KR101152661B1

KR101152661B1 - 전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러

Info

Publication number: KR101152661B1
Application number: KR1020100104076A
Authority: KR
Inventors: 원종암
Original assignee: 원종암
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2012-06-15
Also published as: KR20120042393A

Abstract

본 발명은 전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러에 관한 것으로서, 특히 열 교환이 우수한 본 출원인의 선출원 기술을 이용하되, 원통형 통체(10) 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(11)을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로(12)를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로(12)를 따라 유리관(16) 내부에 헬륨가스와 전열선(17)이 내장된 적어도 하나 이상의 히터부(15)을 나선형으로 설치하여 상기 열교환관(11)으로 순환되는 열매체를 가열하는 열매체 가열탱크(100)와; 원통형 통체(20) 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(21)을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로(22)를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로(22)에 열매체 가열탱크에서 가열된 열매체를 순환시켜 코일형 열교환관(22)을 순환하는 온수 및 난방수를 가열하는 온수 및 난방수 가열탱크(200)를 병렬 구성하여 제공하므로 코일형 열교환관을 따라 순환되는 열매체를 전열방식에 의해 전체적으로 그리고 효과적으로 가열하고, 상기 가열된 열매체에 의해 다시 코일형 열교환관을 따라 순환되는 온수 및 난방수를 가열하므로 온수 및 난방수의 가열 효과를 극대화함은 물론 컴팩트한 구조로 공간 효율성을 극대화하는데 그 특징이 있다.

Description

전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러{A boiler using heat exchanger of heating method several story coil type}

본 발명은 코일형 열교환기를 이용한 보일러에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열 교환이 우수한 본 출원인의 선출원 기술인 코일형 열교환기를 이용하되, 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 열매체를 전열방식에 의해 전체적으로 그리고 효과적으로 가열하고, 상기 가열된 열매체에 의해 다시 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 온수 및 난방수를 가열하므로 온수 및 난방수의 가열 효과를 극대화함은 물론 컴팩트한 구조로 공간 효율성을 극대화하는 전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러 등에서 난방수 및 온수 공급을 위해 열교환 기술이 적용된다.

이러한 열교환 기술은 가열수단에 의하여 가열탱크 혹은 코일형 가열관 내부를 순환하는 물을 가열하여 제공하는 것이다.

특히, 종래 코일형 가열관은 단일의 가열관을 나선형으로 설치하여 제공하므로 열 교환 효율이 저하되기 때문에 상기 나선형 가열관의 직경을 크게 하거나 길이를 길게 형성하여야 하므로 열교환기의 사이즈가 커지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 출원인은 특허출원 제2003-28557호에 복층 코일형 가열식 열교환기를 선 출원하여 등록받은 바 있다.

이는, 원통형 통체 내부에 다수의 코일형 열교환관을 내외측에 상호 맞닿은 형태로 격벽을 이루며 상하로 나선 형태로 설치하되, 상기 다수의 코일형 열교환관은 내,외측 공급수의 유속이 동일하게 흐르도록 내측에서 외측으로 갈수록 관의 직경을 순차적으로 크게 형성하여 이루는 것이다.

이러한 열교환기는 다수의 코일형 열교환관으로 공급수를 순환시키면서 하부 버너의 화염과 열기가 코일형 열교환관에 의해 형성된 나선 방향의 공간을 따라 상승하면서 열교환 시간을 길게 확보함과 함께 열교환 면적을 최대화하여 열 교환 효율을 극대화하고, 열교환기의 사이즈도 컴팩트하게 구성할 수 있게 되는 것이다.

그러나 상기한 본 출원인의 선 출원 열교환기의 경우에 버너의 화염과 열기에 의해 코일형 열교환관을 가열하기 때문에 버너의 화염과 열기의 순환이 원활하지 못한 경우에 버너에 인접한 부분에만 가열 효과가 집중되므로 전체적인 가열 효과가 저하되어 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 출원인은 상기한 바와 같이 열교환 효율이 우수한 본 출원인의 선 출원 기술을 응용하되, 열교환 효율을 더욱 극대화하고자 연구 노력하였다.

