WO2013025023A2 - 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치 - Google Patents

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heat
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Definitions

  • the present invention relates to a combustion apparatus capable of recovering heat from exhaust gas, and more particularly, a combustion apparatus capable of recovering heat from exhaust gas that can increase thermal efficiency by allowing the premixed gas flowing into the burner to be absorbed. It is about.
  • a combustion apparatus in general, includes a heat exchanger for heat exchange between a high temperature combustion gas generated by burning fuel and a low temperature fluid flowing inside the heat exchanger, and an exhaust structure for discharging the exhaust gas passing through the heat exchanger. Equipped with.
  • FIG. 1 is a view showing an exhaust structure in a conventional combustion apparatus.
  • the combustion apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a blower 10 for supplying a premixed gas mixed with air and a gas, and a burner 12 for combusting the premixed gas supplied from the blower 10. And a heat exchanger 14 for exchanging heat between the hot combustion gas generated in the burner 12 and the heating water flowing therein, and an exhaust duct for exhausting the exhaust gas after the heat exchanger 14 has completed the heat exchange. (16) is provided.
  • the combustion gas generated by the combustion of the burner 12 is discharged to the outside through the exhaust duct 16 while the temperature passes while passing through the heat exchanger 14, but is discharged through the exhaust duct 16.
  • Exhaust gas contains a fairly high amount of heat, there is a problem that can not be used to discard.
  • the heat exchanger 14 when the heat exchanger 14 is to be cleaned, it is difficult to separate it from the combustion device 1, and even though the structure can be separated, the heat exchanger 14 is connected to a pipe through which heating water is introduced / exited. In order to separate the heat exchanger 14, the heat exchanger 14 must be separated after all the pipes are separated.
  • the present invention has been made to solve the above problems, heat exchange between the exhaust gas discharged through the exhaust duct and the pre-mix gas flowing into the burner to increase the temperature of the pre-mixed gas to improve the thermal efficiency It is an object of the present invention to provide a combustion apparatus capable of recovering heat of exhaust gases.
  • Another object of the present invention is to provide a combustion device that can easily separate the heat exchanger while simplifying the assembly structure, so that the heat exchanger can be easily cleaned.
  • Another object of the present invention is to provide a combustion apparatus capable of sufficiently mixing the premixed gas flowing into the burner and effectively cooling the outer wall of the combustion chamber.
  • a combustion chamber in which a burner 210 combusting the premixed gas supplied from the blower 100 is installed therein to perform combustion ( 200); A heat exchanger (300) for performing heat exchange between the combustion product generated by the combustion of the burner (210) and the heating water flowing along the heat exchange pipe (310); And a heat exchanger case 400 in which the heat exchanger 300 is seated, and at one side thereof, an exhaust gas passage hole 450 connected to the exhaust gas discharge cover 600. And a heat exchanger front cover 500 coupled to the combustion chamber 200, the heat exchanger 300, and the heat exchanger case 400, wherein the exhaust gas discharged through the exhaust gas passage hole 450 is burner.
  • an exhaust gas discharge cover 600 is further provided to contact the outer wall of the combustion chamber 200 and to be discharged to the outside.
  • the exhaust gas discharge cover 600 may include a rear cover plate 610 and an upper surface provided to form spaces 601 and 602 between the heat exchanger case 400 and the outer surface of the combustion chamber 200.
  • the cover plate 630 is formed of a rear flange 620 and an upper flange 640 that are bent from both ends of the rear cover plate 610 and the upper cover plate 630 to seal the lateral directions of the spaces 601 and 602. ;
  • An exhaust gas outlet 650 through which the exhaust gas is discharged is formed at a central portion of the upper cover plate 630.
  • the combustion chamber (200) is composed of a combustion chamber internal space (201) in which combustion occurs by the flame formed in the burner (210), and a combustion chamber body (202) surrounding the combustion chamber internal space (201) from the outside;
  • the premixed gas introduced through the premixed gas inlet 220 formed in the combustion chamber body 202 may be introduced into the burner 210 after passing through a path surrounding the outer circumference of the combustion chamber internal space 201.
  • the inner space of the combustion chamber body 202 formed in the combustion chamber body 202 the inner space of the combustion chamber body 202 formed on the upper side of the burner 210 and the combustion chamber inner space 201 by the diaphragm. It consists of partitioning into spaces.
  • the diaphragm is the first plate 271 and the second plate 272 is positioned up and down on the burner 210;
  • the plurality of flow path spaces are partitioned from the first flow path space 281 by the first flow path space 281 connected to the premixed gas inlet 220, and the first flow path 271 and the first flow path space.
  • the second flow path space 282 communicating with the first flow path space 282 by the premixed gas passage hole 286 formed in the first plate 271, and downward from the edge of the second flow path space 282.
  • the fifth flow passage space 285 in communication with the upper side of the 284 is located in the inner lower portion of the second flow path space 282 with the second plate 272 therebetween to introduce the premixed gas into the burner 210. );
  • the premixed gas inlet 220 is configured to be located at the side of the first flow path space 281.
  • the contact surface between the heat exchanger 300 and the combustion chamber 200 and the contact surface between the heat exchanger 300 and the heat exchanger case 400 form an acute angle, such that the combustion chamber 200 and the heat exchanger case ( The heat exchanger 300 is easily separated from the space between 400.
  • the heat exchanger front cover 500 is installed on the side in which the heat exchanger 300 is separated, and is provided to close one side of the internal space of the heat exchanger 300. When the heat exchanger front cover 500 is removed, The heat exchanger 300 is configured to be detachable.
  • the heat exchanger 300 a plurality of heat exchange pipes 310, the heating water flows along the inside and arranged at regular intervals, and both outer walls of the heat exchanger 300 are formed on both ends of the heat exchange pipes 310, A first end plate 320 and a second end plate 330 connected to an inside of the heat exchange pipe 310 to form a flow path of heating water;
  • the front bottom surface 230 of the combustion chamber 200 is in contact with the top surface 510 of the heat exchanger front cover 500
  • the rear bottom surface 240 of the combustion chamber 200 is the heat exchanger case 400
  • Contacting the rear upper surface 420 of the combustion chamber 200, the left and right lower surfaces 250 and 260 of the combustion chamber 200 are the upper surface flat portion 321 of the first end plate 320 and the upper surface of the second end plate 330.
  • the flat portions 331 are in contact with each other;
  • Front flat portions 323 and 333 of the first end plate 320 and the second end plate 330 are configured to be in contact with both ends of the rear surface 530 of the heat exchange
  • the heat exchanger case 400, the front top surface 410 of the heat exchanger case 400 in contact with the bottom surface 520 of the heat exchanger front cover 500, the rear bottom surface of the combustion chamber 200 ( The rear top surface 420 of the heat exchanger case 400, which is in contact with 240, the upper left surface 430 of the heat exchanger case 400, which is in contact with the bottom surface flat portion 322 of the first end plate 320, and the A top right surface 440 of the heat exchanger case 400 in contact with the bottom surface flat portion 332 of the second end plate 330 is formed;
  • the rear top surface 420 of the heat exchanger case 400 is formed at a position higher than the front, left and right top surfaces 410, 430, 440 of the heat exchanger case 400;
  • a bottom surface 520 of the heat exchanger front cover 500 is in contact with a front top surface 410 of the heat exchanger case 400;
  • the exhaust gas having passed through the heat exchange pipe 310 passes through the exhaust gas passage hole 450 to the exhaust gas discharge cover 600 via an inner space
  • first end plate 320 has a higher height of the front flat portion 323 than the rear flat portion 324;
  • the second end plate 330 has the same shape as the first end plate 320 and is symmetrically provided at the other end of the heat exchange pipe 310.
