WO2013073851A1 - 적층판형 노통방식 보일러 - Google Patents

적층판형 노통방식 보일러 Download PDF

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WO2013073851A1
WO2013073851A1 PCT/KR2012/009633 KR2012009633W WO2013073851A1 WO 2013073851 A1 WO2013073851 A1 WO 2013073851A1 KR 2012009633 W KR2012009633 W KR 2012009633W WO 2013073851 A1 WO2013073851 A1 WO 2013073851A1
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WO
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furnace
boiler
heat transfer
plate
flame
Prior art date
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PCT/KR2012/009633
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English (en)
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Inventor
조한영
Original Assignee
서 쥬니어데이빗
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B7/00—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body
    • F22B7/02—Steam boilers of furnace-tube type, i.e. the combustion of fuel being performed inside one or more furnace tubes built-in in the boiler body without auxiliary water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/22—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating
    • F24H1/24—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers
    • F24H1/26—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body
    • F24H1/28—Water heaters other than continuous-flow or water-storage heaters, e.g. water heaters for central heating with water mantle surrounding the combustion chamber or chambers the water mantle forming an integral body including one or more furnace or fire tubes

Definitions

  • the present invention relates to a boiler having a laminated plate furnace, and more particularly, to a boiler of a laminated plate type furnace system in which the volume of the boiler is greatly reduced while the thermal efficiency is excellent.
  • the furnace tube type is mainly used as a hot water and steam boiler, and the combustion gas of the horizontally installed burner passes through the furnace and is discharged through the tube installed inside the circular chamber at the upper part of the furnace so that the combustion gas and water exchange heat.
  • the long length of the connection should be arranged in an S-shape, etc., so the boiler is bulky, heavy, and expensive to manufacture.
  • the size of the water chamber is large, so that the amount of water retained is large, and thus, it takes a long time to raise the water to the required temperature.
  • a hot water boiler is a water pipe type, which has a water pipe disposed on the top or side of the combustion chamber so that the combustion gas of the combustion chamber is discharged to the outside through the water pipe, which is also bulky, heavy, and expensive to manufacture. It takes a lot.
  • a steam boiler is a perfusion type, in which a burner is placed at the top of the combustion chamber and vertically arranged with a water pipe so that the burner of the combustion chamber is burned downward while the combustion gas is discharged through the water pipe to the outside. It is used at relatively small doses (typically 2,000,000 kcal / h or less).
  • An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, by applying the laminated plate-type furnace in accordance with the present invention to various types of boilers such as hot water or steam only, hot water, steam combined, excellent thermal efficiency and volume of the boiler
  • the main purpose is to provide a boiler with a long lifespan and a significant reduction in manufacturing and maintenance costs while significantly reducing weight and weight.
  • the present invention in various types of boilers such as hot water or steam only, hot water, steam combined, heat exchanger by stacking two or more heat transfer plates of a predetermined standard having two or more uneven wrinkles, burner insertion port, exhaust port And a flame section and a flue gas section form an integrated barrel, and the water chamber is provided so as to surround the furnace barrel.
  • the interval between the uneven wrinkles are configured to gradually widen from the center portion of the heat transfer plate toward the left and right sides.
  • the furnace is configured to repeatedly arrange the heat transfer plates having the same structure and shape to face each other back and forth, and join the joints of the heat transfer plates by means of press, welding, or the like to form a compartment between the heat transfer plates and the heat transfer plates.
  • the compartment has a function as a flame passage and is configured in a shape that gradually increases in size from the center of the furnace to the left and right so that the flame is evenly distributed over the entire surface of the heat transfer plate and discharged from the flue.
  • the burner is inserted into the lower part of the furnace and has a structure in which the rising direction of the heat and the year of the furnace become the forward direction.
  • the burner is also provided with a radial burner head in which the flame is radiated uniformly in 360 ° forwards.
  • the heat transfer plate according to the present invention is characterized in that it is formed in the form of a plate of a predetermined standard provided with at least two uneven wrinkles, burner insertion hole, exhaust port in one press die.
  • Laminated furnace-type boiler according to the present invention is significantly reduced in size compared to conventional boilers of the same calorie size is 1/5 of the size compared to the furnace-associated boiler having the same heat transfer area, 1/1 size compared to the perfusion condensing boiler It occupies a small occupied space so that it is only 3 to 1/2, and high heat efficiency and fast heat transfer generate a large amount of hot water and steam, and reduce the manufacturing cost of the boiler.
  • FIG. 1A, 1B and 1C are front, side and center cross-sectional views, respectively, showing the structure of a laminated plate type heat transfer plate according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2a Figure 2b is a view showing a laminated plate-shaped barrel and the manufacturing method of a laminated plate-type barrel in accordance with a preferred embodiment of the present invention, respectively,
  • 3A, 3B, and 3C are front perspective views, side perspective views, and planar perspective views, respectively, in which a laminated plate-shaped furnace is mounted according to a preferred embodiment of the present invention in a pressure vessel used as a water chamber.
  • FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 3C
  • 5a, 5b, 5c is a front perspective view, a side perspective view, a plan perspective view, respectively, showing the flow of flame and water in a lamellar furnace type boiler according to a preferred embodiment of the present invention
  • 6A, 6B, and 6C illustrate a design drawing of a laminated plate type furnace boiler according to a preferred embodiment of the present invention in front, side, and plan views, respectively.
  • junction 22 burner insert closing plate 23: exhaust vent closing plate 24: compartment
  • Figures 1a, 1b, 1c is a front view (Fig. 1a), a side view (Fig. 1b), a central cross-sectional view (Fig. 1c) the structure of the heat transfer plate 1, which is a unit structure of the laminated plate-type furnace type boiler according to the present invention, respectively. It is shown separately.
  • the laminated plate type furnace is manufactured by stacking a plurality of heat transfer plates 1 having burner insertion holes 12 and exhaust ports 13 as shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the heat transfer plate (1) is formed in the middle of the burner insertion hole 12 and the exhaust port (13) in order to increase the heat transfer area and smooth exhaust of the exhaust gas is formed between the uneven wrinkles (11) As shown in FIG. 1C, the interval between the electrodes is gradually widened from the center to the left and right sides of the heat transfer plate 1.
  • Burner insertion hole 12 is located in the lower center of the heat transfer plate (1) for even distribution of the flame and natural exhaust, the combustion direction of the burner according to the present invention is 360 ° as described later, the lower end and the burner of the heat transfer plate (1) There is a predetermined interval between the lower end of the insertion hole 12 so that the natural flow of the flame is injected downward.
  • the exhaust port 13 is located at the upper center of the heat transfer plate 1, and unlike the burner insertion hole 12, the exhaust port 13 does not need to have much space between the upper end of the exhaust port 13 and the upper end of the heat transfer plate 1.
  • FIG. 2A and 2B illustrate a method (FIG. 2A) and a laminated plate-type furnace (FIG. 2B) of manufacturing the laminated plate-type kegs 2 according to the present invention by laminating the heat transfer plates 1, respectively.
  • the furnace 2 repeatedly arranges heat transfer plates 1 having the same structure and shape, facing each other back and forth, and joins the joining portions 21 by means of press or welding to heat transfer plate 1 and heat transfer plates.
  • the compartment 24 is produced between (1).
  • the distance between the heat transfer plate 1 and the heat transfer plate 1 is narrowed as much as possible, and the heat transfer area 1 is designed to increase the heat transfer area.
  • a general plate heat exchanger is formed by lamination of a heat exchanger plate of a gasket or a brazing type in which the heat medium and the medium to be heated are perforated in the same plate so that the heat medium and the medium to be flowed in the heat exchanger are intersected together.
  • the laminated plate furnace 2 according to the present invention is similar to a general plate heat exchanger in that the heat transfer plate 1 is a plate, but the laminated plate furnace 2 according to the present invention uses a flame of a burner directly as a heat medium.
  • the heat transfer plates 1 are manufactured by welding and laminating each other, which is different from a general plate heat exchanger of a brazing method in which a copper plate is inserted between the heat transfer plates and compressed and finished.
  • the laminated plate type furnace type boiler according to the present invention can reduce the production cost and greatly increase the production efficiency compared to the boiler according to the prior art.
  • the burner insertion hole 12 of one of the heat transfer plates 1 of the flame portion 26 is closed so that the inside and the outside of the furnace 2 are isolated.
  • the plate 22 is blocked, and the exhaust port 13 of one of the heat transfer plates 1 of the exhaust gas 27 is also blocked by the exhaust port closing plate 23 to shield the interior of the furnace from the water chamber 32.
  • a mold for heat transfer plate in which the burner insertion hole 12 or the exhaust port 13 is finished may be used.
  • Laminated plate-type kegs (2) according to the present invention is significantly reduced in size compared to the conventional boiler kegs, since the burner is directly inserted into the furnace can be further reduced the size of the furnace can be a separate combustion chamber.
  • the contact area with the atmosphere is greatly reduced, the radiation heat loss through the furnace surface is reduced, the space occupancy is reduced, and the use of raw materials is reduced compared to the boiler of the same energy capacity, which is environmentally friendly and reduces the manufacturing cost.
  • FIG. 3A, 3B, and 3C are views in which the laminated plate-shaped barrel 2 according to the present invention is installed inside the pressure vessel 31 that is also used as a water chamber 32, each of which is a front perspective view (FIG. 3A). ), Side perspective view (FIG. 3B), plane perspective view (FIG. 3C).
  • the laminated plate barrel 2 according to the present invention is erected vertically so that the flame flows out from the bottom up in accordance with the law of nature in which hot air flows due to convection. Is disposed on the lower side of the furnace, and the exhaust port 13 is disposed on the upper side of the furnace.
