KR101456903B1 - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명의 보일러는, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 원통형으로 배열되어 전열관 열을 구성하는 복수개의 전열관, 및 상기 전열관의 상하 방향의 일단부 또는 원주 방향의 일부를 제외하고, 인접하는 상기 전열관끼리를 연결하지 않고 상기 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하는 복수개의 세로 핀을 구비한다.

보일러, 상부 헤더, 하부 헤더, 전열관 열, 전열관, 틈새, 세로 핀.

Description

보일러{BOILER}

본 발명은, 증기 보일러, 온수 보일러, 열 매체 보일러, 폐열 보일러 또는 배기 가스 보일러를 포함하는 각종 보일러에 관한 것이다. 특히, 원통형으로 배열되고, 상부 헤더와 하부 헤더 사이를 연결하는 복수개의 수직 전열관, 및 원통형으로 배열된 복수개의 수직 전열관의 원주 방향 중 적어도 일부에 있어서, 인접하는 수직 전열관 사이의 틈새에 설치된 세로 핀을 가지는 하우징을 구비하는 다관식 보일러에 관한 것이다.

본원은, 2007년 4월 20일에 출원된 일본국 특허 출원 제2007-112228호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

다관식 보일러로서 일본국 특개소 62-155401호 공보(제3 페이지 좌측 상부 란의 제19행~좌측 하부 란의 제14행, 제1도~제3도), 및 일본국 특개 2004-225944호 공보에 개시된 것이 알려져 있다. 이러한 종류의 보일러의 하우징에는, 환형으로 형성된 상부 헤더와 하부 헤더 사이에, 다수의 수관이 설치된다. 이들 다수의 수관은, 상부 헤더 및 하부 헤더의 원주 방향으로, 내외 이중의 동심원형으로 배치된다. 내측의 수관 열을 구성하는 다수의 수관은 내측 수관으로 지칭되고, 외측의 수관 열을 구성하는 다수의 수관은 외측 수관이라고 한다. 각 내측 수관에는, 상부 헤더로부터 아래쪽으로 연장되는 내측 세로 핀이 설치되고, 각 외측 수관에는, 하부 헤더로부터 위쪽으로 연장되는 외측 세로 핀이 설치된다.

이와 같은 하우징을 구비하는 보일러에서, 내측 수관 열보다 내측이 연소실로 되고, 내측 수관 열과 외측 수관 열 사이가 연소 가스 유로로 된다. 연소실은, 내측 수관 열의 하부에서, 내측 세로 핀이 설치되지 않는 부분에 형성된 내측 수관끼리의 틈새를 통하여 연소 가스 유로와 연통된다. 또한, 연소 가스 유로는, 외측 수관 열의 상부에서, 외측 세로 핀이 설치되지 않는 부분에 형성된 외측 수관끼리의 틈새를 통하여 연기 통로와 연통된다.

하우징 상부에 설치된 버너로부터 연소실 내로 향하여 화염을 발생시키도록 연료를 연소시키면, 연소 가스는 연소실의 하부에서 반전되어, 내측의 수관 열과 외측의 수관 열 사이의 연소 가스 유로를 위쪽으로 흘러 배기 가스로서 하우징 상부로부터 연기 통로로 배출된다. 이 사이에, 연소 가스는, 각 수관 내의 물과 열교환하고, 따라서, 각 수관 내의 물이 가열된다.

종래의 하우징에 있어서는, 예를 들면, 일본국 특개소 62-155401호 공보에 개시된 바와 같이, 내측 세로 핀의 폭 방향의 양단부가, 인접하는 내측 수관의 외주면에 각각 용접된다. 즉, 인접하는 내측 수관끼리가 내측 세로 핀을 통하여 연결된다.

일본국 특개소 62-155401호 공보에 개시된 바와 같이, 인접하는 내측 수관끼리가 내측 세로 핀을 통하여 연결되어 있는 경우, 세로 핀의 양쪽이 구속되므로, 연소실에서의 연소에 의한 내측 수관 또는 세로 핀의 열팽창을 피할 수 없다. 특히 내측 수관은, 연소 가스 온도가 높으므로, 높은 열응력을 생긴다.

이와 같은 열응력의 완화를 위하여, 일본국 특개 2004-225944호 공보에 개시된 발명에서는, 인접하는 내측 세로 핀의 하단부의 높이 위치를 상이하게 한다. 그러나, 이 경우에도, 내측 세로 핀의 폭 방향의 양단부가, 인접하는 내측 수관의 외주면에 각각 용접되어 있다는 점에서는 변화가 없어, 열응력 완화를 위한 근본적인 해결에는 이르지 못하였다. 또한, 내측 세로 핀의 크기가 상이하므로, 부품의 공통화를 도모할 수 없다.

또한, 어느 종래 기술에 있어서도, 내측 세로 핀의 폭 방향의 양단부가, 인접하는 내측 수관의 외주면에 각각 용접되어 있으므로, 용접 공수가 많게 되게 마련이다. 또한, 내측과 외측의 어느 수관 열에 있어서도 세로 핀의 양단부를 수관의 외주면에 용접하기 위해서는, 먼저 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 내측 수관 및 외측 수관을 설치하고, 이어서, 내측 수관 및 외측 수관에 각각 세로 핀을 용접할 필요가 있다. 따라서, 내측 수관 열을 이루는 내측 수관의 세로 핀을 노의 외측으로부터 용접할 수 없고, 외측 수관 열을 이루는 외측 수관의 세로 핀을 노의 내측으로부터 용접할 수 없다. 그 결과, 수관과 세로 핀이 견고하게 일체화되지 않으므로, 세로 핀으로부터 수관으로의 열전달성 및 장착 강도에 있어서, 개선의 여지가 있었다.

본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 수관 및 세로 핀에 작용하는 열응력을 완화하는 동시에, 내측 세로 핀의 부품의 공통화, 하우징의 조립 작업성의 개선, 세로 핀으로부터 수관으로의 열전달성의 개선, 수관으로의 세로 핀의 장착 강도의 개선을 도모하는 것이다.

