KR101301366B1 - 관류 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관류 보일러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다관식으로 배치되어 연소가스가 통과하는 열교환관의 열교환효율을 극대화할 수 있도록 한 관류 보일러에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 보일러 본체에 설치되어 버너의 화염이 연소되도록 하는 연소실과, 상,하부에 일정 간격을 두고 설치하여서 된 상,하부 수실과, 상기 상,하부 수실에 수직으로 연결되고 다수의 관체가 환상으로 배치되는 열교환관으로 이루어지되 상기 열교환관은 내,외부 열교환관으로 구비한 다음 내,외부 열교환관 사이에 관수부를 형성하여 상,하부 수실과 연통되게 하고 상기 내부 열교환관의 연소가스 통로에 연소가스가 선회되어 이송되도록 한 나선형 유도판을 설치하며, 상기 상부 수실의 상측에 형성되는 연소가스 회류실과, 상기 회류실에서 상,하부 수실 사이에 형성된 열교환실을 거쳐 연소가스가 배출되는 연도로 이루어진 관류 보일러를 특징으로 한다.

Description

관류 보일러 {Flow-through boiler}

본 발명은 관류 보일러에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다관식으로 배치되어 연소가스가 통과하는 열교환관의 열교환효율을 극대화할 수 있도록 한 관류 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 관류 보일러는 케이싱의 일측에 연도를 형성함과 아울러 상,하부에 상부 수실과 하부 수실을 일정 간격을 두고 설치하고, 상기 상,하부 수실에 수직으로 다수의 관체로 된 열교환관을 환상으로 각각 배치하여 연소실의 연소가스가 열교환관의 연소가스 통로를 통과한 다음 상부 회류실을 거쳐 케이싱 일측의 연도에 배출되는 구성으로 되어 있다.

그러나 선행기술로서 개시된 특허 제10-1042564호를 포함하는 다수의 관류 보일러의 경우에는 다수의 관체로 된 열교환관을 사용하여, 많은 양의 물을 한꺼번에 가열하기 사용하기 때문에 열교환관의 연소가스 통로를 통과하는 연소가스의 접촉에 의한 열교환 효율이 떨어지고 온수화되기까지는 물 끓는 시간이 오래 걸리게 되므로 연료비를 많이 소요하게 되고, 또한 물의 온도가 상승하는데 많은 시간이 소요됨과 아울러 이에 따른 경제적인 부담을 가중시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 보일러 본체의 내부에 상부 수실과 하부 수실을 일정 간격을 두고 설치하고, 상기 상,하부 수실에 수직으로 다수의 관체로 된 열교환관을 환상으로 각각 배치하되 상기 열교환관을 내,외부 열교환관으로 구비하여 내,외부 열교환관 사이에 관수부를 형성하며, 상기 관수부의 물이 내부 열교환관의 내벽면 및 외부 열교환관의 외벽면에 연소가스가 접촉되어 전열면적을 높일 수 있도록 함과 아울러 내부 열교환관의 연소가스 통로에 나선형 유도판을 설치하여 나선형 유도판에 의해 연소가스의 접촉효율을 높여 열교환효율을 극대화하도록 한 관류 보일러를 제공함에 있다.

본 발명은 보일러 본체에 설치되어 버너의 화염이 연소되도록 하는 연소실과, 상,하부에 일정 간격을 두고 설치하여서 된 상,하부 수실과, 상기 상,하부 수실에 수직으로 연결되고 다수의 관체가 환상으로 배치되는 열교환관으로 이루어지되 상기 열교환관은 내,외부 열교환관으로 구비한 다음 내,외부 열교환관 사이에 관수부를 형성하여 상,하부 수실과 연통되게 하고 상기 내부 열교환관의 연소가스 통로에 연소가스가 선회되어 이송되도록 한 나선형 유도판을 설치하며, 상기 상부 수실의 상측에 형성되는 연소가스 회류실과, 상기 회류실에서 상,하부 수실 사이에 형성된 열교환실을 거쳐 연소가스가 배출되는 연도로 이루어진 관류 보일러를 특징으로 한다.

상기 나선형 유도판의 선회되는 부분의 외측 끝단부는 내부 열교환관의 내벽면에 접촉되어 열전도가 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 내부 열교환관의 연소가스 통로에 설치되는 나선형 유도판의 표면에 다수의 요철부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 열교환실에서 연소가스가 외부로 배출되는 연도의 내부에 나선형 유도판을 설치하여서 됨을 특징으로 한다.

