KR20030090916A - Gas boiler - Google Patents

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신연철
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Abstract

PURPOSE: A gas boiler is provided to improve heat exchanging efficiency by increasing heating surface, and to compact the structure of the boiler. CONSTITUTION: In a gas boiler composed of a combustion chamber cover having a combustion chamber therein, a heat exchanger(24) and a gas burner are installed at the top and bottom of the combustion chamber, respectively. The heat exchanger includes a tube(24a) in which water circulates, a plurality of high fins(24b) extended from the outside of the tube.

Description

가스보일러{Gas boiler}Gas boiler

본 발명은, 가스보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전열면적을 증가시켜 열교환 효율을 현격하게 높일 수 있을 뿐만 아니라 제품의 원가를 절감시키고 제품을 컴팩트화시킬 수 있도록 한 가스보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a gas boiler, and more particularly, to a gas boiler that not only increases the heat transfer area to significantly increase the heat exchange efficiency, but also reduces the cost of the product and makes the product compact.

일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용된다. 이러한 보일러는 제공되는 연료의 형태에 따라 기름보일러와 가스보일러로 구분된다.Boilers used in homes and public buildings are used for heating or hot water. These boilers are divided into oil boilers and gas boilers according to the type of fuel provided.

동일한 용량을 갖는 기름 및 가스보일러를 비교해보면 구입가격에 있어서 기름보일러가 가스보일러에 비해 저렴하나 가스보일러가 기름보일러에 비해 연료 소모량이 적다는 이점이 있다.When comparing oil and gas boilers having the same capacity, oil boilers are cheaper than gas boilers in terms of purchase price, but gas boilers have less fuel consumption than oil boilers.

그러나, 장기적으로 볼 때, 소비자가 부담해야 하는 경비는 기름 및 가스보일러 모두가 거의 동일하다 할 수 있다. 이에, 도시가스가 공급되는 지역이라면 가스보일러를 사용하고 도시가스가 공급되지 않는 기타의 지역에서는 기름보일러를 많이 이용하게 된다.However, in the long run, the cost to consumers is almost the same for both oil and gas boilers. Therefore, gas boilers are used when the city gas is supplied, and oil boilers are frequently used in other areas where the city gas is not supplied.

근자에 들어서는 도시가스가 공급되는 지역의 증가로 인해 점차 가스보일러의 사용이 증가되고 있다. 종래의 가스보일러는 내부에 연소실이 형성되어 있으며, 연소실의 하부에는 가스버너가 마련되어 있고, 상부에는 열교환기가 마련되어 있다.In recent years, the use of gas boilers is gradually increasing due to the increase of the city gas supply area. In the conventional gas boiler, a combustion chamber is formed therein, a gas burner is provided at a lower portion of the combustion chamber, and a heat exchanger is provided at an upper portion thereof.

이에, 가스버너가 작동되면 연소실 내로 유입된 물은 열교환기에 의해 열교환되어 그 온도가 상승된 후, 난방 및 온수배관 등으로 제공된다.Thus, when the gas burner is operated, water introduced into the combustion chamber is heat-exchanged by a heat exchanger, and the temperature thereof is raised, and then provided to the heating and hot water pipes.

그런데, 이러한 종래의 가스보일러에 있어서는, 연소실 내에 마련된 열교환기 자체만으로 열교환이 이루어지고 있는 바, 그 전열면적에 한계가 있다. 따라서, 전열면적을 증가시키고자 한다면 열교환기 자체를 크게 설계해야 하므로 가스보일러를 컴팩트화 할 수 없다는 결점이 있다.By the way, in such a conventional gas boiler, since heat exchange is performed only by the heat exchanger itself provided in the combustion chamber, the heat transfer area is limited. Therefore, if the heat transfer area is to be increased, the heat exchanger itself needs to be largely designed, so the gas boiler cannot be compacted.

