KR101899911B1 - 보일러용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전열핀의 열 교환 효율을 향상시키도록 하고, 형상을 견고하게 유지할 수 있도록 하는 보일러용 열교환기에 관한 것이다.

Description

보일러용 열교환기{Heat Exchanger for Boiler}

본 발명은 보일러용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전열핀의 열 교환 효율을 향상시키도록 하고, 형상을 견고하게 유지할 수 있도록 하는 보일러용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 연료를 가스로 하고 열매체를 물로 하여 난방에 사용하는 것으로, 특히 온수겸용 보일러의 경우 난방순환수를 삼방밸브를 통해 보일러 내부 에서 순환시키고 간접 열교환 형태로 급수를 가열하여 온수도 사용 가능하게 한 연소기이다. 이러한 가스보일러 중 콘덴싱 가스보일러는 버려지는 열을 다시 보일러가 흡수하여 재활용함으로써 열손실을 줄일 수 있도록 설계되어, 열효율이 우수하고 연료비를 현저하게 줄일 수 있다.

도 1은 종래 보일러를 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 2는 종래 보일러용 열교환기의 전열 핀을 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래 콘덴싱 보일러는 난방 후, 환수되는 물이 열교환관을 통하여 잠열 열교환부(3) 측으로 유입되고, 이 유입된 잠열 열교환부(3)의 난방수는 현열 열교환부(2)를 통과한 연소가스와 열교환을 이루어 예열된다. 그리고 예열된 난방수는 다시 현열 열교환부(2)의 내부로 유입되어 버너(1a)에 의한 직접 가열이 이루어진 후, 온수 열교환기(5) 또는 난방수 공급관(6) 측으로 보내져 직수관(4)을 통하여 공급된 냉수와 열교환을 이루거나 난방이 진행된다. 도 2를 참조하면, 현열 열교환부(2)와 잠열 열교환부(3)는 공통적으로 난방수가 순환되는 전열관(11)과, 전열관(11)이 관통되는 다수의 열교환핀(12)을 포함한다. 열교환핀(12)은 비교적 얇은 두께의 판상으로 구성되며 적층배열로 구성된다. 그리고 버너부(미도시)의 연소된 연소가스가 열교환핀(12) 사이로 전달되고, 이어서 열교환핀(12) 사이의 전열관(11)으로 전달되면서 전열관(11)의 물 온도를 승온시키도록 구성된다.

그러나 이러한 열교환핀(12)은 연소가스를 전열관(11) 방향으로 가이드하기 위한 구성이 구비되지 않아, 열교환핀(12) 주변의 전열 면적 활용이 저하되고, 고온의 연소가스로 인한 열교환핀(12)의 형상 변형 및 이로 인한 성능 저하가 발생되는 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0411648호

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전열핀의 열 교환 효율을 향상시키도록 하고, 형상을 견고하게 유지할 수 있도록 하는 보일러용 열교환기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀; 상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및 상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고, 상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고, 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 버링가이드부의 상기 제 2 관통공과 마주보는 측부는 상기 제 2 관통공의 원주를 따라 호 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 버링가이드부의 상기 제 2 관통공과 마주보는 측부에 절개홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 전열핀은, 상기 제 1 관통공과 상기 버링홀 사이에 관통 형성되는 보조버링홀 및 상기 보조버링홀의 테두리를 따라 돌출 형성되는 보조버링가이드부를 더 포함하고, 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 보조버링홀을 향하는 연소가스는 상기 보조버링가이드부를 따라 두 갈래로 갈라지는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기

