KR100479868B1 - 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가스보일러의 배기연도구조에 관한 것으로서, 특히, 버너에 의하여 데워지는 공지의 연소기인 비 콘덴싱 가스보일러의 배기구에 배출통로와 잠열파이프가 설치되는 급기구 이중관을 갖는 잠열열교환기를 설치하고, 상기 잠열열교환기의 측면부분에 배출관을 형성하며, 이 배출관에 급기구 및 배기구를 설치하여서 외부에서 유입되는 공기와 배기가스가 배출되는 구조를 간단하게 하고 배출되는 열을 효과적으로 활용하므로 에너지 절감효과를 얻도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명에 관한 것이다.

Description

콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도구조 { Structure For Exhaust Machine Pipe Of Condensing Gas Boiler }

본 발명은 콘덴싱가스보일러의 연소구조에 관한 것으로, 특히, 버너에 의하여 데워지는 공지의 연소기의 배기구에 배출통로와 잠열파이프가 설치되는 급기구 이중관을 갖는 잠열열교환기를 설치하고, 상기 잠열열교환기의 측면부분에 배출관을 형성하고, 이 배출관에 급기구 및 배기구를 설치하여서 외부에서 유입되는 공기와 배기가스가 배출되는 구조를 간단하게 하고 배출되는 열을 효과적으로 활용하여서 에너지 절감효과를 얻도록 하는 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 가스 보일러는 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러가지 형식으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 난방수를 가열하는 열원에 따라 콘덴싱과 비콘덴싱 형식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 콘덴싱 방식은 버너에 의해 연소된 열을 이용하여 직접적으로 난방수를 가열하는 현열부 열교환기와 함께, 현열부 열교환기를 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 난방수를 가열하는 잠열 열교환기를 지니고 있으며, 비콘덴싱 방식은 현열 열교환기만 구비하고 있다.

상기 콘덴싱 가스보일러는 열효율을 고려하여서 동재질을 주로 많이 사용하지만, 열교환기 내부에서는 응축시 발생하는 산성수분과 배기가스중의 황산화물, 질소산화물 및 연소열에 의하여 부식이 발생하는 바, 이를 억제하기 위하여 근래에는 내식성을 갖춘 알루미늄 혹은 스테인레스 재질을 주로 사용한다.

상기 콘덴싱가스보일러의 구성은 가스가 하측으로 이동하여서 열을 공급하도록 하는 하향방식과 열이 상측으로 이동하면서 열을 공급하도록 하는 하향방식의 가스보일러를 사용하고 있다.

일단 종래의 하향식 콘덴싱가스보일러의 구성을 개략적으로 살펴 보도록 한다. 도 1은 콘덴싱 방식(밀폐식이라고도 칭함)의 가스 보일러를 도시한 구성도이다.

여기에 예시한 가스 보일러(2)는 외기의 온도변화에 따라 공기량을 조절하여 항상 일정량의 공기가 공급될 수 있도록 하는 공기비례제어 방식으로, 송풍기(10)와 버너(12)가 연소기(4)의 상부에 배치되어 있다. 연소기(4)의 상부에는 송풍기(10)의 작동에 따라 흡기덕트(6)를 통해 흡입된 급기와 가스를 연소시키는 버너(12)가 설치되어 있으며, 버너(12) 아래에는 차례대로, 현열 열교환기(14)와 잠열 열교환기(16)가 배치되어 있다. 현열 열교환기(14)는 버너에서 발생된 현열이 직접적으로 접촉되어 열교환되는 과정에서 난방수를 가열하게 되며, 잠열 열교환기(16)는 배기가스와의 열접촉시 발생되는 잠열을 이용하여 난방수를 가열시킨다.

그리고, 잠열 열교환기(16)를 통과한 배기가스는 배기덕트(20)를 통해서 외부로 방출되며, 열교환 과정에서 발생된 응축수는 배기후드(18)에 모아진 다음 외부로 배출된다.

또한, 보일러의 좌측 하부에는 난방수를 순환시키는 순환펌프(22)가 배치되어 있다. 순환펌프(22)가 작동되면, 실내의 난방을 마친 난방수는 라인(L1)을 통해서 난방수 여과기(24)로 유입하게 된다. 난방수 여과기(24)에서는 난방수에 포함되어 있는 불순물을 제거하게 되며, 여과된 난방수는 상부의 기수 분리기(26)로 보내진다. 기수 분리기(26)는 난방수에 포함되어 있는 공기를 배출하기 위한 것으로, 상부의 에어벤트를 통해서 공기를 배출하게 된다.