또한, 종래의 가스보일러에 채용되는 열교환기는 하이핀튜브(High finnedtube)를 사용하지 않고 수관부의 파이프에 전열핀을 용접하여 사용하고 있으므로 열전달 성능이 저하될 수밖에 없다. 만일, 전열면적을 확보하기 위해 전열핀을 더 사용하게 되면, 사용하는 전열핀 만큼의 재료비가 상승하게 되고 제품의 사이즈가 커지며 전열핀의 별도 생산, 용접 공정의 추가 등으로 인한 생산비용이 상승하는 문제점이 있다.In addition, since the heat exchanger used in the conventional gas boiler is used by welding the heat transfer fins to the pipe of the water pipe part without using a high finnedtube, the heat transfer performance is inevitably deteriorated. If the heat transfer fin is used to secure the heat transfer area, the material cost increases as much as the heat transfer fin used, the size of the product increases, and the production cost increases due to the additional production of the heat transfer fin and the addition of the welding process. There is a problem.

따라서, 본 발명의 목적은, 전열면적을 증가시켜 열교환 효율을 현격하게 높일 수 있도록 한 가스보일러를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas boiler which can increase heat transfer area to significantly increase heat exchange efficiency.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 제품의 원가를 절감시킬 뿐만 아니라 제품을 컴팩트화시킬 수 있도록 한 가스보일러를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a gas boiler capable of compacting the product as well as reducing the cost of the product.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스보일러의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of a gas boiler according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 확대 구성도,2 is an enlarged configuration diagram of the heat exchanger illustrated in FIG. 1;

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스보일러의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram of a gas boiler according to another embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 연소실커버 10a : 연소실10: combustion chamber cover 10a: combustion chamber

12 : 환수관 14 : 공급관12: return pipe 14: supply pipe

20 : 배기가스안내판 22 : 가스버너20: exhaust gas guide plate 22: gas burner

24 : 열교환기 24a : 튜브24: heat exchanger 24a: tube

24b : 하이핀 26 : 연결관24b: Hi-Pin 26: Connector

상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 연소실이 형성된 연소실커버와, 상기 연소실의 상부 및 하부에 각각 마련된 열교환기 및 가스버너를 갖는 가스보일러에 있어서, 상기 열교환기는, 내부에 물이 순환되는 관상의 튜브와; 상기 튜브의 외측에 판면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 복수의 하이핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러에 의해 달성된다.The object of the present invention is a gas boiler having a combustion chamber cover having a combustion chamber formed therein and a heat exchanger and a gas burner provided at upper and lower portions of the combustion chamber, respectively, wherein the heat exchanger has a tubular shape in which water is circulated therein. With the tube; And a plurality of high fins extending radially outward from the plate surface on the outside of the tube.

여기서, 상기 하이핀의 높이는 약 9㎜ 이상인 것이 유리하다.Here, the height of the high pin is advantageously about 9 mm or more.

그리고, 상기 하이핀은 상기 튜브에 전조가공에 의해 제조될 수 있다.And, the high pin can be manufactured by rolling the tube.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail for each embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가스보일러의 개략적인 구성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스보일러는, 외관을 형성하는 연소실커버(10)와, 연소실커버(10)의 상부에 마련된 배기가스안내판(20)을 갖는다.1 is a schematic configuration diagram of a gas boiler according to an embodiment of the present invention. As shown in this figure, the gas boiler according to the present invention has a combustion chamber cover 10 forming an appearance and an exhaust gas guide plate 20 provided on the combustion chamber cover 10.

연소실커버(10)는 통상적으로 사각박스 형상으로 이루어진다. 그러나, 설치되는 장소 혹은, 가스보일러의 효율 및 용량, 그리고 디자인에 따라 원통형상이나 기타 다른 형상을 이룰 수도 있다. 연소실커버(10) 내에는 연소실(10a)이 형성되어 있다.Combustion chamber cover 10 is typically made of a rectangular box shape. However, it may be cylindrical or any other shape depending on the installation site or the efficiency and capacity of the gas boiler and the design. The combustion chamber 10a is formed in the combustion chamber cover 10.

연소실커버(10)의 일측에는 도시 않은 난방 및 온수배관으로부터 물이 환수되는 환수관(12)이 마련되어 있으며, 타측에는 후술할 내부열교환관(28) 및 열교환기(24)에 의해 데워진 온수가 다시 난방 및 온수배관으로 공급되는 공급관(14)이 마련되어 있다.One side of the combustion chamber cover 10 is provided with a return pipe 12 for returning water from a heating and hot water pipe (not shown), and the other side is heated again by the internal heat exchange tube 28 and the heat exchanger 24 to be described later. Supply pipes 14 to be supplied to the heating and hot water pipes are provided.

