KR0164890B1 - 가스순간온수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스순간온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기를 간접 가열방식에 의해 가열시킴으로 해서 열교환기의 수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 함과 동시에, 배수관을 통해 나오는 온수를 서로 다른 온도의 식기세척용 온수와 샤워용 온수로 분리하여 동시에 공급시킬 수 있도록 하는 가스순간온수기에 관한 것이다.

상기 본 발명은 가스순간온수기에 있어서, 가스유입관(10)을 통해 유입되는 가스를 연소시키는 버너(12)와, 불완전연소된 가스를 완전연소시키는 촉매(15)가 설치된 내통(14)과, 상기 내통(14) 외주연에 밀착되게 나선형으로 권회 설치되며 하측 입수부측에 냉수급수관(28)이 연결되고 상측 배수부측에 매니폴드(30)가 연결되는 열교환튜브(16)와, 열교환튜브(16) 외주연에 밀착되게 덮어씌워지는 외통(18)과, 외통(18) 외주연에 설치되는 단열재(20)와, 내외통(14)(18) 사이에 권회되는 나선형 열교환튜브(16)에 의해 형성되는 나선형 공간부(22) 하측과 연통되는 배기챔버(24)와, 배기챔버(24)를 통해 배기되는가스를 배기시키는 배기팬(26)과, 매니폴드(30)와 연결되어 열교환튜브(16)에서 공급되는 온수를 두가지 이상의 온도로 분리하여 온수배수관(34)을 통해 배수공급하도록 하는 이퀄라이저밸브(32)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

가스순간온수기

제1도는 종래의 가스순간온수기를 설명하기 위한 구조도.

제2도는 본 발명에 따른 가스순간온수기의 일실시예를 나타내는 단면구조도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 가스유입관 11 : 솔레노이드밸브

12 : 버너 13 : 연소실

14 : 내통 15 : 촉매

16 : 열교환튜브 18 : 외통

20 : 단열재 22 : 나선형공간부

24 : 배기챔버 26 : 배기팬

28 : 냉수급수관 30 : 매니폴드

32 : 이퀄라이저밸브 34 : 온수배수관

[기술분야]

본 발명은 가스순간온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기를 간접 가열방식에 의해 가열시킴으로 해서 열교환기의 수명을 대폭 연장시킬 수 있도록 함과 동시에, 배수관을 통해 나오는 온수를 서로 다른 온도의 식기세척용 온수와 샤워용 온수로 분리하여 동시에 공급시킬 수 있도록 하는 가스순간온수기에 관한 것이다.

[발명의 배경]

일반적인 종래의 가스순간온수기는 제1도에 도시된 바와 같이, 급수관(1)을 통해 공급되는 차가운 물이 내측에 흐르고 있는 열교환튜브(2)의 버너(3)로서 직접 가열시켜 그 내측에 흐르는 물을 데워서 배수관(4)을 통해 공급하도록 되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 가스순간온수기는, 버너(3)의 열기가 직접 열교환튜브(2)에 가해지기 때문에 열교환튜브(2)가 고온부식되어 가스순간온수기의 수명을 단축시키는 문제와, 가스연소과정에서 발생되는 일산화탄소 및 이산화탄소가스와 같은 유해가스를 제거하기 위한 유해가스제거수단이 마련되어 있지 않아 가스순간온수기를 사용할 경우에 가스가 완전연소되지 않음은 물론이고 유해가스에 의한 중독사고의 위험성이 있다.

또한, 상기와 같이 완전연소가 이루어지지 않아 열효율이 저하되는 문제와, 버너(3)의 열기를 공급받는 구간(열교환튜브(2)의 길이)이 짧아 높은 화력을 상기 열기를 공급받는 구간에 집중 공급시키는데 반하여, 그 내측을 흐르는 물의 양이 적어 열손실이 많으며, 배수관(4)을 통해 나오는 온수는 두가지 이상의 다른 온도로 분리 공급할 수 없어 한가지 일밖에는 할 수 없고, 그 일이 끝난 뒤에 다른 일을 해야만 한다.

