KR102471239B1 - 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관 - Google Patents

스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관 Download PDF

Info

Publication number
KR102471239B1
KR102471239B1 KR1020210079813A KR20210079813A KR102471239B1 KR 102471239 B1 KR102471239 B1 KR 102471239B1 KR 1020210079813 A KR1020210079813 A KR 1020210079813A KR 20210079813 A KR20210079813 A KR 20210079813A KR 102471239 B1 KR102471239 B1 KR 102471239B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat transfer
steam
steam generator
convection oven
Prior art date
Application number
KR1020210079813A
Other languages
English (en)
Inventor
한상규
위인환
장석후
이헌재
Original Assignee
린나이코리아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 린나이코리아 주식회사 filed Critical 린나이코리아 주식회사
Priority to KR1020210079813A priority Critical patent/KR102471239B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102471239B1 publication Critical patent/KR102471239B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/003—Details moisturising of air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C13/00—Stoves or ranges with additional provisions for heating water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
    • F28F1/426—Means comprising outside portions integral with inside portions the outside portions and the inside portions forming parts of complementary shape, e.g. concave and convex
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0035—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for domestic or space heating, e.g. heating radiators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관에 관하여 개시한다. 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기에 있어서, 상기 스팀 발생기는 물을 외부로부터 공급 받고 저장할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 저장된 물을 가열할 수 있는 연소실, 상기 연소실로부터 연소가스를 유도하여 유동시키는 전열관이 다중으로 구성된 열교환부 및 가열 시 발생되는 고온의 포화증기를 조리실 내부로 공급할 수 있는 연결관을 포함하며, 상기 전열관은 연소가스의 흡열구와 배출구가 개구된 중공 형상으로 이루어지고, 연소가스의 관내 체류 시간을 늘리는 복수의 함몰 홈을 구비하여 구성될 수 있다.

Description

스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관{Steam generator heat pipe of steam convection oven}
본 발명은 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기에 구비되는 열교환용 전열관 외관에 복수개의 함몰 홈을 구성하여 스팀 발생기의 성능을 향상 시키는 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관에 관한 것이다.
일반적으로 스팀요리가 가능한 상업용 스팀 컨벡션 오븐의 경우, 제품 내부에 장착된 스팀 발생기를 이용하여 풍부한 고온의 포화증기로 조리를 한다. 또한, 주방에 설치되는 제품 특성상 제품의 크기에 제한이 있으며, 스팀 발생기 또한 콤팩트하게 제작 해야 하는 크기의 제한이 있다. 이렇게 스팀 발생기의 크기가 제한적이다 보니 풍부한 고온의 포화증기를 공급하기 위해 스팀발생기 내부에 있는 전열관의 전열 효과를 극대화 시키는 것이 중요하며, 이를 위해 다양한 방법들이 적용되고 있다. 그러나, 기존 기술들은 제한된 체적 내에서 전열관의 전열면적을 크게 하기 위해 긴 관로를 다중 경로로 구성하거나, 외관에 음각 또는 양각 형상이 있는 전열관을 다관으로 구성하여 전열 효과를 증대 시키도록 되어 있다. 이러한 기존의 방법들은 연소가스를 전열관 내부에 오래 체류하게 하여 전열효과를 높이기 위함이지만, 압축성 기체인 연소가스의 유동속도 및 온도 등에 의해 동일 체적 내에서 그 효과가 제한적일 수 밖에 없다. 이로 인해, 스팀 발생기 내부의 물을 가열하는 시간도 오래 걸리고 불필요한 에너지가 소모되는 문제점과 고온의 포화증기 부족으로 조리 품질을 만족시키기 어려운 문제가 따르고 있다.