또한, 상기 제 1 관통공의 일측 및 상기 제 2 관통공의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 일측은 개방되도록 유입부가 구비되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측 중 상기 버링홀과 마주보는 위치는 폐쇄되도록 폐쇄부가 돌출 형성되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측 중 상기 제 2 관통공의 타측과 마주보는 위치는 개방되도록 배출부가 구비되며, 상기 유입부를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 유입되는 연소가스는 상기 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 폐쇄부는 중앙으로 갈수록 상기 버링홀 방향으로 볼록하게 형성되고 양 단부 방향으로 갈수록 상기 제 2 관통공의 타측 방향을 향하도록 경사지게 형성되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 유입되는 연소가스 중 상기 폐쇄부의 중앙 방향으로 이동되는 연소가스는 상기 폐쇄부의 양 단부를 지나 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 폐쇄부는, 상기 버링홀 방향으로 상방으로 볼록하게 형성되어, 상기 폐쇄부의 중앙에서 양 단부 방향으로 갈수록 상기 배출부 방향을 향하도록 하방으로 경사지게 형성되되, 상기 폐쇄부의 양 단부에는 상기 배출부 방향을 향하도록 절곡 형성되는 절곡부를 더 포함하고, 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이에 생성되는 응축수 중 상기 폐쇄부로 떨어지는 응축수는 상기 폐쇄부의 양 단부로 안내된 후 상기 절곡부를 지나 상기 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 폐쇄부와 상기 제 2 관통공 사이에는 상기 제 2 관통공과 마주보도록 안내슬리브가 돌출 형성되고, 상기 제 2 관통공과 상기 버링가이드부 사이의 공간으로 안내되는 연소가스는 상기 제 2 관통공과 상기 안내슬리브 사이의 공간으로 유도된 후 상기 배출부로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 제 1 관통공의 일측 및 상기 제 2 관통공의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 일측은 개방되도록 유입부가 구비되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측은 개방되도록 배출부가 구비되며, 상기 제 2 관통공과 상기 배출부 사이에 안내슬리브가 돌출 형성되고, 상기 유입부를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 유입되는 연소가스는 상기 제 2 관통공과 상기 안내슬리브 사이의 공간으로 유도된 후 상기 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 안내슬리브는 복수 개로 구성되되, 상기 배출부와 가까이 위치되는 상기 안내슬리브의 단부는 상기 배출부와 마주보는 상기 제 2 관통공의 타측 방향을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 양측에 측벽부가 돌출되고, 상기 전열핀은, 상기 측벽부와 마주보는 상기 제 2 관통공과 상기 측벽부 사이의 공간에 연소가스가 이동되는 방향과 수직 방향으로 블로킹슬리브가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 제 1 관통공의 일측 및 상기 제 2 관통공의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 일측은 개방되도록 유입부가 구비되고, 상기 제 2 관통공의 타측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측은 개방되도록 배출부가 구비되며, 상기 전열핀은, 상기 배출부와 대향되는 위치에 연소가스가 배출되는 방향과 수직 방향을 따라 복수 개의 블로킹슬리브가 돌출 형성되되, 상호 인접한 한 쌍의 상기 블로킹슬리브 사이에 상기 제 2 관통공이 대향 위치되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 전열관 사이에 상기 제 1 전열관이 마주보도록 배열되고, 복수의 상기 전열관의 일단부에 일체로 끼워지는 제 1 플레이트; 복수의 상기 전열관의 타단부에 일체로 끼워지는 제 2 플레이트; 상기 제 1 플레이트의 외면을 덮도록 형성되되 상호 인접한 상기 제 1 전열관 및 상기 제 2 전열관의 일단부를 일체로 감싼 상태로 상호 연결시키도록 볼록하게 제 1 유로캡이 형성되는 제 1 연결커버; 상기 제 1 연결커버를 관통하여 상기 제 1 유로캡과 연결되지 않은 상기 제 2 전열관의 일단부와 연결되는 유입관; 상기 제 2 플레이트의 외면을 덮도록 형성되되 상호 인접한 상기 제 1 전열관 및 상기 제 2 전열관의 타단부를 일체로 감싼 상태로 상호 연결시키도록 볼록하게 제 2 유로캡이 형성되되 상기 제 1 유로캡과 상기 제 2 유로캡은 상호 크로스 되도록 배열되는 제 2 연결커버; 및 상기 제 2 연결커버를 관통하여 상기 제 2 유로캡과 연결되지 않은 상기 제 2 전열관의 타단부와 연결되는 유출관을 더 포함하고, 복수의 상기 제 1 전열관 및 상기 제 2 전열관은 상기 제 1 유로캡 및 상기 제 2 유로캡에 의하여 병렬 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

또한, 상기 제 1 플레이트의 테두리를 따라 제 1 플랜지가 돌출 형성되되, 상기 제 1 플랜지의 내면에 복수 개의 제 1 걸림부가 상호 이격된 상태로 돌출 형성되고, 상기 제 2 플레이트의 테두리를 따라 제 2 플랜지가 돌출 형성되되, 상기 제 2 플랜지의 내면에 복수 개의 제 2 걸림부가 상호 이격된 상태로 돌출 형성되고, 상기 제 1 연결커버가 상기 제 1 플레이트의 외면을 덮도록 끼워지면, 상기 제 1 연결커버의 테두리를 따라 돌출 형성되는 제 1 걸림가이드부가 상기 제 1 걸림부에 걸림 위치되고, 상기 제 2 연결커버가 상기 제 2 플레이트의 외면을 덮도록 끼워지면, 상기 제 2 연결커버의 테두리를 따라 돌출 형성되는 제 2 걸림가이드부가 상기 제 2 걸림부에 걸림 위치되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기를 제공한다.

