KR200199487Y1 - 보일러의 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 보일러의 열교환기에 관한 것으로, 열교환기의 화실(2) 내부에 위치되는 버너(5)로 부터 열을 받아 들이는 화염대향부(9′)의 상부가 반구형으로 형성되고, 수직부분에는 원주상에 일정간격을 두고 다수의 골(9′a)들이 수직방향으로 형성되는 구조로 이루어져, 연소후 연소가스가 상기 반구부에서 부드럽게 방향전환되어지고 골(9′a)들을 따라 하방으로 흐르게 되어 연소가스의 흐름이 안정적이고 화염대향부(9′)와의 접촉시간이 길어지며, 또한 골(9′a)의 형성으로 인하여 화염대향부(9′)의 표면적이 증가하므로 열교환성이 우수해짐으로써 작은 크기의 열교환기 제작이 가능해지고, 이로인해 보일러의 소형화를 추구할 수 있게 된다.

Description

보일러의 열교환기{a heat exchanger of a boiler}

본 고안은 보일러의 열교환기에 관한 것으로, 특히 화염 및 연소가스에 대한 전열면적이 증가되어 전열효율이 향상됨으로써 소형화를 이룰 수 있도록 된 보일러의 열교환기에 관한 것이다.

상기 열교환기는 외부로 부터 공급된 물을 버너의 열에 의해 가열하여 난방수를 만들고, 또한 이 가열된 난방수와 간접열교환을 통하여 급탕온수를 생성하는 곳으로서, 일반적으로 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상부의 수실(1)과 하부의 화실(2)로 이루어져 있으며, 이 화실(2)로부터 수실(1) 상방으로 연통되면서 방사상으로 배치되는 열교환관(3)들이 형성되고, 이 열교환관(3)들이 연결된 열교환기의 상부에는 배기관(4)이 설치되어 있으며, 상기 화실(2)의 중앙에는 버너(5)가 구비되고, 이 버너(5)에는 외기흡입관(7)과 가스공급관(8)으로 부터 유입되는 외기와 연료가스가 공기·가스혼합부(6)에서 혼합되어져 공급되는 구조로 이루어져 있다.(급탕온수가열을 위한 열교환관은 상기 수실(1)내에서 상기 열교환관(3)들의 외주에 코일형으로 감기는 방식으로 설치되나 도면에 도시하지는 않았다.)

또한, 상기 버너(5)의 상부에는 버너(5) 화염과 고온의 연소가스로부터 열을 직접 받아 들이는 화염대향부(9)가 형성되어져 있다.

따라서, 공기·가스혼합부(6)로부터 혼합기가 공급되어 버너(5)에서 연소되고, 연소후 연소가스는 상기 열교환관(3)과 배기관(4)을 통하여 외부로 배출되어지도록 되어 있으며, 이때 수실(1)내의 물은 상기 화염대향부(9)와 연소가스가 빠져나가는 열교환관(3)으로 부터 열을 전달받아 가열되도록 되어 있다.

그런데, 도시된 바와 같이 버너(5)의 화염으로부터 전달되는 열을 직접 받아들이는 상기 화염대향부(9)는 단순히 원통형상으로 되어 있으며, 그 상부면 또한 단순 평면으로 되어 있어서 고온의 열을 포함한 연소가스와의 접촉면적이 크지 못하고, 이 화염대향부(9) 내에서의 연소가스의 흐름 또한 안정적이지 못하여 버너(5)로부터 발생되는 열을 효과적으로 흡수하지 못한다는 문제점이 있었으며, 이에 따라 전열면적의 확대를 위해서는 상기 화염대향부(9)의 크기증가가 필요하여 결과적으로 보일러의 크기가 증가하게 되는 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 상기 화염대향부 내에서 연소가스의 흐름이 매우 안정적이면서도 화염대향부가 동일체적내에서 보다 큰 전열면적을 가질 수 있게 됨으로써 열전달효율이 상승되어 결국 보일러의 소형화를 이룰 수 있도록 된 보일러의 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 보일러의 열교환기 종단면도,

도 2는 도 1의 I-I선 단면도,

도 3은 종래 보일러의 열교환기 종단면도,

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.

