KR200350563Y1 - 다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버너에 의한 가열공기의 배기 폐열을 최소화하여 열효율을 최적화 하는 온수 보일러에 관한 것으로서, 상기의 온수 보일러는 버너에서 연소되면서 발생된 현열을 1차적으로 이용하고, 이때 발생되는 고온의 연소공기가 배기열 파이프를 통해 바로 배출되어 열효율이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 배기열 파이프에 다수의 연결구를 구비하고 상기의 연결구와 나선형으로 상승하며 본체 내에 구성된 유도관을 열용접하여 배기열의 배출시간을 연장시킴으로서, 보일러 온수탱크에 담긴 물의 가열효율을 좋게 하는 것을 그 특징으로 하는 것이다.

본 고안은 또한 순환되는 온수탱크 하단에 수중 회전되는 라우터(router)를 구비하여 라우터의 회전에 의해 온수를 순환시킴으로서 배기열 파이프 및 유도관 주위의 온도와 온수탱크 외벽부 주위의 온도차를 균일화시키며 이로써 열효율을 보다 높일 수 있는 것이다.

뿐만 아니라 상기의 배기열 파이프는 주름부를 가진 다수의 유도관으로 구성되어 상기 관과 관 사이의 간격을 유지함으로써, 온수탱크내의 물과 유도관의 열교환 면적을 배가시키고 배기열 주름부에 의해 배기 흐름 속도가 일부 조절되도록하여 배기열의 빠른 배출에 의한 열손실도 보상할 수 있는 온수 보일러에 관한 것이다.

Description

다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러{The boiler which has a multiple corkscrew exhaust pipe}

본 고안은 화기노즐에 의한 가열공기의 배기 폐열을 최소화하여 열효율을 최적화하는 온수 보일러에 관한 것으로서, 종래의 온수 보일러는 일반적으로 화기노즐을 통하여 연소되면서 발생하는 열에너지를 이용하는데 있어 고온의 연소공기가수직으로 이루어진 원통형 배기구로 배출되므로 열효율이 현저히 떨어지며 온수를 사용하는데 걸리는 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.

또한 콘덴싱(Condensing) 방식을 사용하는 보일러는 수증기가 H2O로 변하는 과정에서 발생되는 열에너지를 이용하는 것으로써, 배기구로 배출되는 고온의 배기가스를 이용하기 위해 교환기를 설치하는데, 연소되어 배출되는 배기가스에서 열을 흡수하게 되면 배기가스의 온도가 낮아지면서 산화물질이 함유된 응축수가 발생하게 되며, 이는 역류되어 오히려 효율을 저하시키고 보일러의 기능장애를 일으키는 원인이 되었다.

이와 같은 콘덴싱 방식의 문제를 해결하기 위하여 화기노즐을 상단부에 설치하고 연료를 하방으로 거꾸로 연소시키는 장치가 사용되어져 왔으나, 이는 배기 저항이 증가하여 별도의 블로워(blower)가 필수적이며, 구조가 복잡하고 고장의 발생빈도를 증가시키는 원인이 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 고안은 잠열부의 열교환기를 없애고 필수적인 항목만으로 구성하여 비용을 감소시키고 별도의 송풍장치(blower)가 필요치 않아 전기료의 절감효과를 기대할 수 있는 다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

제 1 도는 본 고안에 의한 보일러의 전체적인 구조를 보인 절개단면도.

제 2 도는 본 고안에 의한 배기열 파이프의 구조를 도시한 부분확대도.

제 3 도는 유도관으로 구성된 배기열 파이프의 부분확대 A-A'단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1. 보일러 본체 2. 온수 탱크 3. 배기열 파이프

4. 유도관 5. 수중회전 라우터 6. 주름부

7. 화기노즐 8. 냉수 유입구 9. 온수 배출구

10.모터 11.유도관 간극 12.연결구

13.배기구 14.돌출부 15.적재수

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 보일러 본체(1)와, 그에 따른 온수 탱크(2)와, 온수 탱크(2) 내부에 위치한 배기열 파이프(3)와, 상기 배기열 파이프(3)와 열용접되어 결합되어지는 다수의 유도관(4)과, 다수의 유도관(4)과 배기열 파이프(3)를 연결시키는 다수의 관을 구비한 연결구(12)와, 상기 유도관(4) 각각에 형성된 주름부(6)와, 본체 하부에 위치하여 온수 탱크(2) 내에서 회전하는 수중 회전 라우터(5)와, 상기 라우터(5)에 회전력을 제공하는 모터(10)와, 배기열 파이프(3)에 연소열을 제공하기 위하여 보일러 본체(1)에 장착되어진 화기노즐(7)과, 온수 탱크(2)의 하부 일측에 구비된 냉수 유입구(8)와, 상부 일측에 구비된 온수 배출구(9)로 구성되어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안을 첨부된 도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 고안에 의한 보일러의 전체적인 구조를 보인 절개단면도로써, 각부의 구성은 위에 기술되어진 바와 같다.

