KR102132617B1 - Heat exchanger device using waste heat of boiler - Google Patents

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KR102132617B1
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강환규
남창우
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(주)세광보일러
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Abstract

The present invention relates to a heat exchange device using waste heat from a boiler, which installs an exhaust gas inlet pipe in the lower part of a casing so that the exhaust heat rises from the lower part of a water tank to the upper part of the water tank to enable the room temperature water to be heat-exchanged with the high temperature water, thereby increasing a heat exchange area, extends the heat exchange time by delaying the residence time of the exhaust gas as the exhaust gas discharge pipe is formed as a spiral pipe, and forms a vortex in the air at room temperature as a vortex forming part is detachably attached to the inlet of a preheated air supply pipe. At the same time, the heat exchange device further maximizes the heat exchange efficiency of air at room temperature by partially cutting the end of the preheated air supply pipe to fix and connect the vortex forming tube body with radially protruding vortex forming blades therein.

Description

보일러의 폐열을 이용한 열교환장치{Heat exchanger device using waste heat of boiler}Heat exchanger device using waste heat of boiler}

본 발명은 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이싱의 하부에 배기가스 유입관이 설치되어 배기열이 수조의 하부에서 상부로 올라가면서 상온의 물을 고온의 물로 열교환하므로 열교환 면적이 증대되며, 배기가스 배출관을 스파이럴 파이프로 형성하므로 배기가스의 체류시간을 지연시켜 열교환 시간을 연장시키고, 예열공기 공급관의 입구에 와류형성부를 착탈가능하게 장착하므로 상온의 공기에 와류를 형성시킴과 동시에 예열공기 공급관의 단부를 일부 절단하여 내부에 와류형성 날개가 방사상으로 돌출된 와류형성 관체를 고정하여 연결함으로써 상온의 공기의 열교환 효율을 더욱 극대화하는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchange device using waste heat of a boiler, and more specifically, an exhaust gas inlet pipe is installed at the bottom of the casing, so that the heat of heat exchanges with the hot water at room temperature as the exhaust heat rises from the bottom of the water tank to the top. This is increased, and the exhaust gas discharge pipe is formed of a spiral pipe, so that the residence time of the exhaust gas is delayed to extend the heat exchange time, and the vortex forming portion is detachably mounted at the inlet of the preheated air supply pipe to form a vortex in air at room temperature. At the same time, it relates to a heat exchange device using waste heat of a boiler that further maximizes the heat exchange efficiency of air at room temperature by partially cutting the end portion of the preheated air supply pipe and fixing and connecting a vortex-forming tube with a radially projecting wing.

열교환기의 일종인 보일러는 물을 가열하여 고온, 고압 또는 온수를 발생시키기 위한 장치로서, 구조상으로 크게 연관 보일러, 수관 보일러 및 특수 보일러(폐열 보일러, 전기 보일러, 특수유체 보일러)로 분류할 수 있다. Boiler, a kind of heat exchanger, is a device for generating high temperature, high pressure, or hot water by heating water, and can be largely classified into a related boiler, a water tube boiler, and a special boiler (waste heat boiler, electric boiler, special fluid boiler). .

이때, 관내로 고온의 가스를 공급시켜 관 주위의 물을 가열시키도록 구성되는 연관보일러와 달리 관의 바깥 주위에서 순환하는 고온의 가스에 의해 관내의 물을 가열하는 방식인 수관보일러는 연관보일러보다 더 높은 압력과 온도에서 많은 증기를 생산할 수 있어 현재 가정 및 각종 산업용으로 널리 적용되고 있다.At this time, unlike the associated boiler that is configured to heat the water around the pipe by supplying hot gas into the pipe, the water pipe boiler, which is a method of heating the water in the pipe by the hot gas circulating around the outside of the pipe, than the associated boiler Because it can produce a lot of steam at higher pressures and temperatures, it is currently widely used in home and various industries.

상기와 같은 보일러와 관련된 선행기술로는 대한민국 특허등록 제10-1136224호로 '스파이럴 구조를 사용한 보일러'가 등록된 바 있다.As a prior art related to the above-mentioned boiler,'Korea Boiler Using Spiral Structure' was registered as Korean Patent Registration No. 10-1136224.

상기와 같이 선 등록된 특허는, 수관의 하측과 상측에 배치되는 하판 및 상판을 갖고, 상기 수관은 상기 내측 라인의 곡률과 대응되는 원호의 곡률로 형성되는 내면과, 상기 외측 라인의 곡률과 대응되는 원호의 곡률로 형성되는 외면을 갖고, 수로가 나선방향으로 닫히면서 상,하 방향으로 개방되도록 형성되는 다수개의 나선파이프가 중심축으로부터 외측으로 연이어 배치되어 결합되므로써, 중심축으로부터 외측으로 나선의 형태를 가지며, 상기 하판과 상판은 상기 다수개의 나선파이프와 대응되는 나선이 형성되어 상기 다수개의 나선파이프와 결합되고, 상기 수관은 상기 내측 라인과 외측 라인에 의해 형성되는 연소로상에 배치되도록 상기 외측 라인의 외측으로 결합되되, 나선의 외측방향으로 낮아지도록 기울어져 설치되는 연소가스 유도 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 한다.The patent registered in advance as described above has a lower plate and an upper plate disposed on the lower side and the upper side of the water pipe, and the water pipe corresponds to the inner surface formed by the curvature of the arc corresponding to the curvature of the inner line, and the curvature of the outer line. A plurality of spiral pipes having an outer surface formed by the curvature of a circular arc being formed to open in a vertical direction while the water channel is closed in a spiral direction are arranged in a row from the central axis to be coupled to the outside, thereby allowing the spiral from the central axis to the outside. Has a shape, the lower plate and the upper plate is formed so that the spiral corresponding to the plurality of spiral pipes are combined with the plurality of spiral pipes, the water pipe is disposed on the combustion furnace formed by the inner and outer lines It is coupled to the outside of the outer line, it characterized in that it comprises a combustion gas induction plate is inclined to be lowered in the outer direction of the spiral.