특허문헌 1. 국내 공개특허공보 제10-2009-0130944호(공개일2009년12월28일)
특허문헌 2. 국내 공개특허공보 제10-2009-0055604호(공개일2009년06월02일)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1183546호(공고일2012년09월20일)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 구조를 변경하여 물을 가열하는 시간을 단축하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 구조를 변경하여 불필요한 에너지 소모를 줄이는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 구조를 변경하여 고온의 포화증기 부족으로 인한 조리 품질 저하를 방지하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기에 있어서, 상기 스팀 발생기는 물을 외부로부터 공급 받고 저장할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 저장된 물을 가열할 수 있는 연소실, 상기 연소실로부터 연소가스를 유도하여 유동시키는 전열관이 다중으로 구성된 열교환부 및 가열 시 발생되는 고온의 포화증기를 조리실 내부로 공급할 수 있는 연결관을 포함하며, 상기 전열관은 연소가스의 흡열구와 배출구가 개구된 중공 형상으로 이루어지고, 연소가스의 관내 체류 시간을 늘리는 복수의 함몰 홈을 구비하는 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 깊이는 전열관의 지름에 대하여 1/2 이상 깊이로 형성하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 배열은 전열관의 원주방향으로 90°씩, 길이 방향으로 등간격 P만큼 나선 방향으로 이격되도록 배치하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 배열이 전열관의 원주방향으로 90°씩, 길이 방향으로 전열관의 흡열구에서부터 배출구까지 형성되는 각 함몰 홈들간의 간격이 점차 좁아지도록 나선 방향으로 이격되도록 배치하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 타원형, 다각형, 또는 각각 형상이 뿔 모양인 것 중에서 선택하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 형상은 삼각형의 형상으로서 흡열구측과 가까운 쪽이 배출구측과 가까운쪽에 비해 상대적으로 협소한 폭을 가지며, 그 각도는 흡열구측에 가까운 쪽의 각도(α)와 배출구측에 가까운쪽의 각도(β)가 α＜β 각도가 되도록 형성하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 함몰 홈의 시작 위치는 흡열구 끝단에서 함몰 홈들간의 각 간격의 2배 이상인 위치에서 시작되도록 배치하여 구성될 수 있다.
본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 자체 구조 변경을 통해 물을 가열하는 시간을 효과적으로 단축하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 자체 구조 변경을 통해 불필요한 에너지 소모를 줄이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 자체 구조 변경을 통해 조리실 내 고온 포화증기 부족으로 인한 조리 품질 저하를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 스팀 컨벡션 오븐의 전체 구조를 설명하는 예시이다.
도 2은 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기를 발췌하여 나타낸 예시이다.
도 3은 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관을 발췌하여 나타낸 예시이다.
도 4는 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관의 형식을 나타낸 예시로서, (a)는 원형 파이프형 전열관, (b)는 납작 튜브형 전열관을 나타낸 예시이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관을 나타낸 예시이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관에서의 연소가스 유동을 설명하는 예시이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관에 형성되는 함몰 홈의 유로 형상을 나타낸 예시이다.
도 8의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관의 유로에 형성되는 함몰 홈에 따른 유동 해석 결과를 나타낸 예시이다.
도 9의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관 유로에 형성되는 함몰 홈 깊이가 전열관 지름의 1/2 이하인 경우에서의 유동 해석 결과를 나타낸 예시이다.
도 10의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관 유로에 형성되는 함몰 홈 간격이 전열관 지름의 1.2배 이상인 경우에서의 유동 해석 결과를 나타낸 예시이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관에 형성되는 함몰 홈의 예시이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관이 적용된 열교환부의 예시이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 '스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 및 스팀 발생기의 전열관'을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 스팀 컨벡션 오븐의 전체 구조를 설명하는 예시이다. 도 2은 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기를 발췌하여 나타낸 예시이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 상업용 스팀 컨벡션 오븐(100)은 조리실(110)의 일측면에 스팀 발생기(200)를 구비하도록 구성되고 있다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 스팀 컨벡션 오븐(100)의 조리실(110)의 일측면에 위치하는 스팀 발생기(200)는 외부로부터 공급 받은 물을 연소실(220)의 연소가스에 의해 가열되는 전열관(240)이 배치된 열교환부(230)에서 가열하여 조리실(110)과 열교환부(230)를 연결하는 연결관(250)을 통해 고온의 포화증기를 공급하는 구조로 이루어져 있다. 이때, 포화증기의 온도와 증발량은 연소가스의 공급열량, 공급된 물의 양, 열교환부(230)의 성능과 구성에 따라 달라지며, 이는 요리 결과에 직접 영향을 미치게 된다. 특히, 제한된 조리실(110)의 체적 내에서 열교환부(230)의 전열관(240a)은 포화증기의 온도와 증발량을 결정짓는 중요한 요소일 수 있다. 이를 위해, 기존에는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같은 전열관(240a)이 적용되고 있다.
