KR20010100189A - 이중관 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중관 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버너의 열기가 순환하는 순환파이프를 이중관형태로 설치하여 내관으로는 버너의 열기가 순환되고 내관의 외부에 삽입된 내관의 외측과 외관의 내부 공간으로는 물이 순환될 수 있도록 함과 동시에, 내관을 통과한 열기는 다시 외관의 외부를 다시한번 가열할 수 있도록 함으로서, 이중관형태의 순환파이프사이를 흐르는 물을 단시간에 가열시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은 통형상으로 형성된 보일러본체(1)의 내부에는 상하방향으로 2개의 상하부칸막이(2,3)가 수평 방향으로 설치되어 보일러본체(1)의 내부에 3개의 상중하부공간(4,5,6)을 형성하고, 상기 하부공간(6)의 중앙부 내측에는 일측에 버너(7)가 보일러본체(1)의 외측으로 노출되게 설치된 하부화실(8)이 보일러본체(1)의 내부면과 하부칸막이(3)의 저면과 간격을 두고 설치되며, 상기 상부공간(4)의 내측에는 보일러본체(1)의 내부면과 상부칸막이(2)의 상부면과 간격을 두고 상부화실(9)이 설치되고, 상기 상하부칸막이(2,3)의 사이에는 다수개의 외관(10)이 연결되어 하부공간(6)과 상부공간(4)이 연통되며, 상기 각각의 외관(10)의 내측에는 외관(10)의 내경보다 외경이 작은 각각의 내관(11)이 삽입관통되어 선단부는 상부화실(9)에 연결되고 하단부는 하부화실(8)에 연결되며, 상기 하부공간(6)의 내부 중간에는 중간공간(5)의 절반을 막는 중간칸막이(12)를 수평으로 설치하되, 이 중간칸막이(12)에 다수의 외관(10)이 관통되게 설치되고, 이 중간칸막이(12)가 설치된 쪽의 상부칸막이(2)와 상부화실(9)의 사이에는 열기유도관(13)이 연통되게 설치되며, 상기 하부공간(6)의 일측에는 물유입구(14)가 설치되고, 상부공간(4)의 상부에는 온수배출구(15)가 설치되며, 중간공간(5)의 중간칸막이(12) 하방의 보일러본체(1)에는 연도(16)가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

이중관 보일러{Boiler equipped with dual structure}

본 발명은 이중관 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버너의 열기가 순환하는 순환파이프를 이중관형태로 설치하여 내관으로는 버너의 열기가 순환되고내관의 외부에 삽입된 내관의 외측과 외관의 내부 공간으로는 물이 순환될 수 있도록 함과 동시에, 내관을 통과한 열기는 다시 외관의 외부를 다시한번 가열할 수 있도록 함으로서, 이중관형태의 순환파이프사이를 흐르는 물을 단시간에 가열시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적인 종래의 보일러는 버너에서 분사된 연료가 연소실에서 연소되고, 연료가 연소되면서 발생되는 화염 및 열기는 다수의 순환파이프를 가열시키면서 외부로 배출되며, 상기 다수의 순환파이프는 물탱크 내부에 설치되어 순환파이프의 내부로 순환되는 열기에 의해 순환파이프 외부의 물을 가열시켜 난방수나 온수로 사용하도록 되어 있다.

상기와 같은 종래의 보일러는 물이 채워져 순환되는 물탱크의 내부에 다수의 순환파이프가 설치되고, 그 순환파이프의 내부로 버너의 열기가 순환되는 과정에서 물탱크에 채워져 순환되는 물을 가열시키는 것이므로, 물탱크에 채워진 다량의 물을 데워 주는데는 많은 시간이 소요되게 되어 연료비가 많이드는 폐단과, 많은 연료를 사용하는데에 따른 배기가스의 과다로 대기환경을 오염시키게 되는 폐단을 지니고 있었다.

또한, 위의 종래 보일러는 온수의 사용량을 늘리기 위하여 물탱크를 크게 설치하므로 버너(보일러)의 가열시간이 많이 소요되는 것은 당연하고 보일러의 전체크기가 켜져 보일러의 설치 및 제작상의 어려움과 보일러 제작비용이 상승되는 문제점을 지니고 있었다.

