KR200426466Y1 - 보일러 폐열을 이용하는 급수 예열기(에코노마이저) - Google Patents

Abstract

본 고안은 보일러의 폐열 배출구를 통해 외부로 빠져나가는 폐열을 이용하여 물을 가열시킬 수 있게 만든 급수예열기(일명:에코노마이저)를 개량한 것으로서,

구체적인 것은 4각 관체로 된 예열기 케이스(1)의 상측관판(1a)과 하측관판(1b)에 상하로 일치되게 일정간격으로 구멍(1a')(1b')을 뚫어서 상측관판의 구멍에서 하측관판의 구멍으로 마디가 있는 관체를 " U " 형으로 밴딩(2a)하여 입구(2b)와 출구(2c)가 같은 방향에 오도록 형성시킨 열교환용튜브(2)를 끼워서 밴딩부(2a)는 상측관판 외측으로 돌출되게 구멍에 끼워 고정하고 열교환튜브(2)의 입구(2b)와 출구(2c)는 하측관판(1b)의 구멍(1b')에 용접되게 고정하여

케이스(1)속으로 다수의 열교환튜브(2)가 배치되게 하고

상측관판(1a)의 외측에는 열교환튜브의 밴딩부(2a)가 은폐되도록 카버(1d)를 부착하고 하측관판(1b)외측에는 열교환용튜브(2)의 입구(2b)와 출구(2c)가 구분되게 유도실(3)을 형성하도록 유도실구획벽(3a)을 형성하여 최외측에 있는 주입부측유도실(30) 구획벽에 유입관(4)을 부착하고 그 반대측에 있는 배출부측 유도실(31)구획벽에 배출관(5)을 부착하여 급수예열기(A)를 형성하고

이를 보일러(6)의 폐열배출관(6a)에 접속시킨 후 급수예열기(A)의 유입관(4)에 가열할 물을 배관으로 연결하여 주입하고 배출관(5)에서 가열된 온수를 인출하여 보일러에 공급할 수 있게 한 구성의 보일러 폐열을 이용하는 급수 예열기이다

열교환용튜브, 보일러, 유입관, 폐열배출관

Description

보일러 폐열을 이용하는 급수 예열기(에코노마이저){WATER SUPPLY PREHEATER USING WASTE HEATING OF BOILER}

도 1은 종래의 급수 예열기 단면도

도 2는 본 고안의 급수 예열기 사시도

도 3는 본 고안의 급수 예열기 단면도

도 4은 본 고안의 열교환튜브 배치상태 예시도

도 5는 본 고안의 열교환튜브 확대단면도

도 6a,6b,6c는 사용상태 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 : 예열기케이스 1a : 상측관판

1b : 하측관판 1a',1b' : 구멍

2 : 열교환용튜브 2a : 밴딩

2b : 입구 2c : 출구

3 : 유도실 3a : 유도실구획벽

4 : 유입관 5 : 배출관

6 : 보일러 6a : 폐열배출관

A : 급수예열기

본 고안은 보일러의 폐열 배출구를 통해 외부로 빠져나가는 폐열을 이용하여 물을 가열시킬 수 있게 만든 급수예열기(일명:에코노마이저)의 개량고안이다.

보일러는 버너로 가열한 공기로 내부에 흐르는 물을 데워 온수나 스팀을 사용하는 기계로서 물을 데우고 난 뒤의 폐열은 배출구를 통해 외부로 빠져나게 되는데 이때 배출구인 연통으로 빠져나가는 폐열의 온도가 220-250℃가 되기 때문에 이를 이용하여 보일러의 물을 예열할 수 있도록 급수예열기가 개발되어 사용되고 있다.