여기서, 미설명 부호 '120'은 조리실 대류모터이고, '121'은 연소팬, '260'은 연소가스 포집부, '261'은 연소가스 배기구이다.
도 3은 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관을 발췌하여 나타낸 예시이다. 도 4는 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관의 형식을 나타낸 예시로서, (a)는 원형 파이프형 전열관, (b)는 납작 튜브형 전열관을 나타낸 예시이다.
도 3에 도시된 형식은 음각 형상이 없는 기존 전열관(240a)이고, 도 4에 도시된 형식은 음각 또는 양각 형상이 있는 기존 전열관(240a)의 형식이다.
도 3에 도시된 바와 같은 전열관(240a)의 형식은 전열관(240a)의 외관에 별도의 음각 또는 양각 형상이 없는 내,외면이 매끄러운 원형 파이프를 정해진 간격만큼 이격 시켜 서로 대향되게 구비하는 경우이나, 이와 같은 전열관(240a)은 단위 부피당 전열면적이 적고, 열전달계수가 충분하지 않으며, 연소가스의 난류유동이 이루어지지 않고 신속하게 통과되어 열교환 작용이 충분하지 못해 물의 가열속도가 오래 걸리는 문제와 에너지 소모가 많은 문제가 따르고 있다.
이에 대하여, 도 4에 도시된 바와 같은 전열관(240a)의 형식은 길이가 긴 주름관(도 4의 (a) 참조) 또는 납작한 형태의 튜브 외관(도 4의 (b) 참조)에 포물선 형상의 사각 함몰 홈(243a)을 형성하여 물과 접촉하는 전열면적을 늘리고, 연소가스의 유동을 난류로 만들어 전열효과를 개선하고 있으나, 제조적인 제약으로 인해 함몰 홈(243a)의 깊이가 얕아 전열면적을 늘리는 것에 한계가 있고, 압축성 기체인 연소가스의 특성상 난류유동에 의한 가열의 효과가 반감되어 조리 품질 개선을 기대하기에는 미흡한 구조이다.
이에 따라, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 구조를 변경하여 물을 가열하는 시간을 단축할 수 있는 새로운 전열관을 제시한다.
또한, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 구조를 변경하여 불필요한 에너지 소모를 줄일 수 있는 새로운 전열관을 제시한다.
또한, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 구조를 변경하여 조리실 내의 고온 포화증기 부족으로 인한 조리 품질 저하를 방지할 수 있는 새로운 전열관을 제시한다.
본 발명의 실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관을 도 5 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관을 나타낸 예시이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관에서의 연소가스 유동을 설명하는 예시이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관에 형성되는 함몰 홈의 유로 형상을 나타낸 예시이다.
본 발명의 실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐(100)의 스팀 발생기(200)에 구비되는 전열관(240)은 도 1에 도시된 바와 같이, 스팀 컨벡션 오븐(100)의 스팀 발생기(200)에 적용될 수 있다.
여기서, 스팀 발생기(200)는 물을 외부로부터 공급 받고 저장할 수 있는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 저장된 물을 가열할 수 있는 연소실(220), 상기 연소실(220)로부터 연소가스를 유도하여 유동시키는 전열관(240)이 다중으로 구성된 열교환부(230) 및 가열 시 발생되는 고온의 포화증기를 조리실(110) 내부로 공급할 수 있는 조리실 연결관(250)을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 전열관(240)은 도 5에 도시된 바와 같이, 연소가스의 흡열구(241)와 배출구(242)가 개구된 중공 형상으로 이루어지고, 연소가스의 관내 체류 시간을 늘리는 복수의 함몰 홈(243)을 구비하여 구성될 수 있다.
