KR100219911B1

KR100219911B1 - 가스연소장치

Info

Publication number: KR100219911B1
Application number: KR1019950002168A
Authority: KR
Inventors: 야기가즈오
Original assignee: 나이토 스스무; 린나이가부시기가이샤; 강성모; 린나이코리아주식회사
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1999-09-01
Also published as: KR960031878A

Abstract

본 발명은 가스버너(3)의 하류측에 배치되는 열교환기(1)와, 이 열교환기(1)의 하류측에 배치되며 또한 상기 가스버너(3)의 연소배기를 외부로 배출하기 위한 배기통로(21)를 구비하며, 이 배기통로(21)가 상기 열교환기(1)에 인접하도록 형성되는 가스연소장치에 있어서, 열효율을 향상시키는 것을 목적으로 하는 것으로서, 그 구성은 상기 배기통로(21)와 상기 열교환기(1) 사이에 단열수단을 설치한 것이다.

Description

가스연소장치

제 1 도는 본 발명의 실시예를 나타내는 설명도

제 2 도는 종래예를 나타내는 설명도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 3 : 가스버너

21 : 배기통로

본 발명은 가스연소장치, 특히 가스버너의 연소배기를 외부로 배출하기 위한 배기통로가 열교환기에 인접하도록 형성되는 가스연소장치에 관한 것이다.

열효율의 향상을 도모한 급탕기 등의 가스연소장치로서는 제 2 도에 나타낸 바와 같이 2단식 열교환기(1)와 가스버너(3)가 조합된 것이 있다.

이 열교환기(1)는 주열교환부(1a)와 그 하측에 배치된 부열교환부(1b)로 구성되어 있으며, 일측 주열교환부(1a)는 다수개의 핀(12a,12a)과 이것을 관통하는 주통수관(主通水管)(11a)으로 이루어지고, 타측 부열교환부(1b)는 다수개의 핀(12b,12b)과 이것을 관통함과 아울러 상기 주통수관(11a)에 접속된 부통수관(11b)으로 이루어진다.

상기 가스버너(3)는 옆측을 향하여 설치되어 있으며, 그 불꽃형성영역 근방에 상기 주열교환부(1a)가 위치하도록 배치되어 있다. 그리고, 상기 가스버너(3)는 급기팬(4)에 의하여 강제적으로 연소용 공기가 압입공급되도록 되어 있고, 이것에 의하여 가스연소장치내의 압력이 상승하며, 가스버너(3)의 연소배기는 주열교환부(1a) 및 부열교환부(1b)를 통과한 후, 그 하류측에 형성된 배기통로(21)를 통하여 배기구(2)에서 외부로 배출되도록 되어 있다.

이러한 종래의 가스연소장치에서는, 가스버너(3)를 연소시켜 부통수관(11b)을 통하여 수돗물을 공급하면, 주통수관(11a)과 부통수관(11b)내의 통수는 가스버너(3)의 발생열량을 상기 핀(12a,12b) 등에서 흡열하여 온수로 되어 주통수관(1la)에서 장치외부로 출탕되는데, 이를 위한 흡열작용중에서 가스버너(3)의 연소배기의 현열을 홉열하는 작용은 주로 주열교환부(1a)에서 이루어지며, 부열교환부(1b)에서는 주로 가스버너(3)의 연소배기를 응축시켜 그 잠열을 흡열하는 작용이 이루어진다. 즉, 부열교환부(1b)에서는 현열을 빼앗겨 냉각된 연소배기를 그 노점온도 이하로 더욱 냉각시킴으로써 드레인을 발생시키고, 그 때의 잠열을 부통수관(11b)내의 통수로 흡수시키고 있는 것이다. 이러한 가스연소장치에 있어서는 연소배기중인 열에너지를 효율적으로 이용하기 때문에 열효율이 향상된다는 이점이 있다.

그러나, 이러한 종래의 가스연소장치에서도 여전히 열효율을 충분하게 향상시킬 수 없다.

이러한 가스연소장치에서는 부열교환부(1b)에 발생하는 드레인의 배출을 용이하게 하기 위하여 부열교환부(1b)는 장치의 하부에 배치된다. 또, 배기구(2)는 배기의 편의상 장치의 상부에 형성되어 있다. 따라서, 장치전체를 소형화하기 위해서는 제 2 도에 나타낸 바와 같이 가스버너(3)에서 배기구(2)에 이르는 배기경로를 U자 형상으로 형성하여 배기통로(21)를 열교환기(1)에 인접시킬 필요가 있다.

그런데, 배기통로(21)가 열교환기(1)에 인접해 있는 형식의 가스연소장치에서는, 부열교환부(1b)를 통과한 후에 저온으로 된 연소배기가 배기통로(21)를 흐르면, 가스버너(3)의 발생열량을 배기통로(21)와 열교환기(1)의 경계벽을 통하여 상기 배기통로(21)내의 연소배기로 빼앗기게 된다. 따라서, 열효율을 충분하게 향상시킬 수 없는 것이다.