그러나, 상기 선 등록된 발명은, 보일러의 상부에 버너가 설치되므로 열원이 급수조가 설치된 하부로 공급되는 과정에서 열손실이 발생하여 효율성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the pre-registered invention, since a burner is installed on the upper part of the boiler, there is a problem that efficiency is remarkably deteriorated due to heat loss in the process of supplying the heat source to the lower part of the water supply tank.

또한, 상기 수관은 평면에서 보면 나선형이지만 수직의 관체로 형성되어 있기 때문에 열교환 효율이 상대적으로 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, the water pipe has a problem in that the heat exchange efficiency is relatively low because it is formed in a vertical tube body, although it is spiral when viewed from a plane.

또한, 보일러의 연소열이 단순히 수조에 저장된 물만 가열한 후, 외부로 그대로 배출되어 폐기되므로 열원이 낭비되는 문제점이 있었다.In addition, since the heat of combustion of the boiler simply heats the water stored in the water tank and is discharged as it is to the outside, the heat source is wasted.

대한민국 특허등록 제10-1136224호(2012. 04. 05. 등록)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1136224 (2012. 04. 05. registration)

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 케이싱의 하부에 배기가스 유입관이 설치되어 배기열이 수조의 하부에서 상부로 올라가면서 상온의 물을 고온의 물로 열교환하므로 열교환 면적이 증대됨과 동시에 균일한 온도분포를 확보할 수 있는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치를 제공함에 있다.This is made in view of the above-mentioned problems in the related art, and its purpose is to install an exhaust gas inlet pipe at the bottom of the casing, so that the heat from the bottom of the water tank rises to the top and heats the water at room temperature with hot water, so the heat exchange area It is to provide a heat exchange device using waste heat of a boiler capable of securing a uniform temperature distribution at the same time as this increase.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 배기가스 배출관을 수조에 수직으로 관통시켜 상부공간과 하부공간을 연통되게 함과 동시에 스파이럴 파이프로 형성하므로 배기가스의 체류시간을 지연시켜 열교환 시간을 연장시키는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to form a spiral pipe while simultaneously communicating the upper space and the lower space by penetrating the exhaust gas discharge pipe perpendicularly to the water tank, thereby delaying the residence time of the exhaust gas and extending the heat exchange time. It is to provide a heat exchange device using waste heat.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상온의 물이 입수되는 입수관의 단부에 분기 입수관이 분기되어 입수관과 반대방향의 수조로 연결되도록 하므로 와류를 형성하는 물의 흐름에 액션을 더 풍부하게 하는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to branch the water inlet pipe at the end of the water inlet pipe at which room temperature water is obtained to be connected to a water tank in the opposite direction to the water inlet pipe, so that the action of water flow to form a vortex is further enriched. It is to provide a heat exchange device using the waste heat of the boiler.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 예열공기 공급관의 입구에 와류형성부가 착탈가능하게 장착되므로 상온의 공기에 와류를 형성시켜 열교환 효율을 한층 향상시키는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a heat exchange device using waste heat of a boiler to further improve heat exchange efficiency by forming a vortex in air at room temperature because the vortex forming unit is detachably mounted at the inlet of the preheating air supply pipe.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 예열공기 공급관의 단부를 일부 절개하여 내부에 와류형성 날개가 방사상으로 돌출된 와류형성 관체를 고정함으로써 상온의 공기의 열교환 효율을 더욱 극대화하는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치를 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention, heat exchange using the waste heat of the boiler further maximizes the heat exchange efficiency of air at room temperature by fixing a vortex-forming tube with a vortex-forming blade radially protruding therein by partially cutting off the end portion of the preheated air supply pipe. In providing a device.

본 발명 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 보일러로부터 배기가스가 유입되는 배기가스 유입관이 하부 일측에 설치되어 상부공간과 연통되고, 상기 상부공간의 하부에 하부공간이 형성되며, 상기 하부공간의 일측에 연도가 형성되는 케이싱; 상기 케이싱의 상부공간 내부에 수조가 형성되어 입수관을 통해 외부의 물이 저장되며 배기가스를 통해 예열된 물을 보일러에 공급하도록 공급관이 형성되는 물 저장부; 상기 물 저장부의 수조 내부에 수직으로 설치되어 상부공간의 배기가스를 하부공간으로 배출시키는 다수의 배기가스 배출관; 상기 케이싱의 외주면에 나선형으로 감싸지며 입구를 통해 외부의 상온의 공기가 공급되고, 상부공간의 배기열에 의해 상온의 공기가 예열되어 출구를 통해 보일러에 공급되는 예열공기 공급관이 구성되는 것을 특징으로 한다.The heat exchange device using the waste heat of the boiler of the present invention was devised to solve the above problems, and an exhaust gas inlet pipe through which the exhaust gas flows from the boiler is installed at one lower side to communicate with the upper space, and the lower part of the upper space In the lower space is formed, a casing in which flue is formed on one side of the lower space; A water storage unit in which a water tank is formed inside the upper space of the casing to store external water through an intake pipe, and a supply pipe is formed to supply preheated water to the boiler through exhaust gas; A plurality of exhaust gas discharge pipes vertically installed in the water storage unit to discharge exhaust gas from the upper space to the lower space; It is wrapped in a spiral on the outer circumferential surface of the casing and is characterized in that a preheated air supply pipe configured to supply air at normal temperature to the outside through the inlet, and preheat the air at normal temperature by exhaust heat in the upper space to supply it to the boiler through the outlet. .