본 발명의 보일러의 제1 태양은, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 원통형으로 배열되어 전열관 열을 구성하는 복수개의 전열관, 및 상기 전열관의 상하 방향의 일단부 또는 원주 방향의 일부를 제외하고, 인접하는 상기 전열관끼리를 연결하지 않고 상기 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하는 복수개의 세로 핀을 구비한다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 따르면, 인접하는 전열관끼리가 세로 핀에 의해 연결되지 않기 때문에, 전열관이나 세로 핀에 생기는 열응력을 완화할 수 있다. 또한, 인접하는 전열관끼리의 틈새는 세로 핀에 의해 폐쇄되므로, 연소 가스의 짧은 통로가 형성되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 있어서, 상기 전열관 열은, 양쪽에 인접하는 각 전열관과의 틈새를 폐쇄하도록, 상기 세로 핀이 양쪽에 설치된 복수개의 양쪽 핀 전열관, 및 상기 세로 핀이 설치되지 않는 복수개의 핀 없는 전열관으로 구성되며, 상기 복수개의 양쪽 핀 전열관과 상기 복수개의 핀 없는 전열관이 하나씩 교대로 배치되고, 상기 전열관 열의 내측의 연소실은, 상기 전열관 열의 외측의 연소 가스 유로, 및 상기 전열관 열의 상하 방향의 일단부에 있어서, 상기 세로 핀이 설치되지 않는 부분을 통하여 연통되어도 된다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 따르면, 양쪽 핀 전열관과 핀 없는 전열관이 하나씩 교대로 배열됨으로써 전열관 열이 구성되므로, 부품을 공통화하는 동시에 조립 작업성을 개선할 수 있다. 또한, 전열관에 세로 핀을 고정한 후에, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 설치하는 것도 가능하므로, 조립 시의 작업성이 향상된다. 또한, 노의 외측 만이 아니고 노의 내측도 전열관에 세로 핀을 미리 용접해 둘 수 있다. 따라서, 세로 핀의 전열관에 대한 장착 강도가 향상될 뿐만 아니라, 전열관과 세로 핀이 견고하게 일체화됨으로써, 세로 핀으로부터 전열관으로의 열전달성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 있어서, 상기 전열관 열은, 한쪽에 인접하는 전열관과의 틈새를 폐쇄하도록, 상기 세로 핀이 한쪽에 설치된 복수개의 편 핀 전열관에 의해 구성되며, 상기 전열관 열의 내측의 연소실은, 상기 전열관 열의 외측의 연소 가스 유로, 및 상기 전열관 열의 상하 방향의 일단부에 있어서, 상기 세로 핀이 설치되지 않는 부분을 통하여 연통되어도 된다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 따르면, 편 핀 전열관이 차례로 배열됨으로써 전열관 열이 구성되므로, 부품을 공통화하는 동시에 조립 작업성을 개선할 수 있다. 또한, 전열관에 세로 핀을 고정한 후에, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 설치하는 것도 가능하므로, 조립 시의 작업성이 향상된다. 또한, 노의 외측 만이 아니고 노의 내측도 전열관에 세로 핀을 미리 용접해 둘 수 있다. 따라서, 장착 강 도가 향상될 뿐만 아니라, 세로 핀이 전열관에 견고하게 일체화함으로써, 세로 핀으로부터 전열관으로의 열전달성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 있어서, 상기 세로 핀은, 연소 가스 또는 배기 가스에 의한 열팽창에 의해, 인접하는 상기 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하는 크기이어도 된다.

본 발명의 보일러의 제1 태양에 따르면, 세로 핀은, 열팽창에 의해, 인접하는 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하므로, 연소 가스의 짧은 통로가 형성되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 보일러의 제2 태양은, 인접하여 배치되는 복수개의 전열관, 및 인접하는 상기 전열관의 사이에 설치되는 세로 핀을 구비하고, 상기 세로 핀의 일단은, 인접하는 상기 전열관의 한쪽에 고정되고, 상기 세로 핀의 타단은, 연소실에서 연료의 연소에 의한 열팽창에 의해, 인접하는 전열관의 다른 쪽에 맞닿는다.

본 발명의 보일러의 제2 태양에 따르면, 인접하는 전열관끼리는 세로 핀에 의해 연결되지 않으므로, 전열관이나 세로 핀에 생기는 열응력을 완화할 수 있다. 또한, 인접하는 전열관끼리의 틈새는, 세로 핀이 설치되는 부분에 있어서, 세로 핀의 열팽창에 의해 확실하게 폐쇄된다.

본 발명의 보일러에 의하면, 세로 핀 또는 전열관에 작용하는 열응력을 완화할 수 있다. 또한, 내측 세로 핀 부품의 공통화, 하우징의 조립 작업성의 개선, 세로 핀으로부터 전열관으로의 열전달성의 개선, 전열관에 대한 세로 핀의 장착 강도의 개선을 도모할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 보일러는, 그 종류에 상관 없이, 예를 들면, 증기 보일러, 온수 보일러, 열 매체 보일러, 폐열 보일러 또는 배기 가스 보일러이다. 어느 경우에도, 보일러는, 다관식 보일러로서, 전형적으로는 다관식 소형 관류 보일러이다.

구체적으로는, 보일러는, 상부 헤더, 하부 헤더, 및 상부 헤더와 하부 헤더 사이를 연결하는 복수개의 전열관을 가지는 하우징을 구비한다. 상부 헤더와 하부 헤더는, 상하로 이격되어 평행으로 배치되고, 각각 중공의 원환형을 이룬다. 복수개의 전열관은, 모두 수직으로 배치되고, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 설치된다. 즉, 각 전열관의 상단부가 상부 헤더에 연결되고, 하단부가 하부 헤더에 연결된다. 각 전열관은, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에, 이들 원주 방향으로 따라 배열됨으로써, 원통형의 전열관 열을 구성한다.

전열관 열은 일렬로 한정되지 않고, 2열 또는 3열, 또는 그 이상이라도 된다. 예를 들면, 하우징은, 내측 전열관 열과 외측 전열관 열을 구비한다. 이 경우, 내측 전열관 열은, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 원통형으로 배열된 복수개의 내측 전열관으로 구성된다. 또한, 외측 전열관 열은, 내측 전열관 열을 둘러싸도록, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 원통형으로 배열된 복수개의 외측 전열관으로 구성된다. 이와 같이 전열관 열을 복수개로 하는 경우, 각 전열관 열은 동심원 통형으로 배열된다.

하우징은, 통상적으로, 상하 방향의 한쪽이 폐쇄되고, 상하 방향의 다른 쪽 에 버너가 설치된다. 이와 같이 하여, 가장 내측에 배열되는 전열관보다 내측이 연소실을 이루어, 버너로부터 이 연소실 내로 향하여 화염을 발생시키도록 연료를 연소시키는 것이 가능하다. 단, 폐열 보일러나 배기 가스 보일러의 경우에는, 하우징은, 상하 방향의 한쪽이 폐쇄되고, 상하 방향의 다른 쪽에는 개구부가 설치되며, 이 개구부로부터 보일러 내에 배기 가스가 도입된다. 즉, 폐열 보일러 또는 배기 가스 보일러의 경우에는, 가장 내측에 배열되는 전열관보다 내측의 공간에, 배기 가스가 도입된다. 어느 경우에도, 하우징의 외주부는, 하우징 커버에 의해 덮인다.

