KR100570289B1 - 콘덴싱 가스보일러의 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 관한 것으로서, 본 발명은 풍압검지수단이 구비된 연소실 내에 현열을 흡열하는 현열핀튜브와, 배기가스로부터 잠열을 흡열하는 잠열핀튜브와, 상기 현열핀튜브와 잠열핀튜브 사이에 일정 기울기를 갖고 설치되어 일측에 응축수배출구를 갖는 응축수받이와, 상기 잠열핀튜브 상부에서 배기가스의 이동을 안내하도록 경사 설치된 안내판을 갖춘 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서, 상기 안내판의 최하단 부위인 배기가스배출구 보다 그 높이가 높은 격막이 상기 현열핀튜브의 상단인 배기가스유입구 쪽에 위치한 응축수받이의 최상단에 설치되고, 상기 응축수배출구가 막히는 이상 상황에서 상기 격막으로 인해 응축수받이에 고인 응축수의 수위가 상승하여 상기 안내판의 최하단 부위인 배기가스배출구를 막을 경우, 상기 풍압검지수단이 배기가스가 흐르지 못하는 이상상태를 검출하여 보일러를 정지시킬 수 있도록 된 것이다.

이때, 상기 격막의 높이는 상기 응축수받이에 고인 응축수가 현열핀튜브 쪽인 연소실로 떨어지지 않도록 상기 안내판의 최하단보다 적어도 1㎜ 이상 높게 설치되는 것이 바람직하다.

콘덴싱 가스보일러, 열교환기, 응축수받이, 안내판, 격막, 덕트

Description

콘덴싱 가스보일러의 열교환기{Heat exchanger of condensing gas-boiler}

도 1은 종래의 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 보여주는 분해사시도,

도 2는 도 1에 보인 열교환기의 결합사시도,

도 3은 도 1에 보인 열교환기의 단면도,

도 4는 종래의 열교환기의 문제점을 보여주는 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 보여주는 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기의 다른 실시예를 보여주는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

8 : 응축수 9 : 찌꺼기

10 : 격막 21, 71 : 현열핀튜브

31, 84 : 응축수배출구 32, 81 : 잠열핀튜브

40 : 응축수받이 41, 86 : 안내판

50, 88 : 배기탑 51, 89 : 배기구

61, 83 : 배기가스유입구 62, 87 : 배기가스배출구

70 : 잠열부몸체 80 : 현열부몸체

82, 92 : 경사면 85 : 측판

90 : 덕트 91 : 배기가스유출공

100 : 버너

본 발명은 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잠열열교환기 내의 응축수받이에 마련된 응축수배출구가 막히는 이상 상황에서 응축수받이에 고인 응축수거 연소실로 유입되기 전에 풍압검지수단에서 먼저 이를 검출하여 보일러를 정지할 수 있도록 함으로써, 응축수에 의한 가스보일러의 부식이나 손상을 방지하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 밀폐된 용기내의 물이나 열매체를 열원에 의해 가열하여 원하는 지역을 난방하는 장치로, 연료를 연소시키는 버너와 연소된 고온의 연소공기에서 난방수로 열을 전달시키는 열교환기로 구성된다.

초기 보일러의 열교환기는 버너에서 연소되면서 발생하는 현열만을 이용하고 고온의 연소공기는 그대로 배기구로 배출시켜 보일러의 열효율이 매우 낮았으며 고온의 난방수를 얻는데 오랜 시간이 소비되었다.

때문에 근래에는 배기구로 배출되는 고온의 배기가스를 이용하기 위해 현열열교환기와 별도로 잠열열교환기를 설치하는데, 잠열열교환기는 연소되어 배출되는 배기가스에서 열을 흡수하는 것이어서 배기가스가 냉각되면서 불순물질을 포함하는 응축수가 발생시킨다.

상기 응축수는 연료를 연소시키는 버너와 현열부 열교환기에 낙하하여 연소를 방해하여 보일러의 효율을 떨어뜨리고 보일러의 고장을 유발시키며, 통상 동 재질로 형성된 현열부 열교환기를 부식시키는 문제점을 가져왔다.

