KR100343318B1 - 보일러용 급배기관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러용 급배기관에 관한 것이다. 배기관으로 기능하는 내관과 급기관으로 기능하는 외관이 간격을 두고 동축으로 결합되는 이중관 구조를 갖는다. 급기관과 배기관 사이의 선단 근처에 이들을 결합지지하는 제1배플판이 설치되고, 이의 외측으로 제2배플판이 간격을 두고 배치된다. 제1배플판의 내측으로 급기관의 외주에는 다수의 배기구멍들이 형성되고, 제1,2배플판 사이의 급기관에는 배기가스 순환구멍들이 형성된다. 제2배플판의 외측으로 배기관의 선단쪽 외주에는 다수의 배기구멍들이 형성되고, 제2배플판에는 순환 배기가스가 재배출되는 순환가스 배출구가 형성된다. 그리고 배기관의 선단에는 이를 외부와 차폐시킴과 함께 배기가스에 벤츄리효과를 부여하도록 그 안쪽으로 인입되는 원추형의 엔드캡이 설치된다. 본 발명은 바람등의 영향으로 급기구멍 쪽으로 유도되는 일부 배기가스가 급기구멍으로 유입되기 전에 배기가스 순환구멍으로 빨려들어가 재배출되는 바, 배기가스의 역류현상을 확실히 방지할 수 있으면서 급배기관의 노출길이를 최소화 할 수 있게 된다.

Description

보일러용 급배기관{an exhaust pipe for a boiler}

본 발명은 가정용 보일러(boiler)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소가스를 배기시킴과 함께 연소를 위한 외기를 보일러내로 공급시키는 급배기관에 관한 것이다.

보일러는 난방수가 충진되는 열교환기를 구비하여 이를 가스 또는 액체 버너(burner)로 가열함으로써 난방수의 순환에 의해 난방하는 장치이다. 이에 따라 보일러에는 유독한 연소가스를 외부로 배출시키기 위한 배기관이 구비되는 한편, 원활한 연소를 위해 적절한 급기구조를 가져야 한다.

이러한 보일러의 흡배기구조는 자연배기(CF)식과, 배기팬만을 구비하는 강제배기(FE)식 및 급기팬과 배기팬을 별도로 구비하는 강제급배기(FF)식으로 대별된다. 이중 가장 개선된 방식인 강제급배기식이 현재 주종을 이루고 있는데, 이는 그 연통이 배기관을 급기관의 내부에 동축적으로 위치시킨 이중관구조로 구성되어 벽면을 통해 외부로 직접 노출되게 설치되는 것이 일반적이다. 이에 따라 강제급배기식 보일러의 연통은 급배기의 기본적 기능외에도, 그 자체가 주택의 마감재로서 주택의 미관에도 크게 영향을 끼치게 된다.

일본국 실개소 59-108027호에는 이를 위한 종래 급배기관의 일례가 제공되어 있는데, 이것은 배기관의 선단부를 급기관의 선단보다 돌출시켜 배플(baffle)에 의해 상호 분리시킨 뒤 각각의 선단부 주면에 다수의 배기구멍과 급기구멍들을 형성하고 있다. 그러나 이러한 급배기관은 배기구멍과 급기구멍이 인접되어 위치하기 때문에 배기가스가 급기구멍을 통해 보일러내로 역류하는 문제가 발생되며, 이를방지하기 위해 배기관의 돌출길이를 연장할 경우에는 배기관이 지나치게 외부로 돌출되어 주택의 미관을 크게 저하시키게 된다.

한편, 이와 같은 급배기관의 문제점을 해결하기 위한 급배기관이 국내 등록실용신안 제146013호로 제공되어 있다. 이것은 도 1에 도시한 바와 같이, 원추형의 역풍방지판(32)으로 밀폐된 배기관(3)의 선단부 외주에 다수의 배기공(31)을 갖는 배기영역(Ex)을 형성함과 동시에 급기관(4)의 선단부 외주에 배기영역(Ex)과 인접하도록 다수의 급기공(41)을 갖는 급기영역(In)을 형성하여 분리영역(S)에 의해 상호 차단하되, 분리영역(S)이 배기영역(Ex)의 2/3이상 커버할 수 있도록 급기관(4)의 선단에 이로부터 연장되는 분리부(42)를 형성하고 있다.

