KR200184261Y1 - 가스보일러의 연소실 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연소실의 전열면적을 증대하고 복사열을 확대시켜서 열교환능력의 배양을 이루게 함과 동시에 급탕관의 전열량을 증대하여 발열기의 전달시간을 단축하도록 하는 가스보일러의 연소실 구조에 관한 것으로서, 특히, 상기 연소실(18)의 수직벽면에 형성되며 연소기의 연소열기를 연관까지 안내하기 위하여 수직벽면의 하단으로부터 상단까지 하광상협의 안내부(40)를 갖는 파형면(20)과, 상기 파형면(20)에 의해 안내된 연소열을 수실(10)에 다단으로 배치되는 다수개의 연관(12)에 골고루 안내하기 위하여 하단연관(12a)과 중단연관(12b)의 내측과 중단연관(12b)과 상단연관(12a)의 내측으로 각각 부착되는 안내관(30)을 구비한다.

따라서, 연소시 화염이 연소실(18)의 안내부(40)에 의해 연관(12)으로 안내되며, 이때, 상기 안내부의 파형면(20)에 의해 전열면적이 증대되고, 안내된 연소열은 하단연관(12a)를 통과하며 안내관(30)에 의해 연속적으로 중단연관(12b)과 상단연관(12c)로 연속적으로 안내,배기됨으로 연소열의 균등배분으로 급탕코일의 전열속도를 증대시켜 온수사용성능이 향상될 수 있도록 하여 연료절감을 이루도록 하는 가스보일러의 연소실 구조를 제공한다.

Description

가스보일러의 연소실 구조{combustor structure of gas boiler}

본 고안은 가스를 연료로 난방을 이루게 하는 가스보일러의 연소실을 개선한 것으로, 더욱 상세하게는 가스가 연소되는 연소실의 구조를 개선하여 연소효율의 증대에 따른 환경오염 물질 발생을 최소화하고, 연소열이 연관으로 고르게 분배되어 열 교환 능력을 배양하면서 급탕관의 전열량을 증대하여 발열시간을 단축하여 온수사용 성능을 향상시키는 경제적이면서 효율적인 연소를 이루게 하는 가스보일러의 연소실 구조에 관한 것이다.

일반적으로 난방용 보일러는 소정 량의 물을 수장한 수실 하단에 연소실이 마련되고, 연소실에는 가스나 유류 등의 연료를 연소시키는 연소기가 설치되며 연소기에서 발화되는 화염을 통하여 연소실 내의 전열면적에서 직사열과 복사열을 만들게 하고 이 열기가 수실과 열 교환을 이룸으로써 난방수나 급탕수를 얻어 난방과 온수사용을 이루게 하고 있다.

상기와 같이 연소기에서 발화되는 화염은 연소실의 공간을 통하여 소정시간동안 수실의 내면에 다수개 형성된 연관을 통하여 배기 되면서 수실과 열 교환을 이루게 되므로 온수를 얻을 수 있으나, 도 3에서와 같이 종래의 연소실(1)의 내벽면(2)은 수직평면상태로 단순한 구조로 형성되어 있어서 미연소가스 발생에 따른 연소효율이 저하되고, 연소열기가 측벽에 부딪히면서 곧바로 연관(3)으로 이동되고 있어서 연소실(1)에서 열기의 지연시간이 짧게 되므로 전열면적을 확보할 수 없게 되므로 전열시간이 단축되었으며, 연소실(1)과 연통되고 있는 연관(3)이 동일한 길이로 배열되고 있기 때문에 연소되는 연소열기가 연관(3)의 외측으로부터 중앙으로 모아져 집중 배기되고, 동시에 외측부의 연소상태가 미약하게 되어 열교환기의 외측에 배치되는 급탕전용코일의 가열시간이 지연됨으로 인하여 온수사용 성능이 저하되게 된다.

즉, 화염이 외측으로 유도되어야 외측에 배치되는 급탕전용코일의 열 교환을 신속하게 이룰 수 있는데 중앙으로 집중 배기되는 과정에 의하여 외측에 배치되는 급탕코일의 가열시간은 지연되고 있어서 급탕수를 얻을 때에는 많은 시간이 걸리게되므로 초기에는 찬물을 사용하게 되어 상품의 신뢰성이 저하될 뿐만이 아니라 비경제적인 사용을 이루게 하는 문제점이 있다.

그리고, 연소실에서 열기가 지연된다면 보다 좋은 연소효율을 얻을 수 있는데 종래에는 연소열기의 지연조건이 낮아서 연소효율의 증대를 꾀할 수 없기 때문에 열교환 능력이 저하됨은 물론 환경오염물질의 발생과 함께 연료소비가 많았던 것이다.