본 발명은 제 1, 2 연결커버가 제 1, 2 플레이트의 제 1, 2 걸림부에 걸림 결합되므로, 제 1, 2 연결커버는 제 1, 2 플레이트에 간단한 구조로 용이하게 결합되는 효과가 있다.

또한, 전열핀에 버링홀 및 버링가이드부를 구비하므로, 연소가스는 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되어, 제 2 관통공에 삽입된 제 2 전열관의 온도를 더욱 상승시켜서 열 효율을 상승시키는 효과가 있다.

또한, 버링홀 및 버링가이드부는 전열핀에 가해지는 열 충격 피로로 인한 전열핀의 뒤틀림 등의 변형을 방지하는 효과가 있다.

또한, 폐쇄부의 중앙 방향으로 이동되는 연소가스는 폐쇄부의 양 단부를 지나 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되므로, 제 2 관통공에 삽입된 제 2 전열관은 연소가스와 접촉 시간이 더욱 길어지게 되어 열 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

또한, 폐쇄부의 양 단부에는 배출부 방향을 향하도록 절곡 형성되는 절곡부를 포함하므로, 폐쇄부로 떨어지는 응축수는 폐쇄부의 양 단부로 안내된 후, 절곡부를 지나 배출부로 용이하게 배출되는 효과가 있다.

또한, 배출부와 가까이 위치되는 안내슬리브의 단부는 배출부와 마주보는 상기 제 2 관통공의 타측 방향을 향하도록 형성되어, 제 2 관통공과 상기 안내슬리브 사이의 공간으로 유도되는 연소가스는 안내슬리브의 단부를 따라 제 2 관통공의 타측 방향으로 집중되도록 유도되어, 제 2 관통공에 삽입된 제 2 전열관의 온도를 더욱 상승시키는 효과가 있다.

또한, 유입부를 통하여 전열핀 사이로 유입되는 연소가스가 배출부로 배출될 때, 연소가스는 배출부를 따라 형성되는 복수 개의 블로킹슬리브에 의하여 블로킹된 후 배출부로 천천히 이동되므로, 제 2 관통공에 삽입된 제 2 전열관은 연소가스와 접촉 시간이 더욱 길어지게 되어 열 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래 보일러를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 종래 보일러용 열교환기의 전열 핀을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 상부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 하부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 일부 분해하여 도시한 도면이다.
도 6은 도 3의 A-A' 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기의 전열핀을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기의 전열핀의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기의 전열핀의 또 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 상부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 하부에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기(1000)는 예를 들면 콘덴싱 보일러에 적용되는 것으로, 전열핀(100), 제 1, 2 전열관(200, 210), 제 1, 2 플레이트(300, 310), 제 1, 2 연결커버(320, 330), 유입관(340) 및 유출관(350)을 포함한다.

전열핀(100)은 판형으로 형성되며 복수 개가 병렬로 적층 배열된다. 이러한 전열핀(100)은 예를 들면 열 전도가 용이한 금속으로 제조되어, 고온의 연소가스의 의한 열을 제 1, 2 전열관(200, 210)으로 용이하게 전달한다.

제 1 전열관(200) 및 제 2 전열관(210)은 길이방향을 따라 긴 형상으로 형성되며 단면은 타원 형상으로 형성된다. 이러한 제 1, 2 전열관(200, 210)은 각각 복수 개로 구성되며 복수의 전열핀(100)에 직교하는 방향으로 일체로 관통 삽입된다. 이때, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 전열관(210) 사이에 상기 제 1 전열관(200)이 마주보도록 배열된다.

제 1 플레이트(300)는 판형으로 형성되며 복수의 제 1, 2 전열관(200, 210)의 일단부에 일체로 끼워진다. 그리고 제 1 플레이트(300)의 테두리를 따라 제 1 플랜지(302)가 돌출 형성되고, 제 1 플랜지(302)의 내면 즉, 내주연을 따라 복수 개의 제 1 걸림부(304)가 상호 이격된 상태로 돌출 형성된다.

제 2 플레이트(310)는 판형으로 형성되며 복수의 제 1, 2 전열관(200, 210)의 타단부에 일체로 끼워진다. 그리고 제 2 플레이트(310)의 테두리를 따라 제 2 플랜지(312)가 돌출 형성되고, 제 2 플랜지(312)의 내면 즉, 내주연을 따라 복수 개의 제 2 걸림부(314)가 상호 이격된 상태로 돌출 형성된다.

