KR20100032288A - Hot water boiler - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온수 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 열 효율, 작은 크기 및 부피와 같은 여러 면에서 향상된 우수성을 제공할 수 있어, 온수를 다량으로 사용하는 목욕탕과 같은 수요처에서 적합하게 이용될 수 있는 온수 보일러에 관한 것이다. The present invention relates to a hot water boiler, and more particularly, it can provide improved superiority in many aspects such as excellent thermal efficiency, small size and volume, so that it can be suitably used in demand such as a bathroom using a large amount of hot water. It is about a hot water boiler.
일반적으로, 보일러(boiler)는 가열 수단으로 물을 가열시켜 수요 장소로 공급하는 장치로서, 가열 수단의 사용 연료에 따라 전기 보일러, 가스 보일러, 기름 보일러 등으로 구분된다. In general, a boiler is a device that heats water with a heating means and supplies it to a demand place, and is classified into an electric boiler, a gas boiler, an oil boiler, and the like according to the fuel used by the heating means.
그 중, 전기 보일러는 다른 종류의 보일러에 비해 전기만 공급되면 연료의 보충이 불필요하여 사용이 편리하고, 비교적 구조가 간단하며, 주변 청결성을 유지할 수 있고, 과열 등으로 인한 사고 발생의 위험도 상대적으로 낮다는 등의 여러 장점에서 널리 사용되고 있다. Among them, electric boilers are convenient to use because they do not need to be replenished with fuel as compared to other boilers, and they are easy to use, have a relatively simple structure, maintain cleanliness, and have a relatively high risk of accidents caused by overheating. It is widely used in many advantages such as low.
관련하여, 최근 들어 연료 비용의 대폭적인 상승에 따라 열 효율의 중요성이 더욱 부각되고 있다. In this regard, the importance of thermal efficiency has become more important in recent years due to the drastic rise in fuel costs.
특히, 목욕탕에서는 다량의 온수를 사용함에 따라 온수를 생성하는데 소요되 는 비용이 날로 증가됨으로써 경영 악화를 초래하고 있다. In particular, the use of a large amount of hot water in the bathhouse is increasing the cost of producing hot water day by day, causing management deterioration.
따라서, 우수한 열 효율로 다량의 온수를 안정적으로 생산할 수 있음으로써, 유지 비용을 절감할 수 있음과 아울러, 그 제조 비용이 저렴하여 초기 구입비를 낮출 수 있고, 또한 그 크기 및 부피가 작아 작은 공간에도 원활히 설치될 수 있는 목욕탕 전용의 온수 보일러가 필요되고 있는 실정이다. Therefore, by producing a large amount of hot water stably with excellent thermal efficiency, it is possible to reduce the maintenance cost, and to reduce the initial purchase cost due to the low manufacturing cost, and also to reduce the size and volume of the small space Hot water boiler for the bathroom that can be installed smoothly is required.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 열 효율이 극히 우수하여 유지 비용을 대폭 절감할 수 있으면서, 구성의 단순화 및 작은 크기로 인해 제조 비용을 줄일 수 있음과 아울러 소형화에 적합할 수 있는 온수 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and the thermal efficiency is extremely excellent, and the maintenance cost can be greatly reduced, and the manufacturing cost can be reduced due to the simplification and the small size, and it is also suitable for miniaturization. The purpose is to provide a hot water boiler.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention by those skilled in the art.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 온수 보일러는, 순환수가 내부에 저장되는 저수통; 상기 저수통 내에 수직 방향으로 길게 침지되도록 구비되며 상기 저수통 내의 상기 순환수가 유입되어 내부 이송된 후 배출되는 침지 가열관; 상기 침지 가열관 내에 길게 삽입되어 위치되며 상기 침지 가열관과의 사이 공간을 통해 흐르는 상기 순환수를 가열시키는 금속관 히터 단위 조립체; 상기 저수통 내에 침지된 상태로 구비되며 상기 침지 가열관으로부터 배출되어 유입된 후 외측 유로를 흐른 다음에 상기 저수통 내로 배출되는 상기 순환수가 내부를 흐르는 과정에서 내측 유로를 흐르는 온수로 고열이 전열되도록 하는 플레이트형 열교환 유닛; 및 상기 순환수에 이송력을 부여하도록 순환수의 순환 경로 상에 구비되는 순환 펌프; 를 포함한다. Hot water boiler of the present invention for achieving the above object, the reservoir is stored in the circulation water; An immersion heating tube provided to be immersed in the storage container in a vertical direction and being discharged after the circulating water in the reservoir is introduced and transported therein; A metal tube heater unit assembly positioned to be long inserted in the immersion heating tube and to heat the circulating water flowing through a space between the immersion heating tube and the immersion heating tube; It is provided so as to be immersed in the reservoir and is discharged from the immersion heating tube flows in the outer flow path and then the high temperature heat is transferred to the hot water flowing through the inner flow path in the process of the circulation water discharged into the reservoir flows inside A plate heat exchange unit; And a circulation pump provided on a circulation path of the circulation water to impart a transfer force to the circulation water. It includes.