또한, 온수의 사용량이 일시적으로 많아 물탱크 내의 온수가 소모되고 차가운 물이 보충되는 경우에 그 차가운 물을 다시 가열하는데 많은 시간이 소요되어 따뜻한 물이 나오다가 찬물이 나오게 되는 심각한 문제점을 지니고 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 버너의 열기가 통과하는 내관의 외부에 물이 순환될 수 있는 외관을 설치하여 순환파이프를 이중관 형태로 설치하며, 내관과 외관 사이의 공간에서 물을 가열하고 난 뒤에 배출되는 열기가 외관의 외부를 다시한번 가열시킬 수 있도록 함으로서, 외관과 내관사이의 공간을 흐르는 소량의 물을 급속하게 가열시킬 수 있도록 한 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 버너에서 분사된 연료가 연소실에서 연소되고, 연료가 연소되면서 발생되는 화염 및 열기는 다수의 순환파이프를 가열시키면서 외부로 배출되며, 상기 다수의 순환파이프는 순환파이프 외측에서 순환되는 물을 가열시켜 난방수나 온수로 사용하도록 된 보일러에 있어서, 통형상으로 형성된 보일러본체의 내부에는 상하방향으로 2개의 상하부칸막이가 수평 방향으로 설치되어 보일러본체의 내부에 3개의 상중하부공간을 형성하고, 상기 하부공간의 중앙부 내측에는 일측에 버너가 보일러본체의 외측으로 노출되게 설치된 하부화실이 보일러본체의 내부면과 하부칸막이의 저면과 간격을 두고 설치되며, 상기 상부공간의 내측에는 보일러본체의 내부면과 상부칸막이의 상부면과 간격을 두고 상부화실이 설치되고, 상기 상하부칸막이의 사이에는 다수개의 외관이 연결되어 하부공간과 상부공간이 연통되며, 상기 각각의 외관의 내측에는 외관의 내경보다 외경이 작은 각각의 내관이 삽입관통되어 선단부는 상부화실에 연결되고 하단부는 하부화실에연결되며, 상기 하부공간의 내부 중간에는 중간공간의 절반을 막는 중간칸막이를 수평으로 설치하되, 이 중간칸막이에 다수의 외관이 관통되게 설치되고, 이 중간칸막이가 설치된 쪽의 상부칸막이와 상부화실의 사이에는 열기유도관이 연통되게 설치되며, 상기 하부공간의 일측에는 물유입구가 설치되고, 상부공간의 상부에는 온수배출구가 설치되며, 중간공간의 중간칸막이 하방의 보일러본체에는 연도가 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이중관 보일러의 구조를 나타내는 종단면도.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도.

도 3은 도 1의 "B"부를 발췌하여 확대 도시한 단면도.

도 4는 도 1의 C-C선 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 보일러본체 2 : 상부칸막이 3 : 하부칸막이

4 : 상부공간 5 : 중간공간 6 : 하부공간

7 : 버너 8 : 하부화실 9 : 상부화실

10 : 외관 11 : 내관 12 : 중간칸막이

13 : 열기유도관 14 : 물유입구 15 : 온수배출구

16 : 연도 17 : 순환파이프

이하 본 발명에 따른 이중관 보일러에 대하여 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 이중관 보일러의 구조를 나타내는 종단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 도 1의 "B"부를 발췌하여 확대 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 C-C선 단면도이다.

본 발명에 의한 이중관 보일러는 통형상으로 형성된 보일러본체(1)의 내부에 상하방향으로 2개의 상하부칸막이(2,3)가 수평 방향으로 설치되어 보일러본체(1)의 내부에 3개의 상중하부공간(4,5,6)을 형성한다.

상기 하부공간(6)의 중앙부 내측에는 일측에 버너(7)가 보일러본체(1)의 외측으로 노출되게 설치된 통형상의 하부화실(8)이 보일러본체(1)의 내부면과 하부칸막이(3)의 저면과 간격을 두고 설치되며, 상기 상부공간(4)의 내측에는 보일러본체(1)의 내부면과 상부칸막이(2)의 상부면과 간격을 두고 통형상의 상부화실(9)이 설치된다. 이때 상기 상부공간(4)과 하부공간(6)에는 물이 채워진다.

그리고, 상기 상하부칸막이(2,3)의 사이에는 다수개의 외관(10)이 연결되어 하부공간(6)과 상부공간(4)이 연통되며, 상기 각각의 외관(10)의 내측에는 외관(10)의 내경보다 외경이 작은 각각의 내관(11)이 삽입관통되어 선단부는 상부화실(9)에 연결되고 하단부는 하부화실(8)에 연결되어 있다. 이때 외관(10)과 외관(10)의 내부에 삽입된 내관(11)을 합쳐 이중관형태로 설치되는 것을 본 발명에서는 순환파이프(17)이라 칭한다.