상기 입수관은 수조 내부로 공급되는 물이 와류를 형성하도록 입수관의 단부에서 분기되어 입수관과 반대방향의 수조로 연결되는 분기 입수관이 구비되며, 상기 수조의 내주면에 나선형으로 형성되어 입수관을 통해 공급된 물을 와류형으로 안내하도록 안내가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The inlet pipe is provided with a branch inlet pipe branched from an end of the inlet pipe to be connected to a water tank opposite to the inlet pipe so that water supplied into the water tank forms a vortex, and is formed in a spiral shape on the inner circumferential surface of the water tank It is characterized in that the guide guide is further provided to guide the water supplied through the vortex.

상기 배기가스 배출관은, 상기 수조를 관통하여 상부공간과 하부공간이 연통되도록 형성되며, 상기 배기가스 배출관은 배기가스의 배출시간을 지연시켜 수조에 저장된 물의 열교환 효율을 증가시키도록 스파이럴 파이프로 형성되는 것을 특징으로 한다.The exhaust gas discharge pipe is formed to communicate with the upper space and the lower space through the water tank, and the exhaust gas discharge pipe is formed of a spiral pipe to increase the heat exchange efficiency of water stored in the water tank by delaying the discharge time of the exhaust gas. It is characterized by.

또한, 상기 예열공기 공급관의 입구에 착탈가능하게 설치되며, 외부의 상온의 공기가 와류를 형성하면서 예열공기 공급관 내부로 공급되어 열교환 효율을 증가시키도록 하는 와류형성부를 더 포함하며, 상기 와류형성부는, 입구의 내측으로 결합되는 몸체의 일측으로 형성되는 와류형성 스크류; 상기 입구의 내측면에 형성되는 고정돌기; 상기 몸체의 외주면에 고정돌기과 대응하게 형성되어 고정돌기에 탄력있게 고정되는 고정편; 상기 와류형성 스크류와 반대방향의 몸체에 형성되는 손잡이를 포함하여 구비되며, 상기 와류형성 스크류는 플랙시블한 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, it is detachably installed at the inlet of the preheating air supply pipe, and further includes a vortex forming unit to increase the heat exchange efficiency by being supplied into the preheating air supply pipe while air at room temperature outside forms a vortex, and the vortex forming unit , Vortex forming screw formed on one side of the body coupled to the inside of the inlet; A fixing protrusion formed on the inner surface of the entrance; A fixed piece formed to correspond to a fixed protrusion on the outer circumferential surface of the body and fixed to the fixed protrusion elastically; It is provided with a handle formed on the body opposite to the vortex forming screw, and the vortex forming screw is characterized in that it is formed of a flexible material.

본 발명에 의하면, 케이싱의 하부에 배기가스 유입관이 설치되어 배기열이 수조의 하부에서 상부로 올라가면서 상온의 물을 고온의 물로 열교환하므로 열교환 면적이 증대됨과 동시에 균일한 온도분포를 확보할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the exhaust gas inlet pipe is installed at the bottom of the casing, the heat of the room temperature is exchanged with hot water as the exhaust heat rises from the bottom of the water tank to the top, thereby increasing the heat exchange area and ensuring a uniform temperature distribution. It works.

또한, 본 발명에 의하면, 배기가스 배출관을 수조에 수직으로 관통시켜 상부공간과 하부공간을 연통되게 함과 동시에 스파이럴 파이프로 형성하므로 배기가스의 체류시간을 지연시켜 열교환 시간을 연장시키는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the upper and lower spaces communicate with the exhaust gas discharge pipe vertically through the water tank and are formed with spiral pipes, the residence time of the exhaust gas is delayed to extend the heat exchange time.

또한, 본 발명에 의하면, 상온의 물이 입수되는 입수관의 단부에 분기 입수관이 분기되어 입수관과 반대방향의 수조로 연결되도록 하므로 와류를 형성하는 물의 흐름에 액션을 더 풍부하게 하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the branched inlet pipe is branched to the end of the inlet pipe through which water at room temperature is obtained, and connected to a water tank opposite to the inlet pipe, the effect of enriching the action in the flow of water forming a vortex is further enhanced. have.

또한, 본 발명에 의하면, 예열공기 공급관의 입구에 와류형성부가 착탈가능하게 장착되므로 상온의 공기에 와류를 형성시켜 열교환 효율을 한층 향상시키는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, since the vortex forming portion is detachably mounted at the inlet of the preheated air supply pipe, the vortex is formed in the air at room temperature to further improve the heat exchange efficiency.

또한, 본 발명에 의하면, 예열공기 공급관의 단부를 일부 절개하여 내부에 와류형성 날개가 방사상으로 돌출된 와류형성 관체를 고정함으로써 상온의 공기의 열교환 효율을 더욱 극대화하는 효과가 있다.Further, according to the present invention, there is an effect of further maximizing the heat exchange efficiency of air at room temperature by fixing a vortex-forming tube having a vortex-forming blade radially protruding therein by partially cutting an end portion of the preheated air supply pipe.