하우징 커버는, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에, 각 전열관 열을 둘러싸도록 설치되는 원통형의 부재이다. 하우징 커버의 상단부와 상부 헤더 사이는, 틈새 없이 밀봉되고, 하우징 커버의 하단부와 하부 헤더 사이도 틈새 없이 밀봉된다. 하우징 커버에 연기 통로가 연결된다. 연소실로부터의 연소 가스(폐열 보일러나 배기 가스 보일러의 경우에는 배기 가스)는, 각 전열관 내를 흐르는 열 매체(물 등)과 열교환 한 후, 배기 가스로서 연기 통로로부터 배출된다.

연소 가스는, 전열관 내를 흐르는 열 매체와의 열교환이 유효하게 행해지도록, 외측 전열관 열과 내측 전열관 열 사이의 공간, 및 전열관 열과 하우징 커버 사이의 공간을, 소정의 경로를 통해 유통된다. 또는, 외측 전열관 열과 내측 전열관 열 사이의 공간, 또는 전열관 열과 하우징 커버 사이의 공간 중 어느 한쪽을, 소정의 경로를 통해 유통된다. 이 경로를 형성하기 위하여, 내측 전열관 열 일부 또는 전부에, 그 상하 방향의 일단부 또는 원주 방향의 일부를 제외하고, 인접하는 내측 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하기 위한 내측 세로 핀이 설치된다. 또한, 외측 전열관 열 일부 또는 전부에, 그 상하 방향의 일단부 또는 원주 방향의 일부를 제외하고, 인접하는 외측 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하는 외측 세로 핀이 설치된다.

여기에서, 세로 핀 일부 또는 전부는, 인접하는 상기 전열관끼리를 연결하지 않고 설치된다. 이를 위한 구성으로서, 다음의 3개의 실시예를 들 수 있다.

제1 실시예에서는, 전열관 열이 하나씩 교대로 배치된 복수개의 양쪽 핀 전열관과 복수개의 핀 없는 전열관으로 구성된다. 양쪽 핀 전열관은, 양쪽에 인접하는 각 전열관과의 틈새를 폐쇄하도록, 양쪽에 세로 핀을 가지는 전열관이다. 핀 없는 전열관은, 세로 핀을 가지지 않는 전열관이다. 양쪽 핀 전열관은, 그 세로 핀의 선단부가, 인접하는 다른 전열관의 외주면에 인접하여 설치된다. 본 실시예에 있어서, 전열관 열의 원주 전체에 걸쳐 세로 핀을 설치하는 경우에는, 복수개의 양쪽 핀 전열관과 복수개의 핀 없는 전열관이 교대로 설치되는 것을 고려하면, 전열관 열은 짝수 개의 전열관에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 단, 다음에, 설명하는 편 핀 전열관을 일부에 이용하면, 홀수 개의 전열관으로 전열관 열을 구성하는 것도 가능하다.

제2 실시예에서는, 전열관 열이 복수개의 편 핀 전열관에 의해 구성된다. 편 핀 전열관은, 한쪽에 인접하는 전열관과의 틈새를 폐쇄하도록, 한쪽에 세로 핀을 가지는 전열관이다. 편 핀 전열관은, 그 세로 핀의 선단부가, 인접하는 다른 전열관의 외주면에 인접하여 설치된다.

제3 실시예에서는, 전열관 열이, 복수개의 양쪽 핀 전열관에 의해 구성된다. 이 경우, 양쪽 핀 전열관은, 그 세로 핀의 선단부가, 인접하는 다른 전열관의 세로 핀의 선단부에 인접하여 설치된다. 즉, 인접하는 양쪽 핀 전열관은, 그 세로 핀의 선단부끼리 연결되도록 배치된다.

어느 실시예에서도, 각 세로 핀은, 연소 가스로 가열됨으로써 열팽창하여, 인접하는 전열관끼리의 틈새를 정확히 폐쇄하는 크기인 것이 바람직하다. 즉, 세로 핀의 선단부, 인접하는 전열관 본체 또는 그 세로 핀과의 사이에 설치되는 틈새는, 보일러 운전시의 세로 핀의 온도 상승에 따른 신장량과 거의 동등하게 해 두는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 실시예에서는, 양쪽 핀 전열관의 각 세로 핀이, 인접하는 다른 전열관의 외주면에 맞닿는다. 또한, 제2 실시예에서는, 편 핀 전열관의 세로 핀이, 인접하는 다른 전열관의 외주면에 맞닿는다. 또한, 제3 실시예에서는, 양쪽 핀 전열관의 각 세로 핀이, 인접하는 다른 양쪽 핀 전열관의 세로 핀에 맞닿는다.

이와 같은 구성의 전열관 열을 내측의 전열관 열에 적용한 경우에는, 그 전열관 열의 내측의 연소실은, 그 전열관 열의 외측의 연소 가스 유로, 및 그 전열관 열의 상하 방향 일단부 또는 원주 방향 일부에서, 세로 핀이 설치되지 않는 부분을 통하여 연통된다.

양쪽 핀 전열관 및 편 핀 전열관에 대하여는, 압출 성형에 의해 세로 핀과 전열관 본체를 일체적으로 형성해도 되지만, 통상적인 핀 첨부 전열관은, 전열관 본체를 구성하는 원형관의 외주면에, 세로 핀을 구성하는 각 봉을, 상기 원형관의 축 방향을 따라 배치하고 원형관에 각 봉을 용접함으로써 형성된다. 어느 전열관 도, 전열관 본체에 세로 핀을 설치한 후에, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 설치할 수 있다. 즉, 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 전열관을 설치할 때, 노의 외측 만이 아니고 노의 내측의 전열관에도 세로 핀을 미리 용접해 둘 수 있다. 따라서, 장착 강도가 향상될 뿐만 아니고, 세로 핀이 전열관에 견고하게 일체화되므로, 세로 핀으로부터 전열관으로의 열전달성을 향상시킬 수 있다.

