KR20060097604A

KR20060097604A - 이중관이 구비된 온수공급장치

Info

Publication number: KR20060097604A
Application number: KR1020060020519A
Authority: KR
Inventors: 민태식
Original assignee: 주식회사 경동보일러
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2006-09-14
Also published as: CN101151494B; ATE508335T1; US20080277097A1; CN101151494A; EP1856456A4; PL1856456T3; ES2362618T3; KR100691029B1; JP2008531981A; EP1856456B1; US8573161B2; DE602006021709D1; WO2006109927A1; EP1856456A1

Abstract

본 발명은 이중관이 구비된 온수공급장치에 관한 것으로, 버너의 연소열에 의해 가열된 외부관 내부의 온수로부터 차가운 물이 유입되는 내부관으로 열에너지를 전달시킬 수 있는 이중관을 구비함으로써 응축수의 생성을 억제하여 부품의 부식을 방지할 수 있는 이중관이 구비된 온수공급장치를 제공함에 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입수관으로 유입된 냉수가 버너의 연소열에 의해 열교환배관에서 가열된 후 출수관으로 공급되는 온수공급장치에 있어서, 상기 열교환배관은, 상기 버너의 연소열이 직접 전달되는 외부관과, 상기 외부관의 내부에 설치되어 상기 입수관을 통해 유입된 냉수가 통과하면서 가열되는 내부관으로 이루어진 이중관으로 형성된 것을 특징으로 한다.

보일러, 난방환수, 이중관, 외부관, 내부관, 응축

Description

이중관이 구비된 온수공급장치{Hot-water supply system having dual pipe}

도 1은 종래의 가스보일러의 구성을 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기를 보여주는 개략도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중관을 보여주는 개략도,

도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 이중관을 보여주는 개략도,

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 온수공급장치를 보여주는 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 열교환장치 10 : 열교환기

20 : 버너 30 : 송풍기

40 : 연도 50,100 : 입수관

60 : 출수관 70 : 연소실

110 : 제1열교환배관 110a : 제1외부관

110b : 제1내부관 120 : 제2열교환배관

120a : 제2외부관 120b : 내부관

130 : 제3열교환배관 130a : 제3외부관

130b : 제3내부관 140 : 전열핀

150 : 회수관 200 : 유로캡

본 발명은 이중관이 구비된 온수공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입수관으로 유입되는 차가운 직수 또는 난방환수를 예열할 수 있는 이중관을 구비함으로써 배관 주위에 생성된 응축수로 인한 부식을 방지할 수 있는 이중관이 구비된 온수공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러의 열교환장치는 버너로부터 발생한 연소열을 흡수하기 위한 것으로, 물이 흐르는 열교환파이프와 연소열을 흡수하는 전열핀으로 구성되어, 연소열을 흡수하여 물을 가열함으로써 뜨거운 온수 상태가 되도록 한다.

도 1은 종래의 가스보일러의 구성을 나타내는 개략도이다.

열교환장치(1)내에서 버너(20)에서 발생된 열에너지를 열교환기(10)에서 전달받아 형성된 뜨거운 온수는 난방이 필요한 각 장소로 순환펌프(도면에 미도시)에 의해 압송되어져 열에너지를 전달하게 된다. 이 때 상기 버너(20)의 하부에는 열교환부(10)측으로 열에너지를 보다 효과적으로 전달하기 위해 송풍기(30)가 설치되고, 배기가스는 연도(40)를 통해 외부로 배출된다.

순환펌프에 의해 압송된 온수는 난방이 필요한 각 장소에서 열교환을 마친 후에는 차가운 물이 되어 다시 열교환장치(1)로 유입되는 과정을 반복함으로써 순환을 계속하게 된다.

위와 같은 구성에 의한 보일러에서, 보일러 작동이 중지된 상태에서 일정시간 이상이 경과하면, 보일러 내부의 배관들과 열교환장치의 배관 내부 및 보일러에서 각 방으로 연결되는 배관들과 각방의 바닥에 매설되어 있는 배관들에는 난방수의 온도가 떨어져 차가운 물로 가득차게 되고, 난방수배관 내부의 물 온도는 보일러 주변의 공기온도와 동일한 온도까지 내려가게 된다.