이러한 문제점을 해결하고자 최근에 사용되는 보일러의 열교환기 구조는 버너를 상측에 설치해 연료를 하향 연소시키고, 그 하방으로 현열부 열교환기와 잠열부 열교환기를 차례로 설치하고 최하단에 응축수 배출구를 설치하였다.

이 방법은 잠열부 열교환기에서 열을 빼앗긴 응축수가 버너 또는 현열부 열교환기에 닿지 않으므로 버너의 연소를 방해하거나 현열부 열교환기를 부식시킬 염려가 없으나, 버너에서 연소되어 하방으로 송풍되는 배기가스를 배출하기 위해 별도의 배기관을 보일러 측면에 설치해야 하였다.

따라서, 상기 하향 연소식 콘덴싱 보일러의 구조는 별도의 배기관을 보일러 일측에 설치해야 하므로 보일러의 부피가 커진다는 문제점과 배기가스의 흐름이 순방향으로 이동하는 것이 아니라 위에서 아래로 이동하는 역 방향이므로 배기 저항이 크다는 문제점이 있었다.

한편, 상기 문제점을 고려하여 콘덴싱 보일러의 상향 연소식 열교환기가 개발되었다.

도 1 내지 3을 참조하여 상기 열교환기에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 1은 종래의 콘덴싱 가스보일러를 보여주는 분리사시도로서, 현열열교환기(20)는 상하 결합이 편리하도록 사각몸체로 형성되어 있으며, 상측에는 후술하는 잠열열교환기(30)가 결합되기 쉽도록 걸림턱(23)이 형성되어 있다.

또한, 내부에는 다수의 핀(22)이 결합된 현열핀튜브(21)가 설치 결합되어 있다.

상기 현열열교환기(20)는 열전달이 잘되는 동 재질을 사용하는 것이 바람직하나, 부식이 잘 안되는 스테인레스 스틸재질을 사용하여도 무관하다.

한편, 상기 현열열교환기(20)의 위쪽으로는 배기가스에서 열을 흡수하는 잠열열교환기(30)가 걸림턱(23)에 결합 설치된다.

이때, 상기 잠열열교환기(30)는 상술한 현열열교환기(20)와 마찬가지로 사각몸체로 되어 있어 있으며, 상단에 배기탑(50)를 적층하기 용이하도록 걸림턱(34)을 구비한다.

상기 잠열열교환기(30)는 원형의 핀이 결합된 다수의 잠열핀튜브(32)로 이루어져 있으며, 응축수로 인한 부식을 방지하기 위하여 스테인레스 스틸재질로 형성되어 있다.

이때, 상기 잠열열교환기(30)는 배기가스가 횡방향으로 이동하기 쉽도록 상기 잠열핀튜브(32)가 상하 지그재그 형태로 설치되어 있다.

한편, 상기 잠열열교환기(30) 사이에는 응축수받이(40)가 설치되어, 고온의 배기가스가 상기 저온의 잠열열교환기(30)를 통과할 때 냉각되면서 발생하는 응축수를 받아낸다.

상기 응축수받이(40)는 상기 잠열열교환기(30) 횡단면의 4/5정도의 크기의 판형으로, 잠열열교환기(30) 하단에 형성된 응축수배출구(31)쪽으로 기울어져 설치되어, 상기 잠열핀튜브(32)에서 냉각되어 떨어지는 응축수를 상기 응축수배출구 (31)로 배출시킨다.

한편, 상기 응축수배출구(31)는 고온의 배기가스가 배출되지 않도록 작게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 잠열열교환기(30)는 배기가스가 배기구(51)로 직접 배출되지 못하도록 상단에 안내판(41)을 구비한다.

상기 안내판(41)은 응축수받이(40)와 같은 각도로 기울어져 있으나, 개방부위가 상기 응축수받이(40)와 반대편에 형성되어 있다.

따라서, 상기 현열열교환기(20)를 지나온 배기가스는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 응축수받이(40)에 의해 상기 잠열열교환기(30)의 일측으로 유입되고, 잠열핀튜브(32)를 지난 후 안내판(41)의 개방된 부분을 통해 상기 배기구(51)로 배기 됨으로써 충분한 시간동안 상기 잠열열교환기(30)에 열을 전달할 수 있다.

