KR100392594B1 - 콘덴싱 가스보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하향 연소되는 버너의 하부에 연소실 및 고온 연소가스의 통로로 연관을 설치하여, 상기 연소실의 외부에 존재하는 유체를 가열하는 콘덴싱 가스보일러에 관한 것으로서, 전열 면적을 최대로 하기 위해 단면이 타원이고 아래쪽 길이 방향으로 웨이브를 주어 주름 연관을 형성하고, 각 연관의 내부에는 고온 연소가스의 응축 조건을 구획하는 경판을 설치함으로써, 전열 면적을 최대화하고 현열 및 응축 조건을 만들어 열교환 효율을 향상시키며 경량 및 콤팩트화를 실현한다.

Description

콘덴싱 가스보일러{Condensing Gas Boiler}

본 발명은 난방 및 온수용 가스보일러에 관한 것으로서, 특히 전열 면적을최대화하고 현열 및 응축 조건을 만들어 열교환 효율을 향상시키며, 장치의 콤팩트화 및 내식성을 확보할 수 있도록 하는 콘덴싱 방식의 가스보일러에 관한 것이다.

일반 가정에서 사용되고 있는 난방 및 온수 보일러는 사용 연료에 따라 기름보일러와 가스보일러로 나뉘어진다. 이 중에서 최근에는 대기오염이 적고 사용이 편리한 가스보일러를 주로 사용하고 있으며, 그 연료로는 액화천연가스(LNG)를 사용한다.

가스보일러는 난방수를 가열하는 열교환기에 따라 콘덴싱과 비콘덴싱 방식으로 구분한다. 이 중에서 콘덴싱 방식의 가스보일러는 연소열을 이용하여 직접 난방수를 가열하고, 아울러 배기가스의 응축잠열을 재차 흡수하므로 열효율을 최대화 할 수 있다.

일반적으로 콘덴싱 방식의 가스보일러는 열효율을 고려하여 동 재질을 많이 사용한다. 그러나 열교환기 내부에서는 응축시 발생하는 산성 수분과 배기가스중의 황산화물, 질소산화물 및 연소열에 의해 부식이 발생하는바, 이를 억제하기 위해 근래에는 내식성을 갖춘 알미늄 혹은 스테인레스 재질을 사용한다. 그러나 알미늄 혹은 스테인레스 스틸 재질은 내식성이 좋은 반면, 열효율이 낮기 때문에 동일 열량을 확보하기 위해서는 열교환기 자체를 크게 형성해야만 하는 단점이 있다.

종래 공지된 콘덴싱 방식 가스보일러의 일 예를 설명하면, 상부에 버너를 설치하여 공기와 혼합된 가스를 점화 및 하향 연소되게 하고, 그 하부에는 연소실과 고온 연소가스의 통로로서 연관 그리고 상기 연소실의 외부에 존재하는 유체(혹은 난방수)를 포함하는 열교환기를 설치하며, 상기 열교환기에서 고온 연소가스에 의해 유체가 가열되게 하고, 다시 그 하부에는 배기덕트를 설치하여 배기가스를 외부로 배출하며, 상기 열교환 과정에서 발생된 응축수를 드레인 사이폰을 통해 외부 배출한다.

앞서 설명한 종래기술의 가스보일러에서 열교환기를 구성하는 연관은 통상 단면이 원형으로 이루어져 있어 전열 면적이 작고 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 또한 전열 면적을 확보하기 위하여 연관 내부에 배플을 설치하거나 그 수를 늘리는 방법이 있으나, 그 효과가 미미하고 수를 늘이기 위해서는 제품의 사이즈가 커지게 되는 문제점이 있다.

또 연관의 재질을 동으로 할 경우에는 부식의 우려가 있고, 알미늄 혹은 스테인레스 스틸을 사용할 경우에는 열효율이 낮아 제품이 크고 무겁게 되는 문제점이 있다.

이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 전열 면적을 최대화하고 현열 및 응축 조건을 만들어 열교환 효율을 향상시킴으로써, 내식성이 좋은 스테인레스 스틸을 사용하면서도 경량 및 콤팩트화를 실현할 수 있도록 한 콘덴싱 가스보일러를 제공함에 그 목적을 두고 있다.