그런데, 양쪽 핀 전열관이나 편 핀 전열관에 설치되는 각 세로 핀은, 전형적으로는, 전열관 본체의 직경 방향 외측으로 돌출되어 설치된다. 이때, 인접하는 전열관의 중심끼리를 연결한 직선상에 배치하면, 인접하는 전열관끼리의 틈새를 최단 거리로 폐쇄할 수 있다. 단, 각 세로 핀을, 노의 내측 또는 노의 외측으로 벗어나도록 설치해도 된다. 또한, 각 세로 핀은, 반드시 전열관 본체의 직경방향으로 돌출되지 않아도 된다.

(실시예 1)

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 보일러의 실시예 1을 나타내는 개략 종단면도이며, 도 2는, 도 1의 II-II에 따른 단면도이다. 본 실시예의 보일러(1)는, 원통형의 하우징(2)을 구비하는 다관식 소형 관류 보일러이다. 하우징(2)은, 상부 헤더(3), 하부 헤더(4), 및 원통형으로 배열되고, 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4)를 연결하는 다수의 수관(전열관)(5, 6)을 구비한다.

상부 헤더(3) 및 하부 헤더(4)는 상하로 이격되어 평행으로 배치되고 각각 중공의 원환형을 이룬다. 또한, 상부 헤더(3) 및 하부 헤더(4)는, 각각 수평으로 배치되며 동일 축선 상에 배치된다.

다수의 수관(5)은 수직으로 배치되고, 각 수관(5)의 상단부가 상부 헤더(3)에 연결되며, 하단부가 하부 헤더(4)에 연결된다. 각 수관(5)은, 상부 헤더(3) 및 하부 헤더(4)의 원주 방향으로 차례로 배열됨으로써, 원통형을 이루는 수관 열을 구성한다. 한편, 다수의 수관(6)도 수직으로 배치되고, 각 수관(6)의 상단부가 상부 헤더(3)에 연결되고, 하단부가 하부 헤더(4)에 연결된다. 각 수관(6)은, 원통형으로 배열된 각 수관(5)의 외측에서, 상부 헤더(3) 및 하부 헤더(4)의 원주 방향으로 차례로 배열됨으로써, 원통형을 이루는 수관 열을 구성한다. 본 실시예에서는, 다수의 수관(5)으로 이루어지는 내측 수관 열(7), 및 다수의 수관(6)으로 이루어지는 외측 수관 열(8)이 동심원형으로 배치된다. 즉, 외측 수관 열(8)은 내측 수관 열(7)을 둘러싸도록 배치된다. 이하에서는, 수관(5)을 내측 수관이라고 하고, 수관(6)을 외측 수관이라 한다.

내측 수관 열(7)에는, 하단부의 소정 영역을 제외하고, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새를 폐쇄하도록, 내측 세로 핀(9)이 설치된다. 즉, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새는, 하단부의 소정 영역을 제외하고, 내측 세로 핀(9)에 의해 폐쇄된다. 내측 수관 열(7)의, 내측 세로 핀(9)이 설치되지 않는 부분에는, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새가 남는다. 이 틈새는, 내측 수관 열(7)의 내측 공간과 외측 공간을 연통하기 위한 연통부(이하에서는 내열 연통부고 한다)(10)을 이룬다.

도 3 및 도 4는, 내측 수관 열(7)의 일부를 확대하여 나타내는 개략 횡단면 도이며, 도 3은 보일러(1)가 차가운 상태, 도 4는 보일러(1)의 연소시를 나타내고 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 내측 수관 열(7)은, 하나씩 교대로 배치된 복수개의 양쪽 핀 수관(11)과 복수개의 핀 없는 수관(12)으로 구성된다. 양쪽 핀 수관(11)은, 수관 본체를 이루는 원형관 형상의 내측 수관(5), 및 내측 수관(5)의 양쪽에 반경 방향으로 돌출하도록 설치된 2개의 내측 세로 핀(9)으로 구성된다. 한편, 핀 없는 수관(12)은, 수관 본체를 이루는 원형관 형상의 내측 수관(5)으로 구성되며, 내측 세로 핀(9)은 설치되지 않는다.

양쪽 핀 수관(11)의 각 내측 세로 핀(9)은, 양쪽 핀 수관(11)과 원주 방향의 양쪽에 인접하는 2개의 핀 없는 수관(12)과의 틈새를 폐쇄하도록 각각 설치된다. 전형적으로는, 양쪽 핀 수관(11)의 2개의 내측 세로 핀(9)은, 내측 수관(5)의 반경 방향 외측으로 돌출되어 설치된다. 이때, 각 내측 세로 핀(9)은, 이들이 설치되는 내측 수관(5)의 직경 방향 양쪽으로 돌출되어 설치되어도 되고, 인접하는 내측 수관(5)의 중심끼리를 연결한 직선상에 설치되어도 된다. 또는, 각 내측 세로 핀(9)은, 노의 내측 또는 노의 외측으로 벗어나도록 설치되어도 된다.

각 내측 세로 핀(9)은, 단면이 직사각형인 가늘고 긴 봉재로 이루어지고, 그 길이 방향이 내측 수관(5)의 축선에 대해 평행하게 되도록 배치된다. 내측 세로 핀(9)의 기단부(폭 방향 일단부)를 내측 수관(5)의 외주면에 맞닿게 한 상태로, 내측 수관(5)에 용접(용접부(13))된다. 이때, 내측 수관(5)의 양쪽에, 2개의 내측 세로 핀(9)을 동시에 용접하면, 내측 수관(5)에 휨이 쉽게 생기지 않는다. 또한, 각 내측 세로 핀(9)의 기단부는, 노의 내측 및 외측에서, 내측 수관(5) 사이에 길 이 방향 전역에 걸쳐 필렛 용접된다. 따라서, 내측 수관(5)과 각 내측 세로 핀(9)이 견고하게 일체화되므로, 내측 수관(5)에 대한 내측 세로 핀(9)의 장착 강도를 향상시키는 동시에, 내측 세로 핀(9)으로부터 내측 수관(5)으로의 열전달성을 향상시킬 수 있다.

양쪽 핀 수관(11)은, 양쪽에 용접되는 2개의 내측 세로 핀(9)의 선단부가, 인접하는 핀 없는 수관(12)의 외주면에 인접하도록 배치된다. 이때, 경우에 따라서는, 내측 세로 핀(9)의 선단부를 핀 없는 수관(12)의 외주면에 완만하게 맞닿게 하거나 일부만 맞닿게 해도 된다. 여기에서, 각 내측 세로 핀(9)의 선단부와 핀 없는 수관(12)의 외주면 사이의 거리는, 보일러(1)의 연소시의 내측 세로 핀(9)의 온도 상승에 따른 신장량(α)으로 설정된다(도 5참조). 예를 들면, 도 5는, 양쪽 핀 수관(1l)의 내측 세로 핀(9)을, 인접하는 내측 수관(5)의 중심끼리를 연결한 직선상에 배치한 상태를 나타낸 도면이다. 이 도면에 있어서, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새를 δ, 내측 세로 핀(9)의 폭을 L로 하면, 틈새 δ는 L+α와 같게 된다. 여기에서, 내측 세로 핀(9)의 폭 L은, 특히 제한되지는 않지만, 소실 방지를 위하여, 10mm 이하가 바람직하고, 예를 들면, 6mm로 설정된다. 그리고, 내측 수관(5)의 외경은 통상적으로 약 50mm이다.

