KR200206392Y1 - 가정용 가스보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가정용 가스보일러에 관한 것이다. 종래의 가스보일러는 강제배기식과 자연배기식으로 나누어지며, 이들은 분젠식버너에게 일정한 공기를 공급하여야만이 정상적인 연소가 가능한데도 불구하고 외부의 온도나 기압등의 날씨변화에 따라 정확한 량의 공기를 제공하지 못하기 때문에 열효율이 떨어지는 성능저하의 문제점이 있다.

본 가스보일러는 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 강제흡기팬을 갖는 배풍기를 설하고, 상기 배풍기의 저부에 보일러 내부의 연소가스를 배출하는 기능의 배풍기를 각각 설하는 구성이므로, 즉 열교환기 상부에 위치한 강제배기팬과 구동모터 사이에 또 하나의 강제흡기팬을 설치한 두 개의 배풍기 중에서 아래쪽 배풍기 즉 강제배기팬은 연소된 가스를 외부로 내보내는 역할을 하고 상부 배풍기 즉 강제흡기팬은 하부 배풍기 케이싱에서 상부모터로 전달되는 고열(120℃)을 차단시키고 케이스 열을 식혀주면서 아래쪽 분젠식 버너 벤추리관으로 풍압이 형성되면서 온도가 상승된 공기를 밀어 넣어주는 구조이므로 가스 노즐에서 분출된 가스가 상부에서 가온된 공기가 자연 유입이 아니 강제 유입으로 양질의 연소용 공기(가온공기)가 충분히 공급됨으로 강제배기팬의 흡입능력에 상관없이 완벽한 가스 연소가 이루어질 수 있도록 한 구조이다. 이에 따라, 보일러의 열효율을 극대화시켜 적은 연료로 난방와 온수를 충분하게 사용할 수 있고, 결국 사용자의 경제적인 부담감을 줄이는 효과가 있다.

Description

가정용 가스보일러{gas boiler for the home}

본 고안은 가정용 가스보일러에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 보일러의 용도와 사용되는 연료에 따라 각기 연소구조가 다르게 나타나며, 더욱이 보일러의 종류와 형태에 따라서 열병합 발전용보일러, 산업용 고압스팀보일러, 산업용 고온수 보일러, 산업용 중온수 보일러, 대형온수보일러, 소형 스팀보일러, 중소형 온수보일러 등으로 구분된다.

지금까지 사용되는 중소형 온수 가스보일러는 강제배풍기없이 연통설치조건이 풍압대를 벗어난 양호한 설치조건이 되도록 만든 자연통풍식 보일러와, 연소된 가스가 배풍기에 의하여 옥외로 강제배출시키는 구조의 강제통풍식 보일러로 나누어진다. 자연통풍식 보일러는 겨울철 기압변화가 심한 지역에서 배기능력의 변화가 일어나고 불양한 연소상태가 이루어진다. 그러나 강제통풍식 보일러는 겨울철에 기압변화에 관계없이 거의 일정하게 배기시키기에 다소 안정된 연소상태가 이루어진다. 따라서 자연통풍식은 잘 사용되지 않고 있으며, 강제통풍식은 중소형 가스보일러에 가장 많이 쓰인다.

이와 같은 중소형 가정용 가스보일러는 분젠식버너가 열교환기 아래쪽에 위치하여 연소된 열가스가 열교환기를 거쳐서 상부의 배풍기에 의하여 외부로 배출되는 구조를 갖는다. 연소는 분젠식버너 내부에 있는 가스노즐에서 분출된 가스가 벤추리관을 통과하면서 1차 공기와 혼합되어 버너 상부나 측면에서 연소가 이루어진다.

이와 같은 분젠식 버너의 연소조건은 노즐에서 분출된 가스와 공기의 혼합이 얼마만큼 잘되느냐에 따라서 불완전 연소상태인 황염이 발생되거나 또는 발생되지 않느냐에 따라서 완벽한 연소상태가 결정된다. 따라서 완벽한 연소조건은 상기 노즐에서 분출된 가스가 벤추리관을 통과하면서 가스와 공기가 완벽하게 혼합시킬 수 있는 방법에 따라 완전연소가 이루어질 수 있는데 반하여, 지금까지 사용되어 온 중소형 가스보일러의 구조는 노즐에서 분사되는 압력에 의해 분젠식 버너 하부로 유입되는 공기가 가스와 혼합되는 단순구조로 이루어져 있기 때문에 외부의 기압변화와 연통의 조건에 따라 배풍기의 흡인능력(공기공급)이 수시로 변화하여 분젠식버너의 1 차 공기량 변화에 따른 연소상태가 다소 불완전하게 되는 문제점이 있다.

