KR20200095239A - 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 보일러는, 연소반응을 일으키는 버너; 상기 버너와 연결되고, 생가스와 공기의 혼합물을 상기 버너로 안내하는 믹스챔버; 상기 연소반응에 의해 생성된 화염이 위치하는 연소실; 상기 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용해 난방수를 가열하는 열교환기; 및 상기 믹스챔버와 상기 버너의 경계에서, 상기 경계의 기밀이 유지되도록 상기 믹스챔버와 상기 버너에 각각 접촉하는 내부 패킹을 포함한다.

Description

보일러 {BOILER}

본 발명은 물을 가열하는 보일러에 관한 것이다.

보일러는 용기 내의 유체를 가열하여 원하는 지역을 난방하는 장치이다. 따라서 보일러의 난방수를 데우기 위해, 보일러는 열원과 이를 포함하는 버너 및 연소가스 등으로부터 난방수를 가열하는 열교환기를 일반적으로 가진다. 연소가스의 열을 종합적으로 이용하는 콘덴싱 보일러에서는, 버너에서 발생하는 현열이 난방수에 제공되고, 버너에서 발생한 연소가스의 현열과 연소가스의 상변화에 의한 잠열이 난방수에 제공되어, 난방수가 가열된다.

보일러에서 발생하는 연소가스는 질산화물 등의 유해성분을 포함하고 있으므로, 외부로 누출될 경우 중독을 일으키거나 주변의 소재들을 부식시킬 수 있다. 따라서 보일러에서 발생하는 연소가스가 외부로 유출되지 않도록, 보일러의 하우징은 기밀을 유지할 수 있는 구조로 형성될 필요가 있다.

보일러에 사용되는 버너를 고정하는 프레임은 화염과 인접한 특성상 다량의 열을 전달받게 되고, 이러한 프레임에서 열손실이 발생할 가능성이 높다. 버너를 고정하는 프레임에 패킹을 더 배치할 수 있는데, 열에 약한 소재로 패킹이 구성되는 경우, 프레임에 전달된 다량의 열로 인해 패킹이 파손될 가능성이 존재한다. 패킹이 파손될 경우, 연소에 사용되는 가스가 누설되어 폭발을 일으킬 위험이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가스의 유출이 방지되는 구조를 구비한 보일러를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 보일러는, 연소반응을 일으키는 버너; 상기 버너와 연결되고, 생가스와 공기의 혼합물을 상기 버너로 안내하는 믹스챔버; 상기 연소반응에 의해 생성된 화염이 위치하는 연소실; 상기 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용해 난방수를 가열하는 열교환기; 및 상기 믹스챔버와 상기 버너의 경계에서, 상기 경계의 기밀이 유지되도록 상기 믹스챔버와 상기 버너에 각각 접촉하는 내부 패킹을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 보일러는, 연소반응을 일으키는 버너; 상기 버너와 연결되고, 생가스와 공기의 혼합물을 상기 버너로 안내하는 믹스챔버; 상기 연소반응에 의해 생성된 화염이 위치하는 연소실; 및 상기 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용해 난방수를 가열하는 열교환기를 포함하고, 상기 연소실은, 상기 열교환기와 결합되는 제1 결합부를 구비하고, 상기 열교환기는, 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부를 구비하고, 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 어느 하나는, 환형으로 형성되는 결합 걸림부이고, 다른 하나는, 구부러짐에 따라 상기 결합 걸림부를 둘러싸면서 파지하여 상기 결합 걸림부와 결합되는 결합 걸음부이다.

이에 따라, 고온의 환경에서도 믹스챔버로부터 가스의 누출이 일어나지 않을 수 있다.

고온의 환경에서도 연소실과 열교환기 사이로 연소가스나 열의 누출이 일어나지 않을 수 있다.

도 1은 예시적인 보일러의 연소실, 믹스챔버 및 버너가 결합되는 부위의 형상을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러의 종단면도의 일부이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 믹스챔버의 저면도이다.
도 7은 도 7의 믹스챔버에 내부 패킹을 삽입한 상태를 도시한 저면도이다.
도 8은 믹스챔버에 내부 패킹이 삽입된 상태를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 7의 내부 패킹을 덮으며 버너가 믹스챔버에 결합되는 상태를 도시한 저면도이다.
도 10은 도 9의 버너를 버너 패킹이 덮으며 배치되는 상태를 도시한 저면도이다.
도 11은 도 10의 버너 패킹을 챔버 패킹이 덮으며 배치되는 상태를 도시한 저면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 걸음부를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 걸음부를 도시한 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 보일러의 종단면도의 일부이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 보일러의 내부 패킹을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 예시적인 보일러의 연소실(94), 믹스챔버(91) 및 버너(92)가 결합되는 부위의 형상을 나타낸 종단면도이다.

도 1과 같은 형태로 연소실(94), 믹스챔버(91) 및 버너(92)가 결합되어 형성되는 예시적인 보일러를 생각할 수 있다. 연소실(94)에 세라믹 재질의 패킹인 세라믹 패킹(93)이 안착되고, 세라믹 패킹에 버너(92)가 안착되고, 버너(92)에 믹스챔버(91)가 안착된 뒤 체결구(95)를 통해 체결되는 방식으로 보일러가 형성될 수 있다.

도시된 것과 같이 보일러가 형성됨에 따라, 버너(92)와 믹스챔버(91)에 의해 정의되는 공간과, 버너(92)와 연소실(94)에 의해 정의되는 공간이 구분될 수 있다. 버너(92)와 믹스챔버(91)에 의해 정의되는 공간에는 연소를 위한 생가스와 공기를 혼합한 혼합물이 존재하고, 버너(92)와 연소실(94)에 의해 정의되는 공간에는 연소가스가 위치할 수 있다.

세라믹 패킹(93)의 존재에도 불구하고, 이러한 가스들이 체결구가 체결되는 관통공을 통해 누출될 수 있다. 연소가스의 경우 유독하여, 누출시 보일러를 구성하는 구성요소들의 부식을 촉진하거나 사용자에게 악영향을 끼칠 수 있다. 생가스의 경우 가연성의 가스이므로, 누출시 폭발의 위험이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)의 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)의 측면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)의 종단면도의 일부이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)는, 버너(30), 믹스챔버(10), 연소실(50), 열교환기(60) 및 내부 패킹(20)을 포함한다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)는, 외부 패킹(40)을 더 포함할 수 있다.