본 발명은 상기한 종래 기술 및 본 출원인에 의해 선 출원된 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 열 교환이 우수한 본 출원인의 선출원 기술인 코일형 열교환기를 이용하되, 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 열매체를 전열방식에 의해 전체적으로 그리고 효과적으로 가열하고, 상기 가열된 열매체에 의해 다시 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 온수 및 난방수를 가열하므로 온수 및 난방수의 가열 효과를 극대화함은 물론 컴팩트한 구조로 공간 효율성을 극대화하도록 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 원통형 통체 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로를 따라 유리관 내부에 헬륨가스와 전열선이 내장된 적어도 하나 이상의 히터부을 나선형으로 설치하여 상기 열교환관으로 순환되는 열매체를 가열하는 열매체 가열탱크와; 원통형 통체 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로에 열매체 가열탱크에서 가열된 열매체를 순환시켜 코일형 열교환관을 순환하는 온수 및 난방수를 가열하는 온수 및 난방수 가열탱크를 병렬 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 온수 및 난방수 가열탱크는 코일형 열교환관에서 내측 위치의 열교환관에 온수를 순환 공급하고, 외측 위치의 열교환관에 난방수를 순환공급하도록 구분 형성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 열 교환이 우수한 본 출원인의 선출원 기술인 코일형 열교환기를 이용하되, 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 열매체를 전열방식에 의해 전체적으로 그리고 효과적으로 가열하는 열매체 가열탱크와, 상기 가열된 열매체에 의해 다시 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 온수 및 난방수를 가열하는 온수 및 난방수 가열탱크를 병렬 구성하여서 상기 온수 및 난방수의 가열 효과를 극대화함은 물론 컴팩트한 구조로 공간 효율성을 극대화하도록 제공하는 이점을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도.
도 2는 본 발명 열매체 가열탱크의 요부 발췌도.
도 3은 본 발명 온수 및 난방수 가열탱크의 요부 발췌도.
도 4는 도 3의 사시도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명은 원통형 통체 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로를 형성하도록 나선형으로 설치하는 본 출원인의 선 출원 기술을 응용한 것이다.

즉, 본 발명의 전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형 통체(10) 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(11)을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로(12)를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로(12)를 따라 유리관(16) 내부에 헬륨가스와 전열선(17)이 내장된 적어도 하나 이상의 히터부(15)을 나선형으로 설치하여 상기 열교환관(11)으로 순환되는 열매체를 가열하는 열매체 가열탱크(100)와;

원통형 통체(20) 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(21)을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로(22)를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로(22)에 열매체 가열탱크에서 가열된 열매체를 순환시켜 코일형 열교환관(21)을 순환하는 온수 및 난방수를 가열하는 온수 및 난방수 가열탱크(200)를 병렬 구성하여 이루어진다.

이때, 상기 온수 및 난방수 가열탱크(200)는 코일형 열교환관(21)에서 내측 위치의 열교환관에 온수를 순환 공급하고, 외측 위치의 열교환관에 난방수를 순환공급하도록 구분되게 구성한다.

즉, 상기 코일형 열교환관(21)이 도면에서와 같이 6개의 관으로 구성된 경우에 내측 3개의 관(21a)은 온수를 순환 공급하고, 외측 위치의 3개의 관(21b)은 난방수를 순환 공급하도록 구성한다.

그리고, 상기 열매체 가열탱크(100)와 온수 및 난방수 가열탱크(200)의 코일형 열교환관은 열전도 효율이 우수한 동관 등으로 형성함이 바람직하다.

또한, 상기 코일형 열교환관(11)(21)은 내측에서 외측으로 갈수록 직경이 점차 커지도록 구성하므로 내측 위치의 관과 외측 위치의 관에서 순환되는 열매체나 온수 및 난방수의 유속을 동일하게 흐르도록 제공하게 되는 것이다.

