KR100350161B1 - 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러에 관한 것이다. 분젠식버너를 사용하는 종래의 가스보일러는 강제배기식과 자연배기식으로 나누어지며, 또한 분젠식버너로 사용하는 모든 가스보일러 구조는 분젠식버너가 아래쪽에 위치하고 열교환기가 상부에 위치하며, 또한 배풍기가 열교환기 상부에 위치하므로 하부 분젠식버너에서 연소된 열가스가 쉽게 열교환기를 통과하게 되고 열교환기 상부에 위치한 배풍기와 상부 연도는 배풍기의 강제배기조건과 연통의 자연배기조건이 상승작용하므로 보일러 본체의 열교환능력을 높이고져 하부에 열교환기의 전열면적을 확대하고 배기가스의 흐름을 강제로 저지시키는 버플을 조밀하게 설치해야하는 어려움이 있다.

본 가스보일러는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저탕식 구조의 가스 보일러 본체에 착설되는 연관을 편심되게 설치구성하고, 열교환기 상부에 분젠식버너를 설치하는 구성을 가짐으로써, 편심으로 치우친 화실내부를 통하여 아래로 연소되면서 열교환이 이루어지고 다시 반전하여 상부 편심 연관을 통하여 재열교환이 이루어짐으로써 보일러 체적이 재래식 본체에 비하여 체적이 적고 재료비가 절약되면서 강제통풍식 버너가 아닌 분젠식버너로 사용하면서 90%이상의 고효율 성능을 발휘하고 연소 소음이 적어 조용한 연소가 이루어지도록 발명된 분젠식 버너를 사용하면서 하향연소가 가능한 보일러에 관한 것이다. 본 발명의 분젠식 하향연소 보일러는 적은 연료로 난방과 온수를 충분하게 사용할 수 있으므로 보일러의 열효율을 극대화시키고, 사용자의 경제적인 부담감을 줄일 수 있다.

Description

분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러{gas boiler for the home using the burner of bunsen type}

본 발명은 분젠식버너를 이용한 가정용 가스보일러에 관한 것이다.

종래의 가스보일러는 도 1과 같이 분젠식버너를 사용하는 가스 보일러와 도 2에 도시된 바와 같은 전 혼합형 강제 급기식 가스 버너를 사용하는 가스 보일러로 두가지 가스 버너로 나누어 사용되어 왔다.

도 1과 같은 분젠식버너는 연소시 소음이 없고 구조가 간단하며 공기와 가스의 혼합을 벤추리관 내부를 통과하면서 자연 혼합 분출시키는 방식으로써, 가정용 가스렌지로부터 가정용 가스보일러 등에 걸쳐 널리 사용되며, 자연 공기 급기식으로 분젠식버너를 보일러에 사용시 화실내에 노내압이 형성되지 않고 연소된 폐가스는 상부연통의 자연 배기 능력에 의존하거나 보일러 본체 상부에 연소가스 배기팬에 의하여 강제 배출시키는 구조의 보일러에 사용되어 왔다. 이와 같은 분젠식 버너를 보일러에 사용시에는 도 3에 도시된 바와 같다.

도 2와 같은 분젠식버너가 아닌 전 혼합형 강제 급기식 가스버너는 버너 본체 내에 급기팬을 장착하고 급기팬에서 발생한 풍압을 이용, 가스와 공기를 강제 혼합하여 스타빌라이져와 노즐을 통과시켜 강제 연소시키는 구조로 이러한 전 혼합형 강제 급기식 가스 버너는 소형에서 대형 보일러 및 각종 용해로, 건조로 등에 널리 사용되어 왔으며 전 혼합형 강제 급기식 가스 버너를 사용한 보일러는 보일러 화실 내에 대기압보다 높은 노내압이 연소과정에서 발생하여 분젠식 버너와 같이 자연배기 방법이나 보일러 상부에 배출가스 급기팬이 없이 보일러 화실에 형성된 노내압에 의하여 외부연통으로 강제 배출시키는 버너이다. 전 혼합형 강제 급기식 가스버너를 장착한 보일러의 구조는 도 4에 도시된 바와 같다.

이와 같은 혼합형 강제 급기식 가스버너는 가스버너가 보일러의 아래쪽에 위치하고 강제 급기식이므로 화실내에 연소된 연소가스가 상부연관을 통하여 외부연소통으로 쉽게 빠져 나가는 결함이 있어 보일러 열교환기 내부 가스가 상부로 통하고 열교환기 연관 내에 버플판을 형성하여 가스의 흐름을 지그재그로 하여 열교환능력을 증대시키거나 열교환기 본체를 크게 만들어 전열면적을 넓히는 구조이며, 또한 강제 급기식이므로 연소시에 발생되는 연소음이 과다하여 상부의 연도쪽에 소음기를 장착하여 소음을 줄이는 불편함이 있었다.

