KR100575185B1 - 콘덴싱 가스보일러용 열교환기의 연료공급관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴싱 가스보일러용 열교환기의 연료공급관에 관한 것으로, 더 상세하게는 터보팬에 의해 공급되는 연료가 연료공급관의 유선형으로 형성된 유로를 통하여 와류됨 없이 버너로 원활하게 공급이 이루어질 수 있도록 하기 위하여,

하우징의 내부에 격판을 사이에 두고 현열 열교환부와 잠열 열교환부를 구비하고, 상기 하우징의 전면에는 외측면에 유로가 형성되어 밑단으로 터보팬이 장착되는 연료공급관이 장착되며, 내측면에는 버너가 장착된 도어가 장착되는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서, 상기 연료공급관의 유로는 상기 터보팬의 급기구로부터 공급되는 연료와 와류가 발생되지 않도록 유입부와 배출부에 각각의 안내 곡면부를 형성하고, 상기 터보팬을 그 연료공급관의 수직 방향과 같이 수직 방향으로 장착하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기용 연료공급관에 관한 것이다.

Description

콘덴싱 가스보일러용 열교환기의 연료공급관{a fuel supply pipe of a heat exchanger for a condensing gas boiler}

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.

도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 개략적인 요부 측면도.

도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 종단면도.

도 4는 콘덴싱 가스보일러의 종래 열교환기를 개략적으로 나타낸 요부도.

도 5는 콘덴싱 가스보일러의 종래 열교환기를 개략적으로 나탄내 요부 종단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,10a : 안내 곡면부

20 : 경사플랜지부

200 : 열교환기

240 : 도어 250 : 터보팬

252 : 급기구 260 : 연료공급관

262 : 유로 262a : 유입부

262b : 배출부

본 발명은 콘덴싱 가스보일러의 열교환기용 연료공급관에 관한 것으로, 더 상세하게는 터보팬에 의해 공급되는 연료가 연료공급관의 유선형으로 형성된 유로를 통하여 와류됨 없이 버너로 원활하게 공급이 이루어질 수 있도록 한 콘덴싱 가스보일러의 열교환기용 연료공급관에 관한 것이다.

일반적으로 가정에는 난방 및 온수를 제공받을 수단의 일환으로 여러 형태의 보일러가 설치되어 지고, 상기 보일러는 크게 기름보일러와 가스보일러로 나뉘어져 운전 중에 발생하는 소음이나 위험요소 등과 같은 보일러가 가지는 특성상 별도의 보일러실이나 또는 사용자와의 간섭이 최대한 발생하지 않는 베란다 등의 일측으로 설치하였다.

상기와 같이 사용되는 여러 보일러 중에서도 근래에 들어서는 최소한의 연료 소모로 열효율을 극대화할 수 있는 콘덴싱 방식의 가스보일러가 대중화되고 있는 시점에 이르렀다.

이와같이 콘덴싱 가스보일러에 사용되는 열교환기는 통상적으로 버너에 의한 현열이 직접 접촉되는 현열 열교환부와 그 현열 열교환부에서 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 공급되는 난방수를 예열한 후 상기 현열 열교환부로 난방수를 공급하는 잠열 열교환부로 나누어 진다.

이렇게, 현열 열교환부와 잠열 열교환부로 구성되는 종래의 콘덴싱 방식의 열교환기(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 상부에 송풍팬(112)과 연 료공급노즐(114) 및 버너(116)가 설치되고, 상기 버너의 하측 하우징의 내부에는 각 열교환파이프(122)(132)의 외측에 각각의 열교환핀(122a)(132a)이 용접되게 구성되는 각각의 현열 열교환기(120)와 잠열 열교환부(130)가 순차적으로 설치되며, 상기 하우징의 하부로 응축수 배출관(140) 및 배기관(150)이 연결되도록 구성된다.

그러나, 이같은 콘덴싱 가스보일러에 사용되는 콘덴싱 방식의 열교환기에 있어서는, 하우징의 상부에 위치하는 송풍팬과, 하우징의 내부에 상,하로 위치하는 현열 열교환기와 잠열 열교환기의 구조 상 부피가 상당히 커질 뿐만 아니라 그로 인해 보일러의 전체적인 부피 또한 커지는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 최소한의 부피를 가지면서 효율적인 열교환이 이루어질 수 있도록 종래에도 도 5에 도시된 바와 같이 전면이 개방된 하우징(210)의 내부에 격판(221)을 사이에 두고 코일형태로 감겨진 각각의 열교환파이프(222)(232)로 구성되는 현열 열교환부(220)와 잠열 열교환부(230)를 구비하고, 상기 하우징의 전면에는 도어(240)가 다수의 고정볼트에 의해 폐쇄되도록 장착되는 열교환기(200)가 안출되어 사용되고 있다.

