KR101962352B1 - 열풍발생수단을 구비하는 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버너 증설 없이 열 교환 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러에 관한 것이다. 본 발명은 저장조의 외측에 화염유도관으로 고온의 열풍을 공급하도록 하는 열풍발생수단을 구비하여, 버너 증설 없이, 화염유도관 및 연관의 열 교환 효율을 향상시키는 효과가 있다.

Description

열풍발생수단을 구비하는 보일러{BOILER WITH HEATING BLOWER}
본 발명은 열풍발생수단을 구비하는 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 버너 증설 없이 열 교환 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 산업용 보일러는 용량이 크고 열효율이 높기 때문에, 주로 공장 등의 산업용, 대형 빌딩이나 중앙 난방식 아파트의 난방용, 대중목욕탕용 등에 널리 사용되고 있다. 그리고 대형 빌딩이나 아파트 단지 등의 중앙난방시설이나 공장 등의 산업시설에서는 고온의 증기 또는 온수를 대량으로 공급하여야 하는 바, 대용량 고효율의 산업용 보일러가 요구된다.
도1 은 종래 보일러의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래 보일러는 내부에 수조실(10a)이 형성된 본체(10)와, 본체(10)의 내부에 설치되는 통상의 노통(16)과, 일측이 본체(10)의 일측에 설치되고 타측이 노통(16)의 내부에 배치되어 노통(16) 내부에 화염을 발생하는 버너(30)와, 노통(16)의 외측에 배치되고 노통(16)과 연통되는 복수개의 연관(20) 및 연관(20)의 타단부에 결합되는 배출부(22)로 구성된다. 그리고 본체(10)의 일측과 타측에는 물이 유입되는 유입구(12) 및 물이 배출되는 배출구(14)가 각각 형성된다.
이러한 종래의 보일러는 버너(30)로부터 발생한 화염에 의해 노통(16)의 온도가 높아지면서 노통(16)과 수조실(10a)에 수용된 물과 1차적으로 열교환되고, 화염으로부터 발생되는 연소가스가 연관(20)을 통과함에 따라 연관(20)이 가열되어 수조실(10a)에 수용된 물과 2차 열교환된다. 그리고 노통(16) 및 연관(20)과 열교환하면서 가열된 물은 본체(10)의 배출구(14)를 통해 외부의 온수공급처로 공급된다.
한편, 노통 및 연관의 열 교환 효율을 증가시키기 위해서는 버너를 증설하고, 노통 및 연관을 크게 형성해야 하는데, 이는 결국 전체 부피를 증가시키게 되어, 설치 공간을 별도로 마련해야 하는 문제점이 있다.
국내등록특허공보 제10-1484541호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 버너 증설 없이 열 교환 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 물이 수용되는 저장조와, 상기 저장조의 일단부에 구비되는 제 1 공간부와, 상기 저장조와 상기 제 1 공간부 사이를 차단시키는 제 1 차단부와, 상기 저장조의 타단부에 구비되는 제 2 공간부와, 상기 저장조와 상기 제 2 공간부 사이를 차단시키는 제 2 차단부가 구비되고, 상기 저장조의 양측에 유입부와 유출부가 구비되는 하우징; 상기 저장조의 내부에 긴 형상으로 형성되되 일단부는 상기 제 1 차단부를 관통하여 상기 제 1 공간부와 연결되고, 타단부는 상기 제 2 차단부를 관통하여 상기 제 2 공간부와 연결되는 화염유도관과, 상기 화염유도관의 내부에 설치되는 버너를 갖는 버너부재; 상기 저장조의 내주연과 상기 화염유도관 사이에 구비되되, 일단부는 상기 제 1 차단부를 관통하여 상기 제 1 공간부와 연결되고, 타단부는 상기 제 2 차단부를 관통하여 상기 제 2 공간부와 연결되는 복수 개의 연관; 및 일단부는 상기 저장조에 장착되고 타단부는 상기 저장조를 관통하여 상기 화염유도관 방향으로 열풍을 발생시키는 열풍발생수단을 포함하고, 상기 버너가 발생시키는 화염은 상기 화염유도관의 일단부 방향으로 이동된 후 상기 제 1 공간부를 지나 상기 연관으로 공급되고, 상기 열풍발생수단이 발생시키는 열풍은 상기 화염유도관으로 이동된 후 상기 제 1 공간부를 