바람직하게, 상기 저수통의 하부와 상기 침지 가열관 간을 연통되게 연결하 여 상기 순환수를 이송하며 상기 저수통의 외부에 위치하는 부분 상에 상기 순환 펌프가 구비되는 순환수 유입관; 을 더 포함할 수 있다. Preferably, the circulating water inlet pipe is connected to the lower portion of the reservoir and the immersion heating tube to transfer the circulating water and the circulation pump is provided on a portion located outside the reservoir; It may further include.
또한 바람직하게, 상기 침지 가열관과 상기 플레이트형 열교환 유닛 간을 연통되게 연결하여 상기 순환수를 이송하며 상기 저수통 내에 위치되는 중간 연결관; 을 더 포함할 수 있다. Also preferably, the intermediate connecting pipe is connected to the immersion heating tube and the plate-type heat exchange unit in communication with each other to transfer the circulating water and is located in the reservoir; It may further include.
또한 바람직하게, 상기 침지 가열관은, 2개 이상 병렬되도록 구비될 수 있다. Also preferably, the immersion heating tube may be provided so that two or more parallel.
또한 바람직하게, 상기 금속관 히터 단위 조립체는, 금속 보호관 내에 발열선과 충진재가 구비되고 상기 발열선의 통전에 따라 발열되는 적어도 하나 이상의 금속관 히터; 및 상기 금속관 히터의 외측에 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 다수개 구비되어 상기 순환수의 흐름을 차단하며 그 외측부의 일부 면적이 삭제된 면적 삭제부가 서로 다른 방향을 향하도록 구비되어 상기 면적 삭제부를 통해 상기 순환수가 통과되도록 하는 수평 전열판; 으로 구성될 수 있다. Also preferably, the metal tube heater unit assembly may include at least one metal tube heater provided with a heating wire and a filler in the metal protective tube and generating heat according to the energization of the heating wire; And a plurality of spaced out portions of the metal tube heater spaced apart from each other along a length direction to block the flow of the circulating water, and an area erased portion in which a portion of the outer portion is deleted so as to face different directions. A horizontal heat transfer plate through which the circulating water passes; It may be configured as.
또한 바람직하게, 상기 금속관 히터 단위 조립체는, 상기 금속관 히터의 상단부를 결합하도록 수평 방향으로 구비되어 상기 저수통의 외측면에 걸쳐지는 체결판 부재; 상기 체결판 부재에 매달리도록 수직 방향으로 길게 구비되는 수직 봉; 및 상기 수직 봉의 외측에 반복적으로 삽입되어 상기 수평 전열판 간을 이격시키는 이격용 관 부재; 를 더 포함하도록 구성될 수 있다. Also preferably, the metal tube heater unit assembly may include a fastening plate member provided in a horizontal direction to engage an upper end of the metal tube heater and covering the outer surface of the reservoir; A vertical rod provided in the vertical direction so as to be suspended from the fastening plate member; And a spacing tube member spaced apart from the horizontal heat transfer plate by repeatedly inserted into an outer side of the vertical rod. It may be configured to further include.
또한 바람직하게, 상기 플레이트형 열교환 유닛은, 일측의 외측을 폐쇄하며 순환수 유입구와 순환수 유출구가 각기 상·하단부에 형성되는 제1 외곽 플레이트; 타측의 외측을 폐쇄하며 온수 유입구와 온수 유출구가 각기 상·하단부에 형성되는 제2 외곽 플레이트; 상기 제1·제2 외곽 플레이트 간의 사이에 각기 양측으로 일정 간격 이격되도록 평행하게 2매가 삽입되어 구비되며 상기 제1·제2 외곽 플레이트와의 사이에 순환수 유동로를 형성하고 그들 사이에 온수 유동로를 형성하는 전열 플레이트; 양측의 상기 순환수 유동로 간을 연통되게 연결하도록 2매의 상기 전열 플레이트 간을 수평되게 연결하도록 상·하단부에 구비되는 연통관; 및 측면을 폐쇄하도록 구비되는 측면 플레이트; 로 구성될 수 있다. Also preferably, the plate heat exchange unit may include: a first outer plate which closes an outer side of one side and each of which has a circulating water inlet and a circulating water outlet formed at upper and lower ends thereof; A second outer plate closing the outside of the other side and having a hot water inlet and a hot water outlet respectively formed at upper and lower ends thereof; Two sheets are inserted in parallel so as to be spaced apart at regular intervals on both sides between the first and second outer plates, and a circulation water flow path is formed between the first and second outer plates and hot water flows therebetween. A heat transfer plate forming a furnace; Communication pipes provided at the upper and lower ends to horizontally connect the two heat transfer plates so as to connect between the circulation water flow paths on both sides; And a side plate provided to close the side; It can be configured as.
또한 바람직하게, 상기 전열 플레이트 상에는 양 측면을 통해 전반적으로 함몰부와 융기부가 반복되도록 형성될 수 있다. Also preferably, on the heat transfer plate, the depressions and ridges may be generally formed through both sides.