또, 배기구(2)가 장치의 하부에 배치되는 형식으로서, 가스버너(3)에서 배기구(2)에 이르는 배기경로가 역U자형상으로 형성되어 있는 형식의 가스연소장치에서도, 배기통로(21)가 열교환기(1)에 인접하고 있는 경우에는 상기한 바와 같은 문제점이 발생한다.

본 발명은 이와 같은 가스버너(3)의 하류측에 배치되는 열교환기(1)와; 이 열교환기(1)의 하류측에 배치되며 또한 상기 가스버너(3)의 연소배기를 외부로 배출하기 위한 배기통로(21);를 구비하며, 이 배기통로(21)가 상기 열교환기(1)에 인접하도록 형성되는 가스연소장치에 있어서, 열효율을 향상시키는 것을 그 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적수단은 가스버너(3)의 하류측에 복수층으로 배치되는 열교환기(1)와; 상기 열교환기의 하류측에 배치되며 또한 상기 가스버너의 연소배기를 외부로 배출하기 위한 배기통로(21)와;

상기 배기통로(21)와 상기 열교환기(1) 사이에 단열수단을 설치한 것에 있어서,

상기 단열수단은 가스버너(3)의 연소에 의해 고온을 유지하는 통수관(11)중 가스버너(3)에 의해 연소배기의 현열을 흡열작용하는 아래에서 2단째와 3단째의 경계부보다 상부측으로부터 통체(6) 측벽과 배기통로(21) 사이에 구획벽(51)에 의하여 형성된 단열실(5)내에 단열재가 충진되어서 구성된 것이다.

본 발명의 상기 기술적수단은 다음과 같이 작용한다.

본 발명의 가스연소장치를 작동시키면, 가스버너(3)의 발생열량이 열교환기(1)내의 통수로 흡수되며, 열교환기(1)를 통과한 후에 저온으로 된 연소배기는 배기통로(21)를 통하여 외부로 배출된다.

이때, 배기통로(21)가 열교환기(1)에 인접하고 있기 때문에 상기 연소배기가 가스버너(3)의 발생열량을 빼앗는 경향이 있으나, 상기 배기통기(21)와 열교환기(1)사이에는 단열수단이 설치되어 있기 때문에, 배기통로(21)와 열교환기(1) 사이는 열전도도가 작아져서 가스버너(3)의 발생열량이 배기통로(21)내의 상기 연소배기로 열전달되기 어려워지므로 이에 따른 열손실이 적어진다.

본 발명은 상기 구성으로 부터 다음과 같은 특유의 효과를 가진다.

가스버너(3)의 발생열량의 열손실이 적어지기 때문에 열효율이 향상된다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제 1 도에 나타낸 실시예는 연소배기를 응축시켜 그 잠열을 흡열하는 기능을 가지는 열교환기(1)를 구비하는 F·F(강제급기/배기)식 급탕기에 본 발명을 실시한 것이다. 본 실시예는 급탕기 본체의 하부에 열교환기(1)를 구성하는 통체(6)를 설치하며, 이 통체(6)의 상부에 다공연소 플레이트식 가스버너(3)(제 1 도에 있어서 지면(紙面)에 대하여 전후방향으로 길게 배치되어 있다)를 구비함과 아울러 그 상부에 급기실(42)를 구비하는 급기함(7)을 배치하며, 이 급기함(7)의 상부에 급기팬(4)를 설치하며, 상기 열교환기(1)의 하류측에 배치되는 배기통로(21)가 급탕기 본체를 상하로 주행하는 상태로 형성된 것이다.

상기 열교환기(1)는 다수개의 핀(12,12)과 이것을 관통하는 통수관(11)과 이들을 수용하는 통체(6)로 구성되어 있으며, 이 통체(6)의 바닥부는 개방되어 있다. 그리고, 본 실시예에서는 상기 통수관(11)을 4단으로 구성하여 각단을 가로 2열 혹은 3열로 사행형상으로 배치하고 있으며, 최하단의 통수관(11)을 통하여 수돗물을 공급하여 상부 통수관(11)으로 온수를 출탕하도록 되어 있다. 또, 통수관(11)의 하측에는 하측으로 만곡함과 아울러 중앙에 트인구멍(16)이 형성된 안내판(15)이 상기 통수관(11)을 따라 간격을 두고 배치되어 있어서, 가스버너(3)의 연소에 의하여 발생하며 그 하측으로 흐르는 연소배기를 트인구멍(16)을 통하여 통과시킴으로써 통수관(11) 및 핀(12,12)의 전체둘레면에 유효하게 접촉작용하게 하여 홉열의 효율을 향상시키고 있다. 또, 상기 열교환기(1)에 발생하는 드레인은 상기 안내판(15)의 트인구멍(16)을 통하여 상기 통체(6)하측에 형성된 드레인배출구(8)를 통하여 외부로 배출된다.

