KR100440672B1 - 튜브히터의 병렬형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방용 또는 건조용으로 사용되는 이동식 튜브히터 열교환기에 관한 것으로, 특히 방열관 표면온도를 방열관의 패스 구조에 관계없이 균일한 복사열을 얻을 수 있는 튜브히터의 병렬형 열교환기에 관한 것이다.

본 발명은 튜브히터의 병렬형 열교환기를 구성하는 구성요소인 연소실(10)을 패스 형성되는 방열관들 중간에 설치하여 연소실 표면에서 발생되는 복사열을 효과적으로 이용하고 연소실의 연소열에 의해 가열되는 방열관은 균일한 온도로 가열되어지게 하여 상,하 편차 없이 고른 방사열(원적외선)을 얻을 수 있게 한 튜브히터의 병렬형 열교환기를 제공하는데 있다

Description

튜브히터의 병렬형 열교환기{omitted}

본 발명은 난방용 또는 건조용으로 사용되는 튜브히터 열교환기에 관한 것으로, 특히 방열관 표면온도를 방열관의 패스 구조에 관계없이 균일한 복사열을 얻을 수 있는 병렬형 튜브히터의 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 난방용으로 사용하는 히터 또는 산업현장에서 제품 건조용으로 사용하는 건조기에 사용되어지는 열교환기는 버너가 부착된 연소실을 하부에 두고 있고, 연소실과 연동된 방열관이 연소실의 상부로 패스되어 있는 구조이다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 열교환기는 연소실과 인접한 방열관의 표면온도는 고열을 가지는 반면, 연소실로부터 멀리 덜어져 위치한 방열관의 표면온도는 온도가 상대적으로 낮은 열을 가지게 되어 방열관의 상,하부의 온도 편차가 심하다.

이는 난방시 족온두한(足(溫頭寒)에 의한 상태로 복사열이 지면쪽으로 집중되어 난방효율을 저감한다.

상기와 같이 온도편차가 심할경우, 나타나는 현상을 종래의 원적외선 히터를 예로들어 설명하면 다음과 같다.

종래 열교환기를 가지는 원적외선 히터의 구성을 보면, 열교환기가 설치되어지는 공간부를 가짐과 동시에 상기 공간부로 열교환기가 설치되어지되, 열교환기는 버너가 연결되는 연소실이 공간부의 하부로 위치하고 연소실과 연동되는 방열관들이 지그재그로 패스되어 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 열교환기를 갖는 원적외선 히터는 첫째, 연소실과 인접한 방열관의 표면온도가 고온을 이루고 상부의 방열관으로 갈수록 방열관의 표면온도가 저감되어 방열관의 하단부와 상단부의 온도편차가 심하여 방열튜브로부터 방출되는 복사열효율이 하부와 상부가 서로 달라 고른 복사열을 얻을 수 없는 단점을 가지고 있고; 둘째, 상,하부의 방열관 표면온도를 원적외선 복사가 가능한 온도로 가열하기 위하여 연료를 과다하게 사용할 수 밖에 없었을 뿐 아니라, 그로 인하여 연소실 국부 가열이 일어나 화재의 위험성을 항상 내포하고 있음은 물론 지나친 국부가열은 연소실 및 방열관을 열화시켜 사용수명이 단축되어 제품의 신뢰도가 떨어지게되며; 셋째, 과다한 연료 사용에 따른 자원낭비는 물론 경제적이 손실과 연소배기가스의 대량 발생을 초래하여 환경오염을 가중시키는 단점을 가지고 있다.

상기와 같은 종래 직렬형 튜브히터의 열교환기의 단점을 해결하기 위하여 개발된 본 발명은, 방열관 표면온도의 편차를 해소하여 고른 원적외선 복사열을 얻을 수 있고, 적은 에너지 사용으로도 높은 열효율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 에너지 사용에 따른 연소가스배출을 최소화하여 환경오염원 발생을 줄였으며, 방열관의 국부가열을 해소하여 국부가열에 의해 방열관 수명이 단축되는 것을 방지하여 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 튜브히터의 병렬형 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 튜브히터의 병렬형 열교환기를 예시한 사시 구성도.

