KR940008394B1 - 다공체(Porous-medium)를 내장한 가스보일러 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다공체(Porous-medium)를 내장한 가스보일러

제1도는 종래 원통형가스보일러의 일부절개도.

제2도는 종래 평판형가스보일러의 개략도.

제3도는 본 발명에 의한 가스러의 일부 절개도.

제4도는 다공체(Porous-medium)내의 화염형성도.

제5도는 본 발명에 의한 에너지 변환 개념도.

제6도는 다공체(Porous-medium) 구조.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 선형관 11 : 연료분사노즐

12 : 점화장치 30 : 전열관

40 : 다공체 50 : 냉수입구관

60 : 온수출구관

본 발명은 다공체(porous-medium)를 이용하여 선형관과 전열관을 일체화하여, 연소공간을 줄이고 열전달계수를 증대시켜서, 열교환성능을 향상시킨 다공체를 내장한 가스보일러에 관한 것이다.

종래 보일러의 열교환기는 열전도가 좋은 금속, 보통 구리로 되어 있고 그 형상을 핀모양으로 구성되어 있어서, 버너에서 연소된 고온의 연소가스가 핀사이를 흐르면서 전열관내에 흐르는 물과 열교환이 이루어지므로, 버너에서 형성되는 화염이 직접 열교환기에 접촉되면 불완전연소가 되기 때문에, 완전연소가 이루워지도록 연소실의 체적이 충분히 커야하고, 열교환성능도 저하되는 등의 결합이 있었다.

이러한 종래의 기술을 제1도 내지 제2도에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 원통형구조, 제2도는 평판형구조의 가스보일러를 나타낸다.

연료를 점화장치(2)에 의하여 연소시키는 버너(1)와, 상기 버너에서 연소된 연소가스로 냉수를 가열하는 전열관(3)과, 상기 전열관의 외부에 부착된 전열핀(4)과 냉수가 연소실내로 인입되는 냉수입구관(5) 및 전열관 (3)을 통하여 열교환되어 가열된 온수가 배출되는 온수출구관(6)으로 구성되어 있다.

상기 전열핀(4)은 일반적으로 열전달이 양호한 금속, 보통구리된 핀형상으로 형성되어 있으며, 전열관(3)내부에는 냉수가 순환되도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 고안은 점화장치(2)에 의하여 연료가 점화되어 연소실내에 위치한 버너(1)에 의하여 연소되면 연소가스는 전열관(3)의 전열핀(4)를 통과하여 외부로 배출되어 진다. 이때, 고온의 연소가스가 핀형상의 전열핀(4)을 통과할때, 냉수입구관(5)에서 인입되어 전열관(3)내로 흐르는 냉수를 열교환시켜 온수로 만든후 온수 출구관(6)을 거쳐 온수가 출탕된다.

이러한 열교환의 원리는 고온의 연소가스가 대류열전달에 의해 이루어지며, 배기가스에 의해 형성되어지는 화염은 예혼합화염으로 화염이 전열관에 직접 접촉되면 불완전연소의 원인이 되기 때문에 연소실의 체적이 완전 연소가 되도록 충분해야 하고, 전열성능이 우수한 재질, 보통 구리로 된 다수의 전열핀과 전열관을 사용하여야 하므로 제작비용이 비싸지는 결함이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 결함을 해결하기 위한 것으로 다공체(Porous-medium)를 이용하여 선형관과 전열관을 일체화하여, 연소공간을 줄이고 열전달 계수를 증대시켜서 열교환 성능을 향상시킨 다공체 열교환기를 내장한 가스보일러를 제공하는데 있다.

이하 제3도 내지 제6도에 의하여 본 발명의 기술적 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 냉수가 인입되는 냉수입구관(50) 및 열교환되어 갸열된 온수가 배출되는 온수 출구관(60)과, 점화장치(20)에 의하여 미연혼합가스를 연소시키기 위한 연료분사노즐(11)을 갖는 선형관(10)과, 상기 연료 분사노즐(11)에서 불출된 미연혼합 연소가스를 연소시켜 냉수를 가열하는 전열관(30)과, 상기 선형관(10)과 전열관(30)을 일체로 감싸는 다공체(Porous-medium)(40)로 구성된 다공체 열교환기를 내장한 가스보일러를 기술적 특징으로 한다.

한편, 상기 전열관(30)은 전열핀을 갖고 있지 않으며, 또한, 상기 다공체(40)는 단열성이 양호한 물질로서 세라믹, 세라믹화이버 또는 금속화이버가 바람직함을 밝혀 둔다. 미설명부호 70은 다공체내에서 형성된 화염을 나타내고, 71은 연소된 배기가스를 나타낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명은, 다공체(40) 중앙에 삽입된 선형관(30)의 상의 다수의 연료분사노즐(11)에서 미연혼합가스가 다공체(40)의 반경방향으로 분사되면 점화장치(20)에 의하여 점화되어 다공체(40)내에서 연소되어 화염(70)이 형성된다. 이때 형성된 화염(70)의 위치는, 제4도에서 보는 바와 같이, 다공체(40)내에 삽입한 전열관(30)이 이전에 형성되도록 조절되며 거의 일차원적으로 형성되며 제5도에서 보는 바와 같이 화살표 방향의 복사열 흐름을 갖게 된다.

따라서, 다공체(40)의 복사열 및 대류열을 이용하므로 종래보다 향상된 열교환기능을 갖게 되어 배기 가스(71) 온도는 종래보다 낮은 온도로 방출된다.

상기와 같이, 본 발명은 다공체를 이용하여 선형관과 전열관을 일체화하여 연소공간을 줄이고, 다공체내의 복사 에너지 수송원리에 의한 열전달계수의 증대로 전열관 주위의 다수의 열교환핀을 제거하여 원가절감에 기여하며, 다공체내에 화염이 형성되므로 부하변동에 거의 영향을 받지 않아서 양호한 연소상태를 유지할 수 있으며, 다공체를 임의의 형상으로 가공하기 용이하므로 생산성을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 냉수가 인입되는 냉수입구관 및 열교환되어 가열된 온수가 배출되는 온수 출구관과, 점화장치에 의하여 미연 혼합가스를 연소시키기 위한 연료분사노즐을 갖는 선형관과, 상기 연료분사노즐에서 분출된 미연혼합연소가스를 연소시켜 냉수를 가열하는 전열관과, 상기 선형관과 전열관을 일체로 감싸는 다공체(Porous-medium)로 구성된 것을 특징으로 하는 다공체를 내장한 가스 보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 다공체는 세라믹, 세라믹화이버 또는 금속화이버로 형성됨을 특징으로 하는 다공체를 내장한 보일러.
3. 제1항에 있어서, 상기 전열관을 전열핀을 갖고 있지 않는 것을 특징으로 하는 다공체를 내장한 가스 보일러.