도 1은 본 발명에 의한 콘덴싱 가스보일러를 도시한 전체 구성도이고,

도 2는 본 발명의 관체를 도시한 횡 단면도이며,

도 3은 본 발명의 요부로서 연관을 확대 도시한 구성도이고,

도 4는 본 발명의 관체를 도시한 종 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1-버너 2-연소실

3-연관 5-관체

6-드레인 사이폰 7-배기덕트

9-경판 10-지지대

상기 목적에 따라 본 발명에서는 하향 연소되는 버너의 하부에 연소실 및 고온 연소가스의 통로로 연관을 설치하여, 상기 연소실의 외부에 존재하는 유체를 가열하는 콘덴싱 가스보일러에 있어서, 전열 면적을 최대로 하기 위해 단면이 타원이고 아래쪽 길이 방향으로 웨이브를 주어 주름 연관을 형성하고, 각 연관의 내부에는 고온 연소가스의 응축 조건을 구획하는 경판을 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 경판은 지지대를 이용하여 횡 방향으로 설치되어서, 연관 내부의 연소가스가 응축 조건이 되도록 하는 것으로, 그 상부에서는 현열이 흡수되고 그 하부에서는 응축잠열이 흡수된다.

본 발명에서 연관과 경판은 스테인레스 스틸 혹은 알미늄으로 형성하여 내식성을 확보한다. 또 상기 연소실 및 연관의 하부에는 응축수를 배출하는 드레인 사이폰을 설치하고, 나머지의 배기가스는 배기덕트를 통해 외부로 배출되도록 구성한다.

이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 콘덴싱 가스보일러의 전체 구성을 보여주고 있으며, 도 2는 본 발명의 요부로서 관체의 횡 단면도를 보여주고 있다.

도시한 바와 같이 본 발명의 가스보일러는 상부에 버너(1)를 설치하여 공기와 혼합된 가스를 점화 및 하향 연소되게 하고, 그 하부에는 연소실(2)과 고온 연소가스의 통로로서 연관(3) 그리고 상기 연소실의 외부에 존재하는 유체 통로(4)를포함하는 관체(5)를 설치하여 고온 연소가스에 의해 유체를 가열하고, 다시 그 하부에는 상기 열교환 과정에서 발생된 응축수를 집수하여 외부로 배출하는 드레인 사이폰(6)을 설치하고, 나머지 배기가스는 배기덕트(7)와 연통된 배기구(8)를 통해 외부 배출되도록 구성한다.

본 발명의 특징적인 구성으로 상기 연관(3)은 전열 면적을 최대로 하기 위해 단면을 타원 형상으로 조관한 다음, 도 3에 확대 도시한 바와 같이 아래쪽 길이 방향으로 웨이브를 주어 주름 연관을 형성한다.

또한 본 발명을 구성하는 각 연관(3)의 내부에는 도 4에 도시한 바와 같이, 고온 연소가스의 응축 조건을 구획하는 경판(9)을 설치하는바, 이것은 지지대(10)를 이용하여 횡 방향으로 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 버너(1)에서 점화 및 하향 연소된 고온 가스의 현열은 전열 면적을 최대화한 주름 연관(3)에 의해 연소실(2) 외부를 흐르는 유체를 가열하고, 이후 응축 조건을 만드는 경판(9)을 통과하면서 발생된 응축잠열은 재차 유체를 가열하면서 열교환 효율을 극대화하게 된다.

따라서 본 발명은 관체(5)의 전체 구성 특히 연관(3)과 경판(9)을 스테인레스 스틸 혹은 알미늄으로 형성하여 내식성을 좋게 유지하면서도 고효율의 열교환을 실현할 수 있고, 제품을 경량 콤팩트화 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 주름 연관을 이용하여 전열 면적을 최대화하고, 경판을 설치하여 현열 및 응축잠열을 흡수하도록 함으로써 고효율의 열교환을 실현할 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면 스테인레스 스틸을 사용하면서도 경량 및 콤팩트화를 실현할 수 있고, 응축 과정의 부식 조건으로부터 내식성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 하향 연소되는 버너의 하부에 연소실 및 고온 연소가스의 통로로 연관을 설치하여, 상기 연소실의 외부에 존재하는 유체를 가열하는 콘덴싱 가스보일러에 있어서,

   상기 연관은 전열 면적을 최대로 하기 위해 단면을 타원으로 형성하며 아래쪽 길이 방향으로 웨이브를 주어 주름 형성하고, 각 연관의 내부에는 고온 연소가스의 응축 조건을 구획하는 경판을 설치하여 구성된 것임을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 경판은 지지대를 이용하여 횡 방향으로 설치한 것임을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연관과 경판은 스테인레스 스틸 혹은 알미늄으로 형성한 것임을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 연소실 및 연관의 하부에 응축수를 배출하는 드레인 사이폰과, 배기가스를 배출하는 배기덕트를 설치한 구성을 포함하는 콘덴싱 가스보일러.