KR20000008513U - 보일러용 열교환기의 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열교환 과정에서 발생되는 응축수와 연소가스에 포함된 유황성분등에 의해 열교환기가 부식되는 것을 방지함으로써, 열교환기의 수명을 연장시킨 보일러용 열교환기의 구조에 관한 것으로서, 현열교환부와 잠열교환부를 거치면서 열교환이 이루어지도록 하는 콘덴싱 보일러용 열교환기에 있어서, 현열교환부에 산성에 견디도록 하는 부식방지용 수단(10)이 구성됨을 특징으로 한다.

Description

보일러용 열교환기의 구조

본 고안은 보일러용 열교환의 구조에 관한 것으로서, 특히 연소과정에서 발생되는 응축수와 연소가스에 포함된 유황성분등에 의해 열교환부가 부식되는 것을 방지함으로써, 그 수명을 연장시킨 보일러용 열교환기의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 일정한 공간내의 온도와 습도가 쾌적한 상태를 유지하도록 하는 것을 공기조화라 하며, 이때 사용되는 인위적인 수단 및 장치등을 공기조화장치라한다.

공기조화장치는 온도를 낮추는 냉방장치와, 그 온도를 높이는 난방장치가 있다. 냉방장치는 압축된 냉매가 팽창되면서 발생하게 되는 감열작용을 이용하여 실내로부터 흡입된 공기를 냉각시키고, 냉각된 공기를 실내로 내보냄으로써, 냉방을 하게 된다.

난방장치는 에너지원이 산화되면서 발생하게 되는 열을 이용하여 유체를 가열시키고, 가열된 유체를 순환시켜 열교환이 이루어지도록 함으로써, 온도를 높이도록 한 것이다.

도 1은 일반적인 가스보일러의 내부 구조를 도시한 구성도, 가스 보일러(100)는 캐비닛(110)과, 캐비닛(110)내에 설치되어 있는 연소부(120)와, 연소부(120)에 근접되어 있는 주열교환부(130) 및 온수공급부(140), 그리고 컨트롤부(150)로 이루어진다.

여기에서, 연소부(120)는 미도시한 가스탱크로부터 공급되는 전자밸브(122)에 의해 공급되는 가스량이 조절되도록 설치되어 있고, 연소실(121) 내부로 분젠버너(124a)가 구비되어 있는 매니폴더(124)에 연결되어 있다. 분젠버너(124a)의 양측에 초기 연소를 가능하게 하는 점화트랜스(127)와, 연소중 이상불꽃을 방지하는 화염감지기(127a)가 설치되어 있다. 매니폴더(124)의 하부에 점화 및 연소에 필요한 공기를 공급하는 송풍기(129)가 설치되어 있다.

주열교환부(130)는 분젠버너(124a)로부터 발생된 열과 펌프(132) 압력으로 이송되는 물 사이에 열교환되도록 한 것으로, 비콘덴싱 타입의 경우 연소실(121)의 외측으로 파이프(126)가 권취되어 있고, 파이프(126) 사이에 다수의 흡열판(126a)이 수직으로 구비되어 연소실(121)내측에 삽입되어 있다. 파이프(126)일측에는 과열방지센서(128)와 온도감지센서(128a)가 설치되어 있어 수온을 원하는 온도로 유지시키거나 이상 사항으로 인한 수온의 이상온도 상승을 방지하는 역학을 한다.

콘덴싱 타입은 도 2에 도시된 바와 같이 잠열을 이용하도록 한 것으로 열교환부(210)는 송풍기(129)가 설치된 버너(214)와, 버너(214)의 하부로 구비된 현열교환부(213) 및 현열교환부(213)에 연결된 잠열교환부(212), 그리고 응축수 배출부(211)로 이루어진다.

여기에서, 버너(214)의 일측에는 전자밸브에 연결되어 있는 가스유입관(218)이 설치되어 있고, 하단에 금속 섬유조직을 갖는 메탈 파이버 버너(217)가 횡방향으로 고정되어 있다.

현열교환부(213)는 내측에 제 1흡열판(216a)이 구비된 동파이프(216)를 구비하여 난방환수가 흐를 수 있도록 되어 있고, 잠열교환부(212)는 제 2흡열판(215a)이 고정된 스텐레스 파이프(215)를 구비하여 동파이프(216)와 연결되어 있다.

