KR20120117530A - 고효율 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열될 유체 내부로 화염이 통과되도록 하여 열손실을 최소화시켜 열효율을 극대화한 고효율 보일러에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 일측에 급수관이 설치되고 타측에 배수관이 설치된 본체와, 이 본체의 일측에 설치되어 급수관에서 공급되는 유체를 가열하는 가열체와, 급수관을 통해서 공급되는 유체가 본체의 내부에서 외주면에 접하도록 설치되며 가열체에서 공급되는 화염이 내부로 통과되어 급수관에서 공급되는 유체가 가열되도록 하는 열유통관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 보일러가 제공된다.

Description

고효율 보일러{HIGH EFFICIENCY BOILER}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열될 유체 내부로 화염이 통과되도록 하여 열손실을 최소화시켜 열효율을 극대화한 고효율 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 난방과 난방 수 공급을 위하여 사용된다. 이러한 보일러는 연료를 연소하여 얻어지는 열(熱)을 이용해 난방 수를 가열하여 난방 수를 공급하거나, 가열된 난방 수의 순환을 통해 실내의 바닥과 공기를 가온하는 방식을 사용하고 있다.

이러한, 보일러는 크게 가정용, 산업용, 농업용 등으로 구분되며, 그 사용 연료와 작동방식에 따라 가스보일러, 기름보일러 및 전기보일러 등으로 분류된다. 여기서, 가스보일러와 오일보일러는 연료인 가스 또는 오일을 가열하여 설정된 온도의 열을 발생시키고, 이 발생 된 열을 이용해 난방 배관을 순환하는 난방 수를 가열하는 방식이다.

또한, 전기보일러는 전기에너지에 의해 히터를 가열하여 난방 수를 가열하는 방식으로, 그 내부에 설치된 히터를 구동시켜 실내의 난방을 위해 설치된 난방 배관을 순환하는 난방 수의 온도를 설정된 온도로 가열하는 방식이다.

전술한 형태의 종래 보일러는 화염이 발생 되는 부분을 온수관이 나선 형태로 감싸고, 온수관의 내부로 흐르는 액체가 화염에 의해서 가열되는 방식을 취한다. 이러한 방식은 화염이 온수관을 가열하고, 가열된 온수관과 그 속을 흐르는 유체 간의 접촉에 의해서 가열이 되는 데, 화염이 온수관의 외부에서 온수관을 가열하므로 열손실이 많고 이로 인해 열효율이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 가열될 유체 내부로 화염이 통과되도록 하여 열손실을 최소화시켜 열효율을 극대화한 고효율 보일러와 관련된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예는 일측에 급수관이 설치되고 타측에 배수관이 설치된 본체와, 이 본체의 일측에 설치되어 급수관에서 공급되는 유체를 가열하는 가열체와, 급수관을 통해서 공급되는 유체가 본체의 내부에서 외주면에 접하도록 설치되며 가열체에서 공급되는 화염이 내부로 통과되어 급수관에서 공급되는 유체가 가열되도록 하는 열유통관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 보일러를 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 가열될 유체 내부로 화염이 통과되도록 하여 열손실을 최소화시켜 열효율을 극대화한 고효율 보일러를 제공할 수 있다.

둘째, 본체의 상측에 설치되는 흡입팬에 의해서 열유통관으로 유입되는 고온의 화염을 열유통관의 상부까지 흡입할 수 있으므로 열전달율이 향상된다.

셋째, 본체의 내부에 설치되는 유로 칸막이에 의해서 가열되는 액체가 본체 내부에서 지그재그 형태로 흐르므로 열 접촉 시간의 증가로 인해 열효율이 향상된다.

넷째, 본체의 벽에 설치되는 단열재에 의해서 외부로 방출되는 열을 차단할 수 있으므로 열손실이 줄어들어 열효율이 향상된다.

