KR20100054383A - 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴싱 가스보일러에 구비되는 잠열 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 용접부위 없이 제작이 간단하게 이루어 지고 열교환핀 없이도 최소한의 설치면적에서 최대한의 열교환 면적을 가질 수 있도록 하기 위하여,

콘덴싱 가스보일러의 배기 측에 구비되어 배기되는 배기가스의 잠열을 흡수하여 열교환하는 잠열 열교환기에 있어서, 상기 잠열 교환기는 배기가스가 유입되는 유입구와 배기되는 배기구가 형성된 본체 하우징 내의 배기로에 배기가스의 잠열을 흡수할 수 있도록 금속재의 플렉시블관(flexible pipe)이 다수번 절곡되어 형성된 잠열 흡수부를 구비하고, 이 잠열 흡수부의 플렉시블관 각 끝단은 본체 하우징의 전면판에 장착되는 난방수 인입구 및 배출구와 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기에 관한 것이다.

콘덴싱, 가스보일러, 배기가스, 잠열, 플렉시블관, 절곡

Description

콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기{Condensing gas for boiler latent heat heat exchanger}

본 발명은 콘덴싱 가스보일러에 구비되는 잠열 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 용접부위 없이 제작이 간단하게 이루어 지고 열교환핀 없이도 최소한의 설치면적에서 최대한의 열교환 면적을 가질 수 있도록 한 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 가정에는 난방 및 온수를 제공받을 수단의 일환으로 여러 형태의 보일러가 설치되며, 근래에 들어서는 최소한의 연료 소모로 열효율을 극대화할 수 있는 콘덴싱 방식의 가스보일러가 점차적으로 대중화되고 있는 실정이다.

이와 같이 콘덴싱 가스보일러에 사용되는 열교환기는 통상적으로 버너에 의한 현열이 직접 접촉되는 현열 열교환부와, 이 현열 열교환부에서 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 공급되는 난방수를 예열한 후 상기 현열 열교환부로 난방수를 공급하는 잠열 열교환부로 나누어 진다.

이렇게, 현열 열교환부와 잠열 열교환부로 구성되는 통상적인 콘덴싱 가스보일러에 사용되는 열교환기(100)는 도 4a에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 상부에 송풍팬(112)과 연료공급노줄(114) 및 버너(116)가 설치되고, 상기 버너의 하측 하우징의 내부에는 각 열교환파이프(122)(132)의 외측에 각각의 열교환핀(122a)(132a)이 용접되게 구성되는 각각의 현열 열교환기(120)와 잠열 열교환기(130)가 순차적으로 설치되며, 상기 하우징(110)의 하부로 응축수 배출관(140) 및 배기관(140)이 연결되도록 구성된다.

상기와 같이 콘덴싱 가스보일러에 사용되는 열교환기(100)에 구비되어 배기되는 배기가스의 잠열을 열교환하는 종래의 잠열 열교환기(130)는 도 4b에 도시된 바와 같이 하우징(110) 내에 직선의 열교환파이프(132')를 일정 간격으로 배치한 후 이 직선의 열교환파이프(132')의 외측으로 수개의 열교환핀(132a)을 삽입하여 고정한 다음 상기 직선의 열교환파이프(132')를 반호형의 연결파이프(132")와 브레이징 용접 등을 통하여 연결 고정되도록 구성된다.

그러나, 종래 잠열 열교환기의 직선 열교환파이프와 연결파이프는 부식에 강한 스테인레스 재질을 사용하여 브레이징 용접에 의해 제작되는 것으로, 재료비 상승은 물론 작업성이 현저하게 저하되는 문제점은 물론 열교환핀을 고정하기 위한 조립작업 또한 상당히 번거로운 문제점이 발생하였을 뿐만 아니라 브레이징 용접 부분에 잦은 불량 등이 발생하는 문제점 또한 초래되었다.

