KR20020025946A

KR20020025946A - 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식관류보일러

Info

Publication number: KR20020025946A
Application number: KR1020020014266A
Authority: KR
Inventors: 유동근; 임기석; 손달운
Original assignee: 유동근; 주식회사 부-스타
Priority date: 2002-03-16
Filing date: 2002-03-16
Publication date: 2002-04-04

Abstract

본 발명은 링형의 형상으로 상, 하 대칭으로 구비된 상, 하부 모음관과, 상기 상, 하부 모음관 사이에 수직으로 상, 하단이 연결되고, 평면에서 바라볼 때, 방사상으로 다수 구비된 내관과, 상기 내관의 외측에 구비되고, 동일한 각도로 소정의 간격을 갖는 외관과, 상기 내관 사이사이에 장착되고, 상단은 상기 상부 모음관의 하측에 장착되고, 하단은 상기 하부 모음관과 소정 거리 이격된 내판과, 상기 내관과 소정거리 떨어져 하단이 하부 모음관에 장착되고, 상단은 상부모음관과 소정거리 이격된 외판과, 상기 상부 모음관 중앙에 버너가 구비된 연소실로 이루어진 다관식 관류보일러에 관한 것으로, 특히, 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식 관류보일러에 관한 것이다.

상기 내관의 외주표면에 다수 형성된 요철과, 상기 내관과 인접한 외관의 내측에 소정 간격을 두고 장착된 다수의 열흡수용 핀을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 상기 내관의 요철과 외관의 열흡수용 핀에 의해 난류가 형성된 연소가스가 머무는 시간을 증가하여 상기 외관의 열흡수 효율을 극대화시킨 효과가 있다.

Description

연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식 관류보일러{WARM CURRENT FORMATION TO COMBUSTION GAS ELEVATION THERMAL EFFICIENCY MULTI. TUBE TYPE FLOW BOILER}

본 발명은 다관식 관류보일러에 관한 것으로, 더욱 더 상세하게는 연소가스의 난류를 형성시켜 수관의 전열면에서의 열 흡수를 향상시키기 위한 열 흡수용 핀을 연소가스에 직교하게 부착한 다관식 관류보일러에 관한 것이다.

일반적으로 다관식 관류보일러에 대해서는 여러가지가알려져 오고 있다.

예를 들면, 도 1과 도 2에 도시한 것이 그 대표적인 것으로, 내용을 살펴보면 다음과 같다.

도시한 바와 같이, 종래의 관류보일러(10)는 링(Ring)형으로 형성된 상, 하부 모음관(1)(2)이 상, 하부에 구비되고, 상기 상, 하부 모음관(1)(2) 사이에는 평면에서 바라볼 때, 방사상으로 다수의 내관(3)과 외관(4)이 2열로 구비된다.

또한, 상기 다수 구비된 내관(3)의 사이에는 하측이 개방된 내판(3a)이 장착되고, 외측에 구비된 외관(4)의 사이에는 밀폐된 외판(4a)이 구비되는데, 상기 외판(4a)중 어느 하나의 외판(4a)의 상측이 개방되고, 상기 개방된 일측에배기덕트(6)가 구비되어 상기 연소가스는 상기 내판(3a)의 하측으로 유입되고, 상기 내, 외관(3)(4)을 타고 상측으로 이동하며 상기 케이스(7)의 상부 일측에 장착된 배기덕트(6)로 배출되는 것이다.

상기 방사상 원형으로 구비된 내, 외관(3)(4)은 연소실(5)의 버너(5a)에 의해 연소가 이루어질 때, 상기 내관(4)의 연소실쪽으로 구비된 내측면은 상기 버너(5a)에 의해 가열되고, 상기 외관(4)과 내관(3)의 외측면은 내판(3a)의 하측으로 이동하는 연소가스에 의해 외관(4)이 가열되는 것이다.

그러나, 고온으로 형성된 연소가스가 수직으로 상승하며 바로 배기덕트로 배출됨으로써, 내관에 비해 외관의 열흡수량이 적어지게 되고, 상기와 같이 내, 외측수관의 열흡수량 차에 의해 내측수관 사이에서 열응력이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 상기한 바와 같이, 외관의 열흡수량이 떨어짐으로써, 연소실 버너는 계속 운전됨으로써, 불필요한 에너지의 낭비와 상기 버너의 수명이 짧아지는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 내관과 외관의 열흡수량을 거의 동일하도록 전열면적을 증가시켜 열효율을 크게 하도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 내관과 외관의 열흡수량을 거의 동일하게 함으로써, 연소실 버너를 단속적으로 운전되도록 하여 불필요한 에너지의 낭비를 원천적으로 방지하되, 상기 버너의 수명은 길게 사용하도록 하는데 있다.