그런데 이러한 급배기관의 경우 배기가스의 역류를 어느정도는 방지할 수 있으나, 급·배기영역(Ex)(In)이 서로 인접된 채 짧은 길이의 분리부(42)에 의해서만 격리되어 있기 때문에 점선의 화살표로 도시한 바와 같이 배기가스의 일부가 바람의 영향으로 급기구멍(41)에 재유입될 우려가 매우 높은 바, 배기가스의 역류현상을 확실하게 방지할 수 없다.

본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 감안하여 완성된 것으로서, 배기관으로부터 배출된 배기가스가 바람에 관계없이 급기관으로 재진입하는 역류현상을 확실하게 방지할 수 있는 보일러용 급배기관을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 건물의 외부로 돌출되는 길이를 최소화할 수 있는 보일러용 급배기관을 제공하는 것이다.

도 1은 종래 보일러용 급배기관의 일례를 나타낸 부분 절단 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 보일러용 급배기관을 나타낸 부분 절단 측면도,

도 3은 도 2의 요부 확대도,

도 4는 도 2의 제2배플판을 발췌하여 도시한 사시도,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 의한 제2배플판의 다른 실시예를 보인 사시도와 단면도,

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 제2배플판의 또다른 실시예를 보인 사시도와 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

11: 급기관 11a: (급기관의) 급기구멍

12: 배기관 12a: (배기관의) 배기구멍

13: 제1배플판 14, 14′,14″: 제2배플판

14a,14a′: (제2배플판의) 관통구멍 14b′: (제2배플판의) 홈

14a″: (제2배플판의) 홈 15: 엔드캡

이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 의한 보일러용 급배기관은, 선단이 엔드캡으로 밀폐되고 선단 외주부에 다수의 배기구멍들이 형성된 배기관을, 다수의 급기구멍들이 형성되며 상대적으로 배기관보다 반경이 크게 형성된 급기관의 내부에 구비하여, 배기관과 급기관 사이의 통로가 배기로를 갖는 배기영역(Ex)과 급기로를 갖는 급기영역(In)으로 구분되어 구성되는 보일러용 급배기관에 있어서, 상기 배기로와 인접된 급기로의 내부에 제1배플판을 설치하고, 상기 급기로를 둘러싸고 있는 급기관에는 배기가스 순환구멍을 형성함으로써 급기영역(In)와 배기영역(Ex) 사이에 배기가스 순환로을 갖는 순환영역(Re)을 형성하며, 상기 순환영역(Re)과 배기영역(Ex)의 경계에는 상기 배기구멍에서 배출되는 배기가스가 역류되어 순환영역(Re)으로 유입시 배기가스를 배기영역(Ex)으로 재배출시키는 순환가스 배출구가 형성된 제2배플판을 설치한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 한 바람직한 특징에 의하면, 순환가스 배출구가, 제2배플판에 원주방향을 따라 연속 형성된 다수의 관통구멍으로 구성되며, 각 관통구멍은 대략 사각형으로 형성되어 한쪽 면에 그 중심에 대해 동일방향으로 경사진 와류유도편들이 더 구비된다.

본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 엔드캡이 배기관의 내측으로 적절히 인입되는 원추형으로 구성되어 배기가스의 배출에 벤츄리효과를 부여한다.

이와 같은 본 발명은, 배기가스의 일부가 바람에 의해 급기구멍 쪽으로 유도되더라도 급기구멍으로 유입되기 전에 배기가스 순환구멍으로 빨려들어가 재배출되게 되므로 배기가스의 역류현상을 확실하게 방지할 수 있으며, 이에 따라 건물의 외부로 노출되는 길이도 최소화할 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 2 내지 도 4에서, 본 발명에 의한 보일러용 급배기관(10)은 강제 급배기를 위한 이중관 구조를 취하는 바, 배기관(12)으로 기능하는 내관과 급기관(11)으로 기능하는 외관이 양자간에 간격을 두고 동축(同軸)으로 결합되어 건물의 외벽(W)에 형성된 관통구멍(H)을 통해 선단부가 외부에 직접 노출되도록 설치되며, 급기관(11)은 도시하지 않은 보일러의 급기측에 연결되고, 배기관(12)은 후술한 연장관(16)을 통해 보일러의 배기측에 연결된다. 이 연장관(16)은 급배기관(10)을 설치장소에 구애없이 용이하게 설치할 수 있도록 배기관(12)에 대해 신축구조로 결합된다.