또한, 전열관(240)에 형성되는 함몰 홈(243)의 깊이는 도 5에 도시된 바와 같이, 전열관(240) 자체의 지름에 대하여 1/2 이상 깊이로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 전열관(240)에 형성되는 함몰 홈(243)의 배열은 도 6에 도시된 바와 같이, 전열관(240)의 원주방향으로 90°씩, 길이 방향으로 등간격 P 만큼 나선 방향으로 이격시켜 배치하여 구성될 수 있다.
즉, 함몰 홈(243)의 내측 중심부가 전열관 지름의 1/2 이상 눌려지게 되면 연소가스의 통과 면적이 순간적으로 감소하게 되고, 이는 층류 상태의 연소가스를 순간적으로 난류 상태로 변화 시키게 된다. 이러한, 난류 흐름은 도 7에 도시된 바와 같이, 1차 돌기(함몰 홈(243))에서 만들고 이어서 2차 돌기, 3차 돌기, 4차 돌기까지 연속적으로 부딪히면서 순간적인 흐름을 나선형 형태의 난류로 유지 시켜줄 수 있게 된다.
이때 함몰 홈(243)의 내측 중심부가 전열관 지름의 1/2 이상 눌려지고, 나선형태로 형성되어 있으므로, 연소가스가 지그재그 형태로 상승된다. 만약 함몰 홈(243)이 전열관 지름의 1/2 이하로 눌려지고 나선형태로 형성되어 있는 경우, 함몰 홈(243)에 의해 이동방향이 변경되지 않는 연소가스로 인해 열손실이 발생한다.
또한, 함몰 홈(243)의 간격 P는 전열관 지름(Ψd)의 1.2배가 되도록 간격을 두는 것이 바람직할 수 있다. 이처럼 함몰 홈(243)의 간격 P를 전열관 지름(Ψd)의 1.2배가 되도록 함몰 홈(243)을 구성하는 경우, 전열 면적도 늘어나고 층류 상태의 연소가스의 흐름을 나선형 형태로 유도해 연소가스의 관내 체류 시간을 늘려 열교환부의 열교환 효율의 향상 효과를 기대할 수 있게 된다.
또한, 함몰 홈(243)의 간격 P가 전열관 지름의 1.2배인 경우에서 연속적인 난류 흐름을 유지할 수 있게 된다. 이러한, 나선형 형태의 난류 흐름은 고온의 연소가스를 전열관(240) 내에 오랜 시간 동안 체류하게 하여 전열관(240)을 빠르게 가열함으로써, 물과 전열관(240)의 열교환 작용을 극대화 시킬 수 있게 된다.
다만, 함몰 홈(243)의 간격 P가 전열관 지름(Ψd)의 1.2배보다 크거나 함몰 홈의 깊이가 전열관 지름(Ψd)의 1/2 이하일 경우, 나선형 형태의 연소가스 유동 간격 P1은 커지게 되고 체류되는 시간은 짧아져 열교환 작용이 잘 이루어지지 않아 열교환 효율이 떨어질 수 있다.
또한, 함몰 홈(243)의 배열을 전열관(240)의 원주방향으로 90°씩, 길이 방향으로 전열관(240)의 흡열구(241)에서부터 배출구(242)까지 형성되는 함몰 홈(243)들 간의 간격 P가 점차 좁아지도록 나선 방향으로 이격되도록 배치하여 구성될 수도 있다.
여기서, 전열관(240)의 흡열구(241)에서부터 배출구(242)까지 형성되는 함몰 홈(243)들 간의 간격 P가 점차 좁아지도록 형성함으로써, 함몰홈(243)에 의한 연소가스 이동속도 저하, 열전달로 인한 연소가스의 온도저하 등으로 발생하는 연소가스의 열유속의 변화를 보상할 수 있으므로, 열교환 효율을 높일 수 있다.