도 1은 종래 다관식 관류보일러의 구성에 대해 설명하기 위한 단면도이고,

도 2는 종래 다관식 관류보일러의 내관과 외관의 배열을 설명하기 위한 도 1 "A"-"A"선의 단면도이고,

도 3은 본 발명 다관식 관류보일러의 구성에 대해 상세히 설명하기 위한 단면도이고,

도 4는 본 발명 다관식 관류보일러 내관과 외관에 대해 설명하기 위한 도 3 "B"선의 상세도이고,

도 5는 본 발명 다관식 관류보일러의 수관배열을 도시한 도 4 "C"-"C"선의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1;상부 모음관2;하부 모음관

3,4;내, 외관3a,4a;내, 외판

5;연소실5a;버너

6;배기덕트7;케이스

11;요철11a;요부

11b;철부12;열흡수용 핀

또한, 본 발명은 상기 열흡수용 핀의 장착은 프로젝션 용접에 의한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 열흡수용 핀의 높이는 외관의 표면에서 내측으로 5~30mm이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 요철은 단면상 철부의 높이가 1~3mm이하이고, 상기 각 철부의 피치는 10~25mm이하인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 예시도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명 다관식 관류보일러의 구성에 대해 상세히 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명 다관식 관류보일러 내관과 외관에 대해 설명하기 위한 도 3 "B"선의 상세도이고, 도 5는 본 발명 다관식 관류보일러의 수관배열을 도시한 도 4 "C"-"C"선의 단면도이다.(이하, 종래의 구성과 동일한 구성은 동일명칭과 동일부호를 붙여 설명한다.)

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명 다관식 관류보일러(10)(이하, "보일러"라 칭한다.)는 상, 하부에 링형, 즉, 도너츠 형상으로 상, 하 대칭으로 구비된 상, 하부 모음관(1)(2)이 구비되고, 상기 상, 하부 모음관 사이에 수직으로 상, 하단이 연결되고, 평면에서 바라볼 때, 방사상으로 다수의 내관(3)이 구비되고, 상기 내관(3)의 외측에 소정의 간격을 두고 외관(4)이 구비된다.

또한, 상기 내, 외관(3)(4) 측방의 사이사이에는 내판(3a)과 외판(4a)이 장착되는데, 상기 내판(3a)은 상단이 상기 상부 모음관(1)과 장착되고, 하측이 개방되어 후술하는 연소실(5)에서의 연소가스가 배출되도록 하는 것이고, 반대로 외판(4a)은 하단이 하부 모음관(2)에 장착되고, 상단은 상부모음관(1)과 소정거리 이격된 간격이 형성되어 케이스(7)의 상부 일측에 적어도 하나 이상 장착된 배기덕트(6)를 통해 배출되는 것이다.

또한, 상기 상부 모음관 중앙에 버너(5a)가 구비된 연소실(5)이 형성되어 상기 버너(5a)의 연소열에 의해 상기 내, 외관(3)(4)과 상, 하부 모음관(1)(2)을 순환하는 물 또는 오일등의 열매체를 승온시키는 것이다.

도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 연소실(5)의 내측에 다수개 구비되는 내관(3)은 외주표면 단면상으로 요철(11)이 형성되어 있다.

또한, 외측으로 인접한 외관(4)은 상기 내관(3)이 구비된 내측으로 다수의 열흡수용 핀(12)이 장착되어 상기 연소실(5)에서 배출되는 고온의 연소가스를 상기 내, 외관(3)(4) 사이에서 난류를 형성하도록 하는 것이다.

다시 말해서, 상기 내, 외관(3)(4) 사이에 상기 고온 연소가스가 머무는 시간을 연장하여 고온의 연소가스가 바로 배출되는 손실을 방지하고, 상기 배기덕트(6)로는 저온의 연소가스만 배출되도록 하는 것이다.

도시한 바와 같이, 요철(11)이 형성된 내관(3)은 통상의 스파이어럴관으로, 다수 형성된 요철(11)은 상, 하 방향으로 소정의 간격(P1)과 측방으로 소정의 높이(H1)로 형성된다.

즉, 도시한 바와 같이, 상기 간격(P1)은 철부(11b) 간의 거리로서, 10mm 에서 25mm이하의 피치로 형성하고, 상기 철부(11b)의 높이(H1)는 1mm에서 3mm이하로 형성되는데, 상기 철부(11b)의 간격은 곧 요부(11a)의 간격과 동일하다.

