KR100541401B1 - 듀얼타입 가스보일러 - Google Patents

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KR100541401B1
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Abstract

개시된 발명은, 직수를 유입하는 직수유입관이 주열교환기내에 삽입된 온수열교환기의 일단에 연결되어 내부의 직수가 가열된 후, 가열된 온수를 공급하는 온수공급관이 상기 온수열교환기의 타단에 연결됨으로써 온수를 공급하고, 팽창탱크에 연결된 물공급관이 순환펌프에 의해 상기 주열교환기의 일단에 연결되어 내부의 난방수가 가열된 후 난방수공급관을 통해 난방되어 다시 난방환수관을 통해 상기 팽창탱크로 유입됨으로서 난방을 공급하는 온수 및 난방 공급시스템을 갖춘 듀얼타입 가스보일러에 있어서, 일단이 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 연결되고 타단이 상기 팽창탱크에 연결됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 개폐가 이루어져 상기 팽창탱크로 압력을 분배하는 안전밸브; 및 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 결합됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 체적의 변화를 일으켜 압력을 분배하는 완충기를 구비하고, 상기 주열교환기는 열교환튜브의 외측면에 전조가공방식으로 다수의 주열교환핀을 일체로 구비하고, 상기 온수열교환기는 상기 주열교환기의 내부에 나선형으로 배치되는 듀얼타입 가스보일러에 관한 발명이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 듀얼타입 가스보일러의 열교환 효율을 증대시키고, 주열교환기에 잔존하는 열에 의한 직수유입관 및/또는 온수공급관의 압력의 증가를 도피시킬 수 있다.
가스보일러, 주열교환기, 직수유입관, 온수공급관, 완충기, 안전밸브, 전조핀튜브, 팽창탱크

Description

듀얼타입 가스보일러{Gas-boiler of dual type}
도 1은 종래의 듀얼타입 가스보일러를 보여주는 단면도,
도 2a는 종래의 듀얼타입 가스보일러에서의 주열교환기를 보여주는 단면도이고, 도 2b는 종래의 듀얼타입 가스보일러에서의 주열교환기의 다른 형태를 보여주는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 안전밸브를 보여주는 정면도,
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 완충기를 보여주는 단면도들,
도 5a는 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 주열교환기를 보여주는 단면도이고, 도 5b는 도 5a에 보인 주열교환기가 가스보일러에 적용된 상태를 보여주는 단면도이고, 그리고 도 5c는 도 5a에 보인 주열교환기의 다른 형태를 보여주는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 주열교환기의 형상을 보여주는 단면도,
도 7a은 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 온수열교환기의 형상을 보여주는 정면도이고, 도 7b는 도 7a에 보인 온수열교환기의 단면도이고, 그리고 도 7c는 도 7a에 보인 온수열교환기가 적용된 가스보일러를 보여주는 단면도,
도 8a는 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 온수열교환기의 다른 형상을 보여주는 정면도이고, 도 8b는 도 8a에 보인 온수열교환의 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 온수열교환기의 또 다른 형상을 보여주는 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 팽창탱크가 가스보일러에 적용된 상태를 보여주는 단면도, 및
도 11은 도 10에 적용된 팽창탱크를 보여주는 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1:가스공급관 2:가스버너
3:점화플러그 4:연소실
5:주열교환기 6,6':물공급관
7:배기구 10,10': 난방수공급관
11:안전밸브 12 : 온수열교환기
13,13': 직수유입관 14,14': 온수공급관
15 : 순환펌프 16,16':팽창탱크
17,17' : 난방환수관 18 : 송풍기
19:탱크연결관 20:메인 콘트롤러
21:풍압센서 24:감압유량 흐름스위치
29:직수연결관 30:룸콘
41:조절나사 42:스프링
43:피스톤 44:케이스
45:O-링 114:주열교환핀
114':온수열교환핀 116:주름
B:보일러
본 발명은 듀얼타입 가정용 가스보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 듀얼타입 가스보일러의 열교환 효율을 증대시키고, 주열교환기에 잔존하는 열에 의한 직수유입관 및/또는 온수공급관의 압력의 증가를 도피시킬 수 있는 듀얼타입 가정용 가스보일러에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용되고 있다. 이러한 보일러의 대부분은 기름 혹은 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물(온수)을 실내로 순환시켜 난방을 실시하거나 사용자의 필요에 따라 온수로 제공하게 된다.