도 2는 도 1의 결합 사시도를 도시한 것으로서, 상기 현열열교환기(20), 잠열열교환기(30), 응축수받이(40) 및 안내판(41)이 순차적으로 결합되어 하나의 구조물을 이룬다.

도 3은 도 2의 A - A 종단면도를 도시한 것으로서, 버너(100)에서 연소되면서 발생된 연소열 및 배기가스는 1차로 현열열교환기(20)를 가열하고, 잠열열교환기(30) 하단에 형성된 배기가스유입구(61)를 지나 2차로 잠열핀튜브(32)를 지나면서 일부 열을 빼앗긴 후, 상기 잠열열교환기(30) 상단에 형성된 배기가스배출구(62)를 통해 배기구(51)로 배출된다.

이때, 상기 배기가스는 잠열열교환기(30) 하단에 형성된 배기가스유입구(61) 를 지나 상단에 형성된 배기가스배출구(62)를 통해 이동되므로, 잠열열교환기(30)의 잠열핀튜브(32)를 모두 통과한 후에 배기구(51)로 배출된다.

따라서, 상기 버너(100)에서 연소되고 현열열교환기(20)를 통과해온 공기는 상기 잠열열교환기(30)를 통과하면서 열을 빼앗기고, 배기가스가 냉각되어 발생된 응축수는 모두 응축수받이(40)에 모여져 상기 잠열열교환기(30) 일측에 형성된 응축수배출구(31)를 통해 외부로 배출된다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 콘덴싱 보일러의 상향 연소식 열교환기에 있어서, 배기가스가 냉각되어 발생된 응축수가 배출되는 응축수배출구(31)는 배기가스가 새는 것을 방지하기 위해 직경이 매우 작게 형성되므로, 보일러 연소 중의 찌꺼기(9) 등에 의해 막히는 경우가 발생할 수 있다.

이 경우, 도 4에 보인 바와 같이, 배기가스에 의한 응축수(8)가 응축수배출구(31)를 통해 배출되지 못하고 응축수받이(40)에 고이기 시작하고, 이후 응축수(8)가 계속 발생하여 응축수받이(40)에 가득 고이게 된다.

이렇게 응축수받이(40)에 가득 고인 응축수(8)는 연소실로 떨어져 열교환기의 부식 등의 원인으로 작용하게 된다.

그러나, 종래에는 응축수(8)가 연소실 내에 떨어지는 이상상황에서도 이를 감지할 수 있는 방법이 없었다.

즉, 종래 콘덴싱 가스보일러의 잠열열교환기(30) 상부에 마련된 상기 안내판(41)의 일측 하단부(배기가스배출구(62)가 형성된 쪽)가 잠열열교환기(30)의 배기가스유입구(61)보다 높은 곳에 위치하여 응축수배출구(31)가 막혀 상기와 같이 응 축수받이(40)에 응축수(8)가 고이기 시작한 다음, 일정시간이 지나 응축수(8)가 연소실로 떨어지는 이상상황이 발생할 경우에도 응축수받이(40)에 고여있는 응축수(8)의 수위가 상기 안내판(41)의 하단부 보다 아래쪽에 위치하게 됨으로 응축수(8)가 고인 수면 위로 배기가스가 유동할 수 있는 공간이 존재하게 된다.

따라서, 이와 같이 응축수(8)가 고인 상황하에서도 배기가스는 적게나마 지속적으로 흐를 수 있게 된다.

이와 같은 경우에 있어서, 통상 풍압을 감지하여 보일러의 가스입력량과 송풍기 회전수를 결정하는 가스보일러의 시스템은 배기가스가 적게 흐르기 때문에 자연히 연도가 막힌 조건으로 인식하여 송풍기의 회전수를 높여 가스보일러를 계속 가동시키게 된다.

