KR20040016738A - 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방기의 열교환기 배관 구조에 관한 것으로서, 종래의 건식 난방기의 열교환기 내부에 설치되는 열교환용 파이프를 구성함에 있어 열교환용 파이프를 연결하는 연결관이 절곡 형성되어 있어 급격한 열변화에 의해 절곡 부위 또는 파이프와 연결되는 부분이 파손되는 현상이 발생하여, 이를 해결하기 위한 것으로서 난방기에서 연료가 연소되어 발생된 연소가스가 파이프를 통과하면서 외기를 가열하도록 구성되는 건식 난방기의 열교환기에 있어서, 육면체 형태로 형성되는 연결관(30)이 열교환기(1)의 내부 양측에 수직으로 다수개가 설치되고 연결관(30)의 마주하는 측면에는 파이프(20)가 연결되되 연결관(30)의 하부에 연결되어 있는 파이프(20)를 통해서는 연소 가스가 유입되고 상부에 연결되어 있는 파이프(20)를 통해서는 연소 가스가 배출되도록 연결되어 구성되는 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 제공한다.

Description

건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조{A heat exchanger pipe connecting structure in heater}

본 발명은 난방기의 열교환기 배관 구조에 관한 것으로서, 특히 난방기의 열교환기의 열교환용 파이프를 구성함에 있어 열교환용 파이프의 U 자형 절곡 형성부를 변형량이 적은 형태로 제작된 연결관으로 교환하여 급격한 열변화에 의해 절곡 부위에 균열이나 열변형에 의한 파손이 발생되는 현상이 방지되도록 하는 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조에 관한 것이다.

일반적으로 아파트와 같은 주거 공간이나 사무실과 같은 근무 공간의 난방을 위하여 난방기내에서 연료를 연소시키고, 연소에 의해 얻어지는 열을 이용하여 물을 가열하여 온수를 취하고, 온수를 순환시켜 실내를 난방하게 된다.

그러나, 물을 가열하고 가열된 온수를 이용하여 실내를 난방시키는 방법은 여러 단계를 거치기 때문에 열효율이 낮다. 또한, 온수를 순환시키기 위한 별도의 배관 공사를 필요로 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 난방기에서 연료를 연소시키고, 연소된 연소 가스의 열로 공기를 가열한 후 가열된 공기를 직접 공급하여 실내를 난방하는 방법이 개시되었다.

도 1은 종래의 기술에 의한 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 나타내는 정면도로서, 난방기의 버너에서 연료를 연소시켜 얻어진 연소 가스가 갖고 있는 열을 이용하여 외기가 가열되도록 하는 열교환기(1)의 내부에는 다수개의 파이프(2)가 수평으로 설치되어 있고, 각각의 파이프(2)는 U 자 형태로 절곡 형성된 연결관(3)에 의해 서로 연결되어 버너에서 연소된 연소 가스가 열교환기의 연도로 배출될 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 열교환기의 후방 및 측면에는 파이프에서 발생되는 열이 열교환기 케이스의 후방 또는 측면으로 전달되어 케이스가 과열되는 것을 방지하기 위해 단열재를 설치하게 된다.

이때 단열 성능이 높은 재질로서 유리 섬유와 석면 같은 재질을 거론할 수 있으나, 이와 같은 재질은 인체에 해를 주기 때문에 실제로는 사용할 수 없어 열교환기에서 얻어진 많은 열이 열교환기의 후방으로 전달되어 손실되는 문제점이 있었다.

일반적으로 열의 교환이나 발열은 그 발열 면적에 비례하므로, 난방기 열교환기의 파이프는 전도율이 높고 내구성이 강한 자재를 사용하는 것이 일반적이다. 따라서 열교환기에서 사용하는 열교환용 파이프는 스텐레스 파이프를 사용하는 것이 일반적이다.

상기와 같이 구성된 난방기의 버너에서 연료가 연소되어 생성된 연소 가스가 다수개의 파이프(2) 내부를 통과하면서 연소 가스가 갖고 있는 열이 파이프를 통해 외기로 전달되어 대기중의 공기를 가열하게 된다.

