KR101424947B1 - 콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어진 몸체; 몸체의 내부에 구비되고, 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 연소실; 일단이 연소실의 통공에 결합되고, 타단이 몸체에 결합되는 배기 파이프; 몸체의 일측에 구비되어 사용수가 유입되는 사용수 유입포트; 및 몸체의 타측에 구비되어 몸체의 내부에서 가열된 사용수가 배출되는 사용수 유출포트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보일러를 구현한바, 연소실에서 발생한 고온의 연소가스가 복수의 배기 파이프 및 투 패스 방식을 통해 접촉 면적이 넓어져 열교환기의 열교환 효율을 향상하고, 추가의 부피 증가 없이 고효율의 관형 열교환기 제작이 가능한 효과가 있다. 또한, 유입구 포트와 유출구 포트 사이의 경로가 짧기 때문에 사용수 압력의 손실이 적어지는 효과가 있다. 또한, 배기 파이프에 응축수가 발생하더라도 응축수의 낙하방향과 연소가스의 진행방향을 일치시켜 열교환기의 효율 감소화를 최소화 시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 제 1 고정부재 및 제 2 고정부재를 사용하여 복수의 배기 파이프의 위치를 고정하여 사용수의 흐름을 원활하게 하고, 제 1 고정부재 및 제 2 고정부재를 통해 열교환 면적을 향상시켜 열교환기의 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보일러{A condensing heat exchanger and a boiler with the condensing heat exchanger}
본 발명은 콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소실에서 발생하는 연소가스를 복수의 배기 파이프를 이용하여 통과시킴으로써, 사용수와 고온의 연소가스의 접촉 면적을 향상시켜 열교환기의 효율을 향상시키고, 소형의 콤팩트한 열교환기의 제조가 가능한 콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보일러에 관한 것이다.
최근 지구촌의 에너지 사용이 늘어나면서 이와 더불어 환경오염 등 부수적인 문제들이 자주 발생하고 있으며, 이러한 문제들을 해결하기 위해 전 세계적으로 환경 친화 대체 에너지의 개발 등이 추진되고 있는 실정이다.
그러나 현재 사용중인 화학에너지의 사용을 일시에 바꾸는 것은 큰 어려움이 따르므로 환경오염 등의 문제들을 해결하기 위한 한 방안으로 에너지 사용장치의 효율을 향상시키는 다양한 연구가 진행중에 있으며, 이와 함께 유지비용 절감의 경제적 효과를 위한 연구도 함께 진행되고 있다.
이와 같은 연구의 일환으로 난방을 위한 보일러 또는 온수기 등과 같은 가스기기의 열효율의 열전달 효율을 높이기 위해 다양한 종류의 고효율 열교환기들이 제안되고 있다.
일반적으로 열교환기 효율을 상승시키기 위해서 열전달 면적을 늘리는 방법이 사용되는데 종래에는 복수의 열교환 루트를 추가 배치하였으나, 이로 인해 열교환기의 부피가 커지는 문제점이 있다. 또한, 추가된 열교환 루트로 인해 사용수 유입구와 유출구 사이의 경로가 길어져 사용수 압력의 손실이 커지는 문제점이 있다.
또한, 고효율의 열교환기 제작에 있어서, 저효율의 열교환기에서는 응축수 발생의 문제가 생기지 않으나, 고효율의 열교환기에서는 응축수가 발생하고 응축수가 열교환 효율을 감소시키는 문제점이 있다.
특히, 사용수의 유동방향을 기준으로 종래의 원 패스형(One Path) 콘덴싱 열교환기는 부피가 커지는 단점이 있었다. 또한, 종래의 투 패스형(Two Path) 콘덴싱 열교환기는 연소실의 형상이 복잡하여 다수의 용접 가공을 통해 유로를 형성해야 했으므로 제조공정이 복잡하고 부식에 취약하여 수명이 단축되는 단점이 있었다.