상기 도면을 통한 본 고안의 연동 관계를 보면, 화기노즐(7)을 일반적인 온수보일러의 가열 방식인 보일러 본체 하단부에서 상부로 가열하는 방식을 채택하지 않고 배기열의 흐름이 나선형을 따라 이동하는 것을 고려하여 본체(1)의 측벽(16) 하단에 위치시킴과 함께 청소의 용이성을 제공하기 위하여 장탈착이 가능케 구성한다.

상기 화기노즐(7)에 의하여 들어오는 배기열이 배기열 파이프(3)를 통하여 연결구(12)에 이르게 되고 상기 연결구(12)에 위치한 연소열은 연결구(12)에서 분할되어지는 다수의 유도관(4)을 통하여 상승하게 된다.

이때 유도관(4)은 통상 4개의 동관으로 구성되어지며, 온수 탱크(2)에 냉수를 보급하는 냉수유입구(8)가 위치한 본체 하부 쪽에서, 온수를 배출하는 온수배출구(9)가 위치한 본체(1) 상부 쪽으로 나선형의 형상을 취하면서 상승 설치되며, 그 끝단은 배기구(13)와 연결된다.

상기와 같은 배기열 파이프(3) 내의 배기열과 온수 탱크(2)내의 물이 열교환에 의해 배기열 파이프(3) 주위에 물은 온도가 상승하게 되나, 배기열 파이프(3)로부터 거리를 달리하는 공간상에서와 그 온도차가 발생하므로 이와 같은 온도차를 보정하기 위하여 본체(1) 하단에 모터(10)에 의해 구동되어 온수 탱크(2) 내에서 회전하는 수중 회전 라우터(5)가 입설되어지는 것이다.

제 2 도는 본 고안에 의한 배기열 파이프의 구조를 도시한 부분확대도로써, 도면에서 보는 바와 같이 배기열 파이프(3)의 연결구(12)를 통하여 열용접되어 결합되어진 유도관(4)은 4개로 구성되어져 있으며, 이때 각각의 유도관(4)은 서로 꼬임 형태를 취하지 않고 일정한 간격을 유지하면서 나선형태로 상승 설치되어져 있는 것으로, 이와 같이 분할되어진 4개의 유도관(4)은 적재되어진 물(15)과의 접촉면적을 확대시키고 온수 탱크(2)내의 유체흐름을 방해하지 않아 효율성을 높일 수 있는 것이다.

화기노즐(7)에서 열원으로 사용되는 연료는 기름이나 전기 이외에도 가스가 이용되어질 수 있는 것은 본 고안에 의한 통상의 실시예라 하겠다.

제 3 도는 유도관으로 구성된 배기열 파이프의 부분확대 A-A'단면도로써, 제 1 도와, 제 2 도에서의 유도관은 도면상에는 3개로 표현되어 있으나, 이는 다수의 유도관을 도시하지않고 도면의 요지를 나타냄으로써, 이해를 돕고자 함이므로 통상의 유도관은 4개가 적당하고, 따라서 본 A-A'단면도에서는 이와 같이 표시되었음을미리 밝혀두는 바이다.

상기에서 보이는 유도간극(11)의 기능은 제 2도에서 기술한 바와 같으며, 유도관(4) 개개마다 일측이 찌그러진 형상의 주름부(6)를 구비하고 있는데, 이는 유도관(4) 제작 당시에 주름을 형성한 것으로 관(4)의 내부에 돌출부(14)를 형성되게 함으로써, 배기열이 유도관(4)을 따라 상승시에 중심부로 상승하는 배기열의 온도손실을 보상하고 배기에 따른 효율증가를 기대할 수 있는 것이다.

상기의 유도관(4)은 다수개가 설치되어져 있으나, 효율성을 높이기 위한 실시예로 배기열 파이프(3)에 유도관(4)을 연결시에 4개의 유도관을 가지도록 설계되어지는 것이 바람직하다.