상기한 내관(3)의 철부(11b)의 간격과 높이(H1)에 따라 외측에 구비되는 외관(4)의 외주 표면 내측에 장착되는 열흡수용 핀(12)의 장착규격도 달라지는 것으로, 상기 열흡수용 핀(12)의 높이는 외관의 표면에서 내측으로 5mm에서 25mm이하로 형성하고, 각 열흡수용 핀(12)의 간격(P2)은 상기 요철의 간격(P1) 보다, 동일하거나 좁게 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유로는 도시한 바와 같이, 상기요부(11a)에 부딪친 연소가스는 일측 상부에 구비된 열흡수용 핀(12)의 하측에 부딪치고, 다시 외관(4)과 하측의 열흡수용 핀(12)에 부딪치며 난류가 형성될 때, 상기 열흡수용 핀(12)의 간격이 상기 철부(11b)의 간격보다 크게 되면, 상기한 바와 같이 요부(11a)에 부딪치는 연소가스가 상기 열흡수용 핀(12)을 건너 뛰며 상기 외관(4)이 고르게 승온되지 않기 때문이다.

다시 말해서, 상기 요철(11)의 간격(P1)과 높이(H1)에 의해 상기 열흡수용 핀(12)의 규격이 달라지는 것이고, 상기 요철(11)은 내관(3)과 외관(4)이 구비되는 내, 외판(3a)(4a) 사이에 면적에 따라 달라지는 것이다.

또한, 상기 열흡수용 핀(12)은 통상의 프로젝션 용접(Projection Welding)으로 장착하는 것이 바람직하다. 그 이유로는 상기 프로젝션용접은 상기 열흡수용 핀(12)이 장착되는 외관(4)에 전류를 발생시키며 장착하도록 하는 방법으로 저항열의 발생이 작아 상기 외관(4)의 표면에 응력을 최소화할 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이, 내관(3)에 형성된 요철(11)과 외관(4)에 장착된 열흡수용 핀(12)에 의해 고온의 연소가스가 상기 내, 외관(3)(4) 사이에 머무르며 상기 외관의 열흡수 효율을 극대화함으로써, 연소실(5) 버너(5a)의 운전율을 절감함으로써, 에너지의 낭비를 방지하고, 상기 버너(5a)의 수명도 연장할 수 있다.

상술한 본 발명은 특정 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구항 기재범위내에 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 내관과 외관의 열흡수량을 거의 동일하도록 전열면적을 증가시켜 열효율을 크게한 효과가 있다.

또한, 내관과 외관의 열흡수량을 거의 동일하게 함으로써, 연소실 버너를 단속적으로 운전되도록 하여 불필요한 에너지의 낭비를 원천적으로 방지하되, 상기 버너는 긴수명으로 오래도록 사용하도록 한 효과가 있다.

Claims

링형의 형상으로 상, 하 대칭으로 구비된 상, 하부 모음관과, 상기 상, 하부 모음관 사이에 수직으로 상, 하단이 연결되고, 평면에서 바라볼 때, 방사상으로 다수 구비된 내관과, 상기 내관의 외측에 구비되고, 동일한 각도로 소정의 간격을 갖는 외관과, 상기 내관 사이사이에 장착되고, 상단은 상기 상부 모음관의 하측에 장착되고, 하단은 상기 하부 모음관과 소정 거리 이격된 내판과, 상기 내관과 소정거리 떨어져 하단이 하부 모음관에 장착되고, 상단은 상부모음관과 소정거리 이격된 외판과, 상기 상부 모음관 중앙에 버너가 구비된 연소실로 이루어진 다관식 관류보일러에 있어서,

상기 내관의 외주표면에 다수 형성된 요철과, 상기 내관과 인접한 외관의 내측에 소정 간격을 두고 장착된 다수의 열흡수용 핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식 관류보일러.
제 1항에 있어서,

상기 열흡수용 핀의 장착은 프로젝션 용접에 의한 것을 특징으로 하는 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식 관류보일러.
제 1항에 있어서,

상기 열흡수용 핀의 높이는 외관의 표면에서 내측으로 5~25mm이하인 것을 특징으로 하는 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식 관류보일러.
제 1항에 있어서,

상기 요철은 단면상 철부의 높이가 1~3mm이하이고, 상기 각 철부의 피치는 10~25mm이하인 것을 특징으로 하는 연소가스에 난류를 형성하여 열효율을 향상시킨 다관식 관류보일러.