열을 전달하여 열교환을 수행하는 다수의 연관(15)들을 포함한다.

상기 물탱크(16)의 물은 직수 공급부(미도시)를 통해 공급되고 순환펌프(미도시) 등에 의하여 온수 파이프(미도시) 등을 통해 외부로 공급된다.

가열부(20)는 화실(22)을 형성하는 화로(21) 및 화로에 연소가스 및 외부 공기가 혼합된 화염을 분출하는 버너(30)를 포함한다.

버너(30)에서 분출되는 화염은 공급되는 공기를 가열하여 열기를 발생시키고 연관(15)들을 가열시킨다.

화로(21)는 상기 버너(30)가 발생시키는 화염에 직접 및 간접적으로 가열되도록 상기 버너(30)에 대향하도록 구성되고 상기 연관(15)들이 연결되는 연관 연결부(21a)를 포함한다.

연관 연결부(21a)는 도 1에서 보이는 바와 같이 보일러 본체(12) 또는 물탱크(16)의 형상에 따라 원형 등의 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 평평하게 구성되고 연관(15)과 연결되기 위한 다수의 연결홈(23)들을 포함한다.

연관 연결부(21a)는 상기 버너(30)에서 발생되는 화염과 화염에 의해 가열된 열기가 부딪쳐 가열되어 연관(15)들로 열을 전달하고, 연관(15)의 내측 관로로 열기를 전달하고, 연관으로 열을 전달한다. 이때 상기 연관 연결부(21a)는 평평하게 구성되므로 열기의 흐름 및 화염의 방향에 대해 수직적으로 부딪치게 되어 와류가 발생한다.

상술한 바와 같이 일반적인 저탕식 보일러는 화로(21)의 연관 연결부(21a)에 열기 및 화염이 수직적으로 부딪침에 의한 와류가 발생함에 따라 열손실이 많이 발생하며, 화실 내 압력 손실이 커 흡기부의 송풍기에 부하가 걸리는 문제점이 있었다.

또한, 일반적인 저탕식 보일러는 화실에서 발생하는 열손실을 보상하기 위해 외경을 크게 하여야 하며, 이로 인해 보일러의 설계에 영향을 주는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-290808호 한국등록실용신안공보 제20-0206391호

따라서 본 발명의 목적은 화실의 연관 연결부를 화실 측면의 끝단부에서 중심부로 갈수록 깊이가 더 깊어지도록 경사지게 하여 버너에서 공급되는 열기의 흐름 및 화염에 의해 발생될 수 있는 와류를 감소시킬 수 있는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러는: 내부에 공간부를 형성하되 양측으로 개방되는 하우징 본체 및 일측부에 다수의 결합홈을 구비하는 하우징 저면부를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 공간부에 구성되어 직수를 공급받아 보관하는 물탱크; 상기 물탱크를 가로지르되, 일단부가 상기 하우징 저면부의 결합홈에 결합되는 복수개의 연관; 상기 하우징의 양측부 중 타측부에 구성되고 상기 내부 공간부의 물탱크의 양측부 중 일측부에 상기 연관들의 타단부가 연결되는 연관 연결부를 구비하여 화실을 형성하는 화로 및 상기 연관 연결부에 대향하도록 구성되어 상기 화실에 공기 및 화염을 분사하는 버너를 포함하는 가열부; 상기 가열부가 구성된 상기 물탱크의 양측부 중 타측부에 구성되고, 상기 연관 및 상기 하우징 저면부의 결합홈을 통해 상기 화실로부터 인입되는 연소가스 및 상기 연관에서 열 교환된 배기 공기를 배기시키는 배기부를 포함하되, 상기 연관 연결부는, 외측에서 중심부로 갈수록 더 깊어지도록 선형적으로 경사지게 형성되고, 상기 하우징 저면부는, 상기 연관 연결부에 대응하도록 외측에서 중심부로 갈수록 더 깊어지도록 경사지게 형성되고, 상기 연관은, 상기 연관 연결부의 경사도에 따라 외측에서 중심부로 갈수록 짧게 형성되는 것을 특징으로 한다.