버너(30)

버너(30)는 연소반응을 일으키는 구성요소이다. 버너(30)는 후술할 믹스챔버(10)에서 전달받은 혼합물을 이용해 연소반응을 일으킨다. 연소반응이 일어남에 따라, 화염이 형성되면서 열과 연소가스가 발생한다.

버너(30)는 버너 매트(31)와 버너 프레임을 포함할 수 있다. 버너(30)는 점화부(미도시)와 분배판(34)을 포함할 수 있다. 분배판(34)은 미세한 구멍이 복수 개 형성된 판체형의 구성요소이고, 버너 매트(31)는 금속 섬유가 촘촘하게 짜여 형성된 판체이다.

기준방향(D)을 기준으로 버너 매트(31)의 상류측에 분배판(34)이 위치할 수 있고, 분배판(34)과 버너 매트(31)는 서로 스팟용접되어 결합될 수 있다. 따라서 연소실(50)을 바라보고는 버너 매트(31)가, 그 반대 방향을 바라보고는 분배판(34)이 배치될 수 있다. 분배판(34)에 형성된 구멍 사이로 혼합물이 지나가고, 지나간 혼합물이 버너 매트(31)의 달구어진 금속 섬유에 도달하여 열을 전달받고 발화할 수 있다.

버너 프레임은 이러한 버너 매트(31)를 둘러싸고, 버너 매트(31)가 다른 구성요소들과 연결되어 위치가 고정될 수 있도록 하는, 버너(30)의 뼈대가 되는 구성요소이다. 따라서 버너 프레임의 중심에는 개구가 형성되어, 버너 매트(31)가 삽입되고 고정될 수 있다. 버너 프레임은 도시된 것과 같이 그 외관이 직사각형으로 형성될 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지는 않는다.

버너 프레임의 측면 중 믹스챔버(10)를 바라보는 측면은 챔버 접촉면(32)으로, 믹스챔버(10)와 접촉할 수 있다. 챔버 접촉면(32)은 후술할 내부 패킹(20)을 덮으며, 믹스챔버(10)에 결합될 수 있다. 그 반대측에 위치한 버너 프레임의 측면은 버너 패킹 접촉면(33)으로, 후술할 버너 패킹(41)이 접촉할 수 있다.

버너 프레임은 믹스챔버(10)와 결합될 수 있다. 버너 프레임이 믹스챔버(10)와 결합됨에 따라, 버너 프레임과 믹스챔버(10) 사이의 경계가 형성되고, 후술할 내부 패킹(20)이, 이 경계에 형성되는 틈으로 빠져나가려는 혼합물을 차단할 수 있다.

버너 프레임을 믹스챔버(10)와 결합시키기 위하여, 체결구(81)가 사용될 수 있다. 버너 프레임에 형성된 체결공을 통해 체결구(81)가 삽입되고, 삽입된 체결구(81)가 믹스챔버(10)에 형성된 체결공에 결합됨으로써, 버너 프레임이 믹스챔버(10)와 결합될 수 있다. 이러한 체결공이 버너 프레임의 둘레방향을 따라 복수 개 배치될 수 있다. 체결공의 배치는, 믹스챔버(10)에 형성되는 체결공의 위치에 상응하도록 결정될 수 있다.

믹스챔버(10)

믹스챔버(10)는 생가스와 공기의 혼합물을 버너(30)로 안내하는 구성요소로, 버너(30)와 연결된다. 연소가스의 유동방향인 기준방향(D)을 기준으로, 믹스챔버(10)는 상대적으로 상류측에, 버너(30)는 상대적으로 하류측에 배치되어 서로 연결될 수 있다. 혼합물이 기준방향(D)으로 이동하면서 버너(30)에서 연소됨에 따라, 연소가스가 기준방향(D)을 따라 유동하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)에 사용되는 버너(30)로서, 프리믹스(premix) 타입의 버너(30)가 사용될 수 있다. 프리믹스 타입의 버너(30)는, 공기와 연료를 주입받아 소정의 비율로 혼합하여, 발산하는 열을 이용해 혼합된 공기와 연료를 연소시킴으로써 연소가스를 생성하는 장치이다. 이러한 작용을 위해, 공기와 연료인 생가스를 혼합하여 혼합물을 조성하는 믹스챔버(10)가 필요한 것이다.

믹스챔버(10)는 송풍기(71)를 통해 압송받은 공기와 생가스를 혼합하는 혼합공간(12)을 구비하고, 혼합공간(12)에서 형성된 혼합물을 버너(30)로 안내하는 개구인 챔버 개구(11)를 구비할 수 있다. 송풍기(71)는 믹스챔버(10)와 연결되어 버너(30)로 공기를 압송할 수 있도록, 펌프를 포함하여 구성될 수 있다.

챔버 개구(11)를 둘러싸고 챔버 프레임이 형성될 수 있다. 챔버 프레임이 직사각형으로 형성되어, 챔버 개구(11) 역시 직사각형으로 형성될 수 있다. 그러나 챔버 프레임과 챔버 개구(11)의 형상은 이에 제한되지 않는다.

챔버 프레임에 버너 프레임이 결합되어, 믹스챔버(10)와 버너(30)가 서로 결합될 수 있다. 챔버 프레임에 형성된 체결공의 내부로, 버너 프레임의 체결공에 삽입된 체결구(81)가 삽입 및 체결될 수 있다.

버너(30)를 바라보는 챔버 프레임의 측면에는 버너 접촉면(14)이 형성될 수 있다. 버너 접촉면(14)은 버너(30)와 접촉할 수 있다. 버너 접촉면(14)에는 패킹 홈(13)이 형성될 수 있다. 패킹 홈(13)은 오목하게 파여 형성될 수 있다. 패킹 홈(13)에는 내부 패킹(20)이 삽입될 수 있다. 이러한 패킹 홈(13)은 챔버 개구(11)를 둘러싼 환형으로 형성될 수 있다.

버너 접촉면(14)의 외측에 위치한 믹스챔버의 외측부(15)는, 연소실(50)과 결합될 수 있다. 버너(30)를 바라보는 챔버 프레임의 측면 중 버너 접촉면(14)의 외측에, 연소실(50)이 접촉 및 결합될 수 있는 것이다. 따라서 연소실(50)이 직접 버너(30)에 접촉하지 않고, 버너(30)와 믹스챔버(10)가 결합된 후, 믹스챔버(10)에 연소실(50)이 결합되어 보일러(1)를 형성할 수 있다.