도 1은 본 발명이 적용된 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치의 정면 구성도이다.
도 2는 본 발명이 적용된 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치의 평면 구성도이다.
도 3은 물 저장부의 입수관이 분기입수관으로 분기된 상태의 평면 구성도이다.
도 4는 본 발명 와류형성부를 확대한 평단면도이다.
도 5는 본 발명 예열공기 공급관의 단부에 와류형성 관체가 고정된 상태의 평면 구성도이다.
도 6은 본 발명이 적용된 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치의 작동상태도이다.
도 7은 본 발명 입수관으로 공급되는 상온의 물이 연소가스 배출관에 의해 수조의 중앙부 측으로 와류를 형성하는 상태도이다.
도 8은 본 발명 와류형성부에 의해 상온의 공기가 와류를 형성하면서 예열공기 공급관을 따라 공급되는 상태도이다.1 is a front configuration diagram of a heat exchanger using waste heat of a boiler to which the present invention is applied.
2 is a plan view of a heat exchanger using waste heat of a boiler to which the present invention is applied.
3 is a plan view of a state in which the water inlet pipe of the water storage unit is branched into the branch water inlet pipe.
4 is an enlarged cross-sectional view of the vortex forming portion of the present invention.
5 is a plan view of a state in which a vortex-forming tube body is fixed to an end portion of a preheated air supply pipe of the present invention.
6 is an operational state diagram of a heat exchanger using waste heat of a boiler to which the present invention is applied.
7 is a state diagram of water at room temperature supplied to the intake pipe of the present invention to form a vortex toward the center of the water tank by the combustion gas discharge pipe.
Figure 8 is a state diagram of the air at room temperature by the vortex forming unit of the present invention is supplied along the preheated air supply pipe while forming a vortex.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명이 적용된 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치의 정면 구성도이고, 도 2는 본 발명이 적용된 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치의 평면 구성도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. 1 is a front view of a heat exchanger using waste heat of a boiler to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a plan view of a heat exchanger using waste heat of a boiler to which the present invention is applied.

본 발명 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치(100)는, 케이싱(110), 물 저장부(120), 연소가스 배출관(130), 예열공기 공급관(140)을 포함하여 구성된다. The heat exchanger 100 using the waste heat of the boiler of the present invention includes a casing 110, a water storage unit 120, a combustion gas discharge pipe 130, and a preheated air supply pipe 140.

이를 자세히 설명하면, 상기 케이싱(110)은 강도가 높은 금속재질로 형성되며, 케이싱(110)의 일측에 형성된 배기가스 유입관(111)을 통해 유입되는 배기열이 상부공간(113)으로 유입되고, 상기 배기가스가 연도(114)로 배출되도록 상부공간(113)의 하부에 하부공간(112)이 형성된다.In detail, the casing 110 is formed of a high-strength metal material, and exhaust heat flowing through the exhaust gas inlet pipe 111 formed on one side of the casing 110 flows into the upper space 113, The lower space 112 is formed under the upper space 113 so that the exhaust gas is discharged to the flue 114.

여기서 상부공간(113)은 하부공간(112)보다 큰 면적으로 형성됨과 동시에 수조(122)를 감싸듯이 형성되고, 상부공간(113)과 하부공간(112)은 배기가스 배출관(130)을 통해 연통된다.Here, the upper space 113 is formed to cover the water tank 122 at the same time as being formed with a larger area than the lower space 112, and the upper space 113 and the lower space 112 communicate through the exhaust gas discharge pipe 130. do.

즉, 배기가스 유입관(111)으로 유입되는 배기열이 대류현상에 의해 상부공간(113)의 하단부에서 상단부로 올라가는 구조이므로 상부에서 하부로 배기열이 발생하는 구조보다 열효율을 더욱 극대화할 수 있게 된다.That is, since the exhaust heat flowing into the exhaust gas inlet pipe 111 rises from the lower part of the upper space 113 to the upper part by convection phenomenon, it is possible to maximize the thermal efficiency more than the structure in which the exhaust heat is generated from the top to the bottom.

상기 하부공간(112)은 상부공간(113)의 하부에 형성되되, 수조(122)의 하부에 형성되어 상부공간(113)과 직접적으로 연통되지 않고 배기가스 배출관(130)을 통해서만 연통되어 상부공간(113) 내의 배기가스는 다수개로 배열된 배기가스 배출관(130)을 통해서만 배출된다.The lower space 112 is formed in the lower portion of the upper space 113, is formed in the lower portion of the water tank 122 is not directly communicated with the upper space 113, but is communicated only through the exhaust gas discharge pipe 130, the upper space The exhaust gas in 113 is discharged only through the exhaust gas discharge pipe 130 arranged in plural.

즉, 물 저장부(120)의 수조(122)에 저장된 상온의 물은 상부공간(113)에서만 가열하여 고온으로 열교환하게 되고, 하부공간(112)은 수조의 물을 가열하지는 않고 상부공간(113)과 배기가스 배출관(130)을 통해 배출되는 배기열(폐열)이 연도(114)로 배출될 수 있도록 안내하는 역할을 하게 된다.That is, water at room temperature stored in the water tank 122 of the water storage unit 120 is heated only in the upper space 113 to exchange heat with high temperature, and the lower space 112 does not heat the water in the water tank, but the upper space 113 ) And the exhaust heat (waste heat) discharged through the exhaust gas discharge pipe 130 serves to guide the exhaust gas to be discharged to the year 114.