또한, 상기 하부공간(6)의 내부 중간에는 중간공간(5)의 절반을 막는 중간칸막이(12)를 수평으로 설치하되, 이 중간칸막이(12)에 다수의 외관(10)이 관통되게 설치되고, 이 중간칸막이(12)가 설치된 쪽의 상부칸막이(2)와 상부화실(9)의 사이에는 열기유도관(13)이 연통되게 설치되어 상부화실(9)의 열기가 열기유도관(13)을 통하여 중간공간(5)으로 유입되도록 되어 있다.

그리고, 상기 하부공간(6)의 일측에는 하부공간(6)으로 물을 공급시킬 수 있게 하는 물유입구(14)가 설치되고, 상부공간(4)의 상부에는 순환파이프(17)에서 가열된 온수를 배출시켜 난방수나 온수로 사용하게 하는 온수배출구(15)가 설치되며, 중간공간(5)의 중간칸막이(12) 하방의 보일러본체(1)에는 연도(16)가 연결 설치되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용 관계를 도 1 내지 도 4를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도면에 도시되지 순환모터의 작동에 의해 물이 물유입구(14)을 통하여 하부공간(6)에 채워지면서 그 물은 순환모터의 펌핑력에 의해 도 1 및 도 3에서 보는바와 같이 순환파이프(17)의 외관(10)과 내관(11) 사이의 틈새를 통하여 상부공간(4)까지 물이 채워져 있는 상태에서 버너(7)를 동작시키고 순환모터를 동작시키게 되면, 버너(7)의 열기에 의해 하부화실(8)에서 연료가 분사되면서 연소하여 하부화실(8)에서는 고온의 연소열이 발생하게 된다.

상기와 같이 발생된 고온의 연소열기와 고온의 가스는 도 1의 "a"와 같이 내관(11)의 하부로 유입되면서 내관(11)의 선단부가 연결된 상부화실(9)로 유입되어 다수의 내관(11)과 상부화실(9)은 고온으로 발열되게 되고, 상부화실(9)로 유입된 열기는 상부화실(9)과 상부칸막이(2) 사이에 연결된 열기유도관(13)을 통하여 중간공간(5)으로 내려가게 된다.

상기 중간공간(5)에는 중간공간(5)의 내부를 절반만 막는 중간칸막이(12)가 수평으로 설치되어서 상기 열기는 도 1에 표시한 화살표의 경로를 따라 순환하게 된다. 즉, 상기 열기는 하부화실(8)에서부터 다수의 내관(11)을 통하여 상부화실(9)로 유입되고, 상부화실(9)로 유입된 열기는 열기유도관(13)을 통하여 중간공간(5)으로 내려가며, 중간공간(5)에는 절반이 반원형태의 중간칸막이(12)로 막혀 있어서 중간칸막이(12)가 설치되어 있는 쪽의 중간공간(5)으로 내려 오다가 중간칸막이(12)에 걸려 중간칸막이(12)가 설치되지 않아 하부로 트인 공간으로 진행방향이 바뀌면서 중간칸막이(12)가 설치된 하방으로 다시 내려가면서 중간칸막이(12)가 설치된 쪽의 공간을 통하여 연도(16)로 배출되게 된다.

상기와 같은 경로로 열기가 순환하는 과정에서 상기 열기는 제일 먼저, 내관(11)을 가열시키고 그 뒤 2차로 상부화실(9)을 가열시키게 되며, 3차로외관(10)의 상부부터 하부까지 가열시키게 되는 것이다.

이런 상황에서 물유입구(14)를 통하여 하부공간(6)으로 유입되는 물은 도 1의 "b"와 같이 내관(11)의 외주면과 외관(10)의 내주면 사이에 형성되는 틈새공간으로 유입되게 되는데, 내관(11)의 외주면과 외관(10)의 내주면 사이에 형성되는 틈새공간의 체적이 적으므로 그에 따라 관수량도 소량으므로 내관(11)의 내부를 흐르는 열기에 의해 내관(11)외주면과 외관(10)의 내주면 사이를 흐르는 물이 급속하게 가열된다.

이렇게 내관(11)의 외주면과 외관(10)의 내주면 사이에 형성되는 틈새공간에서 순식간에 가열된 물은 다수의 순환파이프(17)를 통하여 상부공간(4)으로 유입되는데, 이 상부공간(4)의 내부에 설치되어 있는 상부화실(9)도 위에서 설명한 바와 같이 고온의 열기와 가스가 순환하여 고열을 발열시키고 있으므로 2차에 걸쳐 상부공간(4)으로 유입된 물을 가열시키게 되는 것이다.