이러한 급기관(11)과 배기관(12)은 그 선단 근처에서 양자간에 용접으로 고정되는 제1배플판(13)에 의해 상호 지지 결합되는데, 이 제1배플판(13)은 급·배기관(11)(12)을 상호 지지 결합시키는 동시에 급·배기관(11)(12) 사이의 공간을 선단측과 내측으로 분리시킨다. 급기관(11)의 외주에는 제1배플판(13)의 내측으로 다수의 급기구멍(11a)들이 형성되고, 배기관(12)의 외주에는 제1배플판(13)의 외측, 즉 선단측에 다수의 배기구멍(12a)들이 형성된다. 그리고 배기관(12)의 선단에는 이를 외부와 차폐시키는 엔드캡(15)이 설치되고, 급기관(11)의 내단에는 역시 이를 외부와 차폐시키는 엔드플레이트(18)가 밀폐구조로 설치된다.

본 발명의 특징에 따라 제1배플판(13)의 외측으로 제2배플판(14)이 간격을 두고 배치되어 급·배기관(11)(12)들에 각각 용접으로 고정됨으로써 급기관(11)과 배기관(12)간의 선단측 공간을 다시 두 부분으로 구획한다. 이에 따라 본 발명의 급배기관(10)은 급기관(11)과 배기관(12) 사이의 공간이 전체적으로 내측, 중간측 및 선단측의 3부분으로 구획되어, 내측은 급기로(21)를 갖는 급기영역(In)으로, 중간측은 배기가스 순환로(23)를 갖는 순환영역(Re)으로, 선단측은 배기로(22)를 갖는 배기영역(Ex)으로 각각 기능하게 된다.

이를 위해 전술한 배기구멍(12a)은 배기영역(Ex)에 해당되는 배기관(12)의 외주부에 형성되고, 제1 및 제2배플판(13)(14) 사이에 형성되는 순환영역(Re)에 해당되는 급기관(11)의 외주부에는 배기가스가 재진입하여 순환되는 다수의 배기가스 순환구멍(11b)들이 형성된다. 그리고 제2배플판(14)에는 배기구멍(12a)에서 배출되어 역류됨으로써 순환영역(Re)으로 유입되는 순환 배기가스가 배기로(22)로 재배출될 수 있도록 배기구로 기능하는 다수의 관통구멍(14a)들이 그 원주방향을 따라 등간격으로 형성된다.

한편, 배기가스의 역류를 억제하기 위해 급기관(11)의 선단은 배기구멍(12a)들을 대부분 감쌀 정도로 충분히 연장되는 것이 바람직하며, 엔드캡(15)은 배기가스가 벤츄리효과에 의해 배출될 수 있도록 배기관(12)의 내측으로 적절히 인입되는 원추형으로 구성되는 것이 바람직하다.

나머지 부호 17은 급기관(11)을 보일러의 급기측과 연결시키는 연결관이다.

다음, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 보일러용 급배기관(10)의 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 보일러로의 급기는 외기가 급기관(11)의 급기구멍(11a)을 통해 배기관(12)과 급기관(11) 사이의 내측 공간으로 유입된 뒤, 연결관(17)을 통해서 보일러의 급기측으로 공급된다.

그리고, 보일러로부터의 연소가스 배기는 연장관(16)을 통해 배기관(12)의 내부로 유입된 뒤, 이의 배기구멍(12a)을 통해 배기관(12)과 급기관(11) 사이의 선단측 공간으로 배출된다. 이때, 배기구멍(12a)들이 형성된 배기관(12) 선단부의 내부공간은 원추형의 엔드캡(15)에 의해 축소되어 있으므로 배기관(12)의 선단부에는 벤츄리효과가 발생되며, 이에 따라 배기가스가 매우 신속하고 원활하게 외부로 배출되게 된다.

한편, 이와 같이 배출된 배기가스는 배기구멍(12a)의 대부분을 감싸도록 구성된 급기관(11)의 선단부에 의해 대체로 그 축방향을 따라 배기되지만, 바람등의 영향으로 배기가스의 일부가 급기구멍(11a) 쪽으로 역류하게 된다. 이와 같이 급기구멍(11a) 쪽으로 역류하는 배기가스는 급기구멍(11a)으로 유입되기 전에 배기가스 순환구멍(11b)을 통해 급기관(11)과 배기관(12) 사이의 중간측 공간으로 먼저 빨려들어가게 되며, 제2배플판(14)의 관통구멍(14a)을 통해 급·배기관(11)(12) 사이의 선단측 공간으로 재배출되게 된다. 특히 급·배기관(11)(12)의 선단측 공간에는 엔드캡(15)에 의해 벤츄리효과가 발생되는 바, 위와 같이 역류하는 배기가스의 순환배출이 더욱 확실하게 이루어지게 된다.