본 발명의 관류 보일러는 연소실의 화염에 의해 발생된 연소가 내부 열교환관의 연소가스 통로를 거쳐 회류실로 이송될 때 내부 열교환관의 내벽면을 가열하는 수단으로 관수부의 물을 1차 가열하고, 상기 회류실에서 열교환실로 연소가스가 회류되면서 열교환실에 위치하고 상,하부 수실 사이에 설치되어 있는 외부 열교환관의 외벽면을 가열하는 수단으로 관수부의 물을 2차 가열하는 작용으로 열교환 효율을 높여주게 됨과 아울러 내부 열교환관의 연소가스 통로에 설치된 나선형 유도판에 의해 선회되면서 회류실로 이송이 될 때 연소가스 통로에 머무르는 시간을 크게 연장함과 아울러 연소가스의 연소열이 내부 열교환관의 내벽면을 가열하는 접촉력을 크게 향상시켜 열교환 효율을 극대화할 수 있고 매우 경제적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 관류 보일러의 전체적인 구성 실시예를 전면에서 보인 종단면도.
도 2는 본 발명에 의한 관류 보일러에서 열교환관 부분의 구성을 나타낸 일부 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 관류 보일러의 구성을 나타낸 평단면 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 관류 보일러에서 전체적인 구성 실시예를 측면에서 보인 종단면도.
도 5는 본 발명에 의한 관류 보일러에서 열교환관 부분을 나타낸 일부 절개 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 관류 보일러에서 나선형 유도판을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 관류 보일러에서 또 다른 실시예의 나선형 유도판을 나타낸 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 관류 보일러는, 버너(22)의 화염에 의해 발생되는 연소가스에 의해 입수구(11)를 통해 유입되는 물을 가열하여 온수 또는 스팀을 출수구(12)를 통해 공급이 이루어지도록 하는 것으로서, 보일러 본체(10) 내부에 연소가스가 통과하는 열교환관(40)이 다관식으로 배치되어 열교환효율을 극대화할 수 있도록 하는 보일러이다.

이러한 관류 보일러에서 보일러 본체(10)에 설치되어 버너의 화염이 연소되도록 하는 연소실(20)과, 상,하부에 일정 간격을 두고 설치하여서 된 상,하부 수실(30)(30')과, 상기 상,하부 수실(30)(30')에 수직으로 연결되고 다수의 관체가 환상으로 배치되는 열교환관(40)으로 이루어지되 상기 열교환관(40)은 내,외부 열교환관(40a)(40b)으로 구비한 다음 내,외부 열교환관(40a)(40b) 사이에 관수부(42)를 형성하여 상,하부 수실(30)(30')과 연통되게 하고 상기 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)에 연소가스가 선회되어 이송되도록 한 나선형 유도판(50)을 설치하며, 상기 상부 수실(30)의 상측에 형성되는 연소가스 회류실(60)과, 상기 회류실(60)에서 상,하부 수실(30)(30') 사이에 형성된 열교환실(70)을 거쳐 연소가스가 배출되는 연도(80)로 이루어져 있다.

이러한 본 발명은 연소실(20)의 화염에 의해 발생된 연소가스는 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)를 거쳐 회류실(60)로 이송될 때 내부 열교환관(40a)의 내벽면을 가열하는 수단으로 관수부(42)의 물을 1차 가열하고, 상기 회류실(60)에서 열교환실(70)로 연소가스가 회류되면서 열교환실(70)에 위치하고 상,하부 수실(30)(30') 사이에 설치되어 있는 외부 열교환관(40b)의 외벽면을 가열하는 수단으로 관수부(42)의 물을 2차 가열하는 작용으로 열교환 효율을 높여주게 된다.

그리고 연소실(20)의 화염에 의해 발생된 연소가스는 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)에 설치된 나선형 유도판(50)에 의해 선회되면서 회류실(60)로 이송이 될 때 연소가스 통로(44)에 머무르는 시간을 크게 연장함과 아울러 연소가스의 연소열이 내부 열교환관(40a)의 내벽면을 가열하는 접촉력을 크게 향상시켜 열교환을 할 수 있도록 한다.

