KR20180095341A - 열풍기의 열교환 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열풍기의 열교환 구조로서 연소 가스와 송풍 공기의 최적 경로를 제공한다. 송풍 공기를 안내하는 플레이트는 중앙이 천공된 것과 외곽이 천공된 것의 조합으로 이루어진다. 송풍공기는 플레이트들을 통과하면서 가능한 많은 시간을 연소실에서 체류하므로 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

열풍기의 열교환 구조{Heat exchange structure of heater}

본 개시는 열풍기의 열교환 구조에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 본 개시는 열풍기의 송풍 공기가 연소실 내에서 장기간 체류하게 하여 열교환 효율을 높인 열풍기의 열교환 구조에 관한 것이다.

열풍기는 야외 등의 넓은 공간에 뜨거운 바람을 공급하는 난방기기이다. 발열량이 매우 높아 넓은 곳의 난방에 효율적이며, 건조효과도 가지고 있으므로 난방과 건조 기능을 동시에 필요로 하는 산업용으로 많이 사용한다. 또한, 난로를 설치하기 어려운 비닐하우스, 화원, 농장 등의 장소에도 적합하다.

열풍기는 연소실에서 가열된 연소 가스가 체임버를 통하여 외부로 배출되는 도중, 송풍기에서 유입된 공기가 체임버에서 연소 가스와 열교환 하여 고온 가스가 된 후, 이 고온 가스가 열풍기 외부로 배출되어 주위를 따뜻하게 하는 원리를 채용하고 있다.

연소실의 열원으로서는 석탄, 석유, 플랜트등 산업 설비의 폐열 또는 소각 설비등 어느 것을 채용해도 좋다.

열풍기의 전체 효율은 주로 체임버 내에서 연소 가스와 송풍 가스의 열교환 효율에 의해 결정된다.

이를 위하여 예를 들어, 한국 특허 출원 제10-2006-0009055호는 연소 가스를 상승시키고, 송풍 가스를 하강시키도록 한 열풍기의 구조를 개시하고 있다. 그러나, 이 특허는 공기의 승하강 기류만을 이용한 것으로 열교환 효율을 높이는 데는 한계가 있다.

열풍기의 체임버 내부의 구조를 개선하여 연소 가스와 송풍 공기가 최대한 열교환을 수행하도록 개선할 필요가 있다.

그러므로 본 발명은 연소가스와 송풍가스의 최적 경로를 통하여 연소가스와 송풍 공기가 최대한의 열교환을 수행할 수 있도록 한 열풍기의 열교환 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연소실에서 가열된 연소 가스가 체임버로 공급되어 연소가스배출구를 통하여 외부로 배출되며, 체임버에 부착된 송풍기를 통하여 도입된 송풍 공기가 고온가스덕트를 통하여 외부로 배출되며, 체임버 내에서 상기 연소 가스와 열교환 하도록 된 열풍기의 열 교환 구조에 있어서, 체임버는 중간 지점에서 칸막이로 2분할되며, 칸막이를 기준으로 제1 및 제3 연소실이 형성되고, 칸막이의 하부에는 제1연소실에 형성된 다수의 제1열교환파이프 및 제2연소실에 형성된 다수의 제2열교환파이프가 체임버의 전체 길이에 걸쳐 입설되며, 제1 및 제2열교환파이프의 상단 및 하단은 한 쌍의 제1 및 제2플레이트에 삽입되고, 상기 제1 및 제2플레이트에는 복수의 홀이 타공되고, 상기 홀은 일정한 간격을 두고 제1 및 제2플레이트의 전체 면적에 걸쳐 밀집하게 형성되며, 상기 제1 및 제2열교환파이프의 상단 및 하단은 상기 홀에 고정되고, 상기 제1 및 제2열교환파이프의 하부에는 연소 가스가 흐르는 독립된 제2연소실이 형성되어, 상기 연소가스는 제1연소실, 제1열교환파이프, 제2연소실, 제2열교환파이프 및 제3연소실을 차례로 통하여 흐르도록 한, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제1열교환파이프 및 제2열교환파이프의 높이 방향 중앙 부근에는 송풍공기의 흐름을 안내하는 2차 가이드 플레이트를 더 설치한, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 2차 가이드 플레이트는 주위 외곽에 송풍공기가 통과하는 외곽 영역을 형성하고, 외곽 영역이 아닌 영역에는 상기 제1열교환파이프 및 제2열교환파이프가 삽입되는 홀을 복수개 형성한, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제1플레이트 및 2차 가이드 플레이트 사이 및/또는 상기 2차 가이드플레이트 및 제2플레이트 사이에 설치되어 송풍 공기의 흐름을 안내하는 1차 가이드 플레이트를 더 설치한, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 1차 가이드 플레이트는 중앙에 송풍공기가 통과하는 중앙 영역을 형성하고, 중앙 영역이 아닌 영역에는 상기 제1열교환파이프 및 제2열교환파이프가 삽입되는 홀을 복수개 형성한, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

