KR100857001B1 - 콘덴싱보일러의 열교환기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴싱보일러의 열교환기구조에 관한 것으로, 열교환기 내부로 형성되는 열교환파이프 하부측에 형성되는 격막 몸체에 열교환파이프와 순환구성을 갖는 열교환수관을 형성하여 열효율을 향상시킬 수 있도록 발명된 것이다.

본 발명의 구성은 연소가스가 하향식으로 배출되게 설치되는 버너부(10)에서 발생되는 열에 의해 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열하여 난방수 또는 온수로 제공할 수 있도록, 버너부(10)의 외측으로는 열교환파이프(20)가 구비되고, 상기 열교환파이프(20)의 하단부에는 격막(30)이 구비되는 열교환기(40) 구성에 있어서;

상기 격막(30) 몸체는 열교환파이프(20)의 내부 일측과 타측을 상호 연결시켜 열교환파이프(20) 순환구성을 유도할 수 있는 열교환수관(34)으로 구성되어 달성된다.

Description

콘덴싱보일러의 열교환기 구조{Heat Exchanger Structure of Condensing Boiler}

도 1은 본 발명이 적용된 콘덴싱 보일러의 열교환기 구성을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명 구성에 의해 열교환파이프의 하부로 본 발명인 열교환수관 및 바이패스수단이 격막에 형성된 구성을 도시한 단면도.

도 3은 본 발명 구성인 열교환수관 및 바이패스수단이 격막에 형성된 구성을 도시한 요부확대 단면도.

도 4는 종래 콘덴싱 열교환기 구성을 도시한 개략 단면도.

*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 - 버너부 20 - 열교환파이프

21 - 경사면 30 - 격막

31 - 바이패스수단 32 - 연통홀

33 - 접속관 34 - 열교환수관

40 - 열교환기

본 발명은 콘덴싱보일러의 열교환기구조구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환기 내부로 형성되는 열교환파이프 하부측에 형성되는 격막 몸체에 열교환파이프와 순환구성을 갖는 열교환수관을 형성하여 열효율을 향상시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 콘덴싱 보일러는 열교환기의 윗면 또는 측면에 버너를 설치하여 연소가스 흐름을 하향식으로 하고 그 온도를 노점온도 이하로 하여 응축 열교환이 용이하도록 설계된 보일러이다.

이와 같은 콘덴싱 보일러(응축 열흡수형 보일러)는 분젠식 보일러와 달리 다공 또는 메탈 파이버 버너의 예혼합 방식을 채택하고 화염면 직후에 열교환기를 설치하여 질소화합물(Nox) 발생을 억제하고 일산화탄소(CO)의 배출량도 적어 환경 친화적인 보일러라 할 수 있는데, 그 원리는 1차로 현열을 흡수하고 2차로 배기가스로 배출되는 잠열을 흡수하는 형태를 가지므로써 일반 보일러의 배기가스 온도가 150 ~ 260^oC 인데 비해 응축열흡수형 보일러는 50 ~ 100^oC 정도로 열을 회수하여 95% 이상의 높은 효율을 얻을 수 있다.

그리고 통상적인 보일러의 열교환기 구성은 버너부를 통해 가열되어 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 및 급탕에 필요한 물로 전환하 는 것으로, 대부분의 열교환기는 소정 용적을 갖도록 제작된 함체내에 수개의 열교환핀을 적층 형태로 배치하고, 이들 열교환핀에 직교방향으로는 그 내부로 수개의 파이프를 설치하되, 이 파이프로 난방수 또는 온수가 흐르도록 형성하고, 상기 열교환기의 저부로는 버너가 설치되는 구성으로 되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래 콘덴싱 보일러의 구성에서 버너부를 통한 열원으로 온수를 생성시키는 열교환파이프 저면으로는 하향연소 구성을 위한 격막이 설치된다.

그러나, 상기 종래 콘덴싱 보일러의 격막 구성은 도 4에서 도시한 바와 같이 단순히 판형상으로 형성되어 열교환파이프 상,하부를 격리시켜 배기가스 유로를 변경시키는 역할만을 수행하므로, 격막을 통한 열 활용이 불가능한 문제점이 있었다.