  • the laminated plate type furnace boiler according to the present invention adopts an upward combustion system having a structure in which the rising direction of the flame and the flue of the furnace are in the forward direction, thereby reducing the exhaust resistance of the exhaust gas.
  • the pressure vessel 31 is to be insulated from the outside and to accommodate the laminated plate barrel (2) and to fill the water therein for use as a water chamber 32, the burner of the laminated plate barrel (2)
  • the insertion hole 12 and the exhaust port 13 are perforated to an appropriate portion of the pressure vessel 31 so as to be connected to the outside of the pressure vessel 31, and the burner insertion hole 12 and the exhaust port 13 are opened through the perforated holes.
  • the burner insertion flange 37a and the exhaust pipe connection flange 37b are connected to the burner and the exhaust pipe, respectively.
  • the burner insertion port 12, the exhaust port 13 and the pressure vessel 31 of the laminated plate-type furnace 2 are well sealed, so that the water in the water chamber 32 is exposed to the outside of the pressure vessel 31 or the furnace tube 2. Do not spill into the inside of the tank.
  • a sedimentation chamber (35) is secured with a free space under the pressure vessel (31) to form a precipitation space such as inorganic matter in water.
  • the drain valve 36 is provided at the lowermost end or the bottom of the side of the pressure vessel 31 so as to prevent the deposition of inorganic materials and the like on the heat transfer surface of the laminated plate-shaped barrel 2 and to discharge when a certain amount of inorganic materials are deposited. do.
  • the water supply port 33 is disposed above the settling chamber 35 so that the sediment is not prevented from sinking due to the new water supply.
  • FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 3C and shows the flame passage 41 of the furnace 2 in detail.
  • the laminated plate-shaped furnace 2 which concerns on this invention uses the compartment 24 formed by lamination
  • the laminated plate-type furnace (2) according to the present invention will have a flame passage (41) having the uneven wrinkles in which the uneven wrinkles 11 of the heat transfer plate (1) is reflected as it is, the size of the flame passage (41) ) Toward the left and right out of the center of the (1) becomes larger in the order of 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ 5.
  • Figures 5a, 5b, 5c is a view showing the flow of flame and water in the laminated plate-type boiler according to the present invention, the front perspective view (Fig. 5a), side perspective view (Fig. 5b), planar perspective view (Fig. 5c), respectively to be.
  • the laminated furnace-type boiler 5 has no distinction between the combustion chamber and the association, that is, the association with the combustion chamber is integrated.
  • the burner 51 is directly connected without a separate combustion chamber.
  • Inserted into the laminated plate barrel (2) has a feature of minimizing the heat dissipation loss interval by minimizing the distance between the heat transfer plate (1) and the flame.
  • the flue direction of the laminated plate barrel 2 and the spraying direction of the flame are perpendicular to each other, so that an even distribution of the flame in the furnace barrel 2 is achieved. Is not achieved and the exhaust is not smooth due to the formation of vortices.
  • the laminated plate-type boiler 5 uses a burner having a structure in which the flame 53 of the burner 51 is evenly radiated in the 360 ° direction through the radial burner head 52.
  • the laminated plate-type furnace boiler 5 horizontally inserts the burner 51 into the lower center of the laminated plate-type barrel 2, and inserts the flame passage 41 of the furnace 2 into the burner 51.
  • the flame 53 is evenly distributed along the flame passage 41 is configured to flow in the upper flow in the forward direction is configured to be discharged from the flue.
  • the feed water 55 supplied through the water inlet 33 is quickly heated through the wide heat transfer surface of the laminated plate barrel 2 is converted into hot water, so that hot water supply and steam supply is possible.
  • the exhaust gas 54 which transfers heat to the feed water 55 through the laminated plate-shaped furnace 2 is discharged at a very low temperature.
  • the laminated plate-type boiler 5 As described above, in the laminated plate-type boiler 5 according to the present invention, only the flame passes through the inside of the laminated plate-type furnace 2, and water is transferred to the external heat transfer surface of the furnace 2 heated by the direct heat of the flame. Since it is heated by contact, heat transfer area is maximized, and heat transfer efficiency and heat transfer speed are excellent in terms of significantly reducing the size of the boiler.
  • the laminated plate-type furnace boiler according to the present invention is a vertically stacked plate-shaped furnace (2) vertically and the burner 51 is inserted into the lower portion of the furnace 2, the upward direction of the structure in which the rising direction of the heat and the flue of the furnace becomes the forward direction. Combustion method is used, and the emission resistance of exhaust gas is small and deposits of impurities such as combustion residues and inorganic matters in water are small on the heat transfer plate.
  • 6A, 6B, and 6C illustrate the design drawings of the laminated plate type boiler system according to the present invention, respectively, divided into a front view 6a, a side view 6b, and a plan view 6c.
  • 6A, 6B and 6C show an embodiment in which 30 heat transfer plates 1 according to the present invention are laminated at intervals of 1 cm.
  • the heat transfer area of the laminated plate tube 2 is about 23 m 2, and the same heat transfer is performed. It is only one fifth the size of an area-fired associated boiler.
