KR100579360B1 - 콘덴싱 기름보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘덴싱방식이 적용되는 기름보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소실에서 발생되는 연소현열을 흡수하는 현열부 열교환기의 상측으로 상기 현열부 열교환기와 소통되고 배기가스가 이송되는 잠열부 열교환기가 설치되어 배기가스의 잠열을 회수가능하고, 입형구조로 제품크기를 소형화하여 보일러 설치면적을 작게할 수 있으며, 제작이 간편한 콘덴싱 기름보일러에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 내측 하부에 버너가 구비되는 연소실과 상기 연소실의 상측 수직방향으로 설치되는 다수개의 연관과 상기 연소실 및 상기 연관의 둘레에 형성되는 수조로 구성되는 현열부 열교환기, 상기 연관과 소통되는 회류실과 상기 회류실의 외측둘레를 따라 설치되는 수관과 상기 회류실 내로 유입된 배기가스가 이송되고 상기 수관이 내설되는 이송통로로 구성되는 잠열부 열교환기, 상기 잠열부 열교환기의 외면에 설치되는 연도를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 기름보일러를 제공하여 현열부 열교환기와 잠열부 열교환기가 종방향으로 설치되는 입형구조이므로 제작이 간편하고 소형화 가능하여 보일러 설치면적을 작게할 수 있는 발명임.
콘덴싱, 기름보일러, 열교환기, 회류실, 이송통로

Description

콘덴싱 기름보일러 {Condensing oil boiler}
도 1은 종래기술에 의한 콘덴싱 기름보일러의 단면형상을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 콘덴싱 기름보일러의 단면형상을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 콘덴싱 기름보일러의 사용상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
30 : 현열부 열교환기 31 : 버너
32 : 연소실 33 : 연관
34 : 수조 40 : 잠열부 열교환기
41 : 회류실 42 : 수관
43 : 칸막이 44 : 이송통로
45 : 배출소켓 50 : 연도
60 : 중화장치 70 : 급탕열교환기
본 발명은 콘덴싱방식이 적용되는 기름보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연소실에서 발생되는 연소현열을 흡수하는 현열부 열교환기의 상측으로 상기 현열부 열교환기와 소통되고 배기가스가 이송되는 잠열부 열교환기가 설치되어 배기가스의 잠열을 회수가능하고, 입형구조로 제품크기를 소형화하여 보일러 설치면적을 작게할 수 있으며, 제작이 간편한 콘덴싱 기름보일러에 관한 것이다.
근래에 생산되는 보일러는 열효율을 증대시키기 위해 연소실에서 발생된 연소배기가스의 현열을 흡수하는 현열부 열교환기와 현열부 열교환기에서 열교환을 마친 배기가스에서 잔열 및 잠열을 흡수하는 잠열부 열교환기로 구성되는 열교환기를 구비하는데, 이러한 방식의 보일러를 콘덴싱 보일러라한다.
이러한 콘덴싱 보일러는 LNG 또는 LPG 등의 가스연료를 사용하는 가스보일러에서는 많이 실용화되어 보일러 효율의 증가 및 연료비 절감에 많은 기여를 하고 있다.
그러나 기름보일러는 콘덴싱방식을 적용하기 위하여 연소현열을 흡수하는 현열부 열교환기와는 별도로 배기가스에서 잠열을 회수하는 잠열부 열교환기를 부가적으로 설치하여야 하는데, 기름보일러는 기름 연료중에 포함된 황(S) 성분으로 인해 가스보일러 보다 더 강한 산성의 응축수가 발생되므로 잠열부 열교환기의 재질을 강산성 응축수에 견딜수 있는 재질로 제작하여야 한다.
이처럼, 콘덴싱 기름보일러는 현열부 열교환기와 잠열부 열교환기가 서로 다른 재질로 분리되어 조립되는 구조로 제작되고 있다.
도 1은 종래기술에 의한 콘덴싱 기름보일러의 단면형상을 개략적으로 나타낸 도면으로, 이하 종래기술에 의한 콘덴싱 기름보일러에 대하여 살펴본다.
