WO2015142003A1 - 콘덴싱 가스보일러의 열교환기 - Google Patents

콘덴싱 가스보일러의 열교환기 Download PDF

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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger of a condensing gas boiler, and more particularly, to a heat exchanger of a condensing gas boiler having a sensible heat exchanger for heating water and a latent heat exchanger for direct heating.
  • the gas boiler may be classified into a condensing gas boiler and a non-condensing gas boiler depending on whether the burner absorbs the latent heat of condensation of the combustion gas generated in the burner.
  • the condensing gas boiler is a boiler for recovering latent heat of condensation (LATENT ENERGY) of steam contained in the combustion gas, and has a separate latent heat exchanger for recovering latent heat.
  • LATENT ENERGY latent heat of condensation
  • FIG. 1 is a view showing a downward condensing gas boiler of the conventional condensing gas boiler, as shown in Figure 1,
  • the conventional condensing gas boiler is an expansion tank for storing the heating water flowing through the heating return inlet pipe (1) (3), a circulation pump 4 for circulating the heating water discharged through the heating return pipe (2) connected to the expansion tank (3), and the heating water pumped by the circulation pump (4) is heat exchanged
  • It is composed of a three-way valve 10 for supplying heating water to the hot water supply heat exchanger (9) when the hot water is used, and a hot water supply heat exchanger (9) for supplying hot water to the user by heating the hot water when the hot water is used. .
  • the heating water deprived of heat to the heating source flows into the expansion tank (3) through the heating return inlet pipe (1), and the heating water discharged from the expansion tank (3) to the heating return discharge pipe (2).
  • the heat is primarily supplied to the latent heat exchange unit 5 through the circulation pump 4 and heat exchanged with the combustion gas while passing through the heat exchange pipe 5a installed in the latent heat exchange unit 5 to increase the temperature primarily.
  • the condensate generated at this time is discharged to the outside through the condensate outlet (13).
  • the heating water whose temperature rises in the latent heat exchange part 5 is secondarily heat-exchanged with the combustion gas through the sensible heat exchange part 6 to increase the temperature, and then the heating water supply pipe 8 via the three-way valve 10. It is supplied to the heating source through.
  • the heating water heated while passing through the latent heat exchange part 5 and the sensible heat exchange part 6 is supplied to the hot water supply heat exchanger 9 via the three-way valve 10, and the direct inflow pipe 11 Heat exchange with the direct water introduced through the) is made, the direct water is hot water is discharged through the hot water supply pipe 12 is supplied to the user.
  • Korean Patent Registration No. 10-0976032 is disclosed as the conventional condensing gas boiler.
  • the conventional condensing gas boiler as described above has a problem in that it takes not only a long time to heat the direct water but also the thermal efficiency decreases because the direct water is heated by hot water using the hot water heat exchanger 9.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, by providing a heating sensible heat exchanger and the latent heat exchanger and the direct heat exchanger is a heat exchange of the combustion gas and direct water heat exchange between the combustion gas and heating water direct water when using hot water
  • the purpose of the present invention is to provide a heat exchanger of a condensing gas boiler which can improve the thermal efficiency by preheating the hot water supply and absorbing the latent heat of combustion gas from the heating latent heat exchanger and the direct heat exchanger.
  • the present invention provides a heat exchanger of a condensing gas boiler that can form a heating sensible heat exchanger, a heating latent heat exchanger and a direct water heat exchanger integrally on one plate, and join a plurality of such plates to simplify the manufacturing process and lower the production cost.
  • the purpose is to.
  • the heat exchanger of the present invention for achieving the above object, the heat exchange is made between the combustion gas generated in the burner 70 for burning the mixer and the first / second heat medium, the space in the space between the plurality of plates (110,120,210,220,310,320) Heat exchange parts 1100, 1200, and 1300 alternately formed with a heat medium flow path through which the first / second heat medium flows and a combustion gas flow path through which the combustion gas flows; And a combustion gas discharge part 700 through which the combustion gas passing through the heat exchange parts 1100, 1200, and 1300 is discharged.
  • the heat exchange parts 1100, 1200, and 1300 absorb sensible heat of the combustion gas.
  • a first heat exchanger 1100 having a first heat medium sensible flow path formed between a pair of plates facing each other for heating the first heat medium, and facing to heat the first heat medium by absorbing latent heat of the combustion gas;
  • a second heat exchanger 1200 having a first heat medium latent heat passage communicating with the first heat medium sensible flow passage of the first heat exchange unit 1100 between the pair of plates, and absorbing the latent heat of the combustion gas;
  • a third heat exchange part 1300 having a second heat medium flow path formed between the pair of plates facing each other for heating the heat medium;
  • the first to third heat exchange parts 1100, 1200, and 1300 are integrally formed by a pair of plates facing each other to form the heat medium flow path therein.