도 4의 보일러는 지금까지 과다한 소음과 보일러 크기의 열교환 능력의 저하 등으로 보일러실이 별도로 독립된 지하실, 차고 등에 사용되어 왔으며, 도 5에 도시된 바와 같이 혼합형 강제 급기식 가스 버너는 보일러 본체 상부에 설치될 수도있다.

도 5와 같은 가스보일러의 구조는 도 4와 같이 가스버너를 보일러 본체 아래쪽에 설치한 구조의 단점인 열교환 능력을 향상시킨 구조로서, 연소된 가스를 상부에서 하부로 강제로 밀어내려고 하는 구조이므로 별도로 강제 송풍장치를 부착하거나 버너 강제 송풍능력을 크게 해야만 연소된 가스를 외부로 완전히 배출할 수 있는 결함이 있으며, 또한 강제로 연소된 가스를 연도로 밀어내는 구조이므로 흡기팬의 과다한 소음과 전기료, 연소중에 발생하는 연소음이 과다한 결함이 있다.

그리고, 도 6은 분젠식 버너를 보일러 상부에 장착한 가스 보일러로써, 그 구조는 지금까지 분젠식 버너를 보일러 아래쪽에 장착하여 화실에서 연소된 가스를 보일러 본체 상부를 통하여 연도로 보내는 구조의 제반 결점을 보완한 구조이다.

분젠식버너가 보일러 본체 상부에 부착되면서 보일러 상부에서 연소된 가스가 아래로 내려가서 다시 수직 연관을 통하여 상부 배기연통으로 배출되는 배기가스를 전량배출시키는 능력과 연소용 외부공기를 분젠식 버너에 공급이 되는 능력이 오직 보일러 상부에 부착된 배기팬에만 의존하므로 연소가스의 배출과 연소용 공기 흡입에 많은 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 분젠식버너가 하방을 향하도록 그 후방에 강제송풍이 가능하게 구성하여 안정된 연소와 보일러의 열효율을 향상시키도록 한 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러를 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 분젠식 가스버너를 나타낸 단면도이고,

도 2는 종래기술에 따른 전 혼합형 강제 급기식 가스버너를 나타낸 단면도이고,

도 3은 종래기술에 따른 분젠식 버너가 보일러본체 아래 설치된 저탕식 가스보일러를 나타낸 단면도이고,

도 4는 종래기술에 따른 전 혼합형 강제 급기식 가스 버너가 보일러본체 하부에 장착된 저탕식 가스 보일러를 나타낸 단면도이고,

도 5는 종래기술에 따른 전 혼합형 강제급기식 가스버너가 보일러본체 상부에 설치된 저탕식 가스 보일러를 나타낸 단면도이고,

도 6은 종래기술에 따른 분젠식 버너가 상부에 장착된 저탕식 가스보일러를 나타낸 단면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 분젠식버너가 편심 보일러 본체 상부에 부착된 저탕식 가스보일러의 일실시예를 나타낸 단면도이고,

도 8은 본 발명에 따른 분젠식버너가 편심 보일러 본체 상부에 부착된 저탕식 가스보일러의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 ; 분젠식버너 11 ; 열교환기

13 ; 보일러보체 15 ; 강제흡배기부

17 ; 연소공기공급관 19 ; 흡기관

21 ; 배기관 23 ; 강제흡기팬

25 ; 강제배기팬 27 ; 구동모터

29 ; 연관

상기 목적은, 본 발명에 따라, 연관을 갖는 열교환기에 편심되게 연소관을 설하는 구성과, 상기 연소관 상부에 분젠식버너를 설치하는 구성을 갖는 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러에 의해 달성된다.