이처럼 사용되는 연료에 따라 기름보일러와 가스보일러로 구분되는 보일러에 있어서, 특히, 가스보일러는 그 종류가 매우 다양하고, 설치 형태에 따라 여러 가지 타입으로 구분되고 있다.
즉, 상기 가스보일러는 팽창탱크의 형식에 따라 밀폐식 가스보일러와 개방식 가스보일러로 구분할 수도 있고, 온수열교환기(일명, 급탕열교환기)의 설치형태에 따라 싱글타입 가스보일러와 듀얼타입 가스보일러로 구분할 수도 있다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼타입 가스보일러란 온수열교환기가 주열교환기 파이프 안에 삽입 설치됨으로써, 주열교환기에서 난방 공급이 이루어지는 과정에서 온수열교환기 내에서 열교환이 이루어져 온수 공급이 가능하도록 된 가스보일러를 말한다.
이처럼 상기 듀얼타입 가스보일러는 온수열교환기가 주열교환기 안으로 삽입설치 됨으로써, 온수열교환기가 주열교환기와 분리 설치되는 싱글타입 열교환기에 비해 관련부품들의 일부 삭제가 가능하여 제품의 컴팩트(compact)화 및 원가 절감 차원에서 많은 비용의 절감을 이룰 수 있다는 장점을 갖는다.
이하, 종래 듀얼타입 가스보일러의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼타입 가스보일러(B)는 연소실(4)내부에서 가스공급관(1)을 통하여 유입된 가스를 연소시켜 연소열을 발생시킬 수 있도록 마련된 가스버너(2)와; 상기 가스버너(2)의 상부에 설치되어 가스버너(2)의 연소열을 받아 난방수를 가열하는 주열교환기(5)와; 사용자가 설정온도를 입력할 수 있음은 물론, 가스보일러(B)의 작동을 조작할 수 있고, 가스보일러(B)의 상태를 표시하는 기능을 갖는 상기 룸콘(30)과, 사용자가 조작하는 룸콘(30)의 입력신호를 받아 일련의 연소과정 및 가스보일러(B)의 작동을 제어하는 메인컨트롤러(20)를 갖추고 있다.
이때, 상기 가스버너(2)의 하부에는 연소를 촉진시키기 위해 공기를 공급하는 송풍기(18)가 마련되어 있고, 상기 가스버너(2)의 일측면에는 가스버너(2)를 점화시키기 위한 점화플러그(3)가 마련되어 있으며, 상기 연소실(4)의 상부에는 일련의 연소과정에서 발생된 연소가스를 배출하기 위해 마련된 배기구(7)가 마련되어 있다. 상기 송풍기(18)의 일측면에는 보일러의 공기비례제어를 위해 송풍기(18)로 유입되는 공기의 압력을 측정하는 풍압센서(21)가 마련되어 있다.
또한, 상기 주열교환기(5)로부터 가열된 난방수를 실내 난방을 위해 공급하기 위한 난방수공급관(10)이 주열교환기(5)에 연결되어 있고, 상기 보일러(B)에는 실내를 난방하고 환수되는 물(난방수)을 항상 일정량 유지하는 상태로 일시 저장하는 팽창탱크(16)가 난방환수관(17)상에 설치되어 있으며, 상기 팽창탱크(16)에 저장된 물을 물공급관(6)을 통해 주열교환기(5)로 공급하기 위한 순환펌프(15)가 마련된다.