이와 같이 난방수배관 내부의 물 온도가 낮은 상태에서 보일러를 작동하게 되면 난방수배관 내부의 차가운 물과 버너의 연소로 인해 뜨거워진 주위 공기 사이에는 온도차가 발생하게 된다.

이러한 온도차이는 특히 난방수배관 내부의 물 온도가 매우 낮은 겨울철에 심하게 되는데, 이 경우 상기 열교환기(10)의 배관 외부 표면에는 주변공기에 포함되어 있던 수분이 응축되어 응축수가 발생하게 된다.

또한 난방이 필요한 각 장소에 열전달을 하고 돌아오는 난방환수는 온도가 낮은 상태이므로, 이와 같은 낮은 온도의 난방환수가 열교환기(10) 내부의 배관을 지나가게 되면 내부의 차가운 물과 고온으로 데워진 외부공기의 온도차로 인해 상기 배관 외부표면에는 주위공기에 함유된 수분의 응축이 발생한다.

이와 같이 관 표면에 발생된 응축수는 대기중에서는 자연증발하게 되나, 온수를 공급하는 장치에 있어서는 연소실에서 기름 또는 가스 연료가 연소되면서 발생되는 연소가스가 상기 응축수와 반응하여 산성의 응축수가 발생된다.

이와 같은 산성의 응축수로 인해 금속재질로 된 열교환기 내부의 각종 부품들의 부식을 촉진시키게 되고 열교환기의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 버너의 연소열에 의해 가열된 열교환배관 내부의 온수로부터 차가운 물이 유입되는 내부관으로 열에너지를 전달시킬 수 있는 이중관을 구비함으로써 응축수의 생성을 억제하여 부품의 부식을 방지할 수 있는 이중관이 구비된 온수공급장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 이중관이 구비된 온수공급장치는, 입수관으로 유입된 냉수가 버너의 연소열에 의해 열교환배관에서 가열된 후 출수관으로 공급되는 온수공급장치에 있어서, 상기 열교환배관은, 상기 버너의 연소열이 직접 전달되는 외부관과, 상기 외부관의 내부에 설치되어 상기 입수관을 통해 유입된 냉수가 통과되면서 가열되는 내부관으로 이루어진 이중관으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부관은 복수개가 병렬로 설치되어 상기 외부관에 삽입된 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 내부관은 외부관의 내측으로 일정 깊이 삽입 설치되고, 상기 내부관으로 유입된 냉수가 상기 외부관 내부의 일측벽에 막혀 상기 유입된 방향과 반대방향으로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 입수관이 관통결합되고 제1열교환배관 및 제2열교환배관의 일측 끝단을 밀폐하는 유로캡이 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 사상으로는, 상기 내부관에서 1차 가열된 물을 2차 가열하기 위해 연소실 외벽과 접촉되게 회수관이 설치되고; 상기 회수관에서 가열된 물을 3차 가열시키기 위해 상기 회수관은 상기 외부관으로 연결된 것; 을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환부를 보여주는 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중관을 보여주는 개략도이며, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 이중관을 보여주는 개략도이다.

난방이 필요한 장소에서 열교환을 마친 난방환수 또는 온수공급을 위한 직수가 유입되는 열교환장치의 입구측에는 입수관(100)이 설치된다. 또한 버너의 상부에는 다수개의 열교환배관으로 이루어진 열교환기(10)가 설치되어, 버너로부터 전달된 열에너지를 상기 입수관(100)을 통해 열교환배관 내부로 유입된 난방환수 또는 직수에 전달하고, 이와 같이 가열된 온수는 출수관(60)을 통해 온수가 필요한 장소로 공급된다.