  • the temperature of the premixed gas flowing into the burner by performing heat exchange between the exhaust gas discharged through the exhaust duct and the premixed gas flowing into the burner Increase the thermal efficiency is effective.
  • the stacking structure of the combustion chamber, the heat exchanger, and the heat exchanger case may be shortened so that the heat exchanger may be easily separated from the combustion apparatus body, thereby reducing the separation time of the heat exchanger and easily cleaning the heat exchanger.
  • the premixed gas can be sufficiently mixed while reducing the volume of the combustion chamber. There is an effect that can be cooled by.
  • FIG. 1 is a view showing an exhaust structure in a conventional combustion apparatus
  • FIG. 2 is an external perspective view of a combustion apparatus capable of recovering heat of exhaust gas according to the present invention
  • FIG. 3 is an external perspective view of the combustion apparatus of FIG. 2 viewed from another direction;
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the combustion device of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.
  • FIG. 7 is a left side view of FIG. 2;
  • FIG. 8 is a perspective view illustrating a state in which a heat exchanger is separated from the combustion device of FIG. 2.
  • blower 12 burner
  • blower 200 combustion chamber
  • combustion chamber internal space 202 combustion chamber body
  • premixed gas inlet 230 combustion chamber front lower surface
  • combustion chamber rear lower surface 250 combustion chamber left lower surface
  • combustion chamber lower right side 271 first plate
  • heat exchange pipe 320 first end plate
  • first end plate front flat part 324 first end plate rear flat part
  • second end plate 331 second end plate top planar portion
  • heat exchanger front cover 510 heat exchanger front cover
  • top flange 650 exhaust gas outlet
  • FIG. 2 is an external perspective view of a combustion apparatus capable of recovering heat of exhaust gas according to the present invention
  • FIG. 3 is an external perspective view of the combustion apparatus of FIG. 2 viewed from another direction
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the combustion apparatus of FIG.
  • the combustion apparatus of the present invention includes a blower (100) for premixing and supplying gas and air, a combustion chamber (200) in which the premixed gas supplied from the blower (100) is combusted, and combustion gas generated from the combustion chamber (200).
  • Heat exchanger 300 is heat exchanged with, the heat exchanger case 400 on which the heat exchanger 300 is seated, the heat exchanger front cover 500 covering the front portion of the heat exchanger 300, and the heat exchanger 300
  • Exhaust gas exhaust cover for contacting the outer wall of the combustion chamber 200 to be discharged to the outside in order to exchange heat between the exhaust gas passing through the pre-mixed gas flowing into the burner 210 and the exhaust gas ( 600).
  • the blower 100 has an air inlet through which air is introduced and a gas inlet through which gas is introduced, and the premixed gas of air and gas introduced through the air inlet and the gas inlet is transferred toward the combustion chamber 200. do.
  • a premixed gas inlet 220 (see FIG. 6) is formed at a side surface of the combustion chamber 200, and the blower 100 is connected to the premixed gas inlet 220.
  • the combustion chamber 200 has a rectangular box shape having an empty internal space, and a burner 210 is installed therein.
  • the burner 210 burns the premixed gas introduced through the premixed gas inlet 220 to generate a high temperature flame.
  • the lower part of the combustion chamber 200 is provided with a heat exchanger 300 in a stacked structure, and the high temperature combustion gas generated in the combustion chamber 200 undergoes heat exchange in the heat exchanger 300.
  • the heat exchanger 300 includes a plurality of heat exchange pipes 310 through which heating water flows along the inside, and a first end plate 320 and a second end plate 330 coupled to both ends of the heat exchange pipe 310. .
  • the heat exchange pipe 310 is provided with a plurality of spaced apart at regular intervals, and has a rectangular cross section, the heat exchange is made between the heating water therein and the combustion gas generated in the combustion chamber 200 to provide the heating water. Heating.
  • the first end plate 320 and the second end plate 330 have a predetermined space formed therein, and are connected to the heat exchange pipe 310 to form a flow path of the heating water.
  • a heating water inlet 325 through which the heating water flows in and a heating water outlet 326 through which the high temperature heating water flows out are formed on the outer surface of the first end plate 320.
  • the heating water introduced through the heating water inlet 325 circulates the internal space of the first end plate 320, the internal heat exchange pipe 310, and the internal space of the second end plate 330 in a sequential order, and then zigzags with the combustion gas. After the high temperature is caused by heat exchange, the water is discharged through the outlet 326.
  • combustion chamber 200 is supported by the heat exchanger 300, the heat exchanger case 400, and the heat exchanger front cover 500, while the combustion chamber 200, the heat exchanger 300, and the heat exchanger case 400. Is installed to form a laminated structure.
  • the first end plate 320 and the second end plate 330 form outer walls on both sides of the heat exchanger 300 and support the lower surface of the combustion chamber 200. That is, the upper surface flat portion 321 of the first end plate 320 is in contact with the lower left surface 250 of the combustion chamber 200, and the upper surface flat portion 331 of the second end plate 330 is the combustion chamber 200. By contacting the lower right side surface 260 of the) is to support the combustion chamber 200 from the bottom.
  • the rear top surface 420 of the heat exchanger case 400 contacts the rear bottom surface 240 of the combustion chamber 200
  • the top surface 510 of the heat exchanger front cover 500 is the combustion chamber 200.
  • the front flat portion 323 of the first end plate 320 and the front flat portion 333 of the second end plate 330 are in contact with both ends of the rear surface 530 of the front cover 500 of the heat exchanger, respectively. It can be configured to.
  • the heat exchanger case 400 has a rectangular box shape with a rear projecting upward.
  • the heat exchanger case 400 supports the heat exchanger 300, and has four exhaust gases passing through the heat exchanger 300 as empty spaces.
  • the exhaust gas movement path is provided to be discharged through the exhaust gas passage hole 450 formed at the rear of the case 400 via the inner space surrounded by the body.
  • the heat exchanger case 400 has three top surfaces 410, 430, and 440 supporting the heat exchanger 300 and the heat exchanger front cover 500.
  • the front top surface 410 of the heat exchanger case 400 is in contact with the bottom surface 520 of the heat exchanger front cover 500, and the left top surface 430 of the heat exchanger case 400 is the first end plate 320.
  • the lower surface flat portion 322 is in contact, and the upper right surface 440 of the heat exchanger case 400 is in contact with the lower surface flat portion 332 of the second end plate 330.
  • the rear top surface 420 of the heat exchanger case 400 is to support the rear bottom surface 240 of the combustion chamber 200, for this purpose the rear top surface 420 of the heat exchanger case 400 It protrudes to be formed at a position higher than the front, left, and right upper surfaces 410, 430, and 440 of the heat exchanger case 400.
  • the first end plate rear flat portion 324 and the second end plate rear flat portion 334 contact the heat exchanger case rear inner surface 421. .
  • the rear side of the heat exchanger case 400 is blocked by the rear inner surface 421, and the heat exchanger 300 can be separated in the front direction of the heat exchanger case 400.
  • An exhaust gas passage hole 450 through which exhaust gas passes is formed under the rear inner surface 421 of the heat exchanger case 400, and the exhaust gas passage hole 450 of the exhaust gas discharge cover 600 is formed. It is connected to the internal space to form the exhaust path of the exhaust gas.
  • the exhaust gas discharge cover 600 exchanges heat between the exhaust gas discharged through the exhaust gas passage hole 450 and the premixed gas introduced into the exhaust gas and the burner 210 by contacting the outer wall of the combustion chamber 200. After this is done to function to induce to be discharged to the outside.
  • the exhaust gas discharge cover 600 is provided to form first and second spaces 601 and 602 (see FIG. 5) through which exhaust gas flows between the heat exchanger case 400 and the rear wall surface of the combustion chamber 200.