즉, 상기와 같이 응축수배출구(31)가 막혀 응축수(8)가 연소실로 떨어지는 경우에는 보일러가 자동으로 정지됨으로써, 사용자가 보일러의 이상상태를 파악하여 후속조치를 취할 수 있도록 하여야 하나, 종래에는 상기와 같은 응축수배출구(31)가 막힌 상태에서도 이러한 이상상태를 감지 판단할 수 있는 어떠한 구조적 조건이 마련되어 있지 않기 때문에 응축수(8)가 고여 버너(100)로 떨어져서 불완전연소가 발생하는 경우에도 배기가스유입구(61) 및 배기가스배출구(62) 통해 배기가스가 적은 양이나마 배출될 수 있어, 보일러는 연도가 막힌 것으로 인식하고 오히려 송풍기 회전수를 높여 보일러를 계속 가동하게 되는 것이다.

그 결과, 상기 응축수받이(40)에 고인 응축수(8)는 연소실의 버너(100)로 계속 떨어져 보일러의 불완전연소를 초래하게 되고, 산성에 취약한 보일러의 부품을 부식시키며, 또한 송풍기로 유입될 경우에는 송풍기에 손상을 입히게 되는 문제점을 가지고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 응축수가 응축수배출구를 통해 배출되지 못하고 응축수받이에 고이는 이상 상태를 파악할 수 있는 구조를 제공하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기가스의 흐름이 원활한 상향식 연소구조를 취하면서도 응축수배출구의 막힘으로 인한 보일러의 효율저하와 고장 및 현열부 열교환기의 부식을 방지할 수 있도록 한 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 제공하는 데 있다.

다시 말해, 본 발명은 응축수받이의 상단 모서리에 일정한 높이를 갖는 격막을 세워 그 최상부가 안내판의 하단보다 적어도 1㎜ 이상 높도록 하여 응축수배출구가 막히는 이상상황이 발생하는 경우에는 응축수받이에 고인 응축수의 수위가 상기 격막으로 인해 상기 안내판 하단부를 막을 수 있는 높이만큼 고여 더 이상 배기가스가 배출되지 못하도록 함으로써, 풍압감지수단에 의해 배기가스가 유동하지 못하는 것을 감지하여 보일러를 정지시킬 수 있는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는, 풍압검지수단이 구비된 연소실 내에 현열을 흡열하여 열교환 하는 현열핀튜브와, 배기가스로부터 잠열을 흡열하는 잠열핀튜브와, 상기 현열핀튜브와 잠열핀튜브 사이 에 일정 기울기를 갖고 설치되어 일측에 응축수배출구를 갖는 응축수받이와, 상기 잠열핀튜브 상부에서 배기가스의 이동을 안내하도록 일정 기울기로 경사 설치된 안내판을 갖춘 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서, 상기 안내판의 최하단 부위인 배기가스배출구 보다 그 높이가 높은 격막이 상기 현열핀튜브의 상단인 배기가스유입구 쪽에 위치한 응축수받이의 최상단에 설치되고, 상기 응축수배출구가 막히는 이상 상황에서 상기 격막으로 인해 응축수받이에 고인 응축수의 수위가 상승하여 상기 안내판의 최하단 부위인 배기가스배출구를 막을 경우, 상기 풍압검지수단이 배기가스가 흐르지 못하는 이상상태를 검출하여 보일러를 정지시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 격막의 높이는 상기 응축수받이에 고인 응축수가 현열핀튜브 쪽인 연소실로 떨어지지 않도록 상기 안내판의 최하단 보다 적어도 1㎜ 이상 높게 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는, 배기가스의 잠열을 흡열하여 열교환하는 잠열핀튜브가 소정의 기울기를 갖고 장착되는 잠열부몸체가 현열을 흡열하는 현열핀튜브가 장착되는 현열부몸체에 별도로 조립 설치됨으로써 콘덴싱 가스보일러의 기능을 수행하는 구성을 갖으며, 풍압감지수단을 갖춘 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서, 상기 잠열부몸체와 현열부몸체 사이에 설치되어 상기 현열핀튜브를 거쳐 잠열핀튜브 사이로 배기가스가 유동 가능하게 안내하도록 일측으로 경사진 경사면을 가짐과 아울러 상기 경사면 상단부위에 배기가스유출공이 구비된 덕트와, 상기 덕트의 경사면을 따라 대응 형성된 잠열부 몸체의 저면 내벽이 응축수받이 기능을 하도록 일측으로 경사지고, 이 경사진 잠열부몸체의 저면 내벽 최하단 부위에 형성된 응축수배출구와, 상기 덕트의 배기가스유출공에 대응하는 위치인 상기 잠열부몸체의 경사면 상단부위에 형성된 배기가스유입구의 내측 가장자리에서 일정 높이를 갖고 설치된 격막과, 상기 잠열부몸체 내에 장착된 잠열핀튜브의 기울기와 동일한 기울기로 잠열핀튜브의 상부에 대응 설치되어 배기가스를 안내하는 안내판과, 상기 잠열부몸체 상부에서 상기 안내판에 의해 유도된 배기가스를 외부로 배출할 수 있게 배기구가 구비된 배기탑을 갖는 것이다.

