KR101199621B1 - 콘덴싱 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버너의 사용에 제한이 없고 설치 구조가 간단한 상향 연소식 콘덴싱 보일러를 구성하되 연소생성물의 배기 저항을 감소시키고 잠열 열교환기에서 발생하는 응축수가 원활하게 배출될 수 있도록 하여 잠열 회수 효율을 향상시킬 수 있는 콘덴싱 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 버너에서 발생된 연소 현열을 흡수하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 열교환을 마친 연소생성물에 포함된 수증기의 잠열을 흡수하는 잠열 열교환기와, 상기 잠열 열교환기를 통과한 연소생성물이 배출되는 배기후드 및 상기 잠열 열교환기에서 생성된 응축수가 배수되는 응축수 배출구를 포함하여 이루어진 콘덴싱 보일러에 있어서, 상기 버너에서 연소된 연소생성물은 상기 현열 열교환기를 통과하여 상기 잠열 열교환기로 수직 상승한 후, 수평면과 예각을 이루면서 외측으로 비스듬히 하강하여 상기 잠열 열교환기에서 열교환이 이루어진 후, 수직 상승하여 상기 배기후드로 배출되는 것을 특징으로 한다.

Description

콘덴싱 보일러{CONDENSING BOILER}

본 발명은 콘덴싱 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소생성물의 배기 방향과 응축수의 배출 방향을 일치시켜 연소생성물의 배기 저항을 감소하고 잠열 열교환기에서 발생하는 응축수의 원활한 배출이 가능하며 그 내부의 결합구조가 간단한 콘덴싱 보일러에 관한 것이다.

보일러는 밀폐된 용기 내의 열매체를 열원에 의해 가열시켜 원하는 지역을 난방하는 장치로, 연료를 연소시키는 버너와 연소된 고온의 연소공기에서 난방수로 열을 전달하는 열교환기로 구성된다.

초기 보일러의 열교환기는 버너의 연소시 발생하는 현열만을 이용하고 고온의 연소공기는 배기후드를 통해 그대로 배출시켜, 보일러의 열효율이 매우 낮았으며 고온의 난방수를 얻는데 오랜 시간이 소요되었다.

때문에 근래에 생산되는 보일러는 열효율을 증대시키기 위해 연소실에서 발생되는 연소생성물의 현열을 흡수하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 열교환을 마친 연소생성물에 포함되어 있는 수증기의 잠열을 흡수하는 잠열 열교환기를 구비하는데, 이러한 방식의 보일러를 콘덴싱 보일러라 한다.

이러한 콘덴싱 보일러는 가스보일러 뿐만 아니라 기름보일러에도 실용화되어 보일러 효율의 증가 및 연료비 절감에 많은 기여를 하고 있다.

도 1은 종래 상향 연소식 콘덴싱 보일러의 구조를 보여주는 개략도이다.

종래 상향 연소식 콘덴싱 보일러는, 최하단에 송풍기(11)가 위치하고, 그 상측으로 상향 연소식 버너(12)와 연소실(13), 현열 열교환기(14), 잠열 열교환기(15) 및 배기후드(19)가 순차로 설치된 구조로 이루어져 있다.

상기 잠열 열교환기(15)는 현열 열교환기(14)의 상측에 경사지게 배치되고, 그 하부 일측에는 잠열 열교환기(15)에서 생성된 응축수가 배수되는 응축수 배출구(18)가 형성되어 있다.

상기 잠열 열교환기(15)의 상부에는 연소생성물의 흐름 방향을 유도하는 상부 가이드(16)가 구비되고, 잠열 열교환기(15)의 하부에는 연소생성물의 흐름 방향을 유도함과 아울러 낙하하는 응축수를 응축수 배출구(18) 측으로 유도하기 위한 하부 가이드(17)가 구비되어 있다.

상기 현열 열교환기(14)를 통과한 연소생성물은 하부 가이드(17)의 일측방을 경유하여 상측으로 이동된 후 잠열 열교환기(15) 내부를 하향 경사지게 통과하고, 다시 상향으로 유로가 전환되어 배기후드(19)를 통해 배출된다.

이러한 구성에 의하면, 콘덴싱 보일러를 상향 연소식으로 구성하면서도 연소생성물의 배기 방향과 응축수의 배출 방향이 동일한 방향이 되므로 연소생성물의 저항을 받지 않으면서 응축수가 원활하게 배출될 수 있다.