  • the size of the once-through condensing boiler is only 1/3 to 1/2.

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Abstract

본 발명은 열효율이 우수하면서 보일러의 부피가 대폭 축소된 적층판형 노통을 구비한 보일러에 관한 것이다. 본 발명의 특징은 둘 이상의 요철주름(11), 버너 삽입구(12)와 배기구(13)가 구비된 전열판(1)을 둘 이상 적층하여 이루어지는 노통(2)과, 외부와 단열되며 물을 채워 수실(32)로도 사용되는 압력용기(31)를 포함하여 이루어지고, 상기 노통(2)은 상기 수실(32)의 내부에 수직으로 세워져 설치되며, 노통(2)의 내부에 직접 삽입된 버너(51)의 직분사 화염에 의하여 노통(2)이 가열되고, 이어서 노통(2)의 외부 전열면을 통하여 수실(32)의 물이 가열되는 것으로, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러는 동일 열량의 종래 보일러에 비하여 크기가 대폭 축소되어 점유공간을 작게 차지하고, 높은 열효율 및 빠른 열전달로 온수 및 스팀의 발생 속도가 크며, 보일러의 제조원가를 낮추는 효과를 가지고 있다.

Description

적층판형 노통방식 보일러
본 발명은 적층판형 노통을 구비한 보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열효율이 우수하면서 보일러의 부피가 대폭 감소되도록 한 적층판형 노통방식의 보일러에 관한 것이다.
일반적으로 온수 및 증기 보일러로서 노통연관식이 주로 사용되고 있는데, 이는 수평설치된 버너의 연소가스가 노통을 지나 노통 상부의 원형수실 내부에 설치된 연관을 통하여 배출되도록 함으로써 연소가스와 물이 열교환하도록 하는 것으로, 넓은 전열면적을 확보하기 위하여 길이가 긴 연관을 S자 형태 등으로 배치하여야 하므로 보일러의 부피가 크고 중량이 무거우며 제조비용이 많이 소요된다.
또한, 연료효율 면에서 보면 수실의 크기가 커서 보유수량이 많고 이로 인하여 물을 필요온도까지 상승시키는데 많은 시간이 소요된다.
또한, 연소실 및 수실의 크기가 크기 때문에 방사열 손실이 크고, 배기가스의 온도가 높아 그에 따른 열손실도 많이 발생한다.
온수 보일러의 다른 예로서 수관식이 있는데, 이는 연소실 상부 혹은 측부에 수관을 배치하여 연소실의 연소가스가 수관 사이를 거쳐 외부로 배출되도록 한 것으로, 이 또한 보일러의 부피가 크고 중량이 무거우며 제조비용이 많이 소요된다.
또한, 다량의 수관이 설치되어 무기물의 침착에 취약하므로 증기 발생용으로는 적합하지 않고, 연소실 및 수실이 크기 때문에 그에 따른 방사열 손실이 크다.
증기 보일러의 다른 예로서 관류식이 있는데, 이는 연소실 상부에 버너를 배치하고 원형으로 수관을 수직배치하여 연소실의 버너가 하향연소하면서 연소가스가 수관 사이를 거쳐 외부로 배출되도록 한 것으로, 노통식에 비해 비교적 소용량(보통 2,000,000 kcal/h 이하)에서 사용된다.
관류식 또한 관경이 작은 관을 거쳐 물이 증기가 되므로 무기물 침착에 의한 하부의 관막힘 등의 문제로 보일러 파손이 자주 발생하며, 보일러의 수명이 짧고, 무기물의 침착을 예방하기 위한 수처리 비용과 침착된 무기물을 제거하기 위한 비용이 많이 소요된다.
또한, 종래 보일러들은 에너지 효율을 높이기 위하여 급수예열기, 공기예열기 등의 부가설비를 필요로 하고 구조가 복잡하여 높은 제조비용이 소요된다.
특히, 관류식의 경우 화염이 위에서 아래로 분사되어 역방향 설계이고, 노통연관식의 경우도 연관이 수평으로 굴절배치되어 있어, 보다 강한 송풍기 (blower, fan)를 필요로 하며 연소찌꺼기 및 무기물의 침착이 많은 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 적층판형 노통을 온수 또는 증기 전용이나 온수, 증기 겸용 등 다양한 형태의 보일러에 적용하여, 열효율이 우수하고 보일러의 부피와 중량이 대폭 감소되면서도, 수명이 길고, 제조비용과 유지보수 비용이 절감되는 보일러를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 온수 또는 증기 전용이나 온수, 증기 겸용 등 다양한 형태의 보일러에 있어서, 둘 이상의 요철주름, 버너 삽입구, 배기구를 구비한 일정규격의 전열판을 둘 이상 적층하여 열교환부, 화염부, 배연부가 일체화된 노통을 형성하고, 노통의 주위를 수실이 둘러싸도록 구성되어 제공되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 요철주름들 사이의 간격은 전열판의 중앙부에서 좌우측부로 갈수록 점차 넓어지게 구성된다.