  • Cover plates 610 and 630 and flanges 620 and 640 formed from both ends of the cover plates 610 and 630.
  • the cover plates 610 and 630 and the flanges 620 and 640 may include a rear cover plate forming a first space 601 between the heat exchanger case 400, the heat exchanger 300, and the rear wall of the combustion chamber 200.
  • An upper cover plate 630 and an upper flange 640 covering the upper surface 203 of the combustion chamber 200 and the rear flange 620 and the upper surface 203 to form a second space 602 between the upper surface 203 and the upper surface 203. Is done.
  • An exhaust gas outlet 650 is formed at the central portion of the upper cover plate 630 to discharge the exhaust gas through the first space 601 and the second space 602.
  • the combustion chamber 200, the heat exchanger 300, and the heat exchanger case 400 are installed in a stacked structure from an upper side to a lower side, and when the exhaust gas discharge cover 600 is coupled to the rear side of the combustion chamber 200, a high temperature exhaust gas is formed in the first chamber.
  • heat exchange is performed between the outer surfaces of the combustion chamber 200 to improve the thermal efficiency by increasing the temperature of the premixed gas of air and gas introduced into the burner 210. have.
  • the heat exchanger 300 can be separated by sliding in the front side.
  • the first end plate 320 and the second end plate of the heat exchanger 300 ( It is made into a tapered shape by making the height of the front end of the 330 higher than the rear end.
  • the height of the front flat portion 323 is higher than that of the rear flat portion 324, and the second end plate 330 has the same shape as the first end plate 320.
  • the first end plate 320 and the second end plate 320 are symmetrical to each other at both ends of the heat exchange pipe (310). It is installed if possible.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2 to explain the movement path of the exhaust gas.
  • the combustion gas generated by the combustion of the burner 210 passes through the plurality of heat exchange pipes 310 and moves to the internal space of the heat exchanger case 400 after heat exchange is performed.
  • Exhaust gas of the heat exchanger case 400 flows into the first space 601 through the exhaust gas passage hole 450 and moves upwards, and then a flow path is switched in a horizontal direction to be connected to the first space 601.
  • the gas is discharged through the exhaust gas outlet 650 via the two spaces 602.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 2 to explain the combustion chamber internal structure.
  • a burner 210 is installed inside the combustion chamber 200, and the burner 210 is installed at a central portion of the combustion chamber 200 to perform downward combustion.
  • the combustion chamber 200 is composed of a combustion chamber internal space 201 in which combustion is caused by a flame formed in the burner 210, and a combustion chamber body 202 surrounding the combustion chamber internal space 201 from the outside.
  • the premixed gas inlet 220 connected to the blower 100 is formed at one upper side of the combustion chamber body 202, and the premixed gas introduced through the premixed gas inlet 220 is burner 210.
  • the gas and the air are sufficiently mixed while passing through the path surrounding the outer circumference of the combustion chamber internal space 201, and then flowed into the burner 210 without being directly introduced.
  • a first plate 271 and a second plate 272 for dividing a flow path of the premixed gas are installed in the internal space of the combustion chamber body 202.
  • the inner space of the combustion chamber body 202 is divided into first to fifth flow paths 281, 282, 283, 284, and 285 by the first and second plates 271 and 272.
  • the first flow path space 281 is located at the top of the combustion chamber 200 to flow the pre-mixed gas flowing from the pre-mix gas inlet 220, the pre-mix gas inlet 220 is the first flow path space It is located in the side of 281.
  • the second channel space 282 is positioned below the first channel space 281 and is partitioned from the first channel space 281 by the first plate 271.
  • the first flow path space 281 and the second flow path space 282 are communicated with each other by the premixed gas passage hole 286.
  • the third channel space 283 is a space extending from the opposite ends of the second channel space 282 to the edge lower surfaces 230, 240, 250, and 260 of the combustion chamber 200, and is located outside the combustion chamber body 202.
  • the fourth channel space 284 is a space extending from the lower edge surfaces 230, 240, 250, and 260 of the combustion chamber 200 to the third channel space 284 and extending upward, and is located inside the combustion chamber body 202. to be.
  • the fifth flow path 285 is a space extending from an upper end of the fourth flow path 284 to an upper side of the burner 210.
  • the second channel space 282, the fifth channel space 285, the third channel space 283, and the fourth channel space 284 are formed at both sides thereof with the second plate 271 interposed therebetween. .
  • the fluid introduced and mixed through the premixed gas inlet 220 is passed through the premixed gas passage hole 286 through the first flow path 281.
  • the fluid flowing into the space 282 and the fluid flowing into the second flow path space 282 is converted downward in the downward direction at the edge of the second flow path space 282 and moves downward along the third flow path space 283.
  • the flow path is converted to the horizontal direction and then flows into the burner 210 via the fifth flow path space 285.
  • the fluid cools the combustion chamber body 202 while sequentially moving along the first to fifth flow paths 281, 282, 283, 284, and 285, and then flows into the burner 210.
  • the fluid discharged from the blower 100 moves along the first to fifth flow paths 281, 282, 283, 284, and 285, absorbs the heat of combustion emitted from the combustion chamber internal space 201, and cools the combustion chamber 200, thereby surrounding the combustion chamber 200. It can block the transfer of heat to the device.
  • it is not necessary to provide a separate cooling structure for cooling the combustion chamber 200 it is possible to implement a combustion chamber 200 of a simple structure.
  • the premixed gas cools the combustion chamber body 202 while passing through the first to fifth flow paths 281, 282, 283, 284, and 285, whereas the premixed gas moving along the first to fifth flow paths 281, 282, 283, 284, and 285 is a combustion chamber. It is preheated by receiving heat from the internal space 201.
  • the premixed gas is supplied to the burner 210 while being preheated while passing through the first to fifth flow paths 281, 282, 283, 284, and 285, so that ignition is promoted as compared to a combustion method in which a combustion gas is directly supplied to the burner 210.
  • the temperature of the combustion gas generated at the burner 210 may be increased to a required temperature in a faster time, thereby improving the thermal efficiency of the boiler.
  • a second space 602 through which the exhaust gas flows is formed on the upper side of the first passage space 281 with the upper surface 203 of the combustion chamber 200 interposed therebetween, and outside the third passage space 283.
  • the first space 601 through which the exhaust gas flows is formed. Therefore, the heat of the exhaust gas flowing through the first space 601 and the second space 602 is transferred to the premixed gas flowing through the first channel space 281 and the third channel space 283 to obtain the premixed gas. Preheating takes place.
  • the premixed gas flowing through the first channel space 281 flows into the second channel space 282 while being preheated by the exhaust gas, and the premixed gas flowing through the third channel space 283 is also exhaust gas.
  • the preheating of the premixed gas is further promoted by flowing into the fourth flow path space 284 after being preheated.
  • FIG. 7 is a left side view of FIG. 2, and FIG. 8 is a perspective view illustrating a state in which the heat exchanger is separated from the combustion device of FIG. 2.
  • the heat exchanger front cover 500 is removed to the front side and the heat exchanger 300 is taken out to the front side to separate the heat exchanger 300.
  • the distance L1 between the rear lower end surface of the combustion chamber 200 and the rear upper end surface of the heat exchanger case 400 is the front lower end surface of the combustion chamber 200 and the front upper end of the heat exchanger case 400. It is formed smaller than the distance between the surfaces (L2), since the space between the combustion chamber 200 and the heat exchanger case 400 is tapered to the front side, it is easy to separate the heat exchanger (300).