본 실시예의 경우, 내측 수관 열(7)에는, 하단부의 소정 영역을 제외하고, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새를 폐쇄하도록, 내측 세로 핀(9)이 원주 전체에 걸쳐 설치된다. 그리고, 전술한 바와 같이, 내측 수관 열(7)은, 양쪽 핀 수관(11)과 핀 없는 수관(12)이 하나씩 교대로 배치됨으로써 구성된다. 따라서, 내측 수관 열(7)은, 짝수 개의 내측 수관(5)으로 구성되는 것이 바람직하다. 단, 후술하는 편 핀 수관(14)(도 7참조)을 일부에 이용하면, 홀수 개의 내측 수관으로 내측 수관 열(7)을 구성하는 것도 가능하다.

본 실시예와 같이, 양쪽 핀 수관(11)과 핀 없는 수관(12)이 하나씩 교대로 배치되는 경우, 즉 인접하는 내측 수관(5)끼리를 용접하지 않는 경우에는, 2개의 내측 세로 핀(9)이 내측 수관(5)의 양쪽에 용접된 양쪽 핀 수관(11)을 미리 제작하여 두고, 그 양쪽 핀 수관(11)을, 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4) 사이에 설치할 수 있다. 즉, 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4) 사이에 전열관을 설치할 때, 노의 외측 만이 아니고 노의 내측의 전열관에도 세로 핀을 미리 용접해 둘 수 있다. 따라서, 장착 강도가 향상될 뿐만 아니고, 내측 수관(5)에 내측 세로 핀(9)이 견고하게 일체화되므로, 내측 세로 핀(9)으로부터 내측 수관(5)으로의 열전달성을 향상시킬 수 있다.

외측 수관 열(8)에는, 상단부의 소정 영역을 제외하고, 인접하는 외측 수관(6)끼리의 틈새를 폐쇄하도록, 외측 세로 핀(15)이 설치된다. 즉, 외측 수관(6)끼리의 틈새는, 상단부의 소정 영역을 제외하고, 외측 세로 핀(15)에 의해 폐쇄된다. 외측 수관 열(8)의, 외측 세로 핀(15)이 설치되지 않는 부분에는, 인접하는 외측 수관(6)끼리의 틈새가 남는다. 이 틈새는, 외측 수관 열(8)의 내측 공간과 외측 공간을 연통하기 위한 연통부(이하에서는 외측 열 연통부라고 한다)(16)를 이룬다.

도 6은, 외측 수관 열(8)의 일부를 확대하여 나타내는 개략 횡단면도이다. 본 실시예의 외측 수관 열(8)은, 내측 수관 열(7)과 마찬가지로, 하나씩 교대로 배치된 복수개의 양쪽 핀 수관(11)과 복수개의 핀 없는 수관(12)으로 구성된다. 양쪽 핀 수관(11)은, 수관 본체를 이루는 원형관 형상의 외측 수관(6), 및 외측 수관(6)의 양쪽에 반경 방향으로 돌출하도록 설치된 2개의 외측 세로 핀(15)으로 구성된다. 외측 세로 핀(15)은, 외측 수관(6)에, 내측 수관 열(7)으로 같은 요령으로 용접되지만, 외측 세로 핀(15)의 폭은 내측 세로 핀(9)의 폭보다 커도 된다. 한편, 핀 없는 수관(12)은, 수관 본체를 이루는 원형관 형상의 외측 수관(6)으로 구성되며, 외측 세로 핀(15)은 설치되지 않는다.

외측 수관 열(8)도, 내측 수관 열(7)과 마찬가지로, 보일러(1)의 연소에 의한 열팽창에 의해, 양쪽 핀 수관(11)의 2개의 외측 세로 핀(15)의 선단부가, 양쪽에 인접하는 핀 없는 수관(12)의 외주면에 맞닿도록 구성되어도 된다. 단, 외측 수관 열(8)의 경우, 외측 수관 열(8)에 의해 연소 가스 또는 배기 가스를 밀봉하기 위하여, 각 외측 세로 핀(15)의 선단이, 미리 핀 없는 수관(12)의 외주면에 맞닿은 상태로 용접되어도 된다.

외측 수관 열(8)도, 내측 수관 열(7)과 마찬가지로, 2개의 외측 세로 핀(15)이 외측 수관(6)의 양쪽에 용접된 양쪽 핀 수관(11)을 미리 제작하여 두고, 그 양쪽 핀 수관(11)을 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4) 사이에 설치할 수 있다. 즉, 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4) 사이에 전열관을 설치할 때, 노의 외측 만이 아니고 노의 내측의 전열관에도 미리 세로 핀을 용접해 둘 수 있다. 따라서, 장착 강도가 향상될 뿐만 아니라, 외측 수관(6)에 외측 세로 핀(15)이 견고하게 일체화되므로, 외측 세로 핀(15)으로부터 외측 수관(6)으로의 열전달성을 향상시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 외측 수관 열(8)에 의해 연소 가스 또는 배기 가스를 밀봉하기 위하여, 각 외측 세로 핀(15)의 선단이, 미리 핀 없는 수관(12)의 외주면에 용접되는 경우에는, 노의 외측으로부터 용접하면 된다(용접부(18)을 설치하면 된다).