이와 같은 분젠식버너를 갖는 중소형 가정용 가스보일러는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보일러본체(1)와, 상기 보일러본체(1)의 하부에 배치되어 외부로부터 공급되는 공기와 연소용 가스를 적절하게 혼합하여 연소되는 열을 가하는 분젠식버너(3)와, 상기 분젠식버너(3)로부터 발생하는 열에 의해서 소정의 열교환된 난방수 및 온수를 발생하는 저탕식 또는 순간식 열교환기(5)와, 상기 보일러본체(1) 내의 열교환기(5) 상부에 설치되어 상기 분젠식버너(3)를 향하여 외부공기가 송풍되도록 유도하면서 동시에 상기 분젠식버너(3)에서 연소된 공기를 외부로 배출하기 위한 배풍기(7)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 분젠식버너(3)의 흡기구와 상기 배풍기(7)의 배기구에는 외부의 공기를 흡기시키면서 연소공기를 외부로 배기시키는 FF흡배기연통(9)이 기밀가능하게 설치되어 있다.

그런데, 이와 같은 보일러는 상기 분젠식버너의 단점으로 인하여 외부의 기온변화와 기압변화에 따라 분젠식버너에 공급되는 공기의 량이 수시로 불규칙하게 변하므로 역화, 리프트, 옐로우팁 등 불완전연소가 자주 이루어지고, 상기 분젠식버너가 보일러본체의 하부에 위치하여 연소되므로 연소불꽃이 열교환기를 통과하면서 열교환되는 배기열가스가 상부배풍기의 흡입력과 수직연관의 흡입력으로 상승배출속도가 빨라서 연통으로 손실되는 열이 과다하였다. 이와 같은 문제점으로 인하여 환경오염 및 보일러의 기능이 떨어지게 되고, 연료가 많이 소요되어 경제적인 부담감이 가중되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 외부의 기압변화와 기온변화에 관계없이 분젠식버너 내에 일정한 공기를 공급하여 완전한 연소가 이루어지도록 한 가정용 가스보일러를 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 저탕식 가스보일러의 FF용 연소구조를 나타낸 단면도이고.

도 2는 종래기술에 따른 순간식 가스보일러의 FF용 연소구조를 나타낸 단면도이고,

도 3은 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FF용 연소구조를 나타낸 단면도이고,

도 4는 본 고안에 따른 저탕식 가스보일러의 FF용 연소구조를 나타낸 단면도이고,

도 5는 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FF용 연소구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 단면도이고,

도 6은 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FE용 연소구조를 나타낸 단면도이고,

도 7은 본 고안에 따른 저탕식 가스보일러의 FE용 연소구조를 나타낸 단면도이고,

도 8은 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FE용 연소구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 ; 분젠식버너 11 ; 열교환기