이때, 상기 격막의 높이는 상기 안내판의 최하단 보다 적어도 1㎜이상 높게 설치되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기의 바람직한 제1실시예를 보여주는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 도 5에 도시된 제1실시예의 작용 상태를 보여주는 사용예시도 이며, 도 7은 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기의 제2실시예를 보여주는 사시도 이고, 도 8은 본 발명에 따른 도 7에 도시된 콘덴싱 가스보일러의 열교환기 중 잠열부열교환기의 구성을 도시한 분해사시도 이며, 도 9는 본 발명에 따른 도 8에 도시된 잠열부열교환기의 조립 결합상태를 보여주는 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는 상향 연소식 열교환 기에 적용되는 것으로, 이하 바람직한 제1실예에서 설명할 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는 통상의 콘덴싱 가스보일러의 열교환기와 동일한 구성을 전제로 한다.

즉, 도 5 및 도 6에 도시된 본 발명이 적용되는 콘덴싱 보일러의 열교환기는, 종래 기술에서 살펴본 바와 마찬가지로, 버너(100) 위에 현열핀튜브(21), 잠열핀튜브(32) 및 배기구(51)가 형성된 배기탑(50)가 직 상향으로 적층되고, 상기 현열핀튜브(21)와 잠열핀튜브(32) 사이에 잠열핀튜브(32)로부터 떨어지는 응축수가 배출되도록 형성된 응축수배출구(31)에 연접하여 응축수받이(40)가 상기 응축수배출구(31)의 맞은편 방향으로 상향 경사지게 설치됨과 아울러, 상기 응축수받이(40)에는 응축수배출구(31)와 대향되는 곳에서 연소가스를 잠열핀튜브(32)로 유도하는 배기가스유입구(61)가 형성되며, 상기 잠열핀튜브(32)와 배기탑(50) 사이에는 상기 배기가스유입구(61)와 대향되는 반대편 쪽에 위치한 배기가스배출구(62)를 구비한 안내판(41)이 상기 응축수받이(40)와 평행하게 마련됨으로써, 상기 버너(100)의 배기가스가 현열핀튜브(21), 잠열핀튜브(32) 및 안내판(41)을 지그재그로 통과한 후 배기구(51)를 통해 외부로 배출되도록 구성된다.

그리고, 상기 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는 도시되지 않은 풍압감지수단을 통해 보일러의 가스입력량과 송풍기 회전수를 결정하는 시스템을 갖추고 있다.

이와 같은 통상의 구성을 갖는 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는, 도 5에 보인 바와 같이, 상기 배기가스유입구(61) 쪽에 위치한 상기 응축수받이(40)의 상단에 설치됨과 동시에 상기 배기가스배출구(62) 쪽에 위치한 상기 안 내판(41)의 하단보다 그 높이가 높은 격막(10)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 격막(10)은 상기 응축수배출구(31)가 불순물과 같은 찌꺼기(9)에 의해 막힌 이상상태로 인해 상기 응축수받이(40)에 응축수가 지속적으로 고이는 경우에 있어서, 상기 응축수(8)의 수위가 응축수받이(40) 최상단 쪽 즉, 배기가스유입구(61) 쪽으로 넘쳐 상기 현열핀튜브(21) 및 연소실로 응축수(8)가 떨어지는 것을 방지하는 역할을 할뿐만 아니라 상기 응축수(8)의 수위가 지속적으로 상승하여 상기 안내판(41)의 최하단 부위 쪽 즉, 상기 배기가스배출구(62)를 완전히 차단하도록 응축수(8)를 모아주는 역할을 하는 것이다.