KR2001-0061379 10
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 연소실에서 발생하는 고온의 연소가스를 복수행 및 복수열의 통공과 결합되는 다수의 배기 파이프를 이용하여 통과시킴으로써, 사용수와 고온의 연소가스의 접촉 면적을 향상시켜 열교환기의 효율을 향상시키면서도, 배기 파이프를 만곡시켜 컴팩트하게 구성하여 소형의 열교환기의 제조가 가능한 콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보이러 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 투 패스(Two Path) 콘덴싱 열교환기 구조이면서도 기둥면에 절곡이 없는 단순한 원기둥의 형태로 연소실을 구성하여 용접 공정을 대폭적으로 감소시킴으로써 생산 효율과 수명을 크게 향상시킨 콘덴싱 열교환기 및 이를 포함한 보일러를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어지고, 사용수가 수용되는 몸체; 몸체의 내부에 구비되고, 내부에 연소가스가 수용되며, 기둥면에 절곡이 없는 원기둥 형태로 구성되는 연소실; 연소가스가 연소실에서 배출될 수 있도록 연소실의 기둥면의 상부에 구비되는 복수의 통공; 및 일단은 통공에 연소실의 횡단면 직경방향으로 결합되고, 중단은 일단에서 90도 방향으로 벤딩되며, 타단은 몸체의 하부에 연소실의 높이방향으로 결합되어 연소가스를 몸체의 외부로 배출하고, 사용수에 열을 전달하는 복수의 배기 파이프;를 포함하고, 복수의 배기 파이프는, 연소실의 상부면의 중심에 가까운 통공과 연결될수록 중단에서 벤딩되는 직경이 커지며, 전열면적은 연소가스와 사용수가 열교환되는 면적을 의미하고, 복수의 통공이 복수의 배기 파이프가 몸체의 내부에 최대한 다수개 배치되도록 복수행 및 복수열로 배열되어, 복수의 배기 파이프의 전열면적이 연소실의 전열면적보다 크게 구성되므로 사용수의 주열교환부는 복수의 배기 파이프인 것을 특징으로 하는 콘덴싱 열교환기를 제공하여 달성될 수 있다.
또한 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어진 몸체; 몸체의 내부에 구비되고, 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 연소실; 일단이 연소실의 통공에 결합되고, 타단이 몸에 결합되는 배기 파이프; 몸체의 일측에 구비되어 사용수가 유입되는 사용수 유입포트; 및 몸체의 타측에 구비되어 몸체의 내부에서 가열된 사용수가 배출되는 사용수 유출포트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 열교환기에 의해 달성될 수 있다.
이때, 연소실은, 복수의 통공이 형성된 본체; 본체의 내부에 구비된 버너; 및 버너를 향하는 송풍기;를 더 포함한다.
또한, 복수의 배기 파이프의 일측에는 복수의 배기 파이프의 위치를 고정하고, 열전달 면적을 향상시키기 위한 제 1 고정부재가 더 구비된다.
또한, 제 1 고정부재는 중심부에 연소실이 삽입될 수 있도록 환형의 평판부재로 이루어지고, 일측에는 복수의 배기 파이프가 관통될 수 있는 복수의 제 1 관통공이 형성되고, 사용수가 몸체 내부에서 체류시간을 증가시키기 위하여 사용수의 흐름을 변경할 수 있도록 제 1 고정부재의 외주면은 몸체와 밀착하고, 내주면은 연소실과 이격되도록 구비된다.
또한, 연소실은 상부에 복수의 통공이 형성되고, 배기 파이프는 '∩'자 형상으로 이루어지고, 양측 종단이 각각 연소실의 통공 및 몸체의 하단면 테두리부와 연결되도록 구비된다.
또한, 배기 파이프의 상단부에 구비되어 복수의 배기 파이프의 위치를 고정하고, 열전달 면적을 향상시키기 위해, 디스크 형상이고, 중심영역에는 연소실과 연결된 복수의 배기 파이프가 관통될 수 있는 복수의 제 2 관통공이 형성되고, 외주면에는 복수의 배기 파이프의 위치를 고정할 수 있도록 복수의 톱니 형성이 형성된 제 2 고정부재가 더 구비된다.
또한, 연소실은 측벽면 상부 일측에 복수의 통공이 형성되고, 배기 파이프는 양측 종단이 각각 연소실의 측벽면에 형성된 통공 및 몸체의 하단 테두리부와 연결되도록 구비된다.
또한, 배기 파이프는 열전달 면적을 향상하여 열전달 효율을 높이기 위하여 횡단면이 타원형으로 이루어진다.
또한, 배기 파이프는 평면방향에 대해 방사상으로 배열된다.