지나 상기 연관으로 공급되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 상기 열풍발생수단은 상기 저장조의 길이방향을 따라 복수 개가 병렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 상기 저장조의 외주연에 장착공이 관통 형성되고, 상기 화염유도관의 상기 장착공과 대향되는 위치에 유입공이 관통 형성되고, 상기 연관은 상기 장착공과 상기 유입공 사이를 피한 상태로 상기 저장조의 내주연과 상기 화염유도관 사이에 구비되고, 상기 열풍발생수단은: 상기 장착공과 상기 유입공을 연결시키는 외부관; 상기 장착공과 연결되는 상기 외부관의 일단부를 커버하는 외부연장부; 및 상기 외부연장부를 관통하여 상기 외부관으로 열풍을 발생하는 열풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 상기 저장조의 외주연에 장착공이 관통 형성되고, 상기 화염유도관의 상기 장착공과 대향되는 위치에 유입공이 관통 형성되고, 상기 연관은 상기 장착공과 상기 유입공 사이를 피한 상태로 상기 저장조와 상기 화염유도관 사이에 구비되고, 상기 열풍발생수단은: 상기 장착공과 상기 유입공을 연결시키는 외부관; 상기 장착공과 연결되는 상기 외부관의 일단부를 커버하는 외부연장부; 상기 외부관보다 작은 지름을 갖도록 형성되며 상기 외부관의 내부에 수용되는 내부관; 상기 화염유도관과 마주보는 상기 내부관의 일단부를 폐쇄시키는 폐쇄부; 및 상기 외부연장부를 관통하여 상기 내부관으로 열풍을 발생하는 열풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 상기 외부연장부와 이격되도록 위치된 상기 내부관의 타단부 외주연을 따라 상기 외부관의 내주연과 연결되도록 연장 형성되되, 복수 개의 관통홀이 형성되는 내부연장부; 및 각각의 상기 관통홀에서 상기 유입공 방향으로 연장되는 열관을 더 포함하고, 상기 열풍기가 상기 내부관 방향으로 배출하는 열풍은 상기 폐쇄부에 부딪힌 후 상기 외부연장부 방향으로 제 1 차 방향 전환을 하고, 이어서 상기 외부연장부에 부딪힌 후 상기 열관 방향으로 제 2 차 방향 전환을 하고, 이어서 상기 열관과 상기 유입공을 지나 상기 화염유도관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 상기 열풍기는, 상기 내부관과 마주보도록 상기 외부연장부에 형성되는 결합공에 결합되는 결합부와, 상기 내부관과 마주보는 상기 결합부의 일측에서 상기 내부관 방향을 향하도록 돌출되는 돌출관과, 상기 결합부의 타측에서 상기 돌출관으로 열풍을 공급하는 열풍공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 상기 연관의 내주연 중앙을 지나는 가상의 중심선을 기준으로 하여, 상기 연관의 내주연 일측에서 상기 중심선과 직각이 되도록 돌출 형성되는 복수 개의 제 1 열교환핀과, 상기 연관의 내주연 타측에서 상기 중심선과 직각이 되도록 돌출 형성되되 상기 제 1 열교환핀과 마주보도록 형성되는 복수 개의 제 2 열교환핀을 포함하고, 상기 제 1 열교환핀 및 상기 제 2 열교환핀의 길이방향 일측을 따라 복수 개의 제 1 볼록부와 제 1 오목부가 교호적으로 배열되도록 형성되고, 상기 제 1 열교환핀 및 상기 제 2 열교환핀의 길이방향 타측을 따라 복수 개의 제 2 볼록부와 제 2 오목부가 교호적으로 배열되도록 형성되되, 제 1 볼록부와 제 2 오목부가 상호 마주보도록 형성되고, 제 1 오목부와 제 2 볼록부가 상호 마주보도록 형성되어, 상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 오목부 사이의 간격 및 상기 제 1 오목부와 상기 제 2 볼록부 사이의 간격이 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
또한, 서로 마주보도록 위치되는 상기 제 1 열교환핀 및 상기 제 2 열교환핀 사이는 상호 이격되도록 구성되고, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 1 열교환핀의 길이는 서로 같거나 다르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 제공한다.