이를 위해 상기 격막(10)의 높이는 상기 안내판(41)의 최하단 보다 최소한 높게 형성되고, 보다 바람직하게는 상기 격막(10)의 높이는 안내판(41)의 최하단 보다 적어도 1㎜ 이상(h) 높게 형성되게 된다.

이러한 구성은 상기 안내판(41)이 응축수받이(40)와 마찬가지로 동일방향으로, 즉 응축수배출구(31)로부터 맞은편 방향으로 상향되게 기울어져 있기 때문에 가능하다.

결과적으로, 상기 격막(10)은 응축수가 응축수받이(40)로부터 넘쳐흘러 배기가스유입구(61)를 통해 현열핀튜브(21) 및 연소실 하부로 떨어지는 것을 모두 커버할 수 있다.

다시 말해, 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 열교환기를 통해서 응축수배출구(31)가 버너(100)의 연소에 의한 찌꺼기(9)들에 의해 막히는 이상현상이 발생하는 경우, 도 5에 보인 바와 같이, 응축수가 응축수받이(40)와 격막(10) 사이에 고 이게 된다.

이와 같은 상태에서 보일러가 지속적으로 구동하게 되면, 점차 응축수의 수위가 상승하여 상기 안내판(41)의 최하단 모서리까지 채워지게 된다.

이때, 상기 보일러가 지속적으로 구동되면, 상기 연소실에서 발생한 배기가스가 현열핀튜브(21)를 통과한 다음, 상기 배기가스유입구(61)를 거쳐 잠열핀튜브(32)를 통과한 후 배기가스배출구(62)로 통해 외부로 빠져나가야 하는 데, 상기 응축수(8)에 의해 배기가스배출구(62)가 막혀 있는 경우에는 더 이상 배기가스가 배출될 수 없게 된다.

따라서, 이와 같은 경우에 상기한 풍압감지수단에서는 배기가스가 흐르지 않게 되기 때문에 풍압을 감지할 수 없게 되면서 보일러의 이상상태를 인식하여 보일러의 구동을 정지시키게 되는 것이다.

이처럼 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는, 상기 격막(10)에 의해 응축수가 안내판(41)의 하단 모서리까지 완전히 고이게 됨으로써, 배기가스의 배출을 원천 봉쇄함에 따라 보일러의 풍압감지수단(미도시)에서 자동적으로 보일러의 열교환기에 이상현상이 발생하였음을 용이하게 감지하게 되고, 그 결과 보일러의 구동을 정지시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예를 보여주는 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 구성함에 있어서, 잠열을 회수하는 잠열핀튜브(81)가 별도의 잠열부몸체(80) 내부에 장착됨과 동시에 현열을 회수하는 현열핀튜브(71)가 장착되는 현열부몸체(70)의 상부에 별도로 조립됨으로써, 콘덴싱 가스보일러를 구성하게 되는 새로운 형태의 열교환기에 본 발명이 추구하는 사상을 적용한 예를 보여주는 것이다.

이때, 상기 현열핀튜브(71)와 잠열핀튜브(81)는 연결관(72)을 통해 서로 연결되어 난방수가 순환할 수 있도록 되어 있다.

물론, 본 발명의 제2실예로 보여지는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는, 제1실시예에서와 마찬가지로, 도시되지 않은 풍압감지수단을 통해 보일러의 가스입력량과 송풍기 회전수를 결정하는 시스템을 갖추고 있다.

이를 보다 구체적으로 살펴보면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 현열핀튜브(71)가 장착된 현열부몸체(70) 상부에 덕트(90)가 매개되고, 상기 덕트(90)의 상부에 잠열핀튜브(81)가 장착된 잠열부몸체(80)가 장착되어 새로운 형태의 콘덴싱 가스보일러를 구성하게 된다.

