KR20220054116A - 물 가열기용 버플 플레이트 - Google Patents

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KR20220054116A
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문성식
장수영
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주식회사 경동나비엔
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Abstract

본 발명에 따른, 물을 가열하기 위한 물 가열기의 연관 내에 삽입되는 버플 플레이트는, 상기 연관이 연장되는 방향을 상하방향이라 하고, 상기 상하방향에 직교하는 일 방향을 전후방향이라 할 때, 상기 상하방향을 따라 연장되고 상기 전후방향에 직교하는 판형으로 형성되며 상기 연관에 삽입되는 몸체부; 상기 몸체부를 관통하고, 상기 상하방향을 따라 나열되는 복수의 관통공; 및 상기 복수의 관통공의 둘레의 일부분으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 복수의 돌출편을 포함하고, 상기 복수의 돌출편 중 상기 복수의 관통공의 상단으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 일부 돌출편들은 복수의 제1 돌출편이고, 상기 복수의 관통공의 하단으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 다른 돌출편들은 제2 돌출편이다.

Description

물 가열기용 버플 플레이트 {BAFFLE PLATE FOR WATER HEATING APPARATUS}
본 발명은 물 가열기용 버플 플레이트에 관한 것이다.
데워진 물을 배수하거나 난방에 사용하기 위해 물을 가열하는 물 가열기는, 일반적으로 연료를 주입받아 연소시킨 뒤, 그로부터 발생하는 열을 물에 전달하여 소기의 목적을 달성한다.
물 가열기가 포함하는 열원에서 발생한 열을 물에 전달하기 위해, 물 가열기에는 열교환부가 형성될 수 있다. 다양한 종류의 열교환부 중, 가열에 의해 형성된 연소가스를 연관을 통해 유동시키면서, 연소가스의 열에 의해 연관이 가열됨에 따라 연관 주변에서 유동하는 난방수에 열이 전달되는 형태의 열교환부가 사용될 수 있다.
한편 연관의 내부에는, 난방수와 연소가스의 열교환 효율을 증대시키기 위해 연소가스의 흐름을 형성하는 버플 플레이트가 배치될 수 있다. 연관 내에서 연소가스가 최대한 구석구석 유동하여 난방수와 열교환하도록, 버플 플레이트가 연소가스의 흐름을 방해하거나 허용하는 형태로 형성될 수 있다.
버플 플레이트는 연관 내에서 연소가스의 흐름이 정체되는 유동정체영역의 발생을 최소화하도록 설계될 필요가 있다. 유동정체영역이 발생할 경우, 해당 영역에 일부 연소가스가 머무르는 와중에, 고열의 연소가스들은 충분히 난방수에 열을 전달하지 못하고 배출되어, 고온의 연소가스가 물 가열기로부터 배출될 수 있다. 따라서 유동정체영역이 발생하면 물 가열기의 열교환 효율이 떨어질 수 있다. 또한 유동정체영역 발생시 연관을 통과하는 연소가스의 압력강하 폭이 커질 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유동정체영역의 발생을 저감할 수 있는 물 가열기용 버플 플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른, 물을 가열하기 위한 물 가열기의 연관 내에 삽입되는 버플 플레이트는, 상기 연관이 연장되는 방향을 상하방향이라 하고, 상기 상하방향에 직교하는 일 방향을 전후방향이라 할 때, 상기 상하방향을 따라 연장되고 상기 전후방향에 직교하는 판형으로 형성되며 상기 연관에 삽입되는 몸체부; 상기 몸체부를 관통하고, 상기 상하방향을 따라 나열되는 복수의 관통공; 및 상기 복수의 관통공의 둘레의 일부분으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 복수의 돌출편을 포함하고, 상기 복수의 돌출편 중 상기 복수의 관통공의 상단으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 일부 돌출편들은 복수의 제1 돌출편이고, 상기 복수의 관통공의 하단으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 다른 돌출편들은 제2 돌출편이다.