본 발명은 저장조의 외측에 화염유도관으로 고온의 열풍을 공급하도록 하는 열풍발생수단을 구비하여, 버너 증설 없이, 화염유도관 및 연관의 열 교환 효율을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 열풍발생수단은 부피를 많이 차지하지 않아, 설치 공간을 많이 차지하지 않게 되는 효과가 있다.
또한, 저장조에 저장된 물이 화염유도관의 외부관에 의하여 열 교환되도록 구성되므로, 열 교환 효율이 더욱 더 우수해지는 효과가 있다.
또한, 열풍기가 배출하는 열풍은 내부관 및 외부관을 따라 여러 번의 방향 전환을 진행한 후, 화염유도관으로 유입되므로, 열풍은 내부관 및 외부관에서 머무르는 시간이 더욱 길어지게 되어, 내부관 및 외부관을 더욱 가열시키게 되며, 이에 따라, 외부관과 직접 접촉되는 저장조의 물은 외부관과 열 교환 효율이 더욱 증가되어, 전체적으로 열 교환 효율이 매우 우수해지는 효과가 있다.
또한, 연관의 제 1, 2 열교환핀은 그 폭이 일정하게 형성되어, 제 1, 2 열교환핀의 열 교환 효율이 증가되는 효과가 있다.
도1 은 종래 보일러의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A' 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 열풍발생수단을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 종래 보일러의 연관 내부를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 연관 내부를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 B-B' 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 열풍발생수단을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러(50)는 하우징(100), 버너부재(200), 연관(300) 및 열풍발생수단(400)을 포함한다.
하우징(100)은 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되며 내부에 빈 공간이 구비되는 것으로, 예를 들면 원 기둥 형상으로 형성된다. 이러한 하우징(100) 내부는 길이방향 중앙에 빈 공간으로 구비되는 저장조(110)와, 저장조(110)의 상단부에 일체로 구비되는 제 1 공간부(120)와, 저장조(110)의 상단부와 제 1 공간부(120) 사이를 물리적으로 차단시키는 제 1 차단부(122)와, 저장조(110)의 하단부에 일체로 구비되는 제 2 공간부(130)와, 저장조(110)의 하단부와 제 2 공간부(130) 사이를 물리적으로 차단시키는 제 2 차단부(132)를 포함한다. 저장조(110)는 물이 최대한 많이 수용되도록 제 1, 2 공간부(120, 130)보다 큰 부피를 갖도록 형성된다. 그리고 저장조(110)의 상단부와 하단부 사이의 일측과 타측에 각각 유입부(112)와 유출부(114)가 형성된다. 그리고 유입부(112)를 통하여 저장조(110)로 공급된 냉수는 후술하는 연관(300) 및 화염유도관(210)을 통하여 온수로 가열되고, 이렇게 가열된 온수는 유출부(114)를 통하여 하우징(100)의 외부로 유출된다. 한편, 유입부(112)와 유출부(114)는 경우에 따라 그 위치가 상호 반대 방향에 형성될 수도 있을 것이다.
그리고 제 2 공간부(130)에는 배출부(140)가 더 구비될 수 있다. 배출부(140)는 제 2 공간부(130)로 이동되는 화염 등의 열기가 외부로 배출되는 것으로, 제 2 공간부(130)의 일측에 그 외측 방향으로 일체로 연장되도록 형성된다. 배출부(140)의 내부는 제 2 공간부(130)와 연통되는 배출공간부(140a)가 형성된다. 그리고 배출부(140)의 일측이 제 2 공간부(130)와 연결될 때, 배출부(140)의 타측에 배출공(142)이 형성되어, 제 2 공간부(130)로 이동되는 화염 등의 열기가 배출공간부(140a) 및 배출공(142)을 통하여 외부로 배출된다.