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Abstract

본 발명은 배기덕트를 통해 배출되는 배기가스와 버너로 유입되는 예혼합 가스 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써 예혼합 가스의 온도를 높여 열효율을 향상시킬 수 있는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명은, 송풍기(100)로부터 공급된 예혼합 가스를 연소시키는 버너(210)가 내부에 설치되어 연소가 이루어지는 연소실(200); 상기 버너(210)의 연소에 의해 생성된 연소생성물과 열교환배관(310) 내부를 따라 흐르는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기(300); 및 상기 열교환기(300)가 안착되고, 일측에는 배기가스 배출커버(600)에 연결되는 배기가스 통과구멍(450)이 형성된 열교환기 케이스(400); 및 상기 연소실(200)과 열교환기(300)와 열교환기 케이스(400)에 결합되는 열교환기 전면커버(500)를 포함하되, 상기 배기가스 통과구멍(450)를 통해 배출된 배기가스가 상기 버너(210)로 유입되는 예혼합 가스와 열교환이 일어나도록 하기 위해 상기 연소실(200)의 외벽과 접촉한 후 외부로 배출되도록 유도하는 배기가스 배출커버(600)가 더 구비된다.

Description

배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치
본 발명은 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스의 열을 버너로 유입되는 예혼합 가스가 흡수하도록 함으로써 열효율을 높일 수 있는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치에 관한 것이다.
일반적으로 연소장치는 연료를 연소시켜 발생하는 고온의 연소가스와 열교환기 내부를 흐르는 저온의 유체 사이에 열교환이 이루어지도록 하기 위해 열교환기를 구비하고, 상기 열교환기를 통과한 배기가스를 배출하기 위한 배기구조를 구비하고 있다.
도 1은 종래의 연소장치에서 배기구조를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 연소장치(1)는, 공기와 가스가 혼합된 예혼합 가스를 공급하기 위한 송풍기(10)와, 상기 송풍기(10)에서 공급된 예혼합 가스를 연소시키기 위한 버너(12)와, 상기 버너(12)에서 발생한 고온의 연소가스와 내부를 흐르는 난방수와의 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기(14)와, 상기 열교환기(14)에서 열교환을 마친 배기가스가 배출되는 배기덕트(16)를 구비하고 있다.
상기 버너(12)의 연소에 의해 발생한 연소가스는 상기 열교환기(14)를 통과하면서 온도가 떨어진 상태로 상기 배기덕트(16)를 통해 외부로 배출되지만, 상기 배기덕트(16)를 통해 배출되는 배기가스는 상당히 높은 열량을 함유하고 있어 이를 활용하지 못하고 버리게 되는 문제점이 있다.
또한 상기 버너(12)로 공급되는 예혼합 가스는 송풍기(10)로부터 직접 공급되므로 예열이 이루어지지 않아 열효율을 향상시키는데 한계가 있다.
또한 상기 열교환기(14)를 청소하고자 하는 경우 이를 연소장치(1)로부터 분리하기가 어렵고, 설령 분리할 수 있는 구조라 하더라도 열교환기(14)에는 난방수가 유입/유출되는 배관이 연결되어 있어 열교환기(14)를 분리하기 위해서는 상기 배관을 모두 분리한 후 열교환기(14)를 분리해야 하므로 열교환기(14)를 분리하는 작업이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배기덕트를 통해 배출되는 배기가스와 버너로 유입되는 예혼합 가스 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써 예혼합 가스의 온도를 높여 열효율을 향상시킬 수 있는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 조립구조를 간단하게 하면서도 열교환기를 손쉽게 분리할 수 있어 열교환기의 청소가 용이한 연소장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 버너로 유입되는 예혼합 가스가 충분히 혼합될 수 있도록 함과 아울러 연소실 외벽을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 연소장치를 제공하고자 함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치는, 송풍기(100)로부터 공급된 예혼합 가스를 연소시키는 버너(210)가 내부에 설치되어 연소가 이루어지는 연소실(200); 상기 버너(210)의 연소에 의해 생성된 연소생성물과 열교환배관(310) 내부를 따라 흐르는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기(300); 및 상기 열교환기(300)가 안착되고, 일측에는 배기가스 배출커버(600)에 연결되는 배기가스 통과구멍(450)이 형성된 열교환기 케이스(400); 및 상기 연소실(200)과 열교환기(300)와 열교환기 케이스(400)에 결합되는 열교환기 전면커버(500)를 포함하되, 상기 배기가스 통과구멍(450)를 통해 배출된 배기가스가 상기 버너(210)로 유입되는 예혼합 가스와 열교환이 일어나도록 하기 위해 상기 연소실(200)의 외벽과 접촉한 후 외부로 배출되도록 유도하는 배기가스 배출커버(600)가 더 구비된다.
또한 상기 연소실(200)과 열교환기(300) 및 열교환기 케이스(400)는 상부에서부터 하부까지 적층 구조로 설치되고; 상기 배기가스 배출커버(600)는, 상기 열교환기 케이스(400)와 연소실(200)의 외면과의 사이에 상기 배기가스가 흐르는 공간(601,602)을 형성하도록 구비된 후면 덮개판(610)과 상면 덮개판(630), 상기 공간(601,602)의 측방향을 밀폐하기 위해 상기 후면 덮개판(610)과 상면 덮개판(630)의 양단으로부터 절곡형성된 후면 플랜지(620)와 상면 플랜지(640)로 이루어지며; 상기 상면 덮개판(630)의 중앙부에는 상기 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(650)가 형성된 것으로 구성된다.
또한 상기 연소실(200)은, 상기 버너(210)에서 형성된 화염에 의해 연소가 이루어지는 연소실 내부 공간(201)과, 상기 연소실 내부 공간(201)을 외부에서 둘러싸는 연소실 몸체(202)로 구성되고; 상기 연소실 몸체(202)에 형성된 예혼합 가스 유입구(220)를 통해 유입된 예혼합 가스는 연소실 내부 공간(201) 외측 둘레를 감싸는 경로를 경유한 후 상기 버너(210)로 유입되는 것으로 구성된다.
또한 상기 연소실 몸체(202) 내부 공간에는 격판이 설치되고, 상기 격판에 의해 상기 버너(210)의 상측과 상기 연소실 내부 공간(201)의 측부에 형성된 연소실 몸체(202)의 내부 공간은 다수의 유로공간으로 분할되는 것으로 구성된다.
또한 상기 격판은 제1격판(271)과 제2격판(272)이 상기 버너(210)의 상측에 상하 위치하고; 상기 다수의 유로공간은, 상기 예혼합 가스 유입구(220)와 연결되는 제1유로공간(281)과, 상기 제1격판(271)에 의해 상기 제1유로공간(281)과 구획됨과 아울러 상기 제1격판(271)에 형성된 예혼합 가스 통과구멍(286)에 의해 상기 제1유로공간(282)과 연통하는 제2유로공간(282)과, 상기 제2유로공간(282)의 가장자리에서 하방향으로 연장되는 제3유로공간(283)과, 상기 제2격판(272)을 사이에 두고 제3유로공간(283)의 내측에 위치하는 제4유로공간(284) 및, 상기 제4유로공간(284)의 상측과 연통되어 상기 제2격판(272)을 사이에 두고 상기 제2유로공간(282)의 내측 하부에 위치함으로써 상기 예혼합 가스를 버너(210)로 유입시키는 제5유로공간(285)으로 이루어지며; 상기 예혼합 가스 유입구(220)는 상기 제1유로공간(281)의 측부에 위치한 것으로 구성된다.
또한 상기 열교환기(300)와 연소실(200)이 접촉하는 면과 상기 열교환기(300)와 열교환기 케이스(400)가 접촉하는 면은 예각을 이룸으로써, 상기 연소실(200)과 열교환기 케이스(400) 사이 공간으로부터 상기 열교환기(300)가 용이하게 분리되는 것으로 구성된다.
