KR200242235Y1 - 가정용 온수보일러(Boiler)용 급수예열장치를 구비한 배기가스 열교환기. - Google Patents

Abstract

(1). 고안이 속하는 기술분야

본 고안은 가정용 온수보일러(Boiler)(4) 사용시에 밖으로 빠져 나가는 배기가스 열을 회수 이용하여 온수보일러로 급수 되는 냉수를 미리 예열시켜 급수하기 위한 장치의 일 예인 배기가스 열 교환기에 관한 것이다.

(2). 고안의 목적

본 고안은 가정용 온수 보일러용의 급탕온수와 난방수로 유입되는 냉수를, 배기가스 열을 이용하여 미리 예열시켜 유입 시키는 장치를 고안 함으로써, 온수보일러 물의 가열시간을 단축시켜 연료 낭비를 줄이며, 유입되는 냉수와 온수보일러 내 물과의 온도 차이를 줄여서 열응력을 감소시켜, 온수보일러(4) 수명을 연장시켜 주는 것을 목적으로 한 것이다.

(3). 고안의 구성

본 고안의 배기가스 열 교환기는 온수보일러(4) 배기측과 굴뚝(5)사이에 설치한다.

상기 가정용 온수보일러용 급수예열장치를 구성한 배기가스 열교환기(1)는 원통 2개를 결합하여 계란형으로 된, 온수예열실(2)을 형성하고, 좌측하부와 우측상부에 급탕온수 입,출구를 형성하고, 온수예열실(2) 중심하부에서 상부로는 배기 통로의 입,출구 보다 몸통중심 부위를 넓게 원기둥모형을 형성한 배기관(3)을 형성하였으며, 배기관(3)의 통로 벽에는 벽과 벽을 가로질러 온수예열실(2) 사방으로 연통되도록 다수의 연통관을 형성하고, 연통관 외면에는 다수의 원형핀(fin)(8),을 형성시킨 일자(ㅡ)연통관(6)은 전면에서 후면으로, 원형연통관(7)은 좌측에서 우측면으로 상향경사지게 형성하였으며, 두 연통관이 서로 교대교대로 층층이 다수의 연통관을 내장시킨 배기관(3),주위둘레를 코일형태로 권회하도록 형성한 난방수예열관(9),으로 구성시킨 것을 특징으로 하는 가정용 온수보일러용 배기가스 열교환기(1)가 제공된다.

(4). 고안의 효과

본 고안의 가정용 온수보일러용 급수예열장치를 구비한 배기가스 열 교환기(1),는 설치장소와 비용이 적게 들며, 설치와 분리가 간편한 것으로써, 설치하여 이용할 경우, 온수 보일러의 가열효율이 향상되어 연료가 절약되며, 보일러내 물과의 온도차가 줄어져서 열응력이 감소되어, 보일러 수명의 연장에 도움이 되는 등 사용효과가 있다.

Description

가정용 온수보일러(Boiler)용 급수예열장치를 구비한 배기가스 열교환기.{.}

본 고안은 가정용 온수보일러의 배기가스 열을 이용한 온수보일러용 급수예열장치를 구성한 배기가스 열교환기에 있어서,가정용 온수보일러를 사용할때 배기관을 통해서 밖으로 배출되는 배기가스 열을 회수 이용하여, 온수보일러에 급수되는 급탕온수와 난방수의 냉수를 미리 예열시켜 보일러에 유입할 수 있도록 하여서, 온수보일러(4)의 가열효율을 향상시켜 연료낭비를 줄이고, 유입되는 온수와 보일러내의 물과 온도차이를 줄여서 열응력을 감소시켜 온수보일러의 수명을 연장시키고자 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로 대형선박이나 아파트의 중앙난방식의 대형 보일러에는 절탄기(ECONOMIZER)를 설치 이용하여, 연료절약 및 보일러 수명 연장에도 도움이 되고 있으나, 일반 가정용 온수 보일러에는 절탄기 설치 장소와 기기설치의 복잡한 여건으로, 실용성을 거둘 수 없어, 도 1 에 예시한 바와 같이, 온수보일러(4)에 굴뚝(5)을 바로 연결하여 사용하므로 보일러의 배기가스 열이 밖으로 그냥 버려지는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상술한 문제점을 감안하여 고안한 것으로, 가정용 온수보일러에 유입되는 급탕온수와 난방수의 냉수를 미리 예열시켜서 유입시킬 수 있도록, 저렴한 가격으로 간단하고 편리하게 설치 할 수 있고, 안정성 있게 제작된 배기가스 열교환기(1)를 제공하기 위한 것이다.