제 1 연결커버(320)는 제 1 플레이트(300)의 외면을 덮은 상태로 밀착되도록 형성된다. 그리고 제 1 플레이트(300)의 외면과 마주보는 제 1 연결커버(320)의 내면에는 상호 인접한 제 1 전열관(200) 및 제 2 전열관(210)의 일단부를 일체로 감싼 상태로 상호 연결시키도록 볼록하게 돔 형상으로 제 1 유로캡(324)이 형성된다. 여기서 제 2 전열관(210)은 제 1 전열관(200)보다 한 개 더 많도록 구성되어, 복수의 제 2 전열관(210) 중 제 1 유로캡(324)과 연결되지 않은 제 2 전열관(210)의 일단부에 물이 유입되도록 유입관(340)이 연결된다. 이때, 유입관(340)은 제 1 연결커버(320)를 관통하여 제 2 전열관(210)에 연결된다.

제 2 연결커버(330)는 제 2 플레이트(310)의 외면을 덮은 상태로 밀착되도록 형성된다. 그리고 제 2 플레이트(310)의 외면과 마주보는 제 2 연결커버(330)의 내면에는 상호 인접한 제 1 전열관(200) 및 제 2 전열관(210)의 타단부를 일체로 감싼 상태로 상호 연결시키도록 볼록하게 돔 형상으로 제 2 유로캡(334)이 형성된다. 여기서 제 1 유로캡(324)과 상기 제 2 유로캡(334)은 상호 크로스되도록 배열되어, 복수의 상기 제 1 전열관(200) 및 상기 제 2 전열관(210)은 상기 제 1 유로캡(324) 및 상기 제 2 유로캡(334)에 의하여 병렬 유로를 형성하게 된다. 그리고 복수의 제 2 전열관(210) 중 제 2 유로캡(334)과 연결되지 않은 제 2 전열관(210)의 타단부에 물이 유출되도록 유출관(350)이 연결된다. 이때, 유출관(350)은 제 2 연결커버(330)를 관통한 상태로 유입관(340)과 가장 멀리 떨어져 있는 제 2 전열관(210)에 연결된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기를 일부 분해하여 도시한 도면이고, 도 6은 도 3의 A-A' 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 제 2 플레이트(310)의 테두리를 따라 제 2 플랜지(312)가 돌출 형성되되, 상기 제 2 플랜지(312)의 내면에 복수 개의 제 2 걸림부(314)가 상호 이격된 상태로 돌출 형성된다. 그리고 제 1 연결커버(320)가 상기 제 1 플레이트(300)의 외면을 덮도록 끼워지면, 상기 제 1 연결커버(320)의 테두리를 따라 돌출 형성되는 제 1 걸림가이드부(322)가 상기 제 1 걸림부(304)에 걸림 위치된다. 또한, 제 2 연결커버(330)가 상기 제 2 플레이트(310)의 외면을 덮도록 끼워지면, 상기 제 2 연결커버(330)의 테두리를 따라 돌출 형성되는 제 2 걸림가이드부(332)가 상기 제 2 걸림부(314)에 걸림 위치된다.

이처럼 제 1, 2 연결커버(320, 330)는 제 1, 2 걸림부에 걸림 결합되므로, 제 1, 2 연결커버(320, 330)는 제 1, 2 플레이트(300, 310)에 간단한 구조로 용이하게 결합되는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기의 전열핀을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 전열핀(100)은 일측에 제 1 전열관(200)이 삽입되도록 복수 개의 제 1 관통공(110)이 형성되고 타측에 제 2 전열관(210)이 삽입되도록 복수 개의 제 2 관통공(112)이 형성된다. 여기서 제 1 관통공(110)은 상호 인접한 한 쌍의 제 2 관통공(112) 사이의 공간을 향하도록 위치된다. 그리고 제 1, 2 관통공(110, 112)에 제 1, 2 전열관(200, 210)이 각각 삽입된다. 그리고 본 발명이 콘덴싱 보일러에 적용되는 경우, 전열핀(100)의 일측은 콘덴싱 보일러의 버너부(미도시)와 가까이 위치되는 상부에 위치되고 전열핀(100)의 타측은 지면과 가까이 위치되는 하부에 위치될 수 있다. 여기서 제 1 관통공(110)에 삽입되는 제 1 전열관(200)은 버너부와 가까운 반면, 제 2 관통공(112)에 삽입되는 제 2 전열관(210)은 상대적으로 버너부와 멀리 떨어져 있어, 제 2 전열관(210)의 열 효율이 제 1 전열관(200)보다 떨어질 우려가 있다. 이에 따라 본 발명은 제 2 전열관(210)의 열 효율을 인위적으로 더욱 상승시키기 위하여 버링홀(120), 보조버링홀(130), 폐쇄부(142), 안내슬리브(150), 측벽부(160) 및 블로킹슬리브(170)를 포함한다.

