KR20190128832A

KR20190128832A - 보일러 폐열 회수장치

Info

Publication number: KR20190128832A
Application number: KR1020180053023A
Authority: KR
Inventors: 김일경; 이한섭; 전병열; 김은진; 김화성
Original assignee: (주)경성그린에너지; 김일경
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-19

Abstract

본 발명은 기름이나 가스를 사용하는 보일러의 연통을 통해 배출되는 연소가스의 폐열을 이용하여 원수의 온도를 높인 후 이를 보일러로 공급함으로써 열효율을 높일 수 있도록 한 보일러 폐열 회수장치에 관한 것으로서,
원수 공급관(21)과 온수 배출관(22)이 구비되고 연소열을 이용하여 원수를 가열하고 가열된 온수를 배출하는 보일러 본체(20)와; 폐열 회수를 위하여 상기 보일러 본체(20)의 상부에 배치되는 원통 형상의 케이스(10)와; 상기 보일러 본체(20)에서 배출되는 연소가스가 케이스(10) 내부로 유입되도록 상기 보일러 본체(20)와 케이스(10)의 하부를 연결하는 연결관(11)과; 열교환을 마친 연소가스가 배출되도록 상기 케이스(10)의 상부에 설치되는 가스 배출관(12)과; 물이 유동하는 열교환용 코일(13)이 상기 케이스(10) 내부에 상측으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼 형상으로 배치되어 이루어지는 테이퍼형 전열부(14)와; 상기 연결관(11)을 통해 유입된 연소가스의 유동 경로를 증가시킬 수 있도록 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10)의 내벽에 각각 설치되어 연소가스의 상향 이동을 차단하는 복수의 차폐부재(15);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보일러 폐열 회수장치{Heat Recovery System for Boiler}

본 발명은 기름이나 가스를 사용하는 보일러의 연통을 통해 배출되는 연소가스의 폐열을 이용하여 원수의 온도를 높인 후 이를 보일러로 공급함으로써 열효율을 높일 수 있도록 한 보일러 폐열 회수장치에 관한 것으로서, 특히 연통에 열교환장치를 설치하여 열교환 효율을 향상시킴과 아울러 가정용 보일러에도 적용할 수 있도록 소형화한 보일러 폐열 회수장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 기름 또는 가스를 이용하여 물을 가열함으로써 건물을 난방하거나 온수를 사용할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 보일러는 연소열을 이용하여 배관을 따라 유동하는 물을 가열하게 되는데, 연소시 발생하는 연소 가스 중 상당 부분이 연통을 통해 배출되어 열효율이 높지 않은 문제점이 있다.

한편, 최근에는 연소 가스의 유동 경로를 길게 하거나 연소가스의 유동 방향을 변경함으로써 열효율을 높이는 방법을 사용하기도 한다. 하지만, 보일러에서는 연소가스가 발생할 수 밖에 없고, 이로 인해 연소가스와 함께 열이 배출되어 열효율이 낮아지는 것은 피할 수 없다.

이에 따라, 연통을 통해 배출되는 연소가스의 폐열을 이용하여 보일러로 공급되는 원수를 예열함으로써, 원수를 가열하는데 필요한 열량을 줄이는 방법이 연구되고 있으며, 이러한 장치를 보일러 폐열 회수장치라 한다.

통상적인 보일러 폐열 회수장치는 연소가스가 배출되는 연통의 주위 또는 연통의 내부에 열교환매체가 유동하는 열교환관을 설치하고, 연소가스와의 열교환을 통해 가열된 열교환매체를 이용하여 원수를 예열하거나 원수를 열교환매체로 이용하여 연소가스에 의해 예열되도록 하는 방법을 사용하고 있다.

그러나, 종래의 보일러 폐열 회수장치는 대형 보일러에 주로 적용되고 가정용 소형 보일러에는 적용되지 않고 있으며, 열교환매체의 유동경로가 짧아 폐열을 이용한 열교환 효율이 낮은 문제점이 있다.

한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 중앙에 개방된 배기통로가 내관에 의해 형성되고 내관의 외주에는 열 매체통로가 외관에 의해 형성되며 상기 배기통로는 양측으로 개방되고 상기 열 매체통로의 양단은 폐쇄하되 상기 열 매체통로에는 우회통로가 형성된 열회수 단위체를 구성하여 상기 열회수 단위체를 복수 개 연결하여 설치함으로써, 보일러의 연도를 통해 대기중으로 방기(放棄)되는 배기열을 회수하기 위한 보일러의 폐열회수장치를 개시하고 있다.