이때 가열된 공기는 팬(fan)과 같은 장치에 의해 외부로 공급되어 실내의 온도를 높이게 된다.

상기한 방식으로 실내 공기를 가열하는 경우, 열교환기를 구성하고 있는 파이프와 연결관은 온도의 상승 및 하강의 범위가 커 팽창 및 수축으로 인한 금속 피로도가 높아지게 되고, 이에 따라 연결관 또는 연결관과 파이프의 연결 부위에서 균열이 발생하는 문제점이 있었다. 특히 도면에 도시되어 있는 바와 같이 연결관의 표면에 열교환 효율을 증가시키기 위해 주름을 형성하는 경우에는 금속 피로도가매우 높아 주름관의 수명은 더욱 커지는 문제점이 있었다.

특히, 연결관은 직선 형태의 파이프를 절곡하여 형성하기 때문에 연결관의 절곡 부위는 이미 심한 변형이 발생되어 있는 상태이고, 난방기 가동시 온도 변화에 의한 급격한 팽창과 수축이 발생할 경우 균열의 발생 가능성은 더욱 높아진다.

열교환기를 구성하는 파이프 또는 연결관에서 균열이 발생할 경우 균열을 통하여 연소 가스가 실내로 누설되어 산소 부족 및 일산화탄소 과다 현상이 발생되면 실내에 거주하는 사람들의 건강에 많은 해를 끼치게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 건식 난방기의 열교환기 내부에 수평으로 설치되어 있는 파이프를 서로 연결하는 연결관을 육면체 형태로 형성시켜 파이프와 연결관의 급격한 온도 상승 및 하강시에 발생하는 팽창과 수축이 반복되어도 균열이 발생되지 않도록 하는 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 기술에 의한 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 나타내는 정면도.

도 2a는 본 발명에 의한 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 나타내는 정면도.

도 2b는 본 발명에 의한 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 나타내는 측면도.

도 3은 도 2a의 A 부분의 구성을 상세하게 나타내는 도면.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 열교환기 10 : 버너

20 : 파이프 30 : 연결관

40 : 연도

도 2a는 본 발명에 의한 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 나타내는 정면도이고, 도 2b는 본 발명에 의한 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조를 나타내는 측면도로서, 난방기에서 연료가 연소되어 발생된 연소가스가 파이프를 통과하면서 외기를 가열하도록 구성되는 건식 난방기의 열교환기에 있어서, 육면체 형태로 형성되는 연결관(30)이 열교환기(1)의 내부 양측에 설치되고 연결관(30)의 마주하는 측면에는 파이프(20)가 연결되되 연결관(30)의 하부에 연결되어 있는 파이프(20)를 통해서는 연소 가스가 유입되고 상부에 연결되어 있는 파이프(20)를 통해서는 연소 가스가 배출되도록 연결되어 있음을 도시하고 있다.

도 3은 도 2a의 A 부분의 구성을 상세하게 나타내는 도면으로서, 상기 연결관(30)의 후면에는 단열재질로 형성된 보온재(34)가 볼트 고정되어 구성되어 있음을 도시하고 있다. 보온재(34)의 외측으로는 연결관(30)으로 유입된 연소가스가 누출되지 않도록 하는 덮개(36)가 설치되는 것이 바람직하다.

이때, 연결관(30)은 열교환기(1)의 내부 양측에 수직으로 다수개가 설치되고, 연결관(30)이 설치된 후, 연결관(30)의 측면에는 파이프(20)가 연결된다.

도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

난방기의 버너(10)를 동작시켜 연료가 분사되면서 연소가 발생되면 고온의 열을 갖는 연소 가스가 발생하게 된다.

연소에 의해 발생된 연소 가스는 연소에 의해 발생되고 연소시 갖고있는 열에 의해 급격히 팽창되면서 열교환기(1)의 내부에 설치되어 있는 파이프(20)를 통과하게 되고, 파이프(20)를 통과하면서 파이프(20)의 표면에 맞닿아 있는 공기로 열을 전달하여 공기를 가열하게 된다.