또한 상기 열교환기 전면커버(500)는 상기 열교환기(300)가 분리되는 방향측에 설치되어 상기 열교환기(300) 내부 공간 일측을 폐쇄하도록 구비되고, 상기 열교환기 전면커버(500)를 제거하면 상기 열교환기(300)가 분리가능한 것으로 구성된다.
또한 상기 열교환기(300)는, 난방수가 내부를 따라 흐르고 일정 간격으로 배치된 다수의 열교환배관(310), 상기 열교환배관(310)의 양단에는 열교환기(300)의 양측 외벽을 형성함과 아울러 상기 열교환배관(310) 내부와 연결되어 난방수의 유로를 형성하는 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)로 이루어지고; 상기 연소실(200)의 전방 하단면(230)은 상기 열교환기 전면커버(500)의 상단면(510)과 접하고, 상기 연소실(200)의 후방 하단면(240)은 상기 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)과 접하고, 상기 연소실(200)의 좌측 및 우측 하단면(250,260)은 상기 제1엔드플레이트(320)의 상면 평탄부(321) 및 제2엔드플레이트(330)의 상면 평탄부(331)에 각각 접하도록 되어 있으며; 상기 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)의 전면 평탄부(323,333)는 상기 열교환기 전면커버(500)의 후면(530) 양단에 각각 접하는 것으로 구성된다.
또한 상기 열교환기 케이스(400)에는, 상기 열교환기 전면커버(500)의 하단면(520)이 접하는 열교환기 케이스(400)의 전방 상단면(410), 상기 연소실(200)의후방 하단면(240)이 접하는 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420), 상기 제1엔드플레이트(320)의 하면 평탄부(322)가 접하는 열교환기 케이스(400)의 좌측 상단면(430), 상기 제2엔드플레이트(330)의 하면 평탄부(332)가 접하는 열교환기 케이스(400)의 우측 상단면(440)이 형성되고; 상기 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)은 상기 열교환기 케이스(400)의 전방, 좌측, 우측 상단면(410,430,440)보다 높은 위치에 형성되고; 상기 열교환기 전면커버(500)의 하단면(520)은 상기 열교환기 케이스(400)의 전방 상단면(410)에 접하고; 상기 열교환배관(310)을 통과한 배기가스는, 상기 열교환기 케이스(400)의 4면 몸체에 의해 둘러싸인 내부 공간을 경유하여 상기 배기가스 통과구멍(450)를 통해 배기가스 배출커버(600)로 배출되는 것으로 구성된다.
또한 상기 제1엔드플레이트(320)는 후면 평탄부(324) 보다 전면 평탄부(323)의 높이가 더 높고; 상기 제2엔드플레이트(330)는 상기 제1엔드플레이트(320)와 동일한 형상으로서 상기 열교환배관(310)의 타단에 대칭으로 구비되는 것으로 구성된다.
본 발명에 따른 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치에 의하면, 배기덕트를 통해 배출되는 배기가스와 버너로 유입되는 예혼합 가스와의 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써 버너로 유입되는 예혼합 가스의 온도를 높여 열효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 열교환기를 연소장치 몸체로부터 손쉽게 분리할 수 있도록 연소실과 열교환기 및 열교환기 케이스를 적층 구조로 함으로써 열교환기의 분리시간을 단축시킬 수 있고 열교환기를 용이하게 청소할 수 있는 효과가 있다.
또한 연소실 몸체 내부 공간에는 예혼합 가스의 유로를 분리하는 격판을 설치함으로써 연소실의 부피를 작게 하면서도 예혼합 가스가 충분히 혼합될 수 있고, 별도의 냉각 장치 없이도 상기 예혼합 가스에 의해 연소실 외벽을 간단한 구조에 의해 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 연소장치에서 배기구조를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치의 외관 사시도,
도 3은 도 2의 연소장치를 다른 방향에서 바라본 외관 사시도,
도 4는 도 2의 연소장치의 분해사시도,
도 5는 도 2의 A-A 단면도,
도 6은 도 2의 B-B 단면도,
도 7은 도 2의 좌측면도,
도 8은 도 2의 연소장치에서 열교환기가 분리된 상태를 보여주는 사시도이다.
** 부호의 설명 **
10 : 송풍기 12 : 버너
14 : 열교환기 16 : 배기덕트
100 : 송풍기 200 : 연소실
201 : 연소실 내부 공간 202 : 연소실 몸체
203 : 연소실 상면 210 : 버너
220 : 예혼합가스유입구 230 : 연소실 전방 하단면
240 : 연소실 후방 하단면 250 : 연소실 좌측 하단면
260 : 연소실 우측 하단면 271 : 제1격판
272 : 제2격판 281 : 제1유로공간
282 : 제2유로공간 283 : 제3유로공간
284 : 제4유로공간 285 : 제5유로공간
286 : 예혼합 가스 통과구멍 300 : 열교환기
310 : 열교환배관 320 : 제1 엔드플레이트
321 : 제1 엔드플레이트 상면 평탄부 322 : 제1 엔드플레이트 하면 평탄부
323 : 제1 엔드플레이트 전면 평탄부 324 : 제1 엔드플레이트 후면 평탄부
330 : 제2 엔드플레이트 331 : 제2 엔드플레이트 상면 평탄부
332 : 제2 엔드플레이트 하면 평탄부 333 : 제2 엔드플레이트 전면 평탄부
334 : 제2 엔드플레이트 후면 평탄부 400 : 열교환기 케이스
410 : 열교환기 케이스 전방 상단면 420 : 열교환기 케이스 후방 상단면
421 : 열교환기 케이스 후방 내측면 430 : 열교환기 케이스 좌측 상단면
440 : 열교환기 케이스 우측 상단면 450 : 배기가스 통과구멍
500 : 열교환기 전면커버 510 : 열교환기 전면커버 상단면
520 : 열교환기 전면커버 하단면 530 : 열교환기 전면커버 후면
600 : 배기가스 배출커버 601 : 제1공간
602 : 제2공간 610 : 후면 덮개판
620 : 후면 플랜지 630 : 상면 덮개판
640 : 상면 플랜지 650 : 배기가스 배출구
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치의 외관 사시도, 도 3은 도 2의 연소장치를 다른 방향에서 바라본 외관 사시도, 도 4는 도 2의 연소장치의 분해사시도이다.
본 발명의 연소장치는, 가스와 공기를 예혼합하여 공급하는 송풍기(100), 상기 송풍기(100)로부터 공급된 예혼합 가스의 연소가 이루어지는 연소실(200), 상기 연소실(200)로부터 발생한 연소가스와 열교환이 이루어지는 열교환기(300), 상기 열교환기(300)가 안착되는 열교환기 케이스(400), 상기 열교환기(300)의 전면부를 덮는 열교환기 전면커버(500), 및 상기 열교환기(300)를 통과한 배기가스와 상기 버너(210)로 유입되는 예혼합 가스와의 사이에 열교환이 이루어지도록 하기 위해 상기 연소실(200)의 외벽과 접촉한 후 외부로 배출되도록 유도하는 배기가스 배출커버(600)로 이루어진다.
상기 송풍기(100)에는 공기가 유입되는 공기유입구와 가스가 유입되는 가스유입구가 형성되어 있고, 상기 공기유입구와 가스유입구를 통해 유입된 공기와 가스의 예혼합 가스는 상기 연소실(200) 방향으로 이송된다.
상기 연소실(200)의 측면에는 예혼합가스유입구(220; 도 6 참조)가 형성되어 있고, 상기 예혼합가스유입구(220)에 상기 송풍기(100)가 연결된다.