그러나 이러한 종래의 상향 연소식 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기의 구성에 의하면, 연소생성물의 유로를 상기와 같이 전환하기 위한 구성으로서 잠열 열교환기(15) 내측 상부와 하부의 대부분 영역에 걸쳐 상부 가이드(16)와 하부 가이드(17)가 설치되므로 잠열 열교환기(15)의 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.

또한 연소생성물이 현열 열교환기(14)에서 잠열 열교환기(15)로 이동하는 과정에서 하부 가이드(17)와의 간섭에 의해 배기 저항을 받게 되고, 연소생성물이 잠열 열교환기(15) 내부의 일측에서 타측으로 유동하는 과정에서도 그 내부에 겹겹으로 설치된 다수의 열교환 튜브 및 이에 결합된 열교환핀 사이를 통과하면서 배기 저항을 받게 되어 연소생성물이 원활하게 배출되지 못하는 문제점이 있었다.

또한 종래 상향 연소식 콘덴싱 보일러는 현열 열교환기(14)의 직상방에 응축수받이 역할을 하는 하부 가이드(17)가 위치함에 따라서 현열 열교환기(14)를 통과한 고온의 연소생성물과의 접촉으로 인해 하부 가이드(17)의 온도가 상당히 높게 가열되며, 이에 따라 연소생성물이 잠열 열교환기(15)를 통과하면서 생성된 응축수가 하부 가이드(17)로 떨어진다 하더라도 가열된 하부 가이드(17)로 인해 상당량의 응축수가 재기화하게 되므로 응축으로 회수된 잠열이 다시 기화열의 형태로 배출되어 최대 응축 효율을 얻을 수 없게 되는 문제점이 있었다.

도 2는 종래 하향 연소식 콘덴싱 보일러의 구조를 보여주는 개략도이다.

종래 하향 연소식 콘덴싱 보일러는, 최상단에 송풍기(21)가 위치하고, 그 하측으로 하향 연소식 버너(22)와 연소실(23), 현열 열교환기(24), 잠열 열교환기(25)가 위치하며, 잠열 열교환기(25)의 하측에 응축수받이(27)와 응축수 배출구(28)가 위치하고 그 일측으로 배기후드(29)가 설치된 구조로 이루어져 있다.

상기 현열 열교환기(24)와 잠열 열교환기(25)를 경유하면서 가열된 난방수는 현열 열교환기(24)의 일측에 연결된 공급관(26a)을 통해 실내로 이송되어 열에너지를 전달한 후 냉각되어 잠열 열교환기(25)의 일측에 연결된 환수관(26b)으로 되돌아 오며, 상기 환수관(26b)으로 환수된 난방수는 다시 잠열 열교환기(25)로 유입되어 현열 열교환기(24)를 통과한 연소생성물에 포함된 수증기를 응축시켜 잠열을 회수하도록 구성되어 있다.

이러한 하향 연소식 콘덴싱 보일러의 경우 응축수의 중력에 의한 낙하 방향(즉, 연직하 방향)과 현열 열교환기(24)와 잠열 열교환기(25)를 통과하는 연소생성물의 배기 방향이 자연스럽게 일치하게 되는데, 이는 콘덴싱 보일러의 효율 향상에 매우 중요한 요인이 된다.

즉, 잠열 열교환기(25)를 지나면서 연소생성물 내의 수증기가 응축되어 잠열을 난방순환수에 전달한 후에는 연소생성물의 온도가 크게 떨어지게 되므로, 응축수받이(27) 내부의 온도가 매우 낮게 형성되어 응축수로 액화된 수증기의 재기화에 의한 열손실을 최소화할 수 있는 것이다.

이와 같은 하향 연소식 콘덴싱 보일러는 잠열을 최대한 회수할 수 있는 구조라는 점에서 가장 바람직한 콘덴싱 보일러의 구조로 평가되고 있으나, 하향 연소가 가능한 버너가 필수적으로 구비되어야 하는 제한이 따르는 문제점이 있다.

일반적으로 보일러에 적용되는 버너는 예혼합(Pre-mixed) 버너와 분젠(Bunsen) 버너로 구분할 수 있다.

이 중 예혼합 버너는 연소용 가스와 공기를 혼합실에서 미리 혼합한 예혼합가스를 연소시키는 방식으로, 화염길이가 매우 짧고 화염밀도가 높기 때문에 상향이나 하향, 측향 등 연소방향에 무관하게 버너를 설치할 수 있는 장점이 있다.