버너(10)에서 연소에 의해 발생되고 파이프(20)를 통과한 연소가스는 파이프(20)가 연결되어 있는 연결관(30)의 하부로 유입된다.

연결관(30)으로 유입된 연소가스는 자체 압력에 의해 상부로 상승하면서 연결관(30)의 상부면에 연결되어 있는 파이프(20)로 배출된다.

연결관(30)에서 다시 파이프(20)로 배출된 연소 가스는 파이프(20)를 지나는동안 자신이 갖고 있는 열을 외부로 계속적으로 전달하게 되고, 이에 따라 실내의 온도는 계속적으로 상승하게 된다.

파이프(20)를 통과한 연소 가스는 반대편 연결관(30)으로 유입되고, 연결관(30)으로 유입된 연소 가스는 다시 상부의 파이프(20)를 통해 배출된다.

상기와 같이 버너(10)에서 연료의 연소에 의해 발생된 연소 가스가 연결관(30)로의 유입과 파이프(20)를 통한 배출 작용이 반복되는 동안 주위의 공기를 계속적으로 가열하게 되고, 열교환기(1)의 상부에 형성된 연도(50)를 통해 외부로 배출된다.

연소 가스가 지나는 동안 파이프(20)와 연결관(30)은 연소 가스가 갖고 있는 열에 의해 팽창하게 된다. 또한, 버너의 동작이 정지되는 경우에는 파이프(20)와 연결관(30)은 냉각되면서 수축하게 된다.

이때 연결관(30)은 육면체 형태로 형성되어 있기 때문에 열팽창 또는 열수축시 부피 변화의 방향과 그 변화량의 예측이 용이하다. 특히, 기존의 U 자 형태의 연결관과는 달리 절곡 형성 과정을 거치지 않기 때문에 연결관을 구성하는 재질에 피로 현상이 나타나지 않게 되고, 이에 따라 장시간 동안 팽창과 수축을 반복하는 경우에도 균열이 발생하지 않게 된다.

또한, 연결관(30)의 후면에는 석면과 같은 단열재질로 제작된 커버를 고정시켜 연결관에서 발산되는 열이 열교환기의 케이스를 가열하지 않도록 하며, 단열재질은 덮개에 의해 외부로 노출되지 않도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 건식 난방기의 열교환기에서 연소가스가 통과하는 파이프를 연결하기 위해 설치되는 연결관을 육면체 형태로 형성시키고 연결관의 후방에는 단열재를 고정시켜 연소 가스가 통과하면서 발생하는 급격한 열팽창과 열수축이 반복하여 발생하는 경우에도 연결관 또는 연결관과 파이프의 연결 부위에 균열이 발생하지 않도록 하는 효과를 갖는다.

또한, 연결관의 후방에 부착되어 있는 단열재는 연소 가스가 연결관을 통과할 때 발생하는 소음이 외부로 배출되지 않도록 하는 효과를 부수적으로 갖는다.

Claims (2)

1. 난방기에서 연료가 연소되어 발생된 연소가스가 파이프를 통과하면서 외기를 가열하도록 구성되는 건식 난방기의 열교환기에 있어서, 육면체 형태로 형성되는 연결관(30)이 열교환기(1)의 내부 양측에 수직으로 다수개가 설치되고 연결관(30)의 마주하는 측면에는 파이프(20)가 연결되되 연결관(30)의 하부에 연결되어 있는 파이프(20)를 통해서는 연소 가스가 유입되고 상부에 연결되어 있는 파이프(20)를 통해서는 연소 가스가 배출되도록 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결관(30)의 후면에는 단열재질로 형성된 보온재(34)가 볼트 고정되고, 상기 보온재(34)의 외측으로는 연결관(30)에 유입된 연소가스가 누출되지 않도록 하는 덮개(36)가 설치되는 것을 특징으로 하는 건식 난방기의 열교환기 파이프 연결구조.