버너부재(200)는 저장조(110)의 내부 길이방향을 따라 길게 형성되는 화염유도관(210)과, 화염유도관(210)의 하단부에 설치되는 버너(220)를 포함한다. 화염유도관(210)은 예를 들면 저장조(110)보다 작은 지름을 갖는 원기둥 형상으로 형성되며 저장조(110)와 동일한 길이를 갖도록 형성되어, 화염유도관(210)의 상단부는 제 1 차단부(122)와 연결되고, 화염유도관(210)의 하단부는 제 2 차단부(132)와 연결된다. 이때, 화염유도관(210)의 상단부는 제 1 차단부(122)를 관통하여 제 1 공간부(120)와 연결되고, 화염유도관(210)의 하단부는 제 2 차단부(132)를 관통하여 제 2 공간부(130)와 연결된다. 버너(220)는 연료를 연소시켜서 화염을 발생시키는 일반적인 구성이다. 이러한 버너(220)는 화염유도관(210)의 하단부에 장착되며, 화염유도관(210)의 상단부 및 제 1 공간부(120) 방향으로 화염을 발생시킨다.
연관(300)은 복수 개로 구성되는 긴 관으로 형성되며, 저장조(110)의 내주연과 화염유도관(210) 사이의 공간에 구비된다. 그리고 연관(300)의 상단부는 제 1 차단부(122)와 연결되고 연관(300)의 하단부는 제 2 차단부(132)와 연결된다. 그리고 연관(300)의 상단부는 화염유도관(210)과 마찬가지로 제 1 차단부(122)를 관통하여 제 1 공간부(120)와 연결되고, 연관(300)의 하단부는 제 2 차단부(132)를 관통하여 제 2 공간부(130)와 연결된다. 그 결과, 화염유도관(210)을 지나 제 1 공간부(120)로 이동되는 화염이 연관(300)을 따라 제 2 공간부(130)로 이동된다. 이때, 화염의 열기에 의하여 연관(300)은 고온으로 가열되며, 이에 따라 저장조(110)에 저장된 물이 연관(300) 및 화염유도관(210)과 맞닿으면서 온수로 열 교환된다.
열풍발생수단(400)은 저장조(110)의 외부에 장착된 상태로 저장조(110)를 관통하여 화염유도관(210) 방향으로 열풍을 발생시키는 것으로, 저장조(110)의 양측 길이방향을 따라 복수 개가 병렬로 배열될 수 있다. 그리고 저장조(110)에 복수 개의 열풍발생수단(400)이 구비되면, 화염유도관(210)으로 고온의 열풍을 공급할 수 있어, 연관(300)의 열 교환 효율을 상승시키는 효과가 있다. 또한, 열풍발생수단(400)은 부피를 많이 차지하지 않아, 설치 공간을 많이 차지하지 않게 되는 효과가 있다.
도 4는 도 3의 A-A' 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 열풍발생수단을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 열풍발생수단(400)을 설치하기 위하여 저장조(110)의 외주연에 장착공(110a)이 관통 형성되고, 화염유도관(210)의 상기 장착공(110a)과 대향되는 위치에 유입공(212)이 관통 형성된다. 그리고 연관(300)은 상기 장착공(110a)과 상기 유입공(212) 사이를 피한 상태로 상기 저장조(110)의 내주연과 상기 화염유도관(210) 사이에 구비된다.
열풍발생수단(400)은 외부관(410), 외부연장부(412) 및 열풍기(420)를 포함한다. 외부관(410)은 예를 들면 원 기둥 형상으로 형성되며, 저장조(110)의 내주연과 화염유도관(210) 사이 공간을 가로지르도록 길게 형성되어, 그 일단부는 장착공(110a)에 연결되고 그 타단부는 유입공(212)에 연결된다. 외부연장부(412)는 장착공(110a)에 연결되는 외부관(410)의 일단부를 커버하도록 형성된다. 그리고 외부연장부(412)의 중앙에는 후술하는 결합부(422)가 결합되도록 결합공(414)이 관통 형성된다.
열풍기(420)는 외부연장부(412)의 결합공(414)에 결합되는 결합부(422)와, 유입공(212)과 마주보는 결합부(422)의 일측에서 유입공(212) 방향으로 돌출되는 돌출관(424)과, 유입공(212)의 반대 방향에 위치되는 결합부(422)의 타측에 장착되며 돌출관(424)으로 열풍을 공급하는 열풍공급부(426)를 포함한다. 열풍공급부(426)는 열풍을 공급하는 일반적인 구성으로, 예를 들면 공기가 공급되는 팬과, 상기 공기를 열풍으로 가열시키는 가열코일을 포함한다.