이에 반해 분젠 버너는 가스를 분사하는 노즐부에서 연소에 필요한 1차 공기를 공급하고, 화염이 형성되는 부위에 과잉 2차공기를 공급하여 완전연소를 실현시키는 버너로서, 2차공기와 반응하는 화염의 길이가 길고 화염밀도가 낮아 화염이 상방향으로 향하는 경향을 가지고 있기 때문에 상향 연소식에만 적용이 가능한 단점이 있다.

따라서 종래 하향 연소식 콘덴싱 보일러의 경우 하향 연소가 가능한 예혼합 버너의 사용이 필수적이지만, 예혼합 버너는 연소안정성이 떨어지고 매우 복잡한 연소제어를 구현하기 위하여 고가의 제어시스템이 사용되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 버너의 사용에 제한이 없고 설치 구조가 간단한 상향 연소식 콘덴싱 보일러를 구성하되 연소생성물의 배기 저항을 감소시키고 잠열 열교환기에서 발생하는 응축수가 원활하게 배출될 수 있도록 하여 잠열 회수 효율을 향상시킬 수 있는 콘덴싱 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 콘덴싱 보일러는, 버너에서 발생된 연소 현열을 흡수하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 열교환을 마친 연소생성물에 포함된 수증기의 잠열을 흡수하는 잠열 열교환기와, 상기 잠열 열교환기를 통과한 연소생성물이 배출되는 배기후드 및 상기 잠열 열교환기에서 생성된 응축수가 배수되는 응축수 배출구를 포함하여 이루어진 콘덴싱 보일러에 있어서, 상기 버너에서 연소된 연소생성물은 상기 현열 열교환기를 통과하여 상기 잠열 열교환기로 수직 상승한 후, 수평면과 예각을 이루면서 외측으로 비스듬히 하강하여 상기 잠열 열교환기에서 열교환이 이루어진 후, 수직 상승하여 상기 배기후드로 배출되는 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 잠열 열교환기의 내측 전후방에는, 상기 현열 열교환기를 통과하여 수직 상승한 연소생성물의 유로가 수평면과 예각을 이루면서 전후방 또는 좌우 방향으로 나뉘어져 비스듬히 하강하도록 유로를 형성하면서 상기 연소생성물과의 사이에 열교환이 이루어지는 다수의 튜브가 상하 간격을 두고 상기 잠열 열교환기의 전후방 외측을 향하여 하향 경사지게 배치된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 튜브는 상기 연소생성물이 통과하는 측면의 폭이 전후 양단의 높이보다 길게 형성되어 그 단면이 납작한 타원형상으로 이루어진 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 잠열 열교환기 내측의 전후방에 구비된 튜브의 외측에는 상기 튜브의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 다수의 열교환핀이 각각 결합되어 있는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 잠열 열교환기의 내측 상부에는 전후방 양단부가 상기 튜브의 경사각에 대응되는 경사면으로 이루어진 상부 가이드가 구비된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 응축수 배출구는 상기 잠열 열교환기의 하부 일측에 구비되고, 상기 잠열 열교환기의 내측 전후방의 상기 튜브의 하측에는 상기 튜브의 외측면에 고여서 하측으로 낙하하는 응축수를 상기 응축수 배출구 측으로 유도하는 하부 가이드가 구비된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 튜브의 좌우 양측단은 이에 대응되는 형상의 튜브 삽입홀이 형성된 좌측 엔드플레이트와 우측 엔드플레이트에 각각 결합되고, 상기 좌측 엔드플레이트와 우측 엔드플레이트의 외측에는 상기 튜브 내부를 흐르는 열매체의 유로가 상기 잠열 열교환기 내부에서 좌측에서 우측으로, 그리고 우측에서 좌측으로 교번하여 전환되도록 유도하는 좌측 유로캡과 우측 유로캡이 각각 결합되어 있는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 좌측 유로캡은, 입구관으로 유입된 열매체를 상기 전후방 양측의 튜브로 분할 공급하는 상부 유로캡과, 전후방 양측에 상하로 구비되어 열매체의 유로를 전환하는 복수의 중간부 유로캡과, 상기 전후방 양측의 튜브를 통과해 온 열매체를 취합하여 출구관으로 배출하는 하부 유로캡의 집합으로 이루어지고, 상기 우측 유로캡은, 전후방 양측에 상하로 구비되어 열매체의 유로를 전환하는 복수의 유로캡의 집합으로 이루어진 것으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 콘덴싱 보일러에 의하면, 잠열 열교환기 내측의 전후방에 하향 경사진 다수의 튜브를 상하로 설치하여 연소생성물의 배기 방향과 응축수의 배출 방향을 일치시킴으로써 연소생성물의 배기 저항이 감소되고 응축수가 원활하게 배출될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 튜브와 열교환핀과 엔드플레이트 및 유로캡의 간단한 결합구조를 통하여 잠열 열교환기 내부에서 튜브를 통과하는 열매체의 흐름 방향이 좌,우측으로 교번하여 전환되도록 유로를 형성할 수 있게 되므로 잠열 열교환기 내부의 한정된 공간에서 열교환 면적과 시간을 증대시킴으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 상향 연소식 콘덴싱 보일러의 구조를 보여주는 개략도,
도 2는 종래 하향 연소식 콘덴싱 보일러의 구조를 보여주는 개략도,
도 3은 본 발명이 적용되는 콘덴싱 보일러의 구조를 보여주는 개략도,
도 4는 도 3의 종단면도,
도 5a와 5b는 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 구조를 보여주는 사시도,
도 6은 도 5a의 분해 사시도,
도 7은 도 5a의 A-A 선 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 종래기술과 동일한 기능 및 작용을 하는 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