도 1 은 종래의 가정용 온수보일러를 도시한 사시도 및 배관 단선 표시도

도 2 는 본 고안에 따른 가정용 운수 보일러 급수예열장치 배기가스 열교환기를 온수보일러에 설치한 사시도

도 3 은 상기 실시예의 배기가스 열교환기의 각부분을 도시한 배치도도 4 는 배기관(3), 통로에 연통관을 조립한 것을 부분 절개로 도시한 예시도도 5 는 상기 실시예의 배기가스 열교환기의 조립 완성된 것을 부분 절개로 도시한 예시도도 6 는 상기 실시 예의 배기가스 열교환기의 측단면도도 7 은 상기 실시 예의 배기가스 열교환기의 정단면도도 8 은 상기 실시 예의 배기가스 열교환기를 보일러에 조립하는 방법을 도시한 예시도

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1. 배기가스 열교환기 2. 온수예열실

3. 배기관 4. 온수보일러

5. 굴뚝 6. 일자(一)연통관

7. 원형연통관 8. 원형핀(fin)

9. 난방수예열관 10. 급탕온수 급수관

11. 급탕온수 송수관 12. 난방수 급수관

13. 난방수 송수관 14. 난방수 환수관15. 급탕온수 유입구 16. 급탕온수 유출구17. 난방수 예열관 유입구 18. 난방수 예열관 유출구19. 배기관 조립구 상.하 20. 난방수 예열관 조립구 상.하21. 일자(ㅡ)연통관 조립구 전.후 22. 원형연통관 조립구 좌.우23. 과압 자동배출변 24. 온도계25. 드레인 발브 26. 조임벤드27. 순환수 펌프 28. 팽창관29. 배기가스 열교환기 부분 절개부 30. 배기관 부분 절개부31. 옥상 물탱크 32. 팽창탱크