또한 바람직하게, 상기 플레이트형 열교환 유닛은, 인접하는 양측의 상기 침지 가열관의 사이 공간에 삽입되도록 위치될 수 있다. Also preferably, the plate heat exchange unit may be positioned to be inserted into a space between the immersion heating tubes of adjacent two sides.
본 발명에 따르면, 매우 우수한 열 효율을 제공할 수 있으므로 유지 비용을 절감할 수 있고, 작은 크기 및 부피로 인해 제조 비용을 줄임과 함께 소형화를 이룰 수 있는 효과가 달성될 수 있다. According to the present invention, it is possible to provide a very good thermal efficiency, thereby reducing the maintenance cost, and the effect of achieving a miniaturization while reducing the manufacturing cost due to the small size and volume can be achieved.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러를 나타내는 구성도이다. 1 is a block diagram showing a hot water boiler according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 온수 보일러(100)는, 전열 유체로 사용되는 순환수가 내부에 저장되는 저수통(110)과, 저수통(110) 내에 수직 방향으로 길게 침지되도록 구비되어 저수통(110) 내의 순환수가 유입되어 내부 이송된 후 배출되는 침지 가열관(120)과, 침지 가열관(120) 내의 중심에 길게 삽입되어 위치되며 상기 침지 가열관(120)과의 사이 공간을 통해 흐르는 순환수를 가열시키는 금속관 히터 단위 조립체(130)와, 저수통(110) 내에 침지되도록 위치되며 침지 가열관(120)으로부터 배출된 후 유입되는 순환수가 내부의 외측 유로를 흐른 후 상기 저수통(110) 내로 배출되며 외측 유로를 흐르는 순환수로부터 내측 유로를 흐르는 온수로 고열이 전열되도록 하는 플레이트형 열교환 유닛(150)과, 순환수에 이송력을 부여하도록 순환수의 순환 경로 상에 적어도 하나 이상 구비되는 순환 펌프(160)를 포함한다. The
저수통(110)은 내부에 저장 공간을 형성하는 것으로, 그 내부에는 전열 유체로서 사용되는 순환수가 소정량 수용되어 저장된다. The
해당 저수통(110)의 상면 상에는 외부로부터 침지 가열관(120)과 금속관 히터 단위 조립체(130)가 삽입되어 장착되기 위한 적어도 하나 이상의 장착공(112)이 형성되며, 또한 그 일 측면 상에는 외부로부터 물을 보충받기 위한 물 투입구(미도시)가 형성된다. At least one
침지 가열관(120)은 내부에 가열 대상의 순환수가 흐르는 관통공이 형성되는 길이가 긴 튜브 형상의 것으로, 그 내부 중심부에는 금속관 히터 단위 조립체(130)가 길이 방향으로 길게 삽입되어 위치된다. The
침지 가열관(120)은 저수통(110) 내에 수직되게 길게 삽입되어 위치되는 것 으로, 그 내부 중심에 금속관 히터 단위 조립체(130)가 삽입되어 위치되며, 따라서 그 상면 측은 금속관 히터 단위 조립체(130)가 삽입될 수 있도록 개구되고, 그 하면은 폐쇄된다. The
침지 가열관(120)의 일측 상·하단부 중의 어느 일단부에는 저수통(110) 내의 순환수가 직접 유입되거나 별도의 배관을 통해 이송된 후 유입되는 유입공(122)이 형성되고, 그 타측 다른 일단부에는 내부를 통과하면서 가열된 순환수가 유출되는 유출공(124)이 형성된다. At one end of the upper and lower ends of the
즉, 유입공(122)과 유출공(124)은 서로 상단부와 하단부의 반대되는 일단부에 형성된다. That is, the
침지 가열관(120)은 바람직하게 2개 이상 병렬되게 다중으로 구비될 수 있으며, 이 경우 2개 이상의 침지 가열관(120)은 연통부(126)를 통해 서로 연통되도록 연결되며, 그 연통부(126)는 전단에 구비되는 침지 가열관(120)의 유출공(124)과 후단에 구비되는 침지 가열관(120)의 유입공(122) 간을 연결한다.