믹스챔버의 외측부(15)와 연소실 외측부(511)가, 또 다른 체결구(82)를 통해서 서로 결합될 수 있다. 따라서 믹스챔버의 외측부(15)와 연소실 외측부(511)에는, 체결구(82)가 삽입되고 체결될 수 있는 체결공이 형성될 수 있다. 믹스챔버의 외측부(15) 중 가장 외측에 위치한 외측단은, 믹스챔버(10)와 연소실(50) 사이의 경계의 기밀이 보다 잘 유지되고 서로 잘 결합되도록, 기준방향(D)으로 구부러질 수 있다.

연소실(50)

연소실(50)은 연소반응에 의해 생성된 화염이 위치할 수 있도록 마련되는 내부공간(53)을 구비하는 구성요소이다. 따라서 연소실(50)은 내부공간(53)을 측벽(51)으로 둘러싸서 형성된다. 기준방향(D)을 기준으로 연소실(50)의 내부공간(53)의 상류측에 버너(30)와 믹스챔버(10)가 위치하도록, 연소실(50)에 믹스챔버(10)가 결합된다. 구부러진 믹스챔버의 외측부(15)의 외측단의 내측에 결합될 수 있도록, 연소실 외측부(511)의 외측단 역시 기준방향(D)으로 구부러질 수 있다.

버너(30)는 혼합물에 열을 가하여 연소반응을 일으킨다. 연소반응의 산물로 열에너지를 동반하는 화염과 연소가스가 생성된다. 화염은 연소실(50)의 내부공간(53)에 위치하되 기준방향(D)을 따라 버너(30)로부터 연장되어 형성된다. 연소가스는 연소실(50)의 내부공간(53)을 통해 유동한다. 기준방향(D)과 나란한 방향으로 연소실(50)의 내부공간(53)이 연통될 수 있다.

연소실(50)을 구성하는 연소실(50)의 측벽(51)의 적어도 일부 영역에는 연소실 단열부(52)가 형성될 수 있다. 연소실 단열부(52)는 열유동을 차단하는 단열재로 구성되어, 연소반응에 의해 생성된 열이 연소실(50)의 내측면을 통해 연소실(50)의 외부 영역으로 전달되는 양을 감소시킬 수 있다.

연소실 단열부(52)에 의해, 연소실(50)의 내부공간(53)으로부터 연소실(50)의 외부로 전달되는 열량을 저감 할 수 있다. 단열재의 일 예로 열유동을 감소시키는 다공성의 폴리스티렌(polystyrene) 패널 또는 무기질인 실리카 재질의 니들 매트가 연소실 단열부(52)에 사용될 수 있으나, 단열재의 종류는 이에 제한되지 않는다.

열교환기(60)

열교환기(60)는 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용해 난방수를 가열하는 구성요소이다. 연소반응에 의해서 발생하는 화염이 동반하는 열이 열교환기(60)에 제공되고, 연소반응에 의해 생성된 연소가스가 열교환기(60)에 제공되어, 난방수를 가열할 수 있다.

열교환기(60)는 연소실(50)과 결합될 수 있다. 열교환기(60)와 연소실(50)이 서로 결합되기 위해, 연소실(50)은 제1 결합부(54)를 구비하고, 열교환기(60)는 제2 결합부(61)를 구비하여, 제1 결합부(54)와 제2 결합부(61)가 서로 결합됨에 따라 열교환기(60)와 연소실(50)의 경계에서 기밀이 유지될 수 있다. 제1 결합부(54)와 제2 결합부(61)의 결합관계에 대해서는, 도 12 및 도 13에 대한 설명에서 구체적으로 후술한다.

기준방향(D)을 기준으로, 연소실(50)보다 하류에 열교환기(60)가 배치될 수 있다. 따라서 기준방향(D)을 따라 믹스챔버(10), 버너(30), 연소실(50) 및 열교환기(60)의 순서로 조립되어 보일러(1)가 형성될 수 있다.

열교환기(60)는 현열 열교환기 또는 잠열 열교환기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현열 열교환기는 버너(30)가 연소반응을 일으켜 생성되는 현열을 복사열과 연소가스의 대류에 의해 전달받아, 그 내부에서 흐르는 난방수를 가열하는 열교환기(60)의 일 종류이다. 잠열 열교환기는, 연소가스의 응축에 의해 발생하는 잠열을 난방수로 전달하여 난방수를 가열하는 열교환기(60)의 일 종류이다.

열교환기(60)는 난방수가 내부를 따라 흐르는 열교환배관을 가질 수 있다. 열교환배관이 버너(30)의 화염과 연소가스에 노출되어 가열되고, 그 열을 내부를 통해 흐르는 난방수로 전달하여 난방수가 가열될 수 있다.

연소가스가 응축하여 응축수가 생성되는 경우, 기준방향(D)을 기준으로 열교환기(60)의 하류측에 위치하는 응축수 받이에 응축수가 낙하하여 배출될 수 있고, 연소가스가 덕트(72)를 통해 특수한 처리를 거친 뒤 배출될 수 있다.

내부 패킹(20)

내부 패킹(20)은 믹스챔버(10)와 버너(30)의 경계에서, 그 경계의 기밀이 유지되도록 믹스챔버(10)와 버너(30)에 각각 접촉하는 구성요소이다. 내부 패킹(20)은 고온에도 쉽게 변형되거나 파손되지 않는 그라파이트(graphite)로 구성될 수 있으나 그 소재가 이에 제한되지는 않는다. 따라서 내부 공극이 있고 고온에 취약한 세라믹 패킹을 사용하여 버너(30)와 믹스챔버(10)의 경계를 봉하는 경우보다, 그라파이트로 구성된 내부 패킹(20)이 채택되어, 생가스의 누설이 방지되고, 고온에서도 내부 패킹(20)이 높은 내구도를 가질 수 있다.

내부 패킹(20)은 믹스챔버(10)의 버너 접촉면(14)에 형성되는 패킹 홈(13)에 삽입될 수 있으므로, 패킹 홈(13)의 형상에 대응되도록 직사각형의 환형으로 형성될 수 있으나, 그 형상은 패킹 홈(13)의 형상과 함께 이에 제한되지 않는다.