본 발명의 다른 측면은, 연소실에서 가열된 연소 가스가 체임버로 공급되어 연소가스배출구를 통하여 외부로 배출되며, 체임버에 부착된 송풍기를 통하여 도입된 송풍 공기가 고온가스덕트를 통하여 외부로 배출되며, 체임버 내에서 상기 연소 가스와 열교환 하도록 된 열풍기의 열 교환 구조에 있어서, 체임버의 길이 방향에 걸쳐 설치되며, 중앙에 송풍공기가 통과하는 중앙 영역을 형성하고, 중앙 영역이 아닌 영역에는 복수의 홀을 타공한 1차 가이드 플레이트 및 상기 1차 가이드 플레이트의 위/또는 아래에서 체임버의 길이 방향에 걸쳐 설치되며, 외곽에 송풍공기가 통과하는 외곽 영역을 형성하고, 외곽 영역이 아닌 영역에는 복수의 홀을 타공한 2차 가이드 플레이트를 포함하는, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 연소실의 연소원은 경유 또는 석탄, 펠릿 또는 우드칩을 포함하는, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 연소실의 열원은 액체 연료인 경유를 포함하는, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은, 연소실의 연소가스는 체임버의 하부로 공급되며, 송풍기의 송풍 공기는 상기 연소가스와 열교환하면서 상승하도록 된, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 체임버에는 한 쌍의 1차 가이드 플레이트가 상부 및 하부에 설치되며, 상기 한쌍의 1차 가이드 플레이트에 접하여 각각 제1칸막이 및 제2칸막이가 설치되어 체임버의 공간이 분할되도록 한, 열풍기의 열 교환 구조를 제공한다.

본 발명에 의하면 연소가스의 체류 시간이 길어지므로 열풍기의 열교환 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 의하면, 송풍공기의 체류 시간이 길어지므로 연소가스와의 접촉 시간은 물론 고온 부품과의 열교환 시간과 면적을 증대시켜 열풍기의 열교환 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 의하면, 연소가스와 송풍공기 경로를 최적화한 컴팩트하고 내구성이 우수한 열풍기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 열풍기의 측면도, 도 2는 본 발명의 열풍기를 a-a'선에서 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 열풍기의 전체 측단면도이다.
도 4는 도 3에서 제1플레이트를 기준으로 절단하여 위에서 바라본 평면도로서 체임버를 위주로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 1차 가이드 플레이트의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 2차 가이드 플레이트의 평면도이다.
도 7은 도 2와 같은 단면도이며, 도 8은 도 3과 같은 열풍기의 전체 측단면도로서, 제1 및 제2열교환파이프와 연소가스의 경로를 생략하고, 송풍 공기의 경로를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열풍기의 정단면도이다.
도 10은 도 9의 열풍기의 전체 측단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제1, 제2, ), ⅱ), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

먼저, 도 1과 도 2를 함께 참조하여 본 발명의 열풍기의 전체 구조에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 열풍기의 측면도, 도 2는 본 발명의 열풍기를 a-a'선에서 절단한 단면도이다.

본 발명의 열풍기는 크게 연소실(1)과 체임버(20)를 포함한다.

연소실(1)에서 가열된 연소 가스는 체임버(20)로 공급되고, 연소가스배출구(12)를 통하여 외부로 배출된다. 송풍기(13)를 통하여 들어온 외부의 송풍 공기는 체임버(20)로 공급되어 연소가스와 열교환 한 후, 고온가스덕트(19)를 통해 외부로 배출되어 주위 온도를 상승시킨다. 고온가스덕트(19)는 열풍기의 양 측면 하부에 길게 형성되어 고온 가스를 충분히 방출하는 것이 바람직하다.