이와 같이, 2개 이상 병렬되는 침지 가열관(120)을 이용하면, 그 내부를 통해 이송되는 순환수가 하향 흐름과 상향 흐름을 반복하도록 흐를 수 있다. As such, when two or more parallel
물론, 2개 이상 병렬되는 침지 가열관(120)은 양측의 것이 하단부에서 서로 연통되도록 연결되어 U자 형태를 이루도록 구성될 수도 있다. Of course, two or more parallel
그 유입공(122)에 대해서는 순환수 유입관(115)이 연통되게 연결될 수 있으며, 그 유출공(124)에 대해서는 가열 완료된 순환수를 이후 플레이트 열교환 유닛(150)으로 이송하기 위한 중간 연결관(140)이 연통되게 연결된다. The
여기서, 순환수 유입관(115)은 저수통(110) 내에 위치되어도 좋고, 일부가 저수통(110) 밖에 위치될 수도 있다. Here, the circulating
도 1에는 순환수 유입관(115)이 일부 저수통(110)의 밖에 위치되는 경우를 나타내었다. 1 illustrates a case where the circulating
침지 가열관(120)은 고온에도 원활히 견딜 수 있으면서, 우수한 내식성도 제공할 수 있는 종류의 금속 재질로 형성될 수 있다. The
침지 가열관(120)은 저수통(110) 내의 순환수에 침지되도록 구비되므로, 그로부터 외측으로 발산되는 열도 손실되지 않고 저수통(110) 내의 순환수를 가열시킴으로써, 열 효율을 극대화시킬 수 있다. Since the
물론, 침지 가열관(120)이 저수통(110) 내에 위치되므로, 크기 및 부피도 대폭 줄일 수 있다. Of course, since the
금속관 히터 단위 조립체(130)는 침지 가열관(120) 내에 각기 삽입되어 길이 방향으로 길게 위치되며, 침지 가열관(120)과의 사이 공간을 통해 가열 대상의 순환수가 흐르도록 한다. The metal tube
구체적으로, 금속관 히터 단위 조립체(130)는, 도 2의 사시도, 도 3의 개략 단면도 및 도 4의 그 요부에 대한 분리 사시도를 통해 나타낸 바와 같이, 금속 보호관(132a) 내에 발열선(132b)과 충진재(132c)가 구비되고 그 발열선(132b)의 통전에 따라 발열되는 적어도 하나 이상의 금속관 히터(132)와, 금속관 히터(132)의 외측에 끼워져 길이 방향을 따라 서로 이격되도록 다수개 구비되는 수평 판으로 순환수의 흐름을 차단하며 그 외측부의 일부 면적이 삭제된 면적 삭제부(134a)가 서로 다른 방향을 향하도록 교번되게 구비되어 순환수가 지그재그 형태로 흐르도록 하는 수평 전열판(134)으로 이루어진다. Specifically, the metal tube
또한, 금속관 히터 단위 조립체(130)는, 금속관 히터(132)의 상단부를 결합하도록 수평 방향으로 구비되어 해당 금속관 히터 단위 조립체(130)가 저수통(110) 상의 장착공(112)을 통해 삽입되어 장착될 때 저수통(110)의 상면에 걸려져 장착공(112)을 폐쇄하는 체결판 부재(136)와, 체결판 부재(136)에 매달리도록 수직 방향으로 길게 구비되는 수직 봉(138)과, 수직 봉(138)의 외측에 긴밀히 반복 삽입되어 수평 전열판(134) 간을 이격시키는데 이용되는 이격용 관 부재(139)를 더 포함할 수 있다. In addition, the metal tube
상기한 금속관 히터(132)는, 개구되는 상단부가 밀봉 마개 등에 의해 밀봉되는 금속 보호관(132a)과, 금속 보호관(132a) 내에 구비되어 전류의 통전에 따라 발열되는 발열선(132b)과, 발열선(132b)의 양측 끝단부에 각기 결합되어 금속 보호관(132a)의 개구되는 상단부 측을 통해 외부 노출된 후 외부 노출된 부분을 통해 외부의 급전 설비와 연결되어 전류를 전달하는 접속 단자(132b-1)와, 금속 보호관(132a) 내의 빈 공간부에 충진되어 절연과 축열 기능을 제공하는 충진재(132c)로 이루어진다. The
해당 금속관 히터(132)는 일자형, U자형, 다수 절곡형 등 특별히 한정되지 않으나, 도면에는 예시적으로 U자형을 나타내었다. The
그리고, 금속관 히터(132)는 도시된 바와 같이 다수개가 세트를 이루어 구비될 수 있다. And, the
물론, 체결판 부재(136)를 이용하지 않고 저수통(110)의 장착공(112)을 폐쇄하는 다른 부재에 대해 금속관 히터(132)와 수직 봉(138)이 매달리도록 구비될 수도 있다. Of course, the
수평 전열판(134)은 두께가 얇은 수평 금속 판으로, 그 외측부의 일정 면적이 삭제되어 형성되는 면적 삭제부(134a)를 갖는다. The horizontal
수평 전열판(134)은 침지 가열관(120)의 내부에 길이 방향을 따라 서로 일정 거리씩 이격되도록 다수개가 구비됨에 있어, 그 면적 삭제부(134a)가 서로 다른 방향을 향하도록 교번되게 구비됨으로써, 순환수가 지그재그 형태로 흐르도록 한다. Since the plurality of horizontal
즉, 첫번째 수평 전열판(134)의 면적 삭제부(134a)가 오른쪽 방향을 향하도록 구비되면, 다음의 두번째 수평 전열판(134)의 면적 삭제부(134a)는 왼쪽 방향을 향하도록 구비되는 방식으로, 그 방향이 180°씩 반복적으로 변경되도록 구비될 수 있다. That is, when the