상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따라, 외부의 공기를 공급하기 위한 흡기관과, 연소가스를 외부로 배출시키기 위한 배기관을 갖는 분젠식버너를 사용한 가스보일러에 있어서, 상기 흡기관과 하방을 향하여 연결되어 비교적 확경된 연소관과, 난방수와 온수를 열교환하기 위한 다수개의 연관이 일체형으로 형성되어 있는 열교환기와, 상기 열교환기의 연소관에 하방을 향하여 설치되어 있으며, 상기 흡기관으로부터 버너로 송풍되는 공기와 가스를 적절하게 혼합하여 상기 배기관을 향하여 소정의 불꽃으로 연소시키는 분젠식버너와, 상기 분젠식버너와 상기 열교환기를 수용하고 상기 배기관이 결합되어 있는 보일러본체와, 상기 흡기관과 상기 배기관에 설치되어 있으며, 상기 연소관에 위치한 상기 분젠식버너에게 흡기관의 외부공기를 강제흡입시켜 버너로 분출함으로 완전연소를 시키고 상기 배기관을 통하여 송풍된 연소가스를 강제적으로 배기시키는 강제흡배기수단을 포함하므로 분젠식버너를 설치위치에 관계없이 사용이 가능한 구조의 가정용 가스보일러에 의해 달성된다.

여기서, 상기 열교환기는 원통형상으로 형성되어 있으며, 상기 연소관은 상기 원통으로부터 편심되게 형성되어 있고, 상기 연관은 나머지영역에 다수개 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 7은 본 발명에 따른 분젠식버너가 편심 보일러 본체 상부에 부착된 저탕식 가스보일러의 일실시예를 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 분젠식버너가 편심 보일러 본체 상부에 부착된 저탕식 가스보일러의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

본 가스보일러는 분젠식 버너를 보일러 상부에 부착하고 연소용 급기와 연소된 가스를 외부로 원활히 배출시키면서 고효율(91%이상)을 발생시킬 수 있는 보일러의 구조이다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 외부의 공기를 분젠식버너로 공급하기 위한 흡기관(19)과, 연소가스를 외부로 배출시키기 위한 배기관(21)과, 상기 배기관(21)과 상기 흡기관(19)을 개별적인 공기로가 형성되도록 결합되어 있는 보일러본체(13)를 가지고 있다. 상기 보일러본체(13)에는 분제식버너(10)와, 열교환기(11)가 설치되어 있다.

상기 열교환기(11)는 상기 흡기관과 하방을 향하여 연결되어 비교적 확경된 연소관(17)과, 상기 연소관(17)과 일체형으로 형성되어 수실(미도시)에 저장된 난방수와 온수를 열교환하는 다수개의 연관(29)을 가지고 있다. 상기 열교환기(11)의 연소관(17)에는 상기 분젠식버너(10)가 하방을 향하여 설치되어 있으며, 상기 분젠식버너(10)는 가스와 상기 흡기관(19)으로부터 공급되는 공기를 적절하게 혼합하여 소정의 열이 발생하도록 점화와 연소시키면서 상기 배기관(21)을 향하여 연소가스를 배출시킨다. 상기 흡기관(19)과 상기 배기관(21)에는 상기 연소관(17)에 위치한분젠식버너(10)에게 흡기관(19)의 외부공기를 강제송풍시키고, 상기 배기관(21)을 통하여 상기 분젠식버너(10)의 연소가스를 강제적으로 배기시키는 강제흡배기부(15)가 마련되어 있다.

이 때, 상기 강제흡배기부(15)에 의해서 흡입된 공기는 동시에 송풍 배기되면서 상기 연소관(17)을 통하여 일정하게 분젠식버너(10)에게로 공급된다. 상기 열교환기(11)는 상기 연소관(17)과 연관(29)에 의해서 순간적으로 상기 온수와 난방수에게 연소열이 전도되어 빠르게 열교환이 이루어지도록 구성되어 있다.

상기 강제흡배기부(15)에는 상기 흡기관(19)에 설치되며 상기 분젠식버너(10)를 향하여 외부공기를 강제적으로 흡입하여 송풍시키는 강제흡기팬(23)과, 상기 배기관(21)에 설치되며 외부를 향하여 상기 분젠식버너(10)로부터 발생하는 연소가스를 강제적으로 배출시키는 강제배기팬(25)과, 상기 강제배기팬(25)과 상기 강제흡기팬(23) 중 적어도 어느 하나에게 소정의 회전력을 가하는 구동모터(27)를 가지고 있다. 상기 강제흡기팬(23)과 상기 강제배기팬(25)은 회전의 중심을 향하여 공기 및 연소가스를 모우고, 회전에 따르는 방사방향으로 상기 공기를 공급 및 연소가스를 배출시킨다.