버링홀(120)은 버링 가공에 의하여 전열핀(100)에 관통 형성되는 것으로, 상호 인접한 한 쌍의 제 2 관통공(112) 사이의 공간에 관통 형성된다. 그리고 버링홀(120)의 테두리를 따라 버링가이드부(122)가 돌출 형성된다. 그리고 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀(120)을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부(122)를 따라 상기 제 2 관통공(112) 방향으로 유도되어, 제 2 관통공(112)에 삽입된 제 2 전열관(210)의 온도를 더욱 상승시켜서 열 효율을 상승시키는 효과가 있다. 또한, 버링홀(120) 및 버링가이드부(122)는 전열핀(100)에 가해지는 열 충격 피로로 인한 전열핀(100)의 뒤틀림 등의 변형을 방지하는 효과가 있다.

보조버링홀(130)은 제 1 관통공(110)과 버링홀(120) 사이에 관통 형성되고, 보조버링홀(130)의 테두리를 따라 보조버링가이드부(132)가 돌출 형성된다. 그리고 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 보조버링홀(130)을 향하는 연소가스는 상기 보조버링가이드부(132)를 따라 두 갈래로 갈라진 후 제 1 관통공(110) 및 제 2 관통공(112)을 향하도록 유도되어, 제 1, 2 관통공(110, 112)에 삽입된 제 1, 2 전열관(200, 210)의 온도를 더욱 상승시켜서 열 효율을 상승시키는 효과가 있다. 또한, 보조버링홀(130) 및 보조버링가이드부(132)는 버링홀(120) 및 버링가이드부(122)와 마찬가지로 전열핀(100)에 가해지는 열 충격 피로로 인한 전열핀(100)의 뒤틀림 등의 변형을 방지하는 효과도 있다.

그리고 상기 제 1 관통공(110)의 일측 및 상기 제 2 관통공(112)의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 일측은 개방되도록 유입부(140)가 구비된다. 그리고 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 타측 중 상기 버링홀(120)과 마주보는 위치는 폐쇄되도록 폐쇄부(142)가 돌출 형성되고, 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 타측 중 상기 제 2 관통공(112)의 타측과 마주보는 위치는 개방되도록 배출부(144)가 구비된다. 그리고 유입부(140)를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이로 유입되는 연소가스는 상기 배출부(144)로 배출된다. 이때, 폐쇄부(142)는 중앙으로 갈수록 상기 버링홀(120) 방향으로 볼록하게 형성되고 양 단부 방향으로 갈수록 상기 제 2 관통공(112)의 타측 방향을 향하도록 경사지게 형성되어, 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이로 유입되는 연소가스 중 상기 폐쇄부(142)의 중앙 방향으로 이동되는 연소가스는 상기 폐쇄부(142)의 양 단부를 지나 상기 제 2 관통공(112) 방향으로 유도되므로, 제 2 관통공(112)에 삽입된 제 2 전열관(210)은 연소가스와 접촉 시간이 더욱 길어지게 되어 열 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

한편, 하향식 콘덴싱 보일러에서는 연소가스 중의 수증기가 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100)의 표면 사이에 응축되면 응축수가 생성되는데, 이 응측수가 신속하게 배출되지 아니하면 전열핀(100)의 부식을 초래하거나 열 효율을 떨어트릴 수 있다. 이를 해결하고자, 본 발명의 폐쇄부(142)는 중앙에서 양 단부 방향으로 갈수록 배출부(144) 방향을 향하도록 하방으로 경사지게 형성되고, 폐쇄부(142)의 양 단부에는 배출부(144) 방향을 향하도록 절곡 형성되는 절곡부(142a)를 더 포함할 수 있다. 그리고 전열핀(100)의 표면에 생성되는 응축수 중 중력에 의하여 폐쇄부(142)로 떨어지는 응축수는 폐쇄부(142)의 양 단부로 안내된 후, 절곡부(142a)를 지나 배출부(144)로 용이하게 배출되는 효과가 있다. 그리고 일반 상향식 가스보일러에서는 연소가스가 폐쇄부(142)로 포집되고, 배출부(144)로 배출되는 역할을 한다.