특히, 상기 가스보일러(B)에는 사용자의 필요에 따라 온수를 공급할 수 있도록 요구되는 온수량의 증가에 따라 직수(냉수)를 공급하는 직수유입관(13)과, 상기 직수유입관(13)에 연결되어 유입되는 유량을 감지하는 감압유량흐름스위치(24)와, 상기 직수유입관(13)을 통해 유입된 물이 주열교환기(5)내에 설치된 온수열교환기(12)로 공급된 후 배출되는 온수공급관(14)이 마련되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 듀얼타입 가스보일러는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 난방 및 온수 사용 후 주열교환기(5)에 있던 잔열에 의해 온수라인의 물, 즉 직수유입관(13) 및 온수공급관(14)의 물이 온도 상승에 의해 열팽창함으로 써 발생한 압력이 다른 곳으로 도피하지 못하게 되어 직수유입관(13) 또는 온수공급관(14)이 파열되는 문제가 발생하였다.
둘째, 상기 주열교환기(5)는 가스버너(2)의 점화불꽃에서 발생하는 열에 보다 많은 면적이 접할수 있도록 열교환튜브(22a) 외측면에 다수의 주열교환핀(22b)이 형성되어 있는데, 이러한 주열교환핀(22b)은 도 2a와 같이 주열교환기(5)의 열교환튜브(22a)의 외측면에 판체로 가공형성된 링형상의 주열교환핀(22b)을 삽입한 뒤 브레이징용접(W)을 통하여 고정시키거나, 도 2b와 같이 간격유지턱(22c)이 형성된 주열교환핀(22b)을 열교환튜브(22a)에 다수 삽입한 뒤 선단과 후단을 브레이징용접(W)으로 고정시킨것 등이 사용되며, 이 외에 절삭가공을 통해 열교환튜브의 외측면에 열교환핀을 형성한 것이 사용되기도 한다.
그러나, 이러한 종래의 주열교환기(5)는 판재를 주열교환핀(22b) 형상으로 가공하면서 발생되는 재료의 손실과, 절삭가공에 의한 재료의 손실 및, 상기 가공된 주열교환핀(22b)을 열교환튜브(22a)에 정렬삽입한 뒤 용접하는 과정의 공수증가로 인해 제조비용이 상승하게 되며, 용접불량일 경우 주열교환핀(22a)과 열교환튜브(22b)의 접촉부위가 헐거워져 상호간의 열전도율이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 주열교환기(5)는 측단면이 원형으로 이루어져, 가스버너(2)에 의한 불꽃의 접촉면적에 한계가 있었다.
셋째, 종래의 온수열교환기의 배관(이하, 온수열교환관이라 한다)은 그 단면이 일반적인 원형으로 이루어진 배관으로서, 주열교환기 내부를 일직선으로 왕복배치되기 때문에, 온수열교환관의 외측면이 주열교환기 내부를 순환하는 난방수와 접 하게 되면서 열교환하여 온수열교환관의 내부를 순환하는 온수를 가열하는 시스템에서는, 난방수와의 접촉면적의 한계로 인하여 온수열교환관의 전열성능이 좋지 않은 문제점이 있었다.
넷째, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 가스보일러(B)는 난방환수관(17)을 통해 환수되는 난방수가 팽창탱크(16)로 유입될 수 있도록 연결된 상태에서 상기 팽창탱크(17)에서 인출되는 물공급관(6)만이 팽창탱크(16)에 연결되도록 배관되어 있었다.