또한, 상기 케이싱(110)의 내부에는 일정량의 물이 저장되는 수조(122)가 형성된다. 상기 수조(122)의 일측 상부에는 상온의 물이 공급되는 입수관(121)이 형성되고, 상기 수조(122)의 타측 하부에는 배기열에 의해 고온으로 열교환된 물을 보일러의 수조로 공급하는 공급관(123)이 형성된다.In addition, a water tank 122 in which a certain amount of water is stored is formed inside the casing 110. A water supply pipe 121 through which water at room temperature is supplied is formed at an upper portion of one side of the water tank 122, and a supply pipe (which supplies water heat-exchanged at a high temperature by exhaust heat to the water tank of the boiler) at the lower side of the water tank 122. 123) is formed.

상기 수조(122)의 내주면에는 입수관(121)으로 입수되는 물이 와류를 형성하도록 나선형의 안내가이드(124)가 형성된다.A spiral guide guide 124 is formed on the inner circumferential surface of the water tank 122 so that the water obtained through the water pipe 121 forms a vortex.

상기 안내가이드(124)는 수조(122)의 내주면 전체에 걸쳐 연속적으로 형성될 수도 있고, 일부분씩 분리되도록 형성되어 나선형을 형성할 수만 있으면 된다.The guide guide 124 may be continuously formed over the entire inner circumferential surface of the water tank 122, and may be formed to be separated from each other only to form a spiral.

즉, 입수관(121)과 분기 입수관(121')을 통해 수조(122)로 입수되면, 입수된 물이 와류를 형성함과 동시에 안내가이드(124)를 따라 수조(122)의 하부방향으로 와류를 형성하므로 수평적인 와류와 수직적인 와류가 복합적으로 작용하여 물의 열교환 효율을 한층 극대화시킬 수 있게 된다.That is, when it is obtained into the water tank 122 through the water inlet pipe 121 and the branch water inlet pipe 121', the obtained water forms a vortex and simultaneously follows the guide guide 124 in the downward direction of the water tank 122. Since vortices are formed, horizontal and vertical vortices work in combination to maximize the heat exchange efficiency of water.

또한, 상기 물 저장부(120)의 수조(122)에는 다수의 배기가스 배출관(130)이 수직으로 형성되며, 배기가스 배출관(130)은 스파이럴 파이프( spiral pipe)로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of exhaust gas discharge pipes 130 are vertically formed in the water tank 122 of the water storage unit 120, and the exhaust gas discharge pipes 130 are preferably formed of spiral pipes.

상기 배기가스 배출관(130)은 수조(122)를 관통하여 상부공간(113)과 하부공간(112)을 연통시키는 구조로 형성되며, 상기 배기가스 배출관(130)이 스파이럴 파이프로 형성되기 때문에 배기가스가 나선형을 이루도록 회전하면서 배출되어 배기가스의 배출시간을 지연시키므로 수조(122)에 저장된 물의 가열시간을 단축시키는데 도움을 주게 된다.The exhaust gas discharge pipe 130 is formed in a structure that communicates with the upper space 113 and the lower space 112 through the water tank 122, and because the exhaust gas discharge pipe 130 is formed of a spiral pipe, the exhaust gas It is discharged while rotating to form a spiral, thereby delaying the discharge time of the exhaust gas, thereby helping to shorten the heating time of the water stored in the water tank 122.

또한, 상기 배기가스 배출관(130)은 수조(122)의 가장자리에서 중앙부 측으로 곡선을 이루면서 배열되며, 이는 수조(122)를 평면에서 봤을 때 배기가스 배출관(130)이 회오리 형상으로 배열되는 것이다.In addition, the exhaust gas discharge pipe 130 is arranged while forming a curve from the edge of the water tank 122 to the central portion, which is when the water tank 122 is viewed in a plane, the exhaust gas discharge pipe 130 is arranged in a whirlpool shape.

즉, 상기와 같이 배기가스 배출관(130)이 회오리 형상을 이룸으로써 수조(122)에 저장되는 물이 와류를 형성하여 균일하게 가열되도록 도움을 주게 된다.That is, as described above, the exhaust gas discharge pipe 130 forms a whirlpool shape, thereby helping the water stored in the water tank 122 to be heated uniformly by forming a vortex.

또한, 상기 케이싱(110)의 외주면에는 나선형을 이루도록 예열공기 공급관(140)이 형성되며, 상기 예열공기 공급관(140)은 케이싱(110)과 접촉면적을 크게 하도록 사각 단면으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the outer circumferential surface of the casing 110 is formed with a preheated air supply pipe 140 to form a spiral, and the preheated air supply pipe 140 is preferably formed in a square cross section so as to increase the contact area with the casing 110.

상기 예열공기 공급관(140)의 입구를 통해 상온의 외부 공기가 공급되고, 관체를 통과하면서 예열된 고온의 공기는 출구(142)를 통해 배출되어 보일러의 연소실로 공급된다.External air at room temperature is supplied through the inlet of the preheated air supply pipe 140, and hot air preheated while passing through the tube body is discharged through the outlet 142 and supplied to the combustion chamber of the boiler.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 예열공기 공급관(140)의 입구(141)에는 와류형성부(150)가 설치되어 외부의 상온의 공기에 와류를 형성시킬 수도 있으며, 유지보수 또는 장착을 용이하게 하기 위해서 입구(141)에 착탈 가능하게 장착되는 것이 특징이다.In addition, as illustrated in FIG. 4, a vortex forming unit 150 may be installed at the inlet 141 of the preheated air supply pipe 140 to form a vortex in air at normal ambient temperature, and for maintenance or mounting. In order to facilitate, it is characterized in that it is detachably mounted to the entrance 141.