연소가스의 불순물은 폐배출구(9)를 통하여 수거된다. 또, 연소실(1)의 연소원의 잔해나 잔류물은 폐배출구(9')를 통하여 수거된다. 연소원으로는 고형 연료형 버너가 사용하는 석탄, 펠릿 또는 우드칩과 같은 고형물을 포함할 수 있다.

송풍기(13)는 열풍기의 측면 상부의 두 지점에 설치되어 있다. 송풍기(13)를 통해 흡입된 공기는 공기가이드(14)를 통해 체임버(20)로 진입하기 시작한다. 체임버(20)의 상부에는 송풍공기덕트(15)가 형성되어 있다. 송풍공기덕트(15)는 체임버(20)의 내부와 연통된다. 송풍가스는 송풍공기덕트(15)를 통해 체임버(20)의 내부로 들어와 후술하는 열교환파이프 및 본 개시의 특징을 이루는 가이드 플레이트를 통과하면서 고온 가스로 가열되고, 양 측면에 형성된 고온가스덕트(19)를 통해 외부로 배출된다.

도 3은 본 발명의 열풍기의 전체 측단면도이다.

연소실(1)에서 가열된 연소가스는 주입구(2)를 통해 체임버(20)로 진입한다.

체임버(20)는 중간 지점에서 칸막이(4)로 2분할 된다. 칸막이(4)의 좌측 공간은 제1연소실(3)을 이루고, 우측 공간은 제3연소실(11)을 이룬다.

칸막이(4)의 하부에는 다수의 제1 및 제2열교환파이프(7,10)가 체임버(20)의 전체 길이에 걸쳐 입설되어 있다. 제1열교환파이프(7)는 제1연소실(3)내에 설치되며, 제2열교환파이프(10)는 제3연소실(11)내에 설치된다. 제1 및 제2열교환파이프(7,10)의 빈 하부 공간에는 긴 형상의 제2연소실(8)이 형성된다.

제1 및 제2열교환파이프(7,10)의 상단 및 하단은 한 쌍의 제1 및 제2플레이트(C1,C2)에 삽입되어 있다. 제1플레이트(C1)는 칸막이(4)의 하단 부근 높이에서, 제2플레이트(C2)는 제1 및 제2열교환파이프(7,10)의 하단 부근 높이에서, 체임버(20)의 실질적인 전체 길이에 걸쳐 연장된다. 제1 및 제2플레이트의 구조는 동일하다.

도 4는 도 3에서 제1플레이트(C1)를 기준으로 절단하여 위에서 바라본 평면도로서 체임버(20)를 위주로 도시하고 있다.

제1플레이트(C1)에는 칸막이(4)를 경계로 복수의 홀(100)이 타공되어 있다. 홀(100)은 일정한 간격의 컴팩트한 밀집 구조로, 제1플레이트(C1)의 전체 면적에 걸쳐 형성된다. 제1플레이트(C1)에서 홀(100)을 제외한 부분은 연통되지 않도록 차폐된다.

제1 및 제2열교환파이프(7,10)의 상단은 각각의 홀(100)에 삽입되어 용접과 같은 결합 공정을 거쳐 제1플레이트(C1)에 고정된다. 제1열교환파이프(7)는 칸막이(4)를 경계로 도면의 좌측 영역에 설치되며, 제2열교환파이프(10)는 칸막이(4)를 경계로 도면의 우측 영역에 설치된다.

마찬가지 방법으로 제1 및 제2열교환파이프(7,10)의 하단 역시 도 4에서 도시하지 않은 제2플레이트(C2)의 홀에 고정된다.

이와 같이 복수의 제1및 제2열교환파이프(7,10)가 제1 및 제2플레이트(C1,C2) 사이에서 촘촘한 간격을 두고 끼워져 입설되므로, 주입구(2)를 통해 들어온 연소가스는 파이프를 충분히 가열하면서 고온의 열 전달 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 체임버(20) 내에서의 연소가스의 흐름을 도시하고 있다.