따라서, 상기 주열교환기(5)에 빠져 나오는 난방수공급관(10)과, 온수를 공급하기 위한 온수열교환기(12)와 연결된 온수 배관라인인 직수유입관(13) 및 온수공급관(14)등이 가스보일러의 외부로 노출되어 다른 관로들과 복잡하게 얽혀져서 조립 작업이 번거롭고 시간이 많이 걸려 작업성 및 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 그로 인하여 부품수가 증가하므로 생산단가가 증가하는 문제점을 지니고 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 고려하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 듀얼타입 가스보일러의 직수유입관 또는 온수공급관에 안전밸브 또는 완충기를 구비함으로써, 잔열에 의한 직수유입관 또는 온수출구관 내의 압력을 도피시킬 수 있는 듀얼타입 가정용 가스보일러를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 로울러다이를 이용한 전조가공방식으로 주열교환기의 열교환튜브와 열교환핀을 일체로 제작함으로써 재료의 손실없이 저비용으로 대량생산이 가능하고 열효율이 높은 듀얼타입 가정용 가스보일러를 제공하는 데 있 다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주열교환기의 단면을 타원형으로 형성하여 열효율이 향상되고 내구성과 진동에 대한 저항성이 우수한 듀얼타입 가정용 가스보일러를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주열교환기는 열교환튜브의 외측면이 접하게 되는 응축수에 대한 내부식성이 우수하고, 전열성능이 우수한 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 주열교환기 내부에 삽입되는 온수열교환기를 나선형태로 구비함으로써, 주열교환기 내의 온수와의 접촉면적을 증대시켜 열효율을 향상시킨 듀얼타입 가정용 가스보일러를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 팽창탱크의 내부 또는 측벽에 가스보일러 내의 각종 배관을 배치시킴으로써, 내부공간을 효율적으로 배치하고 열효율을 향상시킨 듀얼타입 가정용 가스보일러를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적들은, 직수를 유입하는 직수유입관이 주열교환기내에 삽입된 온수열교환기의 일단에 연결되어 내부의 직수가 가열된 후, 가열된 온수를 공급하는 온수공급관이 상기 온수열교환기의 타단에 연결됨으로써 온수를 공급하고, 팽창탱크에 연결된 물공급관이 순환펌프에 의해 상기 주열교환기의 일단에 연결되어 내부의 난방수가 가열된 후 난방수공급관을 통해 난방되어 다시 난방환수관을 통해 상기 팽창탱크로 유입됨으로서 난방을 공급하는 온수 및 난방 공급시스템을 갖춘 듀얼타입 보일러에 있어서, 일단이 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 연결되고 타단이 상기 팽창탱크에 연결됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 개폐가 이루어져 상기 팽창탱크로 압력을 분배하는 안전밸브; 및 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 결합됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 체적의 변화를 일으켜 압력을 분배하는 완충기를 구비하고, 상기 주열교환기는 열교환튜브의 외측면에 전조가공방식으로 다수의 주열교환핀을 일체로 구비하고, 상기 온수열교환기는 나선형으로 상기 주열교환기의 내부에 배치되는 듀얼타입 가스보일러에 의해 달성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러를 설명한다.
도 3, 4a 및 4b를 참조하여 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에 구비된 안전밸브 및 완충기에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 듀얼타입의 가스보일러의 직수유입관 또는 온수공급관에 구비된 안전밸브를 개략적으로 보여주는 정면도이고, 도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 듀얼타입의 가스보일러의 직수유입관 또는 온수공급관에 구비된 완충기를 보여주는 단면도이다.
먼저, 안전밸브(11)는 고압 및 저압가스를 매체로 운영되는 고압가스 제조설비, 석유 화학설비, 보일러등 모든 산업분야에 다양하게 이용되고 있는 것으로서, 설비의 각 구성부분에 이상압력이 발생되었을 경우 장치가 폭발한다던가 또는 균열이 발생될 염려를 사전에 방지하여 설비를 보호할 수 있도록 구성된 안전장치이다.
본 발명에 사용되는 안전밸브(11)는 도 3에 보인 바와 같이 공지된 것으로서, 일정압력 이상이 되면 자동으로 열려 유체나 기체를 통과시키고, 그 결과 장치 내의 압력이 낮아지면 스프링의 탄성력에 의해 자동으로 닫히는 구성을 취한다.
우선, 안전밸브(11)의 일단, 즉 직수연결관(29)이 직수유입관(13)에 연결된다. 다음, 안전밸브(11)의 타단, 즉 탱크연결관(19)이 난방수공급관(10) 및 난방환수관(17)이 연결된 팽창탱크(16)에 연결된다.