여기에서, 노통은 동일구조 및 형상을 지닌 전열판들을 각각 앞뒤로 서로 마주보게 반복배치하고, 전열판의 접합부를 프레스, 용접 등의 수단으로 접합하여 전열판과 전열판의 사이에 격실이 형성되도록 구성된다.
여기에서, 격실은 화염통로로서의 기능을 가지고 화염이 전열판 전체면에 고르게 분포하여 흘러나가 연도에서 배출되도록 노통의 중심부에서 좌우 바깥쪽으로 갈수록 그 크기가 점차 커지는 형상으로 구성된다.
여기에서 또한, 버너는 노통의 하부에 삽입되어 열의 상승방향과 노통의 연도가 순방향이 되는 구조로 이루어진다.
또한, 버너는 화염이 360°전방향으로 균일하게 방사되는 방사형 버너 헤드를 구비하여 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 전열판은 하나의 프레스 금형으로 둘 이상의 요철주름, 버너 삽입구, 배기구가 구비된 일정규격의 판상체 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러는 동일 열량의 종래 보일러에 비하여 크기가 대폭 축소되어 동일한 전열면적을 가진 노통 연관식 보일러에 비하여 크기가 1/5, 관류식 콘덴싱 보일러에 비해서는 크기가 1/3~1/2 밖에 되지 않을 정도로 점유공간을 작게 차지하고, 높은 열효율 및 빠른 열전달로 온수 및 스팀의 발생 속도가 크며, 보일러의 제조원가를 낮추는 효과를 가지고 있다.
또한, 노통에 불순물 침착이 적어 장기간 열전도율이 유지되며, 노통의 청소주기 및 수명 또한 연장되는 효과가 있다.
도 1a, 도 1b, 도 1c는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층판형 노통용 전열판의 구조를 나타내는 정면도, 측면도, 중앙부 횡단면도이고,
도 2a, 도 2b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층판형 노통의 제작방법과 제작된 적층판형 노통을 나타내는 도면이며,
도 3a, 도 3b, 도 3c는 각각 수실로 사용되는 압력용기 속에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층판형 노통을 장착한 정면투시도, 측면투시도, 평면투시도이고,
도 4는 도 3c의 확대도이며,
도 5a, 도 5b, 도 5c는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층판형 노통방식 보일러에서의 화염과 물의 흐름을 나타내는 정면투시도, 측면투시도, 평면투시도이고,
도 6a, 도 6b, 도 6c는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 적층판형 노통방식 보일러의 설계도면을 정면도, 측면도, 평면도로 나누어 예시한 것이다.
[부호의 설명]
1:전열판
11:요철주름 12:버너 삽입구 13:배기구
2:노통
21:접합부 22:버너 삽입구 마감판 23:배기구 마감판 24:격실
25:열교환부 26:화염부 27:배연부
3:노통이 내장된 압력용기
31:압력용기 32:수실 33:급수구 34:온수 및 증기 배출구
35:침전실 36:드레인 밸브 37a:버너 삽입용 플랜지
37b:배연관 연결용 플랜지 37c:급수배관 연결용 플랜지
37d:온수 및 증기배관 연결용 플랜지 38:증기실
41:화염 통로
5:적층판형 노통방식 보일러
51:버너 52:방사형 버너 헤드 53:화염 54:배기가스
55:공급수 56:급탕 및 증기
6:판형 열교환기
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a, 도 1b, 도 1c는 각각 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러의 단위 구성체인 전열판(1)의 구조를 정면도(도 1a), 측면도(도 1b), 중앙부 횡단면도(도 1c)로 나누어 도시한 것이다.
본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러에서 적층판형 노통은 도 1a, 도 1b에 도시된 바와 같이 버너 삽입구(12)와 배기구(13)를 구비한 전열판(1)이 다수개 적층되어 제작된다.
이때, 전열판(1)에는 전열면적을 크게 하고 배기가스의 원활한 배출을 위하여 버너 삽입구(12)와 배기구(13)의 중간부에 요철주름(11)들이 형성되며, 이들 요철주름(11)들 사이의 간격은 도 1c에 도시된 바와 같이 전열판(1)의 중앙부에서 좌우측부로 갈수록 점차 넓어지게 구성된다.
버너 삽입구(12)는 화염의 고른 분포와 자연스러운 배기를 위하여 전열판(1)의 하측 중심부에 위치하며, 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 버너의 연소방향이 360˚ 이므로 전열판(1)의 하단부와 버너 삽입구(12)의 하단부 사이에 소정의 간격을 두어 아래쪽으로 분사되는 화염의 자연스러운 흐름이 이루어질 수 있도록 한다.
배기구(13)는 전열판(1)의 상측 중심부에 위치하며, 버너 삽입구(12)와는 달리 배기구(13)의 상단부와 전열판(1)의 상단부 사이에는 그다지 간격을 많이 둘 필요는 없다.