다섯째, 열유통관의 내부에 나선형 형상의 필라멘트를 설치하여 화염이 필라멘트를 타고 열유통관의 상부까지 전달될 수 있어 열효율이 향상되고, 필라멘트에 의해서 불완전 연소 된 연기를 다시 연소할 수 있으므로 공기의 오염을 방지할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 보일러를 도시한 정단면도,
도 2 는 도 1의 II-II선에 따른 단면도,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 보일러의 사용 상태도이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 보일러를 도시한 정단면도이고, 도 2 는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 보일러(1)는 본체(10)와, 이 본체(10)의 일측에 설치되어 공급되는 유체를 가열하는 가열체(20)와, 공급되는 유체가 본체(10)의 내부에서 외주면에 접하도록 설치되며 가열체(20)에서 공급되는 화염이 내부로 통과되어 급수관(11)에서 공급되는 유체가 가열되도록 하는 열유통관(30)을 포함한다.

본체(10)의 일측에는 도 1에 도시된 바와 같이 외부의 물 등의 액체가 유입되는 급수관(11)이 설치되고, 타측에는 가열된 고온의 액체가 배출되는 배수관(12)이 설치된다. 본체(10)의 상측에는 연소 된 배기 가스가 외부로 배출되는 배출구(13)가 형성되며, 본체(10)의 내부에는 급수관(11)을 통해서 유입되는 액체가 본체(10)의 내부에서 지그재그 형태로 흐르도록 다수의 유로 칸막이(14)가 형성된다.

본체(10)의 내부에 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 유로 칸막이(14)가 지그재그로 형태로 설치되므로 액체의 잔류 시간이 증가 되고, 잔류 시간의 증가로 액체와 후술할 가열체(20)와의 접촉 시간 및 면적이 증가 되므로 가열체(20)에서 액체로 전달되는 열량이 증가 되고 이로 인해 종래에 비해 열효율이 증가 되는 이점이 있다.

본체(10)의 바닥(15)은 도 1에 도시된 바와 같이 외부의 공기가 유입될 수 있도록 망사 형상 바람직하게는 벌집 형상으로 개방형성된다. 개방된 본체(10)의 바닥(15)으로 유입된 공기는 후술할 흡입팬(50)에 의해서 열유통관(30)의 내부로 흡입되므로, 열유통관(30)으로 화염의 유입량 및 상승 높이를 촉진시켜 고온의 화염이 가열될 액체와 접촉되도록 하여 열전달 효율을 향상시키는 역할을 한다.

본체(10)의 내부는 사용의 효율성을 높이기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 일측은 급탕용으로 형성하고, 타측은 난방용으로 형성하는 것이 바람직하다.

가열체(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 바람직하게는 본체(10)의 내부 하측에 설치되며, 가열체(20)에서 발생 되는 화염은 열유통관(30)의 내부를 통해서 상승(도 3 참조)되어 가열될 유체와 열 교환된다. 이 가열체(20)는 바람직하게는 본체(10)의 내부에 설치되는 가스 배관(21)과, 이 가스 배관(21)을 통해서 공급되는 가스에 의해서 화염을 발생시키는 화염 발생부(22)로 구성된 가스 버너를 사용한다.

가열체(20)의 화염 발생부(22)는 도 1에 도시된 바와 같이 발생 된 화염이 후술할 열유통관(30)의 내부로 용이하게 유입되도록 열유통관(30)의 하측에 인접되도록 설치되며, 각각의 열통관에 각각 설치되는 것이 바람직하다.

열유통관(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 본체(10)의 내부에 설치된 유로 칸막이(14)의 구획 된 공간을 관통하도록 설치되며, 유로 칸막이(14)에 바람직하게는 용접 고정된다. 이 열유통관(30)의 내부에는 도 1에 도시된 바와 같이 열전도체(30a)가 설치되며, 이 열전도체(30a)는 바람직하게는 나선형의 필라멘트를 사용한다.

열유통관(30)의 열전도체(30a)는 바람직하게는 크롬, 텅스텐, 몰리브덴 또는 코발트 등의 고 융점 금속 재질로 형성된다. 이 열전도체(30a)는 가열체(20)에서 발생 되는 화염에 의해서 가열되어 불완전 연소에 의해 발생 되는 연기를 다시 연소시켜 공기의 오염을 방지하고, 화염에 의해서 가열되어 가열된 열기가 열유통관(30)의 상단까지 빠른 시가에 전달되도록 하여 열 전달률을 향상시키는 기능을 한다.