특허문헌 2는, 보일러를 사용하여 온수를 생산함에 있어 온수생성장치를 연계하여 보일러의 온수생산효율을 높일 수 있음은 물론 보일러의 연도에서 방출되는 폐열을 회수하여 온수생성장치의 열원공급부의 온도를 보상하는데 이용할 수 있어 열원공급부에 물이 사용되는 경우에는 물의 소모를 줄일 수 있고 열원공급부에 대기중의 공기가 사용되는 경우 대기온도 변화에 따른 영향을 최소화할 수 있으며, 또는 냉난방사이클부를 순환하는 냉매가 상기 팽창밸브를 통과한 이후에 직접 상기 폐열교환부를 지나면서 보일러의 폐열을 흡수하여 일부 기화할 수 있게 됨으로써 상기 증발기에서 열의 흡수량을 줄일 수 있고 그에 따라 상기 증발기에 공급되는 외기의 소모량 역시 줄어들게 되어 시스템의 에너지효율을 높일 수 있는, 보일러 폐열회수 온수생성장치를 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 2개이상의 열전달 폐열회수관로의 외주면을 맞대어 용접하여 이어붙여 배기가스 체류통을 구성시키고 배기가스 체류통의 양측끝단면을 배기가스열 유입구와 배기가스출구가 각각 조립된 밀폐판으로 밀폐하여 보일러 배기가스와 폐열이 배기가스열 유입구와 배기가스출구보다 체적이 큰 배기가스 체류통을 경유하여 배기가스출구로 배기가스를 배출하도록 구성되어, 상기 2개이상의 열전달 폐열회수관과 배기가스 폐열에 직접 접촉되어 열전달 효율을 상승시키고 폐열을 탁월하게 회수하며, 회수된 열을 열전달 폐열회수관로의 일측면에 각각 구조된 송풍기로 송풍하여 사용하도록 한, 보일러 폐열회수 시스템을 개시하고 있다.

KR

10-2009-0109621

A

KR

10-1013526

B1

KR

10-2013-0016454

A

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연소가스가 배출되는 연통에 열교환부를 설치하고 열교환부 내에서 연소가스가 유동하는 경로를 증가시켜 연소가스가 열교환부 내에서 체류하는 시간이 증대되도록 함으로써 폐열을 이용한 열교환 효율이 향상되도록 한, 보일러 폐열 회수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 장치의 소형화를 통해 가정용 보일러에도 적용할 수 있는, 보일러 폐열 회수장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열교환시 물의 유동방향과 연소가스의 유동방향이 서로 반대 방향이 되도록 함으로써, 열교환 효율이 향상되도록 한, 보일러 폐열 회수장치를 제공하는데 목적이 있다.