이에 따라, 연관 내의 유동정체영역의 발생을 줄여 물 가열기의 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 물 가열기의 개념도이다.
도 2는 예시적인 버플 플레이트의 사시도이다.
도 3은 연관과 이에 삽입되는 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트를 후측에서 전방을 향해 바라본 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트를 우측에서 좌방을 향해 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트의 저면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 따른 버플 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 다른 변형예에 따른 버플 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 따른 버플 플레이트의 일부 구조를 확대하여 도시한 도면이다.
도 12는 예시적인 버플 플레이트가 연관에 삽입될 경우 연관 내에서 일어나는 연소가스의 유속 프로파일을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트가 연관에 삽입될 경우 연관 내에서 일어나는 연소가스의 유속 프로파일을 나타낸 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 물 가열기(100)의 개념도이다. 도 2는 예시적인 버플 플레이트(1)의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 물 가열기(100)는, 열원으로부터 열을 발생시킨 후 이로부터 발생한 연소가스와 난방수의 열교환을 통해 난방수를 가열하는 장치이다. 물 가열기(100)는 다른 구성요소들을 내장하는 케이스(101), 버너(102), 연관(103) 및 버플 플레이트(104)를 포함할 수 있다. 케이스(101)의 내부에 연소실(106)이 마련될 수 있고, 연소실(106)에 버너(102)가 배치되어 연소반응을 통해 열과 연소가스를 생성할 수 있다. 연소실(106)은 연관(103)의 일단과 연통되고, 연소실(106)과 연통의 주위로 난방수가 흐르는 중공(105)이 형성될 수 있다. 연소실(106)에서 생성된 연소가스가 연관(103)을 통해 연관(103)의 타단으로 배출되는 동안, 연관(103)과 연소실(106) 주변의 중공(105)에서 유동하는 난방수가 연소가스로부터 열을 전달받아 가열되어 배출될 수 있다.
연관(103)은 도 1의 상하방향을 따라 연장될 수 있고, 그 내부를 통해 물이 유동할 수 있다. 연관(103) 내부에는 예시적인 버플 플레이트(104)가 배치될 수 있다. 버플 플레이트(104)가 배치되어, 연관(103) 내에서 유동하는 연소가스가 유동하는 경로가 결정될 수 있다.
연관(103)은 연소가스가 내부에서 유동하게 마련되는 구성요소로, 도시된 것과 같이 물 가열기(100)에 복수개가 배치될 수 있다. 연관(103) 내에는 버플 플레이트(104)가 삽입된다. 연관(103)의 일단은 연소실(106)과 연통될 수 있다. 연관(103)은 중공(105)을 가로질러 연관(103)의 타단이 외부로 연소가스를 배출하도록 배치될 수 있다. 연관(103)의 일단은 하측에 위치한 하단일 수 있고, 타단은 상측에 위치한 상단일 수 있다.
버너(102)는 공기와 연료로부터 연소반응을 일으키게 마련된다. 따라서 버너(102)는 연료를 분사하는 연료노즐과, 공기를 압송하는 블로어를 포함할 수 있다. 연료노즐과 블로어의 말단은 연소실(106)에 위치하여, 연소실(106)에서 연소반응이 일어나도록 할 수 있다.
예시적인 버플 플레이트(104)는 도시된 것과 같이 몸체부(1041)를 관통하여 형성되는 복수의 관통공(1042)과, 복수의 관통공(1042) 주변에서 돌출되는 동일한 형상의 복수의 돌출편(1043)을 포함할 수 있다. 다만 돌출편(1043)이 돌출된 방향은 일 방향과 그 반대방향의 2가지일 수 있다. 다만 하나의 관통공(1042)의 둘레에서 돌출된 돌출편(1043)들은 동일한 방향을 향해 돌출될 수 있다.