도 3은 본 발명이 적용되는 콘덴싱 보일러의 구조를 보여주는 개략도, 도 4는 도 3의 종단면도로서, 도 3과 도 4는 콘덴싱 보일러의 좌측에서 바라본 것이다.

본 발명에 따른 콘덴싱 보일러는, 송풍기(11)의 상측에 화염이 상향으로 형성되는 상향 연소식 버너(12)와 연소실(13)이 구비되고, 그 상측으로는 상기 버너(12)에서 발생된 연소 현열을 흡수하는 현열 열교환기(14)와, 상기 현열 열교환기(14)에서 열교환을 마친 연소생성물(배기가스)에 포함된 수증기의 잠열을 흡수하는 잠열 열교환기(100)와, 상기 잠열 열교환기(100)를 통과한 연소생성물이 배출되는 배기후드(19)가 설치되며, 상기 잠열 열교환기(100)의 하부 일측에는 잠열 열교환기(100)에서 생성된 응축수가 배출되는 응축수 배출구(190)가 형성되어 있다.

본 발명은 버너(12)에서 연소된 연소생성물이 현열 열교환기(14)와 잠열 열교환기(100)를 통과하여 배기후드(19)로 배출되는 과정에서 배기 저항을 감소시키고 잠열 열교환기(100)에서 생성되는 응축수의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 연소생성물의 배기 방향과 응축수의 배출 방향이 일치되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이를 위한 구성으로, 상기 잠열 열교환기(100) 내부의 전방(도 3과 도 4에서 우측)과 후방(도 3과 도 4에서 좌측)에는 각각 전방과 후방을 향하여 수평면을 기준으로 예각을 이루면서 비스듬히 하향 경사진 다수의 튜브(140,140a)가 상하 간격을 두고 설치되어, 상하로 배치된 튜브(140,140a) 사이로 연소생성물이 통과하도록 구성되어 있다.

그리고 상기 잠열 열교환기(100)의 내측 상부에는 전후방 양단부가 상기 튜브(140,140a)의 경사각에 대응되는 하향의 경사면으로 이루어진 상부 가이드(170)가 구비되어 있다.

또한 상기 튜브(140,140a)의 하측에는 연소생성물에 포함된 수증기가 잠열 열교환기(100)를 통과하면서 응축되어 상기 튜브(140,140a)의 외측면에 고여서 하측으로 낙하하는 응축수를 상기 응축수 배출구(190) 측으로 유도하는 하부 가이드(180,180a)가 구비되어 있다. 상기 하부 가이드(180,180a)는 현열 열교환기(14)에서 수직으로 상승하는 연소생성물을 잠열 열교환기(100) 내부의 중앙부로 유도하는 역할도 한다.