내부 패킹(20)은, 패킹 홈(13)에 삽입되는 패킹 삽입부와, 패킹 홈(13)의 폭보다 큰 폭을 가져, 버너 접촉면(14) 중 패킹 홈(13)과 인접한 영역에 접촉하는 패킹 걸림부를 포함할 수 있다. 따라서 패킹 홈(13)에 내부 패킹(20) 전체가 삽입되는 것이 아니라, 패킹 삽입부가 패킹 홈(13)에 삽입되되, 패킹 걸림부는 버너 접촉면(14)에 접촉하도록, 내부 패킹(20)이 단차지게 형성될 수 있다. 따라서 단순히 패킹 삽입부가 패킹 홈(13)에 삽입되는 것으로 믹스챔버(10)와 내부 패킹(20)의 결합이 종료되는 것이 아니라, 패킹 걸림부가 버너 접촉면(14)에 더 접촉하게 되므로, 내부 패킹(20)과 믹스챔버(10)가 형성하는 경계면이 단순한 평면으로 형성되지 않을 수 있다. 내부 패킹(20)과 믹스챔버(10)가 형성하는 경계면이, 계단식으로 단차지게 형성되고, 하나의 내부 패킹(20)이 배치되면서도 1차 접촉면과 2차 접촉면이 형성됨에 따라, 내부 패킹(20)에 의한 믹스챔버(10)의 기밀성이 향상될 수 있다.

내부 패킹(20)은 복수의 패킹 유닛을 포함할 수 있다. 패킹 유닛은, 일 방향으로 연장되어 막대형으로 형성되되, 전체 내부 패킹(20)이 환형으로 형성되도록, 서로 체결구 또는 접착제에 의해 연결되어 닫힌 고리 형태로 배열될 수 있다. 이러한 복수의 패킹 유닛이 서로 접촉하고 연결되는 연결부에는, 접착제가 도포되어, 패킹 유닛간의 경계에 형성되는 틈으로 가스가 누출되는 상황을 방지할 수 있다. 각 패킹 유닛이 서로 연결될 수 있도록, 각 패킹 유닛의 말단의 형상은, 다른 패킹 유닛의 말단과 서로 형합될 수 있도록 형성된다. 이러한 패킹 유닛의 말단의 형상은, 도 8에 대한 설명에서 후술한다.

본 발명의 일 실시예에서, 복수의 패킹 유닛 중, 기준방향(D)에 수직한 일 방향으로 연장되는 패킹 유닛은 제1 패킹 유닛(21)이고, 기준방향(D)과 상기 제1 패킹 유닛(21)이 연장된 방향에 수직한 방향으로 연장된 패킹 유닛은 제2 패킹 유닛(22)이다. 제1 패킹 유닛(21)의 길이가 제2 패킹 유닛(22)보다 길게 형성되어, 직사각형으로 형성되는 전체 내부 패킹(20)의 긴 변이 제1 패킹 유닛(21)이 될 수 있고, 짧은 변이 제2 패킹 유닛(22)이 될 수 있다. 이러한 제1 패킹 유닛(21)과 제2 패킹 유닛(22)이 각각 2개 배치되고 연결되어, 전체 내부 패킹(20)을 형성할 수 있다. 그러나 내부 패킹(20)을 구성하는 패킹 유닛의 개수 및 그 형상과 배치는 이에 제한되지 않는다.

외부 패킹(40)

본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)는 외부 패킹(40)을 더 포함할 수 있다. 외부 패킹(40)은, 연소실(50)과 믹스챔버(10)의 경계에서 기밀이 유지되도록, 믹스챔버의 외측부(15)와 연소실(50)의 경계에서 믹스챔버의 외측부(15)와 연소실(50)에 각각 접촉하는 구성요소이다. 외부 패킹(40)은 세라믹 또는 니들매트로 형성될 수 있으나, 그 소재가 이에 제한되지는 않는다.

외부 패킹(40)은, 버너 패킹(41)과 챔버 패킹(42)을 포함할 수 있다. 버너 패킹(41)은 버너(30)의 측면 중 믹스챔버(10)와 접촉하지 않는 측면을 덮는 패킹이고, 챔버 패킹(42)은 버너 패킹(41)을 덮으며, 믹스챔버의 외측부(15)와 연소실(50)의 사이에 배치되는 패킹이다. 따라서 버너 패킹(41)과 챔버 패킹(42)이 외부 패킹(40)에 포함되어, 버너(30) 및 믹스챔버(10)와 연소실(50)의 경계를 통해 누출될 수 있는 연소가스를 차단할 수 있다.

외부 패킹(40)은 버너 매트(31)를 둘러싼 형태로 형성될 수 있다. 따라서 외부 패킹(40)은 중심에 개구가 형성된 직사각형으로 형성될 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지는 않는다. 외부 패킹(40)도 내부 패킹(20)과 유사하게, 서로 말단이 형합되어 연결되는 복수의 유닛들을 포함하여, 복수의 유닛들이 환형의 전체 외부 패킹(40)을 구성하도록 할 수 있다.

외부 패킹(40)이 포함하는 버너 패킹(41)과 챔버 패킹(42)이, 내부 패킹(20)을 덮은 버너(30)를 순서대로 덮어, 총 3차에 걸친 패킹 구조를 형성할 수 있다. 기준방향(D) 에 수직한 평면에서, 내부 패킹(20)의 면적보다 버너 패킹(41)의 면적이 크고, 버너 패킹(41)의 면적보다 챔버 패킹(42)의 면적이 더 크게 형성될 수 있다. 따라서 패킹들이 적층된 구조가, 계단과 같은 다단구조가 될 수 있다. 패킹이 버너(30)와 함께 복수개 중첩되고, 그 중첩된 구조가 다단구조로 형성됨으로써, 믹스챔버(10)와 연소실(50)이 버너(30)와의 사이에서 형성하는 경계의 기밀성이 향상되어, 믹스챔버(10)의 내부로부터 외부로 빠져나가려는 생가스와, 연소실(50)의 내부로부터 외부로 빠져나가려는 연소가스의 누출이 방지될 수 있다.

또한 외부 패킹(40)은 버너 패킹(41)과 챔버 패킹(42)이 부착된 구조로 적층됨으로써 형성되어, 그 사이에서의 기밀성이 향상된다.

이하, 도 6 내지 도 11을, 도 5와 같이 참조하여 믹스챔버(10)에 내부 패킹(20), 버너(30) 및 외부 패킹(40)이 순서대로 조립되는 과정을 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 믹스챔버(10)의 저면도이다.

믹스챔버(10)가 준비된다. 기준방향(도 5의 D)을 바라보는 믹스챔버(10)의 측면에는, 혼합공간(12)과 연결된 챔버 개구(11)가 배치되고, 이를 둘러싼 챔버 프레임의 버너 접촉면(14) 및 버너 접촉면(14)의 외측에 위치하는 믹스챔버의 외측부(15)가 배치될 수 있다. 버너 접촉면(14)에는 패킹 홈(13)이 형성된다.