  • the first heat exchanger 1100, the second heat exchanger 1200, and the third heat exchanger 1300 may be sequentially provided along a flow direction of the combustion gas generated by the burner.
  • the plurality of plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320 may include a first end plate part 100 constituting one side of the heat exchanger 1000 and a second end plate part 300 constituting the other side of the heat exchanger 1000, and the second end plate part 300. It is composed of a plurality of intermediate plate portion 200 provided between the first end plate portion 100 and the second end plate portion 300, the first end plate portion 100 and the intermediate plate portion 200 and The first heat medium sensible heat passage, the first heat medium latent heat passage, and the second heat medium flow passage are formed in the inner space of each of the two end plates 300, and the first end plate 100 is joined to each other around an edge thereof.
  • the intermediate plate portion 200 is made of a first intermediate plate 210 and a second intermediate plate 220 bonded to each other around the edge
  • the second end plate portion 300 is bonded to each other around the edge 2 consists of an inner plate 310 and a second outer plate 320.
  • the first heat medium sensible heat passage and the first heat medium latent heat passage are in communication with each other. May each be isolated.
  • the first heat medium is heating water supplied to a heating source, and flows into the heating water inflow hole 111c formed in the first outer plate 110 to form the first inner plate 120 and the first / second intermediate.
  • the heating water passage holes 121c, 121d, 211c, 211d, 221c, 221d, 311c, and 311d are formed at positions corresponding to the heating water inflow holes 111c of the plates 210 and 220 and the second inner plate 310, respectively.
  • the second heat medium is direct water for supplying hot water to a user, and flows into the direct water inflow hole 111a formed in the first outer plate 110 to form the first inner plate 120 and the first / second intermediate.
  • the second outer plate 320 after sequentially passing through the straight through holes 121a, 211a, and 221a formed at positions corresponding to the direct inflow holes 111a of the plates 210 and 220 and the second inner plate 310, respectively.
  • the hot water discharge hole 111b of the first outer plate 110 formed at a position corresponding to the hot water through holes 311b, 221b, 211b and 121b after sequentially passing the hot water through holes 311b, 221b, 211b and 121b. ) May be discharged to the hot water heat exchanger side.
  • connection flow path 329 may be formed at a position corresponding to the heating water passage hole 311d of the second inner plate 310 to connect the two to each other.
  • the sensible heat flow path protrusions 322, 312, 222, 212, 122, and 112 are formed at corresponding positions in the horizontal direction, and upper ends of the connection flow paths 329 are sensible heat flow paths of the second outer plate 320 and the second inner plate 310.
  • the first thermal medium connected to the space between the protrusions 322 and 312 and blocked by the sensible heat lower flow path protrusion 322 of the second outer plate 320 is changed in the direction of the flow path, and the second intermediate plate 220 and the first heat medium are changed.
  • Closing portions 312a and 212 are formed at both ends of the sensible heat lower flow path protrusions 312, 222, 212 and 122 formed in the second inner plate 310, the second middle plate 220, the first middle plate 210 and the first inner plate 120. 222a, 212a, 122a and through holes 312b, 222b, 212b and 122b, respectively;
  • the blocking portion and the through-holes are formed at the same position in the pair of plates facing each other to form the combustion gas flow path, and to form the first heat medium sensible heat flow path.
  • the blocking portion and the through hole are formed in opposite directions, and the sensible heat flow path may be formed in a zigzag shape.
  • Both end portions of the sensible heat lower flow path protrusion 112 of the first outer plate 110 are closed, and the sensible heat flow path connecting portion 113 is provided at the end of the sensible heat lower flow path protrusion 112 opposite to the through hole 122b. It is formed in the vertical direction, the upper side of the sensible heat flow path connector 113 may be connected to the sensible heat upper flow path that is opposite to the sensible heat flow path.
  • First upper flow passage holes 123, 213, 223, and 313 and second upper flow path through holes 124, 214, 224, and 314 are respectively formed at both ends of the sensible heat lower flow path protrusions 122, 212, 222, 312, and 322, respectively.
  • the flow paths 123, 213, 223, and 313 are connected to each other, and the plurality of second upper flow path through holes 124, 214, 224, and 314 are connected to each other.