여기서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 덕트(90)는 일측으로 경사진 경사면(92)을 가짐과 아울러 상기 경사면(92) 상단부위에 배기가스유출공(91)이 구비됨으로써, 상기 현열핀튜브(71)를 거쳐 잠열핀튜브(81) 사이로 배기가스가 유동 가능하게 안내할 수 있는 구조를 갖는다.

그리고, 상기 덕트(90) 상부에 설치되는 잠열부몸체(80)는 상기 덕트(90)의 경사면(92)을 따라 대응 형성되어 응축수받이 기능을 하도록 일측으로 경사진 경사면(82)을 가지고, 상기 경사면의 최상단 부위에 상기 덕트(90)의 배기가스유출공(91)에 대응 형성되어 배기가스가 유입되는 배기가스유입구(83)가 형성되며, 상기 잠열부몸체(80)의 최하단 경사면(82) 부위에 응축수배출구(84)가 형성된 구조를 갖 는다.

또한, 상기 잠열부몸체(80) 내부에 장착되어 배기가스로부터 잠열를 회수하는 잠열핀튜브(81)는 상기 잠열부몸체(80)의 경사면(82)과 동일한 기울기로 경사지게 설치됨으로써, 제한된 공간 내에서 배기가스로부터 잠열을 회수함에 있어서 그 전열면적을 최대한 넓게 확보할 수 있도록 되어 있다.

상기 잠열핀튜브(81)는 잠열부몸체(80)의 양측면에 별도 조립되는 측판(85)에 끼움 조립되는 구조로 장착되게 된다.

특히, 상기 잠열핀튜브(81)는 응축수와의 접촉으로 인한 부식이 발생할 우려가 매우 높기 때문에 내식성 재질을 이용하여 제조하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 잠열핀튜브(81)의 상부에는 잠열핀튜브(81)의 기울기와 동일한 기울기로 대응 설치되어 배기가스를 안내하는 안내판(86)이 마련되고, 상기 안내판(86)의 최하단 끝단과 상기 잠열부몸체(80)의 내벽 사이에는 배기가스배출구(87)가 형성되며, 상기 안내판(86)의 상부에는 상기 안내판(86)에 의해 유도된 후 상기 배기가스배출구(87)를 거친 배기가스를 외부로 배출할 수 있게 배기구(89)가 구비된 배기탑(88)이 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 덕트(90)의 배기가스유출공(91)에 대응되는 위치인 상기 잠열부몸체(80)의 배기가스유입구(83)의 내측 가장자리 부위에 상기 배기가스유출공(91)을 통해 잠열부몸체(80) 내부로 유입되는 배기가스를 안내하도록 일정 높이로 돌출된 격막(10)이 설치되는 것을 특징으로 한 다.

이때, 상기 격막(10)은, 제1실시예서 전술한 바와 마찬가지로, 상기 잠열부몸체(80)의 경사면(82) 최하단에 마련된 응축수배출구(84)가 막힌 이상상태로 인해 응축수받이 기능을 하는 잠열부몸체(80)의 경사면(82)을 따라 응축수가 지속적으로 고이는 경우에 있어서, 상기 응축수의 수위가 상기 배기가스유입구(83) 및 배기가스유출공(91) 쪽으로 넘쳐 상기 현열부몸체(70)의 현열핀튜브(71) 및 연소실로 응축수가 떨어지는 것을 방지하는 역할을 할뿐만 아니라 상기 응축수의 수위가 지속적으로 상승하여 상기 안내판(86)의 최하단 부위 쪽 즉, 상기 배기가스배출구(87)를 완전히 차단하도록 응축수를 모아주는 역할을 하는 것이다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 격막(10)의 높이는 상기 안내판(86)의 최하단 보다 최소한 높게 형성되고, 보다 바람직하게는 상기 격막(10)의 높이는 안내판(86)의 최하단 보다 적어도 1㎜ 이상(H) 높게 형성되게 된다.

이와 같은 격막구조를 통해 본 발명의 제2실예로 보여지는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서도 상기 격막(10)은 제1실시예에서 설명한 바와 동일한 기능을 수행하게 된다.