상기 가정용 온수보일러의 배기가스 열을 회수 이용하여, 온수보일러에 유입되는 급탕온수와 난방수의 냉수를 미리 예열시켜, 온수보일러에 유입시키기 위하여, 원통 2개을 결합하여 계란형으로 된, 온수예열실(2)을 형성하고 온수예열실 중심 상부와 하부에 배기관 조립구(19)와, 좌측하부와 우측상부에 급탕온수 유입.유출구(15,16)에 나사 구멍을 형성하였으며, 좌측 하부와 상부에 난방수 예열관 조립구(20),를 형성한 온수예열실(2), 안에는 배기 통로의 입,출구보다 몸통 중심 부위를 넓게 형성한 원기둥 모형으로 형성된 배기관(3),을 형성하고 통로벽에는 벽과 벽을 가로질러 온수 예열실 사방으로 연통 되도록 다수의 연통관을 형성하였으며, 연통관 외면에는 다수의 원형핀(fin)(8),을 형성시킨 일자(ㅡ)연통관(6),은 전면에서 후면으로, 원형연통관(7),은 좌측에서 우측면으로 상향경사지게 형성하였으며, 두 연통관이 서로 교대교대로 층층이 다수의 연통관을 내장시킨 배기관(3), 주위 둘레를 코일형태로 권회하도록 형성한 난방수 예열관(9),으로 구성시킨 것을 특징으로 하는 가정용 온수보일러에 급수예열장치를 구비한 배기가스 열교환기(1),가 제공된다.이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.도 1은 종래의 가정용 온수보일러(4)에 굴뚝(5)이 설치 된 것을 도시한 사시도 및 급수배관 단선 표시도이며도 2는 본 고안에 따른 급수예열장치의 배기가스 열교환기(1)를 가정용 온수보일러(4)에 설치한 것을 도시한 사시도 및 급수배관 단선 표시도이며도 3은 본 고안에 따른 급수예열장치의 배기가스 열교환기(1) 각 부분을 도시한 배치도 이며도 4 는 배기관(3) 통로에 연통관을 조립한 것을 부분 절개로 도시한 예시도 로써,이하, 본 고안의 배기가스 열교환기(1)를 결합 조립방법을 설명하면 다음과 같다.도 3에 도시한 바와 같이 상부와 하부로 나누어진 배기관(3)전면과 측면 그 리고 좌,우 측면에 연통관 조립구(21,22)가 층층이 다수로 형성된 곳에, 일자(ㅡ)연통관(6)은 전면에서 후면으로, 원형연통관(7)은 원형관이 수평되게 하여 좌측면에서 우측면으로 상향 경사지게 배기관(3),안쪽으로 끼워너어 연통관 조립구(21,22)에 하나식 조립하고, 배기관 벽과 연통관을 조립한 틈새는, 용접땜으로 고정 부착시켜, 그 틈새는 물이 누수되지 않게한다 상기 순서대로, 도 4 에 도시한 예시도와 같이 일자(ㅡ)연통관(6)과 원형연통관(7)을 배기관(3), 하부와 상부에까지 교대교대로 층층이 연통관을 하나씩 조립 완성한 후, 배기관(3) 상부와 하부를 다시 결합시켜 조립한 다음, 그 틈새는 용접 땜으로 부착시켜 물이 누수되지 않게 하여서 배기관(3),을 구성시킨다.난방수예열관(9),은 난방수 예열관 유입구(17)를 온수예열실(2) 하부좌측에 구성된 난방수예열관 조립구(20)안쪽으로부터 끼워 난방수 예열관 유입구(17)를 형성시킨다. 이때 난방수예열관(9) 입,출구 끝이 온수예열실 밖으로(5∼10 ㎝) 나오게 안착시킨 다음, 난방수예열관(9),과 난방수예열관 조립구(20),의 틈새는 용접땜으로 부착시켜 물이 누수되지 않게 한다. 상기 조립완성된 배기관(3),을 코일형태로 권회한 난방수 예열관(9), 둘레 안으로 넣어 온수예열실(2) 하부측의 배기관 조립구(19),에 조립한 다음 온수예열실(2), 상부측과 하부측을 끼워 조립시킨다. 이때, 온수예열실(2) 상부좌측의 난방수예열관 조립구(20)에 난방수예열관(9)을 끼워 조립하여 난방수 예열관유출구(18)를 형성하고, 온수예열실(2)상부의 배기관 조립구(19)에 배기관(3),을 끼워 조립한 다음, 난방수 예열관 유출구(18)가 온수예열실(2)을 통과한 난방수 예열관 조립구(20)의 틈새와 배기관(3)이 온수예열실(2)과의 조립된 조립구(19)의 틈새는 용접땜으로 고정부착하여, 온수예열실(2)에 물을 체웠을 때 그 틈새가 누수되지 않게 하여 배기가스 열교환기(1)를 완성시킨 다음, 그 외면에는 보온 단열재로 피복을 입혀 배기가스 열교환기를 보온단열시켜 주는 것이 좋다.온수예열실(2) 좌측 상부에는, 온수예열실(2)내에서 과압이 발생시는 자동 배출되게 과압자동배출변(23)를 구비하고, 하부우측에는 온수예열실(2) 소재나 드레인 배출시에 편리하게 이용하게 드레인발브(25),를 구비하였으며, 측면에는 온수예열실(2) 온도를 볼수 있게 온도계(24)를 구비하였다.도 5는 급수예열장치가 구성된 배기가스 열교환기(1)를 부분 절개하여 도시한 것으로써,배기가스 열교환기(1)의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.온수예열실(2)의 물은 옥상물탱크(31) 에서 급탕온수 급수관(10)으로 이송되어 급탕온수 유입구(15)로 유입되어 온수예열실(2)과 배기관(3) 통로 내부에 형성된 다수의 일자(ㅡ)연통관(6)과 원형연통관(7)에 체워지게 되며, 체워진 물은 온수보일러(4) 사용시, 배기가스열이 배기관(3)을 통하여 밖으로 배출되는 동안, 배기관(3)벽면과 연통관 외면에 원형핀(fin)(8)이 다수로 형성된 일자(ㅡ)연통관(6)은 후면으로, 원형연통관(7)은 측면으로 상향경사지게, 두 연통관이 서로 교대교대로 층층이 형성된, 다수의 연통관을 통해서 배기의 통풍장애는 최소화되면서, 배기가스 열과 최대로 접열되어, 연통관 내의 물이 가열되면서, 전후면과 좌우측면으로 나와서 온수예열실(2),의 물이 예열되게 구비된 것이며, 이때, 연통관 속의 물과 온수예열실(2)안의 물은 가열온도 차이에 의한 대류작용으로 사방으로 유동순환하면서 온수예열실(2), 전체의 물이 고르게 예열되어, 급탕온수 사용시에 급탕기능을 사용하지 않더라도 예열된 온수가 지속적으로 온수보일러(4),에 유입되게 구비된 것이며, 상기 예열된 물은 우측 상부에 있는 급탕온수 유출구(16)로 진출하여, 급탕온수 급수관(10)을 통하여 온수보일러(4)에 유입되도록 구비된 것이다.난방용급수는 온수보일러 팽창탱크(32)에서 온수보일러 난방수 급수관(12)으로 이송되어 온수예열실(2) 좌측 하부에 있는 난방수 예열관 유입구(17)로 진입하여 온수예열실(2)안의 배기관(3), 주위둘레를 코일형태으로 권회하게 한 난방수예열관(9),을 따라 온수 예열실(2)의 예열된 온수속을 지나 올라가는 동안 예열되어 난방수 예열관 유출구(18)로 진출되어 난방수 급수관(12)을 통하여 온수보일러(4)에 유입되게 구성된 것이다.상기 배기가스 열교환기(1)를 가정용 온수보일러에 설치하는 방법으로는, 온수보일러 배기측 굴뚝(5)을 덜어내고, 그 자리에 배기가스 열교환기(1)를 올려 끼운 다음 조임벤드(26)로 조여서 온수 보일러에 고정시킨 다음 배기가스 열교환기(1), 상부에 다시 굴뚝(5)을 올려 조립시킨다. 급탕온수 급수관(10)은 급탕온수 유입구(15)에 연결시키고, 급탕온수 유출구(16)에 급탕온수 급수관(10)을 연결시켜 온수보일러(4)에 유입시킨다. 난방수는 난방수 급수관(12)을 난방수 예열관 유입구(17)에 연결시키고, 난방수 예열관 유출구(18)에 난방수 급수관(12)을 연결시켜 온수보일러에 유입시킨다.따라서, 넓은 장소와 복잡한 기기설치가 필요치 않으며, 설치와 분리가 간편하여 설비가 적게 드는, 본 고안의 배기가스 열교환기(1)는 모든 가정용 온수보일러에 사용할 수 있는 간편하고 경제적인 것이다.