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상기 연관 연결부의 상기 중심부는, 일정 영역 수평으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연관 연결부는, 상기 하우징의 형태에 따라 원형, 사각형, 육각형, 팔각형 중 어느 한 형태로 구성되고, 상기 중심부는 임의의 형태로 구성되어 상기 경사도가 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 상하로 개방되고, 상기 화로는 화실이 상부를 향하도록 상기 하우징의 상부에 구성되며, 상기 버너는 상기 화로의 상부에 구성되어 상기 화로의 연관 연결부를 향해 화염 및 공기를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 화실 하부면 또는 상부면을 구성하는 화로의 연관 연결부를 중심부로 갈수록 깊이가 더 깊어지도록 경사지게 구성함으로써 버너에 의해 발생되는 열기 및 화염에 의한 와류의 발생을 최소화할 수 있으므로 화실 내에서의 열손실을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 와류의 발생을 최소화하여 열손실을 최소화시킬 수 있으므로 화로의 외경을 감소시킬 수 있고, 이로 인해 보일러의 설계를 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 와류를 최소화함으로써 화실 내의 압력 손실을 줄일 수 있고, 이로 인해 송풍기의 부하를 줄여 주어 사용 영역을 최대로 활용할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 저탕식 보일러의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 수직 절단 사시도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 수직 절단 정면도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 화로의 연관 연결부 및 보일러 본체의 보일러 본체 저면부의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 연관 연결부의 다양한 형태를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 구성을 나타낸 도면이고 도 3은 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 수직 절단 사시도를 나타낸 도면으로, 보일러 본체 및 하우징이 원통형인 경우를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 저탕식 보일러(1000)는 보일러 본체(100), 가열부(800), 물탱크(400), 연관(500) 및 배기부(700)를 포함한다.

보일러 본체(100)는 하우징(110), 상부덮개(116), 직수 공급부(120), 온수 배출부(130)를 포함한다.

하우징(110)은 내부에 공간부를 형성하되 양측으로 개방되는 하우징 본체(111) 및 일측부에 상기 연관(500)이 삽입되어 결합되는 다수의 결합홈(223)을 구비하는 하우징 저면부(112)를 포함한다.

상기 하우징 저면부(112)는 평평하게 구성될 수도 있고, 후술할 연관 연결부(220)와 동일하게 중심으로 갈수록 더 깊게 형성되어 경사지도록 구성될 수도 있을 것이다.

상기 설명에서 하우징 저면부(112)는 실시예에 따라 용어가 의미하는 바와 같이 하우징(110)의 저면부에 구성될 수도 있고, 용어와는 달리 하우징(110)의 상면부에 구성될 수도 있을 것이다.

상부덮개(116)는 상기 하우징 본체(111)의 개방된 상부를 덮도록 구성되며, 상기 가열부(800)가 외부에서 하우징 본체(111) 내부로 관통되어 연결될 수 있도록 구성된다. 상기 하우징 저면부(112)가 상부에 구성되는 경우 상기 상부덮개(116)는 상기 하우징 본체(111)의 개방된 하부를 덮도록 구성될 것이다.

직수 공급부(120)는 상기 하우징 본체(111)를 관통하여 상기 하우징 본체(111)의 내부 공간에 구비되는 물탱크(400)로 연결되어 외부에서 공급되는 직수를 상기 물탱크(400)로 공급한다.

온수 배출부(130)는 상기 물탱크(400)에서 연관(500)을 지나는 열기에 의해 열교환하여 가열된 온수를 외부로 배출한다.

가열부(800)는 화로(200) 및 버너(300)를 포함한다.