종래기술에 의한 콘덴싱 기름보일러는 연소실(11)에서 발생된 연소배기가스의 현열을 흡수하는 현열부 열교환기(12)와 현열부 열교환기(12)에서 이송된 배기가스에서 잔열 및 잠열을 회수하는 잠열부 열교환기(16)가 횡으로 일정간격 이격되어 설치된다.
현열부 열교환기(12)의 하측에는 버너(10)에 의해 연소현열이 발생되는 연소실(11)이 설치된다.
현열부 열교환기(12)는 그 내부에 연소실(11)의 상측으로 연소실(11)과 소통되어 연소실(11)에서 발생된 배기가스가 이송되는 다수개의 연관(14)이 구비되며, 연소실(11) 및 연관(14)의 둘레에는 난방수가 저장되는 수조(13)가 마련되어 있다.
이에 현열부 열교환기(12)에서는 연소실(11)에서 발생되는 연소현열 및 연소배기가스에 의해 수조(13)에 저장된 난방수가 가열되는 것이다.
도 1에서 화살표로 도시된 것은 배기가스의 배출방향을 나타낸 것으로, 현열부 열교환기(12)의 연소실(11)에서 연관(14)을 따라 상측으로 이동된 배기가스는 현열부 열교환기(12)와 잠열부 열교환기(16)의 상측을 연결설치하는 소음통(15)으로 이송되어 잠열부 열교환기(16)측으로 유도된다.
잠열부 열교환기(16)는 원통형상으로 그 내부에 상측은 소음통(15)과 소통되며 하측은 응축수받이(19)와 소통되는 다수개의 연관(18)이 구비되며, 연관(18)의 둘레에는 난방수가 저장되는 수조(17)가 마련되어 있다.
이에 잠열부 열교환기(16)를 통과하는 배기가스가 수조(17)에 저장된 난방수와 열교환하게 되는 것이다.
잠열부 열교환기(16)는 연관(18)의 하측으로 배기가스를 연도(20)로 유도하며, 배기가스에 포함된 응축수를 수집하는 응축수받이(19)가 구비된다.
응축수받이(19)는 일측은 잠열부 열교환기(16)의 연관(18)과 소통되며 타측은 배기가스를 외부로 배출하는 연도(20)와 결합되어 있다.
이에 응축수받이(19)를 통과한 배기가스는 연도(20)를 통하여 외기로 배출되며, 배기가스에서 수집되고 유해물질이 포함된 응축수는 응축수받이(19) 하부에 마련된 배출구를 통하여 중화장치(21)에 유입된 후 중화처리되어 배출되는 것이다.
그러나 상기한 방식의 콘덴싱 기름보일러는 배기가스에서 잠열을 회수하는 잠열부 열교환기가 현열부 열교환기와 횡으로 이격되어 부가적으로 설치되는 구조로서 이는 연소현열만을 흡수하는 동일 용량의 기름보일러보다 제품의 크기 및 중량이 커질 수 밖에 없는 문제점과 제품의 크기가 커지게 되어 보일러 설치면적이 커져야 된다는 불편함 뿐만 아니라 제작과정도 복잡해진다는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 버너가 구비된 연소실과 상기 연소실의 상측 수직방향으로 설치되고 상기 연소실과 소통되는 다수개의 연관, 상기 연소실 및 상기 연관의 둘레에 형성되어 난방수가 저장되는 수조로 구성되는 현열부 열교환기의 상측으로 잠열부 열교환기가 설치되는 입형구조의 콘덴싱 기름보일러를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 버너가 구비된 연소실에서 발생된 연소현열을 흡수하는 현열부 열교환기와 상기 현열부 열교환기에서 이송된 배기가스에서 잔열 및 잠열을 흡수하는 잠열부 열교환기가 구비되는 콘덴싱 보일러에 있어서, 내측 하부에 버너가 구비되어 연소현열이 발생되는 연소실과 상기 연소실의 상측 수직방향으로 설치되고 상기 연소실과 소통되는 다수개의 연관과 상기 연소실 및 상기 연관의 둘레에 형성되어 난방수가 저장되는 수조로 구성되는 현열부 열교환기, 상기 현열부 열교환기의 상측으로 상기 연관과 소통되는 회류실과 상기 회류실의 외측둘레를 따라 권회되어 설치되는 수관과 상기 회류실과 소통되어 상기 회류실 내로 유입된 배기가스가 이송되고 상기 수관이 내설되는 이송통로로 구성되는 잠열부 열교환기, 상기 잠열부 열교환기의 외면에 설치되고 상기 이송통로와 소통되어 배기가스를 외기로 배출하는 연도를 포함하여 이루어진 구조로 되어있다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 콘덴싱 기름보일러의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 콘덴싱 기름보일러의 단면형상을 개략적 으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 콘덴싱 기름보일러의 사용상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 내측 하부에 버너(31)가 구비되어 연소현열이 발생되는 연소실(32), 연소실(32)의 상측 수직방향으로 설치되고 연소실(32)과 소통되는 다수개의 연관(33), 연소실(32) 및 연관(33)의 둘레에 형성되어 난방수가 저장되는 수조(34)로 구성되는 현열부 열교환기(30)가 구비된다.
