KR200202937Y1 - 다중경로를 갖는 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 다중경로를 갖는 열교환기에 관한 것으로서. 특히, 열교환기의 구조에서 열교환기 본체의 본체의 수직을 일정한 간격을 갖는 물이동관을 형성하고, 중심부 상측에는 가스버너를 장착하며, 가열연관 및 배기연관의 내부에 물이동관에 열을 흡수하도록 하는 배플을 층층이 형성하여서 가스버너에서 발생된 열을 효율적으로 흡수하고 재차 가열연관을 거쳐 이동된 배기가스가 배기연관을 거치면서 재차 열을 흡수하므로 열효율을 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 고안에 관한 것이다.

Description

다중경로를 갖는 열교환기{Heat Exchanger Having The Many Route Condensing Gas Boiler}

본 고안은 난방장치의 열교환기 구조에 관한 것으로, 특히, 열교환기의 구조에서 열교환기 본체의 본체의 수직을 일정한 간격을 갖는 물이동관을 형성하고, 중심부 상측에는 버너를 장착하며, 연관의 내부에 물이동관에 열을 흡수하도록 하는 배플을 층층이 형성하여서 가스버너에서 발생된 열을 효율적으로 흡수하고 재차 가열연관을 거쳐 이동된 배기가스가 배기연관을 거치면서 재차 열을 흡수하므로 열효율을 향상하도록 하는 다중경로를 갖는 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 가스 보일러는 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러가지 형식으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 난방수를 가열하는 열원에 따라 콘덴싱과 비콘덴싱 형식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 콘덴싱 방식은 버너에 의해 연소된 열을 이용하여 직접적으로 난방수를 가열하는 현열부 열교환기와 함께, 현열부 열교환기를 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 난방수를 가열하는 잠열부 열교환기를 지니고 있으며, 비콘덴싱 방식은 현열부 열교환기만 구비하고 있다.

도 1은 콘덴싱 방식(밀폐식이라고도 칭함)의 가스 보일러를 도시한 구성도이다. 여기에 예시한 가스 보일러(2)는 외기의 온도변화에 따라 공기량을 조절하여 항상 일정량의 공기가 공급될 수 있도록 하는 공기비례제어 방식으로, 송풍기(10)와 버너(12)가 연소기(4)의 상부에 배치되어 있다. 연소기(4)의 상부에는 송풍기(10)의 작동에 따라 흡기덕트(6)를 통해 흡입된 급기와 가스를 연소시키는 버너(12)가 설치되어 있으며, 버너(12) 아래에는 차례대로, 현열부 열교환기(14)와 잠열부 열교환기(16)가 배치되어 있다. 현열부 열교환기(14)는 버너에서 발생된 현열이 직접적으로 접촉되어 열교환되는 과정에서 난방수를 가열하게 되며, 잠열부 열교환기(16)는 배기가스와의 열접촉시 발생되는 잠열을 이용하여 난방수를 가열시킨다.

그리고, 잠열부 열교환기(16)를 통과한 배기가스는 배기덕트(20)를 통해서 외부로 방출되며, 열교환 과정에서 발생된 응축수는 배기후드(18)에 모아진 다음 사이폰(미도시)을 통하여 외부로 배출한다.

또한, 보일러의 좌측 하부에는 난방수를 순환시키는 순환펌프(22)가 배치되어 있다. 순환펌프(22)가 작동되면, 실내의 난방을 마친 난방수는 라인(L1)을 통해서 난방수 여과기(24)로 유입하게 된다. 난방수 여과기(24)에서는 난방수에 포함되어 있는 불순물을 제거하게 되며, 여과된 난방수는 상부의 기수 분리기(26)로 보내진다. 기수 분리기(26)는 난방수에 포함되어 있는 공기를 배출하기 위한 것으로, 상부의 에어벤트를 통해서 공기를 배출하게 된다.

이때, 난방수 여과기(24)와 기수 분리기(26)사이에는 난방수의 압력이 과도하게 상승되는 것을 막기 위한 과압방지밸브(32)가 설치되어 있어, 난방수의 일부를 팽창탱크(48)로 보내 압력을 조절하게 된다. 기수 분리기(24)를 통과한 난방수는 순환펌프(22)의 작동으로 라인(L2)을 통해서 잠열부 열교환기(16)로 공급된 다음, 현열부 열교환기(14)를 지나면서 가열되어 라인(L3)으로 배출된다. 라인(L3)을 통해 배출된 난방수는 삼방밸브(28)의 작동에 따라 실내로 공급된다.