단열재(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 본체(10)의 벽과 천정에 설치되어 본체(10) 내부에서 발생 되는 열이 외부로 방출되어 열 손실이 발생 되는 것을 방지하며, 흡입팬(50)은 도 1에 도시된 바와 같이 본체(10)의 상측에 설치되며 본체(10) 내부의 공기를 강제 대류시킨다. 그 결과, 가열체(20)에서 발생 되는 화염이 열유통관(30)의 내부로 용이하게 유입되고, 유입된 화염은 흡입팬(50)의 강제 대류에 의해서 열유통관(30)의 상단까지 상승 되므로 열 접촉 면적의 증가로 열전달율이 향상되는 이점이 있다.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 보일러의 사용 상태도이다. 이하에서 도 3을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고효율 보일러(1)의 사용 상태를 설명한다.

본체(10)의 급수관(11)을 통해서 유입되는 액체는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10)에 설치된 유로 칸막이(14)에 의해서 지그재그 형상으로 유로를 형성하면서 배수관(12)으로 배출된다. 유로 칸막이(14)에 의해서 구획된 공간에는 일정 간격을 두고 열유통관(30)이 설치되고, 이 열유통관(30)은 가열될 액체에 잠겨져 있고 열유통관(30)의 내부로 가열체(20)에서 발생 되는 화염이 통과되므로 액체는 열유통관(30) 과의 전도에 의해서 가열된다. 이 과정에서 유로 칸막이(14)에 의해서 가열되는 액체가 본체(10) 내부에서 지그재그 형태로 흐르므로 열 접촉 시간의 증가로 인해 열효율이 향상되고, 본체(10)의 상측에 설치되는 흡입팬(50)에 의해서 열유통관(30)으로 유입되는 고온의 화염을 열유통관(30)의 상부까지 흡입할 수 있으므로 열전달율이 향상된다.

또한, 본체(10)의 벽에 설치되는 단열재(40)에 의해서 외부로 방출되는 열을 차단할 수 있으므로 열손실이 줄어들어 열효율이 향상되고, 열유통관(30)의 내부에 설치된 나선형 형상의 필라멘트에 의하여 화염이 필라멘트를 타고 열유통관(30)의 상부까지 전달될 수 있어 열효율이 향상되고, 필라멘트에 의해서 불완전 연소 된 연기를 다시 연소할 수 있으므로 공기의 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 요지를 벗어나지 않고도 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변경 실시될 수 있으므로, 본 발명의 기술보호범위는 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 않는다.

1 : 고효율 보일러 10 : 본체
11 : 급수관 12 : 배수관
13 : 배출구 14 : 유로 칸막이
15 : 바닥 20 : 가열체
21 : 가스 배관 22 : 화염 발생부
30 : 열유통관 30a : 열전도체
40 : 단열재 50 : 흡입팬

Claims (9)

1. 일측에 급수관이 설치되고, 타측에 배수관이 설치된 본체;
   상기 본체의 일측에 설치되어 상기 급수관에서 공급되는 유체를 가열하는 가열체; 및
   상기 급수관을 통해서 공급되는 유체가 본체의 내부에서 외주면에 접하도록 설치되며, 상기 가열체에서 공급되는 화염이 내부로 통과되어 상기 급수관에서 공급되는 유체가 가열되도록 하는 열유통관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 상측에 설치되어 상기 열유통관으로 유입되는 화염이 상기 열유통관의 상측으로 원활히 상승 될 수 있도록 하는 흡입팬을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 내부에는 상기 급수관을 통해서 공급되는 유체가 상기 본체의 내부에서 지그재그 형태로 순환되도록 하는 유로 칸막이가 설치된 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 벽에는 내부의 열이 외부로 방열 되는 것을 방지하기 위해 단열재가 설치된 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 열유통관의 내부에는 열전도체가 설치된 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 바닥은 외부의 공기가 유입될 수 있도록 망사 형상으로 개방 형성된 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 가열체는 다수의 화염 발생부가 구비된 가스 버너를 사용하며, 상기 화염발생부는 발생 되는 화염이 상기 열유통관으로 용이하게 유입되도록 상기 열유통관의 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 보일러는 급탕용 또는 난방으로 혼용할 수 있는 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.
   
9. 제 5 항에 있어서,
   상기 열전도체는 나선형의 필라멘트인 것을 특징으로 하는 고효율 보일러.

Images