상기 와류형성부(150)는 입구(141) 내측으로 장착되는 몸체(151)가 구비되며, 상기 몸체(151)의 일측으로는 상온의 공기가 와류를 형성하도록 와류형성 스크류(152)가 일정 길이로 형성된다.The vortex forming unit 150 is provided with a body 151 mounted inside the inlet 141, and one side of the body 151 has a vortex forming screw 152 having a predetermined length so that air at room temperature forms a vortex. It is formed of.

상기 몸체(151)의 외주면 양측에는 탄성을 가지는 고정편(154)이 형성되며, 입구(141)의 내측면에는 고정돌기(153)가 형성되어 몸체(151)에 형성된 고정편(154)이 고정돌기(153)에 탄력있게 결합된다.Fixing pieces 154 having elasticity are formed on both sides of the outer circumferential surface of the body 151, and fixing protrusions 153 are formed on the inner surface of the inlet 141 to fix the fixing pieces 154 formed on the body 151. It is elastically coupled to the projection (153).

여기서 상기 와류형성 스크류(152)는 플랙시블한 재질로 형성되어 예열공기 공급관(140)의 입구(141)가 경사지거나 곡선을 형성하고 있더라도 예열공기 공급관의 내주면을 따라 자유롭게 휘어지도록 형성되는 것이 바람직하다.Here, the vortex forming screw 152 is preferably formed of a flexible material and is formed to be freely curved along the inner circumferential surface of the preheating air supply pipe even though the inlet 141 of the preheating air supply pipe 140 is inclined or curved. .

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 예열공기 공급관(140)의 단부에는 와류형성부(150)를 통해 와류를 형성하는 상온의 공기에 더욱 활발한 와류의 움직임을 형성하도록 와류형성 관체(160)가 추가로 구비될 수 있으며, 상기 와류형성 관체(160)의 내주면에는 와류형성 날개(161)가 방사상으로 형성된다.In addition, as shown in FIG. 5, at the end of the preheated air supply pipe 140, a vortex forming tube 160 to form a more active vortex motion in air at room temperature forming a vortex through the vortex forming unit 150 A may be additionally provided, the vortex-forming blade 161 is radially formed on the inner circumferential surface of the vortex-forming tube body 160.

상기 와류형성 관체(160)는 예열공기 공급관(140)의 단부를 일부 절단 한 후, 와류형성 관체(160)를 예열공기 공급관(140)의 단부와 서로 맞닿게 한 상태에서 용접으로 고정하게 된다.The vortex-forming tube 160 is fixed by welding in a state in which the vortex-forming tube 160 is brought into contact with the end of the pre-heated air supply tube 140 after partially cutting the end of the preheated air supply tube 140.

상기와 같이 구성되는 본 발명 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치(100)는, 먼저, 도 6 애지 도 8에 도시된 바와 같이, 보일러의 연통으로 배기가스가 배출되고, 배출된 배기가스는 케이싱(110)의 일측에 형성된 배기가스 유입관(111)을 통해 유입된다.Heat exchanger 100 using the waste heat of the boiler of the present invention configured as described above, first, as shown in Figure 8, Figure 8, the exhaust gas is discharged through the communication of the boiler, the exhaust gas is discharged casing 110 ) Is introduced through the exhaust gas inlet pipe 111 formed on one side.

상기 배기열은 상부공간(113)의 하부에서 상부로 상승하게 됨과 동시에 수조(122)로 입수되는 상온의 물을 고온의 물로 열교환하게 된다. The exhaust heat rises from the lower portion of the upper space 113 to the upper portion, and at the same time, the room temperature water obtained by the water tank 122 is exchanged with hot water.

이때, 상부공간(113) 내의 배기열은 배기가스 배출관(130)을 통해 하부공간(112)으로 배출되며, 스파이럴 파이프로 형성된 배기가스 배출관(130)을 통과하면서 수조(122)에 저장된 물이 열교환 되는 것이다.At this time, the exhaust heat in the upper space 113 is discharged to the lower space 112 through the exhaust gas discharge pipe 130, the water stored in the water tank 122 is exchanged while passing through the exhaust gas discharge pipe 130 formed of a spiral pipe will be.

즉, 배기가스 배출관(130)이 스파이럴 파이프로 형성됨으로써 곧게 수직으로 형성된 배관에 비해 배기가스 배출관(130) 내에서 배기열의 체류시간이 지연되어 열교환 효율이 한층 향상될 수 있는 것이다.That is, since the exhaust gas discharge pipe 130 is formed of a spiral pipe, the residence time of exhaust heat in the exhaust gas discharge pipe 130 is delayed compared to a straight vertically formed pipe, so that the heat exchange efficiency can be further improved.

입수관(121)을 통해 수조(122) 내부로 입수되는 상온의 물은, 연소가스 배출관(130)이 수조(122)의 가장자리에서 중앙부 측으로 곡선으로 배열되어 있으므로 가장자리에서 중앙부 측으로 모여지도록 와류를 형성하게 된다.The water at room temperature, which is obtained into the water tank 122 through the water intake pipe 121, forms a vortex so that the combustion gas discharge pipe 130 is arranged in a curve from the edge of the water tank 122 to the center portion, so that it gathers from the edge to the center portion. Is done.