각 내측 수관(5)에는, 원하는 바에 따라, 그 외주면으로부터 돌출하는 내측 횡방향 핀(도시하지 않음)을 추가로 설치해도 된다. 각 내측 횡방향 핀은, 상하로 이격되어 각 내측 수관(5)에 복수개 설치할 수 있다. 또한, 각 내측 횡방향 핀은, 통상적으로, 각 내측 수관(5)의 직경 방향의 외측에 칼라 모양으로 연장하여 설치된다. 마찬가지로, 각 외측 수관(6)에는, 원하는 바에 따라, 그 외주면으로부터 돌출하는 외측 횡방향 핀(도시하지 않음)을 추가로 설치해도 된다. 각 외측 횡방향 핀은, 상하로 이격되어 각 외측 수관(6)에 복수개 설치할 수 있다. 또한, 각 외측 횡방향 핀은, 통상적으로, 각 외측 수관(6)의 직경 방향의 외측에 칼라 모양으로 연장하여 설치된다. 이때, 각 횡방향 핀을 수평 방향에 대하여 원하는 각도만큼 경사지게 하여 둠으로써, 연소 가스에 선회류를 생기게 할 수 있다. 횡방향 핀의 설치의 유무, 설치 영역, 설치 위치, 설치 매수, 형상 또는 크기 등은 적절히 설정된다.

또한, 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4) 사이에는, 외측 수관 열(8)을 둘러싸도록, 원통형의 하우징 커버(17)가 설치된다. 하우징 커버(17)의 상단부와 상부 헤더(3) 사이는, 틈새 없이 밀봉되고, 하우징 커버(17)의 하단부와 하부 헤더(4) 사이도, 틈새 없이 밀봉된다. 하우징 커버(17)의 주 측벽의 상부에는 연기 통로(19) 가 연결된다. 단, 외측 수관 열(8)이 하우징 커버(17)의 일부를 겸하도록 해도 된다. 이 경우, 하우징 커버(17)는, 외측 세로 핀(15)이 설치된 부분의 외측 수관 열(8)과 상부 헤더(3)를 연결하도록 설치된다.

상부 헤더(3)의 하면에는, 상부 헤더(3)와 각 내측 수관(5)의 연결부, 및 상부 헤더(3)와 각 외측 수관(6)의 연결부를 덮도록, 내화재(20)가 설치된다. 하부 헤더(4)의 상면에도, 각 내측 수관(5)과의 연결부, 및 상부 헤더(3)와 각 외측 수관(6)의 연결부를 덮도록, 내화재(20)가 설치된다. 하부 헤더(4) 측의 내화재(20)는, 하부 헤더(4)의 중앙부도 폐쇄하도록 설치된다. 하부 헤더(4) 측의 내화재(20)의 중앙부에는, 원기둥형 또는 원추대형의 오목부가 형성된다.

도시한 예에서, 각 내측 수관(5)의 하단부에, 그 밖의 부분보다 직경이 작은 소직경부(21)가 형성된다. 소직경부(21)는, 내열 연통부(10)를 통과하는 연소 가스를, 원하는 유량만큼 확보하기 위해 설치된다. 따라서, 소직경부(21)를 형성하지 않아도, 내열 연통부(10)를 통과하는 연소 가스를 원하는 유량만큼 확보할 수 있는 경우에는, 소직경부(21)는 필수적인 것은 아니다. 내열 연통부(10)의 크기는, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새, 및 내측 세로 핀(9)의 하단부의 높이 방향의 위치에도 의존한다. 따라서, 소직경부(21)를 설치하는 대신, 이들 치수를 조정해도 된다. 도시한 예에서는, 각 외측 수관(6)의 상단부에는 소직경부(21)는 형성되지 않지만, 각 내측 수관(5)과 마찬가지로, 소직경부(21)를 형성해도 된다.

상부 헤더(3)의 중앙부에는, 아래쪽을 향하여 화염을 발생시키는 버너(22)가 설치된다. 이 버너(22)에는, 연료가 공급되는 동시에, 연소용 공기가 공급된다. 버너(22)를 작동시킴으로써, 하우징(2) 내에서 연료의 연소가 행해진다. 이때, 내측 수관 열(7)의 내측은 연소실(23)로서 작용한다.

연소실(23)에서의 연료의 연소에 의해 발생한 연소 가스는, 내열 연통부(10)를 통하여, 내측 수관 열(7)과 외측 수관 열(8) 사이의 연소 가스 유로(24)로 도출된다. 그리고, 그 연소 가스는, 외측 열 연통부(16) 및 하우징 커버(17)의 연기 통로(19)를 통하여 배기 가스로서 외부로 배출된다. 이 사이에, 연소 가스는, 각 내측 수관(5) 내의 물 및 각 외측 수관(6) 내의 물과 열교환하여, 각 수관 내의 물이 가열된다. 가열된 물은 증기로 되어 상부 헤더(3)로부터 배출될 수 있다. 배출된 증기는, 공기 물 분리기(도시하지 않음) 등을 통하여 증기 사용 설비(도시하지 않음)로 보내진다.

본 실시예에서는, 내측 수관 열(7)에, 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새를 폐쇄하도록, 내측 세로 핀(9)이 설치된다. 외측 수관 열(8)에는, 인접하는 외측 수관(6)끼리의 틈새를 폐쇄하도록, 외측 세로 핀(15)이 설치된다. 따라서, 내측 수관(5)끼리의 틈새 및 외측 수관(6)끼리의 틈새로의 연소 가스의 유입을 가능하게 하여, 그 틈새가 쓸모없는 공간(dead space)이 되는 것을 방지한다. 또한, 내측 세로 핀(9) 및 외측 세로 핀(15)에 의해, 연소 가스로부터 내측 수관(5) 및 외측 수관(6)으로의 열전달 효율을 높일 수 있다. 더욱이, 외측 수관 열(8)의 원주 전체로부터 방사상으로 연소 가스를 배출한 후, 외측 수관 열(8)과 하우징 커버(17) 사이의 틈새를 통하여 연기 통로(19)로 배기 가스를 안내하므로, 외측 수관 열(8)의 원주 방향 전체 영역에서 균등한 배기 가스의 흐름을 실현할 수 있다.

도 7은, 내측 수관 열(7)의 변형예를 나타내는 개략 횡단면도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 내측 수관 열(7)은, 하나씩 교대로 배치된 복수개의 양쪽 핀 수관(11)과 복수개의 핀 없는 수관(12)으로 구성되지 않고, 차례로 배치된 복수개의 편 핀 수관(14)으로 구성되어도 된다. 편 핀 수관(14)은, 수관 본체를 구성하는 원형관 형상의 내측 수관(5)과 내측 수관(5)의 한쪽에 반경 방향으로 돌출하도록 설치된 하나의 내측 세로 핀(9)으로 구성된다. 편 핀 수관(14)은, 한쪽에 용접되는 하나의 내측 세로 핀(9)의 선단부가, 인접하는 편 핀 수관(14)의 외주면에 인접하도록 배치된다. 이 경우에도, 보일러(1)의 연소시에는, 내측 수관(5)끼리의 틈새가 내측 세로 핀(9)의 열팽창에 의해 완전히 폐쇄된다.