안내슬리브(150)는 폐쇄부(142)와 상기 제 2 관통공(112) 사이에 상기 제 2 관통공(112)과 마주보도록 돌출 형성된다. 그리고 상기 제 2 관통공(112)과 상기 버링가이드부(122) 사이의 공간으로 안내되는 연소가스는 상기 제 2 관통공(112)과 상기 안내슬리브(150) 사이의 공간으로 유도된 후 상기 배출부(144)로 유도되어, 제 2 관통공(112)에 삽입된 제 2 전열관(210)은 연소가스와 접촉 시간이 더욱 길어지게 되어 열 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

측벽부(160)는 상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 양측에 돌출 형성된다. 블로킹슬리브(170)는 측벽부(160)와 마주보는 상기 제 2 관통공(112)과 상기 측벽부(160) 사이의 공간에 연소가스가 이동되는 방향과 수직 방향으로 돌출 형성된다. 그리고 제 2 관통공(112)과 측벽부(160) 사이의 공간으로 안내되는 연소가스는 블로킹슬리브(170)에 의하여 블로킹된 후 배출부(144)로 천천히 이동되어, 제 2 관통공(112)에 삽입된 제 2 전열관(210)은 연소가스와 접촉 시간이 더욱 길어지게 되어 열 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기의 전열핀의 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 전열핀(100)은 제 1, 2 관통공(110, 112)에 제 1, 2 전열관(200, 210)이 각각 삽입되는 것으로, 도 7과 비교하여, 폐쇄부(142) 및 측벽부(160)가 제거되고, 버링홀(120), 안내슬리브(152) 및 블로킹슬리브(172)가 상이하도록 구성된다.

버링홀(120)은 상호 인접한 한 쌍의 제 2 관통공(112) 사이의 공간에 관통 형성되되 버링홀(120)의 제 2 관통공(112)과 마주보는 측부는 호 형상으로 형성된다. 그리고 버링홀(120)의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부(122)의 제 2 관통공(112)과 마주보는 측부 또한, 제 2 관통공(112)의 원주를 따라 호 형상으로 형성되어, 연소가스는 상기 버링가이드부(122)를 따라 상기 제 2 관통공(112) 방향으로 유된다. 이때, 버링가이드부(122)의 상기 제 2 관통공(112)과 마주보는 측부에 오목하게 절개홈(124)이 형성된다.

그리고 상기 제 1 관통공(110)의 일측 및 상기 제 2 관통공(112)의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 일측은 개방되도록 유입부(140)가 구비되고, 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 타측은 개방되도록 배출부(144)가 구비되며, 제 2 관통공(112)과 상기 배출부(144) 사이에 안내슬리브(152)가 돌출 형성된다. 그리고 유입부(140)를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이로 유입되는 연소가스는 상기 제 2 관통공(112)과 상기 안내슬리브(152) 사이의 공간으로 유도된 후 상기 배출부(144)로 배출된다.

여기서, 안내슬리브(152)는 복수 개로 구성되되, 상기 배출부(144)와 가까이 위치되는 상기 안내슬리브(152)의 단부는 상기 배출부(144)와 마주보는 상기 제 2 관통공(112)의 타측 방향을 향하도록 형성된다. 이에 따라, 제 2 관통공(112)과 상기 안내슬리브(152) 사이의 공간으로 유도되는 연소가스는 안내슬리브(152)의 단부를 따라 제 2 관통공(112)의 타측 방향으로 집중되도록 유도되어, 제 2 관통공(112)에 삽입된 제 2 전열관(210)의 온도를 더욱 상승시키는 효과가 있다.

그리고 제 1 관통공(110)의 일측 및 제 2 관통공(112)의 일측과 마주보는 한 쌍의 전열핀(100) 사이의 일측은 개방되도록 유입부(140)가 구비되고, 상기 제 2 관통공(112)의 타측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이의 타측은 개방되도록 배출부(144)가 구비된다. 그리고 상기 배출부(144)와 대향되는 위치에 연소가스가 배출되는 방향과 수직 방향을 따라 복수 개의 블로킹슬리브(172)가 돌출 형성되되, 상호 인접한 한 쌍의 상기 블로킹슬리브(172) 사이에 상기 제 2 관통공(112)이 대향 위치된다. 이에 따라 유입부(140)를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀(100) 사이로 유입되는 연소가스가 배출부(144)로 배출될 때, 연소가스는 복수 개의 블로킹슬리브(172)에 의하여 블로킹된 후 배출부(144)로 천천히 이동되므로, 제 2 관통공(112)에 삽입된 제 2 전열관(210)은 연소가스와 접촉 시간이 더욱 길어지게 되어 열 효율이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러용 열교환기의 전열핀의 또 다른 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 전열핀(100)은 상기 도 8에서 , 버링가이드부(122)에 형성되는 절개홈(124)이 생략된다.