물론, 면적 삭제부(134a)의 방향이 꼭 180°로 변경될 필요는 없으며, 그 변경 각도는 얼마든지 수많은 조합으로 구현될 수 있으나, 180°로 교번되도록 하는 것이 순환수가 보다 긴 거리를 최대한 정체된 상태로 이동되면서 충분히 가열되도록 할 수 있어, 가열 효율 면에서 우수할 수 있다. Of course, the direction of the
수평 전열판(134)은 그 외주면이 침지 가열관(120)의 내주면과 긴밀하게 접촉되도록 형성되는 것이 좋으며, 이는 침지 가열관(120)과의 사이에 틈새를 형성하지 않아 틈새를 통해 순환수가 바로 직진되는 것이 차단되도록 하기 위함이다. The horizontal
수평 전열판(134)은 금속관 히터(132)의 외측면과 긴밀하게 접촉되도록 구비 됨으로써, 해당 접촉에 따라 금속관 히터(132)로부터 고열을 보다 효율적으로 전열받을 수 있다. Since the horizontal
수직 봉(138)은 체결판 부재(136)에 매달리도록 결합되어 침지 가열관(120)의 내부에 길이 방향을 따라 길게 구비되는 것으로, 그에 대해 다수개의 수평 전열판(134)이 끼워지도록 구비된다. The
이격용 관 부재(139)는 매우 작은 크기의 관 형태의 것으로, 수직 봉(138)에 대해 끼워져 구비되며, 수직 봉(138)에 대해 끼워지는 수평 전열판(134)의 사이 마다에 구비되어 수평 전열판(134)을 그 길이 만큼씩 이격시킨다. The spaced
다수개의 수평 전열판(134)의 작용은 유입된 후 길이 방향을 따라 흐르는 순환수의 진행을 차단하면서, 그 방향이 서로 다르게 구비되는 면적 삭제부(134a) 부분을 통해 순환수가 빠져 나가도록 하는 것에 의해, 순환수가 지그재그 형태로 흐르도록 유도하는 기능을 한다. The action of the plurality of horizontal
따라서, 가열 대상의 순환수는 그 진행이 차단됨에 따라 그 유속이 적절히 감속되고, 그와 같이 감속된 상태로 지그재그 형태로 흐르게 되므로, 금속관 히터(132)로부터 발산되는 고열에 의해 매우 충분하게 가열될 수 있는 것으로, 순환수는 금속관 히터(132)와 매우 오랜 시간 충분히 접촉될 수 있다. Therefore, since the flow rate of the heating target circulating water is appropriately decelerated as it is blocked, and flows in a zigzag form in such a decelerated state, the circulating water to be heated is sufficiently sufficiently heated by the high heat emitted from the
그에 따라, 금속관 히터(132)의 길이를 매우 짧게 하거나 금속관 히터(132)의 개수를 적게 하여도 순환수를 충분히 가열시킬 수 있다. Accordingly, even if the length of the
아울러, 수평 전열판(134)은 금속 재질로 이루어져 있고 금속관 히터(132)에 대해 접촉되어 있으므로, 그 자체가 금속관 히터(132)로부터 전열되는 열에 의해 먼저 가열된 상태에서 그에 대해 접촉되거나 그 주변에 위치하는 순환수를 가열시킴으로써, 순환수가 더욱 효과적으로 가열되도록 할 수 있다. In addition, since the
즉, 금속관 히터(132)와 수평 전열판(134)은 협력하여 순환수를 여러 방향에서 가열시키며, 그에 따라 순환수는 매우 신속하면서 충분할 정도로 가열될 수 있다. That is, the
그에 따르면, 순환수는 지그재그 형태로 연장된 길이를 흐름과 아울러, 수평 전열판(134)에 의해서도 가열되므로 그 과정에서 또한 충분하게 교반됨으로써, 매우 균일하게 가열될 수도 있다. According to him, the circulating water may be heated evenly by the horizontal
플레이트형 열교환 유닛(150)은 침지 가열관(120)을 통과 후 배출되어 유입되는 가열된 상태의 순환수가 내부의 외측 유로를 흐른 후 저수통(110) 내로 배출되도록 하며, 흐르는 순환수로부터 그 내측 유로를 흐르는 온수로 고열이 전열되도록 하여 고온 상태의 온수가 생성되도록 한다. The plate