이때, 난방수 여과기(24)와 기수 분리기(26)사이에는 난방수의 압력이 과도하게 상승되는 것을 막기 위한 과압방지밸브(32)가 설치되어 있어, 난방수의 일부를 팽창탱크(48)로 보내 압력을 조절하게 된다. 기수 분리기(24)를 통과한 난방수는 순환펌프(22)의 작동으로 라인(L2)을 통해서 잠열부 열교환기(16)로 공급된 다음, 현열부 열교환기(14)를 지나면서 가열되어 라인(L3)으로 배출된다. 라인(L3)을 통해 배출된 난방수는 삼방밸브(28)의 작동에 따라 실내로 공급된다.

그리고, 보일러의 중간 하부에는 난방수의 열을 이용하여 온수를 얻는 열교환기가 도시되어 있다. 온수흐름스위치(36)의 작동에 따라 라인(L6)을 통해 유입된 냉수는 온수 열교환기(34)를 지나는 과정에서 가열된 다음, 라인(L7)을 통해서 배출된다.

또한, 보일러의 우측 하부에는 가스 공급장치가 설치되어 있다. 가스밸브(44)의 작동에 따라 라인(L8)을 통해 유입된 가스는 라인(L9)을 통해서 연소기(4)상부의 노즐(8)로 공급된다. 이때, 가스의 공급량은 공기비례제어 전자밸브(46)의 작동에 따라 가변됨으로써 외기의 변화에 따른 공급량을 보상하게 된다. 이렇게 공급된 가스는 점화 트랜스(42) 및 점화봉을 통해 전달되는 스파크에 의해 점화되어 연소되는데, 이러한 일련의 연소과정은 사용자가 조작하는 실내온도 조절기(38)의 입력신호를 받는 콘트롤러(40)에 의해서 제어된다.

그런데, 상기한 바와 같이, 종래의 콘덴싱가스보일러에서 알루미늄 혹은 스테인레스 재질은 내식성이 좋은 반면에 열효율이 낮기 때문에 동일한 열량을 확보하기 위하여서는 열교환기 자체의 크기를 크게 형성하여야 하는 단점을 지닌다.

또한, 현재 콘덴싱가스보일러의 연소방식은 하향연소식이 다수이며, 상향연소방식의 잠열 열교환기는 응축수의 재 증발 방지와 응축수에 의한 부식방지를 위하여 응축수가 떨어지는 방향과 배기가스의 흐름을 동일시 하기 위하여 연소실과 현열 열교환부의 수직 방향의 면적 외부에 구성을 배치하므로 구조가 복잡하고 제작성이 저하되는 문제점을 지닌다.

그리고, 일반적인 연소기(비콘덴싱방식)는 콘덴싱효과를 보기 위한 전환장치가 없으므로 비 콘덴싱 가스보일러의 에너지 절감효과를 누릴 수 없는 단점을 지닌다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 버너에 의하여 데워지는 공지의 비 콘덴싱 가스보일러인 연소기의 배기구에 배출통로와 잠열파이프가 설치되는 급기구 이중관을 갖는 잠열열교환기를 설치하고, 상기 잠열열교환기의 측면부분에 배출관을 형성하고, 이 배출관에 급기구 및 배기구를 설치하여서 외부에서 유입되는 공기와 배기가스가 배출되는 구조를 간단하게 하고 배출되는 열을 효과적으로 활용하여 에너지 절감효과를 얻도록 하는 것이 목적이다.

이러한 목적은, 가스로 열을 발생하는 버너를 사용하여서 난방수 데워주도록 하는 연소기와; 상기 연소기에서 발생되는 배기가스를 배출하도록 하는 연소기배기구와; 상기 연소기에서 데워진 난방수를 난방배관으로 공급하도록 하는 난방수이동관과; 상기 난방배관에서 난방을 수행한 후 상기 연소기로 환수되어져 오는 난방수를 이동하도록 하는 난방수환수관으로 구성된 가스보일러에 있어서, 상기 연소기배기구에 연결되어져서 연소기에서 배출되는 배기가스를 가이드하도록 하는 배출통로와; 상기 배출통로에서 외측으로 차단하는 격벽의 상측으로 부터 하측으로 연결되어 배기가스를 가이드하도록 하는 급기구이중관과; 상기 급기구이중관 사이에 일정 간격으로 설치되는 잠열파이프를 갖는 잠열열교환기와; 상기 급기구이중관의 일측면에 배기가스가 이동하도록 하는 배출관과; 상기 배출관의 끝단부분에 설치되어 배기가스를 배출구멍으로 배출하도록 하는 배기구와; 상기 배출관의 외주면에 흡입구멍을 통하여서 외부 공기를 흡입하도록 하는 급기구와; 상기 급기구에서 상기 연소기로 연결되어져서 흡입된 외부 공기를 상기 연소기로 공급하도록 하는 연소기급기구를 포함하여 이루어진 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도구조를 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가스보일러의 연소기 연도 구조를 보인 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스보일러의 연소기 연도 구조의 사용 상태를 보인 도면이다.