본 고안은 유도관(4)을 통해 상승하는 배기열의 온도가 점차적으로 낮아짐에 따라 수증기의 액화로 인한 응축수의 발생을 고려하여 배기열 파이프(3)의 하단에 배출구(도면에는 미도시 되어있다.)를 형성하는 것도 바람직하다.

또한 분사노즐 또는 버너(7)에 의하여 연소되는 1차적인 현열에 직접적인 영향을 받는 배기열 파이프(3)는 재질에 있어 유도관(4)과 동일하게 동재질을 사용하나 부식에 대한 고려로 동재질이 아닌 스테인레스 스틸(stainless steel)로 구성되어지는 것도 바람직하다.

온수 보일러는 버너에서 연소되면서 발생된 현열을 1차적으로 이용하고, 이때 발생되는 고온의 연소공기가 배기열 파이프를 통해 바로 배출되어 열효율이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 배기열 파이프에 다수의 연결구를 구비하고 상기의연결구와 나선형으로 상승하며 본체내에 구성된 유도관을 열용접하여 배기열의 배출시간을 연장시킴으로서, 보일러 온수탱크에 담긴 물의 가열효율을 좋게하는 효과가 있다.

또한 순환되는 온수탱크 하단에 수중 회전되는 라우터를 구비하여 라우터의 회전에 의해 온수를 순환시킴으로서 배기열 파이프 및 유도관 주위의 온도와 온수탱크 외벽부 주위의 온도차를 균일화시키며 이로써 열효율을 보다 높일 수 있는 것이다.

뿐만 아니라 상기의 배기열 파이프는 주름부를 가진 다수의 유도관으로 구성되어 상기 관과 관 사이의 간격을 유지함으로써, 온수탱크내의 물과 유도관의 열교환 면적을 배가시키고 배기열 주름부에 의해 배기 흐름 속도가 일부 조절되도록하여 배기열의 빠른 배출에 의한 열손실도 보상할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 고안의 상세한 설명에 기술되어진 본 고안은 상기의 기재된 예에서뿐만 아니라 본 고안의 기술사상내에서의 변형 및 수정이 가능하며, 이와 같은 실용신안등록청구범위에 벗어나지 않는 변형 및 수정은 출원인 권리범위에 속한다 할 것이다.

Claims (4)

1. 본 고안은 버너에 의한 가열공기의 배기 폐열을 최소화하여 열효율을 최적화하는 온수 보일러에 있어서,

   보일러 본체와; 그에 따른 온수 탱크와; 온수 탱크내부에 위치한 배기열 파이프와; 상기 파이프와 열용접되어 결합되어지는 다수의 유도관과; 다수의 유도관과 배기열 파이프를 연결시키는 다수의 연결구와; 상기 유도관 각각에 형성된 주름부와; 본체하부에 위치하여 온수 탱크 내에서 회전하는 수중회전 라우터와; 상기 라우터에 회전력을 제공하는 모터와; 배기열 파이프에 연소열을 제공하기 위해 본체 측벽 하부에 장착되어진 화기노즐과; 온수 탱크의 하부 일측에 구비된 냉수 유입구와; 상부 일측에 구비된 온수 배출구로 구성되어지는 것을 특징으로 하는 다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러.
2. 제 1항에 있어서;

   배기열 파이프 내의 배기열과 온수 탱크내의 물이 열교환에 배기열 파이프 주위에 물은 온도가 상승하게 되나, 배기열 파이프로부터 거리를 달리하는 공간상에 그 온도의 차가 발생하게 됨으로 온도차를 보정하기 위하여 본체하단에 모터에 의해 구동되어 온수 탱크 내에서 회전하는 수중회전 라우터가 구비된 것을 특징으로 하는 다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러.
3. 제 1항에 있어서;

   적재되어진 물과의 접촉면적을 확대시키고 온수 탱크내의 유체흐름을 방해하지 않도록, 배기열 파이프의 연결구를 통하여 열용접되고 서로 꼬임 형태를 취하지 않은체 일정한 간격을 유지하면서 나선형태로 상승하면서 설치되어진 4개의 유도관을 가지는 것을 특징으로 하는 다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러.
4. 제 1항에 있어서;

   배기열이 유도관을 따라 상승시에 중심부로 상승하는 배기열의 온도손실을 보상하고 배기에 따른 효율증가를 기대하기 위하여 주름이 형성된 유도관을 사용하는 것을 특징으로 하는 다수의 나선관으로 구성된 온수 보일러.