도 3은 연관(103)과 이에 삽입되는 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)의 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)를 후측에서 전방을 향해 바라본 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)를 우측에서 좌방을 향해 바라본 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)의 저면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)의 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연관(103)에 삽입되도록 마련되는 버플 플레이트(1)는 몸체부(11), 관통공(12) 및 돌출편(13)을 포함한다. 본 발명의 명세서에서, 연관(103)이 연장되는 방향을 상하방향이라 하고, 상하방향에 직교하는 일 방향을 전후방향이라 하고, 상하방향과 전후방향에 모두 직교하는 방향을 좌우방향이라 하자. 이러한 방향의 정의는 물 가열기(100)와 그 내부에 위치하는 버플 플레이트(1)를 설명하기 위해서 예시적으로 사용한 것이며, 물 가열기(100) 또는 버플 플레이트(1)의 배치에 따라 바뀔 수 있다. 예시적인 물 가열기(100)에 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)가 사용되어, 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기를 구성할 수 있다.
몸체부(11)
몸체부(11)는 상하방향을 따라 연장되고 전후방향에 직교하는 판형으로 형성되는 부분이다. 몸체부(11)는 연관(103)에 삽입될 수 있다. 몸체부(11)의 상단(111)에는 버플 플레이트(1)가 연관(103)에 삽입될 때 연관(103)의 상단에 걸려 더 이상 버플 플레이트(1)가 하방으로 낙하하지 않도록 할 수 있는 돌출부(14) 가 좌우방향을 따라 돌출되어 형성될 수 있다. 걸림부는 몸체부(11)의 상단(111)을 일부 절개하여 절개공(15)을 형성하며 좌우방향을 따라 구부려 형성될 수 있으나, 그 형성방법이 이에 제한되지는 않는다. 걸림부는 도시된 것과 같이 좌방 및 우방으로 각각 돌출된 2개로 구성될 수 있으나, 그 개수가 이에 제한되지 않는다.
관통공(12)
관통공(12)은 몸체부(11)를 관통하여 연소가스가 출입할 수 있도록 형성되는 개구로, 복수로 형성될 수 있고, 상하방향을 따라 소정의 간격마다 하나씩 나열될 수 있다. 관통공(12)은 도시된 것과 같이 직사각형의 형상을 가질 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지는 않는다.
관통공(12)의 상단(121)과 하단은 좌우방향을 따라 연장될 수 있다. 관통공(12)의 좌우단은 상하방향을 따라 연장될 수 있다. 이러한 상단, 하단의 좌우측 말단이 관통공(12)의 좌우단과 연결되어 관통공(12)의 직사각형의 둘레를 형성할 수 있다.
돌출편(13)
돌출편(13)은 관통공(12)의 둘레의 일부분으로부터 전후방향을 따라 돌출되는 부분을 의미한다. 돌출편(13)은 복수로 구성될 수 있다. 돌출편(13)은 관통공(12)의 상단(121)과 하단에서 돌출될 수 있다.
복수의 돌출편(13) 중 관통공(12)의 상단(121)으로부터 전후방향을 따라 돌출되는 일부 돌출편들을 제1 돌출편(131)이라고 하자. 또한 복수의 돌출편(13) 중 관통공(12)의 하단(122)으로부터 전후방향을 따라 돌출되는 다른 돌출편들은 제2 돌출편(132)이라고 하자.
제1 돌출편(131) 및 제2 돌출편(132)은, 관통공(12)의 형상과 상응하는 형상을 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 2개의 부분으로 나누었을 때, 각각 제1 부분의 적어도 일부와, 제2 부분의 적어도 일부에 상응하는 형상을 가질 수 있다. 즉 제1 돌출편(131)의 면적과 제2 돌출편(132)의 면적을 합친 값이, 관통공(12)의 면적 이하일 수 있다.