상기 열교환기(10)는 순차로 배열설치된 제1열교환배관(110)과 제2열교환배관(120) 및 제3열교환배관(130)을 포함한 다수개의 열교환배관과 전열핀(140)으로 이루어진다.

상기 입수관(100)을 통해 유입된 차가운 물은 상기 제1열교환배관(110)으로 유입되는데, 상기 제1열교환배관(110)은 버너(20)의 연소열이 직접 전달되는 외부 관(110a)과 상기 외부관(110a)의 내부에 설치되는 내부관(110b)으로 이루어진 이중관으로 형성되어 있다.

버너(20)의 연소열에 의해 가열된 외부관(110a)은 그 내부에 채워져 있던 물을 매개로 내부관(110b)에 열을 전달하게 되고, 이렇게 전달된 열은 상기 입수관(100)을 통해 유입되어 상기 내부관(110b) 내부에 채워져 있던 물에 열을 전달함으로써 차가운 물을 가열하게 된다. 이와 같이 열전달이 이루어지면 상기 외부관(110a) 외부 표면에 응축수 생성이 방지된다.

상기 제1열교환배관(110)은 순차로 제2,3열교환배관(120,130)과 연결되고, 상기 제2,3열교환배관(120,130)은 외부관(120a,130a)과 내부관(120b,130b)의 이중관으로 형성되어 있다.

상기 입수관(100)은, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 돔 형상의 유로캡(200)에 관통결합되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제1열교환배관(110) 및 제2열교환배관(120)의 일측 끝단은 유로캡(200)으로 덮어씌운 구조로 되어 있어, 상기 제1열교환배관(110) 및 제2열교환배관(120)의 유로를 연결하여 형성시킨다.

상기 입수관(100)은 제1열교환배관(110)의 내부관(110b)으로 연결된다. 상기 내부관(110b)은 도 3에 도시된 바와 같이, 외부관(110a)의 내부 일정 깊이까지 삽입되는 것으로 구성시킬 수 있다.

이 경우 입수관(100)을 통해 유입된 차가운 물은 상기 내부관(110b)을 따라 이송된 후, 제1열교환배관(110)의 일측벽(111)에 막혀 상기 유입된 방향과 반대방향으로 외부관(110a)의 내부를 따라 이송된다.

이 과정에서 버너로부터 발생된 연소열이 제1열교환배관(110)의 외부관(110a) 내부에 채워져 있던 물로 1차적으로 열전달이 이루어지고, 상기 외부관(110a) 내부의 물에서 내부관(110b)으로 유입된 차가운 물로 2차적으로 열전달이 이루어짐으로써 유입되는 물의 온도를 상승시키게 된다. 이와 같이 상기 내부관(110b)으로 유입된 물을 가열하게 되면 수분이 응축되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 제1열교환배관(110) 및 유로캡(200)을 거친 난방수는 제2열교환배관(120) 및 제3열교환배관(130)을 순차로 거치면서 열에너지를 전달받아 뜨거운 난방수 또는 온수가 되어 출수관(60)을 통해 난방이 필요한 각 장소로 순환펌프에 의해 압송되어진다.

그 후 각 난방이 필요한 장소에서 열교환과정을 끝낸 후에는 다시 차가운 물이 되어 다시 열교환기의 입수관(100)을 통해 유입되는 과정을 반복함으로써 순환을 계속하게 된다.

또한 상기 과정을 거친 후 보일러 작동이 정지되면 각 배관 내부에는 차가운 물이 가득차게 되고, 이와 같은 상태에서 다시 보일러를 가동시키게 되면 입수관(100)을 거쳐 유입된 차가운 물은 외부관(110a)과 내부관(110b)을 거치면서 가열되어 응축수의 발생 없이 난방수를 공급할 수 있게 된다.

한편, 상기 열교환입구관(100)은 하나의 배관으로 할 수도 있지만, 도 4에 도시된 바와 같이 복수개로 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 상기 입수관(100)이 복수 개인 경우 전열면적이 넓어지므로, 열전달의 효율이 높아지게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 온수공급장치를 보여주는 개략도이다.