또, 본 발명은 열교환에 의해 생성된 응축수로 인해 케이스가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한, 보일러 폐열 회수장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 보일러 본체의 상부에 배치되는 원통 형상의 케이스와; 상기 보일러 본체에서 배출되는 연소가스가 케이스 내부로 유입되도록 상기 보일러 본체와 케이스의 하부를 연결하는 연결관과; 열교환을 마친 연소가스가 배출되도록 상기 케이스의 상부에 설치되는 가스 배출관과; 물이 유동하는 열교환용 코일이 상기 케이스 내부에 상측으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼 형상으로 배치되어 이루어지는 테이퍼형 전열부와; 상기 연결관을 통해 유입된 연소가스의 유동 경로를 증가시킬 수 있도록 상기 테이퍼형 전열부와 케이스의 내벽에 각각 설치되어 연소가스의 상향 이동을 차단하는 복수의 차폐부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 차폐부재는 테이퍼형 전열부의 중앙부를 막아주는 원판 형상의 제1차폐판과, 상기 케이스의 내벽에 설치되어 상기 테이퍼형 전열부와 케이스 사이로 연소가스가 유동하지 않도록 하는 도넛 형상의 제2차폐판으로 이루어지고, 상기 제1차폐판과 제2차폐판이 케이스의 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 제1차폐판은 외주면이 테이퍼형 전열부를 구성하는 열교환용 코일 사이에 위치하도록 설치되고, 상기 제2차폐판은 외주면은 상기 케이스의 내벽면에 부착되고 내주면은 상기 테이퍼형 전열부의 외측에 밀착되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 제2차폐판은 내주면이 상기 테이퍼형 전열부를 구성하는 열교환용 코일 사이를 통과하여 테이퍼형 전열부의 중앙 쪽으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 제1차폐판과 제2차폐판이 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 차폐부재는 테이퍼형 전열부의 중앙부를 막아주는 원판 형상의 센터 차폐판과, 상기 테이퍼형 전열부와 케이스 사이로 연소가스가 유동하지 않도록 상기 케이스의 내벽에 설치되는 소용돌이 형상의 측부 차폐판으로 이루어지고, 상기 센터 차폐판과 측부 차폐판이 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 측부 차폐판은 내측면이 테이퍼형 전열부를 구성하는 열교환용 코일 사이를 통과하여 테이퍼형 전열부의 중앙 쪽으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 측부 차폐판은 상측으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 케이스의 내부에 역류형 구조의 열교환부가 형성되도록 상기 케이스의 상단에서 입구측 열교환용 코일이 외측으로 돌출되고 상기 케이스의 하단에서 출구측 열교환용 코일이 외측으로 돌출되는 특징으로 한다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 출구측 열교환용 코일을 통해 배출된 온수가 상기 보일러 본체의 원수 공급관으로 유입되거나 온수 저장부에 저장되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 상기 케이스의 하부에 연소가스에 포함된 수증기가 응축되어 형성된 응축수가 배출되는 드레인관이 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 보일러 폐열 회수장치는, 연소가스가 배출되는 연통에 폐열을 회수하는 열교환장치가 설치되되, 열교환 장치의 내부에 연소가스를 차폐하는 복수의 차폐부재가 설치되어 연소가스의 유동경로를 증가시키게 되므로 연소가스가 케이스 내에서 체류하는 시간이 증가하여 폐열을 이용한 열교환 효율이 대폭 향상되고 전체적인 크기가 감소하여 가정용 보일러와 같이 소형 보일러에도 적용할 수 있어 범용성이 증가하는 효과가 있다.

구체적으로, 케이스 내부에 테이퍼형 전열부의 내측과 외측을 교대로 유동하는 대칭 형태의 지그재그형 유로가 형성되거나 그 사이에 케이스의 외측을 따라 형성되는 소용돌이형 유로가 더 형성되어 연소가스가 케이스 내에서 체류하는 시간이 길어지게 되고, 그로 인해 연소가스의 폐열을 이용한 열교환 효율이 증가하게 된다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 열교환부가 역류형 열교환 구조를 가짐에 따라 열교환용 코일을 따라 유동하는 물과 연소가스의 유동방향이 반대가 되어 열교환 효율이 향상되는 효과가 있다.

구체적으로, 물이 열교환용 코일을 따라 상측에서 하측 방향으로 유동하고 연소가스는 하측에서 상측 방향으로 유동함에 따라 열교환용 코일을 통해 배출되는 온수의 온도가 높아지게 된다.

또한, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 출구측 열교환용 코일을 통해 배출된 온수를 보일러 본체로 유입시켜 원수 가열에 필요한 시간과 열량을 줄일 수 있음은 물론 별도의 온수 저장부에 저장하여 보일러 본체의 가동이 중지된 후에도 일정 시간 동안 온수를 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.

또, 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 따르면, 케이스의 하부에 드레인관이 설치되어 응축수가 배출되므로 응축수에 의한 케이스의 손상이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 보일러 폐열 회수장치가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시예가 도시된 단면도.
도 3은 본 발명의 제1실시예에서 연소가스의 이동경로를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예의 요부인 차폐부재의 구성을 나타낸 참고도.
도 5는 본 발명의 제2실시예가 도시된 단면도.
도 6은 본 발병의 제2실시예에서 연소가스의 이동경로를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2실시예의 요부인 차폐부재의 구성을 나타낸 참고도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 보일러 폐열 회수장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 보일러 폐열 회수장치는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이, 원수 공급관(21)과 온수 배출관(22)이 구비되고 연소열을 이용하여 원수를 가열하고 가열된 온수를 배출하는 보일러 본체(20)와; 폐열 회수를 위하여 상기 보일러 본체(20)의 상부에 배치되는 원통 형상의 케이스(10)와; 상기 보일러 본체(20)에서 배출되는 연소가스가 케이스(10) 내부로 유입되도록 상기 보일러 본체(20)와 케이스(10)의 하부를 연결하는 연결관(11)과; 열교환을 마친 연소가스가 배출되도록 상기 케이스(10)의 상부에 설치되는 가스 배출관(12)과; 물이 유동하는 열교환용 코일(13)이 상기 케이스(10) 내부에 상측으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼 형상으로 배치되어 이루어지는 테이퍼형 전열부(14)와; 상기 연결관(11)을 통해 유입된 연소가스의 유동 경로를 증가시킬 수 있도록 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10)의 내벽에 각각 설치되어 연소가스의 상향 이동을 차단하는 복수의 차폐부재(15);를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 차폐부재(15)는 도 2와 4에 도시된 바와 같이, 테이퍼형 전열부(14)의 중앙부를 막아주는 원판 형상의 제1차폐판(15a)과, 상기 케이스(10)의 내벽에 설치되어 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10) 사이로 연소가스가 유동하지 않도록 하는 도넛 형상의 제2차폐판(15b)으로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제1차폐판(15a)과 제2차폐판(15b)이 케이스(10)의 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 교대로 배치된다.