따라서, 상기 제2실시예에서 보여주는 상기 격막(10)의 보다 구체적인 기능 및 작용효과에 대해서는 생략하도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 콘덴싱 가스보일러의 열교환기는 응축수배출구가 막히는 이상현상이 발생하는 경우, 응축수받이의 상단 쪽에(배기가 스유입구 쪽)에 안내판의 하단(배기가스배출구 쪽)보다 높게 일정 높이를 갖는 격막을 구비함으로써, 상기 응축수받이에 응축수가 지속적으로 고이는 경우에 있어서 격막에 의해 고인 응축수가 안내판의 하단까지 채워지면서 응축수가 배기가스의 유동통로를 모두 막아버리기 때문에 보일러의 풍압감지수단에 의해 배기가스가 유동하지 못하는 것을 감지하는 순간 보일러의 운전을 정지시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 응축수가 연소실 내로 떨어지는 것을 격막으로 막아줌으로써, 버너로 떨어지는 응축수에 의한 보일러의 불완전연소와 수분(혹은 습기)에 취약한 연소기의 부식을 방지하고, 게다가 응축수의 송풍기로의 유입을 막아 송풍기의 손상을 방지시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 풍압검지수단이 구비된 연소실 내에 현열을 흡열하여 열교환 하는 현열핀튜브와, 배기가스로부터 잠열을 흡열하는 잠열핀튜브와, 상기 현열핀튜브와 잠열핀튜브 사이에 일정 기울기를 갖고 설치되어 일측에 응축수배출구를 갖는 응축수받이와, 상기 잠열핀튜브 상부에서 배기가스의 이동을 안내하도록 일정 기울기로 경사 설치된 안내판을 갖춘 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서,

   상기 안내판의 최하단 부위인 배기가스배출구 보다 그 높이가 높은 격막이 상기 현열핀튜브의 상단인 배기가스유입구 쪽에 위치한 응축수받이의 최상단에 설치되고,

   상기 응축수배출구가 막히는 이상 상황에서 상기 격막으로 인해 응축수받이에 고인 응축수의 수위가 상승하여 상기 안내판의 최하단 부위인 배기가스배출구를 막을 경우, 상기 풍압검지수단이 배기가스가 흐르지 못하는 이상상태를 검출하여 보일러를 정지시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 격막의 높이는 상기 응축수받이에 고인 응축수가 현열핀튜브 쪽인 연소실로 떨어지지 않도록 상기 안내판의 최하단보다 적어도 1㎜ 이상 높게 설치되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기.
3. 배기가스의 잠열을 흡열하여 열교환하는 잠열핀튜브가 소정의 기울기를 갖고 장착되는 잠열부몸체가 현열을 흡열하는 현열핀튜브가 장착되는 현열부몸체에 별도로 조립 설치됨으로써 콘덴싱 가스보일러의 기능을 수행하는 구성을 갖으며, 풍압감지수단을 갖춘 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 있어서,

   상기 잠열부몸체와 현열부몸체 사이에 설치되어 상기 현열핀튜브를 거쳐 잠열핀튜브 사이로 배기가스가 유동 가능하게 안내하도록 일측으로 경사진 경사면을 가짐과 아울러 상기 경사면 상단부위에 배기가스유출공이 구비된 덕트와,

   상기 덕트의 경사면을 따라 대응 형성된 잠열부몸체의 저면 내벽이 응축수받이 기능을 하도록 일측으로 경사지고, 이 경사진 잠열부몸체의 저면 내벽 최하단 부위에 형성된 응축수배출구와,

   상기 덕트의 배기가스유출공에 대응하는 위치인 상기 잠열부몸체의 경사면 상단부위에 형성된 배기가스유입구의 내측 가장자리에서 일정 높이를 갖고 설치된 격막과,

   상기 잠열부몸체 내에 장착된 잠열핀튜브의 기울기와 동일한 기울기로 잠열핀튜브의 상부에 대응 설치되어 배기가스를 안내하는 안내판과,

   상기 잠열부몸체 상부에서 상기 안내판에 의해 유도된 배기가스를 외부로 배출할 수 있게 배기구가 구비된 배기탑을 갖는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 격막의 높이는 상기 안내판의 최하단 보다 적어도 1㎜이상 높게 설치되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기.

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