제1 돌출편(131)은 제1 부분과 상응하는 형상을 가질 수 있고, 제2 돌출편(132)은 제2 부분과 상응하는 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 돌출편(131)의 면적과 제2 돌출편(132)의 면적을 합친 값은 관통공(12)의 면적과 같을 수 있다. 이 경우, 제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)을 몸체부(11)로부터 분리하여 합할 경우, 관통공(12)과 같은 형상을 형성할 수 있다.
전후방향을 기준으로 제1 돌출편(131)의 외측단과 제2 돌출편(132)의 외측단은 서로 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 만약 상술한 것과 같이 제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)이 각각 제1 부분 및 제2 부분에 상응하는 형상을 가질 경우, 제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)을 몸체부(11)로부터 분리하여 합하면 관통공(12)과 같은 형상을 형성할 수 있다. 이 경우, 제1 부분과 제2 부분을 나눠 커팅을 실시한 뒤 추가 커팅을 실시해 각 돌출편(131, 132)을 형성할 필요가 없이, 최초의 커팅으로 각 돌출편(131, 132)이 형성될 수 있으므로, 제작 과정에서 재료의 낭비가 줄어들고, 제작 과정이 간편해질 수 있다.
제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)은 서로 상이한 형상을 가질 수 있다. 전후방향을 기준으로 제1 돌출편(131)의 외측단은, 외측으로 볼록하게 돌출된 형태를 가질 수 있다. 제2 돌출편(132)의 외측단은, 내측으로 오목하게 함몰된 형태를 가질 수 있다.
또한 제1 돌출편(131) 및 제2 돌출편(132)이 전후방향을 따라 가지는 길이는 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 제1 돌출편(131)이 전후방향을 따라 가지는 길이는, 제2 돌출편(132)이 전후방향을 따라 가지는 길이보다 클 수 있다. 따라서 전후방향을 기준으로 제1 돌출편(131)의 외측단과 연관(103)의 내측면 사이의 간격보다, 제2 돌출편(132)의 외측단과 연관(103)의 내측면 사이의 간격이 더 클 수 있고, 주로 연소가스가 유동하는 유로는 제2 돌출편(132)과 연관(103)의 내측면 사이의 공간에 형성될 수 있다.
관통공(12)을 형성할 때, 다음과 같은 과정을 거쳐 형성할 수 있다. 관통공(12)이 형성될 위치에서, 제1 부분 및 제2 부분의 둘레를 이루는 프로파일 중 일부를 따라 몸체부(11)에 펀칭 등을 통해 커팅이 이루어지도록 할 수 있다. 이 때, 관통공(12)의 상단(121)과 하단이 될 부분은 커팅되지 않을 수 있다. 커팅이 이루어진 후, 제1 부분에 해당하는 부분을, 관통공(12)의 상단(121)이 될 부분을 따라 구부려 제1 돌출편(131)을 형성할 수 있다. 또한 제2 부분에 해당하는 부분을, 관통공(12)의 하단(122)이 될 부분을 따라 구부려 제2 돌출편(132)을 형성할 수 있다. 제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)이 구부림에 의해 형성됨에 따라, 관통공(12)이 제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132) 사이에 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 관통공(12)을 형성할 수 있으므로, 버플 플레이트(1)를 생산하는 공정이 단순해져 생산성이 향상될 수 있다.
복수의 돌출편(13) 중 동일한 관통공(12)으로부터 돌출되는 돌출편들은 동일한 방향을 향해 돌출될 수 있다. 복수의 관통공(12) 중 서로 인접한 관통공(12)들에서 돌출편들이 돌출된 방향들은 서로 반대될 수 있다. 즉 상하방향을 따라 가면서, 한 관통공(12)에서 돌출편(13)들이 전방으로 돌출되었다면, 다음 관통공(12)에서 돌출편(13)들은 후방으로 돌출되고, 그 다음 관통공(12)에서 돌출편(13)들은 전방으로 돌출될 수 있다. 돌출편(13)이 이와 같이 돌출되는 방향을 가지므로, 서로 인접한 관통공(12)의 제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)이 마치 하나의 벽을 구성하는 것과 같은 효과를 가지고, 이러한 벽이 상하방향을 따라 가면서 방향을 교번적으로 바꿔가며 배치되는 효과를 가질 수 있다. 따라서 연관(103) 내에서 연소가스가 하측에서 상방으로 유동할 때, 전후방향으로 지그재그형의 유로를 그리며 구석구석 유동하고 연관(103) 내에 오래 머물러, 유동정체영역의 발생을 저감시키면서 높은 열효율을 달성할 수 있다.