도 7은 도 6의 믹스챔버(10)에 내부 패킹(20)을 삽입한 상태를 도시한 저면도이다. 도 8은 믹스챔버(10)에 내부 패킹(20)이 삽입된 상태를 도시한 사시도이다.

패킹 홈(도 6의 13)에 내부 패킹(20)이 삽입된다. 내부 패킹(20)이 포함하는 제1 패킹 유닛(21)과 제2 패킹 유닛(22)이 꼭지점에서 만나 서로 형합될 수 있다. 도면에서는 각 패킹 유닛(21, 22)의 말단이 단차진 형상으로 형성되어, 서로 형합되는 것으로 도시하였다. 이렇게 막대형의 패킹 유닛(21, 22)으로 전체 내부 패킹(20)을 형성함에 따라, 내부 패킹(20)의 생산 단가가 감소할 수 있다.

패킹 유닛(21, 22)들이 서로 접촉하는 위치에 접착제가 도포될 수 있다. 접착제가 패킹 유닛(21, 22)들을 서로 접착시키고, 패킹 유닛(21, 22)들의 경계를 막을 수 있다.

도 9는 도 7의 내부 패킹(20)을 덮으며 버너(30)가 믹스챔버(10)에 결합되는 상태를 도시한 저면도이다.

버너(30)의 챔버 접촉면(도 5의 32)이 믹스챔버(10)의 버너 접촉면(도 6의 14)과 접촉하면서, 내부 패킹(도 7의 20)을 덮는다. 따라서 내부 패킹(도 7의 20)은 버너(30)의 챔버 접촉면(도 5의 32)과 믹스챔버(10)의 버너 접촉면(도 6의 14)의 사이에 위치하고, 그 경계를 통해 믹스챔버(10)의 내부로부터 빠져나가려는 생가스를 차단한다. 따라서 생가스가 믹스챔버(10)의 외부로 누출되지 않을 수 있다.

체결구가 버너(30)에 형성된 체결공 및 믹스챔버(10)에 형성된 체결공에 삽입 및 체결되어, 버너(30)와 믹스챔버(10)를 결합할 수 있다. 그러나 체결구 외에 버너(30)와 믹스챔버(10)가 서로 형합되는 구조를 가지거나, 스냅핏 등의 방식을 이용하여 결합될 수도 있으며, 체결방식은 이에 제한되지 않는다.

도 10은 도 9의 버너(30)를 버너 패킹(41)이 덮으며 배치되는 상태를 도시한 저면도이다.

믹스챔버(10)에 버너(도 9의 30)가 결합된 후, 버너 패킹(41)이 버너 프레임을 덮을 수 있다. 버너 패킹(41)의 두께는 버너(도 9의 30)가 믹스챔버(10)에 결합된 상태에서 버너 프레임과 믹스챔버의 외측부(15)가 형성하는 단차와 같을 수 있다. 따라서 버너 패킹(41)이 배치됨에 따라, 상술한 단차를 메워 믹스챔버의 외측부(15)와 평행한 면을 형성할 수 있다.

도 11는 도 10의 버너 패킹(41)을 챔버 패킹(42)이 덮으며 배치되는 상태를 도시한 저면도이다.

챔버 패킹(42)은 버너 패킹(도 10의 41)과, 믹스챔버의 외측부(도 5의 15) 중 연소실(도 5의 50)을 바라보는 면을 덮을 수 있다. 이후 도 5에 도시된 것과 같이, 연소실(도 5의 50)의 측벽(도 5의 51)의 상류측에 배치되는 연소실 외측부(도 5의 511)가 챔버 패킹(42)을 덮으며 믹스챔버의 외측부(도 5의 15)와 결합되어, 연소실(도 5의 50)과 믹스챔버(10)의 결합이 완료될 수 있다. 따라서 믹스챔버(10)와 연소실(도 5의 50)의 사이에 챔버 패킹(42)과 버너 패킹(도 10의 41)을 포함하는 외부 패킹(도 5의 40)이 배치되어, 그 사이에서 누출될 수 있는 연소가스를 차단할 수 있다. 챔버 패킹(42)은 체결구(도 5의 82)를 이용해 믹스챔버의 외측부(도 5의 15)에 체결될 수 있다.

연소실과 열교환기의 사이에 패킹이 배치되는 예시적인 보일러를 생각할 수 있다. 연소실과 열교환기가 결합되기 위해, 체결구가 사용될 수 있는데, 이러한 체결구는 패킹을 관통하면서 연소실과 열교환기를 결합할 수 있다. 그러나 체결구에 의한 관통공이 패킹에 형성되고, 보일러가 작동하면서 다량의 열이 패킹에 가해질 수 있다. 관통공 주변의 패킹의 일부 영역은, 다른 영역에 비해서 더 얇은데, 이러한 부위는 열이 가해짐에 따라 변형되고 부서져 연소가스의 누출이 발생할 위험을 가진다. 또한 연소실과 열교환기가 만나는 부분은 화염과 연소가스의 영향으로 보일러 내부에서도 가장 고온의 영역인데, 패킹의 파손시, 다량의 열이 외부로 누출될 수 있다.

이하, 도 12 및 도 13를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)의 연소실(50)과 열교환기(60)의 결합구조에 대해 설명한다.

도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 걸음부를 도시한 사시도이다. 도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 걸음부를 도시한 종단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)는, 열교환기 패킹(62)을 관통하는 체결구 없이 서로 결합되는 열교환기(60)와 연소실(50)을 포함한다. 연소실(50)이 구비하는 제1 결합부(54)와, 열교환기(60)가 구비하는 제2 결합부(61)가 서로 결합됨에 따라, 열교환기(60)와 연소실(50) 사이의 기밀이 유지될 수 있다. 제1 결합부(54)는 기준방향(D)을 기준으로 연소실(50)의 하류측에 위치하고, 제2 결합부(61)는 열교환기(60)의 상류측에 위치할 수 있다.

제1 결합부(54)와 제2 결합부(61) 중 어느 하나는, 환형으로 형성되는 결합 걸림부이고, 다른 하나는, 구부러짐에 따라 결합 걸림부를 둘러싸면서 파지하여 결합 걸림부와 결합되는 결합 걸음부일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 연소실(50)이 구비하는 제1 결합부(54)가 결합 걸음부고, 열교환기(60)에 형성되는 제2 결합부(61)가 결합 걸림부이다. 따라서 이러한 상황을 중심으로 설명하나, 제1 결합부(54)가 결합 걸림부이고 제2 결합부(61)가 결합 걸음부일 수도 있다.

