KR101195904B1 - 보일러 열교환기의 배관구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기와 차단된 하우징(1) 내부에, 송풍팬(F)이 설치된 송풍실(3)과; 가열기(H)가 설치된 가열실(5)과; 가열공기를 열교환실 하부에 유도하여 배분하는 배분실(7)과; 열교환기(90)가 설치된 열교환실(9)이 상기 송풍실(3)까지 순차로 연통되어 폐쇄 순환로를 형성하는 배관구조로서, 상기 열교환기(90)는 일측 하단에 일측 단부가 폐쇄된 급수관(19)과 일측 상단에 일측 단부가 폐쇄된 출수관(29)이 위치하고, 상기 급수관 일측 단부의 출수부(119)에 연결된 적어도 1개 이상의 배관파이프(91)를 수평 연장하여 수직 방향으로 적층 배관하되 적층방향과 직교하는 방향으로 감아 돌려 출수관(29)의 출수부(129)에 연결한 형성하되, 열교환기(90)의 적층배관 중간에 일정한 공간(S)을 형성한 것을 특징으로 한다.

열교환기, 배관구조, 적층배관, 댐퍼, 유로구조

Description

보일러 열교환기의 배관구조{STRUCTURE OF PIPE LAYING FOR BOILER}

본 발명은 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세히는 보일러 열효교환기의 배관구조에 관한 기술적 아이디어이다.

일반적으로 폐쇄유로를 이용한 보일러에서 열교환부의 배관구조는 열교환효율에 큰 영향을 미치게 된다.

본 발명자는 보일러의 내부 유로구조에 관한 발명을 하여 2008.11.18.자 출원번호 제10-2008-114831호(이하 '인용발명'이라 한다)로 출원한 바 있다.

상기 인용발명은 외기와 차단된 하우징 내부에, 송풍팬(F)이 설치된 송풍실(3)과; 가열기(H)가 설치된 가열실(5)과; 가열공기를 분배하는 배분실(7)과; 열교환기(P)가 설치된 열교환실(9)이 상기 송풍실(3)까지 순차로 연통되어 폐쇄 순환로를 형성하는 보일러내부의 유로구조에 있어서, 상기 송풍실과 가열실은 칸막이 상층판(20)에 형성된 제1급기공(15)으로써, 상기 가열실과 배분실은 상기 칸막이 상층판(20)에 형성된 제2급기공(25)으로써, 상기 배분실과 열교환실은 칸막이 중층판(30)에 천공된 다수의 통기공으로써, 상기 열교환실과 송풍실은 격판(10)에 천공된 다수의 통기공으로써 연통되도록 순환로를 구성하되, 상기 배분실(7)과 송풍 실(9)의 칸막이 수단을 송풍 속도에 연동하여 개폐되는 댐퍼(50)로써 형성한 것이었다.

그런데, 상기 인용발명에서는 열교환기의 배관구조(동 명세서 도 3)는 입수관(19)을 통해 부하에서 에너지를 소비한 열매체(온수)가 들어가게 되는데, 입수관 맞은 편 끝단이 막힌 구조(출수관 끝단도 동일한 구조)로서, 관 몸체에 형성된 각각의 입수분기부(119)에 직경이 작은 6개의 동관을 연결하여 동시에 열매체가 출수하도록 한 뒤 출수관(29)의 출수분기부(229)로 동시에 출수하도록 배열하도록 전후 수평방향으로 적층 배관하였다.

이러한 구조에서도 열교환효율은 높아졌지만 보다 효율을 극대화할 수 있는 방법을 연구하면서 열교환기의 배관구조를 바꾸어보기로 하였다. 그리하여 수차례의 시행착오 끝에 본 발명에서 개시하는 바와 같은 배관구조를 취할 경우 열교환효율이 현저히 높아지는 것을 확인하고 본 발명을 특허출원하기에 이르렀다.

본 발명은 본 발명자가 이미 출원한 유로구조를 가지는 인용발명에서 열교환기의 배관구조를 바꾸어 열효율을 높이는 데 있다.

본 발명은 상기의 배관구조에 적용되는 높은 효율의 흡열판의 형상과 배열을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 배관구조에서 열교환매체와 열매체의 흐름의 방향이 열교환 효율이 향상되도록 그 배열 방향을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구조는 외기와 차단된 하우징(1) 내부에, 송풍팬(F)이 설치된 송풍실(3)과; 가열기(H)가 설치된 가열실(5)과; 가열공기를 열교환실 하부에 유도하여 배분하는 배분실(7)과; 열교환기(90)가 설치된 열교환실(9)이 상기 송풍실(3)까지 순차로 연통되어 폐쇄 순환로를 형성하는 유로구조를 구비한 보일러의 열교환기에 적용된다.