다른 카테고리로써, 본 발명의 목적은 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어진 몸체; 몸체의 내부에 구비되고, 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공이 상면에 형성된 연소실; 연소실의 내부에 구비된 버너; 버너의 하부에 설치되어, 바람을 공급하는 송풍기; 일단이 통공에 결합되고, 중간경역이 '∩'자 형상으로 만곡되며, 타단이 몸체의 하단에 결합되고, 평면방향에 대해 방사상으로 배열된 복수의 배기 파이프; 몸체의 하단 일측에 구비되어 사용수가 유입되는 사용수 유입포트; 몸체의 상부 일측에 구비되어 몸체의 내부에서 가열된 사용수가 배출되는 사용수 유출포트; 및 복수의 배기 파이프의 위치를 고정하는 적어도 하나의 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러에 의해 달성될 수 있다.
또 다른 카테고리로써, 본 발명의 목적은 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어진 몸체; 몸체의 내부에 구비되고, 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공이 상부 측면에 형성된 연소실; 연소실의 내부에 구비된 버너; 버너의 하부에 설치되어, 바람을 공급하는 송풍기; 일단이 통공에 결합되고, 중간영역이 'ㄱ'자 형상으로 만곡되며, 타단이 몸체의 하단에 결합되고, 평면방향에 대해 방사상으로 배열된 복수의 배기 파이프; 몸체의 하단 일측에 구비되어 사용수가 유입되는 사용수 유입포트; 몸체의 상부 일측에 구비되어 몸체의 내부에서 가열된 사용수가 배출되는 사용수 유출포트; 및 복수의 배기 파이프의 위치를 고정하는 적어도 하나의 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면 연소실에서 발생한 고온의 연소가스가 복수의 배기 파이프 및 투 패스 방식을 통해 접촉 면적이 넓어져 열교환기의 열교환 효율을 향상하고, 추가의 부피 증가 없이 고효율의 관형 열교환기 제작이 가능한 효과가 있다.
또한, 연소실의 형상을 단순화하여 용접 공정을 대폭적으로 감소시킴으로써 생산 효율과 수명이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한, 배기 파이프를 만곡시키고, 배기 파이프를 복수의 행으로 배열시켜서 배기 파이프를 컴팩트하게 구성함으로써, 소형의 열교환기의 제조가 가능한 효과가 있다.
또한, 유입구 포트와 유출구 포트 사이의 경로가 짧기 때문에 기존의 투 패스 콘덴싱 열교환기에 비해 사용수 압력의 손실이 적어지는 효과가 있다.
또한, 배기 파이프에 응축수가 발생하더라도 응축수의 낙하방향과 연소가스의 진행방향을 일치시켜 열교환기의 효율 감소화를 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 제 1 고정부재 및 제 2 고정부재를 사용하여 복수의 배기 파이프의 위치를 고정하여 사용수의 흐름을 원활하게 하고, 제 1 고정부재 및 제 2 고정부재를 통해 열교환 면적을 향상시켜 열교환기의 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 부분 절개 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 종단면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 부분 절개 사시도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 종단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
(제 1 실시예 )
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 부분 절개 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 종단면도이다. 본 발명의 제 1 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 몸체(100), 연소실(200), 배기 파이프(300), 사용수 유입포트(110) 및 사용수 유출포트(120)로 이루어진다.
몸체(100)는 내부에 사용수(W)를 난방하기 위한 연소실(200) 및 배기 파이프(300)를 구비하고, 사용수(W)를 저장할 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 중공으로 이루어진 밀폐형 통 형상 부재로 이루어진다.
연소실(200)은 몸체(100)의 하부 중심 일측에 구비되어 사용수(W)를 가열하기 위한 연소가스(G)를 발생하는 장치이다. 본 발명의 일실시예에서는 연소실(200)의 형상을 기둥면에 절곡이 없는 원기둥의 형태로 단순화하여 용접 부위를 감축하고, 용접이 용이하도록 구성하여 용접 공정을 대폭적으로 감소시킴으로써 생산 효율과 수명이 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있었다. 이러한 연소실(200)은 본체(210), 버너(220) 및 송풍기(230)로 구비된다.
본체(210)는 버너(220) 및 송풍기(230)가 안착될 수 있는 공간을 제공하기 위해 중공으로 이루어지고, 본체(210)의 일측에는 버너(220)에서 발생하는 연소가스(G)가 배출될 수 있도록 복수의 통공(211)이 형성된다. 이때, 통공(211)은 본체(210)의 상부 일측에 적어도 하나 이상의 행 및 적어도 하나 이상의 열로 복수개가 형성된다. 이러한 통공(211)의 개수는 20개 내지 50개 정도의 통공(211)이 형성되며, 열교환기(10)의 용량 및 사용환경에 따라 크기와 개수, 배열 및 설치위치를 선택적으로 결정할 수 있다. 만약, 통공(211)의 개수가 20개 미만인 경우에는 연소가스(G)의 배출이 용이하지 않아 사용수(W)의 가열 시간이 길어지게 되어 난방 효율이 하게 되고, 통공(211)의 개수가 50개를 초과하는 경우에는 통공(211)에 연결되는 배기 파이프(300)의 개수가 증가하여 제조 단가가 높아지고, 제조 시간이 길어질 수 있다.