-도면중 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 수실, 2 : 화실,

3 : 열교환관, 4 : 배기관,

5 : 버너, 6 : 공기·가스혼합부,

7 : 외기흡입관, 8 : 가스공급관,

9′: 화염대향부, 9′a : 골.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 버너의 상부, 그리고 열교환관 들의 설치부위 내측에 위치된 화염대향부가 전체적으로 원통형으로 형성되되, 그 수직면에는 오목한 골들이 연이어 형성되어 있고, 그 상부는 반구형상으로 형성된 구조로 되어 있다.

따라서, 연소가스의 흐름이 안정적이고, 열교환면적이 증가됨으로써 난방수로의 열전달효율이 향상되어 크기의 소형화를 이룰 수 있게 된다.

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 열교환기의 종단면도이고, 도 2는 열교환기의 횡단면인 도 1의 I-I선 단면도로서, 본 고안 열교환기는 수실(1)과 화실(2)을 갖추고, 이 화실(2)로 부터 열교환기의 상부로 수실(1)을 연통하여 다수의 열교환관(3)이 설치되며, 이 열교환관(3)은 열교환기의 상부로 연결되고, 이 열교환기의 상부에는 배기관(4)이 형성되는 한편, 상기 버너(5)에는 공기·가스혼합부(6)가 연결되고, 이 공기·가스혼합부(6)에는 외기흡기관(7)과 가스공급관(8)이 연결되어 있으며, 또한, 상기 버너(5)의 상부, 상기 열교환관(3)들의 내측부위에는 버너(5) 화염의 열을 받아 들이는 화염대향부(9′)가 형성되어 있되, 이 화염대향부(9′)의 상부는 반구형으로 형성되고, 이 반구부에서 하방으로 연장성형된 수직부분에는 오목한 골(9′a)이 수직방향으로 형성되며, 이 골(9′a)은 수직부분의 원주전체에 걸쳐서 일정간격을 두고 연이어 형성되어진 구조로 되어 있다.

따라서, 외기흡입관(7)과 가스공급관(8)으로 유입된 공기와 연료가스가 공기·가스혼합부(6)에서 혼합되어 버너(5)로 공급되어져 연소된 후에, 이 연소가스는 화염대향부(9′)의 반구부에서 부드럽게 방향전환되어 벽면을 타고 아래쪽으로 내려오게 되며, 이때 수직의 벽면에 형성된 다수의 상기 골(9′a)들은 일종의 유로로서 작용하게 되어 반전된 연소가스의 흐름을 매우 안정적으로 유도하여 연소가스가 화염대향부(9′)에 접촉되는 시간이 증가하게 된다.

또한, 상기 골(9′a)들은 화염대향부(9′)의 표면적을 증가시켜 연소가스와의 접촉면을 증가시킴으로써 보다 많은 열을 받아 들일 수 있게 된다.

따라서, 같은 체적범위 내에 보다 큰 표면적을 가진 화염대향부(9′)가 설치가능함으로써 열교환성능이 보다 향상되어지고, 동일한 정도의 열교환량을 갖는 보일러 제작시에는 보다 작은 보일러를 제작할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따르면, 화염대향부의 상부를 반구형으로 형성하고, 수직부분에 다수의 골들을 형성함으로써 연소가스의 흐름이 안정되고, 접촉시간이 길어지며, 열교환면적이 증가함으로써 열교환기의 열교환효율이 향상되고, 따라서 보일러의 소형화가 가능해지게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 수실(1)과 화실(2)을 갖추고, 이 화실(2)에서 수실(1)을 거쳐 열교환기의 상부로 연통되는 열교환관(3)들, 이 열교환관(3)들이 연결된 열교환기상부에 연결되는 배기관(4), 상기 화실(2)의 중앙에 설치되되 외기흡입관(7)과 가스공급관(8)이 연결된 공기·가스혼합부(6)에 연결되는 버너(5), 이 버너(5)의 상부에 형성되어 버너(5)로 부터 발생되는 열을 받아 들이는 화염대향부(9′)를 포함하여 이루어지는 보일러의 열교환기에 있어서,

   상기 화염대향부(9′)의 상부는 반구형으로 형성되고, 이 반구부에서 하방으로 연장되는 수직부분에는 수직방향으로 다수의 골(9′a)들이 형성되며, 이 골(9′a)들은 상기 수직부분의 원주상에 일정간격으로 연이어 형성되어진 것을 특징으로 하는 보일러의 열교환기.