또한, 상온의 물이 수조(122) 내주면에 형성된 안내가이드(124)에 의해 하향으로 이동하도록 하면서 와류를 형성하게 된다.In addition, while allowing the water at room temperature to move downward by the guide guide 124 formed on the inner peripheral surface of the water tank 122, a vortex is formed.

즉, 가장자리에서 중앙부 측으로 곡선으로 배열된 배기가스 배출관(130)과, 수조(122) 내주면에 나선형으로 형성된 안내가이드(124)에 의해 복합적으로 작용하면서 상온의 물이 고온의 물로 열교환되면서 골고루 섞이게 되므로 열교환 효율을 한층 극대화할 수 있으며, 열교환된 고온의 물은 공급관(123)을 통해 보일러의 수조로 공급되는 것이다.That is, since the exhaust gas discharge pipe 130 arranged in a curve from the edge to the center portion and the guide guide 124 spirally formed on the inner circumferential surface of the water tank 122 are mixed together, the water at room temperature is evenly mixed with heat exchange with high temperature water. The heat exchange efficiency can be further maximized, and the heat-exchanged hot water is supplied to the water tank of the boiler through the supply pipe 123.

상기 수조(122)의 외주면에 감겨진 상태의 예열공기 공급관(140)에는 외부의 상온의 공기가 유입되며, 예열공기 공급관(140)을 따라 출구(142) 측으로 흐르면서 상부공간(113) 내의 배기열에 의해 상온의 공기는 일정 온도로 예열된다. The preheated air supply pipe 140 in a state wound on the outer circumferential surface of the water tank 122 flows in air at ambient temperature outside, and flows to the outlet 142 side along the preheated air supply pipe 140 to exhaust heat in the upper space 113. The air at room temperature is preheated to a constant temperature.

이때, 상온의 공기는 입구(141)에 장착된 와류형성부(150)의 와류형성 스크류(152)에 의해 와류를 형성하면서 예열공기 공급관(140) 내부로 유입되며, 상온의 공기가 와류를 형성하기 때문에 예열공기 공급관(140)의 내측면에 인접한 공기와 외측면에 인접한 공기의 예열온도가 서로 다르더라도 와류형성 스크류(152)에 의해 골고루 섞이면서 균일한 온도로 열교환되는 것이다.At this time, the air at room temperature flows into the preheated air supply pipe 140 while forming a vortex by the vortex forming screw 152 of the vortex forming unit 150 mounted at the inlet 141, and the air at room temperature forms a vortex. Therefore, even if the preheating temperatures of the air adjacent to the inner surface and the air adjacent to the outer surface of the preheating air supply pipe 140 are different, they are evenly mixed by the vortex forming screw 152 and exchanged at a uniform temperature.

상기 와류형성부(150)에 의해 와류를 형성하면서 예열되는 공기는 예열공기 공급관(140)을 따라 나선형으로 공급되는데 이때, 예열된 공기는 와류가 무뎌지게 된다.The air preheated while forming the vortex by the vortex forming unit 150 is spirally supplied along the preheated air supply pipe 140. At this time, the preheated air becomes dull.

한편, 상기 와류형성 관체(160)의 내주면에 형성된 와류형성 날개(161)는 와류가 무뎌진 상태의 예열공기에 재차 와류를 형성하게 되고, 상기 와류형성 날개(161)를 통과하면서 예열공기에 더욱 활발한 와류의 움직임을 형성하기 때문에 열교환 효율을 극대화할 수 있으며, 일정 온도로 예열된 공기는 출구(142)를 통해 보일러의 연소실로 공급되는 것이다.On the other hand, the vortex-forming blade 161 formed on the inner circumferential surface of the vortex-forming tube body 160 forms a vortex again in the preheating air in which the vortex is dull, and passes through the vortex-forming blade 161 to be more active in the preheating air. Since it forms the movement of the vortex, it is possible to maximize the heat exchange efficiency, and the air preheated to a constant temperature is supplied to the combustion chamber of the boiler through the outlet 142.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.As described above, although the present invention has been described by limited embodiments and drawings, terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted as being limited to a conventional or dictionary meaning, and to the technical spirit of the present invention. It must be interpreted as a match meaning and concept.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only exemplary embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and are not limited to the scope of the claims of the present invention. It should be understood that there may be equivalents and variations.

100: 열교환장치
110: 케이싱
111: 배기가스 유입관 112: 하부공간
113: 상부공간 114: 연도
120: 물 저장부
121: 입수관 122: 수조
123: 공급관 124: 안내가이드
130: 배기가스 배출관
140: 예열공기 공급관
141: 입구 142: 출구
150: 와류형성부
151: 몸체 152: 와류형성 스크류
153: 고정돌기 154: 고정편
155: 손잡이
160: 와류형성 관체
161: 와류형성 날개100: heat exchanger
110: casing
111: exhaust gas inlet pipe 112: lower space
113: upper space 114: year
120: water storage
121: water intake 122: water tank
123: Supply pipe 124: Guidance guide
130: exhaust gas discharge pipe
140: preheated air supply pipe
141: entrance 142: exit
150: vortex forming unit
151: body 152: vortex forming screw
153: fixed projection 154: fixed piece
155: handle
160: vortex-forming tube
161: Vortex forming wing