  • the first outer plate upper flow path protrusion 114 having one end closed at an upper portion of the sensible heat lower flow path protrusion 112 and a heating water discharge hole 111d formed at the other end thereof is formed in the first outer plate 110;
  • the second outer plate 320 is formed with a second sensible heat upper flow path protrusion (324) of which both ends are closed on the upper portion of the sensible heat lower flow path protrusion (322);
  • the flow direction of the first heat medium flowing through the first upper passage through holes 123, 213, 223, and 313 and the second upper passage through holes 124, 214, 224, 314 may be opposite to each other.
  • the direct inflow hole 111a and the direct through hole 121a, 211a, 221a and 311a, the hot water discharge hole 111b and the hot water through hole 121b, 211b, 221b and 311b are the third heat exchanger 30.
  • One side of the lower portion and the other side of the upper portion is formed in a diagonal direction;
  • the heating water passing holes 121c, 121d, 211c, 211d, 221c, 221d, 311c, and 311d each have a first heating water through hole formed at a lower portion of one side of the second heat exchanger 20 and an upper portion of the other side in a diagonal direction. (121c, 211c, 221c, 311c) and the second heating water through hole 121d, 211d, 221d, 311d.
  • the first heat medium latent heat passage is formed such that one side and the other side communicate with each other in the first heating and receiving holes 121c, 211c, 221c and 311c and the second heating and receiving holes 121d, 211d, 221d and 311d;
  • the second heat medium flow path may be formed so that one side and the other side communicate with each other in the straight through holes 121a, 211a, 221a, and 311a and the hot water through holes 121b, 211b, 221b, and 311b.
  • the first to third heat exchanges are provided below the first inner plate 120, the first middle plate 210, the second middle plate 220, the second inner plate 310, and the second outer plate 320.
  • Combustion gas communication holes 128, 218, 228, 318 and 328 through which the combustion gas passing through the portions 1100, 1200 and 1300 pass;
  • the combustion gas discharge unit 700 is composed of a space formed between the exhaust plate 400 provided to be spaced behind the second outer plate (320);
  • the combustion gas sequentially passing through the combustion gas flow path and the combustion gas communication holes 128, 218, 228, 318 and 328 may be discharged to the outside through a space between the second outer plate 320 and the exhaust plate 400.
  • the first outer plate 110 may be provided with a condensate outlet 650 for communicating with the combustion gas communication holes (128,218,228,318,328) for discharging the condensate generated by the condensation of the combustion gas.
  • the plurality of plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320 may be joined to each other around the edges of neighboring plates, and the first heat medium sensation flow path may be formed by uneven parts and protrusions formed at positions where the flat portions of the neighboring plates contact each other and face each other.
  • the first heat medium latent heat path and the second heat medium flow path may be formed.
  • the uneven part may include a first uneven part 115, 125, 215, 225, 315, 325 for forming the first heat medium latent heat path, and a second uneven part 116, 126, 216, 226, 316, 326 for forming the second heat medium flow path.
  • the uneven parts formed on the plates adjacent to each other among the plurality of plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320 may be symmetrically formed so as to shift inclined directions from each other.
  • the heating sensible heat exchanger, the heating latent heat exchanger, and the direct water heat exchanger are integrally formed on one plate, and a plurality of such plates are bonded to each other before the first heating is performed before the direct water is supplied to the hot water heat exchanger. As it is supplied, hot water can be supplied quickly and thermal efficiency can be improved.
  • the heating sensible heat exchanger for heat exchange of the heating water is provided with a sensible upper flow path and the sensible heat flow path, and these flow paths can be circulated in the front and rear of the heat exchanger to increase the heat exchange time to improve the thermal efficiency.
  • the uneven portions and the protrusions formed on each plate can be integrally formed, and the production of the heat exchanger is simplified by joining the integrally manufactured plates.
  • the sensible heat upper flow passage has a structure surrounding the combustion space, so no separate configuration is required to surround the outer wall of the combustion space, and the heat from the sensible heat upper flow passage absorbs heat radiated to the outside in the combustion space, thereby providing thermal efficiency. This is improved.
  • FIG. 1 is a view showing a top-down condensing gas boiler of the conventional condensing gas boiler.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a condensing gas boiler with a heat exchanger of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a heat exchanger of the present invention
  • FIG. 4 is a front view showing the heat exchanger of FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing each configuration of the heat exchanger of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a cross-sectional view of the A-A of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the B-B cross-sectional state of FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a cross-sectional view of C-C of FIG.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a cross-sectional view of the D-D of FIG.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the E-E cross-sectional state of FIG.