현열부 열교환기(30)는 일례로 내압에 유리한 원통형상 등이 될 수 있으며, 그 내측 하부의 일정공간에는 연소실(32)이 형성된다.
연소실(32)은 현열부 열교환기(30)의 측부에서 삽입설치되는 버너(31)가 구비되어 버너(31)의 작동에 의해 연소현열이 발생되게 된다.
연소실(32)의 상측으로는 연소실(32)에서 발생된 연소가스 또는 배기가스를 이송시키는 다수개의 연관(33)이 수직방향으로 설치된다.
즉, 연소실(32)과 연관(33은 소통되어 있으므로 연소실(32)에서 발생된 연소가스 또는 배기가스는 연관(33)을 따라 상측으로 이송되어 후술할 잠열부 열교환기(40)로 이송되게 된다.
연소실(32) 및 연관(33)의 둘레에는 난방수가 저장되는 수조(34)가 형성된다.
이에 수조(34)에 저장되어 순환되는 난방수는 연소실(32) 및 연관(33)에서 발생하는 연소현열에 의해 가열되는 것이다.
연관(33)을 따라 상측으로 이송되는 배기가스는 현열부 열환기(30)의 상측에 설치되는 잠열부 열교환기(40)의 회류실(41)로 유입된다.
잠열부 열교환기(40)는 연관(33)과 소통되어 배기가스가 최초로 유입되는 회류실(41), 회류실(41)의 외측둘레를 따라 권회되어 설치되며 난방수가 순환되는 수관(42), 회류실(41)과 잠열부 열교환기(40) 외주부의 사이 공간에 설치되는 칸막이(43), 칸막이(43)에 의해 회류실(41)과 잠열부 열교환기(40) 외주부의 사이 공간에 형성되는 이송통로(44)로 이루어진다.
회류실(41)은 테두리를 이루어 그 내측 공간부가 현열부 열교환기(30)의 연관(33)과 소통되도록 하는 측벽(41a), 측벽(41a)의 저단에서 수평방향 외측으로 연장형성되어 잠열부 열교환기(40)의 외주부와 결합되는 바닥벽(41b)으로 형성된다.
회류실(41)의 측벽(41a)은 그 상측부에 종방향으로 다수개의 통기공(41c)이 형성되어, 통기공(41c)을 통하여 회류실(41)내의 배기가스를 이송통로(44)측으로 이송하게 된다.
즉, 도 2 및 도 3에서 도시된 바와같이 회류실(41)로 유입된 배기가스는 회류실(41)의 측벽(41a)에 형성된 통기공(41c)을 통하여 배출되고, 천정벽(43a)과 측벽(43b)으로 이루어지고 회류실(41)과 잠열부 열교환기(40) 외주부의 사이 공간에 설치되는 칸막이(43)에 의해 형성된 이송통로(44)로 유입되어 잠열부 열교환기(40) 내부에서 순환된다.