예를 들면, 샤워할 때의 온수의 온도와 식기를 세척할 때의 온수의 온도를 다르게 해서 사용하게 되는데, 한꺼번에 샤워와 식기세척작업의 두가지 일을 동시에 할 경우에 열교환튜브(2)를 통해서 나오는 온수는 상기와 같이 목적하는 바대로 온수의 온도를 두가지로 분리해서 공급할 수 없어서 차갑지 않을 정도의 물을 사용해도 되는 식기세척시에도 샤워에 맞는 고온수를 동시에 사용해야 하는 비경제적인 문제가 있는 것이다.

[발명의 목적]

본 발명은 상기와 같은 종래의 모든 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 가스순간온수기의 열교환튜브를 간접가열방식으로 가열시킴으로써, 열교환튜브의 수명을 대폭 연장시켜 가스순간온수기의 수명을 연장시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 열교환튜브의 말단부에 이퀄라이저 밸브를 설치함으로써, 열교환튜브를 통해서 나오는 온수를 두가지 이상의 온도로 분리해서 공급하여 연료(가스)의 사용량을 절감시킬 수 있도록 하는 가스순간온수기를 제공하는데 있다.

[발명의 요약]

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 가스순간온수기는, 가스유입관을 통해 유입된 가스를 연소시키는 버너와, 버너 외측에 설치되는 것으로 불완전연소된 가스를 완전연소시키는 촉매가 설치된 내통과, 상기 내통 외주연에 나선형으로 권회 설치되며 하측입구부측에는 냉수급수관이 연결되고 상측배수부측에는 매니폴드가 연결되는 열교환튜브와, 상기 열교환튜브 외주연에 밀착되게 덮어씌워지는 외통과, 외통 외주연에 설치되는 단열재와, 내외통 사이에 설치되는 나선형 열교환튜브에 의해 형성되는 나선형 공간부 하측과 연통되는 배기챔버와, 배기챔버를 통해 배기되는 가스를 배기시키는 배기팬과, 매니폴드와 연결되어 열교환튜브에서 공급되는 온수를 두가지 이상의 온도로 분리하여 온수배수관을 통해 배수시키는 이퀄라이저밸브로 구성되는 것에 본 발명의 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 가스순간온수기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

[발명의 구체적 실시예에 대한 설명]

제2도는 본 발명에 따른 가스순간온수기의 구조를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 제2도에서 보는 바와 같이, 가스유입관(10)을 통해 공급된 가스가 버너(12)에서 연소하게 되고 가스연소시 발생하는 열기는 연소실(13) 상부로 상승하며 이 상승된 열기는 배기팬(26)의 작용에 의해, 나선형 공간부(22)를 통해 하강하면서 열교환튜브(16)를 가열하게 되고 그에 따라 열교환튜브(16) 내측을 흐르는 물을 데우게 되는 것이다.

상기 본 발명은 가스유입관(10)으로 유입되는 가스를 연소시키는 버너(12)와, 버너(12) 외측에 설치되는 내통(14), 내통 외주연에 나선형으로 권회 설치되는 열교환튜브(16), 열교환튜브(16) 외측에 밀착되게 설치되는 외통(18), 외통 외주연에 설치되는 단열재(20), 상기 내외통(14)(18) 사이에 나선형으로 권회 설치되는 열교환튜브(16)에 의해 형성되는 나선형 공간부(22)와 연통되는 배기챔버(24), 배기챔버(24)로 내려온 배기가스를 배기시키는 배기팬(26), 상기 열교환튜브(16)의 하측 입수부측과상측 배수부측에 각각 연결되는 배수급수관(28) 및 매니폴드(30), 매니폴드(30)와 연결되어 열교환튜브(16)에서 데워진 온수를 두가지 이상의 온도로 분리하여 온수배수관(34)을 통해 배수시키는 이퀄라이저밸브(32)로 이루어진다.