그리고 상기 제1차폐판(15a)은 외주면이 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 사이에 위치하도록 설치되고, 상기 제2차폐판(15b)은 외주면은 상기 케이스(10)의 내벽면에 부착되고 내주면은 상기 테이퍼형 전열부(14)의 외측에 밀착되도록 설치될 수 있다. 이때, 상기 제2차폐판(15b)은 내주면이 상기 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 사이를 통과하여 테이퍼형 전열부(14)의 중앙 쪽으로 연장 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

또, 상기 제1차폐판(15a)은 외주면이 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 사이에 끼움 결합될 수도 있고, 상기 열교환용 코일(13)과의 용접에 의해 일체화될 수도 있다. 그리고, 상기 제2차폐판(15b)은 상기 케이스(10)의 내벽에 용접에 의해 고정됨과 아울러 내주면이 상기 테이퍼형 전열부(14)의 외측에 용접되거나 열교환용 코일(13) 사이에 끼움 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 보일러 본체(20)로부터 케이스(10)의 내부로 유입된 연소가스가 도 3에 도시된 경로를 따라 이동하면서 테이퍼형 전열부(14)의 내측과 외측에서 교대로 열교환용 코일(13) 내부의 물을 가열하게 된다. 따라서, 상기 열교환용 코일(13) 내부의 물이 연소가스에 의해 가열된 후 케이스(10) 외부로 배출되게 된다.

이때, 상기 케이스(10)의 내부에 역류형 구조의 열교환부가 형성되도록 상기 케이스(10)의 상단에서 입구측 열교환용 코일(13a)이 외측으로 돌출되고 상기 케이스(10)의 하단에서 출구측 열교환용 코일(13b)이 외측으로 돌출되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 입구측 열교환용 코일(13a)을 통해 유입된 물이 상대적으로 온도가 낮은 케이스(10) 상부에서 열교환이 시작된 후 상대적으로 온도가 높은 케이스(10)의 하부에서 열교환을 마치고 출구측 열교환용 코일(13b)을 통해 배출되게 되고, 그로 인해 배출되는 온수의 온도가 더 높아지게 된다.

물론, 상기 케이스(10)의 내부에 순류형 구조의 열교환부가 형성되도록 상기 케이스(10)의 상단에서 출구측 열교환용 코일(13b)이 외측으로 돌출되고 상기 케이스(10)의 하단에서 입구측 열교환용 코일(13a)이 외측으로 돌출될 수도 있다. 이 경우에도 물의 온도가 높아지지만 순류형 구조의 열교환부에서는 케이스(10) 상단의 연소 가스 온도보다 높은 온도의 온수를 얻을 수 없는 단점이 있다.

또한, 상기 출구측 열교환용 코일(13b)을 통해 배출된 온수는 연결용 파이프 등을 통해 상기 보일러 본체(20)의 원수 공급관(21)으로 유입되거나 별도 경로를 통해 온수 저장부(도시 생략)에 저장될 수 있다. 즉, 상기 출구측 열교환용 코일(13b)을 통해 배출되는 온수를 상기 보일러 본체(20)의 원수 공급관(21)으로 공급하여 온수 배출관(22)을 통해 배출되는 온수의 온도를 더 높일 수도 있고, 별도의 온수 저장부에 저장하여 사용할 수도 있다.