또한, 공개실용신안공보 제96-32275호와 같은 가스보일러의 열교환기 구조에 있어서는 연소실의 측벽을 주름지게 형성하여 연소시 배기되는 연소열기가 지연되도록 하여 연소효율을 극대화하려 하는 목적을 가지고는 있으나, 이는 측벽이 수직으로 이루어져 사실상 연소열이 주름진 부분에 직접 접촉되는 것은 사실상 불가능하며 이로 인해 연소열은 연소관측을 향하여 직접이동하게 되므로 전열면적은 증대되었으나 그 활용효율이 저하되는 문제점을 가지게 된다. 또한, 상기 연소실 상단에 배치되는 연소관의 하단이 길이가 동일한 형태로 이루어지고 있어서 배기되는 연소가스가 중앙으로 모아져 집중 배기되게 되고 이로서 열교환기의 외측보다는 중앙부위의 열교환이 빨리 진행되며, 열교환기의 외측에 배치되어 있는 급탕코일의 열교환속도가 늦어지게 되므로 급탕온수를 사용할 때에 찬물이 나오는 시간이 길어지게 되는 문제점이 있다.

그리고, 공개실용신안공보 제92-17002호와 같은 가스보일러용 열교환기의 구조는 열교환기의 내부에 설치되는 연관을 다단으로 이루어진 경판에 결합시킨 것으로 특히, 중앙부분보다 외곽부분에만 연관을 집중 배치하여 연소열기가 중앙보다는 외측으로 많은 량이 배출되도록 하여 외측의 열교환속도를 빠르게 한 것이다. 그러나, 이는 급탕온수의 생성시간을 단축하려 하는 의도로 본 출원인이 선출원한 것이나 본 출원인이 이를 사용해본 결과 연소실에서 연소되는 열기가 외측에 집중배치되는 외측연관으로 유도되어 급속히 연소되기 때문에 연소시간을 지연시키지 못해 연소열을 효율적으로 활용하지 못하는 문제가 발생할 뿐만 아니라 다단의 경판에 연관을 부착해야 하므로 그 작업공정이 매우 까다로워 비경제적인 사용을 이루게되는 문제점이 있다. 운 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은, 전열면적을 확보함에 있어 실제적으로 활용가능토록 구조를 개선하여 전열면적의 증대에 따른 열교환효율을 상승시키고, 연관으로 공급되는 연소열이 다수개의 연관에 고르게 공급될 수 있도록 함으로써 열 교환 성능을 향상시키면서 급탕전용코일의 열교환시간을 단축하여 온수사용성능을 향상시킴과 동시에 제작시간을 단축하여 제비용을 감소시킬 수 있도록 하여 경제적인 사용을 이루게 하고 실사용 가치를 높여 상품 신뢰성을 확보하는 목적을 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 연소실의 측벽에 형성되며 연소기의 연소열기를 연관까지 안내하기 위하여 측벽의 하단으로부터 상단까지 하광상협의 안내부를 갖는 파형면과, 상기 파형면에 의해 안내된 연소열기를 수실에 다단으로 배치되는 다수개의 연관에 골고루 안내하기 위하여 하단연관의 내측,중단연관의 하단과 중단연관의 내측,상단연관의 하단으로 각각 부착되는 안내관을 구비하면 된다.

도 1 은 본 고안에 의한 가스보일러의 구성 단면도이고,

도 2 는 본 고안에 의한 가스보일러의 연소실 요부 단면도이며,

도 3 은 종래의 연소실 구성을 나타내는 요부단면도이다.

-도면의주요부분에대한부호의설명-

10 : 수실 12 : 연관

14 : 열교환기 16 : 연소실

18 : 연소기 20 : 파형면

30 : 안내관 40 : 안내부

이하, 첨부된 일 실시에 도면을 참고적으로 본 고안을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 의한 가스보일러의 구성 단면도이고, 도 2 는 본 고안에 의한 가스보일러의 연소실 요부 단면도로써, 소정의 물이 수용되며수실(10)을 구획하는 다수개의 연관(12)이 배치된 열교환기(14)의 하단에 마련된 연소실에 연소기(18)를 배치하여 연소되는 열기에 의하여 난방수와 온수를 생성하는 보일러에 있어서, 상기 연소실(18)의 수직벽면에 형성되며 연소기의 연소열기를 연관까지 안내하기 위하여 수직벽면의 하단으로부터 상단까지 하광상협의 안내부를 갖는 파형면(20)과, 상기 파형면(20)에 의해 안내된 연소열기를 수실(10)에 다단으로 배치되는 다수개의 연관(12)에 골고루 안내하기 위하여 하단연관(12a)의 내측, 중단연관(12b)의 하단과 중단연관(12b)의 내측, 상단연관(12c)의 하단으로 각각 부착되는 안내관(30)을 구비한다.

도면중 미 설명부호 : 26은 급탕전용코일을 나타낸다.