주입구(2)를 통과한 연소가스는 칸막이(4)에 의하여 직진이 차단되므로 제1연소실(3)의 하부를 향하여 흐르면서 제1열교환파이프(7) 내부를 통과하여 이를 가열시킨다. 제1열교환파이프(7)를 통과한 연소가스는 제2연소실(8)에서 도면의 우측으로 흐르다가, 칸막이(4)를 통과한 지점부터는 상승하여 제2열교환파이프(10) 내부를 통과하여 제3연소실(11)을 향하여 흐르게 된다. 제2열교환파이프(10)를 쉽게 통과하는 이유는 가열 공기가 위로 상승하는 대류 효과 때문이다. 제3연소실(11)에 모인 연소가스는 연소가스배출구(19)를 통하여 외부로 배출된다.

이와 같이 본 발명에 의하면 고온의 연소가스가 전체적으로 "└┘" 경로를 형성하도록, 구체적으로, 체임버(20)의 상부에서 제1열교환파이프(7)를 통과하여 하부로, 다시 하부에서 제2열교환파이프(10)를 통과하여 상부로 흐르도록 경로를 형성하므로, 연소가스의 체류 시간을 최대한 연장시켜 송풍기(13)에서 도입된 공기와의 열교환 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

본 발명의 열풍기의 체임버(20)에는 제1 및 제2열교환파이프(7,10)를 중심으로 제1, 제2 및 제3 연소실에 걸쳐 고온의 열 영역이 고루 분포한다. 그러므로, 송풍기(13)를 통과하여 들어오는 외기를 최대한 체임버(20)내에 체류시키는 것이 유리하다.

본 발명의 다른 특징 중의 하나는 이와 같이, 송풍기(13)에서 도입된 공기를 체임버(20)내에서 최대한 체류시키는 구조의 개선에 있다.

이를 위하여 본 발명은 도 3에 도시한 것과 같이 제1및 제2열교환파이프(7,10)의 높이 방향 중간 부근에 2차 가이드 플레이트(B)를 설치하고, 2차 가이드 플레이트(B)를 기준으로 상하에 1차 가이드 플레이트(A)를 설치하고 있다. 1차 가이드 플레이트(A) 중의 하나는 제1플레이트(C1)와 2차 가이드 플레이트(B)의 중간 높이에, 다른 하나는 2차 가이드 플레이트(B)와 2차 플레이트(C2)의 중간 높이에 설치하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명의 1차 가이드 플레이트(A)의 평면도를 도시하고 있다.

1차 가이드 플레이트(A)는 넓은 평판형으로, 중앙에는 사각 형상의 중앙 공간(104)이 형성되어 있다. 중앙 공간(104)을 제외한 나머지 영역에는 제1 및 제2플레이트(C1,C2)와 마찬가지로 홀(102)이 천공되고, 홀(102)을 통해서는 제1 및 제2열교환파이프(7,10)가 삽입된다. 열교환파이프들을 통해서는 연소 가스가 흐른다.

송풍기를 통과한 송풍 공기는 열교환파이프로 진입하지 못하므로 중앙 공간(104)으로 집중하여 흐르게 되며, 이때 최소한 1차 가이드 플레이트(A)의 상면, 하부면 및 주위 외곽에서 중앙 공간(104)을 향하여 흐르는 만큼의 체류 시간을 더 확보할 수 있다.

체류 시간을 더 확보한다는 것은 체류 시간을 증가시키는 것뿐만 아니라 열교환파이프 및 그 주위의 고온 부품과의 열교환 면적을 넓히는 것을 의미함에 유의해야 할 것이다.

도 6은 본 발명의 2차 가이드 플레이트(B)의 평면도를 도시하고 있다.

2차 가이드 플레이트(B)의 주변 외곽에는 사각 테두리 형상의 외곽 공간(108)이 형성되어 있다. 외곽 공간(108)을 제외한 나머지 영역에는 제1 및 제2플레이트(C1,C2)와 마찬가지로 홀(106)이 천공되고, 홀(106)을 통해서는 제1 및 제2열교환파이프(7,10)이 삽입된다.

1차 가이드 플레이트(A)를 지나 2차 가이드 플레이트(B)로 진입한 공기는 열교환파이프에 막혀 중앙 영역을 통과하지 못하므로 주변으로 흘러 외곽 공간(108)을 통과하여 흐르게 된다. 이때, 최소한 2차 가이드 플레이트(B)의 상면, 하부면 및 중앙 영역에서 외곽 공간(108)을 향하여 흐르는 만큼의 체류 시간을 더 확보할 수 있다.