결합 걸음부는, 연소실(50)의 측벽(51)으로부터 돌출되어 형성된다. 결합 걸음부가 돌출되는 방향은, 연소실(50)의 측벽(51)과 수직한 방향일 수 있다. 결합 걸음부는 결합 기저부(542)와, 복수로 형성되는 결합 돌출부(541)를 포함할 수 있고, 이러한 결합 돌출부(541)가 결합 기저부(542)로부터 돌출되어 서로 이격되어 배치될 수 있다. 결합 돌출부(541)가 돌출된 방향은, 결합 기저부(542)가 측벽(51)으로부터 돌출된 방향을 가로지르는 방향일 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에서는 그 방향이 기준방향(D)이다.

이러한 결합 돌출부(541)를 접어, 결합 걸림부를 가압한다. 따라서 열교환기(60)의 상측 영역에서 외측으로 돌출되어 형성된 결합 걸림부는 결합 돌출부(541)와 결합 기저부(542)의 사이에서 협지되어, 결합 걸음부와 결합될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 제1 결합부(54)가 포함하는 결합 돌출부(541)를 내측으로 접어, 제2 결합부(61)인 결합 걸림부를 가압하도록 하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보일러(1)는, 연소실(50)과 열교환기(60)의 경계에서 기밀이 유지되도록, 연소실(50)과 열교환기(60)의 경계에서 연소실(50)과 열교환기(60)에 각각 접촉하는 열교환기 패킹(62)을 더 포함할 수 있다. 열교환기 패킹(62)은 결합 걸림부와 결합 기저부(542)의 사이에 위치하여, 열교환기(60)와 연소실(50)의 경계에서 누출될 수 있는 연소가스를 차단할 수 있다. 한편, 이러한 열교환기 패킹(62)에 관통공을 형성하는 체결구가 존재하지 않으므로, 예시적인 보일러(1)에 비해서 본 발명의 일 실시에에 따른 열교환기 패킹(62)은 고온의 열이 가해져도 잘 파손되지 않을 수 있다. 즉 열교환기 패킹(62)이 예시적인 패킹의 내구성보다 향상된 내구성을 가질 수 있다. 이로 인해 연소가스 및 열이 연소실(50)과 열교환기(60)의 경계에서 외부로 빠져나가는 것이 차단될 수 있다.

변형예

도 14는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 보일러의 종단면도의 일부이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 보일러는, 내부 패킹(200)과, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 패킹(도 3의 40)과는 상이한 외부 패킹(400)을 포함할 수 있다. 외부 패킹(400)은, 일 실시예에서와 같이 버너 패킹(도 5의 41)과 챔버 패킹(도 5의 42)으로 구분되지 않고, 단일의 패킹으로 형성되어 연소실(50)과 믹스챔버(10) 사이에 배치될 수 있다. 연소실(50)과 믹스챔버(10)의 경계에서 기밀이 유지되도록, 믹스챔버의 외측부(15)와 연소실(50)의 경계에서 믹스챔버의 외측부(15)와 연소실(50)에 외부 패킹(400)이 각각 접촉할 수 있다.

그러나 외부 패킹(400)은 버너(30)와 접촉하지는 않고, 버너(30)를 둘러싸는 닫힌 고리 형태로 형성될 수 있다. 즉 일 실시예에서와 같이 외부 패킹(400)이 버너 패킹 접촉면(33)에 접촉하지 않을 수 있다. 외부 패킹(400)이 버너(30)와 접촉하지 않으므로, 버너(30)로부터 직접 전도에 의해 열이 전달되지 않을 수 있다. 열이 버너(30)로부터 전도에 의해 전달되지 않아, 과열로 인한 외부 패킹(400)의 파손이 방지될 수 있다. 따라서 외부 패킹(400)이 둘러싸고 있는 공간을 기준방향(D)에 수직한 평면으로 자른 단면적은, 버너(30)를 기준방향(D)으로 투영한 면적보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 다른 변형예에 따르면, 외부 패킹(400)은 버너 프레임의 외측 일부분과 중첩되어, 버너 패킹 접촉면(32)의 외측 일부분을 덮을 수 있다. 이와 같이 외부 패킹(400)이 배치됨으로써, 믹스챔버(10)와 챔버 접촉면(32) 사이로 생가스가 1차적으로 새어나오더라도 연소실(50)로는 새어나가지 않도록 2차적으로 유동을 차단할 수 있다. 또한 연소가스가 믹스챔버(10)와 챔버 접촉면(32) 사이로 역류하여 새어나가는 것을, 버너 패킹 접촉면(32)의 일부분을 덮은 외부 패킹(400)이 방지할 수 있다.

도시된 것과 같이 내부 패킹(200)은 패킹 홈(13)과 챔버 접촉면(32) 사이에 배치될 수 있고, 외부 패킹(400)은 연소실의 측벽(51)의 일단에 위치한 연소실 외측부(511)와 믹스챔버의 외측부(15) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 패킹 구조로 인해, 내부 패킹(200)에 의해서는 믹스챔버(10)와 버너(230)의 경계를 통해 일어날 수 있는 생가스의 유출을 막을 수 있고, 외부 패킹(400)에 의해서는 연소실(50)과 믹스챔버(10)의 경계를 통해 일어날 수 있는 연소가스의 유출을 막을 수 있다. 또한 외부 패킹(400)에 사용되는 재료의 양을 줄임으로써, 원가의 절감이 가능하다.

도 15는 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 보일러의 내부 패킹(200)을 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 변형예의 내부 패킹(200)은, 제1 패킹 유닛(210)과 제2 패킹 유닛(220)의 2개의 패킹 유닛을 포함할 수 있음을 확인할 수 있다. 이러한 2개의 패킹 유닛(210, 220)은, 'L'자 형으로 형성되되, 서로 체결구에 의해 연결되어 닫힌 고리 형태로 배열됨에 따라 전체적인 내부 패킹(200)을 형성할 수 있다. 도면에는 내부 패킹(200)이 포함하는 패킹 유닛(210, 220)들에 대해서 설명하였으나, 외부 패킹(400)들을 형성하는 유닛들 역시 이와 유사하게 'L'자 형으로 형성되고, 2개로 구성될 수 있으며, 결합되어 내부 패킹(200)과 같이 닫힌 고리형의 외부 패킹(400)을 형성할 수 있다.