상기 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)에 설치되는 나선형 유도판(50)의 선회되는 부분의 외측 끝단부는 내부 열교환관(40a)의 내벽면에 밀착되게 접촉되어 일체로 설치된 구성으로 연소가스가 선회되면서 나선형 유도판(50)에 접촉되어 가열되는 나선형 유도판(50)의 가열 온도가 내부 열교환관(40a)의 내벽면에 열전도가 이루어질 수 있도록 한 구성으로 함이 바람직하다.

이는 연소가스가 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)를 통해 이송되면서 연소가스 통로(44)에 설치된 나선형 유도판(50)에 의해 연소가스를 선회되게 이송시키는 과정에서 자연적으로 연소가스와 접촉되어 가열되는 나선형 유도판(50)의 가열 온도가 내부 열교환관(40a)에 열전도되어 관수부(42)의 물을 열교환하도록 하는 수단으로 열교환효율을 한층 높일 수 있도록 함에 있다.

이때 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)에 설치되는 상기 나선형 유도판(50)의 외측 끝단부를 절곡하여 내부 열교환관(40a)의 내벽면과 접촉되도록 한 수단으로 나선형 유도판(50)과 내부 열교환관(40a)의 내벽면과 접촉력을 높여 열전도가 더욱 용이하도록 할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)에 설치되는 나선형 유도판(50)에 의한 열교환 단면적을 확대하기 위한 나선형 유도판(50)의 표면에 다수의 요철부(52)가 형성되어 상기 요철부(52)에 의해 나선형 유도판(50)의 연소가스의 접촉면적을 높여 나선형 유도판(50)에서 내부 열교환관(40a)에 의해 열전도되어 열교환되는 열효율을 높일 수 있도록 한다.

그리고 본 발명에서는 열교환실(70)에서 연소가스가 외부로 배출되는 연도(80)의 내부에도 나선형 유도판(50')을 설치하여 연소가스가 열교환실(70)에 최대한 머무르도록 하여 외부 열교환관(40b)의 외벽관과 접촉되어 관수부(42)의 물을 열교환하도록 함으로써 열교환 효율을 극대화할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 보일러 본체 11 : 입수구
12 : 출수구 20 : 연소실
22 : 버너 30,30' : 수실
40 : 열교환관 40a,40b : 내,외부 열교환관
42 : 관수부 44 : 연소가스 통로
50,50' : 나선형 유도판 52 : 요철부
60 : 회류실 70 : 열교환실
80 : 연도

Claims (4)

1. 보일러 본체(10)에 설치되어 버너(22)의 화염이 연소되도록 하는 연소실(20)과, 상,하부에 일정 간격을 두고 설치하여서 된 상,하부 수실(30)(30')과, 상기 상,하부 수실(30)(30')에 수직으로 연결되고 다수의 관체가 환상으로 배치되는 열교환관(40)으로 이루어지되,
   상기 열교환관(40)은 내,외부 열교환관(40a)(40b)으로 구비한 다음 내,외부 열교환관(40a)(40b) 사이에 관수부(42)를 형성하여 상,하부 수실(30)(30')과 연통되게 하고,
   상기 내부 열교환관(40a)의 연소가스 통로(44)에 연소가스가 선회되어 이송되도록 한 나선형 유도판(50)을 설치하여 연소가스가 머무는 시간을 연장하여 열교환효율을 높이는 한편,
   상기 나선형 유도판(50)의 선회되는 부분의 외측 끝단부는 내부 열교환관(40a)의 내벽면에 밀착되게 일체로 설치되도록 함으로써 가열된 나선형 유도판(50)의 온도가 상기 열교환관(40a)의 내벽면에 열전도가 되도록 하고,
   상기 나선형 유도판(50)의 표면에는 나선형 유도판(50)과 연소가스의 접촉면적을 높일 수 있도록 다수의 요철부(52)가 형성되어, 가열된 나선형 유도판(50)의 온도가 열교환관(40a)에 열전도되도록 하며,
   상기 상부 수실(30)의 상측에 형성되는 연소가스 회류실(60)과, 상기 회류실(60)에서 상,하부 수실(30)(30') 사이에 형성된 열교환실(70)을 거쳐 연소가스가 배출되는 연도(80)의 내부에 나선형 유도판(50')을 설치하여서 됨을 특징으로 하는 관류 보일러.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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