제1 돌출편(131)과 제2 돌출편(132)의 좌우단은, 도시된 것과 같이 전후방향을 따라 연장되는 직선의 형상을 가질 수 있다.
몸체부(11)의 상단과 인접하게 위치한 관통공(12)의 둘레로부터 돌출되는 상측돌출편(133, 134) 중 제1 돌출편(131)에 대응되는 상측돌출편은 제1 상측돌출편(133)일 수 있고, 제2 돌출편(132)에 대응되는 상측돌출편은 제2 상측돌출편(134)일 수 있다. 제1 상측돌출편(133)이 전후방향을 따라 가지는 길이는, 제1 돌출편(131)이 전후방향을 따라 가지는 길이보다 클 수 있다. 반면 제2 상측돌출편(134)이 전후방향을 따라 가지는 길이는, 제2 돌출편(132)이 전후방향을 따라 가지는 길이보다 작을 수 있다. 제1 상측돌출편(133)과 제2 상측돌출편(134)의 면적의 합 역시 관통공(12)의 면적과 동일할 수 있다. 제1 상측돌출편(133)은 도시된 것과 같이 몸체부(11)의 가장 상측에 2개 배치될 수 있고, 제2 상측돌출편(134)은 도시된 것과 같이 몸체부(11)의 가장 상측에 2개 배치될 수 있으나, 그 개수가 이에 제한되지는 않는다. 상측돌출편(13)들의 크기를 상술한 것과 같이 다른 부분에 위치한 돌출편(13)들의 크기와 다르게 형성함에 따라, 연관(103)의 상단에서 이미 충분히 냉각된 연소가스가 연관(103) 내부에서 연관(103)의 하단보다 비교적 긴 경로를 따라 오래 체류할 수 있도록 하고, 경우에 따라 내부에서 다시 순환이 일어나도록 하여, 열교환 효율이 향상되도록 할 수 있다.
변형예
도 9는 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 따른 버플 플레이트(1b)를 나타낸 사시도이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예의 다른 변형예에 따른 버플 플레이트(1b)를 나타낸 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예의 일 변형예에 따른 버플 플레이트의 일부 구조를 확대하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 변형예들에 따른 버플 플레이트(1b, 1c)는 적어도 하나의 중간 돌출편(16b, 16c)을 더 포함할 수 있다. 중간 돌출편(16b, 16c)은 복수의 관통공(12b) 사이에서 몸체부로부터 돌출되고, 복수의 돌출편(13b) 중 인접한 돌출편과 동일한 형상을 가지고 동일한 방향으로 돌출되는 구성요소이다. 따라서 제1 중간 돌출편(161b, 161c)은 인접한 제1 돌출편(131b)과 동일한 형상을 가지고 동일한 방향을 따라 몸체부로부터 돌출된다. 또한 제2 중간 돌출편(162b, 162c)은 인접한 제2 돌출편(132b)과 동일한 형상을 가지고 동일한 방향을 따라 몸체부로부터 돌출된다. 중간 돌출편(16b, 16c)들이 형성됨에 따라, 단지 제1 돌출편(131b)과 제2 돌출편(132b)만이 위치할 때보다 연소가스가 유동하는 경로가 연관(103)의 내측면과 인접한 영역을 더 많이 가질 수 있어, 열교환 효율이 증대될 수 있다.