응축수 배출부(211)는 잠열교환부(212)의 하부에 고정되는 것으로 그 중앙에 토출구(211b)가 구비되어 있다. 버너(214)와 현열교환부(213) 및 잠열교환부(212), 그리고 응축수 배출부(211)에 플랜지(214a,213a,211a)를 구비하고, 체결수단을 이용하여 결합한다.

온수공급부(140)는 주열교환부(130)를 경유하면서 열교환이 이루어진 물을 저장하고, 저장된 물을 난방, 또는 온수의 간접열교환수로 사용하도록 한 것으로, 급수저장탱크(142)와, 급수라인을 통해 유입되는 물을 차단하거나 통과시키는 보충수 밸브(144)와, 보충수 밸브(144)를 거친 물 속에 포함되어 있는 이 물질을 제거하는 여과기(146)로 구성된다.

여기서, 보충수 밸브(144) 이전에 설치되어 있는 온수밸브(145)를 통해 온수열교환기(147)로 급수가 공급되도록 되어 있고, 여과기(146)를 통과한 난방 환수가 공급되도록 설치되어 있다.

온수열교환기(147)의 난방 토출측에는 삼방밸브(148)가 구비되어 공급된 급수와 난방 환수를 온수와 난방측으로 보내도록 되어 있다. 즉, 삼방밸브(148)는 그 작동 상태에 따라 급수저장탱크(142)내에 채워져 있는 온수를 난방으로 공급하기도 하고, 간접 열교환으로 온수를 사용할 수 있게 된다. 또한, 온수와 난방의 콘트롤은 콘트롤(150)과 룸콘(151)을 통해 조절이 가능하다.

이와 같이 이루어진 보일러는 컨트롤부(150)의 신호에 의해 캐비닛(110)내에 설치되어 있는 전자밸브(122)가 오픈 되고, 매니폴더(124)에 구비되어 있는 분젠버너(124a)를 통해 가스가 분사되면서 점화트랜스(127)에 의해 점화가 된다. 연소에 필요한 공기는 송풍기(129)에 의해 공급된다.

점화열이 흡열판(126a)사이를 지나 배출되는 과정중 파이프(126)내를 흐르고 있는 물을 가열함으로써, 열교환이 이루어진다.

이때, 온수의 온도는 파이프(126)의 일측에 고정되어 있는 과열방지센서(128)와 온도감지센서(129)에 의해 설정된 온도를 유지하게 된다. 열 교환된 온수공급부(140)로 저장되고, 삼방밸브(148)의 작동에 따라 난방, 또는 온수로 사용한다.

그러나, 연소시 발생되는 고온의 연소가스에 비해 난방환수가 흐르고 있는 파이프 온도가 상대적으로 낮아 열교환 과정에서 응축수가 발생하게 되고, 응축수에 연소 가스중에 포함되어 있는 유황성분이 석여 강한 산성을 가지는 유체로 됨으로써, 현열교환기를 부식시켜 그 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 연소과정에서 발생되는 응축수와 연소가스에 포함된 유황성분등에 의해 부식되는 것을 방지함으로써, 열교환기의 수명을 연장시킨 보일러용 열교환기의 구조를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 가스보일러의 내부 구조를 도시한 구성도,

도 2는 일반적인 열교환기의 구조를 도시한 종단면도.

도 3은 본 고안에 따른 열교환기의 요부 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10;부식방지용 수단

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 현열교환부와 잠열교환부를 거치면서 열교환이 이루어지도록 하는 콘덴싱 보일러용 열교환기에 있어서, 현열교환부에 산성에 견디도록 하는 부식방지용 수단이 구성됨을 특징으로 하는 보일러용 열교환기의 구조를 제공함에 달성된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 열교환기의 요부 종단면도이다.

본 실시예를 설명함에 앞서 종래와 연계하여 설명하면, 보일러(100)는 캐비닛(110)과, 캐비닛(110)에 설치되어 있는 연소부(120)와, 연소부(120)에 근접되어 있는 주열교환부(130) 및 온수공급부(140), 그리고 컨트롤부(150)로 이루어진다.