도2는 본 발명에 따른 튜브히터의 병렬형 열교환기 단면 구성도.

※ 도면의 주요 부분에 사용된 부호 설명 ※

10 : 연소실 11,11a,12,12a : 방열관

20,20a : 연결부재 21 : 연소열유도판

21a : 연소열분배판 22 : 연소가스유도판

23 : 상부연소가스배출공 24 : 하부연소가스배출통로

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 도시가스, LNG, LPG, OIL등을 연료하는 난방용 내지 건조용 난방기기에 설치되고, 세라믹이 코팅되어 있는 방열관이 병렬로 패스 구성된 열교환기에 있어서.

상기 열교환기는, 버너의 연소부와 연결되는 연소실(10)이 상,하로 길이를 갖고 일정간격을 이루며 배치된 연결부재(20)(20a)의 중간으로 설치되어 있고, 상기 연소실(10) 상,하로는 연소실(10)과 연통되는 방열관이 다수 형성되어 있되, 상기 연소실(10)과 인접한 상,하 방열관(11)(12)은 연결부재(20)의 내측에서 길이방향으로 위치하여 연결부재를 등분 분활하고 있는 연소열유도판(21)에 의해 연통되어져 있고, 연소열유도판(21)에는 열소실(10)의 상,하로 위치한 방열관에 대하여 연소열이 균등하게 분배되어질 수 있게 안내하는 연소열분배판(21a)이 형성되어 있으며, 상기 방열관(11)(12)에서 패스된 방열관(11a)(12a)은 연결부재(20a)에 의해 연통되어 있고, 상부의 방열관(11)(11a)을 통해 이동된 연소열 내의 연소가스의 배출은 연소가스유도판(22)에 의해 분활된 상부의 상부연소가스배출공(23)으로 배출됨과 동시에 하부의 방열관(12)(12a)을 통해 이동된 연소열 내의 연소가스의 배출은 연소열유도판(21)과 연소가스유도판(22)에 의해 분활되어서 이루어진 연결부재(20)의 하부연소가스배출통로(24)를 따라 배출되어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 병렬형 튜브히터의 열교환기를 예시한 사시 구성도이고, 도2는 본 발명에 따른 병렬형 튜브히터의 단면 구성도 이다.

도시된 본 발명의 병열형 튜브히터의 열교환기는 버너(도시하지 않았음)의 노즐로 연료가 공급되어서 점화되고 점화된 연료는 연소실(10)에서 연소되어지게 된다.

상기와 같이 연소가 이루어져 발생되는 연소실(10)의 열기는 연소실의 상,하부로 설치되어진 방열관으로 전달되어지게 된다.

연소실(10)의 열기가 방열관으로 전달되는 과정을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 연소실(10)의 열기는 연소실과 인접하게 연통되어진 상,하의 방열관(11)(12)으로 분산 이동되어지게 되는데, 상기 연소열의 분산은 연결부재(20)의 내부에서 길이방향을 따라 형성되어진 연소열유도판(21)에 의해 분산되어 일부는 상부의 방열관(11)으로 일부는 하부의 방열관(12)으로 이동한다.

상기와 같이 연소열을 분산시켜 상,하의 방열관(11)(12)으로 유도하는 연소열유도판(21)은 도2에 도시된 바와 같이 연소열유도판(21)에 방열관(11)(12)에 대하여 연소열이 균등하게 분배되어질 수 있게하는 연소열분배판(21a)이 형성되어 있어 연소열의 분산량이 상부쪽 보다는 하부쪽으로 많이 발생하게 되고, 이로 인하여 방열관(11)(12)으로 분산 이동되는 연소열량이 균등하게 이동되어지게 된다.

상기와 같이 연소실(10)의 연소열의 이동으로 방열관(11)(12)이 가열되면서 표면에 코팅되어 있는 세라믹에 의해 원적외선이 방사되어지게 된다.