도 9의 일 변형예에 따른 버플 플레이트(1b)에서는 하단(112)과 인접한 영역(A1)에 중간 돌출편(16b)들이 형성되는 것으로 도시되었다. 또한 도 10의 다른 변형예에 따른 버플 플레이트(1c)에서는 상하방향을 기준으로 버플 플레이트(1c)의 중간 영역(A2)에 중간 돌출편(16c)들이 형성되는 것으로 도시되었다.
또한 일 변형예에 따르면 관통공(12b)의 상하단의 일부로부터 하방 또는상방으로 돌출되는 돌기(17b)가 더 형성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 이러한 돌기(17b)는 돌출편 중 일부를 커팅한 것이 다른 돌출편을 통과하여 형성될 수 있는 것이다. 일 변형예에 따른 버플 플레이트(1b)는, 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)에 돌출편 부가 유닛(19b)을 더 결합하여 형성될 수 있다. 돌출편 부가 유닛(19b)은 제1 돌출편(131b)과 제2 중간 돌출편(162b)을 가지고, 제1 돌출편(131b)에 슬릿(182b)을 가질 수 있다. 몸체부에는 제1 중간 돌출편(161b)과 제2 돌출편(132b)이 형성될 수 있다. 몸체부에 형성되는 제1 중간 돌출편(161b)의 중심에는 상술한 돌기(17b) 모양으로 커팅이 이루어질 수 있고, 이를 상하방향으로 구부려 돌기(17b)와 제1 중간 돌출편(161b)에 돌기(17b) 모양으로 중간 개구(181b)를 형성할 수 있다. 그러나 몸체부에 형성되는 돌출편에 슬릿이 형성되고, 돌출편 부가 유닛에 돌기가 형성되어 결합이 이루어질 수도 있다.
슬릿(182b)에 돌기(17b)를 삽입하여, 돌출편 부가 유닛(19b)이 몸체부에 결합될 수 있다. 이 때, 관통공(12b)의 일부를 돌출편 부가 유닛(19b)이 가리게 되므로, 돌출편 부가 유닛(19b)이 배치되는 관통공(12b)의 크기는, 그렇지 않은 관통공의 크기보다 작을 수 있다. 관통공(12b)의 크기가 작아져, 관통공(12b)을 통과하는 연소가스의 유속이 빨라질 수 있다. 각 관통공(12b)에는 하나씩의 돌출편 부가 유닛(19b)이 배치될 수 있다.
도 12는 예시적인 버플 플레이트(104)가 연관(103)에 삽입될 경우 연관(103) 내에서 일어나는 연소가스의 유속 프로파일을 나타낸 도면이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)가 연관(103)에 삽입될 경우 연관(103) 내에서 일어나는 연소가스의 유속 프로파일을 나타낸 도면이다. 도면에서 음영이 짙을수록, 연소가스의 유속이 빠르다.