따라서, 1차 및 2차 가이드 플레이트(A,B)를 적절히 조합하면, 연소 가스의 흐름에 대응하는 최적의 송풍 공기 흐름을 도출할 수 있다.

이상의 설명을 토대로 본 발명에 따른 송풍 가스의 최적 경로의 일례를 도 7 및 도 8을 참조로 다시 설명한다.

도 7은 도 2와 같은 단면도이며, 도 8은 도 3과 같은 열풍기의 전체 측단면도이다. 편의를 위해 제1 및 제2열교환파이프(7,10)와 연소가스의 경로는 생략하였다.

도 7과 도 8을 함께 참조하면, 송풍기(13)를 통과하여 체임버(20)로 진입한 송풍공기는 제1플레이트(C1)를 통과하지 못하고 송풍공기덕트(15)를 통하여 좌우로 확산된다.

송풍공기는 상부의 1차 가이드 플레이트(A)의 중앙 공간(104)을 향하여 흐른다. 이때, 송풍공기는 송풍공기덕트(15)와 중앙 공간(104) 사이의 공간 및 1차 가이드 플레이트(A)의 상부면을 경유하여 중앙 공간(104)으로 흐르므로, 그 만큼 체류 시간과 열교환 면적이 증가하는 효과가 있다.

1차 가이드 플레이트(A)를 통과한 송풍공기는 2차 가이드 플레이트(B)의 중앙이 차폐되어 있으므로 바로 통과하지 못하고 외곽 공간(108)을 통과하여 흐른다. 이때, 송풍공기는 중앙 공간(104)과 외곽 공간(108) 사이의 공간 및 2차 가이드 플레이트(A)의 상부면을 경유하며 외곽 공간으로 흐르므로 그 만큼 체류 시간과 열교환 면적이 증가하는 효과가 있다.

2차 가이드 플레이트(B)를 통과한 송풍공기는 하부에 장착된 1차 가이드 플레이트(A)의 외곽에 의해 차단되므로 바로 통과하지 못하고, 2차 가이드 플레이트(B)의 중앙 공간(104)을 향하여 흐른다. 이때, 송풍공기는 외곽 공간(108)과 중앙 공간(104) 사이의 공간 및 2차 가이드 플레이트(A)의 상부면을 경유하여 중앙 공간(104)으로 흐르므로, 그 만큼 체류 시간과 열교환 면적이 증가하는 효과가 있다.

한편, 고온가스덕트(19)는 체임버(20)의 측면에 형성되어 있고, 하부의 1차 가이드 플레이트(A)를 통과하여 중앙에 집중된 송풍공기는 제2플레이트(C2)를 바로 통과하지 못하므로, 도 7에 도시한 것과 같이, 측면, 즉 좌우로 확산된 후 고온가스덕트(19)를 통하여 배출된다.

이 과정 중 송풍공기는 도 3에 도시한 제2연소실(8)의 연소 가스와 다시 열교환하므로 공기의 온도를 최대한 높일 수 있음을 주목해야 한다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 송풍공기가 체임버(20)의 위에서부터 좌우 확산 -> 중앙 집중 -> 좌우 확산 -> 중앙 입중 -> 좌우 확산의 경로를 차례대로 통과하므로, 제1 내지 제3연소실에서 송풍 공기의 체류 시간을 증가시킬 뿐만 아니라 열교환파이프 및 그 주위의 고온 부품과의 열교환 면적을 넓혀 열풍기의 열교환 효율을 최대로 높일 수 있다.

송풍기(13)를 도 1과 같이 두 개 설치한 경우는, 도 8에 도시한 것과 같이, 제1연소실(3)과 제3연소실(11)로 동시에 진입하여 체임버(20)의 길이 방향 좌우로 확산되고 중앙으로 집중된 후 다시 좌우로 확산되어 고온가스덕트(19)로 모인 후, 외부로 배출된다.

본 발명에 의하면 열풍기의 구조적 개선으로 나타나는 송풍 공기의 효과는 전술한 연소 가스의 흐름 경로와 결합 되므로, 즉 일면으로는 연소 가스의 체류 시간을 연장 시키고 다른 면으로는 송풍 공기의 체류 시간을 연장 시키므로, 더욱 비약적인 상승효과를 기대할 수 있다.