그리고 열풍기(420)가 발생하는 열풍은 돌출관(424)을 통하여 외부관(410)으로 공급된 후 외부관(410)과 연결된 유입공(212)을 통하여 화염유도관(210)으로 이동된다. 이때, 화염유도관(210)에는 화염이 지나가고 있으므로, 화염유도관(210)에는 화염과 열풍이 뒤섞이게 되어, 화염유도관(210)의 온도는 화염만 지나갈 때 보다 더욱 상승된다. 또한, 화염유도관(210)을 지난 화염과 열풍은 제 1 공간부(120)로 이동된 후, 연관(300)으로 이동된다. 이때, 연관(300)의 온도 또한 화염유도관(210)과 마찬가지로, 화염만 지나갈 때보다 더욱 상승된다.
이에 따라 저장조(110)에 저장된 물은 화염에 의하여 가열된 화염유도관(210) 및 연관(300)에 의하여 1차로 열 교환되고, 열풍에 의하여 가열된 화염유도관(210) 및 연관(300)에 의하여 2차로 열교환되어, 열 교환 효율이 더욱 우수해지는 효과가 있다.
또한, 외부관(410)은 저장조(110)에 위치되되 열풍에 의하여 가열되도록 구성되므로, 저장조(110)에 저장된 물은 외부관(410)에 의하여 3차로 열 교환되어, 열 교환 효율이 더욱 더 우수해지는 효과가 있다.
도 6은 종래 보일러의 연관 내부를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 연관 내부를 도시한 도면이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 종래 연관(20)의 내부에는 연관(20)의 길이방향을 따라 복수 개의 제 1 핀(22)과 제 2 핀(24)이 구비된다. 제 1 핀(22)은 연관(20)의 내주연 중앙을 지나는 가상의 중심선(L)을 기준으로 하여, 연관(20)의 내주연 일측에서 상기 중심선(L)과 직각이 되도록 돌출 형성되고, 제 2 핀(24)은 연관(20)의 내주연 타측에서 상기 중심선(L)과 직각이 되도록 돌출 형성된다. 그리고 연관(20) 내부를 따라 이동되는 화염은 제 1, 2 핀(22, 24)과 접촉되면서 접촉 면적이 넓어지게 되어, 제 1, 2 핀(22, 24)이 가열되고, 제 1, 2 핀(22, 24)은 연관(20)을 가열시키게 되어, 연관(20)은 더욱 가열된다.
한편, 제 1 핀(22)과 제 2 핀(24)의 길이방향 일측을 따라 복수 개의 제 1 볼록부(26)와 제 1 오목부(27)가 교호적으로 배열된다. 그리고 제 1 핀(22)과 제 2 핀(24)의 길이방향 타측을 따라 복수 개의 제 2 볼록부(28)와 제 2 오목부(29)가 교호적으로 배열된다. 이때, 제 1 볼록부(26)와 제 2 볼록부(28)는 서로 마주보도록 배치되고, 제 1 오목부(27)와 제 2 오목부(29)는 서로 마주보도록 배치되어, 제 1 볼록부(26)와 제 2 볼록부(28) 사이의 폭(d1)은 제 1 오목부(27)와 제 2 오목부(29) 사이의 폭(d2)보다 길게 형성된다. 그러나 열 전달율은 전열 두께에 반비례 하는데, 제 1 볼록부(26)와 제 2 볼록부(28) 사이의 제 1 폭(d1)은 제 1 오목부(27)와 제 2 오목부(29) 사이의 제 2 폭(d2)보다 두껍게 형성되므로, 제 1, 2 볼록부(26, 28)의 열 전달율이 제 1, 2 오목부(27, 29)보다 떨어지게 되는 문제점이 있다.
또한, 복수 개의 제 1, 2 핀(22, 24) 중 일부 제 1, 2 핀(22, 24)은 서로 붙어 있는데, 이렇게 붙어 있는 제 1, 2 핀(22, 24)은 연관(20)을 따라 이동되는 화염을 가로막게 되어, 화염의 이동을 제한하게 되는 문제점이 있다.