또한, 종래 잠열 열교환기는 일정 간격으로 배치되는 직선의 열교환파이프에 열교환핀이 삽입 고정되고 반호형의 연결파이프에 의해 연결 고정됨으로써, 비교적 넓은 설치면적이 요구되는 문제점도 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 창안한 것으로, 그 주된 목적은 용접부위 없이 제작이 간단하게 이루어 지고 열교환핀 없이도 최소한의 설치면적에서 최대한의 열교환 면적을 가질 수 있도록 한 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 배기가스의 체류시간을 길게 가질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 최소한의 설치면적을 가질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 잠열의 열교환 효율성을 극대화할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조립 및 유지 보수가 간편하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 콘덴싱 가스보일러의 배기 측에 구비되어 배기되는 배기가스의 잠열을 흡수하여 열교환하는 잠열 열교환기에 있어서, 상기 잠열 열교환기는 배기가스가 유입되는 유입구와 배기되는 배기구가 형성된 본체 하우징 내의 배기로에 배기가스의 잠열을 흡수할 수 있도록 금속재의 플렉시블관(flexible pipe)이 다수번 절곡되어 형성된 잠열 흡수부를 구비하 고, 이 잠열 흡수부의 플렉시블관 각 끝단은 본체 하우징의 전면판에 장착되는 난방수 인입구 및 배출구와 연결 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체 하우징은 배기가스의 체류 시간을 길게 갖도록 유입구 측에서 하향으로 경사진 수평 하우징부와, 상기 유입구 측의 반대 측 수평 하우징부의 끝단에 하향으로 직교되는 수직 하우징부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배기로에 삽입되는 플렉시블관은 절곡되는 부분이 고정부재에 의해 고정되도록 하면서 절곡된 부분의 폭은 넓고 절곡되어 접하는 부분의 폭을 좁게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배기로에 삽입되는 플렉시블관은 한 줄 이상이 병렬로 연결 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 잠열 흡수부의 플렉시블관은 본체 하우징의 전면판에 고정되고, 이 전면판은 본체 하우징으로부터 탈착되게 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 구성하는 잠열 열교환기를 용접부위 없이 제작이 간단하게 이루어 지고 열교환핀 없이도 최소한의 설치면적에서 최대한의 열교환 면적을 가질 수 있도록 구성함으로써, 번거로움 없이 제작이 간단하게 이루어지고 최소한의 설치면적으로 인한 열교환기의 전체적인 부피를 줄임과 동시에 열교환 효율성 또한 높일 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 배기되는 배기가스를 높은 측의 수평 상태에서 낮은 측의 수직 상태로 배기되도록 하여 배기가스의 체류시간을 길게 가질 수 있도록 함에 따라 열교환 효 율성을 더욱더 높일 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 잠열 흡수부의 플렉시블관이 절곡된 부분의 폭은 넓고 절곡되어 접하는 부분의 폭을 최소화하여 설치면적을 더욱더 최소화할 수 있도록 함으로써, 열교환기의 전체적인 부피를 더욱더 줄일 수 있는 효과도 갖는 것이다.

또한, 잠열 흡수부의 플렉시블관을 한 줄의 직렬 연결이 아닌 한 줄 이상의 병렬로 연결함으로써, 잠열의 열교환 효율성을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 난방수의 유량 손실 또한 최소화할 수 있는 효과도 갖는 것이다.

또한, 잠열 흡수부의 플렉시블관이 연결 고정되는 전면판을 본체 하우징으로부터 탈착되도록 함으로써, 조립작업시와 이상 발생시 유지 보수와 교체가 간편하게 이루어질 수 있는 효과를 가지는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 사시도이고, 도 2는 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도이며, 도 3은 도 2에 따른 결합된 상태의 요부 단면도이다.

도시된 바와 같이 통상적인 콘덴싱 가스보일러의 배기 측에 구비되어 배기되는 배기가스의 잠열을 흡수하여 열교환하는 잠열 열교환기(130)에 있어서,

본 발명은, 잠열 열교환기를 구성함에 있어 용접부위 없이 제작이 간단하게 이루어 지고 열교환핀 없이도 최소한의 설치면적에서 최대한의 열교환 면적을 가질 수 있도록 하기 위하여,

상기 잠열 열교환기(130)는 배기가스가 유입되도록 통상적인 콘덴싱 가스보일러의 열교환기와 연결되는 유입구(12)와 배기되는 배기구(14)가 형성된 본체 하우징(10) 내의 배기로(10a)에 배기가스의 잠열을 흡수할 수 있도록 절곡이 용이하게 이루어질 수 있는 통상적인 금속재의 플렉시블관(22)을 지그 재그 형태로 다수번 절곡하여 형성된 잠열 흡수부(20)를 구비하고, 이 잠열 흡수부(20)의 플렉시블관(22) 각 끝단은 본체 하우징(10)의 전면판(15)에 장착되는 통상적인 난방수 인입구(16) 및 배출구(18)와 공지의 결합방식인 나사 결합방식 등에 의해 연결 고정되는 것을 나타낸 것이다.

상기에서, 잠열 흡수부의 플렉시블관은 이 플렉시블관의 특성상 일반적인 직선관의 같은 길이에 비해 표면 면적인 넓어 열교환 면적이 넓은 조건을 가지게 됨에 따라 별도의 열교환핀 등이 필요없게 되는 것이고, 또한 플렉시블관의 특성 중의 하나인 절곡 또한 용이하게 이루어질 수 있는 조건을 가지게 됨으로써, 별도의 밴딩이나 연결 작업없이 원하는 형태로의 절곡이 원활하게 이루어질 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

또한, 상기 플렉시블관을 지그 재그 형태로 절곡하여 형성함으로써, 배기가스가 통과하는 과정에서 난류성을 가지게 됨에 따라 열교환 면적이 넓은 플렉시블관에 의해 열교환 효율성을 극대화할 수 있는 조건도 가지게 되는 것이다.