연소실커버(10)의 상부에 마련된 배기가스안내판(20)에는 후술할 가스버너(22)에 의해 발생한 배기가스가 외부로 배출되는 배기가스배출공(20a)이 형성되어 있다. 배기가스배출공(20a)은 도시 않은 연통에 연결된 후, 배기가스를 외부로 배출시킨다.An exhaust gas discharge hole 20a through which the exhaust gas generated by the gas burner 22 to be described later is discharged to the exhaust gas guide plate 20 provided on the combustion chamber cover 10. The exhaust gas exhaust hole 20a is connected to a communication (not shown), and then exhausts the exhaust gas to the outside.

연소실(10a) 내의 하부에는 도시가스와 같은 연료에 의해 작동되어 화염을 발생시키는 가스버너(22)가 마련되어 있다. 그리고, 연소실(10a)의 상부에는 열교환기(24)가 마련되어 있다. 열교환기(24)는 자세하게 후술할 내부열교환관(28)과 더불어 가스버너(22)에 의해 차가운 물을 온수로 데우는 2차의 열교환 과정을 수행한다.In the lower part of the combustion chamber 10a, the gas burner 22 which is operated by fuel, such as city gas, and produces a flame is provided. And the heat exchanger 24 is provided in the upper part of the combustion chamber 10a. The heat exchanger 24 performs the secondary heat exchange process of warming the cold water with hot water by the gas burner 22 together with the internal heat exchange tube 28 which will be described in detail later.

한편, 전조가공 등에 의해 제조될 수 있는 열교환기(24)는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 물이 순환되는 관상의 튜브(24a, Tube)와, 튜브(24a)의 외측에 판면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 복수의 하이핀(24b, High fin)을 갖는다. 이 때, 하이핀(24b)의 높이(H)는 예를 들어, 9㎜ 이상으로 형성함으로써 그 전열 면적을 높일 수 있다.On the other hand, the heat exchanger 24, which can be manufactured by rolling, etc., has a tubular tube 24a, Tube, through which water is circulated, and a radius from a plate surface on the outside of the tube 24a, as shown in FIG. It has a plurality of high fins 24b (High fin) extending in the direction outward. At this time, the height H of the high fin 24b can be made 9 mm or more, for example, and the heat transfer area can be raised.

이처럼, 하이핀(24b)을 마련함으로써 종래와 같이, 전열면적을 확보하기 위해 전열핀(미도시)을 사용하는데 따른 재료비의 상승 문제와 제품의 사이즈가 커지는 문제 및 생산비용이 상승하는 문제를 적절하게 해소할 수 있다. 또한, 하이핀(24b)으로 인해 전열면적이 증가되기 때문에 제품을 컴팩트화 할 수 있다는 현저한 효과를 제공한다.Thus, by providing the high fin 24b, it is appropriate to solve the problem of an increase in the material cost, increase in the size of the product, and an increase in the production cost of using the heat transfer fin (not shown) to secure the heat transfer area as in the related art. I can solve it. In addition, since the heat transfer area is increased due to the high fin 24b, it provides a remarkable effect that the product can be made compact.

열교환기(24)에는 연결관(26)이 결합되어 있다. 연결관(26)은 그 일단이 열교환기(24)와 결합되고 타단은 연소실커버(10)의 내측에 배치된다.The connection pipe 26 is coupled to the heat exchanger 24. One end of the connecting pipe 26 is coupled to the heat exchanger 24, and the other end thereof is disposed inside the combustion chamber cover 10.

연소실커버(10) 내측 연결관(26)과 환수관(12) 사이에는 양단이 각각 연결관(26) 및 환수관(12)에 연통되는 내부열교환관(28)이 마련되어 있다. 내부열교환관(28)은 가스버너(22)에 의해 차가운 물을 온수로 데우는 1차의 열교환 과정을 수행한다.An internal heat exchange tube 28 is provided between the inner connection pipe 26 and the return pipe 12 of the combustion chamber cover 10 so that both ends communicate with the connection pipe 26 and the return pipe 12, respectively. The internal heat exchange tube 28 performs a primary heat exchange process of warming cold water with hot water by the gas burner 22.