따라서 종래에 사용되어온 급수예열기는 다수의 열교환용 튜브(2')를 예열기 케이스의 양측 관판(1a)(1b)사이에 용접하고 관판 외측에 각각 유도부(3)(3')를 형성하는 케이스를 씌운 구성(도1참조)으로 열교환용 튜브사이로 폐열이 통과할 때 튜브속으로 흐르는 물을 예열하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래의 제품은 열교환용 튜브의 양단이 상하측관판에 용접되어 고정되고 그 외측으로 각각 유도실을 만들어 예열할 물을 순환시키는 구조이므로 장시간 사용시 열에 의하여 일어나는 신축 작용에 열교환용튜브의 용접부가 대 응하지 못해 튜브의 용접부가 파손되거나 변형되는 단점이 있었고

열교환용 튜브의 양측 고정부 외측에 각각 유도부가 형성되어서 열교환용튜브로 순환되는 물을 안내하므로 유도부와 열교환튜브의 출입구 경계에서 흐름이 머뭇거리게 되어 순환속도가 저하되는 등의 문제가 있었고 이를 해소할 수 있게 순환펌프의 힘이 커져야 하는 문제가 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 불편을 개선할 수 있게 열교환용 튜브를 " U " 형으로 밴딩하여 구성하고 열교환용튜브의 입구와 출구를 일측 관판에만 용접시켜 고정하고 다른쪽 관판에 안내구멍을 뚫어 열교환 튜브의 밴딩부가 끼워져서 지지되게 함으로써 열에 의한 신축에 자유로운 대응이 일어나서 장시간의 사용에도 열에 의한 파손이 없도록 되어 수명이 오래가고 조립작업이 용이하여 생산성이 높아지며 열교환 튜브로 유입되는 물의 흐름이 원활하여 순환저항을 완화시켜 펌프 작동에너지가 적어도 되는 제품이 되게 한 것이데 이를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 4각 관체로 되어 상측관판(1a)과 하측관판(1b)에 상하로 일치되게 일정간격으로 구멍(1a')(1b')을 뚫은 예열기 케이스(1)와

" U " 형으로 밴딩(2a)하여 입구(2b)와 출구(2c)가 같은 방향에 오도록 형성 시킨 열교환용튜브(2)와

예열기 케이스의 하측관판 외측에서 열교환튜브의 입구와 출구가 구분되게 하측관판외측으로 유도실(3)을 형성하는 유도실구획벽(3a)과

상측관판 외측에서 열교환튜브의 밴딩부를 은폐시키는 밴딩부카버(1d)로

이루어져서 예열기케이스 상측관판의 구멍에서 하측관판의 구멍으로 관통되게 열교환용 튜브를 끼워서 연결교환튜브(2)의 밴딩부(2a)는 상측관판의 외측으로 돌출되게 하고 입구(2b)와 출구(2c)는 하측관판(1b)의 구멍(1b')에 용접시켜서 케이스(1)속으로 다수의 열교환튜브(2)가 예열기 케이스 내부로 배치되게 하고 밴딩부가 돌출된 상측관판(1a)의 외측에는 열교환튜브의 밴딩부(2a)가 은폐되도록 밴딩부 카버(1d)를 부착하고 하측관판(1b)의 외측에는 열교환용튜브(2)의 입구(2b)와 출구(2c)가 구획되도록 유도실(3)을 만드는 유도실구획벽(3a)을 부착하여 유도실중 최외측에 위치하는 유입부유도실(30)의 구획벽에 유입관(4)을 부착하고 그 반대측에 위치하는 배출부측 유도실(31)구획벽에 배출관(5)을 부착하여 유입관(4)으로 들어온 물이 열교환튜브(2)를 차례로 거쳐 배출관(5)으로 배출되는 급수예열기(A)를 형성하고

이를 보일러(6)의 폐열배출관(6a)에 접속시킨 후 급수예열기(A)의 유입관(4)에 가열할 물을 배관으로 연결하여 주입하고 가열된 온수를 배출관(5)에서 인출하여 보일러의 수조에 공급할 수 있게 한 구성이다.

한편 본 고안의 열교환용 튜브(2)는 튜브외면에 일정간으로 튜브표면에서 내측으로 1~5mm범위의 높이로 돌출되고 1~5개가 한조로 되며 각자가 튜브길이에 대하 여 25~45도의 경사각(θ)을 가지는 대나무 형태의 마디부(20)가 형성되어 그 경사각이 지그재그 형상으로 배치되는 구성이 포함된다.