또한, 상기 강제흡배기부(15)에는 상기 흡기관(19)과 배기관(21)이 상호 결합가능하게 설치되어 외부의 공기를 흡입하고 상기 연소가스를 외부로 배기하고 있다. 이 때, 상기 흡기관(19)의 종단에는 상기 배기관(21)의 종단 소정영역을 수용하고 있어 배기관(21) 및 구동모터(27)의 열기가 전달된 공기가 흡입된다. 한편, 상기 강제흡배기부(15)에는 일반연통으로써 흡기구(22)와 배기관(21)이 개별적으로구성되어 있다. 여기서, 상기 강제흡배기부(15)는 상기 강제흡기팬(23)과 강제배기팬(25) 및 구동모터(27)가 상하방향의 수직으로 배치되어 있다.

상술한 바와 같은 본 가스보일러는 상기와 같이 일정한 공기를 공급할 수 있도록 한 강제흡배기부(15)에 의해서 분젠식버너의 열효율이 향상된다. 즉, 연소공기공급관(17)이 상기 열교환기(11)와 일체형으로 형성되어 있고, 상기 연소공기공급관(17)의 입구에는 분젠식버너(10)가 하방을 향하여 화염을 발생하도록 구성되어 있다, 상기 분젠식버너(10)의 화염은 상기 강제흡배기부(15)의 강제흡기팬(23)에 의해서 상기 연소공기공급관(17)의 하방을 향하게 되고, 이어 열교환기(11)의 바닥면으로부터 반사되고, 이어 열교환기(11)에 수실을 관통하도록 형성된 연관(29)으로 가이드된다. 이 때, 연관(29)을 통한 화염은 열교환되어 비교적 낮은 온도의 연소가스로 변화된다. 이와 같이 열교환된 연소가스는 상기 강제흡배기부(15)의 강제배기팬(25)에 의해서 배기관(21)으로 배출된다.

따라서, 분젠식 버너를 보일러 상부에 부착시키고 하부 열교환기 속의 연관을 한 쪽으로 모으는 편심 열교환기로 본체를 구성하여 편심 열교환기 상부에 설치된 분젠식버너가 보일러 본체 상부에 부착된 팬으로부터 공급된 일정한 공기 압력을 가진 연소용 공기가 유입되어 분젠식 버너 내부 가스 노즐을 가진 가스와 혼합되면서 완벽한 연소가 되도록 한 특징적인 연소구조를 가진 가스 보일러로써, 편심으로 치우친 화실 내부를 통하여 아래로 연소되면서 열교환이 이루어지고 다시 반전하여 상부편심 연관을 통하여 재열교환이 이루어짐으로써 보일러체적이 재래식 분체에 비하여 체적이 적고 소음이 적어 조용한 연소가 이루어지도록 발명된 분젠식 버너를 사용한 하향 연소 보일러입니다.

본 발명은 분젠식버너가 하방을 향하도록 그 후방에 강제송풍이 가능하게 구성하여 안정된 연소와 보일러의 열효율을 향상시키도록 하기 때문에 적은 연료로 난방과 온수를 충분하게 사용할 수 있으므로 보일러의 열효율을 극대화시키고, 사용자의 경제적인 부담감을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일정케이싱으로 구성되어 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러에 있어서;

   연관을 갖는 열교환기에 편심되게 연소관을 설하는 구성과, 상기 연소관 상부에 분젠식버너를 설치하는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러.
2. 분젠식버너에 공기를 공급하기 위한 흡기관과, 연소가스를 외부로 배출시키기 위한 배기관을 갖는 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러에 있어서;

   상기 흡기관과 하방을 향하여 연결되어 비교적 확경된 연소관과, 난방수와 온수를 열교환하기 위한 다수개의 연관이 일체형으로 형성되어 있는 열교환기와;

   상기 열교환기의 연소관에 하방을 향하여 설치되어 있으며, 상기 흡기관으로 강제공급되는 공기와 가스를 적절하게 혼합하여 상기 배기관을 향하여 소정의 불꽃으로 연소시키는 분젠식버너와;

   상기 분젠식버너와 상기 열교환기를 수용하고 상기 배기관이 결합되어 있는 보일러본체와;

   상기 흡기관과 상기 배기관에 설치되어 있으며, 상기 연소관에 위치한 상기 분젠식버너에게 흡기관의 외부공기를 강제흡입시키고 상기 배기관을 통하여 송풍된 연소가스를 강제적으로 배기시키는 강제흡배기수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러.
3. 제2항에 있어서;

   상기 열교환기는 원통형상으로 형성되어 있으며, 상기 연소관은 상기 원통으로부터 편심되게 형성되어 있고, 상기 연관은 나머지영역에 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러.