KR100583472B1 - 온수 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료가 연소되면서 발생되는 열이 동시에 또는 단계별로 여러번 열 교환되도록 함으로서 적은 연료로도 보일러의 열효율을 극대화시켜 보일러 운영 및 관리에 따른 소요 비용을 절감할 수 있도록 구성된 온수 보일러에 관한 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 내부에 밀폐된 연소실과 상측에 연소가스를 배출하는 배기구가 구비된 본체의 일측에 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너가 결합되는데 상기 버너의 점화불꽃이 연소실을 향해 수평방향으로 분사되도록 배치되고, 상기 본체의 연소실 내부에는 물이 지나면서 열교환되는 나선열교환관이 적어도 둘 이상의 동심원을 이루면서 연이어지도록 권취되어 상기 버너와 일치하도록 수평으로 고정 배치되며, 상기 버너의 반대편에 위치한 본체의 연소실 내부에는 상기 버너의 점화불꽃을 반사 및 와류시켜 나선열교환관으로 유도하는 불꽃반사와류수단이 고정 배치되어,
상기 버너에서 분사되는 점화불꽃이 나선열교환관의 중심부위를 지나면서 일차적으로 나선열교환관을 가열시킨 후 불꽃반사와류수단에 의해 반사 및 와류되면서 나선열교환관을 재 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러가 제공된다.

Description

온수 보일러{HOT WATER BOILER}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 온수 보일러를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명인 온수 보일러를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명인 온수 보일러의 주요부인 반사와류관의 다른 예를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명인 온수 보일러의 주요부인 불꽃유도드럼의 다른 예를 나타낸 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 온수 보일러
110 : 본체 111 : 연소실
112 : 배기구 120 : 버너
130 : 나선열교환관 131 : 유입구
132 : 배출구 140 : 불꽃반사와류수단
141 : 불꽃유도드럼 141a : 분사구
142 : 드럼간격홀 143 : 반사와류관
143a : 불꽃유입홀 143b : 불꽃분출홀
144 : 간격유지핀 145 : 반사안내홀
146 : 열유도판
본 발명은 온수 보일러에 관한 것으로, 보다 상세히는 연료가 연소되면서 발생되는 열이 동시에 또는 단계별로 여러번 열 교환되도록 함으로서 적은 연료로도 보일러의 열효율을 극대화시켜 보일러 운영 및 관리에 따른 소요 비용을 절감할 수 있도록 구성된 온수 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 온수 보일러는 연료가 연소되면서 발생된 열에 의해 물이 가열되어 일정온도가 되면 순환펌프가 온수를 실내 또는 필요한 장소로 강제 순환시켜 난방하거나 또는 온수를 별도의 온수탱크에 저장하여 사용하는 것이다.
이러한 온수 보일러는 그 구성에 따라 크게 수관식과 연관식 및 이들을 혼합한 혼합식으로 대략 구분되는데, 수관식 보일러는 연소실의 주위에 물이 지나는 수관을 배치하여 연소가스가 수관 사이를 통과해서 배출되도록 하는 구조이고, 연관식 보일러는 연소가스가 통과하는 연관이 수실을 통과하도록 구성된 것이며, 혼합식은 이들을 혼합한 구성이다.
그러나, 종래의 온수 보일러는 연소실이 하부에 위치되어 연소가스가 하부에서 상부로 통과하도록 구성된 것임으로 보일러 내부에서 충분한 열교환이 이루어지지 않기 때문에 비교적 온도가 높은 배기가스가 배출되어 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 온수 보일러는 일방향에서 만 열기를 가하게 됨으로 물을 끓이는 시간이 오래 걸리기 때문에 연료의 소비량이 많아 경제적 부담이 높아지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점에 착안하여 제안된 것으로, 그 목적은 연료가 연소되면서 분사되는 버너의 점화불꽃의 열이 열이 동시에 또는 단계별로 여러번 열 교환되도록 함으로서 보일러의 열효율을 극대화시킬 수 있도록 구성된 온수 보일러를 제공 하고자 하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 내부에 밀폐된 연소실과 상측에 연소가스를 배출하는 배기구가 구비된 본체의 일측에 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너가 결합되는데 상기 버너의 점화불꽃이 연소실을 향해 수평방향으로 분사되도록 배치되고, 상기 본체의 연소실 내부에는 물이 지나면서 열교환되는 나선열교환관이 적어도 둘 이상의 동심원을 이루면서 연이어지도록 권취되어 상기 버너와 일치하도록 수평으로 고정 배치되며, 상기 버너의 반대편에 위치한 본체의 연소실 내부에는 상기 버너의 점화불꽃을 반사 및 와류시켜 나선열교환관으로 유도하는 불꽃반사와류수단이 고정 배치되어, 상기 버너에서 분사되는 점화불꽃이 나선열교환관의 중심부위를 지나면서 일차적으로 나선열교환관을 가열시킨 후 불꽃반사와류수단에 의해 반사 및 와류되면서 나선열교환관을 재 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러가 제공된다.