이와 같은 잠열 열교환기(100)의 구조에 의하면, 버너(12)에 의해 연소된 연소생성물은 현열 열교환기(14)를 통과하여 잠열 열교환기(100) 내부의 중앙부를 향해 수직으로 상승하고, 수직 상방향으로 이동한 연소생성물은 상부 가이드(170)와 경사 배치된 튜브(140,140a)에 의해 유로가 전환되어 수평면과 예각을 이루면서 전후방 또는 좌우 방향으로 비스듬히 하강하여 튜브(140,140a) 사이를 통과하면서 튜브(140,140a) 내부를 흐르는 열매체와 열교환이 이루어진 후, 잠열 열교환기(100)의 전후방 벽면에 의해 그 흐름이 다시 수직 상방향으로 전환되어 취합된 후에 배기후드(19)를 통해 외부로 배출된다.

이때 튜브(140,140a) 사이를 통과하는 연소생성물의 배기 방향과 튜브(140,140a)의 외측면에 고인 후에 상기 튜브(140,140a)을 표면을 타고 하향 경사지게 흘러내리는 응축수의 흐름 방향 및 하부 가이드(180)의 상면으로 낙하하여 응축수 배출구(190) 측으로 유도되는 응축수의 배출 방향이 서로 일치하게 되므로 연소생성물의 저항을 받지 않으면서 응축수가 원활하게 배출될 수 있게 된다.

또한 도 1에 도시된 종래기술에서는 하부 가이드(17)가 현열 열교환기(14)의 직상측에 넓은 영역을 점유하면서 설치됨에 따라서 하부 가이드(17)의 상면으로 낙하한 응축수가 재기화하여 잠열 회수 효율이 떨어지고 연소생성물의 배기 저항이 커지게 되는 문제점이 있었다.

그러나 본 발명에서는 응축수가 낙하하는 하부 가이드(180,180a)가 현열 열교환기(14) 상측의 전후방에 각각 좁은 영역을 점유하면서 설치되므로 연소열에 의해 하부 가이드(180,180a)가 가열되더라도 응축수와 하부 가이드(180,180a)가 접촉하는 면적과 시간이 종래기술에 비해서 상대적으로 감소하게 되므로 응축수가 재기화하는 비율을 줄일 수 있게 된다.

또한 도 1에 도시된 종래기술에서는 현열 열교환기(14)로부터 잠열 열교환기(15)를 경유하는 연소생성물의 유로가 현열 열교환기(14)의 상부에서 일측으로 모아진 후 상측으로 이동하여 잠열 열교환기(15)의 일측단에서 타측단을 향하여 일방향으로 이동하면서 겹겹이 배치된 열교환 튜브와 열교환핀 사이를 통과하는 과정에서 배기 저항을 많이 받는 문제점이 있었다.

그러나 본 발명에서는 연소생성물이 현열 열교환기(14)로부터 잠열 열교환기(100) 내부 중앙부를 향하여 간섭을 받지 않고 수직 상승한 후에 전후방으로 나뉘어져 전방측 튜브(140) 사이와 후방측 튜브(140a) 사이를 통과하여 비스듬히 이동한 후에 다시 수직 상승하여 배기후드(19)로 배출되므로 종래기술에 비해 연소생성물의 배기 저항을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 잠열 열교환기(100) 내부에 튜브(140,140a)가 설치되는 구조 및 튜브(140,140a) 내부를 흐르는 열매체의 유로 구조를 설명하기로 한다.

도 5a와 5b는 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 구조를 보여주는 사시도로서, 도 5a는 좌측에서 바라본 사시도, 도 5b는 우측에서 바라본 사시도, 도 6은 도 5a의 분해 사시도, 도 7은 도 5a의 A-A 선 단면도이다.

도 5a 내지 도 6을 참조하면, 잠열 열교환기(100) 내부의 전방과 후방에 상하로 이격되어 경사지게 배치되는 튜브(140,140a)는 연소생성물이 통과하는 측면의 폭이 전후 양단의 높이보다 길게 형성되어 그 단면이 납작한 타원형상으로 이루어진 것으로, 이 경우 연소생성물과 튜브(140,140a) 간의 전열 면적이 증대됨과 동시에 연소생성물의 흐름 저항을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 튜브(140,140a)의 외측에는 길이방향(도면에서는 좌우측 방향)으로 소정 간격을 두고 판 형상으로 이루어진 다수개의 열교환핀(130,130a)이 결합된다. 즉, 잠열 열교환기(100)의 전방측에 상하로 배치되는 튜브(140;141,142,143,144,145,146)의 외측에는 그 튜브(140)의 외주면 형상에 대응되는 튜브 삽입홀(131)이 상하로 형성된 다수의 전면 열교환핀(130)이 결합되고, 잠열 열교환기(100)의 후방측에 상하로 배치되는 튜브(140a;141a,142a,143a,144a,145a,146a)의 외측에는 튜브 삽입홀(131a)이 상하로 형성된 다수의 후면 열교환핀(130a)이 결합된다.