상기에서, 도어(240)에는 외측면에 밑단으로 장착된 터보팬(250)에 의해 연료가 공급되는 연료공급관(260)이 장착되고, 내측면에는 상기 연료공급관으로부터 공급된 연료를 착화시켜 상기 현열 교환부(220) 내에서 연소하는 버너(270)가 장착되어 진다.

상기 잠열 열교환파이프에는 외부의 난방수가 공급되는 공급관(도시되지 않음)이 연결되고 현열 연교환파이프에도 외부로 히팅된 온수가 배출되는 배출관(도 시되지 않음)이 연결되어진다.

그에 따라 열교환기의 전체적인 구조를 코일형태로 감겨진 열교환파이프에 의해 원통형으로 형성함에 따라 구조를 보다 간단하게 구성함과 아울러 부피 또한 획기적으로 줄이면서 열교환 효율을 높일 수 있는 장점을 가지고 있었다.

그러나, 상기한 종래 열교환기의 연료공급관에 있어서는, 그 연료공급관(260)에 형성되어 연료를 공급하는 유로(262)가 상기 도어(240)에 장착되어 그 도어의 타측면에 장착된 버너(270)와 직교되게 형성됨과 아울러 상기 터보팬(250)의 급기구(252)와 직교되게 형성됨에 따라 상기 터보팬으로부터 공급되는 연료가 화살표와 같이 유로의 유입부(262a)와 배출부(262b)에서 1,2 차적으로 부딪치면서 와류가 발생함에 따라 그 와류와 지속적으로 공급되는 연료 간에 마찰이 발생함으로써, 연료의 원활한 공급이 이루어 지지 않는 문제점과, 그로 인한 연소 효율 또한 저하되는 문제점도 발생하였다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으로, 그 목적은 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에서 터보팬에 의해 공급되는 연료가 연료공급관의 유선형으로 형성된 유로를 통하여 와류됨 없이 버너로 원활하게 공급이 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 연료가 공급되는 과정에서 연료공급관의 유로 내에서 와류가 발생되는 것을 최소화할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하우징의 내부에 격판을 사이 에 두고 현열 열교환부와 잠열 열교환부를 구비하고, 상기 하우징의 전면에는 외측면에 유로가 형성되어 밑단으로 터보팬이 장착되는 연료공급관이 장착되며, 내측면에는 버너가 장착된 도어가 장착되는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서, 상기 연료공급관의 유로는 상기 터보팬의 급기구로부터 공급되는 연료와 와류가 발생되지 않도록 유입부와 배출부에 각각의 안내 곡면부를 형성하고, 상기 터보팬을 그 연료공급관의 수직 방향과 같이 수직 방향으로 장착하는 것을 특징으로 한다.

상기 유로의 유입부에는 상기 안내 곡면부와 대응되게 경사진 경사플랜지부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 터보팬의 급기구는 상기 경사플랜지부와 대응되도록 경사지게 장착되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 개략적인 요부 측면도이며, 도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 종단면도이다.

도시된 바와 같이 하우징(210)의 내부에 격판(212)을 사이에 두고 코일형태로 감겨진 각각의 열교환파이프(222)(232)로 구성되는 현열 열교환부(220)와 잠열 열교환부(230)를 구비하고, 상기 하우징(210)의 전면에는 외측면에 유로(262)가 형성되어 밑단으로 공기와 연료가 혼합된 상태의 연료로서 공급할 수 있도록 터보팬(250)이 장착되는 연료공급관(260)이 장착되며, 내측면에는 상기 유로를 통하여 공급되는 연료를 착화시켜 연소시키는 버너(270)가 장착된 도어(240)가 장착되는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기(200)에 있어서,

본 발명은, 상기 연료공급관(260)의 유로(262)는 상기 터보팬(250)의 급기구(252)로부터 공급되는 연료와 와류가 발생되지 않도록 그 연료공급관의 유입부(262a)와 배출부(262b)에 연료가 공급되어 진행되는 방향과 대응되도록 각각의 안내 곡면부(10)(10a)를 형성하고, 상기 터보팬(250)을 그 연료공급관(260)의 수직 방향과 같이 수직 방향으로 장착하는 것을 나타낸 것이다.

상기 안내 곡면부는 그 연료공급관의 제작시 일체로 형성하는 것이 바람직하나 기성품에는 별도의 안내 곡면부재를 제작하여 용접 또는 스크류 체결 등과 같은 공지의 고정방식에 의해 고정시켜 형성하여도 무방하다.