상기 연소실(200)은 내부 공간이 비어 있는 사각 박스 형상으로서, 내부에는 버너(210)가 설치된다. 상기 버너(210)는 상기 예혼합가스유입구(220)을 통해 유입된 예혼합 가스를 연소시켜 고온의 화염을 발생시키게 된다.
상기 연소실(200)의 하부에는 열교환기(300)가 적층구조로 설치되어, 상기 연소실(200)에서 발생된 고온의 연소가스가 열교환기(300)에서 열교환이 이루어진다.
상기 열교환기(300)는 내부를 따라 난방수가 흐르는 다수의 열교환배관(310)과, 상기 열교환배관(310)의 양단에 결합된 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)로 이루어진다.
상기 열교환배관(310)은 다수 개가 일정 간격 이격되어 설치됨과 아울러, 단면이 장방형으로 이루어져, 그 내부의 난방수와 상기 연소실(200)에서 발생된 연소가스와의 사이에 열교환이 이루어져 상기 난방수를 가열하게 된다.
상기 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)는 그 내부에 소정의 공간이 형성되어 있고, 상기 열교환배관(310)과 연결됨으로써 난방수의 유로를 형성하게 된다.
상기 제1엔드플레이트(320)의 외측면에는 난방수가 유입되는 난방수유입구(325)와 고온의 난방수가 유출되는 난방수유출구(326)가 돌출형성되어 있다. 상기 난방수유입구(325)를 통해 유입된 난방수는 제1엔드플레이트(320) 내부공간과 열교환배관(310) 및 제2엔드플레이트(330) 내부공간을 순차, 지그재그로 순환하면서 연소가스와의 열교환에 의해 고온이 된 후 상기 난방수유출구(326)를 통해 유출된다.
한편 상기 연소실(200)은 열교환기(300)와 열교환기 케이스(400) 및 열교환기 전면커버(500)에 의해 지지되는 한편, 연소실(200)과 열교환기(300) 및 열교환기 케이스(400)는 적층 구조를 이루도록 설치된다.
상기 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)는 열교환기(300)의 양측 외벽을 형성하는 동시에 연소실(200)의 하면을 지지한다. 즉, 제1엔드플레이트(320)의 상면 평탄부(321)는 연소실(200)의 좌측 하단면(250)과 접촉하고, 제2엔드플레이트(330)의 상면 평탄부(331)는 연소실(200)의 우측 하단면(260)과 접촉함으로써 연소실(200)을 하부에서 지지하게 된다.
또한 상기 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)이 연소실(200)의 후방 하단면(240)에 접촉하고, 상기 열교환기 전면커버(500)의 상단면(510)이 상기 연소실(200)의 전방 하단면(230)에 접촉하도록 설치됨으로써 각각 연소실(200)을 하부에서 지지하게 된다.
이 경우 상기 제1엔드플레이트(320)의 전면 평탄부(323)와 제2엔드플레이트(330)의 전면 평탄부(333)는 상기 열교환기 전면커버(500)의 후면(530) 양단에 각각 접촉하는 것으로 구성될 수 있다.
상기 열교환기 케이스(400)는 후방이 상향 돌출된 사각 박스 형상으로서, 상기 열교환기(300)를 지지함과 아울러, 그 내부는 빈공간으로서 상기 열교환기(300)를 통과한 배기가스가 4면 몸체에 의해 둘러싸인 내부 공간을 경유하여 케이스(400) 후방에 형성된 배기가스 통과구멍(450)을 통해 배출될 수 있도록 배기가스 이동 경로를 제공하게 된다.
상기 열교환기 케이스(400)는 상기 열교환기(300)와 열교환기 전면커버(500)를 지지하는 3개의 상단면(410,430,440)이 형성되어 있다. 열교환기 케이스(400)의 전방 상단면(410)은 열교환기 전면커버(500)의 하단면(520)과 접하고, 열교환기 케이스(400)의 좌측 상단면(430)은 제1엔드플레이트(320)의 하면 평탄부(322)가 접하며, 열교환기 케이스(400)의 우측 상단면(440)은 제2엔드플레이트(330)의 하면 평탄부(332)가 접하도록 되어 있다.
한편, 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)은 연소실(200)의 후방 하단면(240)을 지지하게 되어 있는데, 이를 위해 상기 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)은 상기 열교환기 케이스(400)의 전방, 좌측, 우측 상단면(410,430,440)보다 높은 위치에 형성되도록 돌출되어 있다.
상기 열교환기(300)를 열교환기 케이스(400) 상부에 안착시키면 제1엔드플레이트 후면 평탄부(324)와 제2엔드플레이트 후면 평탄부(334)는 열교환기 케이스 후방 내측면(421)과 접한다.
따라서 열교환기 케이스(400)의 후방으로는 후방 내측면(421)에 의해 막혀 있고, 열교환기 케이스(400)의 전방 방향으로 열교환기(300)의 분리가 가능하게 된다.
상기 열교환기 케이스(400)의 후방 내측면(421) 하부에는 배기가스가 통과하는 배기가스 통과구멍(450)이 형성되어 있고, 상기 배기가스 통과구멍(450)은 배기가스 배출커버(600)의 내부공간과 연결되어 배기가스의 배출경로를 형성하게 된다.
상기 배기가스 배출커버(600)는 상기 배기가스 통과구멍(450)을 통해 배출된 배기가스가 상기 연소실(200)의 외벽과 접촉함으로써 배기가스와 버너(210)로 유입되는 예혼합 가스 사이에 열교환이 이루어진 후 외부로 배출되도록 유도하는 기능을 한다.
상기 배기가스 배출커버(600)는, 상기 열교환기 케이스(400)와 연소실(200)의 후방 벽면과의 사이에 배기가스가 흐르는 제1,제2공간(601,602; 도 5 참조)을 형성하도록 구비된 덮개판(610,630)과 상기 덮개판(610,630)의 양측단으로부터 절곡형성된 플랜지(620,640)로 이루어진다.
상기 덮개판(610,630)과 플랜지(620,640)는, 열교환기 케이스(400)와 열교환기(300) 및 연소실(200)의 후방 벽면과의 사이에 제1공간(601)을 형성하는 후면 덮개판(610)과 후면 플랜지(620), 상기 연소실(200)의 상면(203)을 덮어 상면(203)과의 사이에 제2공간(602)을 형성하는 상면 덮개판(630)과 상면 플랜지(640)로 이루어진다.
상기 상면 덮개판(630)의 중앙부에는 상기 제1공간(601)과 제2공간(602)을 경유한 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(650)가 형성된다.
상기 연소실(200)과 열교환기(300) 및 열교환기 케이스(400)는 상부에서부터 하부까지 적층 구조로 설치되어 그 후방에 상기 배기가스 배출커버(600)를 결합하면, 고온의 배기가스는 상기 제1,제2공간(601,602)을 통과하는 과정에서 상기 연소실(200)의 외면과의 사이에 열교환이 이루어져 버너(210)로 유입되는 공기와 가스의 예혼합 가스의 온도를 높여 열효율을 향상시킬 수 있다.
한편 상기 열교환기 전면커버(500)를 제거하면 열교환기(300)를 전방 측으로 슬라이드 되는 방식으로 분리할 수 있는데, 이를 위해 열교환기(300)의 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)의 전단부 높이를 후단부보다 높게 함으로써 테이퍼진 형상으로 이루어져 있다.
즉, 상기 제1엔드플레이트(320)는 후면 평탄부(324) 보다 전면 평탄부(323)의 높이가 더 높고, 상기 제2엔드플레이트(330)도 상기 제1엔드플레이트(320)와 동일한 형상으로서 후면 평탄부(334) 보다 전면 평탄부(333)의 높이가 더 높게 형성되어 있으며, 상기 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(320)는 열교환배관(310)의 양단에 서로 대칭되도록 설치되어 있다.