본 실시예에서 내부열교환관(28)은 도시된 바와 같이, 연소실커버(10)의 내벽면을 따라 고리형상으로 복수회 권취되어 있다. 이 때, 권취되는 각 측면들은 상호 접촉하지 않도록 함으로써 가스버너(22)의 화염에 의한 그 전열면적이 증가되어 열교환 효율을 보다 높일 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.In this embodiment, the internal heat exchange tube 28 is wound in a plurality of times in an annular shape along the inner wall surface of the combustion chamber cover 10, as shown. At this time, it is desirable that the respective sides to be wound are not in contact with each other so that the heat transfer area due to the flame of the gas burner 22 is increased to increase heat exchange efficiency.

이러한 구성에 의하여, 가스버너(22)가 작동된 상태에서 차가워진 물이 환수관(12)을 통해 연소실커버(10) 내로 유입되면, 유입된 물은 내부열교환관(28)의 내부를 따라 유동하는 과정에서 증가된 만큼의 전열면적으로 인해 1차의 열교환 과정이 수행된다.By this configuration, when the cold water is introduced into the combustion chamber cover 10 through the return pipe 12 while the gas burner 22 is operated, the introduced water flows along the inside of the internal heat exchange pipe 28. The primary heat exchange process is performed due to the increased heat transfer area in the process.

1차의 열교환 과정이 수행된 물은 연결관(26)을 통해 열교환기(24)로 향하여 2차의 열교환 과정이 수행된다. 2차의 열교환 과정이 수행되는 과정에서, 본 발명에 따른 열교환기(24)는 튜브(24a)와, 튜브(24a)의 판면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 복수의 하이핀(24b, High fin)으로 구성되어 있는 바, 전열면적이 증가되어 열교환 효율이 현격하게 높아질 수 있다.The water subjected to the first heat exchange process is subjected to the second heat exchange process toward the heat exchanger 24 through the connection pipe 26. In the process of performing the secondary heat exchange process, the heat exchanger 24 according to the present invention includes a tube 24a and a plurality of high fins 24b that extend radially outward from the plate surface of the tube 24a. The heat transfer area is increased, the heat exchange efficiency can be significantly increased.

내부열교환관(28) 및 열교환기(24)에 의해 각각 열교환된 물은 공급관(14)을 통해 난방 및 온수배관으로 향하게 된다.The water heat exchanged by the internal heat exchange tube 28 and the heat exchanger 24 respectively is directed to the heating and hot water pipes through the supply pipe 14.

이와 같이, 본 발명에서는 열교환기(24)를 튜브(24a)와, 튜브(24a)의 판면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 복수의 하이핀(24b, High fin)으로 구성하고 있는 바, 종래와 같이 열교환기(24)를 크게 형성시킬 필요가 없어 제품을 컴팩트화시킬 수 있다.As described above, in the present invention, the heat exchanger 24 is composed of a tube 24a and a plurality of high fins 24b that extend radially outward from the plate surface of the tube 24a. It is not necessary to form the heat exchanger 24 largely, and the product can be made compact.

한편, 전술한 실시예에서는 내부열교환관(28)이 마련된 가스보일러를 그 예로 하여 설명하였다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부열교환관(28)이 마련되어 있지 않은 가스보일러에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 것이다.On the other hand, in the above embodiment, a gas boiler provided with the internal heat exchange tube 28 has been described as an example. However, as shown in FIG. 3, the idea of the present invention can be applied to a gas boiler in which the internal heat exchange tube 28 is not provided.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스보일러는, 내부에 연소실(110a)이 형성된 연소실커버(110)의 하부에는 가스버너(122)가 마련되어 있고, 상부에는 열교환기(124)가 마련되어 있다.As shown in FIG. 3, in the gas boiler according to another embodiment of the present invention, a gas burner 122 is provided at a lower portion of the combustion chamber cover 110 in which a combustion chamber 110a is formed therein, and a heat exchanger is disposed at an upper portion thereof. 124 is provided.