구체적으로, 플레이트형 열교환 유닛(150)은, 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 일측의 외측을 폐쇄하며 가열된 상태의 순환수가 유입되는 순환수 유입구(152a)와 내부를 통과하면서 열을 빼앗겨 어느 정도 냉각된 순환수가 저수통(110) 내로 배출되는 순환수 유출구(152b)가 각기 상·하단부 위치에 형성되는 제1 외곽 플레이트(152)와, 타측의 외측을 폐쇄하며 급수되는 냉각된 상태의 온수용 물이 유입되는 온수 유입구(154a)와 내부를 통과하면서 고온 상태로 변환된 온수가 유출되는 온수 유출구(154b)가 각기 상·하단부 위치에 형성되는 제2 외곽 플레이트(154)와, 제1·제2 외곽 플레이트(152, 154) 간의 사이에 각기 양측으로 일 정 간격 이격되도록 평행하게 2매가 삽입되어 구비되며 각 외곽 플레이트(152, 154)와의 사이에 순환수가 흐르는 외측 유로인 순환수 유동로(hw)를 형성하고 그들 사이에 온수가 흐르는 내측 유로인 온수 유동로(lw)를 형성하며 그 양측면 상에는 융기부(156a)와 함몰부(156b)가 전반적으로 반복되도록 형성되는 전열 플레이트(156)와, 제1·제2 외곽 플레이트(152, 154) 사이의 개방되는 측면을 폐쇄하여 밀봉하도록 구비되는 측면 플레이트(158)로 이루어진다. Specifically, the plate
플레이트형 열교환 유닛(150)은 그 외형이 육면체 형상으로 컴팩트하게 형성된다. The plate
플레이트형 열교환 유닛(150)은 제1 외곽 플레이트(152), 제2 외곽 플레이트(154) 및 2매의 전열 플레이트(156)가 서로 일정 간격씩 이격되어 평행하게 적층되는 구조이고, 측면 플레이트(158)를 포함하여 총 5개의 플레이트로 구성되며, 모든 플레이트들은 금속 재질의 박판으로 이루어진다. The plate
물론, 플레이트형 열교환 유닛(150)은 내부가 밀봉되도록 구성되어 저수통(110) 내의 순환수에 침지되도록 위치되며, 그 재질이 금속임에 따라 그로부터 외측으로 발산되는 열도 전혀 손실되지 않고 저수통(110) 내의 순환수로 전열될 수 있음으로써, 열 효율을 극대화시킬 수 있다. Of course, the plate
또한 물론, 플레이트형 열교환 유닛(150)이 저수통(110) 내에 위치되므로, 그에 따라 크기 및 부피도 대폭 줄일 수 있다. In addition, of course, since the plate
바람직하게, 해당 플레이트형 열교환 유닛(150)에서 순환수가 유출입되는 유입·출구(152a, 152b)가 동일 측에 구비되고, 마찬가지로 온수가 유출입되는 유입 ·출구(154a, 154b)가 동일 측에 구비된다. Preferably, the inlet /
순환수가 유입되는 순환수 유입구(152a)와 온수가 유입되는 온수 유입구(154a)는 서로 반대되는 상·하단부에 멀리 이격되도록 구비되며, 그에 따라 당연히 순환수가 유출되는 순환수 유출구(152b)와 온수가 유출되는 온수 유출구(154b)도 서로 반대되는 상·하단부에 멀리 이격되도록 구비된다. The circulating
전열 플레이트(156)는 제1·제2 외곽 플레이트(152, 154) 간의 사이에 각기 양측으로 일정 간격씩 이격되도록 평행하게 2매가 삽입되어 구비되며, 각 전열 플레이트(156)와 각 외곽 플레이트(152, 154)의 사이에는 순환수가 흘러 유동되는 순환수 유동로(hw)가 형성되고, 2매의 전열 플레이트(156)의 사이에는 온수가 흘러 유동되는 온수 유동로(lw)가 형성된다. The
상기한 온수 유입·출구(154a, 154b)는 온수 유동로(lw)와 연통되도록 구비되고, 순환수 유입·출구(152a, 152b)는 순환수 유동로(hw)와 연통되도록 구비되며, 양측의 순환수 유동로(hw) 간을 연통되게 연결할 수 있도록 2매의 전열 플레이트(156) 간을 수평되게 연결하도록 내부의 상·하단부에 각기 하나 이상씩의 연통관(159)이 결합 구비된다. The hot water inlet /
전열 플레이트(156) 상에는 도 8에 나타낸 바와 같이, 그 양 측면 상에 볼록하게 돌출되는 형태의 융기부(156a)와 오목하게 함몰되는 형태의 함몰부(156b)가 전반적으로 반복되도록 형성된다. As illustrated in FIG. 8, the
해당 융기부(156a)와 함몰부(156b)는 그 일 측면과 타 측면에 대한 반복적인 펀칭 가공을 통해 형성될 수 있으며, 동일 위치에서 일 측면 상에 융기부(156a)가 형성되면, 타 측면 상에는 함몰부(156b)가 형성되는 것으로, 융기부(156a)와 함몰부(156b)의 배열은 규칙적이든 불규칙적이든 큰 관계가 없다. The raised
이러한 융기부(156a)와 함몰부(156b)는 열교환 면적을 증대시켜 열교환 효율을 제고시킨다. The raised
즉, 전열 플레이트(156)를 사이에 두고 양측에 형성되는 순환수 유동로(hw)와 온수 유동로(lw)를 각기 순환수와 온수가 흐르는 과정에서 순환수로부터의 고열이 전열 플레이트(156)를 통해 전열되어 온수를 가온시킴에 있어, 전열 플레이트(156) 상의 융기부(156a)와 함몰부(156b)는 전열 면적을 증대시켜 전열 효율을 증대시킨다. That is, the high heat from the circulating water is transferred to the circulating water flow path hw and the hot water flow path lw formed on both sides with the
그에 따라, 열교환 효율이 우수해지는 만큼, 크기 및 부피를 대폭 줄일 수 있다. Therefore, as the heat exchange efficiency is excellent, the size and volume can be significantly reduced.