여기에서, 주열교환부(130)는 난방환수에 열교환이 이루어지도록 한 것으로 비콘덴싱 타입의 경우, 연소실(121) 외측으로 파이프(126)가 권취되어 있고, 파이프(126) 사이에 다수의 흡열판(126a)이 수직으로 구비되어 연소실(121)내측에 삽입되어 있다. 파이프(126)일측에는 수온을 일정하게 유지하도록 하는 과열방지센서(128)와 온도감지센서(128a)가 설치되어 있다.

콘덴싱 타입은 잠열을 이용한 것으로 열교환부(210)는 송풍기(129)가 설치된 버너(214)와, 버너(214)의 하부로 구비된 현열교환부(213) 및 현열교환부(213)에 연결된 잠열교환부(212), 그리고 응축수 배출부(211)로 이루어진다.

여기에서, 버너(214)의 일측에는 전자밸브에 연결되어 있는 가스유입관(218)이 설치되어 있고, 하단에 버너(217)가 횡방향으로 고정되어 있다.

현열교환부(213)는 내측에 제 1흡열판(216a)이 구비된 동파이프(216)를 구비하여 난방환수가 흐를 수 있도록 되어 있고, 잠열교환부(212)는 제 2흡열판(215a)이 고정된 스텐레스 파이프(215)를 구비하여 동파이프(216)와 연결되어 있다.

응축수 배출부(211)는 잠열교환부(212)의 하부에 고정되는 것으로 그 중앙에 토출구(211b)가 구비되어 있다. 버너(214)와 현열교환부(213) 및 잠열교환부(212), 그리고 응축수 배출부(211)에 플랜지(214a,213a,211a)를 구비하고, 체결수단을 이용하여 결합한다.

이러한 구성의 보일러에 있어서, 캐비닛(110)내에 설치되어 있는 전자밸브(122)가 오픈 되고, 매니폴더(124)에 구비되어 있는 분젠버너(124a)를 통해 가스가 분사되면서 점화트랜스(127)에 의해 점화가 된다.

연소가스가 흡열판(126a)사이를 지나 배출되는 과정중 파이프(126)내를 흐르고 있는 물을 가열하여 열교환이 이루어진다. 이때, 온수의 온도는 파이프(126)의 일측에 고정되어 있는 과열방지센서(128)와 온도감지센서(129)에 의해 설정된 온도를 유지하게 된다. 열교환된 온수공급부(140)로 저장되고, 삼방밸브(148)의 작동에 따라 난방, 또는 온수로 사용한다.

이와 같이 연소가스가 흡열판(126a) 사이를 지나면서 난방환수와 연소가스의 온도차이에 의해 다량의 응축수가 발생하게 되고, 이 응축수에 연소가스에 포함되어 있는 유황성분이 융해되어 강산성을 띄는 응축수로 됨으로써, 현열교환부가 부식되는 것을 방지하도록 본 고안에서 현열교환부(213)의 내측 전면에 소정 두께를 가지는 부식방지용 수단(10)을 설치한다.

도 3에 명확히 나타낸 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예는 부식방지용 수단(10)은 산성 및 열에 강한 합성수지재를 코팅한다. 이 코팅은 테플론이나 세라믹 코팅을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 열교환기 하부에 고정되어 있는 현열교환부(213)의 내측을 테플론이나 세라믹 코팅하여 사용함으로써, 황성분이 썩여 있는 응축수가 그 내부에 설치되어 있는 동파이프(216)와 제 1흡열판(216a)에 닿는 것을 방지하게 된다.

그 결과, 현열 교환부가 부식으로부터 보호됨으로써, 반영구적으로 사용하게 된다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 고안은 현열교환부 내의 전면에 코팅재를 도포 하거나 구비하여 유황성분이 썩여 있는 강산성의 응축수가 직접 닿게 되는 것을 방지하도록 함으로써, 부식을 방지하여 열교환기의 수명을 연장시킨 이점이 있다.

Claims (2)

1. 현열교환부와 잠열교환부를 거치면서 열교환이 이루어지도록 하는 콘덴싱 보일러용 열교환기에 있어서,

   현열교환부에 산성에 견디도록 하는 부식방지용 수단(10)이 구성됨을 특징으로 하는 보일러용 열교환기의 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 부식방지용 수단(10)은 열에 강한 합성수지재인 테플론이나 세라믹 코팅 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기의 구조.