상기의 상,하부 방열관(11)(12)을 따라 이동되는 연소열은 방열관(11)(12)에서 연결부재(21)에 의해 패스된 방열관(11a)(12a)을 따라 이동하여 방열관(11a)(12a)을 가열시켜 연소실(10), 연결부재(20)(20a), 방열관(11,11a)(12,12a) 에서 전술한 바와 같이 원적외선을 방사시키게 된다.

상기에서와 같이 연소실(10)의 연소열이 연소열유도판(21)의 연소열분배판(21a)에 의해 산분되어 상부의 방열관(11)(11a)을 가열시키는 연소열 내의 연소가스는 연소가스유도판(22)에 의해 분활되어진 연결부재(20)의 상부연소가스배출공(23)을 통해 배출되어지게 되고, 상기 연소열유도판(21)의 의 연소열분배판(21a)에 의해 산분되어 하부의 방열관(12)(12a)을 가열시키는 연소열 내의 연소가스는 연소열유도판(21)과 연소가스유도판(22)에 의해 분활되어 연결부재(20)로 형성된 하부연소가스배출통로(24)를 통해 배출되어지게 된다.

상기의 상,하연소가스배출통로(23)(24)의 상부에는 KS 및 각 규격에 맞는 연도의 연도커버(25)가 부착되어지는 것이다.

상기된 바와 같이 본 발명에 따른 튜브히터의 병렬형 열교환기는,

첫째, 연소실(10)이 패스 연결 형성되는 방열관 중간에 위치하도록 설치함으로서 방열관의 설치위치에 관계없이 고르게 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 방열관의 고른 표면온도로 족온두한(足(溫頭寒)의 난방을 방지하였고;

둘째, 방열관의 표면이 고르게 가열되어짐에 따라 원적외선 복사열을 고르게 얻을 수 있음은 물론, 난방열의 증대 및 원거리 복사난방이 가능한 것이며;

셋째, 방열관의 온도편차가 해소됨에 따라 적은 에너지 사용으로도 높은 원적외선 복사율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 연소가스 발생량이 현저하게 줄어 대기오염 방지에 이바지할 수 있는 것이고;

넷째, 방열관의 국부가열을 해소하여 국부가열에 따른 방열관의 열화현상을 해소함으로서 방열관의 수명을 연장시킬 수 있는 장점을 가지고 있는 것이며;

다섯째, 상,하 편차 없는 난방으로 제품의 신뢰도를 높일 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (1)

1. 도시가스, LNG, LPG, OIL등을 연료하는 난방용 내지 건조용 난방기기에 설치되고, 세라믹이 코팅되어 있는 방열관이 병렬로 패스 구성된 열교환기에 있어서.

   상기 열교환기는, 버너의 연소부와 연결되는 연소실(10)이 상,하로 길이를 갖고 일정간격을 이루며 배치된 연결부재(20)(20a)의 중간으로 설치되어 있고, 상기 연소실(10) 상,하로는 연소실(10)과 연통되는 방열관이 다수 형성되어 있되, 상기 연소실(10)과 인접한 상,하 방열관(11)(12)은 연결부재(20)의 내측에서 길이방향으로 위치하여 연결부재를 등분 분활하고 있는 연소열유도판(21)에 의해 연통되어져 있고, 연소열유도판(21)에는 열소실(10)이 상,하로 위치한 방열관에 대하여 연소열이 균등하게 분배되어질 수 있게 안내하는 연소열분배판(21a)이 형성되어 있으며, 상기 방열관(11)(12)에서 패스된 방열관(11a)(12a)은 연결부재(20a)에 의해 연통되어 있고, 상부의 방열관(11)(11a)을 통해 이동된 연소열 내의 연소가스의 배출은 연소가스유도판(22)에 의해 분활된 상부의 상부연소가스배출공(23)으로 배출됨과 동시에 하부의 방열관(12)(12a)을 통해 이동된 연소열 내의 연소가스의 배출은 연소열유도판(21)과 연소가스유도판(22)에 의해 분활되어서 이루어진 연결부재(20)의 하부연소가스배출통로(24)를 따라 배출되어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 튜브히터의 병렬형 열교환기.