상기 가스버너(3)는 전일차공기연소방식으로서, 혼합관(32)과 이 혼합관(32)을 향하는 복수개의 가스노즐(31,31)로 구성된다.

상기 일차공기는 상기 급기팬(4)에 의하여 압입공급되는데, 본 실시예에서는 가스버너(3)에 균일하게 일차공기를 공급하기 위하여 상기 급기팬(4)과 가스버너(3)사이에 분산판(45)를 개재시키고 있다.

상기 배기통로(21)는 급탕기의 상부에 형성한 배기구(2)와 상기 통체(6)의 하부를 연이어 통하도록 접속한 구성이다. 그리고, 통체(6)에 있어서 비교적 고온으로 되는 부분, 즉 통수관(11)중 아래에서 2단째와 3단째의 경계부보다 상측에 위치하는 통체(6)측벽과 배기통로(21) 사이에는 구획벽(51)에 의하여 형성된 단열실(5)이 형성되어 있으며, 이 단열실(5)내에는 단열재가 충전되어 있다.

따라서, 급기팬(4)을 작동시켜 혼합관(32)으로 일차공기를 공급함과 아울러 가스노즐(31,31)에서 가스를 혼합관(32)으로 공급하여 가스버너(3)를 연소시키고, 최하단의 통수관(11)을 통하여 수돗물을 공급하면, 통수관(11)내의 통수는 가스버너(3)의 발생열량을 상기 핀(12,12) 등으로 부터 흡수하여 온수로 되어 상부 통수관(11)을 통하여 외부로 출탕된다. 이 때의 흡열작용중에서 가스버너(3)의 연소배기의 현열을 흡열하는 작용은 주로 상단측 통수관(11)에서 이루어지며, 하단측 통수관(11)에서는 주로 가스버너(3)의 연소배기를 응축시켜 그 잠열을 흡열하는 작용이 이루어진다. 즉 하단측 통수관(11)에서는, 통수의 하류측으로서 통수온도가 낮기 때문에, 주로 현열을 빼앗겨서 냉각된 연소배기를 그 노점온도 이하로 더욱 냉각시킴으로써 드레인을 발생시키고, 그 때의 잠열을 통수관(11)내의 통수로 흡수시키고 있는 것이다. 그리고, 열교환기(1)를 통과한 후의 연소배기는 배기통로(21)를 통하여 배기구(2)에서 외부로 배출된다. 이 때, 통체(6)와 배기통로(21) 사이의 단열실(5)내에는 단열재가 충전되어서 당해 부분의 열전도도가 작아지기 때문에, 가스버너(3)의 발생열량이 노점 이하로 냉각된 연소배기로 열전달되기 어렵다. 본 실시예에서는 연소배기의 현열 뿐만 아니라 잠열도 적극적으로 열교환기로 흡열시켜 연소배기의 열에너지를 효율적으로 흡수하는 형식의 급탕기에 본 발명을 채용하였기 때문에, 다른 형식의 급탕기에 비하여 배기온도가 저온으로 되므로, 상기판 발생열량의 연소배기로의 열전달 억제효과가 특히 뛰어나다.

또, 상기 실시예에서는 통체(6)와 배기통로(21) 사이의 소정부분에만 단열실(5)을 형성하였으나, 통체(6)와 배기통로(21) 사이의 전역에 걸쳐서 단열실(5)을 형성하도록 하여도 된다. 또, 상기 단열실(5)에는 단열재를 충전하지 않아도 된다. 이 경우, 단열실(5)내의 공기층이 단열수단으로서 기능한다.

또한, 상기 실시예에서는 연소배기를 노점온도 이하까지 냉각하여 그 잠열을 열교환부로 홉수시키는 형식의 급탕기에 본 발명을 실시하였으나, 배기통로(21)가 열교환기(1)에 인접해 있는 형식의 급탕기, 가열된 물을 순환시키는 방식의 난방기 등의 가스연소장치라면 어떠한 것에도 본 발명을 채용할 수 있다.

Claims

가스버너(3)의 하류측에 복수층으로 배치되는 열교환기(1)와; 상기 열교환기의 하류측에 배치되며 또한 상기 가스버너의 연소배기를 외부로 배출하기 위한 배기통로(21)와;

상기 배기통로(21)와 상기 열교환기(1) 사이에 단열수단을 설치한 것에 있어서,

상기 단열수단은 가스버너(3)의 연소에 의해 고온을 유지하는 통수관(11)중 가스버너(3)에 의해 연소배기의 현열을 흡열작용하는 아래에서 2단째와 3단째의 경계부보다 상부측으로부터 통체(6) 측벽과 배기통로(21) 사이에 구획벽(51)에 의하여 형성된 단열실(5)내에 단열재가 충진되어서 구성됨을 특징으로 하는 가스연소장치.