그 결과, 주열교환기(5)의 잔열에 의해 직수유입관(13) 내의 물이 기설정된 압력(안전밸브 상의 압력조정나사로 압력을 기설정할 수 있다)보다 높아지는 경우 안전밸브(11)의 작용에 의해 팽창된 물이 탱크연결관(19)을 따라 팽창탱크(16)로 이동함으로써, 열팽창에 의해 높아진 압력이 다시 낮아지게 된다.
그 후, 안전밸브(11)는 직수유입관(13) 내의 물의 낮아진 압력 및 스프링의 탄성작용에 의해 자동으로 닫히게 됨으로써, 더 이상 직수유입관(13)으로부터 팽창탱크(16)로 물이 이동될 수 없게 된다. 따라서, 압력의 증가로 인한 직수유입관(13) 및 온수공급관(14)의 파열을 방지할 수 있다.
이하, 듀얼타입 가스보일러의 직수유입관 및/또는 온수공급관 내부의 압력을 도피시키기 위한 다른 장치, 즉 완충기에 대해 설명한다.
완충기(31)는 고압 및 저압가스를 매체로 운영되는 고압가스 제조설비, 석유 화학설비, 보일러등 모든 산업분야에 다양하게 이용되고 있는 것으로서, 설비의 각 구성부분에 이상압력이 발생되었을 경우 장치가 폭발한다던가 또는 균열이 발생될 염려를 사전에 방지하여 설비를 보호할 수 있도록 구성된 안전장치이다.
본 발명에 사용되는 완충기(31)는 도 4a에 보인 바와 같이 공지된 것으로서, 개략적으로 설명하면, 배관 등에 용접 또는 나사결합될 수 있는 케이스(44)와, 케이스(44)의 내경과 동일한 직경을 가진 피스톤(43)과, 피스톤(43)과 케이스(44)의 내벽과의 기밀을 유지하기 위한 복수개의 O-링(45)과, 피스톤(43)에 연결되어 피스톤(43)에 가해지는 압력에 따라 상하로 탄성변형하는 스프링(42) 및 스프링(42)의 탄성력을 조절할 수 있는 조절나사(41) 등으로 이루어진다.
즉, 유체나 기체의 압력이 피스톤(43)에 가해지면, 스프링(42)의 탄성작용에 의해 피스톤(43)이 위쪽으로 이동함으로써, 도 4b에 보인 바와 같이 완충기(31) 내의 체적이 증가하게 되고, 그 결과 유체나 기체가 확장된 완충기(31) 내부로 이동하게 되어 결과적으로 유체나 기체의 압력이 감소된다.
이러한 구성에 의해, 주열교환기(5)의 잔열에 의해 직수유입관(13) 내의 물이 기설정된 압력(안전밸브 상의 압력조정나사로 압력을 기설정할 수 있다)보다 높아지는 경우, 완충기(31)의 작용에 의해 팽창된 물이 체적이 증가된 완충기(31) 내부로 이동하게 됨으로써, 열팽창에 의해 높아진 압력이 다시 낮아지게 된다.
상술한 바와 같은 안전밸브 및 완충기는 직수유입관(13) 및/또는 온수공급관(14)에 연결될 수 있고, 어느 하나의 배관에 구비될 것을 제한받지 않는다.
다음, 도 5a 내지 5c 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에 배치된 주열교환기에 대해 설명한다. 도 5a 및 5b는 각각 주열교환기의 외벽에 일체로 형성된 주열교환핀이 구비된 상태를 보여주는 단면도 및 이러한 주열교 환기가 가스보일러에 마련된 상태를 보여주는 단면도이다. 그리고, 도 5c는 주열교환기의 내벽 및 외벽의 재질이 다른 것을 보여주는 단면도이다. 한편, 도 6은 주열교환기의 측단면이 타원형인 것을 보여주는 단면도이다.
먼저, 종래의 주열교환기에 구비된 주열교환핀(22b)은 도 2a 및 2b에 보인 바와 같이 주열교환기(5)의 외벽에 일체로 형성되지 않고 용접 등에 의해 별개로 결합됨으로써, 열전도율이 낮아 보일러의 전체적인 열효율 저하를 가져왔다. 따라서, 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러는 도 5a에 보인 바와 같이, 주열교환기(5)의 열교환튜브(112)를 전조가공하여 열교환튜브(112)의 외측면에 복수의 주열교환핀(114)을 일체로 형성한다.