그리고 상기 튜브(140,140a)의 좌측단은 각각 이에 대응되는 튜브 삽입홀(121,121a)이 형성된 좌측 엔드플레이트(120)에 결합되고, 상기 튜브(140,140a)의 우측단은 각각 이에 대응되는 튜브 삽입홀(151,151a)이 형성된 우측 엔드플레이트(150)에 결합된다.

또한 상기 좌측 엔드플레이트(120)와 우측 엔드플레이트(150)의 외측에는 상기 튜브(140,140a)의 내부를 흐르는 열매체의 유로가 상기 잠열 열교환기(100) 내부에서 좌,우측으로 교번하여 전환되도록 유도하는 좌측 유로캡(110)과 우측 유로캡(160)이 결합된다.

여기서 상기 좌측 엔드플레이트(120)와 좌측 유로캡(110) 간의 결합과, 상기 우측 엔드플레이트(150)와 우측 유로캡(160) 간의 결합이 용이하도록, 좌측 엔드플레이트(120)는 튜브 삽입홀(121,121a)이 형성된 면의 가장자리부에는 좌측을 향하여 돌출면이 형성되어 그 돌출면으로 둘러싸인 4면의 내측으로 좌측 유로캡(110)이 끼워지게 되고, 상기 우측 엔드플레이트(150)는 튜브 삽입홀(151,151a)이 형성된 면의 가장자리부에는 우측을 향하여 돌출면이 형성되어 그 4면의 내측으로 우측 유로캡(160)이 끼워지도록 구성될 수 있다.

상기 좌측 유로캡(110)은, 입구관(111a)으로 유입된 열매체를 전후방 양측 상부에 구비된 튜브(141,141a)로 분할 공급하는 상부 유로캡(111)과, 전후방 양측 중간부에 상하로 구비되어 튜브(142,143,144,145,142a,143a,144a,145a) 내부를 흐르는 열매체의 유로를 전환하는 중간부 유로캡(112,113,112a,113a)과, 전후방 양측 하부에 구비된 튜브(146,146a)를 통과해 온 열매체를 취합하여 출구관(114a)으로 배출하는 하부 유로캡(114)으로 구성된다.

상기 우측 유로캡(160)은, 전후방 양측 상부에 구비된 튜브(141,142,141a,142a)의 유로를 전환하는 상부 유로캡(161,161a)과, 전후방 양측 중간부에 구비된 튜브(143,144,143a,144a)의 유로를 전환하는 중간부 유로캡(162,162a)과, 전후방 양측 하부에 구비된 튜브(145,146,145a,146a)의 유로를 전환하는 하부 유로캡(163,163a)으로 구성된다.

이와 같은 튜브(140,140a)와 열교환핀(130,130a)과 좌,우측 엔드플레이트(120,150) 및 좌,우측 유로캡(110,160)의 결합구조에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이 잠열 열교환기(100) 내부의 한정된 공간에서 열매체가 흐르는 유로가 화살표로 표시된 바와 같이 좌측에서 우측으로, 그리고 우측에서 좌측으로 교번하여 전환되므로 연소생성물과의 전열 면적과 시간을 증대시킬 수 있어 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 결합구조가 간단하므로 잠열 열교환기(100)의 제작 또한 용이해지는 효과가 있다.

11,21 : 송풍기 12,22 : 버너
13,23 : 연소실 14,24 : 현열 열교환기
15,25 : 잠열 열교환기 16 : 상부 가이드
17 : 하부 가이드 18,28 : 응축수 배출구
19,29 : 배기후드 26a : 공급관
26b : 환수관 27 : 응축수받이
100 : 잠열 열교환기 110 : 좌측 유로캡
111 : 상부 유로캡 111a : 입구관
112,112a,113,113a : 중간부 유로캡
114 : 하부 유로캡 114a : 출구관
120 : 좌측 엔드플레이트 121,121a,131,131a,151,151a : 튜브 삽입홀
130 : 전면 열교환핀 130a: 후면 열교환핀
140,141,142,143,144,145,146,140a,141a,142a,143a,144a,145a,146a : 튜브
150 : 우측 엔드플레이트 160 : 우측 유로캡
161 : 상부 유로캡 162 : 중간부 유로캡
163 : 하부 유로캡 170 : 상부 가이드
180,180a : 하부 가이드 190 : 응축수 배출구