상기와 같이 구성됨에 따라 상기 터보팬(250)의 작동에 의해 급기구(252)를 통과한 연료를 도 3에 도시된 화살표 방향과 같이 연료공급관(260)의 유입부(262a)에 형성된 안내 곡면부(10)를 통하여 안내되는 데, 이때 상기 안내 곡면부는 급기구에서 공급되는 연료의 진향 방향과 대응되게 형성됨에 따라 와류가 발생되지 않고 연료의 공급 방향으로 자연스럽게 안내되는 것이다.

이렇게, 유입부(262a) 측의 안내 곡면부(10)를 거친 연료는 유로(262)를 따라 공급되면서 다시 유로(262)의 배출부(262b) 측의 안내 곡면부(10a)에 의해 버너(270)로 공급되어 지는 데, 상기 안내 곡면부 또한 버너 측으로 연료를 공급하기 위한 진행 방향과 대응되게 형성되어 있어, 공급되는 연료가 상기 안내 곡면부 를 타고 와류가 발생되지 않은 상태로 원활하게 안내되어 버너로 공급되어 지는 것이다.

또한, 상기 터보팬을 연료공급관이 설치되는 수직 방향과 같은 방향인 수직 방향으로 장착함에 따라 보다 원활하게 연료가 공급될 수 있는 부수적인 조건도 가지게 된다.

따라서, 열교환기의 연소에 필요한 연료를 터보팬에 의해 연료공급관의 유로를 통하여 공급하는 과정에서 상기 유로의 유입부와 배출부 측에 연료가 공급되는 진행 방향과 대응되도록 형성된 안내 곡면부에 의하여 와류없이 원활하게 공급되도록 하므로서, 연료의 원활한 공급이 이루어져 연소효율을 증대시킬 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

한편, 상기 유로(262)의 유입부(262a)에는 상기 안내 곡면부(10)와 대응되게 경사진 경사플랜지부(20)를 일체로 형성하므로서, 상기 유입부에 장착되는 터보팬의 급기구로부터 공급되는 연료가 상기 경사플랜지부에 의해 안내 곡면부에서의 마찰력을 최소화시킴에 따라 연료를 더욱더 원활하게 공급할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

또, 상기 터보팬(250)의 급기구(252)를 상기 경사플랜지부(20)와 대응되도록 경사지게 장착함으로써, 상기 터보팬의 급기구에서 공급되는 연료의 방향 자체를 연료가 공급되는 방향으로 공급할 수 있게 되어 보다 원활한 연료의 공급이 이루어질 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에서 연소에 필요한 연료를 연료공급관과 같은 수직 방향으로 설치되는 터보팬에 의해 연료공급관의 유로를 통하여 공급하는 과정에서 상기 유로에 형성되는 유선형의 안내 곡면부를 통하여 공급되는 연료가 와류 발생없이 원활하게 공급될 수 있도록 하므로서, 연료의 공급이 지장없이 원활하게 공급되어져 연소효율을 극대화할 수 있게 됨에 따라 열교환기의 열교환 효율 또한 극대화할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 유로의 연료가 유입되는 유입부에 형성되는 경사플랜지부와 그 경사플랜지부와 대응되도록 터보팬의 급기구를 연료가 공급되는 방향으로 경사지게 형성하므로서, 연료가 공급되는 과정에서 유로와의 마찰력을 최소화하여 더욱더 원활한 연료 공급이 이루어질 수 있는 효과도 갖는다.

Claims (3)

1. 하우징의 내부에 격판을 사이에 두고 현열 열교환부와 잠열 열교환부를 구비하고, 상기 하우징의 전면에는 외측면에 유로가 형성되어 밑단으로 터보팬이 장착되는 연료공급관이 장착되며, 내측면에는 버너가 장착된 도어가 장착되는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서,

   상기 연료공급관(260)의 유로(262)는 상기 터보팬(250)의 급기구(252)로부터 공급되는 연료와 와류가 발생되지 않도록 유입부(262a)와 배출부(262b)에 각각의 안내 곡면부(10)(10b)를 형성하고, 상기 터보팬(250)을 그 연료공급관(260)의 수직 방향과 같이 수직 방향으로 장착하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기용 연료공급관.
2. 제1항에 있어서, 상기 유로(262)의 유입부(262a)에는 상기 안내 곡면부(10)와 대응되게 경사진 경사플랜지부(20)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기용 연료공급관.
3. 제2항에 있어서, 상기 터보팬(250)의 급기구(252)는 상기 경사플랜지부(20)와 대응되도록 경사지게 장착되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기용 연료공급관.

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