이어서, 도 7을 참조하면, 본 발명의 연관(300)의 내부에는 연관(300)의 길이방향을 따라 복수 개의 제 1 열교환핀(310)과 제 2 열교환핀(320)이 돌출 형성된다. 제 1 열교환핀(310)은 연관(300)의 내주연 중앙을 지나는 가상의 중심선(L)을 기준으로 하여, 연관(300)의 내주연 일측에서 상기 중심선(L)과 직각이 되도록 돌출 형성되고, 제 2 열교환핀(320)은 연관(300)의 내주연 타측에서 상기 중심선(L)과 직각이 되도록 돌출 형성된다. 그리고 연관(300) 내부를 따라 이동되는 화염과 열풍은 제 1, 2 열교환핀(310, 320)과 접촉되면서 접촉 면적이 넓어지게 되어, 제 1, 2 열교환핀(310, 320)이 가열되고, 제 1, 2 열교환핀(310, 320)은 연관(300)을 가열시키게 되어, 연관(300)은 더욱 가열된다.
그리고 제 1 열교환핀(310)과 제 2 열교환핀(320)의 길이방향 일측을 따라 복수 개의 제 1 볼록부(330)와 제 1 오목부(332)가 교호적으로 배열된다. 그리고 제 1 열교환핀(310)과 제 2 열교환핀(320)의 길이방향 타측을 따라 복수 개의 제 2 볼록부(336)와 제 2 오목부(334)가 교호적으로 배열된다. 이때, 제 1 볼록부(330)와 제 2 오목부(334)가 상호 마주보도록 형성되고, 제 1 오목부(332)와 제 2 볼록부(336)가 상호 마주보도록 형성되어, 제 1 볼록부(330)와 제 2 오목부(334) 사이의 제 3 폭(d3) 및 제 1 오목부(332)와 제 2 볼록부(336) 사이의 제 4 폭(d4)은 상호 동일하도록 형성된다. 이처럼 제 1 볼록부(330)와 제 2 볼록부(336)가 상호 마주보지 않도록 구성되므로, 제 3 폭과 제 4 폭은 상호 동일하게 형성되어, 제 1, 2 열교환핀(310, 320)은 그 폭이 전체적으로 일정하게 가늘게 형성된다. 이에 따라 제 1, 2 열교환핀(310, 320)의 열 전달율은 어느 위치에서나 일정하게 유지되어, 제 1, 2 열교환핀(310, 320)의 열 교환 효율이 향상되는 효과가 있다.
또한, 서로 마주보도록 위치되는 제 1 열교환핀(310) 및 제 2 열교환핀(320) 사이는 상호 이격되도록 구성되고, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 1 열교환핀(310)의 길이는 서로 같거나 다르도록 구성되므로, 연관(300)을 통과하는 화염 및 열풍은 제 1, 2 열교환핀(310, 320) 사이를 막힘 없이 지나가게 되어, 화염 및 열풍의 이동이 용이해지고, 이로 인하여 열 교환 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 내부를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 B-B' 단면을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러의 열풍발생수단을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열풍발생수단을 구비하는 보일러(52)는 상기 제 1 실시예에서 열풍발생수단(450)이 상이한 것을 제외하고는 상기 제 1 실시예와 동일하도록 구성된다. 즉, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열풍발생수단(450)을 구비하는 보일러(52)는 하우징(100), 버너부재(200), 연관(300) 및 열풍발생수단(450)을 포함한다.
열풍발생수단(450)은 외부관(460), 외부연장부(462), 내부관(470), 폐쇄부(472), 내부연장부(474), 열관(480) 및 열풍기(490)를 포함한다. 외부관(460)은 예를 들면 원 기둥 형상으로 형성되는 것으로, 그 일단부는 장착공(110a)에 연결되고 그 타단부는 유입공(212)에 연결된다. 외부연장부(462)는 장착공(110a)과 연결되는 외부관(460)의 일단부를 커버하도록 형성된다. 그리고 후술하는 내부관(470)과 마주보는 외부연장부(462)의 중앙에는 열풍기(490)의 결합부(492)가 결합되도록 결합공(464)이 관통 형성된다.
내부관(470)은 예를 들면 외부관(460)보다 작은 지름을 갖는 원 기둥 형상으로 형성된다. 그리고 내부관(470)의 길이는 외부관(460)보다 작도록 형성되어 내부관(470)은 외부관(460)의 내부에 수용된다. 폐쇄부(472)는 화염유도관(210)과 마주보는 내부관(470)의 일단부를 폐쇄시킨다. 내부연장부(474)는 외부연장부(462)와 이격되도록 위치된 내부관(470)의 타단부 외주연을 따라 외부관(460)의 내주연과 연결되도록 연장 형성된다. 그리고 내부연장부(474)의 일면에는 그 원주를 따라 후술하는 열관(480)이 연결되도록 복수 개의 관통홀(474a)이 형성된다.