이에 대한 예시는 도 8 내지 도 10의 연소가스 유동 해석 결과로 나타날 수 있다.
도 8의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관의 유로에 형성되는 함몰 홈에 따른 유동 해석 결과를 나타낸 예시이다.
도 9의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관 유로에 형성되는 함몰 홈 깊이가 전열관 지름의 1/2 이하인 경우에서의 유동 해석 결과를 나타낸 예시이다.
도 10의 (a)(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관 유로에 형성되는 함몰 홈 간격이 전열관 지름의 1.2배 이상인 경우에서의 유동 해석 결과를 나타낸 예시이다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 전열관(240)에 형성하는 함몰 홈(243)의 타입을 다르게 하고 전열관(240)에 연소가스를 통과 시키면 전열관(240)의 함몰 홈(243)의 형태, 즉 함몰 홈(243)의 깊이와 위치 및 형태에 따라 연소가스의 난류유동 결과가 다르게 나타남을 유추할 수 있으며, 이같은 해석 결과를 통해 함몰 홈(243)의 깊이와 위치 및 형태에 대한 최적화 설계가 가능하다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 전열관(240)에 형성되는 함몰 홈(243)의 깊이와 위치에 따른 유동 해석 결과, 홈(243)의 간격 P를 전열관 지름(Ψd)의 1.2배가 되도록 함몰 홈(243)을 구성하는 경우, 전열 면적도 늘어나고 층류 상태의 연소가스의 흐름을 나선형 형태로 유도해 연소가스의 관내 체류 시간을 늘려 열교환부(230)에서의 열교환 효율이 향상될 수 있는 것으로 확인되었다.
또한, 함몰 홈(243)의 내측 중심부가 전열관 지름의 1/2 이상 눌려지게 되면 연소가스의 통과 면적이 순간적으로 감소하게 되고, 이는 층류 상태의 연소가스를 순간적으로 난류 상태로 변화 시키는 기능을 하는 것으로 나타났고, 이러한, 난류 흐름은 각각의 함몰 홈(243)들에 의해 형성되는 돌기들에 연속적으로 부딪히면서 순간적인 흐름을 나선형 형태의 난류로 유지 시키고 이를 통해 연소가스의 체류 시간을 늘려 포화증기의 발생량을 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다.
또한, 함몰 홈(243)의 간격 P가 전열관 지름의 1.2배인 경우에서 연속적인 난류 흐름을 효과적으로 유지할 수 있는 것으로 나타났고, 이러한, 나선형 형태의 난류 흐름은 고온의 연소가스를 전열관(240) 내에 오랜 시간 동안 체류하게 하여 전열관(240)을 빠르게 가열함으로써, 물과 전열관(240)의 열교환 작용을 극대화 시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
그리고, 함몰 홈(243)의 시작 위치는 흡열구(241) 끝단에서 함몰 홈(243)의 간격 P의 2배 이상인 위치에서 시작되도록 배치하는 것이 연소가스의 유동을 효과적으로 유도할 수 있는 것으로 나타났다.
여기서, 흡열구(241)를 통과하여 열유속이 상대적으로 높은 연소가스로 인해 시작위치에 형성된 함몰 홈(243)의 국부적인 가열을 방지하여 전열관(240)의 내구성을 높일 수 있으며, 연소가스가 연소실에서 안정적인 전열관(240)을 통해 배기구로 이동되도록 안내 할 수 있다.
이때 흡열구(241) 끝단에서 함몰 홈(243)의 간격 P는 흡열구(241) 끝단에 최단거리의 함몰 홈(243)과 그 다음 거리의 함몰 홈(243)들 간의 간격일 수 있다.
한편, 전열관(240)에 형성하는 함몰 홈(243)의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 타원형, 다각형, 또는 각각 형상이 뿔 모양인 것 중에서 선택하여 구성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관에 형성되는 함몰 홈의 예시이다.