그리고 상기 케이스(10)의 하부에 연소가스에 포함된 수증기가 응축되어 형성된 응축수가 배출되는 드레인관(10')이 설치되는 것이 바람직하다. 이는 응축수로 인해 케이스(10)의 온도가 저하되고 케이스(100가 부식되어 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

한편, 상기 차폐부재(15)는 도 5와 7에 도시된 바와 같이, 상기 테이퍼형 전열부(14)의 중앙부를 막아주는 원판 형상의 센터 차폐판(15c)과, 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10) 사이로 연소가스가 유동하지 않도록 상기 케이스(10)의 내벽에 설치되는 소용돌이 형상의 측부 차폐판(15d))으로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 센터 차폐판(15c)과 측부 차폐판(15d)이 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 교대로 배치되되, 상기 테이퍼형 전열부(14)의 최하단에 센터 차폐판(15c)이 설치되고 그 상측에 열교환용 코일을 2~3회 감싸는 형태로 측부 차폐판(15d)이 설치된 후 그 상측에 다시 센터 차폐판(15c)이 설치되는 형식을 취하게 된다.

이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 센터 차폐판(15c)에 의해 연소가스가 테이퍼형 전열부(14)의 내측과 외측을 교대로 유동하는 대칭형 유로를 형성하면서 유동하고, 상기 센터 차폐판(15c) 사이에서는 연소가스가 상기 측부 차폐판(15d)에 의해 소용돌이형 유로를 형성하면서 유동하게 된다.

이때, 상기 측부 차폐판(15d)은 테이퍼형 전열부(14)의 테이퍼 형상에 대응하도록 상측으로 갈수록 폭이 넓어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 측부 차폐판(15d)은 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13)의 외측에 내측면이 용접될 수도 있지만, 내측면이 상기 열교환용 코일(13) 사이를 통과하여 테이퍼형 전열부(14)의 중앙 쪽으로 연장 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 보일러 본체(20)로부터 케이스(10)의 내부로 유입된 연소가스가 대칭형 유로와 소용돌이형 유로를 번갈아 이동하면서 원통형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 내부의 물을 가열하게 된다. 따라서, 상기 열교환용 코일(13) 내부의 물이 연소가스에 의해 가열된 후 케이스(10) 외부로 배출되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 보일러 폐열 회수장치는 보일러 본체에서 배출되는 연소가스와 원수와의 열교환을 통해 온수를 생성하고 이 온수를 보일러 본체로 순환시키거나 온수 저장부에 저장하여 온수를 사용할 수 있도록 하게 된다.

보일러 본체(20)를 작동시키면 원수 공급관(21)을 통해 공급된 원수가 보일러 본체(20) 내에서 가열된 후 온수 배출관(22)을 통해 배출되어 난방에 이용되거나 온수를 사용할 수 있게 된다. 그리고, 상기 보일러 본체(20)에서 발생한 연소가스는 연결관(11)을 통해 케이스(10)로 공급되고, 상기 케이스(10)의 내부에서 열교환을 한 후 가스 배출관(12)으로 배출된다.

이때, 입구측 열교환용 코일(13a)을 통해 물이 공급되면 물은 열교환용 코일(13)로 이루어진 테이퍼형 전열부(14)에서 연소가스와의 열교환을 통해 가열되고, 가열된 원수가 출구측 열교환용 코일(13b)을 통해 배출된다. 이 과정에서 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10)의 내벽에 복수의 제1차폐판(15a)과 제2차폐판(15b) 또는 센터 차폐판(15c)과 측부 차폐판(15d)이 설치됨에 따라 연소가스의 이동 경로가 길어지고, 그로 인해 연소가스가 케이스(10) 내에 체류하는 시간이 증가하게 되어 열교환 효율이 향상된다.

그리고, 열교환으로 인해 상기 케이스(10)의 내부에서 연소가스에 포함된 수증기가 응축되어 형성된 응축수가 드레인관(10')을 통해 배출되어 상기 케이스(10)의 내부가 항상 건조한 상태를 유지하도록 함과 아울러 응축수에 의해 케이스(10)가 부식되어 손상되는 것을 방지하게 된다.

이상의 과정에서 열교환을 통해 가열된 온수는 연결용 파이프 등을 통해 상기 보일러 본체(20)의 원수 공급관(21)으로 유입된다. 이에 따라, 상기 보일러 본체(20)에서의 원수 가열에 필요한 시간이 단축되고 가열 열량이 줄어들게 된다. 이에 따라, 빠른 난방이 가능하게 되고 온수 생성에 필요한 시간이 단축된다.