상기 화로(200)는 도 3 및 도 4에서 보이는 바와 같이 상부가 개방된 상태로 상기 하우징 본체(111)의 상부에 삽입되어 화실(201)을 형성한다. 상기 화실(201)은 화로(200)에 의해 형성되는 공간을 의미한다.

상기 화로(200)는 하우징 본체(110)의 내부면을 따라 형성되는 화로 측면부(210)와 상기 화로 측면부(210)의 끝 단부에 연결되고 상기 연관(500)이 결합되는 다수의 결합홈(223)을 포함하는 연관 연결부(220)를 포함한다.

본 발명에 따라 상기 연관 연결부(220)는 중심부로 갈수록 더 깊게 형성되어 선형적으로 경사지게 구성된다. 상기 연관 연결부(220) 및 하우징 저면부(112)의 상세 구성을 후술할 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.

상기 화로(200)의 상부는 버너(300) 부분을 제외한 상부 덮개(116)에 의해 덮여지며, 덮개(116)의 관통된 부분에 버너(300)가 구성된다.

버너(300)는 공기 공급부(310)가 연결되고, 송풍기(320)가 구성되며, 송풍기(320)의 구동에 따라 상기 공기 공급부(310)를 통해 공기를 흡입하고, 점화 시 상기 흡입된 공기, 연소가스와 화염을 상기 화로(200)의 화실(201)에 분사한다.

상기 버너(300)에서 분사된 화염에 의해 공기가 가열되고, 가열된 공기인 열기 및 화염이 화로(200)의 연관 연결부(220) 및 연관(500)을 가열시키고, 열기 및 버너(300)의 화염 생성 시 발생하는 연소가스는 연관(500)을 따라 이동하면서 연관(500)을 가열시킨다. 다시 말하면, 버너(300)에 의해 가열된 열기는 화실(201)에서 순환하면서 경사진 연관 연결부(220)를 따라 연관(500)의 관을 통해 상기 배기부(700)로 흐른다.

물탱크(400)는 상기 가열부(800) 및 배기부(700) 사이에 구성되고, 상기 연관 연결부(220) 및 하우징 저면부(112)에 연결되는 다수의 연관(500)이 관통하며, 상기 직수 공급부(120)를 통해 직수를 공급받고, 상기 연관(500)에서 발생되는 열에 의해 상기 직수를 가열하여 온수를 생성하고, 생성된 온수를 온수 배출부(130)를 통해 배출한다.

배기부(700)는 하우징 본체(110) 중 상기 가열부(800)가 구성되는 반대측에 구성되어 상기 가열부(800)에 의해 발생된 열기 및 연소가스를 연관(500)을 통해 인입받고 배기관(710)을 통해 외부로 배출한다.

즉, 상기 배기부(700)는 하우징 본체(110)의 하우징 저면부(112)에 접하여 구성되며, 상기 하우징 저면부(112)의 결합홈(221)에 연결된 연관(500)들로부터 열기 및 연소가스를 인입받아 배기관(710)을 통해 배출한다.

도 5는 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 수직 절단 정면도를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 저탕식 보일러의 보일러 본체의 화로의 연관 연결부 및 보일러 본체의 보일러 본체 저면부의 구성을 나타낸 정면도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 연관 연결부의 다양한 형태를 나타낸 도면이다. 이하 도 5 내지 도 7을 참조하여 하우징 저면부(112) 및 연관 연결부(220)의 구성을 상세히 설명하되, 연관 연결부(220)를 위주로 설명한다.

연관 연결부(220)는 도 6에서 보이는 바와 같이 중심부(221) 및 화로 측면부(210)의 끝단부에서 중심부(221)로 갈수록 깊어지게 경사지는 경사부(222)를 포함한다. 상기 경사부(222)는 다수의 연관(500)이 삽입되어 결합되기 위한 연결홈(223)을 포함한다. 상기 중심부(221)는 꼭짓점 형태로 구성될 수도 있고, 일정 범위의 평평한 영역으로 형성될 수도 있을 것이다. 후자의 경우 중심부(221)에도 결합홈(223)이 형성될 것이다.