즉, 콘덴싱 보일러의 구성상 필요한 격막 구성에 단순히 판상의 차단 기능만을 수행하므로, 열효율 증대를 위한 다양한 활용성이 저하되는 폐단이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 열교환기 내부로 형성되는 열교환파이프 하부측에 형성되는 격막 몸체에 열교환파이프와 순환구성을 갖는 열교환수관을 형성하여 열효율을 향상시킬 수 있도록 한 콘덴싱보일러의 열교환기구조를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품의 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 콘덴싱보일러의 열교환기 구조를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 연소가스가 하향식으로 배출되게 설치되는 버너부(10)에서 발생되는 열에 의해 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열하여 난방수 또는 온수로 제공할 수 있도록, 버너부(10)의 외측으로는 열교환파이프(20)가 구비되고, 상기 열교환파이프(20)의 하단부에는 격막(30)이 구비되는 열교환기(40) 구성에 있어서;

상기 격막(30) 몸체는 열교환파이프(20)의 내부 일측과 타측을 상호 연결시켜 열교환파이프(20) 순환구성을 유도할 수 있는 열교환수관(34)으로 구성되어 달성된다.

따라서, 본 발명인 콘덴싱보일러의 열교환기구조는 열교환파이프(20)의 내측 하부로 구성되는 격막(30) 몸체에 열교환파이프(20)의 일측과 타측부를 상호 연통시키면서 격막(30)을 통한 접촉으로 열효율을 증대시킬 수 있는 열교환수관(34)이 형성되므로, 버너부(10)를 통해 온도가 상승된 격막(30)과 접촉되면서 순환되어 열효율을 극대화시키고 비등을 방지할 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 신뢰성 및 상품성을 증대시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용된 콘덴싱 보일러의 열교환기 구성을 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명 구성에 의해 열교환파이브의 하부로 본 발명인 열교환수관 및 바이패스수단이 격막에 형성된 구성을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명 구성인 열교환수관 및 바이패스수단이 격막에 형성된 구성을 도시한 요부확대 단면도이다.

도 4는 종래 콘덴싱 열교환기 구성을 개략 단면도로 도시하고 있다.

즉, 도 1 ~ 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명인 콘덴싱보일러의 열교환기구조는 열교환기 구성에서 열교환파이프 하부로 형성되는 격막몸체에 열교환수관단을 형성하여 보일러의 전체 열효율을 증대시킬 수 있도록 구성된 것이다.

그리고, 본 발명 구성에서 상기 열교환파이프(20)의 내측 하부방향에 형성되는 격막(30) 몸체에는 열교환수관(34)이 형성된다.

상기 열교환수관(34)은 즉, 도 3에서 도시한 바와 같이 열교환파이프(20)의 상,하부를 격리시키는 구성의 격막(30) 몸체내부로 연통홀(32)을 형성하면서, 일측과 타측으로는 열교환파이프(20)의 일측과 타측을 상호 연결시킬 수 있는 접속관(33)을 형성하여 버너부(10)를 통해 상승된 격막(30)의 열원을 열교환수관(34)인 격막(30)을 통해서 순환시켜 열효율을 극대화 시킬 수 있는 것이다.

이는 즉, 버너부(10)를 통해 상승된 격막(30)의 열원을 열교환수관(34)이 적용된 격막(30)의 몸체 내부 연통홀(32)과 접속관(33)이 열교환파이프(20)의 일측과 타측을 상호 연계시키면서 온수를 순환시킬 수 있는 구성이므로, 온수 생성 시간을 단축시킬 수 있는 동시에 연료비도 저감시킬 수 있는 것이다.

그리고, 상기 격막(30)에 적용되는 열교환수관(34)은 격막(30)의 열원을 이용하는 구성 이외에 바이패스수단(31)의 구성으로 적용시켜 사용할 수 있으며 이 또한 본 발명에 포함된다.

또한, 상기 열교환수관(34)은 응축수의 드레인 처리 효율 향상을 위하여 소정의 경사도를 갖도록 구성하여 사용하는 바람직하다.

한편, 상기 열교환파이프(20)의 중심부로 위치되는 열교환파이프(20)는 버너부(10)를 중심으로, 버너부(10)의 중심방향을 향하도록 몸체 외측에서 내측으로 소정의 경사면(21)을 갖고 권취되는 구성으로 형성된다.

상기 버너부(10)의 외측으로 권취되는 구성의 열교환파이프(20)는 도면에서 도시한 바와 같이 가로배치 구성으로 형성되는 열교환기 구성에서 수직상태의 버너부(10) 외측에서 일정거리 이격되면서 헬리컬 타입으로 권취되게 형성된다.