이러한 열교환기(124) 역시, 자세하게 도시하고 있지 않지만, 전조가공 등에 의해 제조되며, 내부에 물이 순환되는 관상의 튜브와, 튜브의 외측에 판면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 복수의 하이핀의 구성을 취한다. 이 때, 하이핀의 높이는 예를 들어, 9㎜ 이상으로 형성되어 그 전열 면적을 높일 수 있다.Although not shown in detail, such a heat exchanger 124 is manufactured by rolling and the like, and is composed of a tubular tube through which water is circulated and a plurality of high fins extending radially outward from the plate surface on the outside of the tube. Take At this time, the height of the high fin is formed to 9 mm or more, for example, and the heat transfer area can be raised.

연소실커버(110)의 상부에는 배기가스안내판(120)이 마련되어 있다. 그리고, 연소실커버(110)의 일측에는 난방 및 온수배관에 연결되어 물이 환수되는 환수관(112)이 마련되어 있으며, 타측에는 열교환기(124)에 의해 데워진 온수가 도시 않은 난방 및 온수배관으로 공급되는 공급관(114)이 마련되어 있다.An exhaust gas guide plate 120 is provided on the combustion chamber cover 110. And, one side of the combustion chamber cover 110 is connected to the heating and hot water pipe is provided with a return pipe 112 for returning water, the other side is supplied to the heating and hot water pipe not shown warmed by the heat exchanger 124 A supply pipe 114 is provided.

이에, 가스버너(122)가 작동된 상태에서 차가워진 물이 환수관(112)을 통해 연소실커버(110) 내로 유입되면, 유입된 물은 전열 면적이 높아진 열교환기(124)에 의해 열교환되어 그 온도가 상승된 후, 공급관(114)을 통해 다시 난방 및 온수배관으로 공급된다.Thus, when the cold water flows into the combustion chamber cover 110 through the return pipe 112 while the gas burner 122 is operated, the introduced water is heat-exchanged by the heat exchanger 124 having a high heat transfer area. After the temperature is raised, it is supplied back to the heating and hot water pipe through the supply pipe 114.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 전열면적을 증가시켜 열교환 효율을 현격하게 높일 수 있을 뿐만 아니라 제품의 원가를 절감시키고 제품을 컴팩트화시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the heat transfer area can be increased to significantly increase the heat exchange efficiency, and the cost of the product can be reduced and the product can be made compact.

전술한 일실시예에서는, 가스보일러 내에 내부열교환관(28)을 마련하고 있지만, 이러한 내부열교환관(28) 대신, 외부열교환관(미도시)이 마련된 가스보일러에도 본 발명의 사상이 충분히 적용될 수 있을 것이다.In the above-described embodiment, although the internal heat exchange tube 28 is provided in the gas boiler, the idea of the present invention may be sufficiently applied to the gas boiler provided with an external heat exchange tube (not shown) instead of the internal heat exchange tube 28. There will be.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전열면적을 증가시켜 열교환 효율을 현격하게 높일 수 있도록 한 가스보일러가 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a gas boiler which can increase the heat transfer area to significantly increase the heat exchange efficiency.

또한, 본 발명에 따르면, 제품의 원가를 절감시킬 뿐만 아니라 제품을 컴팩트화시킬 수 있도록 한 가스보일러가 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided a gas boiler that not only reduces the cost of the product but also makes the product compact.

Claims (3)

내부에 연소실이 형성된 연소실커버와, 상기 연소실의 상부 및 하부에 각각 마련된 열교환기 및 가스버너를 갖는 가스보일러에 있어서,In the gas boiler having a combustion chamber cover having a combustion chamber formed therein, and a heat exchanger and a gas burner provided in the upper and lower portions of the combustion chamber, 상기 열교환기는, 내부에 물이 순환되는 관상의 튜브와; 상기 튜브의 외측에 판면으로부터 반경방향 외측으로 연장된 복수의 하이핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스보일러.The heat exchanger includes a tubular tube through which water is circulated; A gas boiler, characterized in that it comprises a plurality of high fins extending radially outward from the plate surface on the outside of the tube. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하이핀의 높이는 약 9㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 가스보일러.The height of the high fin is a gas boiler, characterized in that about 9mm or more. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 하이핀은 상기 튜브에 전조가공된 것을 특징으로 하는 가스보일러.The high fin is a gas boiler characterized in that the rolled to the tube.
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