따라서 바람등의 영향에 관계없이 급기구멍(11a)으로의 배기가스 역류현상을 확실하게 방지할 수 있게 되며, 이에 따라 급배기관(10)의 노출 길이도 최소화할 수 있게 된다.

한편, 도 5a 및 도 5b에는 전술한 실시예의 제2배플판(14′)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 이것은 다수의 관통구멍(14a′)이 대략 사각형으로 형성됨과 함께 그 한쪽면에 순환 배기가스에 와류를 유도할 수 있도록 중심에 대해 동일방향으로 적절히 경사진 와류유도편(14b′)이 각각 더 형성된 구성이다. 이러한 와류유도편(14b′)은 별도로 구성시킬 수도 있으나, 바람직하기로는 제2배플판(14′)을 랜싱(lancing) 가공함으로써 관통구멍(14a′)의 형성과 동시에 일체로 형성한다. 이러한 구성의 실시예는 전술한 실시예의 작용효과에 더하여 순환 배기가스에 와류가 발생되므로 벤츄리효과와 더불어 강한 배출력을 발휘하게 된다.

또한, 도 6a 및 도 6b에는 전술한 제2배플판(14″)의 또다른 실시예가 도시되어 있다. 이것은 배기관(12)의 외주에 접촉되는 제2배플판(14″)의 내주에 이로부터 인입되는 다수의 홈(14a″)을 그 원주방향을 따라 등간격으로 형성함으로써 순환가스 배출구를 형성한 구성이다. 이러한 실시예는 각 홈(14a″)들이 배기구멍(12a)의 지척에 위치하게 되므로 급·배기관(11)(12) 사이의 선단측 공간에 발생된 벤츄리효과에 강한 영향을 받게 되는 바, 배기가스의 순환작용이 보다 향상되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 급기구멍과 배기구멍 사이의 급기관에 순환구멍이 형성되어 배기가스의 일부가 바람에 의해 급기구멍 쪽으로 유도되더라도 급기구멍으로 유입되기 전에 배기가스 순환구멍으로 빨려들어가 재배출되게 된다. 이에 따라 바람등에 관계없이 배기가스의 역류현상을 확실하게 방지할 수 있으며, 건물의 외부로 노출되는 급배기관의 길이도 최소화 할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은, 특히 강제 급배기식 보일러의 사용의 안전성과 신뢰성 등을 크게 향상시키는 매우 우수한 효과를 가진다.

Claims (6)

1. 선단이 엔드캡(15)으로 밀폐되고 선단 외주부에 다수의 배기구멍(12a)들이 형성된 배기관(12)을, 다수의 급기구멍(11a)들이 형성되며 상대적으로 배기관(12)보다 반경이 크게 형성된 급기관(11)의 내부에 구비하여, 배기관(12)과 급기관(11) 사이의 통로가 배기로(22)를 갖는 배기영역(Ex)과 급기로(21)를 갖는 급기영역(In)으로 구분되어 구성되는 보일러용 급배기관에 있어서,

   상기 배기로(22)와 인접된 급기로(21)의 내부에 제1배플판(13)을 설치하고, 상기 급기로(21)를 둘러싸고 있는 급기관(11)에는 배기가스 순환구멍(11b)을 형성함으로써 급기영역(In)와 배기영역(Ex) 사이에 배기가스 순환로(23)을 갖는 순환영역(Re)을 형성하며,

   상기 순환영역(Re)과 배기영역(Ex)의 경계에는 상기 배기구멍(12a)에서 배출되는 배기가스가 역류되어 순환영역(Re)으로 유입시 배기가스를 배기영역(Ex)으로 재배출시키는 순환가스 배출구가 형성된 제2배플판(14)을 설치한 것을 특징으로 하는 보일러용 급배기관.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 순환가스 배출구가, 상기 제2배플판(14)에 원주방향을 따라 연속 형성된 다수의 관통구멍(14a)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 급배기관.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 관통구멍들은 사각형상의 구멍(14'a)으로 형성되고, 각각의 관통구멍(14'a)은 그 한쪽면에 경사진 와류유도편(14b')이 형성된 것을 특징으로 하는 보일러용 급배기관.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 순환가스 배출구(14a")가, 상기 제2배플판(14")의 원주방향을 따라 그 내주면으로부터 인입 형성된 다수의 홈으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 급배기관.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 급기관(11)의 선단이 상기 배기관(12)의 선단 근처까지 연장되어 상기 배기구멍(12a)의 대부분을 감싸도록 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 급배기관.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 엔드캡(15)이 상기 배기관(12)의 내측으로 적절히 인입되는 원추형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 급배기관.