또한, 융기부(156a)와 함몰부(156b)는 순환수 및 온수의 진행을 방해하여 순환수 및 온수의 난류 흐름이 형성되도록 함으로써, 순환수 및 온수가 균일하게 가열 및 냉각되도록 하는 기능도 제공한다. In addition, the
전열 플레이트(156)는 기본적으로 열전도성과 방열성이 우수하면서 기계적, 화학적 특성이 좋은 금속 재질로 형성되되, 바람직하게는 고온에서 내구성 있게 견딜 수 있는 스테인레스 재질로 형성될 수 있다. The
측면 플레이트(158)는 양측의 제1 외곽 플레이트(152)와 제2 외곽 플레이트(154)가 이루는 사이 측면을 외측에서 둘러싸 폐쇄하는 것으로, 용접을 통해 결합되어 일체화될 수 있다. The
상기한 플레이트형 열교환 유닛(150) 상의 순환수 유입구(152a)는 침지 가열관(120)의 유출공(124)과 직결될 수 있으나, 꼭 직결을 구현하고자 하면 오히려 제조성이 불량해질 수 있으므로, 바람직하게는 플레이트형 열교환 유닛(150)의 순환수 유입구(152a)와 침지 가열관(120)의 유출공(124) 간을 연통되게 연결하여 가열된 순환수를 내부 이송하도록 구비되는 중간 연결관(140)을 이용할 수 있다. The circulating
물론, 중간 연결관(140)도 저수통(110) 내에 위치되므로, 그로부터 외측으로 발산되는 열로 저수통(110) 내의 순환수를 가열시킬 수 있음으로써, 열 효율을 향상시킨다. Of course, since the intermediate connecting
본 발명에 따르면, 상술한 바와 같이 침지 가열관(120)이 2개 이상 병렬되게 구비되는 경우에 있어, 플레이트형 열교환 유닛(150)은 양측의 침지 가열관(120) 사이 공간에 삽입되어 위치된다. According to the present invention, when two or more
그에 따르면, 크기와 부피를 대폭 줄일 수 있으면서, 특히 양측의 침지 가열관(120)에 의해 플레이트형 열교환 유닛(150)이 감싸지므로 플레이트형 열교환 유닛(150)의 열 손실을 최대한 차단하여 그 내부에서의 순환수로부터 온수로의 전열 효율을 향상시킬 수 있다. According to him, the size and volume can be significantly reduced, in particular, since the plate-type
나아가, 플레이트형 열교환 유닛(150)의 제2 외곽 플레이트(154) 상에 형성되는 온수 유입구(154a)와 온수 유출구(154b)에 대해서는 각기 외부의 직수 시스템 등으로부터 공급되는 가열 대상의 온수를 온수 유입구(154a)로 이송하여 공급하는 온수 공급관(210)과 내부를 통과하면서 가열된 후 배출되는 온수를 수요처로 이송하여 공급하기 위한 온수 배출관(220)이 연결되며, 해당 온수 공급관(210)과 온수 배출관(220)은 저수통(110)을 관통하여 외부로 인출된다. Furthermore, for the
따라서, 플레이트형 열교환 유닛(150)이 저수통(110) 내에 위치됨에 따라 온수 공급관(210)도 일부 저수통(110) 내에 침지되도록 위치되므로, 온수 공급관(210)을 통해 냉각된 상태로 공급되는 온수용 물은 플레이트형 열교환 유닛(150)으로 유입되기 전에 먼저 저수통(110) 내의 일부 가열된 순환수에 의해 예열될 수 있다. Thus, as the plate
순환 펌프(160)는 "저수통(110)-침지 가열관(120)-중간 연결관(140)-플레이트형 열교환 유닛(150)-저수통(110)"의 순환수 순환 경로 상의 적정 위치에 적어도 하나 이상 구비되어 순환수의 이송을 위한 이송력을 부여한다. The
순환 펌프(160)는 가능한 한 고온 환경으로부터 멀리 이격됨과 아울러, 저수통(110) 내의 순환수에 침지되지 않도록 구비되는 것이 그 수명이 연장될 수 있고, 저가의 것을 이용하여 구현될 수 있다. The
따라서, 이를 위해 저수통(110)의 하단부와 침지 가열관(120)의 유입공(122)을 연통되게 연결하되 저수통(110)의 외부를 통과하도록 순환수 유입관(115)을 구비시키고, 해당 순환수 유입관(115) 상의 저수통(110) 외부 위치에 순환 펌프(160)를 구비시킬 수 있다. Therefore, for this purpose, the lower end of the
물론, 순환 펌프(160)는 병렬되는 2개를 이용할 수 있는 등 목적하는 용량에 따라 그 개수 및 구비 위치는 적절히 변경될 수 있다. Of course, the number and position of the
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 침지 가열관(120), 플레이트형 열교환 유닛(150) 및 중간 연결관(140)이 저수통(110) 내에 침지되도록 구비됨에 따라, 그 들로부터의 외부 발산에 따른 열 손실이 완벽하게 방지되므로, 극대화된 열 효율을 제공할 수 있다. According to the present invention as described above, the
또한, 침지 가열관(120)과 플레이트형 열교환 유닛(150)이 모두 저수통(110) 내에 위치됨과 아울러, 플레이트형 열교환 유닛(150)이 양측 침지 가열관(120)의 사이 공간에 삽입되도록 위치되므로, 매우 컴팩트한 구성이 가능하여, 크기 및 부피를 대폭 줄일 수 있다. In addition, the
그리고, 플레이트형 열교환 유닛(150)이 양측의 침지 가열관(120)에 의해 감싸지도록 구비되므로, 그 열 손실이 완벽하게 차단되어 그 내부에서의 열 교환 효율이 대폭 제고될 수 있다. And, since the plate
이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.In the foregoing description, it should be understood that those skilled in the art can make modifications and changes to the present invention without changing the gist of the present invention as merely illustrative of a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러를 나타내는 구성도, 1 is a block diagram showing a hot water boiler according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러에 구비되는 금속관 히터 단위 조립체를 나타내는 사시도, Figure 