Claims (4)

보일러로부터 배기가스가 유입되는 배기가스 유입관(111)이 하부 일측에 설치되어 상부공간(113)과 연통되고, 상기 상부공간(113)의 하부에 하부공간(112)이 형성되며, 상기 하부공간(112)의 일측에 연도(114)가 형성되는 케이싱(110);
상기 케이싱(110)의 상부공간(113) 내부에 수조(122)가 형성되어 입수관(121)을 통해 외부의 물이 저장되며 배기가스를 통해 예열된 물을 보일러에 공급하도록 공급관(123)이 형성되는 물 저장부(120);
상기 물 저장부(120)의 수조(122) 내부에 수직으로 설치되어 상부공간(113)의 배기가스를 하부공간(112)으로 배출시키는 다수의 배기가스 배출관(130);
상기 케이싱(110)의 외주면에 나선형으로 감싸지며 입구(141)를 통해 외부의 상온의 공기가 공급되고, 상부공간(113)의 배기열에 의해 상온의 공기가 예열되어 출구(142)를 통해 보일러에 공급되는 예열공기 공급관(140)이 구성되고,
상기 입수관(121)은 수조(122) 내부로 공급되는 물이 와류를 형성하도록 입수관(121)의 단부에서 분기되어 입수관(121)과 반대방향의 수조(122)로 연결되는 분기 입수관(121')이 구비되며, 상기 수조(122)의 내주면에 나선형으로 형성되어 입수관(121)을 통해 공급된 물을 와류형으로 안내하도록 안내가이드(124)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치.
The exhaust gas inlet pipe 111 through which the exhaust gas flows from the boiler is installed on one lower side to communicate with the upper space 113, and the lower space 112 is formed below the upper space 113, and the lower space Casing 110 is formed with a flue 114 on one side of (112);
A water tank 122 is formed inside the upper space 113 of the casing 110 so that external water is stored through the intake pipe 121 and a supply pipe 123 is provided to supply preheated water to the boiler through exhaust gas. The water storage unit 120 is formed;
A plurality of exhaust gas discharge pipes 130 installed vertically inside the water tank 122 of the water storage unit 120 to discharge the exhaust gas from the upper space 113 to the lower space 112;
Wrapped in a spiral shape on the outer circumferential surface of the casing 110, air at room temperature outside is supplied through the inlet 141, and air at room temperature is preheated by exhaust heat from the upper space 113 to the boiler through the outlet 142 The preheated air supply pipe 140 to be supplied is configured,
The inlet pipe 121 is branched from the end of the inlet pipe 121 so that water supplied into the water tank 122 forms a vortex, and the inlet pipe is connected to the inlet pipe 121 in the opposite direction to the water tank 122 Boiler characterized in that (121') is provided, and a guide guide (124) is further provided to guide the water supplied through the inlet pipe (121) in a vortex form by being spirally formed on the inner peripheral surface of the water tank (122). Heat exchanger using waste heat.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
배기가스 배출관(130)은, 상기 수조(122)를 관통하여 상부공간(113)과 하부공간(112)이 연통되도록 형성되며, 상기 배기가스 배출관(130)은 배기가스의 배출시간을 지연시켜 수조(122)에 저장된 물의 열교환 효율을 증가시키도록 스파이럴 파이프로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치.
The method according to claim 1,
The exhaust gas discharge pipe 130 is formed to pass through the water tank 122 so that the upper space 113 and the lower space 112 communicate, and the exhaust gas discharge pipe 130 delays the discharge time of the exhaust gas. Heat exchange device using the waste heat of the boiler, characterized in that formed in a spiral pipe to increase the heat exchange efficiency of the water stored in (122).
청구항 1에 있어서,
상기 예열공기 공급관(140)의 입구(141)에 착탈가능하게 설치되며, 외부의 상온의 공기가 와류를 형성하면서 예열공기 공급관(140) 내부로 공급되어 열교환 효율을 증가시키도록 하는 와류형성부(150)를 더 포함하며,
상기 와류형성부(150)는,
입구(141)의 내측으로 결합되는 몸체(151)의 일측으로 형성되는 와류형성 스크류(152);
상기 입구(141)의 내측면에 형성되는 고정돌기(153);
상기 몸체(151)의 외주면에 고정돌기(153)과 대응하게 형성되어 고정돌기(153)에 탄력있게 고정되는 고정편(154);
상기 와류형성 스크류(152)와 반대방향의 몸체(151)에 형성되는 손잡이(155)를 포함하여 구비되며, 상기 와류형성 스크류(152)는 플랙시블한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러의 폐열을 이용한 열교환장치.The method according to claim 1,
The vortex forming unit is detachably installed at the inlet 141 of the preheated air supply pipe 140 and is supplied to the preheated air supply pipe 140 while the air at ambient temperature forms an vortex to increase heat exchange efficiency ( 150),
The vortex forming unit 150,
Vortex forming screw 152 formed on one side of the body 151 coupled to the inside of the inlet 141;
Fixed protrusions 153 formed on the inner surface of the inlet 141;
A fixing piece 154 formed to correspond to the fixing protrusion 153 on the outer circumferential surface of the body 151 to be elastically fixed to the fixing protrusion 153;
The vortex forming screw 152 is provided with a handle 155 formed on the body 151 in the opposite direction, and the vortex forming screw 152 is a waste heat of the boiler characterized in that it is formed of a flexible material Heat exchanger using.
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