상기 버너(12)는 원통형 버너로서 불꽃이 안쪽으로 회전하면서 연소되는 구조로 되어 표면온도가 기존버너에 비해 낮은 구조이며, 5개의 솔레노이드로 구성된 솔레노이드밸브(11)에 의해서 버너(12)로 유입되는 가스의 유입량을 5단계로 제어할 수 있다. 그리고, 상기 버너(12)가 설치된 버너(12) 외주연에는 상측에 불완전연소된 유해가스(CO, CO₂)를 제거하는 세라믹재가 코팅된 촉매(15)가 설치된 내통(14)이 설치되며, 이 내통(14) 내부공간을 연소실(13)이라 칭한다.

이 내통(14) 외주연에는 하측에 냉수급수관(28)이 연결되고 상측 배수측에 매니폴드(30)가 연결되는 열교환튜브(16)가 나선형으로 권회설치되는데, 이 열교환튜브(16) 내주연과 내통(14)의 외주연이 밀착상태가 되도록 설치된다. 그리고, 상기 열교환튜브(16) 외주연에는 내주연이 열교환튜브(16) 외주연과 접촉되게 외통(18)이 삽입 설치되어, 내통(14)과 외통(18) 사이의 틈새에 나선형의 열교환튜브(16)가 개재되어 내외통(14)(18) 사이에는 열교환튜브(16)에 의해 나선형 공간부(22)가 형성되게 되며, 이 나선형 공간부(22) 하측은 배기챔버(24)가 연통되며 배기챔버(24) 외측에는 배기팬(26)이 설치되어 버너(12)의 열기가 상승하면서 폐쇄된 외통(18)의 상부에 의해 제2도의 A와 같이 나선형 공간부(22)로 유입되면서 배기챔버(24)와 배기팬(26)을 통해 외부로 배출되는 것이다.

상기와 같이 버너(12)의 열기가 나선형 공간부(22)를 통하는 동안 열교환튜브(16)를 가열시켜 그 내측의 물을 가열시키게 되고, 데워진 물은 열교환튜브(16)의 배수부측에 연결된 매니폴드(30)를 통해 이 매니폴드(30)와 연결된 이퀄라이저밸브(32)를 통해 온수배수관(34)으로 배수공급된다. 상기 이퀄라이저밸브(32)는 뜨거운 물과 차가운 물을 혼합하여 소비자가 원하는 온도의 물을 조절 공급하는 장치로, 온수의 온도를 2가지 이상으로 분리하여 공급할 수 있다. 그리고, 상기 배기팬(26)을 구동시키는 모터(M)는 콘덴서 모터를 이용하여 배기되는 배기가스량의 온도에 따라 배기팬(26)의 회전을 제어한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

제2도에 도시된 바와 같이 가스유입관(10)을 통해 가스가 유입 공급되고, 냉수급수관(28)을 통해 차가운 수도물이 공급되고 있는 상태에서 버너(12)를 점화시키게 되면, 불꽃은 내측으로 회전하면서 연소하도록 되어 있어 불꽃의 중심부의 온도가 높고 외측의 온도는 중심부에 비해 낮은 상태로 연소하게 된다.

이때, 상기 버너(12)를 점화시키기 위한 솔레노이드밸브(11)는 5개의 솔레노이드로서 구성된 가스밸브이어서 5단계로서 가스점화에 따른 가스유입량을 조절할 수 있어, 원하는 바대로 버너(12)의 온도를 조절할 수 있다. 상기와 같이 연소하는 불꽃이 내통(14)의 연소실(13)에서 회전식으로 상승하면서, 세라믹재가 코팅된 촉매(15)를 통해 외통(18)측으로 상승하게 되는데, 촉매를 통과하기 전의 불꽃은 일산화탄소와, 이산화탄소와 같은 유해가스가 다량 포함하고 있는 상태인데, 상기 촉매(15)를 통과하면서 상기 유해가스들이 완전연소되면서 제거된다.

이렇게 유해가스가 제거된 열기는 외통(18)의 상부가 폐쇄되어 있고 하측이 개구되어 있기 때문에 제2도의 A와 같이 나선형 공간부(22)측으로 나가려고 한다. 이때 나선형 공간부(22)와 배기챔버(24)가 연통되어 있고 배기챔버(24) 외측에는 배기팬(26)이 설치되어 있어, 배기팬(26)의 작용에 의해 상기 열기가 원활하게 나선형 공간부(22)와 배기챕버(24)를 거쳐 배기팬(26)을 통해 외부로 배출된다.