열관(480)은 원 기둥 형상으로 형성되며 내부관(470)과 외부관(460) 사이에 복수 개가 병렬로 배열된다. 그리고 열관(480)의 일단부는 관통홀(474a)에 연결되고 열관(480)의 타단부는 유입공(212) 방향으로 연장되도록 형성된다. 열풍기(490)는 외부연장부(462)의 결합공(464)에 결합되는 결합부(492)와, 내부관(470)과 마주보는 결합부(492)의 일측에서 내부관(470) 방향을 향하도록 돌출되는 돌출관(494)과, 내부관(470)의 반대 방향에 위치되는 결합부(492)의 타측에 장착되며 돌출관(494)으로 열풍을 공급하는 열풍공급부(496)를 포함한다.
그리고 열풍기(490)가 내부관(470) 방향으로 배출하는 열풍은 폐쇄부(472)에 부딪힌 후 외부연장부(462) 방향으로 제 1 차 방향 전환을 하고, 이어서 외부연장부(462)에 부딪힌 후 열관(480) 방향으로 제 2 차 방향 전환을 하고, 열관(480)과 유입공(212)을 지나 화염유도관(210)으로 유입된다. 이처럼 열풍기(490)가 배출하는 열풍은 두 번의 방향 전환을 진행한 후 화염유도관(210)으로 유입되므로, 내부관(470) 및 외부관(460)에서 머무르는 시간이 더욱 길어지게 되고, 내부관(470) 및 외부관(460)과 접촉되는 면적 또한 많아지게 되어, 내부관(470) 및 외부관(460)은 열풍에 의하여 더욱 가열된다. 이에 따라, 외부관(460)과 직접 접촉되는 저장조(110)의 물은 외부관(460)과 열 교환 효율이 더욱 증가되어, 전체적으로 열 교환 효율이 매우 우수해지는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
50, 52: 보일러
100: 하우징 110: 저장조
110a: 장착공 112: 유입부
114: 유출부 120: 제 1 공간부
122: 제 1 차단부 130: 제 2 공간부
132: 제 2 차단부 140: 배출부
140a: 배출공간부 142: 배출공
200: 버너부재 210: 화염유도관
212: 유입공 220: 버너
300: 연관 L: 중심선
310: 제 1 열교환핀 320: 제 2 열교환핀
330: 제 1 볼록부 332: 제 1 오목부
334: 제 2 오목부 336: 제 2 볼록부
400: 열풍발생수단 410: 외부관
412: 외부연장부 414: 결합공
420: 열풍기 422: 결합부
424: 돌출관 426: 열풍공급부
450: 열풍발생수단 460: 외부관
462: 외부연장부 464: 결합공
470: 내부관 472: 폐쇄부
474: 내부연장부 474a: 관통홀
480: 열관 490: 열풍기
492: 결합부 494: 돌출관
496: 열풍공급부

Claims (8)

  1. 내부에 물이 수용되는 저장조와, 상기 저장조의 일단부에 구비되는 제 1 공간부와, 상기 저장조와 상기 제 1 공간부 사이를 차단시키는 제 1 차단부와, 상기 저장조의 타단부에 구비되는 제 2 공간부와, 상기 저장조와 상기 제 2 공간부 사이를 차단시키는 제 2 차단부가 구비되고, 상기 저장조의 양측에 유입부와 유출부가 구비되는 하우징;
    상기 저장조의 내부에 긴 형상으로 형성되되 일단부는 상기 제 1 차단부를 관통하여 상기 제 1 공간부와 연결되고, 타단부는 상기 제 2 차단부를 관통하여 상기 제 2 공간부와 연결되는 화염유도관과, 상기 화염유도관의 내부에 설치되는 버너를 갖는 버너부재;
    상기 저장조의 내주연과 상기 화염유도관 사이에 구비되되, 일단부는 상기 제 1 차단부를 관통하여 상기 제 1 공간부와 연결되고, 타단부는 상기 제 2 차단부를 관통하여 상기 제 2 공간부와 연결되는 복수 개의 연관; 및
    일단부는 상기 저장조에 장착되고 타단부는 상기 저장조를 관통하여 상기 화염유도관 방향으로 열풍을 발생시키는 열풍발생수단을 포함하고,