도 2a, 도 2b는 각각 전열판(1)을 적층하여 본 발명에 따른 적층판형 노통(2)을 제작하는 방법(도 2a)과 제작된 적층판형 노통(도 2b)을 도시한 것이다.
도 2a에 의하면, 노통(2)은 동일구조 및 형상을 지닌 전열판(1)들을 각각 앞뒤로 서로 마주보게 반복배치하고, 접합부(21)를 프레스, 용접 등의 수단으로 접합하여 전열판(1)과 전열판(1)의 사이에 격실(24)이 형성되도록 제작된다.
이때, 열전달 속도와 열전달량을 크게 하기 위하여 전열판(1)과 전열판(1) 사이의 거리를 가급적 좁히고 전열판(1)의 배치밀도를 높여 전열면적이 커지도록 설계한다.
또한, 빠른 열전달과 제조비용을 절감하기 위하여 내압과 내구성에 문제가 없는 한, 얇고 열전달 효율이 좋은 전열판(1)을 사용한다.
일반 판형 열교환기는 열매체와 피열매체의 입출구가 동일한 판(plate)에 타공되어 열매체와 피열매체가 열교환기 안에서 같이 교차하여 흐르도록 되어 있고 가스켓이나 브레이징 방식의 열교환판 적층에 의하여 제작된다.
본 발명에 따른 적층판형 노통(2)은 전열판(1)이 판형이라는 점에서 일반 판형 열교환기와 유사하나, 본 발명에 따른 적층판형 노통(2)은 열매체로 직접 버너의 화염을 사용하고 있고, 이 화염을 견디기 위해 전열판(1)들이 서로 용접되어 적층하는 방식으로 제작된다는 점에서, 전열판 사이에 구리재질의 판을 삽입하고 압축하여 마감하는 브레이징 방식의 일반 판형 열교환기와 차이가 있다.
이와 같이 일정규격의 전열판(1)을 적층함으로써 열교환부(25), 화염부(26), 배연부(27)가 일체화된 노통(2)을 간단히 제작할 수 있고, 또한 전열판(1)은 하나의 프레스 금형으로 대량생산이 가능하므로, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러는 종래기술에 의한 보일러에 비하여 생산비용이 절감되고 생산효율이 크게 증대된다.
또한, 전열판(1)을 적층하여 노통(2)을 제작함에 있어, 노통(2)의 내부와 외부가 격리되도록 화염부(26)의 한쪽 전열판(1)의 버너 삽입구(12)를 버너 삽입구 마감판(22)으로 막고, 배연부(27)의 한쪽 전열판(1)의 배기구(13)도 배기구 마감판(23)으로 막아 노통의 내부를 수실(32)로부터 차폐한다.
마감판(22, 23)과 관련하여 전열판(1)의 생산성, 품질 등을 고려하여 버너 삽입구(12) 또는 배기구(13)가 미리 마감된 전열판용 금형을 사용할 수도 있다.
이와 같이 제작된 적층판형 노통(2)의 격실(24)안으로는 화염만이 통과하고 노통의 외부 전열면에는 가열될 물이 접촉하도록 구성된다.
본 발명에 따른 적층판형 노통(2)은 기존의 보일러 노통에 비해 크기가 대폭 축소되고, 버너가 노통에 직접 삽입되므로 별도 연소실이 필요없어 노통의 크기를 더욱 축소할 수 있다.
이와 같이, 노통의 크기가 작아짐에 따라 노통 자체의 열흡수 면적이 줄어들고, 물 등 피가열체에 신속히 열전달이 이루어져 온수 및 증기의 발생시간이 단축된다.
또한, 대기와의 접촉면적이 크게 줄어들어 노통 표면을 통한 방사 열손실이 감소하고, 공간점유가 작아지며, 동일 에너지 용량의 보일러와 비교해 원자재 사용량이 줄어들어 친환경적이며 제조원가도 감소된다.
도 3a, 도 3b, 도 3c는 본 발명에 따른 적층판형 노통(2)을 수실(水室; 32)로도 이용되는 압력용기(31)의 내부에 설치한 도면으로, 각각 그 정면투시도(도 3a), 측면투시도(도 3b), 평면투시도(도 3c)이다.
도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 따른 적층판형 노통(2)은 대류현상에 의하여 열기류가 상승하는 자연의 법칙에 걸맞게 화염이 아래에서 위로 흘러 나가도록 수직으로 세워지고, 버너 삽입구(12)는 노통의 하부측에, 배기구(13)는 노통의 상부측에 각각 배치된다.
즉, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러는 화염의 상승 방향과 노통의 연도가 순방향이 되는 구조의 상향 연소방식을 취하고 있어 배기가스의 배출저항이 작아진다.
또한, 수직으로 세워진 전열판(1)에는 연소찌꺼기 및 물(피가열체) 속의 무기물 등에 의한 불순물의 침착이 수평방향 전열판에 비해 훨씬 적어지게 되어 장기간 사용해도 전열효율이 유지되며, 정비와 청소주기가 연장된다.