즉, 본 발명의 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기(5)는 열교환튜브(112)가 복수의 로울러다이(미도시)사이를 통과하면서 열교환튜브(112)의 외측면에 주열교환핀(114)이 일체로 형성되는 것으로, 이러한 전조가공에 의한 주열교환기(5)는 전열성능이 월등히 우수하고, 열교환튜브(112)와 주열교환핀(114)이 완전일체형이므로 내구성과 진동에 대한 저항성이 우수하며, 절삭가공에 의한 재료의 손실이 없어 원가가 절감되고 대량생산이 유리한 장점이 있다.
이러한 주열교환기(5)는 전열성능을 향상시키기 위하여 열전도율이 좋은 동(銅)으로 제조될 수 있다. 또는, 도 5c에 보인 바와 같이, 알루미늄(A)과 동(C)의 재질 특성상의 장점을 고려하여, 응축수에 항시 노출되는 열교환튜브(112) 및 주열교환핀(114)의 내부식성을 향상시키고 수명을 연장시키기 위하여 주열교환기(5)의 외측면을 내식성이 우수한 알루미늄(A)으로 구성하고, 주열교환기(5)의 내부를 순 환하는 난방용수에 점화불꽃의 열을 효율적으로 전달하게 하여 열전도율을 향상시키기 위하여 내측면을 전열성능이 우수한 동(C)으로 구성할 수 있다.
한편, 도 6에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기(5)는 측단면이 세로방향으로 타원형상을 가질 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기(5)는, 상술한 바와 같이 열교환튜브(112)가 다수의 로울러다이(미도시)사이를 통과하면서 열교환튜브(112)의 외측면에 주열교환핀(114)이 일체로 형성되어 전열성능이 월등히 우수하고, 열교환튜브(112)와 주열교환핀(114)이 완전일체형이므로 내구성과 진동에 대한 저항성이 우수하며, 절삭가공에 의한 재료의 손실이 없어 원가가 절감되고 대량생산이 유리한 장점이 있다.
특히, 이러한 주열교환기(5)가 타원형 단면으로 형성됨으로써 열교환 면적을 늘리고, 관내부를 흐르는 중심부근의 유체와 관내벽과의 거리를 짧게 하여 열전도에 의한 열교환량을 증대시킬 수 있다.
이하, 도 7a 내지 7c를 참조하여 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러의 온수열교환기의 형상에 대해 설명한다. 도 7a는 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 온수열교환기를 보여주는 정면도이고, 도 7b는 도 7a에 보인 온수열교환기의 단면도이고, 그리고 도 7c는 도 7a에 보인 온수열교환기가 적용된 모습을 보여주는 단면도이다.
도 7a에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 온수열교환기(12)는 주열교환기(5)의 내부(미도시)에 나선파이프형상으로 이루어져 가열 된 난방수에 의해 온수가 가열되도록 구성된다. 도 7b에서, 온수열교환기(12)는 원형단면을 갖는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 타원형 등의 단면형상으로도 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이 듀얼타입 가스보일러에서의 온수열교환기(12)는 주열교환기(5)의 내부에서 난방용수와 열교환하게 되는데, 이 주열교환기(5)의 내부에 위치하는 온수열교환기(12)를 나선형으로 형성함으로써, 난방용수와 열교환되는 전열면적이 많아져, 열교환시간 및 효율이 증대되어 온수의 공급이 원활해진다. 이러한 온수열교환기(12)가 가스보일러에 적용된 모습이 도 7c에 보인다.
이하, 도 8a 및 8b를 참조하여 상기 온수열교환기(12)의 외벽에 일체로 형성된 온수열교환핀(114)에 대해 설명한다.
도 8a에 보인 바와 같이, 주열교환기(5) 내부(미도시)에 나선형상으로 배치된 온수열교환기(12)는 외측면에 전조가공에 의한 온수열교환핀(114')이 일체로 형성된다.