13 ; 보일러보체 15 ; 강제흡배기부

17 ; 연소공기공급관 19 ; 흡기관

21 ; 배기관 23 ; 강제흡기팬

25 ; 강제배기팬 27 ; 구동모터

28 ; 구획판 29 ; 연관

상기 목적은, 본 고안에 따라, 케이싱을 갖는 가정용 가스보일러에 있어서, 강제흡기팬을 갖는 흡기배풍기를 설하고, 상기 배풍기의 저부에 보일러 내부연소가스를 배출하는 기능의 강제배기용 배기배풍기를 각각 설하는 분젠식을 사용한 가정용 가스보일러에 의해 달성된다. 또한, 상기 흡기배풍기와 상기 배기배풍기 중 적어도 어느 하나에게 소정의 회전력을 가하는 구동모터와, 가스와 공기의 적절한 혼합비에 기초하여 상부를 향하여 소정의 불꽃을 연소시키기 위한 분젠식버너와, 상기 분젠식버너의 연소열을 난방수와 온수에게 공급하는 열교환기와, 상기 흡기배풍기에 의해 공급되는 연소공기를 상기 분젠식버너에게로 유도하도록 유로를 형성하는 흡기관과, 상기 배기배풍기에 의해서 배기되는 상기 분젠식버너로부터의 연소가스를 외부로 안내하도록 유로를 형성하는 배기관을 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 강제흡기팬과 상기 강제배기팬과 상기 구동모터는 하나의 샤프트로 결합되어 일체형으로 형성되어 있으며, 상기 강제흡기팬과 상기 강제배기팬 사이에는 흡기와 배기를 구획하는 구획판이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 가정용 가스보일러를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FF용 연소구조를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 저탕식 가스보일러의 FF용 연소구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FF용 연소구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FE용 연소구조를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 고안에 따른 저탕식 가스보일러의 FE용 연소구조를 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 고안에 따른 순간식 가스보일러의 FE용 연소구조에 대한 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

본 가정용 가스보일러는 도 3, 도 5, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가스와 공기를 적절하게 혼합하여 소정의 열이 발생하도록 점화 및 연소시키는 분젠식버너(10)와, 상기 분젠식버너(10)의 상부에 위치하여 상기 점화된 열기가 난방수와 온수에게로 열전도되도록 열교환하는 열교환기(11)와, 상기 분젠식버너(10)와 상기 열교환기(11)를 상하로 배치하여 수용하는 직사각형상의 보일러본체(13)와, 상기 보일러본체(13)의 상부에 위치하며 연소를 위하여 분젠식버너(10)에게 강제적으로 외부공기를 송풍시키고 상기 연소가스를 강제적으로 배기시키는 강제흡배기부(15)를 가지고 있다. 이 때, 상기 강제흡배기부(15)에 의해서 흡입된 공기는 상기 강제흡배기부(15)와 상기 분젠식버너(10) 사이에 마련된 연소공기공급관(17)에 의해서 일정하게 분젠식버너(10)에게로 공급된다. 또한, 상기 연소공기공급관(17)은 상기 보일러본체(13)의 외부에 연결되어 있다. 상기 열교환기(11)는 순간적으로 상기 온수와 난방수에게 연소열이 전도되어 빠르게 열교환이 이루어지도록 구성되어 있다.

상기 강제흡배기부(15)에는 도 3 및 도 5와 같이, FF연통으로써 흡기관(19)과 배기관(21)이 상호 결합가능하게 설치되어 외부의 공기를 흡입하고 연소가스를 외부로 배기하고 있다. 이 때, 상기 흡기관(19)의 종단에는 상기 배기관(21)의 종단 소정영역을 수용하고 있어 배기관(21)의 열기가 전달된 공기가 흡입된다. 한편, 상기 강제흡배기부(15)에는 도 6 및 도 8과 같이, 일반연통으로써 흡기구(22)와 배기관(21)이 개별적으로 구성되어 있다.

상기 강제흡배기부(15)는 상기 흡기관(19)[흡기구(22)]과 연소공기공급관(17) 사이에 상호 기밀결합가능하게 설치되어 있으며 상기 흡기관(19)으로 공기흡입을 유도하고 상기 연소공기공급관(17)과 상기 분젠식버너(10)를 향하여 상기 공기를 강제송풍하는 강제흡기팬(23)과, 상기 배기관(21)과 상기 열교환기(11) 사이에 상호 기밀 결합가능하게 설치되어 있으며 상기 분젠식버너(10)로부터 발생되는 연소가스가 상기 배기관(21)을 통하여 강제로 배출되도록 강제배기하는 강제배기팬(25)을 가지고 있다. 상기 강제흡기팬(23)과 상기 강제배기팬(25)의 동축에는 동일한 방향으로 회전구동하는 구동모터(27)가 설치되어 있다. 즉, 상기 강제배기팬(25)은 배기관(21)을 통하여 연소된 가스를 외부로 내보내는 역할을 하고, 상기 강제흡기팬(23)은 버너(10)로부터 발생하는 고열(120℃)의 역류를 방지하고 팬(23,25) 케이스의 열을 일정온도로 냉각시킨다.