또한, 상기 열매체는 물이나 그 밖에 가열 및 전열 효과가 우수한 다양한 매체를 이용할 수 있음은 물론이다.

미설명부호로서, 13은 원통형 통체 내부 중앙에 설치되는 지지관, 10a,20a,20a'는 유입구, 10b,20b,20b'는 유출구를 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명은 열매체 가열탱크(100)에서 열매체를 가열한 후 상기 가열된 열매체에 의해 온수 및 난방수 가열탱크(200)에서 온수 및 난방수를 가열 제공하는 것이다.

즉, 열매체 가열탱크(100) 내부에 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(11)을 서로 밀착하여 나선형으로 설치한 상기 열교환관(11)으로 열매체를 순환시킨다.

그리고 상기 코일형 열교환관(11)에 의해 형성되는 나선형 안내로(12)를 따라 유리관(16) 내부에 헬륨가스와 전열선(17)이 내장된 복수의 히터부(15)를 설치하기 때문에 상기 코일형 열교환관(11)을 전열방식에 의해 전체적으로 고르게 가열하여 내부 열매체를 효과적으로 가열하게 되는 것이다.

이와 같이 가열된 열매체는 온수 및 난방수 가열탱크(200)로 공급된다.

그리고 상기 온수 및 난방수 가열탱크(200)의 내부에 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(21)을 서로 밀착하여 나선형으로 설치한 상기 열교환관(21)으로 온수 및 난방수를 순환시킨다.

이때, 상기 온수 및 난방수 가열탱크(200)로 공급된 가열된 열매체는 상기 코일형 열교환관(21)에 의해 형성되는 나선형 안내로(22)를 따라 이동하면서 열교환관(21)과의 열교환에 의해 내부의 온수 및 난방수를 효과적으로 가열하게 되는 것이다.

그리고 상기 온수 및 난방수 가열탱크(200)의 코일형 열교환관(21)은 내측 위치의 열교환관에 온수를 순환 공급하고, 외측 위치의 열교환관에 난방수를 순환공급하면서 온수 및 난방수를 동시에 효과적으로 제공하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 열 교환이 우수한 본 출원인의 선출원 기술인 코일형 열교환기를 이용하되, 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 열매체를 전열방식에 의해 전체적으로 그리고 효과적으로 가열하고, 상기 가열된 열매체에 의해 다시 원통형 통체 내부의 코일형 열교환관을 따라 순환되는 온수 및 난방수를 가열하므로 컴팩트한 구조를 갖으면서 온수 및 난방수의 가열 효과를 우수하게 제공하는 것이다.

10,20: 원통형 몸체 11,21: 열교환관
12,22: 나선형 안내로 15: 히터부
16: 유리관 17: 전열선
100: 열매체 가열탱크
200: 온수 및 난방수 가열탱크

Claims

원통형 통체(10) 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(11)을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로(12)를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로(12)를 따라 유리관(16) 내부에 헬륨가스와 전열선(17)이 내장된 적어도 하나 이상의 히터부(15)을 나선형으로 설치하여 상기 열교환관(11)으로 순환되는 열매체를 가열하는 열매체 가열탱크(100)와;
원통형 통체(20) 내부 상하로 적어도 하나 이상의 코일형 열교환관(21)을 서로 밀착하여 가로 벽체를 이룬 상태로 나선형 안내로(22)를 형성하도록 나선형으로 설치하고, 상기 나선형 안내로(22)에 열매체 가열탱크에서 가열된 열매체를 순환시켜 코일형 열교환관(21)을 순환하는 온수 및 난방수를 가열하는 온수 및 난방수 가열탱크(200)를 병렬 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러.
제1항에 있어서,
상기 온수 및 난방수 가열탱크(200)는 코일형 열교환관(21)에서 내측 위치의 열교환관에 온수를 순환 공급하고, 외측 위치의 열교환관에 난방수를 순환공급하도록 구분 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전열식 코일형 열교환기를 이용한 보일러.