이와 같이 된 본 고안은 급수예열기(A)를 구성하는 열교환튜브(2)가 " U " 형으로 밴딩되어 입구(2b)와 출구(2c)가 예열기 케이스(1)의 하측관판(1b)에 용접으로 고정되고 밴딩부(2a)는 상측관판(1a)의 구멍에 끼워져서 용접되지 않은 상태로 지지되므로 예열기 케이스내부로 통과하는 열에 의하여 열교환튜브가 가열되어 열교환튜브가 신축되어도 신축작용에 대응할 수 있으므로 열교환튜브의 고정부가 파손되거나 변형되는 것이 예방되는 이점이 있으며 열교환튜브가 " U "형으로 되어 피가열수가 튜브속을 흐를 때 반환점에서도 원활한 유동이 이루어지는 이점이 있어 유동저항이 적게 형성되고 또 본 고안의 열교환용튜브는 그 내면으로 일정높이(1~5mm범위)의 내향돌출부를 만드는 마디부(20)가 일정간격에 일정각도로 형성되어 있어서,

열교환튜브 속으로 피가열수가 흘러갈 때 흐름의 방향을 윤동시키므로 나선관보다 압력손실이 적은 저항으로 흘러가는 효과를 내고 수열효과를 높이므로 에너지 효율을 높이면서도 유동저항은 낮아져서 펌프의 동력이 적어도 되는 경제적인 이점을 얻게 되며 열교환튜브로 유입되는 물과 배출되는 물을 구획하는 유도실(3)이 하측관판(1b)에만 형성되어 있어서 작업성이 용이하므로 생산성이 향상되는 이점이 있고 사용수명이 내구적으로 되는 이점을 얻는 것이다.

Claims (3)

1. 4각 관체로 되어 상측관판(1a)과 하측관판(1b)에 상하로 일치되게 일정간격으로 구멍(1a')(1b')을 뚫은 예열기 케이스(1)와

   " U " 형으로 밴딩하여 입구(2b)와 출구(2c)가 같은 방향에 오도록 형성시킨 열교환용튜브(2)와

   예열기케이스의 하측관판 외측에서 열교환튜브의 입구(2b)와 출구(2c)가 구획되게 하측관판(1b) 외측으로 유도실(3)을 형성하는 유도실구획벽(3a)과

   상측관판(1a) 외측에서 열교환튜브의 밴딩부(2a)를 은폐시키는 밴딩부카버(1d)로 이루어져

   예열기 케이스(1) 상측관판(1a)의 구멍(1a')에서 하측관판(1b)의 구멍(1b')으로 열교환튜브를 끼워서 밴딩부(2a)는 상측관판 외측으로 돌출되고 입구(2b)와 출구(2c)는 하측관판의 구멍(1b')에 용접하여 다수의 열교환튜브가 예열기케이스 내부로 배치되게 하고 하측관판(1b) 외면으로 형성되는 유도실중 최외측유입부 유도실(30)에 위치한 유도실구획벽에 유입관(4)을 부착하고 그 반대측에 있는 배출부측 유도실(31)구획벽에 배출관(5)을 부착하여서 이루어지는 보일러 폐열을 이용하는 급수 예열기
2. 제1항에 있어서, 열교환용 튜브(2)는 튜브외면에 일정간격을 정하여 튜브표 면에서 내측으로 1~5mm의 높이로 돌출되는 요입홈형태의 마디부(20)를 형성시켜서 되는 구성을 포함하는 보일러 폐열을 이용하는 급수 예열기
3. 상기2항에 있어서, 마디부(20)는 1~5개가 한조로 되어서 군데군데 형성되고 각 마디부는 튜브에 대하여 25~45도의 경사각을 유지하도록 하고 경사방향이 지그재그형 상으로 배치되게 형성하는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열을 이용하는 급수 예열기

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