상기와 같이 나선형 공간부(22)를 통과하는 깨끗한 열기는 열교환튜브(16)의 사이사이로 통과하기 때문에 상기 열기가 열교환튜브(16)에 전달되게 되어 그 내측의 물이 데워지게 되는 것이다.

이렇게 열교환튜브(16)를 가열시키는 열기는 나선형으로 내통(14)과 외주연에 길게 감긴 열교환튜브(16)를 가열시키면서 내려가는 동안 식어져서 외부로 배출되며, 이렇게 데워진 물은 매니폴드(30)를 통해 이퀄라이저밸브(32)로 흐르게 되고 이퀄라이저밸브(32)에서 두가지 이상의 온도로 분리되어 온수배수관(34)을 통해 배수공급된다.

상기와 같은 두가지 이상의 온도로 분리된 온수는 차갑지 않을 정도의 미지근한 식기세척용 온수와, 상기 식기세척용 온수보다는 뜨거운 샤워용 온수와 같이 분리하여 공급할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의한 가스순간온수기는, 열교환튜브를 직접 가열하지 않고 간접 가열하며, 열교환튜브를 가열하는 열기가 촉매에 의해 유해가스가 제거되고 완전연소가 이루어진 상태이기 때문에 열교환튜브의 고온부식을 방지하며 열교환튜브의 수명이 대폭되는 장점과, 나선형으로 길게 감긴 열교환튜브의 전길이에 걸쳐 열기를 흡수하므로 열효율이 상승되는 등의 장점을 아울러 지니고 있다.

또한, 상기 촉매에 의해 일산화탄소와 이산환탄소와 같은 유해가스가 제거되기 때문에 유해가스중독 등의 안전사고를 방지하고 대기를 오염시키지 않게 된다.

또한, 이퀄라이저밸브에 의해 온수를 두가지 이상의 온도로 분리하여 동시에 공급할 수 있는 장점과, 솔레노이드밸브에 의한 버너의 연소상태를 연동비례제어할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 가스유입관을 통해 유입되는 가스를 연소시키는 버너와, 일측에 냉수급수관이 연결되고 타측에 매니폴드가 연결되어 상기 버너가 설치된 연소실에 나선형으로 권회설치되는 열교환튜브와, 연소된 가스를 배기시키는 배기챔버 및 배기팬을 포함하는 가스순간온수기에 있어서, 상기 열교환튜브(16)를 중심으로 불완전연소된 가스를 완전연소시키는 촉매(15)가 설치된 내통(14)이 안쪽에 밀착설치되고, 바깥쪽에 단열재(20)가 설치된 외통(18)이 밀착설치되며, 상기 내통(14)과 외통(18) 사이에 열기통로가 형성되도록 상기 내통(14)과 외통(18) 사이에 설치되는 열교환튜브(16)를 이격권회시켜 그 사이에 공간부(22)가 형성되도록 하며, 상기 열교환튜브(16)에서 공급되는 온수를 두가지 이상의 온도로 분리하여 온수배수관(34)을 통해 배수공급되도록 하는 이퀄라이저밸브(32)가 상기 매니폴드(30)에 연결설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 가스순간온수기.
2. 제1항에 있어서, 상기 버너(12) 하측에는 5개의 솔레노이드로 구성되는 솔레노이드밸브(11)가 설치되어 버너(12)로 유입 공급되는 가스를 5단계로 제어 공급시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가스순간온수기.
3. 제1항에 있어서, 상기 내통(14) 상측에 설치되는 촉매(15)에는 세라믹재가 코팅형성된 것을 특징으로 하는 가스순간온수기.
4. 제1항에 있어서, 상기 배기팬(26)은 콘덴서모터(M)로서 구동시켜 배기가스량을 온도에 따라 제어할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가스순간온수기.