도 5는 도 2의 A-A 단면도로서 도 5를 참조하여 배기가스의 이동경로를 설명한다.
버너(210)의 연소에 의해 발생한 연소가스는 다수의 열교환배관(310)을 통과하면서 열교환이 이루어진 후 열교환기 케이스(400)의 내부 공간으로 이동한다. 상기 열교환기 케이스(400)의 배기가스는 배기가스 통과구멍(450)를 통해 제1공간(601)으로 유입되어 상향이동한 후 수평방향으로 유로가 전환되어 상기 제1공간(601)에 연결된 제2공간(602)을 경유하여 배기가스 배출구(650)를 통해 배출된다.
도 6은 도 2의 B-B 단면도로서 도 6을 참조하여 연소실 내부 구조에 대해 설명한다.
연소실(200)의 내부에는 버너(210)가 설치되어 있고, 상기 버너(210)는 하향연소가 이루어지도록 연소실(200)의 중앙 부위에 설치되어 있다. 연소실(200)은, 상기 버너(210)에서 형성된 화염에 의해 연소가 이루어지는 연소실 내부 공간(201)과, 상기 연소실 내부 공간(201)을 외부에서 둘러싸는 연소실 몸체(202)로 구성된다.
상기 연소실 몸체(202)의 상부 일측에는 송풍기(100)에 연결되는 예혼합 가스 유입구(220)가 형성되어 있고, 상기 예혼합 가스 유입구(220)를 통해 유입된 예혼합 가스는 버너(210)로 곧바로 유입되지 않고, 연소실 내부공간(201) 외측 둘레를 감싸는 경로를 경유하면서 가스와 공기가 충분히 혼합된 후 버너(210)로 유입되도록 되어 있다.
이를 위해 상기 연소실 몸체(202) 내부 공간에는 예혼합 가스의 유로를 분할하는 제1격판(271)과 제2격판(272)이 설치되어 있다. 상기 제1격판(271)과 제2격판(272)에 의해 상기 연소실 몸체(202) 내부 공간은 제1 내지 제5유로공간(281,282,283,284,285)으로 분할된다.
상기 제1유로공간(281)은 연소실(200)의 최상부에 위치하여 예혼합 가스 유입구(220)로부터 유입된 예혼합 가스가 흐르는 공간으로서, 상기 예혼합 가스 유입구(220)는 상기 제1유로공간(281)의 측부에 위치한다.
상기 제2유로공간(282)는 상기 제1유로공간(281)의 하부에 위치하여 상기 제1격판(271)에 의해 제1유로공간(281)과 구획된다. 상기 제1유로공간(281)과 제2유로공간(282)은 예혼합 가스 통과구멍(286)에 의해 상호 연통된다.
상기 제3유로공간(283)은 상기 제2유로공간(282)의 양측 단부에서 연소실(200)의 가장자리 하단면(230,240,250,260)에 이르는 공간으로서, 연소실 몸체(202)의 외측에 위치한 공간이다.
상기 제4유로공간(284)은 상기 연소실(200)의 가장자리 하단면(230,240,250,260)에서 상기 제3유로공간(284)과 연결되어 상측으로 연장된 공간으로서, 연소실 몸체(202)의 내측에 위치한 공간이다.
상기 제5유로공간(285)은 상기 제4유로공간(284)의 상측 단부에서 버너(210)의 상측에 이르는 공간이다.
상기 제2유로공간(282)과 제5유로공간(285), 제3유로공간(283)과 제4유로공간(284)은 제2격판(271)을 사이에 두고 그 양측에 각각 형성되어 있다.
한편, 연소실(200)의 상면(203) 상부에는 배기가스 배출커버(600)의 상면 덮개판(630)와 상기 상면 덮개판(630)의 양측단에서 절곡 형성된 상면 플랜지(640)에 의해 배기가스가 흐르는 제2공간(602)이 형성되어 있고, 상기 상면 덮개판(630)의 상부에는 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(650)가 형성되어 있다.
이에 따라 송풍기(100)가 작동되면, 예혼합 가스 유입구(220)를 통해 유입되어 혼합된 유체는, 상기 제1유로공간(281)을 경유하여 예혼합 가스 통과구멍(286)을 통해 제2유로공간(282)으로 유입되고, 상기 제2유로공간(282)으로 유입된 유체는 제2유로공간(282)의 가장자리에서 하방향으로 유로가 전환되어 제3유로공간(283)을 따라 하방향으로 흐르고, 상기 제3유로공간(283)의 하단부에서 제1격판(270)을 사이에 두고 상방향으로 유로가 전환되어 제4유로공간(284)을 따라 흐르며, 상기 제4유로공간(284)의 상단에서 유로가 수평방향으로 전환되어 제5유로공간(285)을 경유한 다음 버너(210)로 유입된다.
이와 같은 과정을 거치게 되면, 상기 유체는 제1 내지 제5유로공간(281,282,283,284,285)을 따라 순차 이동하면서 연소실 몸체(202)를 냉각시킨 후 버너(210)로 유입된다.
따라서 송풍기(100)로부터 송출된 유체가 상기 제1 내지 제5유로공간(281,282,283,284,285)을 따라 이동하면서 연소실 내부공간(201)로부터 방출되는 연소열을 흡수하여 연소실(200)을 냉각시킴으로써 연소실(200) 주변 장치에 열이 전달되는 것을 차단시킬 수 있다. 또한 연소실(200)을 냉각시키기 위한 별도의 냉각구조를 구비하지 않아도 되므로 간단한 구조의 연소실(200)을 구현할 수 있다.
한편, 상기 예혼합 가스는 제1 내지 제5유로공간(281,282,283,284,285)를 거치면서 연소실 몸체(202)를 냉각시킴에 반해, 제1 내지 제5유로공간(281,282,283,284,285)을 따라 이동하는 예혼합 가스는 연소실 내부공간(201)으로부터 열을 전달받아 예열된다.
이와 같이 제1 내지 제5유로공간(281,282,283,284,285)을 통과하면서 예열된 상태로 예혼합 가스가 버너(210)로 공급되므로 종래 연소용 가스가 버너(210)에 직접 공급되는 연소 방식에 비하여 발화가 촉진되어 버너(210)에서 연소시 발생하는 연소가스의 온도를 보다 빠른 시간 내에 요구되는 온도까지 상승시킬 수 있게 되므로 보일러의 열효율을 향상시킬 수 있다.
한편 상기 제1유로공간(281)의 상측에는 연소실(200)의 상면(203)을 사이에 두고 배기가스가 흐르는 제2공간(602)이 형성되어 있고, 제3유로공간(283)의 외측에는 배기가스가 흐르는 제1공간(601)이 형성되어 있다. 따라서 상기 제1공간(601)과 제2공간(602)을 흐르는 배기가스의 열이 상기 제1유로공간(281)과 제3유로공간(283)을 흐르는 예혼합 가스에 전달되어 예혼합 가스의 예열이 이루어진다.
따라서 상기 제1유로공간(281)을 흐르는 예혼합 가스는 배기가스에 의해 예열된 상태로 제2유로공간(282)으로 흐르게 되고, 상기 제3유로공간(283)을 흐르는 예혼합 가스도 배기가스에 의해 예열된 후 제4유로공간(284)으로 흐름으로써 예혼합 가스의 예열이 더욱 촉진된다.
도 7은 도 2의 좌측면도, 도 8은 도 2의 연소장치에서 열교환기가 분리된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 열교환기(300)의 상단면과 연소실(200)의 하단면이 접촉하는 면과, 열교환기(300)의 하단면과 열교환기 케이스(400)의 상단면이 접촉하는 면이 예각(θ)으로 이루어져 있음을 보여주고 있다.