도 11에 도시된 바와 같은 함몰 홈(243)의 형상은 삼각형의 형상으로서, 바람직하게는 흡열구(241)측과 가까운 쪽이 배출구(242)측과 가까운쪽에 비해 상대적으로 협소한 폭을 가지며, 그 각도는 흡열구(241)측에 가까운 쪽의 각도(α)와 배출구(242)측에 가까운에 각도(β)가 α＜β 각도로 형성되도록 형성한 예로서, 이같은 함몰 홈(243)의 형상은 연소가스가 흡열구(241)측으로 유입되어 배출구(242)로 배기되는 전 과정에서 유동 흐름에 장애를 발생시키지 않고, 체류 시간을 증가시키는데 바람직한 형상으로 채택되어 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 스팀 컨벡션 오븐에 구비되는 스팀 발생기의 전열관이 적용된 열교환부의 예시이다.
본 발명에 따르면, 전열관의 제한된 체적 내에서 전열관의 총 전열면적을 극대화할 수 있다.
또한, 전열관 내 연소가스를 나선형 형태의 난류유동으로 만들어 체류되는 시간을 늘림으로써, 물의 가열속도를 빠르게 하고, 열효율 효과와 열교환 성능이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 스팀 발생기의 체적이 제한적일 때 동일한 열량과 물량에서 다량의 고온 포화증기를 조리실로 공급하여 조리 품질을 향상 시킬 수 있다.
또한, 전열관을 회전과 이송만으로도 다양한 형태의 전열관 제조가 가능하여 제조 비용 절감 및 생산성을 향상을 기대할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 자체 구조 변경을 통해 물을 가열하는 시간을 효과적으로 단축할 수 있는 유리한 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 자체 구조 변경을 통해 불필요한 에너지 소모를 효과적으로 줄일 수 있는 유리한 이점이 있다.
또한, 본 발명은, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관의 자체 구조 변경을 통해 조리실 내 고온 포화증기 부족으로 인한 조리 품질 저하를 방지하는데 유리한 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 스팀 컨벡션 오븐 110: 조리실
200: 스팀 발생기 210: 스팀발생기 몸체
220: 연소실 230: 열교환부
240: 전열관 241: 흡열구
242: 배출구 243: 함몰 홈
250: 연결관

Claims (7)

  1. 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기에 있어서, 상기 스팀 발생기는 물을 외부로부터 공급 받고 저장할 수 있는 몸체, 상기 몸체에 저장된 물을 가열할 수 있는 연소실, 상기 연소실로부터 연소가스를 유도하여 유동시키는 전열관이 다중으로 구성된 열교환부 및 가열 시 발생되는 고온의 포화증기를 조리실 내부로 공급할 수 있는 연결관을 포함하며, 상기 전열관은 연소가스의 흡열구와 배출구가 개구된 중공 형상으로 이루어지고, 연소가스의 관내 체류 시간을 늘리는 복수의 함몰 홈을 구비하는 것으로, 상기 함몰 홈은 전열관의 원주방향으로 90°씩, 길이 방향으로 전열관의 흡열구에서부터 배출구까지 형성되는 각 함몰 홈들간의 간격을 열유속의 변화에 대응되게 점차 좁아지도록 나선 방향으로 이격시켜 배열하여 구성된 것을 특징으로 하는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 깊이는 전열관의 지름에 대하여 1/2 이상 깊이로 형성된 것을 특징으로 하는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 타원형, 다각형, 또는 각각 형상이 뿔 모양인 것 중에서 선택된 것을 특징으로 하는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전열관에 형성되는 함몰 홈의 형상은 삼각형의 형상으로서 흡열구측과 가까운 쪽이 배출구측과 가까운쪽에 비해 상대적으로 협소한 폭을 가지며, 그 각도는 흡열구측에 가까운 쪽의 각도(α)와 배출구측에 가까운에 각도(β)가 α＜β 각도로 형성된 것을 특징으로 하는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 함몰 홈의 시작 위치는 흡열구 끝단에서 함몰 홈들간의 각 간격의 2배 이상인 위치에서 시작되도록 배치된 것을 특징으로 하는, 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관.