또한, 본 발명에 따른 압력용기(31)는 외부와 단열되며 적층판형 노통(2)을 수용함과 아울러 그 속에 물을 채워 수실(32)로도 사용하기 위한 것으로, 적층판형 노통(2)의 버너 삽입구(12)와 배기구(13)가 압력용기(31)의 외부와 연결되도록 압력용기(31)의 적정부위에 타공을 하고, 이 타공된 구멍을 통하여 버너 삽입구(12)와 배기구(13)가 각각 버너 삽입용 플랜지(37a), 배연관 연결용 플랜지(37b)의 수단에 의하여 버너와 배연관에 연결된다.
이때, 적층판형 노통(2)의 버너 삽입구(12), 배기구(13)와 압력용기(31)의 접속부위를 잘 밀폐하여 수실(32)의 물이 압력용기(31)의 외부나 노통(2)의 내부로 유출되지 않도록 한다.
또한, 압력용기(31)의 내부에 적층판형 노통(2)을 장착할 때, 압력용기(31)의 하부에 여유공간을 두고 침전실(35)을 확보하여, 물속 무기물 등의 침전공간을 형성함으로써, 적층판형 노통(2)의 전열면에 무기물 등이 침착하는 것을 방지하고, 일정량의 무기물 등이 침전되면 배출할 수 있도록 압력용기(31)의 측면 최하단부나 아랫면에 드레인 밸브(36)를 설치한다.
이때, 급수구(33)는 침전실(35)보다 윗쪽에 배치하여 침전물이 새로운 급수로 인해 가라앉는 것이 방해받지 않도록 한다.
또한, 압력용기(31)의 상부에 증기실(38)의 여유공간을 두어 보유수량을 더 많이 확보함과 동시에, 본 발명에 따른 보일러를 증기 보일러로 사용시에는 포화증기실로 이용할 수 있도록 하며, 증기는 온수 및 증기 배출구(34)를 통해 공급된다.
도 4는 도 3c의 확대도로서, 노통(2)의 화염통로(41)를 자세히 나타내고 있다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 따른 적층판형 노통(2)은 전열판(1)의 적층에 의하여 형성되는 격실(24)을 화염통로(41)로 이용한다.
따라서, 본 발명에 따른 적층판형 노통(2)은 전열판(1)의 요철주름(11)이 그대로 반영된 요철주름을 지닌 화염통로(41)를 가지게 되어, 화염통로(41)의 크기도 노통(2)의 중심부에서 좌우 바깥쪽으로 갈수록 ①<②<③<④<⑤ 의 순으로 커지게 된다.
이는, 버너에 가까운 중심부는 통로를 좁게 하고 좌우 바깥쪽으로 갈수록 점차 넓어지도록 하여 화염이 전열판(1) 전체면에 고르게 분포하여 흘러나가도록 유도하기 위함이다.
도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러에서 화염과 물의 흐름을 나타내는 도면으로, 각각 그 정면투시도(도 5a), 측면투시도(도 5b), 평면투시도(도 5c)이다.
도 5b에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러(5)는 연소실과 연관의 구분이 없는 즉, 연소실과 연관이 일체화되어 있는 것으로, 별도의 연소실 없이 버너(51)를 직접 적층판형 노통(2)에 삽입하여 전열판(1)과 화염의 거리를 최소화함으로써 방열손실 구간을 최소화하는 특징을 가진다.
본 발명에 따른 적층판형 노통(2)에 일반적인 한쪽방향 화염분사 버너를 직결할 경우, 적층판형 노통(2)의 연도방향과 화염의 분사방향이 직각이 되어 노통(2)에서의 화염의 고른 분포가 이루어지지 않으며 와류의 형성으로 배기가 순조롭지 않게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러(5)는 버너(51)의 화염(53)이 방사형 버너 헤드(52)를 통하여 360°방향으로 고르게 방사되는 구조의 버너를 사용한다.
또한, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러(5)는 버너(51)를 적층판형 노통(2)의 하측 중심부에 수평삽입하고, 노통(2)의 화염통로(41)를 버너(51)에서 멀어질수록 크게 함으로써, 화염(53)이 화염통로(41)를 따라 고르게 분포되어 순방향의 상부흐름식으로 흘러 연도에서 배출되도록 구성된다.
한편, 급수구(33)를 통해 공급되는 공급수(55)는 적층판형 노통(2)의 넓은 전열면을 통해 신속히 가열되어 온수로 전환되므로 순간 급탕 및 증기 공급이 가능해진다.