그리고, 보일러의 중간 하부에는 난방수의 열을 이용하여 온수를 얻는 열교환기가 도시되어 있다. 온수흐름스위치(36)의 작동에 따라 라인(L6)을 통해 유입된 냉수는 온수 열교환기(34)를 지나는 과정에서 가열된 다음, 라인(L7)을 통해서 배출된다.

또한, 보일러의 우측 하부에는 가스 공급장치가 설치되어 있다. 가스밸브(44)의 작동에 따라 라인(L8)을 통해 유입된 가스는 라인(L9)을 통해서 연소기(4)상부의 노즐(8)로 공급된다. 이때, 가스의 공급량은 공기비례제어 전자밸브(46)의 작동에 따라 가변됨으로써 외기의 변화에 따른 공급량을 보상하게 된다. 이렇게 공급된 가스는 점화 트랜스(42) 및 점화봉을 통해 전달되는 스파크에 의해 점화되어 연소되는데, 이러한 일련의 연소과정은 사용자가 조작하는 실내온도 조절기(38)의 입력신호를 받는 콘트롤러(40)에 의해서 제어된다.

그런데, 상기한 바와 같이, 종래의 콘덴싱 가스보일러는 알루미늄, 동, 스테레스 등의 내식성 재료를 사용하여 배기덕트(20)를 구성하여 사용하는 관계로 장기간에도 쉽게 부식되지 않는 장점을 지니지만 배기에 내식성이 강한 산화 성분이 배출되는 경우, 배기덕트(20)가 결국에는 부식이 발생되어서 배기덕트(20)에 구멍이 발생하여 실내부로 배기가스가 유입되는 문제점을 지닌다.

본 고안은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로서, 열교환기의 구조에서 열교환기 본체의 본체의 수직을 일정한 간격을 갖는 물이동관을 형성하고, 중심부 상측에는 버너를 장착하며, 연관의 내부에 물이동관에 열을 흡수하도록 하는 배플을 층층이 형성하여서 가스버너에서 발생된 열을 효율적으로 흡수하고 재차 가열연관을 거쳐 이동된 배기가스가 배기연관을 거치면서 재차 열을 흡수하므로 열효율을 향상하도록 하는 것이 목적이다.

도 1은 일반적인 현열부와 잠열부를 갖는 콘덴싱타입 난방장치의 구성을 보인 도면이고,

도 2는 본 고안의 다중경로를 갖는 열교환기를 갖는 콘덴싱 가스보일러의 구성을 보인 도면이고,

도 3은 본 고안의 다중경로를 갖는 열교환기의 외관을 보인 도면이며,

도 4는 본 고안의 다중경로를 갖는 열교환기의 단면을 보인 도면이며,

도 5는 본 고안의 콘데싱가스보일러의 사용상태를 보인 도면이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

50 : 열교환기 52 : 본체

54 : 혼합가스유입구 56 : 가스버너

60 : 현열부 열교환기 62 : 가열연관

63 : 응축수드레인 64 : 배기연관

65 : 배플

이러한 목적은, 가스공급관으로 공급된 가스를 점화트랜스(42)로 작동하여 점화플러그에 불꽃을 발생시키는 가스버너(12)와; 상기 가스버너(12)의 열을 발생하여 파이프로 이동하는 물을 데워주는 열교환기(50)와; 상기 열교환기(50)에서 열을 공급한 후, 배기가스를 외부로 배출하여 주는 배기덕트(20)로 이루어진 난방장치에 있어서,

상기 열교환기(50)의 본체(52)를 원통형으로 형성하고, 중심부에는 상기 가스버너(56)가 상측부분에 설치되도록 하는 가열연관(62)을 형성하고, 상기 가열연관(62)과 배기연관(64)을 물이 저장되고 이동하도록 하는 물이동관(58)으로 구획하여서 상기 가열연관(62)과 배기연관(64)의 물이동관(58)의 내벽면에 배플(60)을 형성한 것을 특징으로 하는 다중경로를 갖는 열교환기를 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 고안의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 다중경로를 갖는 열교환기를 갖는 콘덴싱 가스보일러의 구성을 보인 도면이고, 도 3은 본 고안의 다중경로를 갖는 열교환기의 외관을 보인 도면이며, 도 4는 본 고안의 다중경로를 갖는 열교환기의 단면을 보인 도면이며, 도 5는 본 고안의 열교환기를 갖는 콘데싱 가스보일러의 사용 상태를 보인 도면이다.