버너(220)는 본체(210)의 내부 하부 중심 일측에 구비되어 가스 등과 같은 연료 및 공기를 혼합한 후 점화 및 연소하여 고온의 연소가스(G)를 발생하는 장치이다.
송풍기(230)는 버너(220)의 하단부 일측에 구비되어 버너(220)에 의해 발생한 연소가스(G)를 본체(210)의 상부 방향으로 확산을 용이하게 하기 위한 송풍을 제공하는 장치이다.
배기 파이프(300)는 연소실(200)에서 발생한 연소가스(G)가 몸체(100)의 내부를 통과하며 사용수(W)를 가열할 수 있는 통로를 제공하는 장치이다. 이러한 배기 파이프(300)는 투패스(Two Path) 방식으로 사용수(W)를 가열하기 위하여 '∩'자 형상으로 이루어지고, 양측 종단이 각각 연소실(200)의 통공(211) 및 몸체(100)의 하단면 테두리부와 연결되도록 구비된다. 이때, 배기 파이프(300)는 평면방향에 대해 방사상으로 배열된다. 또한, 배기 파이프(300)는 사용수(W)와의 접촉 면적을 넓히기 위하여 횡단면이 타원형으로 이루어지도록 제조할 수 있으며, 배기 파이프(300)가 전체적으로 타원형으로 이루어지거나, 부분적으로 횡단면으로 이루어지게 제조할 수도 있다. 이러한 배기 파이프(300)의 재질은 연소가스(G)가 응축되면서 발생하는 응축수에 의해 부식이 발생하지 않고, 몸체 및 연소실과의 용접성 등을 고려하여 스테인리스 스틸 재질을 사용한다. 더욱이, 더 넓은 열전달 면적을 제공하기 위해 배기 파이프(300)의 외면에 다수의 핀을 제공할 수도 있다. 전열면적은 연소가스(G)와 사용수(W)가 열교환되는 면적을 의미한다.
사용수 유입포트(110)는 몸체(100)의 측면에 구비되어 난방을 위한 냉수가 유입될 수 있도록 상수관의 냉수 파이프 등과 결합되는 장치이다. 이와 같은 사용수 유입포트(110)는 몸체(100)의 어느 곳에 구비되어도 무방하지만, 바람직하게는 측벽면 하부 일측에 형성되는 것이 좋다.
사용수 유출포트(120)는 몸체(100)의 내부에서 연소실(200)의 외주면 및 배기 파이프(300)의 외주면과 접촉하며 고온의 연소가스(G)와 열교환을 통해 가열된 사용수(W)가 배출되는 장치이다. 이와 같은 사용수 유출포트(120) 역시 사용수 유입포트(110)와 마찬가지로 몸체(100)의 어느 곳에 구비되어도 무방하지만, 바람직하게는 몸체(100)의 상단면 일측(또는 중앙영역)에 형성되는 것이 좋다.
배기 파이프(300)의 일측에는 사용수(W)의 접촉면적을 향상시키고, 사용수(W)의 유로를 변경시켜 사용수(W)가 몸체(100)의 내부에 체류하는 시간을 증가시켜 사용수(W)의 열전달효율을 향상시키며, 복수의 배기 파이프(300)의 위치를 고정하기 위한 제 1 고정부재(410) 및 제 2 고정부재(420)가 구비된다.