상기 제1열교환배관(110)은 버너(20)의 연소열이 직접 가열되는 외부관(110a)과 상기 외부관(110a)의 내부에 설치되는 내부관(110b)으로 이루어진 이중관으로 형성되어 있다.

상기 제1열교환배관(110)은 제2,3열교환배관(120,130)으로 순차 연결되고, 상기 제2,3열교환배관(120,130)은 외부관(120a,130a)과 내부관(120b,130b)으로 이루어져 있다.

상기 제3열교환배관(130)의 내부관(130b)은 연소실(70) 외벽과 접촉되게 감겨진 회수관(150)에 연결되고, 상기 회수관(150)은 제3열교환배관(130)의 외부관(130a)과 연결된다.

이와 같은 구성에 의하면, 먼저 입수관(100)을 통해 유입된 차가운 물은 제1열교환배관(110) 내지 제3열교환배관(130)의 내부관(110b,120b,130b)으로 유입되고, 상기 유입된 물은 외부관(110a,120a,130a)에 채워져 있던 온수에 의해 1차로 가열된다.

상기 내부관(110b,120b,130b)에서 1차 가열된 물은 회수관(150)을 거치면서 2차로 가열된다. 상기 회수관(150)은 연소실(70) 외벽을 감는 형상으로 상기 연소실(70)의 외벽과 접촉되게 설치되어, 연소실(70) 내부의 열이 상기 회수관(150)으로 전달되는 것이다.

상기 회수관(150)에서 2차로 가열된 물은 상기 회수관(150)과 연결된 제3열 교환배관(130)의 외부관(130a)과 제2열교환배관(120)의 외부관(120a) 및 제1열교환배관(110)의 외부관(110a)을 순차로 거치되면서 3차로 가열된다.

이와 같은 과정을 거쳐 가열된 물은 출수관(60)을 통해 공급되어 난방수 또는 온수로 사용하게 된다.

또한 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 온수를 공급하기 위한 장치에는 모두 적용이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중관이 구비된 온수공급장치에 의하면, 열교환기의 입구측에 설치된 입수관과 연결되는 제1열교환배관을 외부관과 내부관으로 이루어진 이중관으로 형성시킴으로써 입수관을 통해 유입되는 차가운 물의 온도를 상승시킬 수 있어 응축수의 발생을 방지하고 부품의 부식을 방지하는 효과가 있다.

Claims

입수관으로 유입된 냉수가 버너의 연소열에 의해 열교환배관에서 가열된 후 출수관으로 공급되는 온수공급장치에 있어서,

상기 열교환배관은, 상기 버너의 연소열이 직접 전달되는 외부관과, 상기 외부관의 내부에 설치되어 상기 입수관을 통해 유입된 냉수가 통과되면서 가열되는 내부관으로 이루어진 이중관으로 형성된 것을 특징으로 하는 이중관이 구비된 온수공급장치.
제1항에 있어서, 상기 내부관은 복수개가 병렬로 설치되어 상기 외부관에 삽입된 것을 특징으로 하는 이중관이 구비된 온수공급장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부관은 외부관의 내측으로 일정 깊이 삽입 설치되고, 상기 내부관으로 유입된 냉수가 상기 외부관 내부의 일측벽에 막혀 상기 유입된 방향과 반대방향으로 이송되는 것을 특징으로 하는 이중관이 구비된 온수공급장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 입수관이 관통결합되고 제1열교환배관 및 제2열교환배관의 일측 끝단을 밀폐하는 유로캡이 설치된 것을 특징으로 하는 이중관이 구비된 온수공급장치.
제1항에 있어서, 상기 내부관에서 1차 가열된 물을 2차 가열하기 위해 연소실 외벽과 접촉되게 회수관이 설치되고; 상기 회수관에서 가열된 물을 3차 가열시키기 위해 상기 회수관은 상기 외부관으로 연결된 것; 을 특징으로 하는 이중관이 구비된 온수공급장치.