이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 고안은 보충수관을 통하여 급수된 보충수가 수실(10)에 수장된 상태에서 연소기(18)를 가동하여 연소를 이루게 되면, 상기 연소기(18)에서 연소실(16)내로 발열,분사되는 화염은 연소실(16)의 하단과 상층부의 넓은 공간으로 충분히 연소된 후 상승되면서 상층부의 연관(12)에 각각 균일하게 분배되어 수실(10)내에 배치되고 있는 연관(12)을 통하여 외부로 배기된다.

이러한 과정을 통하여 열교환기(14)에 수장된 물은 가열되어 난방수로 사용되어 난방을 이루게 되고 상기 수실(10)의 외측에 배치되고 있는 급탕전용코일(26)은 상기에서 얻어지는 온수와 열 교환 이루면서 급탕수를 얻어 급탕을 이루게 한다.

여기서, 연소실(16)의 측벽은 소정의 기울기를 가진 파형면(20)으로 이루어지고 있어서 연소기(18)에서 발산되는 화염이 부딪힌 후 복사 및 다단계에 의한 고열의 연소가스의 흐름을 난류 형성시켜 열교환을 상승함은 물론 연소실(16)의 전열면적을 확보하여 복사열기를 증가시킴으로써 열효율을 높이게 한다. 즉, 상기 파형면(20)은 도2에서와 같이 하단으로부터 상단으로 하광상협으로 이루어진 소정의 기울기를 가지는 안내부(40)로 이루어져 하단으로부터 상승하는 연소열이 파형면(20)에 연속접촉되며 상승함으로써 효율적인 열교환이 이루어지게 되는 것이다. 또한, 상기 파형면(20)을 경유하여 상승하는 연소열은 연관(12)을 통하여 배기되는 바, 연소열이 하단연관(12a),중단연관(12b),상단연관(12c)로 골고루 배기됨과 동시에 연소열이 하단연관(12a)으로 일시에 배기되지 않게 하기 위하여 도2에서와 같이 안내관(40)을 하단연관(12a)의 내측과 중단연관(12b)의 하단에 부착하여 하단연관(12a)을 지나친 연소열이 중단연관(12b)으로 배기될 수 있도록 하였으며, 아울러, 상기 중단연관(12b)의 내측과 상단연관(12c)의 하단에도 안내관(40)을 부착하여 중단연관(12b)으로 배기되지 않은 나머지 연소열이 최종적으로 상단연관(12c)으로 배기될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 연소열은 하단연관(12a),중단연관(12b),상단연관(12c)을 순차적으로 경유하게 됨으로서 연소실내에서 오래토록 머물러 있게 되며 배기되는 연소열은 하단연관(12a),중단연관(12b),상단연관(12c)으로 배기됨으로써 전열면적이 증가하게 되고 이에 따라 연소실(16)에서 상승되는 열기는 도 2에서와 같이 각각의 연관(12)으로 많이 통과함으로써 상기 급탕전용코일(26)에 열이 전달되는 시간을 단축하여 온수사용성능을 향상시키게 한다.

이는 연관(12)으로 배기되는 연소열을 연관(12)에 부착되는 안내관(40)이 각 연관(12)으로 안내할 수 있도록 소정 깊이로 형성됨으로써 연소열이 하단연관(12a)으로 급격히 배기되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이며 이에 따라 중단연관(12b)과 상단연관(12c)에 연소열이 골고루 분배되어 배기되게 함으로써 각 연관(12)에 의해 골고루 열교환이 이루어지게 되어 열효율이 상승하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은 연소시 열교환기 하단부를 통하여 연소되어 배기되는 연소열이 각각의 연관으로 골고루 분배될 수 있도록 함과 동시에 연관을 통해 연소열이 급격히 배기되는 것을 방지함으로써 열교환을 배가하여 연료손실을 억제하고, 아울러, 열교환율을 상승시켜 급탕코일의 전열속도를 증대시킴으로써 온수사용성능을 향상시키고, 연료절감에 따른 경제적인 난방과 신뢰성향상을 도모하도록 하는 효과를 가지는 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 소정의 물을 수용되며 수실(10)을 구획하는 다수개의 연관(12)이 배치된 열교환기(14)의 하단에 마련된 연소실에 연소기(18)를 배치하여 연소되는 열기에 의하여 난방수와 온수를 생성하는 보일러에 있어서,

   상기 연소실(18)의 수직벽면에 형성되며 연소기의 연소열기를 연관까지 안내하기 위하여 수직벽면의 하단으로부터 상단까지 하광상협의 안내부(40)를 갖는 파형면(20)과,

   상기 파형면(20)에 의해 안내된 연소열기를 수실(10)에 다단으로 배치되는 다수개의 연관(12)에 골고루 안내하기 위하여 하단연관(12a)의 내측, 중단연관(12b)의 하단과 중단연관(12b)의 내측, 상단연관(12c)의 하단으로 각각 부착되는 안내관(30)을 구비한 것을 특징으로 하는 가스보일러의 연소실 구조.