이와 같은 구성으로 하면 열교환기(300)를 분리하는 경우 전면 측 방향으로 테이퍼져 있기 때문에 열교환기(300)의 분리가 보다 용이해진다.
도 8을 참조하면, 열교환기(300)를 분리하기 위해서는 먼저, 열교환기 전면커버(500)를 전방 측으로 제거하고, 열교환기(300)를 전방 측으로 꺼내면 열교환기(300)의 분리가 이루어진다.
이 경우 연소실(200)의 후방측 하단면과 열교환기 케이스(400)의 후방측 상단면 사이의 거리(L1)는 연소실(200)의 전방측 하단면과 열교환기 케이스(400)의 전방측 상단면 사이의 거리(L2)에 비하여 작게 형성되어, 연소실(200)과 열교환기 케이스(400) 사이의 공간이 전방측으로 테이퍼져 있기 때문에 열교환기(300)의 분리가 용이하다.

Claims (10)

  1. 송풍기(100)로부터 공급된 예혼합 가스를 연소시키는 버너(210)가 내부에 설치되어 연소가 이루어지는 연소실(200);
    상기 버너(210)의 연소에 의해 생성된 연소생성물과 열교환배관(310) 내부를 따라 흐르는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기(300);
    상기 열교환기(300)가 안착되고, 일측에는 배기가스 배출커버(600)에 연결되는 배기가스 통과구멍(450)이 형성된 열교환기 케이스(400); 및
    상기 연소실(200)과 열교환기(300)와 열교환기 케이스(400)에 결합되는 열교환기 전면커버(500)를 포함하되,
    상기 배기가스 통과구멍(450)를 통해 배출된 배기가스가 상기 버너(210)로 유입되는 예혼합 가스와 열교환이 일어나도록 하기 위해 상기 연소실(200)의 외벽과 접촉한 후 외부로 배출되도록 유도하는 배기가스 배출커버(600)가 더 구비된 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연소실(200)과 열교환기(300) 및 열교환기 케이스(400)는 상부에서부터 하부까지 적층 구조로 설치되고;
    상기 배기가스 배출커버(600)는, 상기 열교환기 케이스(400)와 연소실(200)의 외면과의 사이에 상기 배기가스가 흐르는 공간(601,602)을 형성하도록 구비된 후면 덮개판(610)과 상면 덮개판(630), 상기 공간(601,602)의 측방향을 밀폐하기 위해 상기 후면 덮개판(610)과 상면 덮개판(630)의 양단으로부터 절곡형성된 후면 플랜지(620)와 상면 플랜지(640)로 이루어지며;
    상기 상면 덮개판(630)의 중앙부에는 상기 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(650)가 형성된 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연소실(200)은, 상기 버너(210)에서 형성된 화염에 의해 연소가 이루어지는 연소실 내부 공간(201)과, 상기 연소실 내부 공간(201)을 외부에서 둘러싸는 연소실 몸체(202)로 구성되고;
    상기 연소실 몸체(202)에 형성된 예혼합 가스 유입구(220)를 통해 유입된 예혼합 가스는 연소실 내부 공간(201) 외측 둘레를 감싸는 경로를 경유한 후 상기 버너(210)로 유입되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연소실 몸체(202) 내부 공간에는 격판이 설치되고, 상기 격판에 의해 상기 버너(210)의 상측과 상기 연소실 내부 공간(201)의 측부에 형성된 연소실 몸체(202)의 내부 공간은 다수의 유로공간으로 분할되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 격판은 제1격판(271)과 제2격판(272)이 상기 버너(210)의 상측에 상하 위치하고;
    상기 다수의 유로공간은, 상기 예혼합 가스 유입구(220)와 연결되는 제1유로공간(281)과, 상기 제1격판(271)에 의해 상기 제1유로공간(281)과 구획됨과 아울러 상기 제1격판(271)에 형성된 예혼합 가스 통과구멍(286)에 의해 상기 제1유로공간(282)과 연통하는 제2유로공간(282)과, 상기 제2유로공간(282)의 가장자리에서 하방향으로 연장되는 제3유로공간(283)과, 상기 제2격판(272)을 사이에 두고 제3유로공간(283)의 내측에 위치하는 제4유로공간(284) 및, 상기 제4유로공간(284)의 상측과 연통되어 상기 제2격판(272)을 사이에 두고 상기 제2유로공간(282)의 내측 하부에 위치함으로써 상기 예혼합 가스를 버너(210)로 유입시키는 제5유로공간(285)으로 이루어지며;
    상기 예혼합 가스 유입구(220)는 상기 제1유로공간(281)의 측부에 위치한 것 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열교환기(300)와 연소실(200)이 접촉하는 면과 상기 열교환기(300)와 열교환기 케이스(400)가 접촉하는 면은 예각을 이룸으로써, 상기 연소실(200)과 열교환기 케이스(400) 사이 공간으로부터 상기 열교환기(300)가 용이하게 분리되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열교환기 전면커버(500)는 상기 열교환기(300)가 분리되는 방향측에 설치되어 상기 열교환기(300) 내부 공간 일측을 폐쇄하도록 구비되고, 상기 열교환기 전면커버(500)를 제거하면 상기 열교환기(300)가 분리가능한 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열교환기(300)는, 난방수가 내부를 따라 흐르고 일정 간격으로 배치된 다수의 열교환배관(310), 상기 열교환배관(310)의 양단에는 열교환기(300)의 양측 외벽을 형성함과 아울러 상기 열교환배관(310) 내부와 연결되어 난방수의 유로를 형성하는 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)로 이루어지고;
    상기 연소실(200)의 전방 하단면(230)은 상기 열교환기 전면커버(500)의 상단면(510)과 접하고, 상기 연소실(200)의 후방 하단면(240)은 상기 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)과 접하고, 상기 연소실(200)의 좌측 및 우측 하단면(250,260)은 상기 제1엔드플레이트(320)의 상면 평탄부(321) 및 제2엔드플레이트(330)의 상면 평탄부(331)에 각각 접하도록 되어 있으며;
    상기 제1엔드플레이트(320)와 제2엔드플레이트(330)의 전면 평탄부(323,333)는 상기 열교환기 전면커버(500)의 후면(530) 양단에 각각 접하는 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 열교환기 케이스(400)에는, 상기 열교환기 전면커버(500)의 하단면(520)이 접하는 열교환기 케이스(400)의 전방 상단면(410), 상기 연소실(200)의후방 하단면(240)이 접하는 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420), 상기 제1엔드플레이트(320)의 하면 평탄부(322)가 접하는 열교환기 케이스(400)의 좌측 상단면(430), 상기 제2엔드플레이트(330)의 하면 평탄부(332)가 접하는 열교환기 케이스(400)의 우측 상단면(440)이 형성되고;
    상기 열교환기 케이스(400)의 후방 상단면(420)은 상기 열교환기 케이스(400)의 전방, 좌측, 우측 상단면(410,430,440)보다 높은 위치에 형성되고;
    상기 열교환기 전면커버(500)의 하단면(520)은 상기 열교환기 케이스(400)의 전방 상단면(410)에 접하고;
    상기 열교환배관(310)을 통과한 배기가스는, 상기 열교환기 케이스(400)의 4면 몸체에 의해 둘러싸인 내부 공간을 경유하여 상기 배기가스 통과구멍(450)를 통해 배기가스 배출커버(600)로 배출되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1엔드플레이트(320)는 후면 평탄부(324) 보다 전면 평탄부(323)의 높이가 더 높고; 상기 제2엔드플레이트(330)는 상기 제1엔드플레이트(320)와 동일한 형상으로서 상기 열교환배관(310)의 타단에 대칭으로 구비되는 것을 특징으로 하는 배기가스의 열 회수가 가능한 연소장치.
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