상기 강제흡기팬(23)과 상기 강제배기팬(25) 사이에는 상기 흡기와 배기를 구획하는 구획판(28)이 상기 구동모터(27)의 샤프트가 관통되도록 설치되어 있다. 또한 강제흡기팬(23)과 상기 강제배기팬(25)은 회전의 중심을 향하여 공기 및 연소가스를 모우고, 회전에 따르는 방사방향으로 상기 공기 및 연소가스를 배출시킨다. 여기서, 상기 강제흡배기부(15)는 상기 도 3 및 도 6과 같이 강제흡기팬(23)과 강제배기팬(25) 및 구동모터(27)가 상하방향의 수직으로 배치되어 있는 반면에, 도 5와 도 8과 같이 강제흡기팬(23)과 강제배기팬(25) 및 구동모터(27)가 좌우방향의 수평으로 배치되어 있다.

그리고, 본 저탕식 가스보일러는 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 순간식과 거의 동일한 구성을 가지고 있지만, 연소공기공급관(17)과, 열교환기(11)가 각각 다르게 구성되어 있다. 즉, 연소공기공급관(17)은 상기 보일러본체(13)의 내부를 통하여 상기 분젠식버너(10)에게로 연결되도록 형성되어 있고, 상기 열교환기(13)는 저탕식 열교환기로써 원통형의 수실을 관통하도록 한 연관(29)이 다수개 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 본 가정용 가스보일러는 강제배기팬(25)에서 연소에 필요한 가온된 공기공급능력이 있고, 강제흡기팬(23)에서 배출가스의 배출능력이 있기 때문에 연소용 공기 흡기와 연소된 가스 배기가 동시에 이루어진다. 따라서, 열교환기(13)가 저탕식이든 순간식이든 상관없이 분젠식버너(10)에 안정된 연소공기를 공급하면서 연소된 가스를 외부로 배출하므로 보다 더 안정된 연소 즉 상기 강제흡기팬(23)에 의해서 흡기되는 공기는 상기 강제배기팬(25)에 의해서 배기되는 공기로부터 열전달이 일어나, 양질의 가온된 공기를 공급하여 연소효율을 높이므로 외부 기온, 기압변화와 강제배기팬(25)의 흡입능력에 상관없이 완벽한 가스연소가 이루어지도록 한다.

본 고안은 외부의 풍압과 기온분위기에 관계없이 분젠식버너 내에 일정한 공기를 공급하여 완전한 연소가 이루어지기 때문에 보일러의 열효율을 극대화시켜 적은 연료로 난방와 온수를 충분하게 사용할 수 있고, 결국 사용자의 경제적인 부담감을 줄이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 케이싱을 갖는 가정용 가스보일러에 있어서;

   강제흡기팬을 갖는 흡기배풍기를 설하고, 상기 배풍기의 저부에 보일러 내부연소가스를 배출하는 기능의 강제배기용 배기배풍기를 각각 설하는 것을 특징으로 하는 분젠식을 사용한 가정용 가스보일러.
2. 제1항에 있어서;

   상기 흡기배풍기와 상기 배기배풍기 중 적어도 어느 하나에게 소정의 회전력을 가하는 구동모터와;

   가스와 공기의 적절한 혼합비에 기초하여 상부를 향하여 소정의 불꽃을 연소시키기 위한 분젠식버너와;

   상기 분젠식버너의 연소열을 난방수와 온수에게 공급하는 열교환기와;

   상기 흡기배풍기에 의해 공급되는 연소공기를 상기 분젠식버너에게로 유도하도록 유로를 형성하는 흡기관과;

   상기 배기배풍기에 의해서 배기되는 상기 분젠식버너로부터의 연소가스를 외부로 안내하도록 유로를 형성하는 배기관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분젠식을 사용한 가정용 가스보일러.
3. 제2항에 있어서;

   상기 강제흡기팬과 상기 강제배기팬과 상기 구동모터는 하나의 샤프트로 결합되어 일체형으로 형성되어 있으며;

   상기 강제흡기팬과 상기 강제배기팬 사이에는 흡기와 배기를 구획하는 구획판이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 분젠식버너를 사용한 가정용 가스보일러.