각 패킹 유닛(210, 220)이 접촉하는 면에 접착제가 도포됨으로써, 패킹 유닛(210, 220) 사이로 발생할 수 있는 가스의 누설을 방지할 수 있다. 상기와 같은 구성에 의해, 내부 패킹(200)이 생가스 누설을 1차로 방지한다. 외부 패킹(400)은 믹스챔버(10)와 연소실(50) 사이의 틈에서 2차로 배치되어, 생가스와 연소가스의 누설을 방지할 수 있다.

다시 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예의 변형예에 따른 버너(30)와연소실(50)의 형상에 대해 설명한다. 다만 이와 같은 버너(30)와 연소실(50)의 형상은, 본 발명의 일 실시예에 대해서도 적용될 수 있다. 기준방향(D)을 기준으로 버너 매트(31)의 가장 하류측에 위치한 면인 하면에서 연소반응이 발생하여, 화염이 뻗어나간다. 이와 같이 버너 매트(31)의 하면의 영역 중 연소반응이 발생하는 영역을 연소영역(A1)이라 하자. 연소영역(A1)에서 혼합연료가 연소하여 화염이 발생하며, 연소영역(A1)이 아닌 버너 매트(31)의 다른 지점에서는, 화염이 발생하여 연소실(50)의 내부공간으로 연장되지 못한다. 연소영역(A1)의 임의의 지점에서 그은 법선(N1)이, 연소실(50)의 내측면에 접촉하지 않도록 연소영역(A1)이 마련될 수 있다. 연소영역(A1)의 임의의 지점에서 그은 법선(N1)이, 연소실(50)의 내측면에 접촉하기 전에, 기준방향(D)을 기준으로 열교환기(60)의 상류측에 닿을 수 있다.

여기서 법선(N1)이란, 곡면으로 형성되는 연소영역(A1)에 존재하는 일 지점에서 가상의 접평면을 형성했을 때, 그 접평면에 직교하고 상기 일 지점을 지나가는 직선을 의미한다. 본 발명의 일 실시예의 변형예와 같이 평면에서 소정의 형상을 그 평면에 수직한 방향으로 연장함으로써 형성되는 연소영역(A1)의 경우, 상기 평면에서 상기 소정의 형상의 일 지점인 외측지점(P1)에서 그은 접선(T1)에 수직하고, 상기 일 지점을 지나가는 직선이 법선(N1)이다.

연소영역(A1)에서 그은 법선(N1)이 연소실(50)의 내측면에 접촉하지 않으므로, 연소영역(A1)에서 형성되는 화염은 연소실(50)의 내측면에 닿지 않거나, 닿는다 하더라도 매우 미약한 영향만을 미칠 수 있다. 따라서 화염이 동반하는 열의 열량 중 연소실(50)의 측판에 전달되는 양이 감소하여, 연소실(50)이 지나치게 과열되는 것을 방지할 수 있다.

버너 매트(31)에 형성되는 연소영역(A1)은 도시된 것과 같이, 일 단면에서 기준방향(D)을 따라 볼록하게 형성된 프로파일이, 일 단면에 수직한 방향으로 연장되어 형성되는 곡면일 수 있다. 이러한 일 단면에 수직한 방향을 길이방향이라 하고, 기준방향(D)과 길이방향에 모두 직교하는 방향을 폭방향이라 하자.

이러한 연소영역(A1)의 형상에 의해, 연소영역(A1)의 임의의 지점에서의 법선(N1)이 연장되는 방향은 길이방향을 따라 갈수록 변화하는 것이 아니라, 폭방향을 따라 갈수록 변화할 것이다. 따라서 법선(N1)의 방향에 대해 설명하기 위해, 길이방향에 수직한 평면으로 버너(30)와 연소실(50)을 자른 단면인, 상기 일 단면의 일부를 도시한 도 6을 중심으로, 버너(30)와 연소실(50)의 위치관계에 대해서 설명한다.

연소영역(A1)은, 폭방향을 기준으로 가장 외측에 위치하는 외측지점(P1)에서 그은 법선(N1)이, 연소실(50)의 내측면에 접촉하지 않도록 마련될 수 있다. 연소영역(A1)의 외측지점(P1)으로부터 기준방향(D)과 나란하게 연장된 직선과, 외측지점(P1)에서의 법선(N1)이 형성하는 예각의 크기를 θ라 하자. 법선(N1)이 형성되는 외측지점(P1)으로부터 폭방향을 따라 연소실(50)의 내측면에 이르는 거리를 L이라 하고, 기준방향(D)을 따라 법선(N1)이 형성되는 외측지점(P1)으로부터 연소실(50)의 내측면의 가장 하류측에 위치한 지점(321)에 이르는 거리를 H라 하자. 이러한 상황에서, 연소영역(A1)과 연소실(50)의 내측면이 부등식인 아래 수학식 1을 만족하도록, 버너(30)가 마련될 수 있다.

연소실(50)에 대해서 상술한 내용과 같이, 단열재(52)가 연소실(50)의 내측면에 더 마련되어, 연소실(50)을 단열할 수 있다. 단열재(52)가 배치될 때 연소영역(A1)은, 외측지점(P1)에서의 법선(N1)이, 단열재(52)에 접촉하지 않도록 마련될 수 있다. 즉 단열재(52)가 배치될 때, 상기 L은 법선(N1)이 형성되는 외측지점(P1)으로부터 폭방향을 따라 단열재(52)에 이르는 거리이다. 이러한 상황에서 상기 수학식 1을 만족하도록 버너(30)가 마련될 수 있다. 도 6에서는 단열재(52)가 배치되는 경우를 가정하여, L을 도시하였다.