이상에서와 같이, 본 고안의 가정용 온수보일러용 급수예열장치를 구비한 배기가스 열교환기(1)를 사용할 경우, 온수보일러(4)의 가열 효율이 향상되어 연료가 절약되며, 온수보일러(4)) 내의 물과 온도 차이가 줄여져서 열응력이 감소되어 보일러의 수명 연장에도 도움이 되며, 급탕온수 사용시에 예열된 온수가 지속적으로 급수되므로, 급탕기능을 사용하지 않더라도 급탕기능에 가까운 효과를 낼수 있으며, 배기 그을음이 여과되어 배출됨으로 환경 오염방지 등에도 효과가 있다.

Claims (2)

1. 가정용 온수보일러용 급수예열 장치가 구비된 배기가스 열교환기(1)이나, 급탕온수와, 난방수를 예열시켜서 온수보일러(4)에 유입시키는 장치에 있어서,

   원통 2 개를 결합하여 계란형으로 된 온수예열실(2),을 구비하고, 중심 하부와 상부에 배기관 조립구(19),와 좌측하부에 급탕온수 유입구(15),와 우측상부에 급탕온수 유출구(16),를 구비하고 좌측하부와 상부에 난방수 예열관 조립구(20),를 구비한 온수예열실(2), 안에는 배기통로의 입.출구보다 몸통부위를 넓게 형성한 원기둥 모형의 배기관(3),이 구비되고, 통로벽에는 벽과벽을 가로질러 온수예열실(2),과 사방으로 연통되게 일자(一)연통관(6),은 전면에서 후면으로, 원형연통관(7),은 좌측에서 우측면으로 상향경사지게 구비하였으며, 두 연통관이 서로 교대교대로 층층이 다수의 연통관을 내장시킨 배기관(3), 주위둘레를 코일형태로 권회하게 형성한 난방수예열관(9),으로 구비된 것을 특징으로 하는 가정용 온수보일러용 급수 예열장치를 구비한 배기가스 열교환기.,
2. 제 1항에 있어서, 배기관(3),통로 벽면에 전면과 후면으로 일자(ㅡ)연통관 조립구(21),와 측면 좌측과 우측에 원형연통관 조립구(22),를 구비한 것을 특징으로 하는 배기가스 열교환기.