상기와 같이 본원 발명의 잠열 열교환기는 잠열 흡수부를 절곡이 원활하게 이루어 지고 열교환 면적이 넓은 플렉시블관을 사용함에 따라 통상적인 열교환핀 등이 없어도 열교환 면적을 최대한 확보할 수 있어, 열교환 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 별도의 연결작업이나 용접 작업없이도 원활하게 절곡하여 형성할 수 있어, 연결이나 용접 등으로 인한 불량 발생을 방지하면서 설치면적 또한 최소화 할 수 있음은 물론 제작작업이 간단하게 이루어질 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

이렇게, 잠열 열교환기의 설치면적을 최소화 할 수 있는 조건으로 인해 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 제작시 현열 교환기의 부피 또한 줄일 수 있는 부수적인 조건을 가지게 되는 것이고, 그로 인해 콘덴싱 가스보일러에 구비되는 열교환기의 전체적인 부피도 줄일 수 있는 것이다.

상기 본체 하우징(10)은 배기가스의 체류 시간을 길게 갖도록 유입구(12) 측에서 하향으로 경사진 수평 하우징부(10A)와, 상기 유입구(12) 측의 반대 측 수평 하우징부(10A)의 끝단에 하향으로 직교되는 수직 하우징부(10B)로 구성되는 것을, 즉 한글의 자음인 기억(ㄱ)자 형태로 형성하여, 수평 하우징부의 유입부 측에서 유입된 배기가스가 수직 하우징부를 거쳐, 즉 체류시간을 길게 가지면서 배기되도록 함으로써, 상기 본체 하우징의 배기로에 구비된 잠열 흡수부의 플렉시블관이 열교환 효율성을 최대한 가질 수 있는 것이다.

상기 배기로(10a)에 삽입되는 플렉시블관(22)은 절곡되는 부분에 통상적인 고정구나 와이어 등과 같은 고정부재(21)에 의해 고정되도록 하면서 절곡된 부분의 폭(W)은 넓고 절곡되어 접하는 부분의 폭(w)은 좁게 형성되도록 함으로써, 절곡된 플렉시블관이 동일한 간격으로 설치되는 것에 비하여 설치면적을 더욱더 줄여 설치 면적을 최소화할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

상기 배기로(10a)에 삽입되는 플렉시블관(22)은 한 줄의 직렬이 아닌 한 줄 이상 병렬로 연결 고정되도록 함으로써, 한 줄의 직렬로 연결되는 것에 비해 열교환 면적을 더욱더 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 한 줄로 길게 직렬 연결시 발생하는 유량 손실 또한 최소화 할 수 있는 조건으로 인해 열교환 효율성을 극대화 할 수 있는 것이다.

상기 잠열 흡수부(20)의 플렉시블관(22)은 본체 하우징(10)의 전면판(15)에 고정되고, 이 전면판(15)은 본체 하우징(10)으로부터 통상적인 플랜지 결합 등을 통하여 스크류 등에 의해 탈착되게 구성되도록 함으로써, 상기 본체 하우징의 배기로에 잠열 흡수부인 플렉시블관의 설치가 간단하고 용이하게 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 잠열 흡수부의 이상시나 유지 보수시 간편하게 인출하여 수리나 교체가 용이하게 이루어질 수 있는 조건 또한 가지게되는 것이다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 사시도.

도 2는 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.

도 3은 도 2에 따른 결합된 상태의 요부 단면도.

도 4a 및 도 4b는 일반적인 콘덴싱 보일러의 열교환기를 나타낸 요부도 및 잠열 열교환부를 나타낸 요부도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체 하우징 10a : 배기로

10A : 수평 하우징 10B : 수직 하우징

12 : 유입구 14 : 배기구

15 : 전면판 16 : 인입구

18 : 배출구 20 : 잠열 흡수부

21 : 고정부재 22 : 플렉시블관

100 : 열교환기 130 : 잠열 열교환기

Claims (5)

1. 콘덴싱 가스보일러의 배기 측에 구비되어 배기되는 배기가스의 잠열을 흡수하여 열교환하는 잠열 열교환기에 있어서,

   상기 잠열 열교환기(130)는 배기가스가 유입되는 유입구(12)와 배기되는 배기구(14)가 형성된 본체 하우징(10) 내의 배기로(10a)에 배기가스의 잠열을 흡수할 수 있도록 금속재의 플렉시블관(22)이 다수번 절곡되어 형성된 잠열 흡수부(20)를 구비하고, 이 잠열 흡수부의 플렉시블관 각 끝단은 본체 하우징(10)의 전면판(15)에 장착되는 난방수 인입구(16) 및 배출구(18)와 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체 하우징(10)은 배기가스의 체류 시간을 길게 갖도록 유입구 측에서 하향으로 경사진 수평 하우징부(10A)와, 상기 유입구 측의 반대 측 수평 하우징부의 끝단에 하향으로 직교되는 수직 하우징부(10B)로 구성되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 배기로(10a)에 삽입되는 플렉시블관(22)은 절곡되는 부분이 고정부재(21)에 의해 고정되도록 하면서 절곡된 부분의 폭(W)은 넓고 절곡되어 접하는 부분의 폭(w)을 좁게 형성되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기로(10a)에 삽입되는 플렉시블관(22)은 한 줄 이상이 병렬로 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잠열 흡수부(20)의 플렉시블관(22)은 본체 하우징(10)의 전면판(15)에 고정되고, 이 전면판(15)은 본체 하우징(10)으로부터 탈착되게 구성되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러용 잠열 열교환기.

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