또한, 적층판형 노통(2)을 통하여 공급수(55)에 열을 전달한 배기가스(54)는 매우 낮은 온도로 배출된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러(5)는 적층판형 노통(2)의 내부에 화염만이 통과하게 되며, 화염의 직화열에 의하여 가열된 노통(2)의 외부 전열면에 물이 접촉하여 가열되는 것이어서 열전달 면적이 극대화되고 열전달 효율과 열전달 속도면에서 뛰어나 보일러의 크기를 대폭 줄일 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러는 적층판형 노통(2)을 수직으로 세우고 버너(51)를 노통(2)의 하부에 삽입하여 열의 상승방향과 노통의 연도가 순방향이 되는 구조의 상향 연소방식을 취하고 있어, 배기가스의 배출저항이 작고 전열판에 연소찌꺼기 및 물속 무기물 등 분순물의 침착이 작은 특징을 가진다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 각각 본 발명에 따른 적층판형 노통방식 보일러의 설계도면을 정면도(6a), 측면도(6b), 평면도(6c)로 나누어 예시한 것이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 본 발명에 따른 전열판(1)을 1cm 간격으로 30매 적층한 실시예로서, 이 경우 적층판형 노통(2)의 전열면적은 약 23㎡이 되어, 이와 동일한 전열면적을 가진 노통 연관식 보일러에 비해 크기가 1/5 밖에 되지 않는다.
또한, 관류식 콘덴싱 보일러의 경우에 비해서는 크기가 1/3~1/2 밖에 되지 않는다.
또한, 배기가스(54)를 판형 열교환기(6)에 통과시켜 배출하면 폐열을 완전히 회수할 수 있으므로, 고가의 에코노마이저 등을 판형 열교환기(6)로 대체하여도 높은 열효율을 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 온수 또는 증기 전용이나 온수, 증기 겸용 보일러에 있어서, 둘 이상의 요철주름(11), 버너 삽입구(12), 배기구(13)를 구비한 일정규격의 전열판(1)을 둘 이상 적층하여 열교환부(25), 화염부(26), 배연부(27)가 일체화된 노통(2)을 형성하고, 상기 노통(2)의 주위를 수실(32)이 둘러싸도록 구성하여 제공되는 것을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전열판(1)의 요철주름(11)들 사이의 간격은 전열판(1)의 중앙부에서 좌우측부로 갈수록 점차 넓어지게 구성되는 것을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 노통(2)은 동일구조 및 형상을 지닌 둘 이상의 상기 전열판(1)을 각각 앞뒤로 서로 마주보게 반복배치하고, 전열판(1)의 접합부(21)를 프레스, 용접 등의 수단으로 접합하여 전열판(1)과 전열판(1)의 사이에 격실(24)이 형성되도록 구성하여 제공되는 것을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 격실(24)은 화염통로(41)로서의 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 격실(24)은 화염(53)이 상기 전열판(1) 전체면에 고르게 분포하여 흘러나가 연도에서 배출되도록 상기 노통(2)의 중심부에서 좌우 바깥쪽으로 갈수록 그 크기가 점차 커지는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 노통(2)은 상기 수실(32)속에 수직으로 세워지고 상기 노통(2)의 하부에 버너(51)가 삽입되어 화염(53)의 상승방향과 상기 노통(2)의 연도가 순방향이 되는 구조임을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 버너(51)는 화염이 360°방향으로 균일하게 방사되는 방사형 버너 헤드(52)를 구비하여 제공되는 것을 특징으로 하는 적층판형 노통방식 보일러.
  8. 요철주름(11), 버너 삽입구(12), 배기구(13)가 구비된 일정규격의 판상체로 이루어지고, 적층에 의하여 열교환부(25), 화염부(26), 배연부(27)가 일체화된 노통(2)을 형성할 수 있는, 노통(2)의 제작 단위체임을 특징으로 하는 제 1항의 적층판형 노통방식 보일러용 전열판(1).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021165401A (ja) * 2014-12-08 2021-10-14 昭和電工マテリアルズ株式会社 エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980019630U (ko) * 1996-10-05 1998-07-15 최동순 진공식 입형 증기 보일러
KR200404571Y1 (ko) * 2005-09-21 2005-12-26 오철주 열병합 발전을 이용한 가정용 보일러의 4유체 판형열교환기의 시스템
KR20060006159A (ko) * 2004-07-15 2006-01-19 최영환 보일러용 평판형 연관
KR100761429B1 (ko) * 2006-04-05 2007-09-27 김태우 판형 열교환기를 구비한 보일러

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980019630U (ko) * 1996-10-05 1998-07-15 최동순 진공식 입형 증기 보일러
KR20060006159A (ko) * 2004-07-15 2006-01-19 최영환 보일러용 평판형 연관
KR200404571Y1 (ko) * 2005-09-21 2005-12-26 오철주 열병합 발전을 이용한 가정용 보일러의 4유체 판형열교환기의 시스템
KR100761429B1 (ko) * 2006-04-05 2007-09-27 김태우 판형 열교환기를 구비한 보일러

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021165401A (ja) * 2014-12-08 2021-10-14 昭和電工マテリアルズ株式会社 エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置
JP7201029B2 (ja) 2014-12-08 2023-01-10 昭和電工マテリアルズ株式会社 エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置

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