본 발명에 따른 상기 열교환기(90)는 일측 하단에 일측 단부가 폐쇄된 급수관(19)과 일측 상단에 일측 단부가 폐쇄된 출수관(29)이 위치하고, 상기 급수관 일측 단부의 출수부(119)에 연결된 적어도 1개 이상의 배관파이프(91)를 수평 연장하여 수직 방향으로 적층 배관하되 적층방향과 직교하는 방향으로 감아 돌려 출수관(29)의 출수부(129)에 연결한 형성한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 열교환기(90)의 적층배관 중간에 일정한 공간(S)을 형성하도록 배관을 하게 되면 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 상기 열교환기의 배관파이프(91)는 삽입공(95)이 형성된 흡열판(93)에 삽통설치되고, 상기 흡열판(93)은 가열 공기의 진행방향과 평행하도록 수직 방향으로 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 배분실과 열교환실의 연통부인 제2급기공(25)이 입수관(19) 쪽에 위치하여 가열공기의 진행방향과 열교환매체의 진행방향이 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기 첫 번째의 과제는 청구항 1, 2에와 같은 구조에 의해 달성된다. 즉, 일측 하단에 일측 단부가 폐쇄된 급수관(19)과 일측 상단에 일측 단부가 폐쇄된 출수관(29)이 위치하고, 상기 급수관 일측 단부의 출수부(119)에 연결된 적어도 1개 이상의 배관파이프(91)를 수평 연장하여 수직 방향으로 적층 배관하되 적층방향과 직교하는 방향으로 감아 돌려 출수관(29)의 출수부(129)에 연결하거나, 더 바람직하게는 상기 열교환기(90)의 적층배관 중간에 일정한 공간(S)을 형성하도록 배관을 하였더니 열교환 효율이 향상되었다.

아울러, 배관파이프(91)를 삽입공(95)이 형성된 흡열판(93)에 삽통하고, 상기 흡열판(93)을 가열 공기의 진행방향과 평행하도록 수직 방향으로 설치하는 것이 열교환효율을 향상시켰다.

또한, 가열공기의 배분실과 열교환실의 연통부인 제2급기공(25)을 입수관(19) 쪽에 위치시켜 가열공기의 진행방향과 열교환매체의 진행방향을 일치시키는 것이 열교환효율에 좋은 영향을 미쳤다.

본 발명의 실시내용을 도면을 참고하면서 설명한다.

도 1은 본 발명을 적용한 보일러의 구조를 알기 쉽게 분해하여 도시한 것이 다.(다만, 하우징의 앞면 및 뒷면판과 흡열판 등은 생략하였다).

본 발명에 따른 보일러는 기본적으로 외기와 차단된 하우징(1) 내부에, 송풍팬(F)이 설치된 송풍실(3)과; 가열기(H)가 설치된 좌우 가열실(5)과; 가열공기를 열교환실 하부에 유도하여 배분하는 좌우 배분실(7)과; 열교환기(90)가 설치된 열교환실(9)이 상기 송풍실(3)까지 순차로 연통되어 폐쇄 순환로를 형성한 유로구조를 구비한 것이다.

본 실시예는 상기 배분실(7)과 송풍실(3)의 칸막이 수단을 송풍 속도에 연동하여 자동으로 개폐되는 좌우 댐퍼(50, 50')로써 형성한 것에 적용한 것이나, 이같은 댐퍼가 없는 구조의 보일러의 배관구조에도 적용된다.

본 발명에 따른 상기 열교환기(90)는 측면 하단에 일측 단부가 폐쇄된 급수관(19)과 동일 측면 상단에 일측 단부가 폐쇄된 출수관(29)이 위치하고, 상기 급수관 일측 단부의 출수분기부(119)에 연결된 적어도 1개 이상(본 실시예에서는 5개)의 배관파이프(91)를 구부려 수평으로 왕복 연장하여 위(수직방향)로 적층 배관하되, 도 1 및 도 5에서 보는 바와 같이 적층방향과 직교하는 방향(전방)으로 감아 출수관(29)의 출수분기부(129)에 연결하였다.

본 실시예에서는 출수관(29)을 입수관과 동일한 측면에 상하로 배치하였으나, 출수관을 반대편 상단에 두더라도 무방하다.

도 5는 좌측 하단의 입수분기부(119)에서 배관파이프가 나와 적층되면서 열교환기의 하부를 형성하고 중앙에 공간(S)을 형성한 뒤 다시 감아 돌아 적층되면서 열교환기의 상단을 형성하고 출수분기부(129)로 나오는 배관구조가 잘 드러나도록 전면만 도시한 것이다.

열교환기(90)의 중간에 형성된 공간(S)은 가열된 공기가 열교환기의 하부 적층배관을 거친 뒤 다시 혼합되어 상부에 재분배됨으로써 열교환효율을 높이는 기능을 하도록 하기 위한 것이다.

도 2의 아래 확대도는 상기 열교환기의 배관파이프(91)에 흡열판(93)이 설치된 상태를 알 수 있도록 배관의 출수분기부(119) 쪽을 크게 도시한 것이다. 흡열판(93)은 도 4에서 도시한 대로 금속판재에 파이프의 삽입공(95)을 천공하여 형성한 것으로서, 파이프(91)를 이 삽입공(95)에 끼워 설치하였다(도 3은 파이프의 기본 진행방향을 개념도로 도시한 것임).

도 2의 확대도에 도시한 바와 같이 상기 흡열판(93)의 설치방향은 상하로 세워 설치함으로써 가열 공기의 진행방향과 평행하여 흐름을 방해하지 않도록 하였다.

또한, 상기 배분실과 열교환실의 연통부인 제2급기공(25, 25')이 입수관(19) 쪽에 위치하여 가열공기의 진행방향과 열교환매체의 진행방향이 일치하도록 형성하였다.

본 실시예는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것을 뿐 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기본적인 아이디어를 구현하고 있는 것이라면 당업자가 설치조건이나 제작조건에 맞게 변경한 것이라도 본 발명의 범위에 포함되는 것은 당연하다 할 것이다.

본 발명은 전기보일러뿐 아니라 그 열원을 가스 또는 유류, 석탄 등 그 밖의 어떠한 연료를 사용하는 보일러(열교환기)구조에 적용될 수 있고, 다른 구조의 열교환기에서도 응용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기보일러의 사시도

도 2는 도 1의 정면도

도 3은 본 발명의 배관 전면 간략도

도 4는 본 발명의 일 구성인 흡열판의 구조도

도 5는 본 발명에 따른 열교환기 배관의 측면 간략도

*도면의 주요부호에 대한 설명*

1 하우징 3 송풍실

5 가열실 6 제어실

7 배분실 9 열교환실

15 제1급기공 19 입수관

25,25' 제2급기공 29 출수관

50 댐퍼 90 열교환기

119 급수분기부 229 출수분기부

F 송풍팬 H 전열부

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 하우징(1) 내부 상부에 송풍팬(F)이 설치된 송풍실(3)과; 상기 송풍실 좌우에 가열기(H)가 설치된 가열실(5)과; 상기 가열실(5) 직하부의 하우징 내부 양측에 가열공기를 열교환실 하부에 유도하여 배분하는 배분실(7)과; 상기 송풍실 및 가열실 하부에 열교환기(90)가 설치된 열교환실(9)이 상기 송풍실(3)까지 순차로 연통되어 폐쇄 순환로를 형성하는 유로구조를 구비하며,

   상기 열교환기(90)는 일측 하단에 일측 단부가 폐쇄된 급수관(19)과 일측 상단에 일측 단부가 폐쇄된 출수관(29)이 위치하고, 상기 급수관 일측 단부의 입수분기부(119)에 연결된 적어도 1개 이상의 배관파이프(91)를 수평 연장하여 수직 방향으로 적층 배관하되 적층방향과 직교하는 방향으로 감아돌려 출수관(29)의 출수분기부(129)에 연결 형성되며,

   상기 열교환기(90)는 적층배관 중간에 일정한 공간(S)이 형성된 배관이며,

   상기 열교환기의 배관파이프(91)는 삽입공(95)이 형성된 복수의 흡열판(93)에 삽통설치되고, 상기 흡열판(93)은 가열 공기의 진행방향과 평행하도록 수직 방향으로 설치되며,

   상기 배분실과 열교환실의 연통부인 제2급기공(25,25')이 상기 양측 배분실 하단에 형성된 것을 특징으로 하는 보일러 열교환기의 배관구조

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