제 1 고정부재(410)는 전체적으로는 환형의 평판부재로 이루어지고, 평판부재의 일측에는 복수의 배기 파이프(300)가 관통될 수 있도록 배기 파이프(300)의 개수에 대응되는 복수의 제 1 관통공(411)이 형성된다. 이러한 제 1 고정부재(410)는 환형의 중심부에 연소실(200)이 위치하도록 구비되고, 몸체(100)의 하단 테두리부에 결합되는 배기 파이프(300)의 기둥부분이 제 1 관통공(411)을 관통하여 배기 파이프(300)의 위치가 고정된다. 이때, 제 1 고정부재(410)는 사용수(W)의 흐름을 변경하기 위하여 외주면은 몸체(100)부의 내측면과 밀착되도록 구비되고, 내주면은 연소실(200)의 외주면과 소정간격 이격되도록 구비된다. 즉, 몸체(100)의 하부로 유입된 사용수(W)는 상승하는 과정에서 연소실(200)의 외벽과 제 1 고정부재(410) 사이의 이격된 공간으로만 흐르게 되어 유로의 흐름이 변경됨으로써 몸체(100) 내부의 체류 시간이 향상된다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 관통공(411)의 일측에도 배기 파이프(300)와 이격된 공간이 형성되어 제 1 관통공(411)과 배기 파이프(300) 사이의 공간으로도 사용수(W)가 흐를 수 있다. 또한, 제 1 고정부재(410)는 복수의 배기 파이프(300)와 접촉되어 있으므로 배기 파이프(300)의 온도를 전달받아 이를 다시 사용수(W)로 전달함으로써 사용수(W)는 고온의 부재와의 접촉면적이 넓어져 열전달 효율이 향상하게 된다. 이와 같은 제 1 고정부재(410)는 배기 파이프(300)와 마찬가지로 열전달 효율이 좋고, 사용수(W)에 의해 쉽게 부식되지 않는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진다.
제 2 고정부재(420)는 배기 파이프(300)의 상부 일측, 바람직하게는 '⌒'자 형상으로 만곡된 부분 일측에 두 기둥 부분 사이에 구비되어 제 1 고정부재(410)와 마찬가지로 사용수(W)의 접촉면적을 향상시키고, 사용수(W)의 흐름을 변경함으로써 사용수(W)의 몸체(100) 내부의 잔류시간을 증가시켜 사용수(W)의 열전달 효율을 향상시키는 장치이다. 이러한 제 2 고정부재(420)는 전체적으로 디스크 형상의 판형부재로 이루어지고, 중심부 일측에는 연소실(200)과 연결된 복수의 배기 파이프(300)의 기둥부가 관통될 수 있도록 복수의 제 2 관통공(421)이 형성되고, 외주면에는 몸체(100)의 하단면 테두리부와 연결된 배기 파이프(300)의 기둥부의 위치를 고정할 수 있도록 복수의 톱니 형상이 형성된다.
제2 관통공(421)은 배기 파이프(300)에 틈새 없이 밀착 연결된다. 제 2 고정부재(420)로 인해 배기 파이프(300)의 기둥 사이로는 사용수(W)가 흐르지 않고, 배기 파이프(300)와 몸체(100) 사이로 사용수(W)가 흐르게 되어 유로의 흐름은 다시 한번 변경되어 사용수(W)가 몸체(100) 내부에 체류하는 시간이 증가된다. 또한, 제 2 고정부재(420)는 복수의 배기 파이프(300)와 접촉되어 있으므로 배기 파이프(300)의 온도를 전달받아 이를 다시 사용수(W)로 전달함으로써 사용수(W)는 고온의 부재와의 접촉면적이 넓어져 열전달 효율이 향상하게 된다. 이와 같은 제 2 고정부재(420)는 배기 파이프(300)와 마찬가지로 열전달 효율이 좋고, 사용수(W)에 의해 쉽게 녹이 슬지 않는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진다.
이러한 제 1, 2 고정부재(410, 420)의 표면에도 다수의 열전달 핀을 더 형성할 수 있다.
(제 2 실시예 )
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 부분 절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기의 종단면도이다. 본 발명의 제 2 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기(10)는 전체적으로 제 1 실시예와 유사한 구성으로 이루어진다. 제 2 실시예에 따른 콘덴싱 열교환기(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 몸체(100), 연소실(200), 배기 파이프(300), 사용수 유입포트(110), 사용수 유출포트(120) 및 제 1 고정부재(410)로 이루어진다.
몸체(100), 사용수 유입포트(110), 사용수 유출포트(120) 및 제 1 고정부재(410)는 제 1 실시예와 동일한 구성으로 이루어지므로 상세한 설명은 생략하기로 하고, 제 1 실시예와 차이가 있는 연소실(200) 및 배기 파이프(300) 중심으로 설명하기로 한다.