이러한 버너(30) 형상과 단열재(52) 위치에 의해, 화염이 동반하는 열이 단열재(52)에 닿지 않거나 매우 소량 전달되어, 변형 및 파손되는 것이 방지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 변형예에 대해 설명하면서, 외측지점(P1)에서의 법선(N1)의 각도와 길이관계를 설명하였으나, 외측지점(P1)이 아닌 임의의 지점에 대해서도 동일한 부등식을 만족하도록 버너(30)가 마련될 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 보일러
10 : 믹스챔버
11 : 챔버 개구
12 : 혼합공간
13 : 패킹 홈
14 : 버너 접촉면
15 : 믹스챔버의 외측부
20, 200 : 내부 패킹
21, 210 : 제1 패킹 유닛
22, 220 : 제2 패킹 유닛
30 : 버너
31 : 버너 매트
32 : 챔버 접촉면
33 : 버너 패킹 접촉면
40, 400 : 외부 패킹
41 : 버너 패킹
42 : 챔버 패킹
50 : 연소실
51 : 측벽
52 : 연소실 단열부
53 : 내부공간
54 : 제1 결합부
60 : 열교환기
61 : 제2 결합부
62 : 열교환기 패킹
71 : 송풍기
72 : 덕트
81, 82 : 체결구
91 : 예시적인 믹스챔버
92 : 예시적인 버너
93 : 예시적인 패킹
94 : 예시적인 연소실
95 : 예시적인 체결구
511 : 연소실 외측부
541 : 결합 돌출부
542 : 결합 기저부
D : 기준방향

Claims (17)

1. 연소반응을 일으키는 버너;
   상기 버너와 연결되고, 생가스와 공기의 혼합물을 상기 버너로 안내하는 믹스챔버;
   상기 연소반응에 의해 생성된 화염이 위치하는 연소실;
   상기 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용해 난방수를 가열하는 열교환기; 및
   상기 믹스챔버와 상기 버너의 경계에서, 상기 경계의 기밀이 유지되도록 상기 믹스챔버와 상기 버너에 각각 접촉하는 내부 패킹을 포함하는, 보일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내부 패킹은, 그라파이트(graphite)로 구성되는, 보일러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 내부 패킹은, 상기 믹스챔버의 측면 중 상기 버너와 접촉하는 측면인 버너 접촉면에 오목하게 파여 형성된 패킹 홈에 삽입되는, 보일러.
4. 제3항에 있어서,
   상기 믹스챔버는, 상기 버너 접촉면에, 상기 버너로 상기 혼합물을 안내하기 위한 챔버 개구를 구비하고,
   상기 패킹 홈은, 상기 챔버 개구를 둘러싼 환형으로 형성되는, 보일러.
5. 제1항에 있어서,
   상기 버너의 측면 중 상기 믹스챔버와 접촉하는 측면인 챔버 접촉면이 상기 내부 패킹을 덮으며, 상기 버너가 상기 믹스챔버에 결합되고,
   상기 버너가 상기 믹스챔버에 결합된 상태에서 상기 챔버 접촉면의 외측에 위치하는 상기 믹스챔버의 외측부는, 상기 연소실과 결합되는, 보일러.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연소실과 상기 믹스챔버의 경계에서 기밀이 유지되도록, 상기 믹스챔버의 외측부와 상기 연소실의 경계에서 상기 믹스챔버의 외측부와 상기 연소실에 각각 접촉하는 외부 패킹을 더 포함하는, 보일러.
7. 제6항에 있어서,
   상기 외부 패킹은,
   상기 버너의 측면 중 상기 믹스챔버와 접촉하지 않는 측면을 덮는 버너 패킹; 및
   상기 버너 패킹을 덮으며, 상기 믹스챔버의 외측부와 상기 연소실의 사이에 배치되는 챔버 패킹을 포함하는, 보일러.
8. 제7항에 있어서,
   상기 챔버 패킹과 상기 버너 패킹이 다단구조를 형성하며 적층되도록, 상기 챔버 패킹의 넓이는 상기 버너 패킹의 넓이보다 큰, 보일러.
9. 제6항에 있어서,
   상기 외부 패킹은, 상기 버너와 접촉하지 않고, 상기 버너를 둘러싸는 닫힌 고리 형태로 형성되는, 보일러.
10. 제3항에 있어서,
    상기 내부 패킹은,
    상기 패킹 홈에 삽입되는 패킹 삽입부; 및
    상기 패킹 홈의 폭보다 큰 폭을 가져, 상기 버너 접촉면 중 상기 패킹 홈과 인접한 영역에 접촉하는 패킹 걸림부를 포함하는, 보일러.
11. 제1항에 있어서,
    상기 내부 패킹은, 일 방향으로 연장되어 막대형으로 형성되되, 서로 체결구에 의해 연결되어 닫힌 고리 형태로 배열되는 복수의 패킹 유닛을 포함하는, 보일러.
12. 제1항에 있어서,
    상기 내부 패킹은, 'L'자 형으로 형성되되, 서로 연결되어 닫힌 고리 형태로 배열되는 2개의 패킹 유닛을 포함하는, 보일러.
13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 패킹 유닛이 서로 연결되는 연결부에는, 접착제가 도포되는, 보일러.
14. 제1항에 있어서,
    상기 연소실은, 상기 열교환기와 결합되는 제1 결합부를 구비하고,
    상기 열교환기는, 상기 연소실과 상기 열교환기의 경계에서 기밀이 유지되도록 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부를 구비하고,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 어느 하나는, 환형으로 형성되는 결합 걸림부이고, 다른 하나는, 구부러짐에 따라 상기 결합 걸림부를 둘러싸면서 파지하여 상기 결합 걸림부와 결합되는 결합 걸음부인, 보일러.
15. 제14항에 있어서,
    상기 결합 걸음부는, 상기 결합 걸음부가 연결된 상기 연소실의 측벽 또는 상기 열교환기의 측벽으로부터 돌출되어 형성되고,
    복수로 형성되되 서로 이격되어 배치되는 결합 돌출부를 포함하는, 보일러.
16. 제14항에 있어서,
    상기 연소실과 상기 열교환기의 경계에서 기밀이 유지되도록, 상기 연소실과 상기 열교환기의 경계에서 상기 연소실과 상기 열교환기에 각각 접촉하는 열교환기 패킹을 더 포함하는, 보일러.
17. 연소반응을 일으키는 버너;
    상기 버너와 연결되고, 생가스와 공기의 혼합물을 상기 버너로 안내하는 믹스챔버;
    상기 연소반응에 의해 생성된 화염이 위치하는 연소실; 및
    상기 연소반응에 의해 발생하는 열을 이용해 난방수를 가열하는 열교환기를 포함하고,
    상기 연소실은, 상기 열교환기와 결합되는 제1 결합부를 구비하고,
    상기 열교환기는, 상기 제1 결합부와 결합되는 제2 결합부를 구비하고,
    상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부 중 어느 하나는, 환형으로 형성되는 결합 걸림부이고, 다른 하나는, 구부러짐에 따라 상기 결합 걸림부를 둘러싸면서 파지하여 상기 결합 걸림부와 결합되는 결합 걸음부인, 보일러.
    
    

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