KR1020210079813A 2021-06-21 2021-06-21 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관 KR102471239B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210079813A KR102471239B1 (ko) 2021-06-21 2021-06-21 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210079813A KR102471239B1 (ko) 2021-06-21 2021-06-21 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102471239B1 true KR102471239B1 (ko) 2022-11-25

Family

ID=84237295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210079813A KR102471239B1 (ko) 2021-06-21 2021-06-21 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102471239B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200179781Y1 (ko) * 1997-09-02 2000-08-01 이용원 보일러의 연관 또는 튜브형 난방기의 방열관 내부 배플 장치
KR20090055604A (ko) 2006-09-08 2009-06-02 칭화대학교 급탕용 콜게이트 전열관
KR20090130944A (ko) 2008-06-17 2009-12-28 (주)귀뚜라미 열교환기용 주름관 및 그를 포함한 열교환기
JP2010203712A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Yutaka Giken Co Ltd 熱交換用チューブ
KR101183546B1 (ko) 2011-06-16 2012-09-20 이노엔 주식회사 다관형 열교환기
KR20180028942A (ko) * 2016-09-09 2018-03-19 주식회사 경동나비엔 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기
KR20210037099A (ko) * 2019-09-27 2021-04-06 씨앤지하이테크 주식회사 열교환기용 전열관

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200179781Y1 (ko) * 1997-09-02 2000-08-01 이용원 보일러의 연관 또는 튜브형 난방기의 방열관 내부 배플 장치
KR20090055604A (ko) 2006-09-08 2009-06-02 칭화대학교 급탕용 콜게이트 전열관
KR20090130944A (ko) 2008-06-17 2009-12-28 (주)귀뚜라미 열교환기용 주름관 및 그를 포함한 열교환기
JP2010203712A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Yutaka Giken Co Ltd 熱交換用チューブ
KR101183546B1 (ko) 2011-06-16 2012-09-20 이노엔 주식회사 다관형 열교환기
KR20180028942A (ko) * 2016-09-09 2018-03-19 주식회사 경동나비엔 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기
KR20210037099A (ko) * 2019-09-27 2021-04-06 씨앤지하이테크 주식회사 열교환기용 전열관

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10935278B2 (en) Tubular heat exchanger
WO2009078577A1 (en) Boiler for improving heat exchanging property
CN101846464A (zh) 用于制热和/或卫生用热水、尤其是冷凝应用的螺旋换热器
EP3076117B1 (en) Heat exchanger unit
KR20180108694A (ko) 열 교환 장치를 구비하는 응축 열 교환기
RU2696418C1 (ru) Котел с принудительной циркуляцией
KR20170113501A (ko) 관체형 열교환기
CN105793653A (zh) 用于供暖锅炉的换热器
CN102345934A (zh) 用于燃气热水器的板翅式热交换器
JP2011106782A (ja) 給湯器の熱交換器構造
KR102471239B1 (ko) 스팀 컨벡션 오븐의 스팀 발생기 전열관
US20130075070A1 (en) Heat exchanger tube
CN111336842A (zh) 一种不锈钢热交换器及应用其的换热设备
KR100798629B1 (ko) 연소가스 다중통과구조를 갖는 보일러 열교환장치
KR100447443B1 (ko) 이중 수실을 구비한 보일러
KR101183546B1 (ko) 다관형 열교환기
KR101436078B1 (ko) 열교환용 전열관
KR101184387B1 (ko) 보일러
KR100756900B1 (ko) 보일러용 열교환기 및 연관
KR20210039191A (ko) 보일러 폐열 회수장치
CN216205598U (zh) 一种管截面为扇状的热交换管
CN212340016U (zh) 一种不锈钢热交换器及应用其的换热设备
KR102173011B1 (ko) 열교환기
CN117588985B (zh) 一种换热翅片与热交换装置
CN103697739B (zh) 刮片式预混冷凝式热交换器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant