KR101839437B1 - 보일러 열교환장치 - Google Patents

Abstract

본체에 구비되는 한편 일단부의 입수구로 유입된 물이 흐르면서 본체와 열 교환되어 생성된 온수가 타단부의 출수구를 통해 배출되는 유동관을 포함하는 보일러 열교환장치에 있어서, 별도의 열교환장치가 구비되어 유동관을 통해 배출되는 공기가 혼합된 물에서 상기 공기는 부력에 의해 물로부터 분리되며, 물에서 분리된 상기 공기를 유동관에 주입시켜 유입되는 물의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치가 제공된다.
본 발명의 보일러 열교환장치에 따르면, 유동관을 통해 배출되는 물을 공기분리부로 공기를 분리시켜 상기 공기를 유동관의 입수구로 주입시켜 입수구로 유입되는 물과 섞어 줌으로써 유입되는 물의 온도를 1차 상승시킨 상태로 공급하므로 고온의 난방수와 온수를 신속하게 생성 및 공급할 수 있고, 보일러 열교환장치의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

보일러 열교환장치{Heat Exchanger For Heating Boiler}

본 발명은 보일러에 구비되는 보일러 열교환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열교환장치의 효율을 향상시켜 고온의 난방수 및 온수를 신속하게 공급할 수 있도록 한 보일러 열교환장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 보일러 열교환장치의 일실시 예를 보여주는 단면 구성도로서, 이러한 구조를 갖는 종래의 열교환장치는 유동관(10) 내를 흐르는 많은 양의 물을 가열하도록 되어 있어 빠른 시간 내에 난방수를 생성하는데 한계가 있기 때문에, 고온의 난방수를 사용하기 위해서는 긴 대기 시간이 필요하므로 열교환 효율이 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 별도의 열교환장치가 구비되어 유동관을 통해 배출되는 공기가 혼합된 물을 잠시 머무르게 하여 상기 물에 혼합되어 있는 공기가 부력에 의해 상승하여 물로부터 분리되며, 상기 물에서 분리된 공기를 유동관의 입수구로 주입시켜 물의 온도를 상승시키는 보일러 열교환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본체에 구비되는 한편 일단부의 입수구로 유입된 물이 흐르면서 본체와 열 교환되어 생성된 온수가 타단부의 출수구를 통해 배출되는 유동관을 포함하는 보일러 열교환장치에 있어서, 별도의 열교환장치가 구비되어 유동관을 통해 배출되는 공기가 혼합된 물에서 상기 공기는 부력에 의해 물로부터 분리되며, 물에서 분리된 상기 공기를 유동관에 주입시켜 유입되는 물의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치가 제공된다.

또한, 별도의 상기 열교환장치는, 상기 유동관의 출수구에 설치되어 공기를 분리시키는 공기분리부와, 상기 공기분리부의 상부에 연결되어 분리된 상기 공기가 배출되는 공기배출부와, 상기 유동관의 입수구 내부에 삽입되게 구비되어 상기 유동관에 공기를 주입시키는 공기 주입부와, 상기 공기배출부와 상기 공기 주입구를 연결하는 공기이동관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치가 제공된다.

또한, 상기 공기분리부는, 일측에 상기 유동관의 출수구에서 배출되는 물이 상기 공기분리부 내부로 유입되는 온수유입구와, 타측에는 상기 온수유입구보다 낮은 위치에 형성되는 온수배출구와, 상부에는 분리된 상기 공기가 존재할 수 있는 공간인 챔버와, 상기 챔버와 연통되어 외부공기가 들어가는 연통관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치가 제공된다.

또한, 상기 유동관의 입수구 내부에 흐르는 물의 유속에 의해 상기 공기 주입부의 압력이 상기 공기배출부의 압력보다 낮게 형성됨에 따라 상기 유동관에 공기가 주입되는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치가 제공된다.

또한, 상기 공기이동관에는 상기 공기분리부와 상기 공기이동관의 내부압력을 조절하기 위한 공기압력조절장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치가 제공된다.

본 발명의 보일러 열교환장치에 따르면, 유동관을 통해 배출되는 물을 공기분리부로 공기를 분리시켜 상기 공기를 유동관의 입수구로 주입시켜 입수구로 유입되는 물과 섞어 줌으로써 유입되는 물의 온도를 1차 상승시킨 상태로 공급하므로 고온의 난방수와 온수를 신속하게 생성 및 공급할 수 있고, 보일러 열교환장치의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 보일러 열교환장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 보일러 열교환장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 보일러 열교환장치의 또 다른 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기압력조절장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 본 발명에 따른 보일러 열교환장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 보일러 열교환장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명에 따른 보일러 열교환장치를 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 보일러 열교환장치의 또 다른 일실시예를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 공기압력조절장치를 도시한 도면이다.

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 보일러 열교환장치는 본체(1) 외주면에 나선 형태로 감김 되어 유동관(200)이 구비되고, 상기 유동관(200)의 일단부의 입수구(200a)로 유입된 물이 흐르면서 본체(1)와 열 교환되어 생성된 온수가 타단부의 출수구(200b)를 통해 배출된다.

상기 보일러의 열원으로는 도면에 도시된 바와 같이 가스나 액체 연료(기름)를 연소시켜서 고열을 얻는 버너(6)뿐만 아니라, 전기를 이용하는 전기보일러도 포함된다.

상기 출수구(200b)에는 별도의 열교환장치가 구비되어 출수구(200b)를 통해 배출되는 물에 의해 공기를 분리시켜 상기 분리된 공기를 입수구(200a)에 주입시킨다.

따라서 입수구(200a)로 유입되는 물과 섞어 줌으로써 유입되는 물의 온도를 1차 상승시킨 상태로 공급하므로 고온의 난방수와 온수를 신속하게 생성 및 공급할 수 있고, 보일러 열교환장치의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 보일러 열교환장치를 제공하는 것이 본 발명의 요지이다.

별도의 상기 열교환장치는, 공기분리부(100)와, 공기배출부(110)와, 공기주입구(120) 및 공기이동관(130)으로 이루어진다.

상기 공기분리부(100)에서는 출수구(200b)에 설치되어 출수구(200b)에서 배출되는 공기가 혼합된 물이 잠시 머무르게 되며, 상기 물에 혼합되어 있는 공기는 부력에 의해 공기가 상승하여 물로부터 분리된다.

이때 상기 공기분리부(100)의 상단에 모인 공기는 압축성이므로 고압이 형성될 때에는 자체 압축이 가능하여 공기압력조절장치(140)의 역할을 대신할 수도 있다.

상기 공기분리부(100)의 일측에는 출수구(200b)에서 배출되는 물이 공기분리부(100) 내부로 유입되는 온수유입구(101)가 형성된다.

상기 공기분리부(100)의 타측에는 상기 온수유입구(101)보다 낮은 위치에 온수배출구(102)가 형성되어 유입된 물이 배출된다.

상기 공기분리부(100) 내부의 상부에는 분리된 공기가 존재할 수 있는 공간인 챔버(103)가 형성된다.

상기 챔버(103)와 연통되어 외부공기가 들어가는 연통관(104)이 구비되며, 상기 연통관(104)에는 외부공기의 흐름을 통하게 하거나 차단할 수 있는 밸브가 형성된다.

상기 챔버(103)에 존재하는 공기가 배출되도록 상기 공기분리부(100)에는 공기배출부(110)가 형성되며, 공기배출부(110)로 배출된 상기 공기는 공기이동관(130)을 통해 이동된다.

또한, 상기 공기이동관(130)은 공기 또는 불활성 가스로 채워질 수 있다.

상기 입수구(200a) 내부에 삽입되게 구비되는 공기주입부(120)로 상기 공기가 유동관(200)으로 주입되어 입수구(200a)로 유입되는 물과 섞어 줌으로써 유입되는 물의 온도를 상승시킨 상태로 공급하므로 고온의 난방수와 온수를 신속하게 생성 및 공급할 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이 상기 공기배출부(110)가 상기 공기주입부(120)보다 낮은 위치에 설치되기 때문에 확산에 의해 상기 공기이동관(130)을 따라 입수구(200a)에 공기가 주입된다.

또한, 상기 입수구(200a) 내부에 흐르는 물의 유속에 의해 상기 공기주입부(120)의 압력(P1)이 상기 공기배출부(110)의 압력(P2)보다 낮게 형성됨에 따라(P2>P1) 상기 공기이동관(130)을 따라 입수구(200a)에 공기가 주입된다.

상기 공기이동관(130)은 연소실(2) 부근에 위치하고, 본체(1)의 외주면에 나성형태로 감김 되어 구비된다. 그러므로 상기 연소실(2)에서 발생되는 열이 전달되므로 공기이동관(130)과 열교환이 발생되므로 열효율이 더욱 향상됨을 기대할 수 있다.

또한, 상기 공기이동관(130)에는 상기 공기분리부(100)와 공기이동관(130)의 내부 압력을 일정 압력으로 유지시키고, 압력변화에 의한 상기 공기분리부(100)와 상기 공기이동관(130)의 파손을 방지하기 위해서 공기 압력 조절장치(140,141)가 구비된다.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 공기 압력 조절장치(140)는 상기 공기분리부(100)의 내부 압력이 규정된 압력 이상이 되면 스프링(142)에 연결된 패킹(145)이 밀리면서 상기 공기분리부(100)와 상기 공기이동관(130)의 압력을 조절할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 보일러 열교환장치의 또 다른 일실시예를 도시한 도면이다

먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

단열챔버(160)는 외주면에 나선 형태로 감김 되는 상기 유동관(200)및 상기 공기이동관(130)을 구비하는 상기 본체(1)를 감싼다.

상기 연소실(2)에는 전기보일러 장치(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 유동관(200)의 일단부의 입수구(200a)로 유입된 물이 흐르면서 본체(1)와 열 교환되어 생성된 온수가 타단부의 출수구(200b)를 통해 배출된다.

상기 공기이동관(130)도 상기 연소실(2)에서 발생되는 열이 전달되므로 열효율이 더욱 향상됨을 기대할 수 있다.

상기 단열챔버(160) 내부에는 전기히터(170)가 더 구비되어 상기 전기히터(170)에서 발생되는 열에 의해 상기 유동관(200)과 공기이동관(130)에 열이 전달되므로 열효율이 향상됨을 기대할 수 있다.

상기 단열챔버(160)에는 일정압력유지밸브(150)가 구비되며, 상기 일정압력유지밸브(150)는 필요에 따라 고압 또는 진공을 만들 수 있다.

고압시에는 일정압력유지관(151)을 통해 공기를 흡입하여 고압을 유지시키고, 진공시에는 일정압력유지관(151)을 통해 공기를 배출하여 진공을 유지시킨다.

이에 따라 외부와의 열교환이 감소하여, 상기 유동관(200)과 상기 공기이동관(130)이 외부와의 열교환에 따른 열손실이 줄어들어 열효율이 더욱 향상되어 고온의 난방수와 온수를 신속하게 생성 및 공급할 수 있고, 보일러 열교환장치의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 본체 2 : 연소실
3 : 연통 4 : 배플
5 : 연통관 6 : 버너
100 : 공기분리부 101 : 온수유입구
102 : 온수배출구 103 : 챔버
104 : 연통관 110 : 공기배출부
120 : 공기주입부 130 : 공기이동관
140,141 : 공기압력조절장치 150 : 일정압력유지밸브
151 : 일정압력유지관 160 : 단열챔버
170 : 전기히터 10,200 : 유동관
10a,200a : 입수구 10b,200b : 출수구
P1 : 공기주입부 압력 P2 : 공기배출부 압력

Claims (5)

1. 본체에 구비되는 한편 일단부의 입수구로 유입된 물이 흐르면서 본체와 열 교환되어 생성된 온수가 타단부의 출수구를 통해 배출되는 유동관을 포함하며, 별도의 열교환장치가 구비되어 유동관의 출수구를 통해 배출되는 공기가 혼합된 물을 잠시 머무르게 하여 상기 물에 혼합되어 있는 공기가 부력에 의해 상승하여 물로부터 분리되며, 상기 물에서 분리된 공기를 유동관의 입수구로 주입시키는 보일러 열교환장치에 있어서,
   별도의 상기 열교환장치가 구비되어 유동관을 통해 배출되는 공기가 혼합된 물에서 상기 공기는 부력에 의해 물로부터 분리되며, 물에서 분리된 상기 공기를 유동관에 주입시켜 유입되는 물의 온도를 상승시키며,
   별도의 상기 열교환장치는,
   상기 유동관의 출수구에 설치되어 공기를 분리시키는 공기분리부; 와,
   상기 공기분리부의 상부에 연결되어 분리된 상기 공기가 배출되는 공기배출부; 와,
   상기 유동관의 입수구 내부에 삽입되게 구비되어 상기 유동관에 공기를 주입시키는 공기주입부; 와,
   상기 공기배출부와 상기 공기 주입구를 연결하는 공기이동관; 으로 이루어지되,
   상기 공기분리부는,
   일측에 상기 유동관의 출수구에서 배출되는 물이 상기 공기분리부 내부로 유입되는 온수유입구; 와,
   타측에는 상기 온수유입구보다 낮은 위치에 형성되는 온수배출구; 와,
   상부에는 분리된 상기 공기가 존재할 수 있는 공간인 챔버; 와,
   상기 챔버와 연통되어 외부공기가 들어가는 연통관; 으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 유동관의 입수구 내부에 흐르는 물의 유속에 의해 상기 공기 주입부의 압력이 상기 공기배출부의 압력보다 낮게 형성됨에 따라 상기 유동관에 공기가 주입되는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기이동관에는 상기 공기분리부와 상기 공기이동관의 내부압력을 조절하기 위한 공기압력조절장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보일러 열교환장치.

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