내측 수관 열(7)은, 차례로 배치된 편 핀 수관(14)으로 구성되지 않고, 차례로 배치된 양쪽 핀 수관(11)으로 구성되어도 된다. 이 경우, 양쪽 핀 수관(11)은, 양쪽에 용접되는 2개의 내측 세로 핀(9)의 선단부가, 양쪽에 인접하는 양쪽 핀 수관(11)의 내측 세로 핀(9)의 선단부에 각각 맞닿도록 배치된다. 이 경우에도, 보일러(1)의 연소시에는, 내측 수관(5)끼리의 틈새가 내측 세로 핀(9)의 열팽창에 의해 완전히 폐쇄된다.

이와 같은 변형예는, 내측 수관 열(7)에 한정되지 않고, 외측 수관 열(8)에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 외측 수관 열(8)이 하우징 커버(17)를 겸하는 경우에는, 각 외측 세로 핀(15)의 선단부가, 인접하는 다른 외측 수관(6)이나 그 세로 핀(15)에 용접되는 것도 마찬가지이다. 또한, 어느 변형예의 경우에도, 내측 수관(5)에 내측 세로 핀(9)을 용접하거나, 외측 수관(6)에 외측 세로 핀(15)을 용 접하거나 한 뒤에, 상부 헤더(3)와 하부 헤더(4) 사이에 설치함으로써, 조립 작업성이 향상되고, 또 각 세로 핀(9, 15)으로부터의 열전달성 등을 향상시킬 수 있다.

(실시예 2)

도 8은, 본 발명의 보일러의 실시예 2를 나타내는 개략 종단면도이다. 본 실시예 2의 보일러도, 기본적으로는 상기 실시예 1의 보일러(1)와 같다. 따라서, 이하에 있어서, 양자의 상이한 점을 중심으로 설명하고, 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

상기 실시예 1의 보일러(1)에서, 내측 수관 열(7)의 하단부에 내측 열 연통부(10)가 설치되고, 외측 수관 열(8)의 상단부에 외측 열 연통부(16)가 설치된다. 따라서, 하우징(2) 상부의 버너(22)로부터의 연소 가스는, 내측 수관 열(7)의 하단부의 내측 열 연통부(10)로부터 연소 가스 유로(24)로 유입되고, 외측 수관 열(8)의 상단부의 외측 열 연통부(16)로부터 하우징 커버(17)로 배출된다. 한편, 본 실시예 2의 보일러(1)에서는, 내측 수관 열(7)의 상단부에 내열 연통부(10)가 설치되고, 외측 수관 열(8)의 하단부에 외측 열 연통부(16)가 설치된다. 따라서, 하우징(2) 상부의 버너(22)로부터의 연소 가스는, 내측 수관 열(7)의 상단부 내측 열 연통부(10)로부터 연소 가스 유로(24)로 유입되고, 외측 수관 열(8)의 하단부의 외측 열 연통부(16)로부터 하우징 커버(17)로 배출된다.

본 실시예 2의 경우에도, 적어도 내측 수관 열(7)은, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 양쪽 핀 수관(11)과 핀 없는 수관(12)의 교대적 배치, 또는 편 핀 수관(14) 또는 양쪽 핀 수관(11)의 순차적 배치 등에 의해 구성된다. 그리고, 보일 러(1)가 차가운 때에는, 내측 세로 핀(9)의 선단부는 인접하는 내측 수관(5)에 인접하고, 보일러(1)의 연소시에는, 인접하는 내측 수관(5, 5) 사이의 틈새가 폐쇄된다. 그 밖의 구성은, 상기 실시예 1과 같기 때문에 설명을 생략한다.

(실시예 3)

도 9는, 본 발명의 보일러의 실시예 3을 나타내는 개략 횡단면도이다. 본 실시예 3의 보일러도, 기본적으로는 상기 실시예 1 등의 보일러(1)와 같다. 따라서, 이하에 있어서, 양자의 상이한 점을 중심으로 설명하고, 대응하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

상기 각 실시예에서는, 내측 수관 열(7)의 상하 방향 일단부(상부 또는 하부)에 내열 연통부(10)가 설치된다. 본 실시예 3에서는, 내측 수관 열(7)의 원주 방향 일부에 내열 연통부(10)가 설치된다. 즉, 도 9에서, 좌측 원주 측면의 소정 영역에 있어서는, 내측 수관 열(7)에 내측 세로 핀(9)(경우에 따라서는 또한 내측 수관(5))이 설치되지 않고, 그 밖의 부분에는 내측 세로 핀(9)이, 내측 수관(5, 5)끼리의 틈새의 상하 방향 전역에 걸쳐 설치된다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 외측 수관 열(8)의 상하 방향 타단부(하부 또는 상부)에 외측 열 연통부(16)가 설치된다. 그러나, 본 실시예 3에서는, 외측 수관 열(8)의 원주 방향 다른 부분에 외측 열 연통부(16)가 설치된다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 우측 원주 측면의 소정 영역에 있어서, 외측 수관 열(8)에 외측 세로 핀(15)(경우에 따라서는 또한 외측 수관(6))은 설치되지 않고, 그 밖의 부분에는 외측 세로 핀(15)이 외측 수관 사이의 상하 방향 전역에 걸쳐 설치된다.

본 실시예 3에 있어서도, 내측 세로 핀(9)이 설치된 부분은, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 양쪽 핀 수관(11)과 핀 없는 수관(12)을 하나씩 교대로 배치하거나, 편 핀 수관(14) 또는 양쪽 핀 수관(11)을 차례로 배치함으로써 구성된다. 그리고, 보일러(1)가 차가울 때에는, 내측 세로 핀(9)의 선단부는 양쪽에 인접하는 내측 수관(5)에 인접하고, 보일러(1)의 연소시에는, 양쪽에 인접하는 내측 수관(5)끼리의 틈새가 폐쇄된다.

또한, 본 실시예 3의 경우, 외측 수관 열(8)과 하우징 커버(17) 사이는, 외측 세로 핀(15)보다 외주측이 내화재(20) 및 단열재, 또는 이들 중 어느 하나에 의해 폐쇄된다. 따라서, 연소실(23)로부터의 연소 가스는, 원주 방향 일단부(도 9에 있어서 좌측)의 내열 연통부(10)를 통하여, 내측 수관 열(7) 및 외측 수관 열(8) 사이의 연소 가스 유로(24)를 통하여, 원주 방향 타단부(도 9에 있어서 우측)의 연기 통로(19)로부터 배출된다. 이와 같은 연소 가스의 유로는, 횡방향에서 볼 때 ω 모양이기 때문에 ω 흐름 하우징이라고 불린다. 그 밖의 구성은, 상기 실시예 1과 같기 때문에 설명을 생략한다.