하지만, 상기 보일러 본체(20)의 작동이 중지되어 보일러 본체(20)로의 원수 유입이 필요하지 않은 경우에는 가열된 온수가 별도의 경로를 통해 온수 저장부에 저장됨으로써, 보일러 본체(20)를 가동하지 않고도 온수를 사용할 수 있게 된다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 명세서에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...케이스
10'...드레인관
11...연결관
12...가스 배출관
13...열교환용 코일
13a...입구측 열교환용 코일
13b...출구측 열교환용 코일
14...테이퍼형 전열부
15...차폐부재
15a...제1차폐판
15b...제2차폐판
15c...센터 차폐판
15d...측부 차폐판
20...보일러 본체
21...원수 공급관
22...온수 배출관

Claims

원수 공급관(21)과 온수 배출관(22)이 구비되고 연소열을 이용하여 원수를 가열하고 가열된 온수를 배출하는 보일러 본체(20)와;
폐열 회수를 위하여 상기 보일러 본체(20)의 상부에 배치되는 원통 형상의 케이스(10)와;
상기 보일러 본체(20)에서 배출되는 연소가스가 케이스(10) 내부로 유입되도록 상기 보일러 본체(20)와 케이스(10)의 하부를 연결하는 연결관(11)과;
열교환을 마친 연소가스가 배출되도록 상기 케이스(10)의 상부에 설치되는 가스 배출관(12)과;
물이 유동하는 열교환용 코일(13)이 상기 케이스(10) 내부에 상측으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼 형상으로 배치되어 이루어지는 테이퍼형 전열부(14)와;
상기 연결관(11)을 통해 유입된 연소가스의 유동 경로를 증가시킬 수 있도록 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10)의 내벽에 각각 설치되어 연소가스의 상향 이동을 차단하는 복수의 차폐부재(15);를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제1항에 있어서,
상기 차폐부재(15)는 테이퍼형 전열부(14)의 중앙부를 막아주는 원판 형상의 제1차폐판(15a)과, 상기 케이스(10)의 내벽에 설치되어 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10) 사이로 연소가스가 유동하지 않도록 하는 도넛 형상의 제2차폐판(15b)으로 이루어지고,
상기 제1차폐판(15a)과 제2차폐판(15b)이 케이스(10)의 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제2항에 있어서,
상기 제1차폐판(15a)은 외주면이 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 사이에 위치하도록 설치되고,
상기 제2차폐판(15b)은 외주면은 상기 케이스(10)의 내벽면에 부착되고 내주면은 상기 테이퍼형 전열부(14)의 외측에 밀착되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제2항에 있어서,
상기 제2차폐판(15b)은 내주면이 상기 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 사이를 통과하여 테이퍼형 전열부(14)의 중앙 쪽으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제2항에 있어서,
상기 제1차폐판(15a)과 제2차폐판(15b)이 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제1항에 있어서,
상기 차폐부재(15)는 테이퍼형 전열부(14)의 하단 중앙부를 막아주는 원판 형상의 센터 차폐판(15c)과, 상기 테이퍼형 전열부(14)와 케이스(10) 사이로 연소가스가 유동하지 않도록 상기 케이스(10)의 내벽에 설치되는 소용돌이 형상의 측부 차폐판(15d)으로 이루어지고,
상기 센터 차폐판(15c)과 측부 차폐판(15d)이 상하 방향을 따라 일정 간격을 두고 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제6항에 있어서,
상기 측부 차폐판(15d)은 내측면이 테이퍼형 전열부(14)를 구성하는 열교환용 코일(13) 사이를 통과하여 테이퍼형 전열부(14)의 중앙 쪽으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제6항에 있어서,
상기 측부 차폐판(15d)은 상측으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스(10)의 내부에 역류형 구조의 열교환부가 형성되도록 상기 케이스(10)의 상단에서 입구측 열교환용 코일(13a)이 외측으로 돌출되고 상기 케이스(10)의 하단에서 출구측 열교환용 코일(13b)이 외측으로 돌출되는 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출구측 열교환용 코일(13b)을 통해 배출된 온수가 상기 보일러 본체의 원수 공급관으로 유입되거나 온수 저장부에 저장되는 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스(10)의 하부에 연소가스에 포함된 수증기가 응축되어 형성된 응축수가 배출되는 드레인관(10')이 설치된 것을 특징으로 하는 보일러 폐열 회수장치.