하우징 저면부(112)는 도 6에서 보이는 바와 같이 상기 연관 연결부(220)와 동일하게 중심부(113) 및 경사부(114)를 포함하여 구성될 수 있고, 평평하게 구성될 수도 있을 것이다.

연관 연결부(220) 및 하우징 저면부(112)는 도 7에서 보이는 바와 같이 하우징 본체(110)의 형태에 따라 사각형(701, 704) 형태로 구성될 수도 있고, 원형(702, 705) 형태로 구성될 수도 있으며, 6각형, 8각형 등과 같은 다각형(703, 706) 형태로 구성될 수도 있을 것이다.

연관 연결부(220)의 중심부(221) 및 하우징 저면부(112)의 중심부(113)는 도 7의 701, 702 및 703과 연관 연결부(220) 및 하우징 저면부(112)의 형태와 동일하게 구성될 수도 있고, 도 7의 704, 705 및 706과 같이 서로 다른 형태로 구성될 수도 있을 것이다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

10, 1000: 저탕식 보일러 100: 보일러 본체
110: 하우징 111: 하우징 본체
112: 하우징 저면부 116: 상부 덮개
120: 직수 공급부 130: 온수 배출부
200: 화로 201: 화실
210: 화로 측면부 220: 연관 연결부
221: 중심부 222: 경사부
300: 버너 310: 공기 공급부
320: 송풍기 400: 물탱크
500: 연관 700: 배기부
710: 배기관 800: 가열부

Claims (6)

1. 내부에 공간부를 형성하되 양측으로 개방되는 하우징 본체 및 일측부에 다수의 결합홈을 구비하는 하우징 저면부를 포함하는 하우징;
   상기 하우징의 공간부에 구성되어 직수를 공급받아 보관하는 물탱크;
   상기 물탱크를 가로지르되, 일단부가 상기 하우징 저면부의 결합홈에 결합되는 복수개의 연관;
   상기 하우징의 양측부 중 타측부에 구성되고 상기 내부 공간부의 물탱크의 양측부 중 일측부에 상기 연관들의 타단부가 연결되는 연관 연결부를 구비하여 화실을 형성하는 화로 및 상기 연관 연결부에 대향하도록 구성되어 상기 화실에 공기 및 화염을 분사하는 버너를 포함하는 가열부;
   상기 가열부가 구성된 상기 물탱크의 양측부 중 타측부에 구성되고, 상기 연관 및 상기 하우징 저면부의 결합홈을 통해 상기 화실로부터 인입되는 연소가스 및 상기 연관에서 열 교환된 배기 공기를 배기시키는 배기부를 포함하되,
   상기 연관 연결부는,
   외측에서 중심부로 갈수록 더 깊어지도록 선형적으로 경사지게 형성되고,
   상기 하우징 저면부는,
   상기 연관 연결부에 대응하도록 외측에서 중심부로 갈수록 더 깊어지도록 경사지게 형성되고,
   상기 연관은,
   상기 연관 연결부의 경사도에 따라 외측에서 중심부로 갈수록 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연관 연결부의 상기 중심부는,
   일정 영역 수평으로 형성되는 것을 특징으로 하는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 연관 연결부는,
   상기 하우징의 형태에 따라 원형, 사각형, 육각형, 팔각형 중 어느 한 형태로 구성되고,
   상기 중심부는 임의의 형태로 구성되어 상기 경사도가 유지되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은 상하로 개방되고,
   상기 화로는 화실이 상부를 향하도록 상기 하우징의 상부에 구성되며,
   상기 버너는 상기 화로의 상부에 구성되어 상기 화로의 연관 연결부를 향해 화염 및 공기를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 경사형 화실을 가지는 저탕식 보일러.

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