본 발명의 보일러(1)는, 상기 각 실시예의 구성에 한정되지 않고 적절히 변경 가능하다. 예를 들면, 상기 각 실시예에서는, 내측 수관 열(7)과 외측 수관 열(8)을 설치하지만, 수관 열의 수를 적절히 증감할 수 있다. 또한, 상기 각 실시예에서는, 하우징(2)의 하부를 폐쇄하고, 버너(22)를 하우징(2)의 상부에 설치하지만, 이와는 역으로, 하우징(2)의 상부를 폐쇄하고, 버너(22)를 하우징(2)의 하부에 설치해도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 본 발명의 보일러를 증기 보일러에 적용한 예에 대하여 설명하였으나, 온수 보일러나 열 매체 보일러에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또한, 상기 각 실시예에 있어서, 버너(22)를 설치하는 대신, 내측 수관 열(7)의 내측에 배기 가스를 도입하도록 하여, 본 발명의 보일러를 폐열 보일러나 배기 가스 보일러에 적용할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시예에서, 양쪽 핀 수관(11) 또는 편 핀 수관(14)은, 원형관 형상의 수관 본체(내측 수관(5), 외측 수관(6))에 세로 핀(내측 세로 핀(9), 외측 세로 핀(15))을 용접하지만, 수관 본체와 세로 핀은 일체 형성해도 된다. 예를 들면, 압출 성형에 의해, 수관 본체와 세로 핀을 일체로 형성해도 된다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서, 양쪽 핀 수관(11) 또는 편 핀 수관(14)은, 내측 세로 핀(9)(또는 외측 세로 핀(15))이 내측 수관(5)(또는 외측 수관(6))의 외주면에 매끄럽게 접촉하도록, 기단부나 선단부를, 내측 수관(5)(또는 외측 수관(6))의 외주면을 따르는 원호형으로 미리 형성하여 두어도 된다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서, 각 세로 핀(5, 6)의 높이, 폭 및 두께는 적절히 변경되고, 또 각 수관열(7, 8)을 구성하는 각 수관(5, 6)의 개수도 적절히 변경 가능한 것은 물론이다.

도 1은, 본 발명의 보일러의 실시예 1을 나타내는 개략 종단면도이다.

도 2는, 도 1에서의 II-II 단면도이다.

도 3은, 도 1의 보일러의 내측 수관 열의 일부를 확대하여 나타내는 개략 횡단면도로서, 보일러의 차가운 상태를 나타내고 있다.

도 4는, 도 1의 보일러의 내측 수관 열의 일부를 확대하여 나타내는 개략 횡단면도로서, 보일러의 연소시를 나타내고 있다.

도 5는, 도 1의 보일러의 내측 수관 열의 일부를 확대하여 나타내는 개략 횡단면도로서, 양쪽 핀 수관의 내측 세로 핀을 인접하는 내측 수관의 중심끼리를 연결한 직선상에 배치한 상태를 나타내고 있다.

도 6은, 도 1의 보일러의 외측 수관 열의 일부를 확대하여 나타내는 개략 횡단면도이다.

도 7은, 도 1의 보일러의 내측 수관 열의 변형예를 나타내는 개략 횡단면도이다.

도 8은, 본 발명의 보일러의 실시예 2를 나타내는 개략 종단면도이다.

도 9는, 본 발명의 보일러의 실시예 3을 나타내는 개략 횡단면도이다.

Claims (5)

1. 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 원통형으로 배열되어 내측 전열관 열을 구성하는 복수개의 내측 전열관,

   상기 내측 전열관 열을 둘러싸도록, 상기 상부 헤더와 하부 헤더 사이에 원통형으로 배열되어 외측 전열관 열을 구성하는 복수개의 외측 전열관,

   상기 내측 전열관 열의 상하 방향의 일단부의 설정 영역을 제외하고, 인접하는 상기 내측 전열관 사이의 틈새를 폐쇄하도록 설치되지만, 인접하는 상기 내측 전열관끼리를 연결하지 않는 복수개의 내측 세로 핀, 및

   상기 외측 전열관 열의 상하 방향의 타단부의 설정 영역을 제외하고, 인접하는 상기 외측 전열관 사이의 틈새를 폐쇄하도록 설치되는 복수개의 외측 세로 핀

   을 구비하고,

   상기 내측 세로 핀을 가지는 내측 전열관 열은, 인접하는 원주 방향 양측의 상기 내측 전열관의 틈새를 폐쇄하도록, 상기 내측 세로 핀을 양측에 가지는 양쪽 핀 전열관 및 상기 내측 세로 핀을 가지지 않는 핀 없는 전열관이 교대로 설치되어 구성되며,

   상기 내측 세로 핀을 가지는 내측 전열관보다 내측의 연소실, 및 상기 내측 세로 핀을 가지는 내측 전열관보다 외측의 연소 가스 유로는, 상하 방향의 일단부에서 상기 내측 세로 핀이 설치되지 않아 연통되어 있고,

   상기 내측 전열관 열의 상기 양쪽 핀 전열관의 각 내측 세로 핀은, 그 두께 방향 양 단부에서 내측 전열관과의 사이를 용접하고, 상기 내측 전열관의 좌우에 동시에 용접하고,

   상기 내측 세로 핀은, 연소 가스 또는 배기 가스에 의한 열팽창에 의해 인접하는 상기 내측 전열관끼리의 틈새를 폐쇄하는 크기이며,

   상기 외측 세로 핀을 가지는 외측 전열관 열은, 인접하는 원주 방향 양측의 상기 외측 전열관의 틈새를 폐쇄하도록, 상기 외측 세로 핀을 양측에 가지는 양쪽 핀 전열관 및 상기 외측 세로 핀을 가지지 않는 핀 없는 전열관이 교대로 설치되어 구성되며,

   상기 외측 전열관 열의 상기 양쪽 핀 전열관의 각 외측 세로 핀은, 그 두께 방향 양 단부에서 외측 전열관과의 사이를 용접하고, 상기 외측 전열관의 좌우에 동시에 용접하고,

   상기 외측 전열관 열은, 그 양쪽 핀 전열관의 각 외측 세로 핀의 선단부를, 핀 없는 전열관의 외주면에 미리 맞닿은 상태로 노(爐)의 외측으로부터 용접하여 구성되는, 보일러.
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