즉, 본 발명의 효과는 제1 및 제2 플레이트(C1,C2) 또는 1차 및 2차 가이드 플레이트(A,B) 단독으로 발휘되는 효과이기도 하지만, 종합적으로는 4개 또는 5개의 플레이트 배열을 통한, 연소가스와 송풍공기의 최적 경로 도출에 의한 효과임을 유의해야 할 것이다.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다. 당업자라면 본 발명이 개시한 실시예를 임의로 변경 또는 추가할 수 있으며 이들 변형예 역시 본 발명의 권리범위에 속함을 유의해야 할 것이다.

예를 들어 1차 가이드 플레이트(A)는 상부 또는 하부에 하나만 설치할 수 있다. 또, 열교환파이프의 상부 및/또는 하부에 2차 가이드 플레이트(B)를 설치하고 중앙에 1차 가이드 플레이트(A)를 설치하는 것도 고려할 수 있다.

또, 1차 및 2차 가이드 플레이트(A,B)는 체임버(20)의 실질적인 전체 길이에 걸쳐 설치되는 것을 도시하였으나, 일부 구간에만 장착해도 좋다.

1차 및 2차 가이드 플레이트(A,B)의 형상과 크기 역시 자유로이 변경할 수 있는 것이다.

다음에, 도 9 및 도 10을 참조로 본 발명의 다른 실시예에 관한 열풍기의 구조에 대하여 설명한다.

앞서의 실시예와 다른 점은 연소실의 체임버 구조가 상이하고, 연소실의 열원으로서 일반 버너형인 경유를 사용하는 점이다. 이 경우, 고형물과 달리 경유의 연소는 점화와 동시에 이루어지므로, 연소가스는 연소실의 하부에서부터 체임버의 하부로 공급되며, 송풍기에서 도입되어 가열된 공기는 체임버의 하부에서 위로 배출되는 점에 있다. 체임버에서 배출된 가열 공기는 공업용의 보급용으로 활용할 수 있다.

본 실시예에서는, 가열가스와 송풍 공기가 하부에서 상부를 향하여 흐르므로 이를 고려하여 가열가스가 최대한 체임버 내에 머무는 경로를 설계할 필요가 있다.

도 9에서, 가열가스가 연소실의 유입구(1a')를 통하여 체임버(20')의 하부로 공급되고, 체임버(20')의 하부 측면에 설치된 송풍기(13')를 통하여 도입된 송풍 공기는 연소 가스와 열교환 하면서 1차 가이드 플레이트(A), 2차 가이드 플레이트(B) 및 1차 가이드 플레이트(A)를 통과하면서 고온가스덕트(19')로 배출되며, 연소가스는 연소가스배출구(12')로 배출된다.

도 10에서 체임버(20')의 내부는 하부의 제1칸막이(4a)와 상부의 제2칸막이(4b)가 1차 가이드플레이트(A)에 접하여 설치되어 체임버(20')가 분할되어 있다. 제2칸막이(4b)는 제1칸막이(4a)보다 길이 방향에서 보아 연소가스배출구(12')에 근접하게 설치되므로, 하부에서 공급된 가열가스가 제1칸막이(4a)에 막혀 위로 상승하며, 연소가스배출구(12')를 향하여 흐르다 제2칸막이(4b)에 막혀 하향하고, 다시 연소가스배출구(12')를 향해 상승하는 경로를 형성하므로, 송풍 공기가 플레이트(A,B)를 통과함에 따라 체류 시간을 최대한 연장할 수 있는 효과에 더하여 가열가스의 체류 시간을 증가시키므로 열교환 효율을 대폭 상승시킬 수 있다.

이상 본 발명의 특정 실시예를 위주로 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이하 기술하는 청구범위와 동일 또는 균등한 영역까지 미친다는 점은 자명하다.

(1): 연소실 (20): 체임버 (13): 송풍기
(19): 고온가스덕트 (4): 칸막이 (7): 제1열교환파이프
(10): 제2열교환파이프 (3): 제1연소실 (8): 제2연소실
(11): 제3연소실 (C1): 제1플레이트 (C2): 제2플레이트
(A): 1차 가이드 플레이트 (B): 2차 가이드 플레이트
(104): 중앙공간 (108): 외곽공간

Claims (10)