Claims (8)

1. 버너(12)에서 발생된 연소 현열을 흡수하는 현열 열교환기(14)와, 상기 현열 열교환기(14)에서 열교환을 마친 연소생성물에 포함된 수증기의 잠열을 흡수하는 잠열 열교환기(100)와, 상기 잠열 열교환기(100)를 통과한 연소생성물이 배출되는 배기후드(19) 및 상기 잠열 열교환기(100)에서 생성된 응축수가 배수되는 응축수 배출구(190)를 포함하여 이루어진 콘덴싱 보일러에 있어서,
   상기 잠열 열교환기(100)의 내측 전후방에는, 상기 현열 열교환기(14)를 통과하여 수직 상승한 연소생성물의 유로가 수평면과 예각을 이루면서 전후방 또는 좌우 방향으로 나뉘어져 비스듬히 하강하도록 유로를 형성하면서 상기 연소생성물과의 사이에 열교환이 이루어지고 연소생성물이 통과하는 측면의 폭이 전후 양단의 높이보다 길게 형성되어 그 단면이 납작한 타원형상으로 이루어진 다수의 튜브(140,140a)가 상하 간격을 두고 상기 잠열 열교환기(100)의 전후방 외측을 향하여 하향 경사지게 배치되고,
   상기 잠열 열교환기(100) 내측의 전후방에 구비된 튜브(140,140a)의 외측에는 상기 튜브(140,140a)의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 나란하게 다수로 배치되는 판 형상으로 이루어진 열교환핀(130,130a)이 각각 결합되며,
   상기 잠열 열교환기(100)의 내측 상부에는 전후방 양단부가 상기 튜브(140,140a)의 경사각에 대응되는 경사면으로 이루어진 상부 가이드(170)가 구비되고,
   상기 응축수 배출구(190)는 상기 잠열 열교환기(100)의 하부 일측에 구비되고, 상기 잠열 열교환기(100)의 내측 전후방의 상기 튜브(140,140a)의 하측에는 상기 튜브(140,140a)의 외측면에 고여서 하측으로 낙하하는 응축수를 상기 응축수 배출구(190) 측으로 유도하는 하부 가이드(180,180a)가 구비되며,
   상기 튜브(140,140a)의 좌우 양측단은 이에 대응되는 형상의 튜브 삽입홀(121,121a)이 형성된 좌측 엔드플레이트(120)와 우측 엔드플레이트(150)에 각각 결합되고, 상기 좌측 엔드플레이트(120)와 우측 엔드플레이트(150)의 외측에는 상기 튜브(140,140a) 내부를 흐르는 열매체의 유로가 상기 잠열 열교환기(100) 내부에서 좌측에서 우측으로, 그리고 우측에서 좌측으로 교번하여 전환되도록 유도하는 좌측 유로캡(110)과 우측 유로캡(160)이 각각 결합되되,
   좌측 유로캡(110)은, 입구관(111a)으로 유입된 열매체를 전후방 양측 상부에 구비된 튜브(141,141a)로 분할 공급하는 상부 유로캡(111)과, 전후방 양측 중간부에 상하로 구비되어 튜브(142,143,144,145,142a,143a,144a,145a) 내부를 흐르는 열매체의 유로를 전환하는 중간부 유로캡(112,113,112a,113a)과, 전후방 양측 하부에 구비된 튜브(146,146a)를 통과해 온 열매체를 취합하여 출구관(114a)으로 배출하는 하부 유로캡(114)으로 구성되고,
   상기 우측 유로캡(160)은, 전후방 양측 상부에 구비된 튜브(141,142,141a,142a)의 유로를 전환하는 상부 유로캡(161,161a)과, 전후방 양측 중간부에 구비된 튜브(143,144,143a,144a)의 유로를 전환하는 중간부 유로캡(162,162a)과, 전후방 양측 하부에 구비된 튜브(145,146,145a,146a)의 유로를 전환하는 하부 유로캡(163,163a)으로 구성된 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러.
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