본 고안에 따른 다중 경로를 갖는 열교환기(50)의 구성은, 가스공급관으로 공급된 가스를 점화트랜스(42)로 작동하여 점화플러그에 불꽃을 발생시키는 가스버너(12)와; 상기 가스버너(12)의 열을 발생하여 파이프로 이동하는 물을 데워주는 열교환기(50)와; 상기 열교환기(50)에서 열을 공급한 후, 배기가스를 외부로 배출하여 주는 배기덕트(20)로 이루어진 난방장치에 있어서, 상기 열교환기(50)의 본체(52)를 원통형으로 형성하고, 중심부에는 상기 가스버너(56)가 상측부분에 설치되도록 하는 가열연관(62)을 형성하고, 상기 가열연관(62)과 배기연관(64)을 물이 저장되고 이동하도록 하는 물이동관(58)으로 구획하여서 상기 가열연관(62)과 배기연관(64)의 물이동관(58)의 내벽면에 배플(60)을 형성하여 구성하도록 하다.

그리고, 상기 물이동관(58)의 내벽면에 형성된 배플(60)은, 일정한 간격을 갖는 상태로 교번적이면서 일정 길이와 일정 폭을 갖는 상태로 다수를 형성하여 열을 효율적으로 흡수하도록 한다.

상기 배기연관(64)의 상측에는 배기가스가 모여서 배출되도록 하기 위하여 커버형식을 배기덕트(20)을 덮어서 형성하도록 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 고안의 작용 및 효과를 살펴 보도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 다중경로를 갖는 열교환기(50)를 사용하기 위하여 콘트롤러(40)를 작동하여 전자밸브(46)를 통하여 가스를 노즐(8)로 공급하면서 송풍기(10)로 가스를 바람과 혼합한 상태로 송풍하여 열교환기(50)의 혼합가스유입구(54)로 유입하도록 한다.

상기 혼합가스유입구(54)로 유입된 혼합가스는, 기스버너(56)에서 점화되어서 화염을 발생하게 되고, 이 화염은, 가열연관(62)을 통하여 하측을 이동하면서 가열연관 배플(60)을 통하여 물이동관(58)의 벽면으로 흡수 되어져서 물이동관(58)을 통하여 이동하는 물에 고온의 열을 공급하게 된다.

이 때, 상기 가열연관(62)에서 발생된 고온의 열에 응축수가 맺히게 되고, 이 응축수는, 응축수 드레인(62)을 통하여 하부로 모여져서 외부로 배출되어지게 된다.

그리고, 상기 하부로 이동한 배기가스는, 배기연관(64)를 통하여 상부로 이동하면서 재차 배기연관 배플(52)에서 흡수되어져서 배기에 남겨진 열을 물이동관(58)에서 재차 흡수하므로 난방 및 온수의 열효율이 증대하는 효과를 지닌다.

따라서, 상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 다중경로를 갖는 열교환기를 사용하게 되면. 열교환기의 구조에서 열교환기 본체의 본체의 수직을 일정한 간격을 갖는 물이동관을 형성하고, 중심부 상측에는 가스버너를 장착하며, 가열연관 및 배기연관의 내부에 물이동관에 열을 흡수하도록 하는 배플을 층층이 형성하여서 가스버너에서 발생된 열을 효율적으로 흡수하고 재차 가열연관을 거쳐 이동된 배기가스가 배기연관을 거치면서 재차 열을 흡수하므로 열효율을 향상하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 고안이다.

Claims (1)

1. 가스공급관으로 공급된 가스를 점화트랜스로 작동하여 점화플러그에 불꽃을 발생시키는 가스버너와; 상기 가스버너의 열을 발생하여 파이프로 이동하는 물을 데워주는 열교환기와; 상기 열교환기에서 열을 공급한 후, 배기가스를 외부로 배출하여 주는 배기덕트로 이루어진 난방장치에 있어서,

   상기 열교환기의 본체를 원통형으로 형성하고, 중심부에는 상기 가스버너가 상측부분에 설치되도록 하는 가열연관을 형성하고, 상기 가열연관과 배기연관을 물이 저장되고 이동하도록 하는 물이동관(58)으로 구획하여서 상기 가열연관(62)과 배기연관의 물이동관의 내벽면에 배플을 형성한 것을 특징으로 하는 다중경로를 갖는 열교환기.