이하 본 발명인 온수 보일러를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 온수 보일러를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명인 온수 보일러를 나타낸 단면도이다.
도시한 바와 같은 본 발명인 온수 보일러(100)는 내부에 밀폐된 연소실(111)과 상측에 연소가스를 배출하는 배기구(112)가 구비된 본체(110)의 일측에 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너(120)가 결합되는데 상기 버너(120)의 점화불꽃이 연소실(111)을 향해 수평방향으로 분사되도록 배치되고, 상기 본체(110)의 연소실(111) 내부에는 물이 지나면서 열교환되는 나선열교환관(130)이 적어도 둘 이상의 동심원을 이루면서 연이어지도록 스프링 형상으로 권취되어 상기 버너(120)와 일치하도록 수평으로 고정 배치되며, 상기 버너(120)의 반대편에 위치한 본체(110)의 연소실(111) 내부에는 상기 버너(120)의 점화불꽃을 반사 및 와류시켜 나선열교환관(130)으로 유도하는 불꽃반사와류수단(140)이 고정 배치되어, 상기 버너(120)에서 분사되는 점화불꽃이 나선열교환관(130)의 중심부위를 지나면서 일차적으로 나선열교환관(130)을 가열시킨 후 불꽃반사와류수단(140)에 의해 반사 및 와류되면서 나선열교환관(130)을 재 가열할 수 있도록 구성된다.
상기 나선열교환관(130)의 형상은 버너(120)에서 분사되는 점화불꽃과 접촉되어 열교환이 용이하게 이루어질 수 있도록 세 개의 동심원을 이루도록 형성하는 것이 바람직하며, 경우에 따라 예를 들어 보일러의 용량에 따라 둘 또는 넷 이상의 동심원을 이루도록 형성될 수 있다.
상기 불꽃반사와류수단(140)은 상기 버너(120)에서 분사되는 점화불꽃을 나선열교환관(130) 방향으로 유도하여 일정시간 정체될 수 있도록 하는 복수개의 불꽃유도드럼(141)이 각각 나선열교환관(130)의 양단부를 감싸면서 본체(110)의 연소실(111) 내부에 고정 결합되어 상기 불꽃유도드럼(141) 사이에 연소실(111)과 연통되는 드럼간격홀(142)을 갖도록 형성되고, 상기 버너(120)와 인접한 일측 불꽃유도드럼(141)의 측면에는 상기 버너(120)의 점화불꽃이 통과되어 나선열교환관(130) 방향으로 분사되도록 하는 분사구(141a)가 형성되며, 상기 버너(120)의 반대편에 위치한 타측 불꽃유도드럼(141)의 내측면에는 상기 버너(120)에서 분사되어 나선열교환관(130)의 중심부를 지난 점화불꽃을 반사 및 와류시켜 다시 나선열교환관(130) 방향으로 재 분사시키는 반사와류관(143)이 간격유지핀(144)에 의해 고정 결합되어 상기 반사와류관(143)과 불꽃유도드럼(141)의 내벽 사이에 반사안내홀(145)을 갖도록 형성되어 구성된다.
상기 반사와류관(143)은 일측에서 타측 다시 말해 버너에서 타측 불꽃유도드럼으로 진행되며 직경이 확개되는 양측 개구된 콘 형상의 불꽃유입홀(143a)이 내부에 형성되어 구성된다.
상기 불꽃유도드럼(141)의 내주연에는 경우에 따라 도 4에 도시한 바와 같이 상기 버너(120)의 점화불꽃을 나선열교환관(130)으로 유도하는 열유도판(146)이 형성되어 구성된다.
상기 반사와류관(143)의 외주연에는 경우에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 불꽃유입홀(143a)로 유입된 버너(120)의 점화불꽃을 나선열교환관(130) 및 불꽃유도드럼(141) 방향으로 유도 분출하는 불꽃분출홀(143b)이 상기 불꽃유입홀(143a)과 연통되도록 다수 형성되어 구성된다.
상기 본체(110)의 배기구(112)는 버너(120)와 인접된 불꽃유도드럼(141)이 위치한 부위에 형성하는 것이 바람직하고, 물이 유입되거나 배출되는 나선열교환관(130)의 유입구(131)와 배출구(132)는 불꽃유도드럼(141)을 지나 본체(110)의 측면에 지지 결합되는 것이 바람직하며, 상기 버너(120)와 나선열교환관(130)의 중심부위와 반사와류관(143)은 일직선상으로 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 나선열교환관(130)의 유입구(131) 및 배출구(132)는 온수를 분배하는 분배구 및 온도를 측정하는 온도계와 난방이 이루어지도록 하는 회유관 등이 연결되며, 상기 회유관 상에는 온수를 일정압력으로 공급하는 순환펌프와 온수를 저장하는 온수저장탱크 그리고 보일러로 공급수가 유입되도록 하는 공급관 등이 연결될수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명인 온수 보일러(100)의 작용은 다음과 같다.