2 is a perspective view showing a metal tube heater unit assembly provided in the hot water boiler according to a preferred embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러에 구비되는 금속관 히터 단위 조립체를 나타내는 개략 단면도, Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing a metal tube heater unit assembly provided in the hot water boiler according to a preferred embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러에 구비되는 금속관 히터 단위 조립체의 요부에 대한 분리 사시도, Figure 4 is an exploded perspective view of the main portion of the metal tube heater unit assembly provided in the hot water boiler according to a preferred embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러에 구비되는 플레이트형 열교환 유닛의 외장을 나타내는 사시도, 5 is a perspective view illustrating an exterior of a plate heat exchange unit provided in the hot water boiler according to the preferred embodiment of the present invention;
도 6은 도 5의 A-A'선 절단에 따른 단면도, 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5;
도 7은 도 5의 B-B'선 절단에 따른 단면도, 7 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. 5;
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러에 구비되는 플레이트형 열교환 유닛에 구비되는 전열 플레이트를 나타내는 사시도, 8 is a perspective view showing a heat transfer plate provided in the plate heat exchange unit provided in the hot water boiler according to a preferred embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온수 보일러에 구비되는 플레이트형 열교환 유닛의 적층 구조를 나타내는 분리 사시도이다. 9 is an exploded perspective view illustrating a laminated structure of a plate heat exchange unit provided in the hot water boiler according to the preferred embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 온수 보일러 110 : 저수통100: hot water boiler 110: reservoir
112 : 장착공 115 : 순환수 유입관112: mounting hole 115: circulating water inlet pipe
120 : 침지 가열관 122 : 유입공120: immersion heating tube 122: inlet hole
124 : 유출공 126 : 연통부124: outflow hole 126: communication part
130 : 금속관 히터 단위 조립체 132 : 금속관 히터130: metal tube heater unit assembly 132: metal tube heater
132a : 금속 보호관 132b : 발열선132a: metal
132b-1 : 접속 단자 132c : 충진재132b-1:
134 : 수평 전열판 134a : 면적 삭제부134: horizontal
136 : 체결판 부재 138 : 수직 봉136: fastening plate member 138: vertical rod
139 : 이격용 관 부재 140 : 중간 연결관139: spaced pipe member 140: intermediate connector
150 : 플레이트형 열교환 유닛 152 : 제1 외곽 플레이트150 plate-type
152a : 순환수 유입구 152b : 순환수 유출구152a: circulating
154 : 제2 외곽 플레이트 154a : 온수 유입구154: second
154b : 온수 유출구 156 : 전열 플레이트154b: hot water outlet 156: heat transfer plate
156a : 융기부 156b : 함몰부156a:
158 : 측면 플레이트 159 : 연통관158: side plate 159: communication tube
160 : 순환 펌프 210 : 온수 공급관160: circulation pump 210: hot water supply pipe
220 : 온수 배출관 hw : 순환수 유동로220: hot water discharge pipe hw: circulating water flow path
lw : 온수 유동로lw: hot water flow furnace
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080090619 | 2008-09-16 | ||
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101271714B1 (en) * | 2012-07-09 | 2013-06-05 | 정윤채 | Electric boiler |
CN104180517A (en) * | 2014-09-12 | 2014-12-03 | 郭非 | Water boiler with double preheating modes |
-
2009
- 2009-06-03 KR KR1020090049021A patent/KR20100032288A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101271714B1 (en) * | 2012-07-09 | 2013-06-05 | 정윤채 | Electric boiler |
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