그리고, 열기유도관(13)을 통하여 중간공간(5)으로 내려오는 열기는 각각의 외관(10) 외부면을 가열시키게 되며, 내관(11)의 내부를 흐르는 가장 고열인 열기와 함께 내관(11)의 외주면과 외관(10)의 내주면 사이에 형성되는 틈새공간을 흐르는 물을 안팍에서 가열시키므로 순환파이프(17)의 내관(11) 외주면과 외관(10)의 내주면 사이에 형성되는 틈새공간을 흐르는 물을 순식간에 가열시키게 되는 것이다.

상기와 같이 가열된 물은 온수배출구(15)를 통하여 외부로 배출되어 난방수나 온수로 사용할 수 있는 것이며, 상기 가열된 물을 난방수나 온수로 사용하여 온수가 배출되면, 물이 배출된 만큼 순환모터의 펌핑력에 의해 물유입구(14)를 통하여 다시 유입되어 위에서 설명한 바와 같은 과정을 거치면서 물이 순식간에 가열되어 계속적으로 신속하게 온수를 사용할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 물을 가열시키면서 열기 및 가스가 연도(16)를 통하여 외부로 배출될 때 열기 및 가스는 열교환이 이루어지는 과정에서 온도가 내려가 외부로 방출되는 것은 당연한 것이다.

상기와 같이 본 발명의 이중관 보일러는, 이중관 구조로 형성된 다수의 순환파이프의 내관과 외관사이의 틈새의 체적이 적어 관수량이 소량인 상태에서 상기 틈새공간을 흐르는 물을 안팎에서 가열하면서 상부공간에서 물을 다시 한번 가열시키므로 물이 순식간에 가열되는 매우 우수한 효과가 있는 것이다.

상기와 같이 물이 신속하게 가열됨에 따라 보일러의 가동시간이 짧아 연료의 소비량이 적어 유지비가 적게 드는 장점과, 종래의 보일러와 같이 물탱크를 크게 설치하지 않아도 되므로 보일러의 제작 및 설치비용이 저렴해지는 장점이 있으며, 배기가스의 배출량이 저하되므로 대기환경을 오염시키지 않게 되는 등의 매우 특출한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 버너에서 분사된 연료가 연소실에서 연소되고, 연료가 연소되면서 발생되는 화염 및 열기는 다수의 순환파이프를 가열시키면서 외부로 배출되며, 상기 다수의 순환파이프는 순환파이프 외측에서 순환되는 물을 가열시켜 난방수나 온수로 사용하도록 된 보일러에 있어서,

   통형상으로 형성된 보일러본체(1)의 내부에는 상하방향으로 2개의 상하부칸막이(2,3)가 수평 방향으로 설치되어 보일러본체(1)의 내부에 3개의 상중하부공간(4,5,6)을 형성하고,

   상기 하부공간(6)의 중앙부 내측에는 일측에 버너(7)가 보일러본체(1)의 외측으로 노출되게 설치된 하부화실(8)이 보일러본체(1)의 내부면과 하부칸막이(3)의 저면과 간격을 두고 설치되며,

   상기 상부공간(4)의 내측에는 보일러본체(1)의 내부면과 상부칸막이(2)의 상부면과 간격을 두고 상부화실(9)이 설치되고,

   상기 상하부칸막이(2,3)의 사이에는 다수개의 외관(10)이 연결되어 하부공간(6)과 상부공간(4)이 연통되며,

   상기 각각의 외관(10)의 내측에는 외관(10)의 내경보다 외경이 작은 각각의 내관(11)이 삽입관통되어 선단부는 상부화실(9)에 연결되고 하단부는 하부화실(8)에 연결되며,

   상기 하부공간(6)의 내부 중간에는 중간공간(5)의 절반을 막는중간칸막이(12)를 수평으로 설치하되, 이 중간칸막이(12)에 다수의 외관(10)이 관통되게 설치되고, 이 중간칸막이(12)가 설치된 쪽의 상부칸막이(2)와 상부화실(9)의 사이에는 열기유도관(13)이 연통되게 설치되며,

   상기 하부공간(6)의 일측에는 물유입구(14)가 설치되고, 상부공간(4)의 상부에는 온수배출구(15)가 설치되며, 중간공간(5)의 중간칸막이(12) 하방의 보일러본체(1)에는 연도(16)가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 이중관 보일러.