연소실(200)은 제 1 실시예와 유사한 구성으로 이루어지나, 연소실(200)의 본체(210)의 길이가 몸체(100)의 상단면에 거의 근접하도록 이루어지고, 연소가스(G)가 배출되는 통공(211)이 연소실(200)의 측벽면 상부에 집중 형성된다.
배기 파이프(300)의 목적 및 재질은 제 1 실시예와 동일하나 변경된 연소실(200)의 구성에 따라 '∩'자 형상으로 이루어지지 않고, 연소실(200)의 상부 측벽면에 형성된 통공(211) 및 몸체(100)의 하단면 테두리부에 양측 종단이 각각 연결되도록 'ㄱ'자 형상으로 이루어진다. 이에 따라 '⌒'자 형상부가 존재하지 않기 때문에 제 2 고정부재(420)는 구비되지 않는다.
본 발명의 변형예로서, 제 1 고정부재(410)와 배기 파이프(300) 사이 및 제 2 고정부재(420)와 배기 파이프(420) 사이는 이격시킬 수도 있고, 밀착시키거나 고정 시킬 수도 있다. 아울러, 제 2 고정부재(420)에는 중심부에 배기 파이프가 통과하지 않는 중심공을 별도로 형성하여 사용수의 유동경로를 일부 변경할 수도 있다.
앞서 설명한 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 따른 열교환기가 보일러에 설치되면 콘덴싱 보일러의 구성과 동작이 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 열교환기
100 : 몸체
110 : 사용수 유입포트
120 : 사용수 유출포트
200 : 연소실
210 : 본체
211 : 통공
220 : 버너
230 : 송풍기
300 : 배기 파이프
410 : 제 1 고정부재
411 : 제 1 관통공
420 : 제 2 고정부재
421 : 제 2 관통공
W : 사용수
G : 연소가스

Claims (3)

  1. 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어지고, 사용수가 수용되는 몸체;
    상기 몸체의 내부에 구비되고, 내부에 연소가스가 수용되며, 기둥면에 절곡이 없는 원기둥 형태로 구성되는 연소실;
    상기 연소가스가 상기 연소실에서 배출될 수 있도록 상기 연소실의 기둥면의 상부에 20개 내지 50개가 구비되는 복수의 통공; 및
    일단은 상기 통공에 상기 연소실의 횡단면 직경방향으로 결합되고, 중단은 일단에서 'ㄱ'자 형상으로 벤딩되며, 타단은 상기 몸체의 하부에 상기 연소실의 높이방향으로 결합되어 상기 연소가스를 상기 몸체의 외부로 배출하고, 상기 사용수에 열을 전달하는 복수의 배기 파이프;
    를 포함하고,
    복수의 상기 배기 파이프의 상기 사용수에 대한 열전달 면적이 향상되도록, 복수의 상기 통공은 복수행 및 복수열로 배열되는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배기 파이프는 열전달 면적을 향상시켜 열전달 효율을 높이기 위하여 횡단면이 타원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘덴싱 열교환기.
  3. 제1항에 따른 콘덴싱 열교환기;
    상기 콘덴싱 열교환기의 일구성인 연소실의 내부에 구비되어 연소가스를 생성하는 버너; 및
    상기 버너의 하부에 설치되어, 바람을 공급하는 송풍기;
    를 포함하고,
    상기 사용수의 주열교환부는 상기 콘덴싱 열교환기의 일구성인 상기 배기 파이프인 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019124687A1 (ko) * 2017-12-21 2019-06-27 강병호 유체 가열 장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102163029B1 (ko) * 2017-07-07 2020-10-07 주식회사 경동나비엔 관체형 열교환기
CN109812976B (zh) * 2019-03-14 2024-01-26 何英志 一种燃气壁挂炉和锅炉的多重冷凝结构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100570287B1 (ko) 2004-10-13 2006-04-11 주식회사 경동보일러 가스보일러의 열교환기
KR20110083195A (ko) * 2010-01-14 2011-07-20 한국기계연구원 콘덴싱 보일러

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100570287B1 (ko) 2004-10-13 2006-04-11 주식회사 경동보일러 가스보일러의 열교환기
KR20110083195A (ko) * 2010-01-14 2011-07-20 한국기계연구원 콘덴싱 보일러

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019124687A1 (ko) * 2017-12-21 2019-06-27 강병호 유체 가열 장치
KR20190075400A (ko) * 2017-12-21 2019-07-01 강병호 유체 가열 장치
KR102011964B1 (ko) * 2017-12-21 2019-08-19 강병호 유체 가열 장치

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