도면을 참조하면, 예시적인 버플 플레이트(104)의 하단과 인접한 영역에서 발생하는 짙은 음영의 영역의 면적이, 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)의 하단과 인접한 영역에서 발생하는 짙은 음영의 영역의 면적보다 작음을 알 수 있다. 이후 발생하는 짙은 음영의 영역들 역시, 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)와 인접한 영역에서 더 크게 나타남을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)를 사용할 경우, 연소가스의 유속이 빨라지고 연관(103)의 내측면에 인접한 유동이 증가하여 유동정체영역의 발생이 감소한다. 그 결과로 예시적인 버플 플레이트(104)를 사용할 경우보다, 본 발명의 일 실시예에 따른 버플 플레이트(1)를 사용할 경우 열교환 효율이 증대되어 연관(103)의 출구에서의 연소가스의 온도가 낮아지고, 압력강하의 폭이 감소할 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, 1b, 1c : 버플 플레이트
11 : 몸체부
12, 12b : 관통공
13, 13b : 돌출편
14 : 돌출부
15 : 절개공
16b, 16c : 중간 돌출편
17b : 돌기
19b : 돌출편 부가 유닛
100 : 물 가열기
101 : 케이스
102 : 버너
103 : 연관
104 : 예시적인 버플 플레이트
105 : 중공
106 : 연소실
111 : 몸체부의 상단
112 : 몸체부의 하단
121 : 관통공의 상단
122 : 관통공의 하단
131, 131b : 제1 돌출편
132, 132b : 제2 돌출편
133 : 제1 상측돌출편
134 : 제2 상측돌출편
161b, 161c : 제1 중간 돌출편
162b, 162c : 제2 중간 돌출편
181b : 중간 개구
182b : 슬릿
1041 : 예시적인 몸체부
1042 : 예시적인 관통공
1043 : 예시적인 돌출편

Claims (12)

  1. 물을 가열하기 위한 물 가열기의 연관 내에 삽입되는 버플 플레이트에 있어서,
    상기 연관이 연장되는 방향을 상하방향이라 하고, 상기 상하방향에 직교하는 일 방향을 전후방향이라 할 때,
    상기 상하방향을 따라 연장되고 상기 전후방향에 직교하는 판형으로 형성되며 상기 연관에 삽입되는 몸체부;
    상기 몸체부를 관통하고, 상기 상하방향을 따라 나열되는 복수의 관통공; 및
    상기 복수의 관통공의 둘레의 일부분으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 복수의 돌출편을 포함하고,
    상기 복수의 돌출편 중 상기 복수의 관통공의 상단으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 일부 돌출편들은 복수의 제1 돌출편이고, 상기 복수의 관통공의 하단으로부터 상기 전후방향을 따라 돌출되는 다른 돌출편들은 제2 돌출편인, 버플 플레이트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 돌출편은, 상기 관통공의 형상과 상응하는 형상을 제1 및 제2 부분을 포함하는 2개의 부분으로 나누었을 때, 각각 제1 부분의 적어도 일부와, 제2 부분의 적어도 일부에 상응하는 형상을 가지는, 버플 플레이트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 돌출편은, 각각 상기 제1 및 제2 부분과 상응하는 형상을 가지는, 버플 플레이트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전후방향을 기준으로 상기 제1 돌출편의 외측단과 상기 제2 돌출편의 외측단은 서로 대응되는 형상으로 형성되는, 버플 플레이트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출편과 상기 제2 돌출편은 서로 상이한 형상을 가지는, 버플 플레이트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전후방향을 기준으로 상기 제1 돌출편의 외측단은, 외측으로 볼록하게 돌출된 형태를 가지는, 버플 플레이트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전후방향을 기준으로 상기 제2 돌출편의 외측단은, 내측으로 오목하게 함몰된 형태를 가지는, 버플 플레이트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 돌출편이 상기 전후방향을 따라 가지는 길이는 서로 상이한, 버플 플레이트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 돌출편이 상기 전후방향을 따라 가지는 길이는, 상기 제2 돌출편이 상기 전후방향을 따라 가지는 길이보다 큰, 버플 플레이트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 돌출편 중 동일한 관통공으로부터 돌출되는 돌출편들은 동일한 방향을 향해 돌출되고,
    상기 복수의 관통공 중 서로 인접한 관통공들에서 돌출편들이 돌출된 방향들은 서로 반대되는, 버플 플레이트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 상하방향과 상기 전후방향에 모두 직교하는 방향을 좌우방향이라 할 때,
    상기 복수의 관통공의 상단과 하단은 상기 좌우방향을 따라 연장되고, 상기 복수의 관통공은 상기 상하방향을 따라 연장된 좌우단을 더 구비하여 직사각형의 둘레를 가지는, 버플 플레이트.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 관통공 사이에서 상기 몸체부로부터 돌출되고, 상기 복수의 돌출편 중 인접한 돌출편과 동일한 형상을 가지고 동일한 방향으로 돌출되는 적어도 하나의 중간 돌출편을 더 포함하는, 버플 플레이트.
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