이러한 전조가공에 의한 온수열교환핀(114')이 형성된 온수열교환기(12)는 주열교환기(5) 내부를 순환하는 난방용수와 접하게 되는 전열면적이 넓어져(도 8b 참조) 그만큼 열교환효율이 증대되는 장점이 있을 뿐만 아니라, 전조가공에 의해 형성된 온수열교환핀(114')이 온수열교환기(12)와 일체로 형성되어 전열성능이 우수하다.
첨부도면중 도 9는 상기 온수열교환기(12)의 형상에 관련된 다른 실시예를 보여주는 단면도이다. 도 9에 보인 바와 같이, 이 실시예는 나선형의 온수열교환기(12)의 외측면에 복수의 주름(116)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 나선형의 온수열교환기(12)의 외측면에 복수의 주름(116)이 형성된 주름관형태의 나선형 온수열교환기(12)는 주열교환기(5)의 난방용수와의 전열면적을 확장시키며, 온수열교환기(12) 내부를 순환하는 온수의 흐름이 저항을 받게 되어 온수열교환기(12)내에서 오래 머물러 있게 되므로 열교환효율이 향상되는 장점이 있다.
이하, 도 10 및 11을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼타입가스보일러에서의 팽창탱크에 대해 설명한다. 도 10은 듀얼타입가스보일러에서의 팽창탱크가 구비된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 11은 상기 팽창탱크를 보여주는 사시도이다.
도 10에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러에서의 팽창탱크(16')는 주열교환기(5)와 온수열교환기(12)에 각각 연결되는 난방수공급관(10')과 물공급관(6') 및 직수유입관(13')과 온수공급관(14')이 모두 상기 팽창탱크(16')의 내부 혹은 측면에 일체형으로 형성됨으로써, 가스보일러(B) 내에서 난방수 및 온수 배관라인을 따로 형성하지 않아도 되어, 보일러의 컴팩트(compact)화가 가능하여 보일러의 배관구조를 단순화시킬 수 있도록 하는 데 그 특징이 있다.
즉, 본 발명은 순환펌프(15)에 연결되는 물공급관(6')의 배관라인을 팽창탱크(16')에 일체로 형성하여 연결하고, 상기 물공급관(6')으로 이동한 물을 주열교환기(5)로 데운 후에 난방수 상태로 공급하기 위한 난방수공급관(10')의 배관라인을 상기 물공급관(6')과 마찬가지로 팽창탱크(16')의 일측면에 일체로 형성하여 연 결하며, 상기 온수열교환기(12)에 직수를 공급하기 위한 직수유입관(13') 및 온수열교환기(12)를 빠져 나오는 온수를 공급하기 위한 온수공급관(14')을 연결하는 배관라인을 상기 난방수공급관(10')의 배관라인과 나란하게 팽창탱크(16')의 일측면에 일체로 형성하여 연결하는 구조로 되어 있다.
이처럼 본 발명은, 도 10 및 11에 도시된 바와 같이, 상기 팽창탱크(16')를 사출하는 과정에서 상기 팽창탱크(16') 내에 물(난방수)을 보충하는 물보충관(39), 상기 순환펌프(15)에 연결되는 상기 물공급관(6'), 상기 주열교환기(5)를 빠져 나오는 난방수를 공급하는 난방수공급관(10'), 상기 온수열교환기(12)에 연결되는 직수유입관(13') 및 온수공급관(14')을 연결하는 배관라인 모두가 팽창탱크(16')의 내부 또는 측면에 일체로 형성된다.
이때, 상기 직수유입관(13'), 온수공급관(14') 및 난방수공급관(10')이 각각 상기 팽창탱크(16')의 저면에서 팽창탱크(16')의 내부를 관통하는 구조로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 상기 물공급관(6')과 마찬가지로 팽창탱크(16') 측면에 일체로 형성될 수 있음은 물론이다.