1. 연소실에서 가열된 연소 가스가 체임버로 공급되어 연소가스배출구를 통하여 외부로 배출되며, 체임버에 부착된 송풍기를 통하여 도입된 송풍 공기가 고온가스덕트를 통하여 외부로 배출되며, 체임버 내에서 상기 연소 가스와 열교환 하도록 된 열풍기의 열 교환 구조에 있어서,
   체임버는 중간 지점에서 칸막이로 2분할되며, 칸막이를 기준으로 제1 및 제3 연소실이 형성되고,
   칸막이의 하부에는 제1연소실에 형성된 다수의 제1열교환파이프 및 제2연소실에 형성된 다수의 제2열교환파이프가 체임버의 전체 길이에 걸쳐 입설되며,
   제1 및 제2열교환파이프의 상단 및 하단은 한 쌍의 제1 및 제2플레이트에 삽입되고,
   상기 제1 및 제2플레이트에는 복수의 홀이 타공되고, 상기 홀은 일정한 간격을 두고 제1 및 제2플레이트의 전체 면적에 걸쳐 밀집하게 형성되며,
   상기 제1 및 제2열교환파이프의 상단 및 하단은 상기 홀에 고정되고,
   상기 제1 및 제2열교환파이프의 하부에는 연소 가스가 흐르는 독립된 제2연소실이 형성되어,
   상기 연소가스는 제1연소실, 제1열교환파이프, 제2연소실, 제2열교환파이프 및 제3연소실을 차례로 통하여 흐르도록 한, 열풍기의 열 교환 구조.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1열교환파이프 및 제2열교환파이프의 높이 방향 중앙 부근에는 송풍공기의 흐름을 안내하는 2차 가이드 플레이트를 더 설치한, 열풍기의 열 교환 구조.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 가이드 플레이트는 주위 외곽에 송풍공기가 통과하는 외곽 영역을 형성하고, 외곽 영역이 아닌 영역에는 상기 제1열교환파이프 및 제2열교환파이프가 삽입되는 홀을 복수개 형성한, 열풍기의 열 교환 구조.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1플레이트 및 2차 가이드 플레이트 사이 및/또는 상기 2차 가이드플레이트 및 제2플레이트 사이에 설치되어 송풍 공기의 흐름을 안내하는 1차 가이드 플레이트를 더 설치한, 열풍기의 열 교환 구조.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 1차 가이드 플레이트는 중앙에 송풍공기가 통과하는 중앙 영역을 형성하고, 중앙 영역이 아닌 영역에는 상기 제1열교환파이프 및 제2열교환파이프가 삽입되는 홀을 복수개 형성한, 열풍기의 열 교환 구조.
6. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 연소실의 연소원은 석탄, 펠릿 또는 우드칩을 포함하는, 열풍기의 열 교환 구조.
7. 연소실에서 가열된 연소 가스가 체임버로 공급되어 연소가스배출구를 통하여 외부로 배출되며, 체임버에 부착된 송풍기를 통하여 도입된 송풍 공기가 고온가스덕트를 통하여 외부로 배출되며, 체임버 내에서 상기 연소 가스와 열교환 하도록 된 열풍기의 열 교환 구조에 있어서,
   체임버의 길이 방향에 걸쳐 설치되며, 중앙에 송풍공기가 통과하는 중앙 영역을 형성하고, 중앙 영역이 아닌 영역에는 복수의 홀을 타공한 1차 가이드 플레이트 및
   상기 1차 가이드 플레이트의 위/또는 아래에서 체임버의 길이 방향에 걸쳐 설치되며, 외곽에 송풍공기가 통과하는 외곽 영역을 형성하고, 외곽 영역이 아닌 영역에는 복수의 홀을 타공한 2차 가이드 플레이트를 포함하는, 열풍기의 열 교환 구조.
8. 제 7항에 있어서, 연소실의 열원은 액체 연료인 경유를 포함하는, 열풍기의 열 교환 구조.
9. 제 8항에 있어서, 연소실의 연소가스는 체임버의 하부로 공급되며, 송풍기의 송풍 공기는 상기 연소가스와 열교환하면서 상승하도록 된, 열풍기의 열 교환 구조.
10. 제 9항에 있어서, 체임버에는 한 쌍의 1차 가이드 플레이트가 상부 및 하부에 설치되며, 상기 한쌍의 1차 가이드 플레이트에 접하여 각각 제1칸막이 및 제2칸막이가 설치되어 체임버의 공간이 분할되도록 한, 열풍기의 열 교환 구조.

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