본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

1000: 보일러용 열교환기
100: 전열핀 110: 제 1 관통공
112: 제 2 관통공 120: 버링홀
122: 버링가이드부 122: 버링가이드부
124: 절개홈 130: 보조버링홀
132: 보조버링가이드부 140: 유입부
142: 폐쇄부 142a: 절곡부
144: 배출부 150: 안내슬리브
152: 안내슬리브 160: 측벽부
170: 블로킹슬리브 172: 블로킹슬리브
200: 제 1 전열관 210: 제 2 전열관
300: 제 1 플레이트 302: 제 1 플랜지
304: 제 1 걸림부 310: 제 2 플레이트
312: 제 2 플랜지 314: 제 2 걸림부
320: 제 1 연결커버 322: 제 1 걸림가이드부
324: 제 1 유로캡 330: 제 2 연결커버
332: 제 2 걸림가이드부 334: 제 2 유로캡
340: 유입관 350: 유출관

Claims (14)

1. 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀;
   상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및
   상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고,
   상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고,
   상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되고,
   상기 버링가이드부의 상기 제 2 관통공과 마주보는 측부는 상기 제 2 관통공의 원주를 따라 호 형상으로 형성되고,
   상기 버링가이드부의 상기 제 2 관통공과 마주보는 측부에 절개홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀;
   상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및
   상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고,
   상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고,
   상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되고,
   상기 제 1 관통공의 일측 및 상기 제 2 관통공의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 일측은 개방되도록 유입부가 구비되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측 중 상기 버링홀과 마주보는 위치는 폐쇄되도록 폐쇄부가 돌출 형성되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측 중 상기 제 2 관통공의 타측과 마주보는 위치는 개방되도록 배출부가 구비되며,
   상기 유입부를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 유입되는 연소가스는 상기 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 폐쇄부는 중앙으로 갈수록 상기 버링홀 방향으로 볼록하게 형성되고 양 단부 방향으로 갈수록 상기 제 2 관통공의 타측 방향을 향하도록 경사지게 형성되고,
   한 쌍의 상기 전열핀 사이로 유입되는 연소가스 중 상기 폐쇄부의 중앙 방향으로 이동되는 연소가스는 상기 폐쇄부의 양 단부를 지나 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 폐쇄부는, 상기 버링홀 방향으로 상방으로 볼록하게 형성되어, 상기 폐쇄부의 중앙에서 양 단부 방향으로 갈수록 상기 배출부 방향을 향하도록 하방으로 경사지게 형성되되, 상기 폐쇄부의 양 단부에는 상기 배출부 방향을 향하도록 절곡 형성되는 절곡부를 더 포함하고,
   상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이에 생성되는 응축수 중 상기 폐쇄부로 떨어지는 응축수는 상기 폐쇄부의 양 단부로 안내된 후 상기 절곡부를 지나 상기 배출부로 배출되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 폐쇄부와 상기 제 2 관통공 사이에는 상기 제 2 관통공과 마주보도록 안내슬리브가 돌출 형성되고,
   상기 제 2 관통공과 상기 버링가이드부 사이의 공간으로 안내되는 연소가스는 상기 제 2 관통공과 상기 안내슬리브 사이의 공간으로 유도된 후 상기 배출부로 유도되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   
9. 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀;
   상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및
   상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고,
   상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고,
   상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되고,
   상기 제 1 관통공의 일측 및 상기 제 2 관통공의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 일측은 개방되도록 유입부가 구비되고, 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측은 개방되도록 배출부가 구비되며,
   상기 제 2 관통공과 상기 배출부 사이에 안내슬리브가 돌출 형성되고,
   상기 유입부를 통하여 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 유입되는 연소가스는 상기 제 2 관통공과 상기 안내슬리브 사이의 공간으로 유도된 후 상기 배출부로 배출되고,
   상기 안내슬리브는 복수 개로 구성되되, 상기 배출부와 가까이 위치되는 상기 안내슬리브의 단부는 상기 배출부와 마주보는 상기 제 2 관통공의 타측 방향을 향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   
10. 제 1 항, 제 5 항 및 제 9 항 중에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 전열핀은, 상기 제 1 관통공과 상기 버링홀 사이에 관통 형성되는 보조버링홀 및 상기 보조버링홀의 테두리를 따라 돌출 형성되는 보조버링가이드부를 더 포함하고,
    상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 보조버링홀을 향하는 연소가스는 상기 보조버링가이드부를 따라 두 갈래로 갈라지는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
    