여기서, 상기 팽창탱크(16')는 연질의 수지재를 사용하는 것이 바람직하며, 필요하다면 경질의 수지재를 사용하거나 금속재질을 주물로서 일체로 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이 상기 팽창탱크(16') 자체에 한 번의 사출금형으로 종래에 별도로 사용하는 배관 파이프를 일체로 형성하게 됨에 따라, 종래와 같이 가스보일러(B) 내에서 난방수 및 온수 배관라인을 각각 개별적으로 분리 배치하여 별도로 연결 사 용하지 않아도 되므로, 부품수를 절감하고 배관라인 구조 자체가 간단해져, 조립성을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
다시 말해, 상기와 같이 전체적인 난방수 및 온수를 이동시키는 관로의 구성이 팽창탱크(16')로 일체화되어 부착되면서 가스보일러(B)의 배관 구성이 단순화되고, 부품의 설치공간 등이 절약되어지는 장점을 갖는다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 듀얼타입 가스보일러는 당업자의 입장에서 다양한 설계의 변형, 변경이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 듀얼타입 가스보일러의 직수유입관 또는 온수공급관에 안전밸브 또는 완충기를 구비함으로써, 잔열에 의한 직수유입관 또는 온수출구관 내의 압력을 도피시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 로울러다이를 이용한 전조가공방식으로 주열교환기의 열교환튜브와 열교환핀을 일체로 제작함으로써, 재료의 손실없이 저비용으로 대량생산이 가능하고 열효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 주열교환기의 단면을 타원형으로 형성함으로써, 열효율을 향상시키고 내구성과 진동에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 주열교환기 내부에 삽입되는 온수열교환기를 나선형태로 구비함으로써, 주열교환기 내의 온수와의 접촉면적을 증대시켜 열효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 팽창탱크의 내부 또는 측벽에 가스보일러 내의 각 종 배관을 배치시킴으로써, 내부공간을 효율적으로 배치하고 열효율을 향상시킨 듀얼타입 가정용 가스보일러를 제공하는 데 있다.

Claims (7)

  1. 직수를 유입하는 직수유입관이 주열교환기내에 삽입된 온수열교환기의 일단에 연결되어 내부의 직수가 가열된 후, 가열된 온수를 공급하는 온수공급관이 상기 온수열교환기의 타단에 연결됨으로써 온수를 공급하고, 팽창탱크에 연결된 물공급관이 순환펌프에 의해 상기 주열교환기의 일단에 연결되어 내부의 난방수가 가열된 후 난방수공급관을 통해 난방되어 다시 난방환수관을 통해 상기 팽창탱크로 유입됨으로서 난방을 공급하는 온수 및 난방 공급시스템을 갖춘 듀얼타입 보일러에 있어서,
    일단이 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 연결되고 타단이 상기 팽창탱크에 연결됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 개폐가 이루어져 상기 팽창탱크로 압력을 분배하는 안전밸브; 및
    상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 결합됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 체적의 변화를 일으켜 압력을 분배하는 완충기를 구비하고,
    상기 주열교환기는 열교환튜브의 외측면에 전조가공방식으로 다수의 주열교환핀을 일체로 구비하고, 상기 온수열교환기는 상기 주열교환기의 내부에 나선형으로 배치되는 듀얼타입 가스보일러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주열교환기는 동으로 이루어지는 듀얼타입 가스보일러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주열교환기의 외측면은 알루미늄으로, 내측면은 동으로 이루어지는 듀얼타입 가스보일러.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주열교환기는 세로방향으로 타원형의 단면을 갖는 듀얼타입 가스보일러.
  5. 제1항에 있어서, 상기 온수열교환기의 외측면은 전조가공에 의해 온수열교환핀이 일체로 형성되는 듀얼타입 가스보일러.
  6. 제1항에 있어서, 상기 온수열교환기의 외측면은 복수의 주름이 형성된 듀얼타입 가스보일러.
  7. 제1항에 있어서, 상기 팽창탱크는 내부 또는 측면에 상기 직수유입관, 온수공급관, 물공급관 및 난방수공급관이 일체로 형성되도록 사출 제작되는 듀얼타입 가스보일러.
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