본 발명에 따른 구성은, 가스로 열을 발생하는 버너를 사용하여서 난방수 데워주도록 하는 연소기(10)와; 상기 연소기(10)에서 발생되는 배기가스를 배출하도록 하는 연소기배기구(12)와; 상기 연소기(10)에서 데워진 난방수를 난방배관(40)으로 공급하도록 하는 난방수이동관(44)과; 상기 난방배관(40)에서 난방을 수행한 후 상기 연소기(10)로 환수되어져 오는 난방수를 이동하도록 하는 난방수환수관(46)으로 구성된 가스보일러에 있어서, 상기 연소기배기구(12)에 연결되어져서 연소기(10)에서 배출되는 배기가스를 가이드하도록 하는 배출통로(13)와; 상기 배출통로(13)에서 외측으로 차단하는 격벽(14)의 상측으로 부터 하측으로 연결되어 배기가스를 가이드하도록 하는 급기구이중관(16)과; 상기 급기구이중관(16) 사이에 일정 간격으로 설치되는 잠열파이프(18)를 갖는 잠열열교환기(20)와; 상기 급기구이중관(20)의 일측면에 배기가스가 이동하도록 하는 배출관(22)과; 상기 배출관(22)의 끝단부분에 설치되어 배기가스를 배출구멍(34)으로 배출하도록 하는 배기구(32)와; 상기 배출관(22)의 외주면에 흡입구멍(28)을 통하여서 외부 공기를 흡입하도록 하는 급기구(26)와; 상기 급기구(26)에서 상기 연소기(10)로 연결되어져서 흡입된 외부 공기를 상기 연소기(10)로 공급하도록 하는 연소기급기구(36)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 배출관(22)의 내부에는 배출되는 가스를 촉진하도록 하는 배풍기(30)가 설치되어서 구성된다.

상기 배풍기(30) 통상적인 환풍기등을 사용하여서 구성하는 것이 바람직하고, 상기 배출관(22)의 내부에 지지대에 의하여 설치되는 것이 바람직 하다.

그리고, 상기 급기구이중관(16)의 하단 부분에는 잠열파이프(18)에서 맺혀진 응축수를 배출하여서 모아주도록 하는 응축수받이(24)를 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 배기가스연도구조는 종래의 비 콘덴싱 가스보일러를 설치하는 단계에서 설치할 수도 있고, 이미 사용하고 있는 비 콘덴싱 가스보일러의 일측면에 설치하여서 사용하는 것이 가능하다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 작용 및 효과를 살펴 보도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스보일러의 사용 상태를 살펴 보면, 일반적인 비 콘덴싱 가스보일러인 연소기(10)를 사용하여서 난방운전을 수행하면서 버너에서 발생된 열로 열교환기를 데워서 열교환파이프를 따라서 이동하는 난방수를 데워주어서 난방수이동관(40)으로 공급하도록 한다.

상기 난방수이동관(40)를 통하여 이동하는 난방수는 여러 방의 바닥에 배관된 상기 난방배관(40)으로 공급되어져서 난방을 수행하도록 한다.

그리고, 상기 난방수배관(40)과 연결되어진 난방수환수관(46)에서 난방수가 환수되어지면서 난방운전을 지속적으로 수행하게 되는 것이다.

한편, 상기 연소기(10)의 연소기배기구(12)에서 배출되는 배기가스는 상기 연소기(10)의 상측에 연결되어진 격벽(14)으로 차단된 배출통로(13)를 통하여 이동하고, 상기 격벽(14)의 상측 부분에 개방된 부분을 통하여 급기구이중관(16)으로 이동하게 된다.

그리고, 상기 급기구이중관(16)의 내부에 설치된 잠열파이프(18)에 고온의 열을 가하여서 배기가스에 남아 있는 열기를 잠열열교환기(20)의 잠열파이프(18)의 내부를 따라서 이동하는 난방수에 공급하도록 한다.

한편, 상기 급기구이중관(16)을 통하여 배출되는 배기가스는 급기구이중관(16)의 일측에 연결된 배출관(22)을 통하여서 이동하게 되고, 배출관(22)의 내부에 설치된 배풍기(30)가 작동에 의하여서 배기구(32)의 배출구멍(34)으로 배출되어지게 된다.