11. 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀;
    상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및
    상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고,
    상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고,
    상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되고,
    상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 양측에 측벽부가 돌출되고,
    상기 전열핀은, 상기 측벽부와 마주보는 상기 제 2 관통공과 상기 측벽부 사이의 공간에 연소가스가 이동되는 방향과 수직 방향으로 블로킹슬리브가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
    
12. 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀;
    상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및
    상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고,
    상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고,
    상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되고,
    상기 제 1 관통공의 일측 및 상기 제 2 관통공의 일측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 일측은 개방되도록 유입부가 구비되고, 상기 제 2 관통공의 타측과 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이의 타측은 개방되도록 배출부가 구비되며,
    상기 전열핀은, 상기 배출부와 대향되는 위치에 연소가스가 배출되는 방향과 수직 방향을 따라 복수 개의 블로킹슬리브가 돌출 형성되되, 상호 인접한 한 쌍의 상기 블로킹슬리브 사이에 상기 제 2 관통공이 대향 위치되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
    
13. 일측에 복수 개의 제 1 관통공이 형성되고 타측에 복수 개의 제 2 관통공이 형성되되 상기 제 1 관통공은 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간을 향하도록 위치되며, 복수 개가 병렬로 적층 배열되는 판 형상의 전열핀;
    상기 제 1 관통공에 삽입되는 제 1 전열관; 및
    상기 제 2 관통공에 삽입되는 제 2 전열관을 포함하고,
    상기 전열핀은, 상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 관통공 사이의 공간에 관통 형성되는 버링홀과, 상기 버링홀의 테두리를 따라 형성되는 버링가이드부를 더 포함하고,
    상호 마주보는 한 쌍의 상기 전열핀 사이로 공급되는 연소가스 중 상기 버링홀을 향하는 연소가스는 상기 버링가이드부를 따라 상기 제 2 관통공 방향으로 유도되고,
    상호 인접한 한 쌍의 상기 제 2 전열관 사이에 상기 제 1 전열관이 마주보도록 배열되고,
    복수의 상기 전열관의 일단부에 일체로 끼워지는 제 1 플레이트;
    복수의 상기 전열관의 타단부에 일체로 끼워지는 제 2 플레이트;
    상기 제 1 플레이트의 외면을 덮도록 형성되되 상호 인접한 상기 제 1 전열관 및 상기 제 2 전열관의 일단부를 일체로 감싼 상태로 상호 연결시키도록 볼록하게 제 1 유로캡이 형성되는 제 1 연결커버;
    상기 제 1 연결커버를 관통하여 상기 제 1 유로캡과 연결되지 않은 상기 제 2 전열관의 일단부와 연결되는 유입관;
    상기 제 2 플레이트의 외면을 덮도록 형성되되 상호 인접한 상기 제 1 전열관 및 상기 제 2 전열관의 타단부를 일체로 감싼 상태로 상호 연결시키도록 볼록하게 제 2 유로캡이 형성되되 상기 제 1 유로캡과 상기 제 2 유로캡은 상호 크로스 되도록 배열되는 제 2 연결커버; 및
    상기 제 2 연결커버를 관통하여 상기 제 2 유로캡과 연결되지 않은 상기 제 2 전열관의 타단부와 연결되는 유출관을 더 포함하고,
    복수의 상기 제 1 전열관 및 상기 제 2 전열관은 상기 제 1 유로캡 및 상기 제 2 유로캡에 의하여 병렬 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트의 테두리를 따라 제 1 플랜지가 돌출 형성되되, 상기 제 1 플랜지의 내면에 복수 개의 제 1 걸림부가 상호 이격된 상태로 돌출 형성되고,
    상기 제 2 플레이트의 테두리를 따라 제 2 플랜지가 돌출 형성되되, 상기 제 2 플랜지의 내면에 복수 개의 제 2 걸림부가 상호 이격된 상태로 돌출 형성되고,
    상기 제 1 연결커버가 상기 제 1 플레이트의 외면을 덮도록 끼워지면, 상기 제 1 연결커버의 테두리를 따라 돌출 형성되는 제 1 걸림가이드부가 상기 제 1 걸림부에 걸림 위치되고,
    상기 제 2 연결커버가 상기 제 2 플레이트의 외면을 덮도록 끼워지면, 상기 제 2 연결커버의 테두리를 따라 돌출 형성되는 제 2 걸림가이드부가 상기 제 2 걸림부에 걸림 위치되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.

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