    상기 버너가 발생시키는 화염은 상기 화염유도관의 일단부 방향으로 이동된 후 상기 제 1 공간부를 지나 상기 연관으로 공급되고,
    상기 열풍발생수단이 발생시키는 열풍은 상기 화염유도관으로 이동된 후 상기 제 1 공간부를 지나 상기 연관으로 공급되고,
    상기 저장조의 외주연에 장착공이 관통 형성되고, 상기 화염유도관의 상기 장착공과 대향되는 위치에 유입공이 관통 형성되고,
    상기 연관은 상기 장착공과 상기 유입공 사이를 피한 상태로 상기 저장조와 상기 화염유도관 사이에 구비되고,
    상기 열풍발생수단은:
    상기 장착공과 상기 유입공을 연결시키는 외부관;
    상기 장착공과 연결되는 상기 외부관의 일단부를 커버하는 외부연장부;
    상기 외부관보다 작은 지름을 갖도록 형성되며 상기 외부관의 내부에 수용되는 내부관;
    상기 화염유도관과 마주보는 상기 내부관의 일단부를 폐쇄시키는 폐쇄부; 및
    상기 외부연장부를 관통하여 상기 내부관으로 열풍을 발생하는 열풍기를 포함하고,
    상기 외부연장부와 이격되도록 위치된 상기 내부관의 타단부 외주연을 따라 상기 외부관의 내주연과 연결되도록 연장 형성되되, 복수 개의 관통홀이 형성되는 내부연장부; 및
    각각의 상기 관통홀에서 상기 유입공 방향으로 연장되는 열관을 더 포함하고,
    상기 열풍기가 상기 내부관 방향으로 배출하는 열풍은 상기 폐쇄부에 부딪힌 후 상기 외부연장부 방향으로 제 1 차 방향 전환을 하고, 이어서 상기 외부연장부에 부딪힌 후 상기 열관 방향으로 제 2 차 방향 전환을 하고, 이어서 상기 열관과 상기 유입공을 지나 상기 화염유도관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열풍발생수단은 상기 저장조의 길이방향을 따라 복수 개가 병렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열풍기는,
    상기 내부관과 마주보도록 상기 외부연장부에 형성되는 결합공에 결합되는 결합부와, 상기 내부관과 마주보는 상기 결합부의 일측에서 상기 내부관 방향을 향하도록 돌출되는 돌출관과, 상기 결합부의 타측에서 상기 돌출관으로 열풍을 공급하는 열풍공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연관의 내주연 중앙을 지나는 가상의 중심선을 기준으로 하여, 상기 연관의 내주연 일측에서 상기 중심선과 직각이 되도록 돌출 형성되는 복수 개의 제 1 열교환핀과, 상기 연관의 내주연 타측에서 상기 중심선과 직각이 되도록 돌출 형성되되 상기 제 1 열교환핀과 마주보도록 형성되는 복수 개의 제 2 열교환핀을 포함하고,
    상기 제 1 열교환핀 및 상기 제 2 열교환핀의 길이방향 일측을 따라 복수 개의 제 1 볼록부와 제 1 오목부가 교호적으로 배열되도록 형성되고, 상기 제 1 열교환핀 및 상기 제 2 열교환핀의 길이방향 타측을 따라 복수 개의 제 2 볼록부와 제 2 오목부가 교호적으로 배열되도록 형성되되, 제 1 볼록부와 제 2 오목부가 상호 마주보도록 형성되고, 제 1 오목부와 제 2 볼록부가 상호 마주보도록 형성되어,
    상기 제 1 볼록부와 상기 제 2 오목부 사이의 간격 및 상기 제 1 오목부와 상기 제 2 볼록부 사이의 간격이 동일하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러.
  8. 제 7 항에 있어서,
    서로 마주보도록 위치되는 상기 제 1 열교환핀 및 상기 제 2 열교환핀 사이는 상호 이격되도록 구성되고,
    상호 인접한 한 쌍의 상기 제 1 열교환핀의 길이는 서로 같거나 다르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열풍발생수단을 구비하는 보일러.
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