연료가 연소되어 버너(120)에서 점화불꽃이 나선열교환관(130)의 중심부를 향해 분사되면, 상기 점화불꽃은 나선열교환관(130)을 지나며 일차적으로 나선열교환관(130)을 가열하게되고, 연이어 상기 점화불꽃은 반사와류관(143)의 불꽃유입홀(143a)을 통해 불꽃유도드럼(141)의 내벽에 부딛쳐 반사된다.
이후 상기 불꽃유도드럼(141)에 부딛쳐 반사된 점화불꽃은 반사와류관(143)의 불꽃분출홀(143b) 및 반사안내홀(145)을 통해 와류되면서 나선열교환관(130)으로 재 분사되어 상기 나선열교환관(130)을 재 가열하게된다.
이때, 상기 불꽃유도드럼(141) 및 상기 불꽃유도드럼(141)의 내주연에 형성된 열유도판(146)은 점화불꽃이 나선열교환관(130) 방향을 향하도록 유도함과 동시에 점화불꽃이 나선열교환관(130) 부위에서 일정시간 정체될 수 있도록 하기 때문에 상기 나선열교환관(130)을 지나는 물은 점화불꽃에 의한 많은 열을 동시에 받게됨으로 열교환이 신속하면서도 용이하게 이루어지게 된다.
한편, 상기 나선열교환관(130)을 가열하면서 통과한 연소가스는 불꽃유도드럼(141) 사이에 위치한 드럼간격홀(142) 및 본체(110)의 연소실(111)을 지나 배기부(112)를 통해 외부로 배기된다.
이상에서 설명한 바와 같이 버너에서 분사되어 본체의 배기구를 통해 배출되는 한번의 점화불꽃 및 연소가스의 열에 의해 물이 지나면서 열교환이 이루어지는 나선열교환관이 여러번 반복적으로 가열되도록 구성된 본 발명인 온수 보일러는 나선열교환관을 지나는 물이 신속하게 가열되어 열 교환되기 때문에 적은 연료로도 보일러의 열효율을 극대화시켜 보일러의 운영 및 관리에 따른 소요 비용을 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 내부에 밀폐된 연소실(111)과 상측에 연소가스를 배출하는 배기구(112)가 구비된 본체(110)의 일측에 연료를 연소시켜 열을 발생시키는 버너(120)가 결합되는데 상기 버너(120)의 점화불꽃이 연소실(111)을 향해 수평방향으로 분사되도록 배치되고, 상기 본체(110)의 연소실(111) 내부에는 물이 지나면서 열교환되는 나선열교환관(130)이 적어도 둘 이상의 동심원을 이루면서 연이어지도록 권취되어 상기 버너(120)와 일치하도록 수평으로 고정 배치되며, 상기 버너(120)의 반대편에 위치한 본체(110)의 연소실(111) 내부에는 상기 버너(120)의 점화불꽃을 반사 및 와류시켜 나선열교환관(130)으로 유도하는 불꽃반사와류수단(140)이 고정 배치되어,
    상기 버너(120)에서 분사되는 점화불꽃이 나선열교환관(130)의 중심부위를 지나면서 일차적으로 나선열교환관(130)을 가열시킨 후 불꽃반사와류수단(140)에 의해 반사 및 와류되면서 나선열교환관(130)을 재 가열할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 불꽃반사와류수단(140)은 상기 버너(120)에서 분사되는 점화불꽃을 나선열교환관(130) 방향으로 유도하여 일정시간 정체될 수 있도록 하는 복수개의 불꽃유도드럼(141)이 각각 나선열교환관(130)의 양단부를 감싸면서 본체(110)의 연소실(111) 내부에 고정 결합되어 상기 불꽃유도드럼(141) 사이에 연 소실(111)과 연통되는 드럼간격홀(142)을 갖도록 형성되고, 상기 버너(120)와 인접한 일측 불꽃유도드럼(141)의 측면에는 상기 버너(120)의 점화불꽃이 통과되어 나선열교환관(130) 방향으로 분사되도록 하는 분사구(141a)가 형성되며, 상기 버너(120)의 반대편에 위치한 타측 불꽃유도드럼(141)의 내측면에는 상기 버너(120)에서 분사되어 나선열교환관(130)의 중심부를 지난 점화불꽃을 반사 및 와류시켜 다시 나선열교환관(130) 방향으로 재 분사시키는 반사와류관(143)이 간격유지핀(144)에 의해 고정 결합되어 상기 반사와류관(143)과 불꽃유도드럼(141)의 내벽 사이에 반사안내홀(145)을 갖도록 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 반사와류관(143)은 일측에서 타측으로 진행되며 직경이 확개되는 양측 개구된 콘 형상의 불꽃유입홀(143a)이 내부에 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 불꽃유도드럼(141)의 내주연에 상기 버너(120)의 점화불꽃을 나선열교환관(130)으로 유도하는 열유도판(146)이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 반사와류관(143)의 외주연에는 불꽃유입홀(143a)로 유입된 버너(120)의 점화불꽃을 나선열교환관(130) 및 불꽃유도드럼(141) 방향으로 분출하는 불꽃분출홀(143b)이 상기 불꽃유입홀(143a)과 연통되도록 다수 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 온수 보일러.
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