이송통로(44)는 회류실(41)과 소통되고 칸막이(43)에 의해 배기가스를 하향하여 이송시키는 제1통로(44a), 제1통로(44a)와 소통되며 배기가스를 상향하여 이 송시킨 후 연도(50)로 유도하는 제2통로(44b)로 이루어진다.
이에, 배기가스는 먼저 제1통로(44a)따라 하향하여 이송되고, 재차 제2통로(44b)따라 상향하여 이송되면서 이송통로(44)에 내설된 수관(42) 내부의 난방수와 더욱 지속적으로 열교환되는 것이다.
또한, 잠열부 열교환기(40)는 그 외주부에 이송통로(44)와 소통되는 배출소켓(45)이 형성되어, 이송통로(44)에서 발생되는 응축수를 중화장치(60)측으로 배출하게 된다.
이때, 배기가스에서 수집되는 응축수는 회류실(41)의 바닥벽(41b)을 잠열부 열교환기(40) 외주부측으로 하향 경사지게 형성하여 원활하게 배출소켓(45)측으로 배출되도록 한다.
이후 중화장치(60)에서는 응축수에 포함된 유해성분을 제거하여 배출한다.
한편, 잠열부 열교환기(40)는 그 상측으로 연도(50)가 구비되어 이송통로(44)를 따라 이송된 배기가스를 연도(50)를 통하여 외기로 배출한다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예에 의한 콘덴싱 기름보일러는 현열부 열교환기(30)의 내부둘레를 코일형태로 감싸는 급탕열교환기(70)를 부가설치하고, 그 내부에 급탕수를 순환시켜 난방수와는 별도로 온수를 사용하게 할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 종래의 현열부 열교환기만 구비된 기름보일러의 상측으로 잠열부 열교환기를 추가설치하는 것으로 콘덴싱방식이 적용가능하고, 또 한 현열부 열교환기와 잠열부 열교환기가 종방향으로 설치되는 입형구조이므로 제작이 간편하고 경량화 가능하여 보일러 설치면적을 작게할 수 있으며, 별도의 응축수받이가 없어도 잠열부 열교환기에서 중화장치측으로 응축수 배출이 가능할 뿐만 아니라 잠열부 열교환기가 소음통의 역할까지도 겸한다는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 버너가 구비된 연소실에서 발생된 연소현열을 흡수하는 현열부 열교환기와 상기 현열부 열교환기에서 이송된 배기가스에서 잔열 및 잠열을 흡수하는 잠열부 열교환기가 구비되는 콘덴싱 보일러에 있어서,
    내측 하부에 버너가 구비되어 연소현열이 발생되는 연소실, 상기 연소실의 상측 수직방향으로 설치되고 상기 연소실과 소통되는 다수개의 연관, 상기 연소실 및 상기 연관의 둘레에 형성되어 난방수가 저장되는 수조로 구성되는 현열부 열교환기;
    상기 현열부 열교환기의 상측으로 상기 연관과 소통되는 회류실, 상기 회류실의 외측둘레를 따라 권회되어 설치되는 수관, 상기 회류실과 소통되어 상기 회류실 내로 유입된 배기가스가 이송되고 상기 수관이 내설되는 이송통로로 구성되는 잠열부 열교환기;
    상기 잠열부 열교환기의 외면에 설치되고 상기 이송통로와 소통되어 배기가스를 외기로 배출하는 연도; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 기름보일러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 이송통로는 상기 회류실과 소통되고 배기가스를 하향하여 이송시키는 제1통로, 상기 제1통로와 소통되고 배기가스를 상향하여 이송시킨 후 상기 연도로 유도하는 제2통로로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘덴싱 기름보 일러.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 잠열부 열교환기는 그 외주부에 상기 이송통로와 소통되는 배출소켓이 형성되어 상기 이송통로에서 발생되는 응축수를 중화장치측으로 배출시키도록된 것을 특징으로 하는 콘덴싱 기름보일러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 현열부 열교환기는 그 내측둘레를 따라 권회되어 형성되는 급탕열교환기가 부가설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 기름보일러.
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