그리고, 상기 연소기(10)에서 필요한 공기를 외부에서 유입하기 위하여 상기 급기구(26)의 흡입구멍(28)을 통하여서 외부 공기를 유입하여서 상기 급기구(26)와 서로 연결되어져 있는 연소기급기구(36)를 통하여서 흡입하여서 연소기(10)의 내부 에 공기를 공급하도록 한다.

상기한 바와 같은 배기연도구조를 연소기(10)에 설치하지 않을 경우에는 통상적인 비콘덴싱방식의 보일러로 사용하도록 한다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도 구조를 사용하게 되면, 버너에 의하여 데워지는 공지의 연소기인 비 콘덴싱 가스보일러의 배기구에 배출통로와 잠열파이프가 설치되는 급기구 이중관을 갖는 잠열열교환기를 설치하고, 상기 잠열열교환기의 측면부분에 배출관을 형성하며, 이 배출관에 급기구 및 배기구를 설치하여서 외부에서 유입되는 공기와 배기가스가 배출되는 구조를 간단하게 하고 배출되는 열을 효과적으로 활용하므로 에너지 절감효과를 얻도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

그리고, 이미 설치되어져 있는 비 콘덴싱 가스보일러의 상측부분으로 배출되는 배기가스를 이용하여서 잠열을 흡수하도록 하는 잠열열교환기 및 배기연도구조조를 설치하므로 기존 보일러의 열효율을 증대하도록 하는 효과도 지닌다.

일반적인 콘덴싱가스보일러가 배기가스가 배출되는 구조가 복잡하여서 크기가 커지고 구조가 복잡한 반면에 본 발명은 외부에 별도로 배기가스연도구조를 설치하므로 보일러의 구조가 간단하고 사이즈가 콤팩트하여지는 장점을 지닌다.

도 1은 일반적인 현열부와 잠열부를 갖는 콘덴싱타입 난방보일러의 구성을 보인 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 가스보일러의 연소기 연도 구조를 보인 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 가스보일러의 연소기 연도 구조의 사용 상태를 보인 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 연소기 12 : 연소기배기구

14 : 격벽 16 : 급기구이중관

18 : 잠열파이프 20 : 잠열열교환기

22 : 배출관 24 : 응축수받이

26 : 급기구 28 : 흡입구멍

30 : 배풍기 32 : 배기구

36 : 연소기급기구 38 : 출구연결관

40 : 난방배관 42 : 입구연결관

44 : 난방수이동관 46 : 난방수환수관

Claims (3)

1. 가스로 열을 발생하는 버너를 사용하여서 난방수 데워주도록 하는 연소기(10)와; 상기 연소기(10)에서 발생되는 배기가스를 배출하도록 하는 연소기배기구(12)와; 상기 연소기(10)에서 데워진 난방수를 난방배관(40)으로 공급하도록 하는 난방수이동관(44)과; 상기 난방배관(40)에서 난방을 수행한 후 상기 연소기(10)로 환수되어져 오는 난방수를 이동하도록 하는 난방수환수관(46)으로 구성된 가스보일러에 있어서,

   상기 연소기배기구(12)에 연결되어져서 연소기(10)에서 배출되는 배기가스를 가이드하도록 하는 배출통로(13)와;

   상기 배출통로(13)에서 외측으로 차단하는 격벽(14)의 상측으로 부터 하측으로 여녈되어 배기가스를 가이드하도록 하는 급기구이중관(16)과;

   상기 급기구이중관(16) 사이에 일정 간격으로 설치되는 잠열파이프(18)를 갖는 잠열열교환기(20)와;

   상기 급기구이중관(20)의 일측면에 배기가스가 이동하도록 하는 배출관(22)과;

   상기 배출관(22)의 끝단부분에 설치되어 배기가스를 배출구멍(34)으로 배출하도록 하는 배기구(32)와;

   상기 배출관(22)의 외주면에 흡입구멍(28)을 통하여서 외부 공기를 흡입하도록 하는 급기구(26)와;

   상기 급기구(26)에서 상기 연소기(10)로 연결되어져서 흡입된 외부 공기를 상기 연소기(10)로 공급하도록 하는 연소기급기구(36)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배출관(22)의 내부에는 배출되는 가스를 촉진하도록 하는 배풍기(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 급기구이중관(16)의 하단 부분에는 잠열파이프(18)에서 맺혀진 응축수를 배출하여서 모아주도록 하는 응축수받이(24)가 설치되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 연소기 연도구조.