또한, 상기 버너부(10)의 하부로는 격막(30)이 열교환파이프(20) 내측으로 형성되면서 버너부(10)에서 발생되는 열원을 양측으로 이동시키는 역활을 한다.

한편, 본 발명 구성에서 열교환파이프(20)는 수직상태로 형성되는 버너부(10)의 중심방향을 향하도록, 몸체 외측에서 내측으로는 소정의 경사도(R1)를 갖는 경사면(21)이 형성된다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이 헬리컬 타입의 구성으로 권취되게 형성되는 열교환파이프(20)의 몸체가 열교환파이프(20)의 중앙중심에 수직방향으로 형성된 버너부(10)의 중심방향을 향하도록, 외측에서 내측으로 소정 경사도(R1)을 갖도록 형성되므로, 보일러 구동시 발생되는 응축수 드레인 처리효율을 경사면(21)에 의해 보다 쉽게 처리할 수 있는 것이다.

또한, 종래 도 4에서 도시한 바와 같이 수평상태로 열교환파이프(20)가 형성되므로 써 발생되던 열적불균형 및 비등에 의한 균일한 열분포 확보가 어려운 문제점을 본 발명 구성에서 열교환파이프(20)가 외측에서 내측으로 소정 경사면(21)을 갖도록 형성되므로 써, 이러한 종래 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 열교환파이프(20)는 원형 또는 다각형 및 타원형의 구성 및 주름관 형태로 형성가능하며, 제품의 성격 및 특성 등에 따라서는 열교환파이프(20)의 형상 및 경사면(21)의 설정 각도 등을 다양하게 설정하여 사용할 수 있는 것이며, 이러한 구성 또한 본 발명에 포함됨을 밝혀둔다.

따라서, 본 발명의 구성에서 가장 중요한 특징은 콘덴싱 보일러의 열교환기 구성에서 열교환파이프(20)의 하부로 형성되는 격막(30) 몸체에 열교환파이프(20) 일측과 타측부로 순환하면서 열효율을 증대시킬 수 있는 열교환수관(34)을 형성하여 불필요한 열손실을 방지하면서 연료저감 및 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 것이다.

그리고, 바이패스수단(31)을 통해 비등방지 및 열적균형을 유도할 수 있는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 열교환기의 격막 몸체에 열교환수관이 형성되므로, 격막을 통한 열효율을 증대시킬 수 있다.

그리고, 열교환파이프의 몸체에 형성되는 경사면에 의해 열적평형유지 및 응축수의 드레인 처리를 촉진시킬 수 있다.

또한, 일정한 경사각을 갖으면서 헬리컬 타입의 하향 연소구조로 형성되므로, 균일한 열분호에 따른 열효율 향상 및 가로배치 구성에 따른 원가절감은 물론 A/S 편의성을 향상시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 제품의 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 연소가스가 하향식으로 배출되게 설치되는 버너부(10)에서 발생되는 열에 의해 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열하여 난방수 또는 온수로 제공할 수 있도록, 버너부(10)의 외측으로는 열교환파이프(20)가 구비되고, 상기 열교환파이프(20)의 하단부에는 격막(30)이 구비되는 열교환기(40) 구성에 있어서;

   상기 격막(30) 몸체는 열교환파이프(20)의 내부 일측과 타측을 상호 연결시켜 열교환파이프(20) 순환구성을 유도할 수 있는 열교환수관(34)으로 구성됨을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 열교환기구조.
2. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 열교환수관(34)은 열교환파이프(20)의 내측 하부방향에 형성되는 격막(30) 몸체내부로 연통홀(32)을 형성하면서, 일측과 타측으로는 열교환파이프(20)의 일측과 타측을 상호 연결시킬 수 있는 접속관(33)으로 구성됨을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 열교환기구조.
3. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 열교환수관(34)은 비등방지 및 열적평형을 유도할 수 있는 바이패스수단(31)으로 형성함을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 열교환기구조.
4. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 열교환파이프(20)는 열교환파이프(20)의 중심부로 위치되는 버너부(10)를 중심으로, 버너부(10)의 중심방향을 향하도록 몸체 외측에서 내측으로 소정의 경사면(21)을 갖고 권취되는 구성으로 형성됨을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 열교환기구조.
5. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 열교환수관(34)은 응축수의 드레인 처리 효율 향상을 위하여 소정의 경사도를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 콘덴싱보일러의 열교환기구조.

Images