  • 16 is a cross-sectional view taken along the line F-F of FIG.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a cross-sectional view of the F-F of FIG.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a G-G cross-sectional state of FIG.
  • 20 is a perspective view showing the connection flow path of the second outer plate
  • FIG. 21 is an enlarged view of portions A, B, C, D, E, F, G, and H of FIG.
  • first end plate portion 110 the first outer plate
  • first inner plate 200 intermediate plate portion
  • first intermediate plate 220 second intermediate plate
  • the condensing gas boiler with a heat exchanger 1000 of the present invention the expansion tank 40 for storing the heating water (first heat medium) introduced through the heating return inlet pipe 20 And, the circulation pump 50 for circulating the heating water discharged from the expansion tank 40 through the heating return pipe (31), the combustion gas generated in the burner 70 and the heating water and direct water (second heat medium) And a three-way valve 90 for supplying heating water to the heating water supply pipe 32 when the heating is operated, and supplying the heating water to the hot water supply heat exchanger 80 when using hot water. do.
  • the heat exchanger 1000 the heating sensible heat exchanger 1100 (first heat exchanger) for heating the heating water using the sensible heat of the combustion gas and the latent heat of the combustion gas passing through the heating sensible heat exchanger 1100.
  • Heating latent heat exchanger (1200; second heat exchanger) for heating the heating water by using the direct heat is heated by the latent heat of the combustion gas passing through the heating latent heat exchanger (1200) to generate hot water
  • It consists of a direct heat exchanger 1300 (third heat exchanger) to be supplied to 80.
  • the hot water heated in the direct water heat exchanger 1300 is supplied to the hot water supply heat exchanger 80 through the hot water discharge pipe 62.
  • the heating water supplied from the heating sensible heat exchanger 1100 and the hot water supplied from the direct water heat exchanger 1300 are heat-exchanged in the hot water supply heat exchanger 80, and the user desired temperature through the hot water supply pipe 63. To supply hot water.
  • the heating water pressurized by the circulation pump 50 is first supplied to the heating latent heat exchanger 1200 so that heat exchange with the combustion gas generated in the burner 70 is primarily performed, and the heating latent heat exchanger 1200 is performed. After passing through the heating water is supplied to the heating sensible heat exchange unit 1100 and the heat exchange with the combustion gas is made secondary, it is supplied to the heating requirements through the heating water supply pipe (32).
  • the heat exchanger 1000 includes first to third heat exchangers 1100 alternately formed by alternately forming a heating medium flow path in which heating water and direct water flow and a combustion gas flow path in which the combustion gas flows in a space between the plurality of plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320. And 1200, 1300, and a combustion gas discharge part 700 through which the combustion gas passing through the first to third heat exchange parts 1100, 1200, and 1300 is discharged.
  • the burner 70 is coupled to the lower portion of the burner support plate 500 provided at the upper end of the heat exchanger 1000, so that the combustion gas generated in the burner 70 becomes a downward flow.
  • the first heat exchanger 1100, the second heat exchanger 1200, and the third heat exchanger 1300 are sequentially provided from the top to the bottom along the flow direction of the combustion gas generated in the burner 70.
  • a direct inlet 610 into which direct water flows is coupled to one lower side, and the direct water introduced through the direct inlet 610 is heated within the third heat exchange unit 1300.
  • the hot water outlet 620 for discharging to the hot water heat exchanger 80 after being heated in the flow path is coupled to the upper side of the direct inlet 610 in the diagonal direction.
  • the second heat exchange unit 1200 is coupled to the heating water inlet 630 through which the heating water pumped by the circulation pump 50 is introduced, and the heating water introduced through the heating water inlet 630 is the second heat exchange unit. Heat is exchanged with the combustion gas while passing through the heat medium flow path inside the 1200.
  • a heating water outlet 640 is coupled to the first heat exchanger 1100, and the heating water primarily heated in the second heat exchanger 1200 passes through the heat medium flow path inside the first heat exchanger 1100. After the secondary heating by the combustion gas is discharged to the three-way valve 90 through the heating water outlet 640.
  • the first heat exchanger 1100, the second heat exchanger 1200, and the third heat exchanger 1300 are defined by a pair of adjacent plates facing each other and an inner space formed between the pair of plates. Heat exchange occurs between the combustion gas flowing in the outer space of the pair of plates while the heat medium flows in the inner space.
  • the inner space of the first heat exchange unit 1100 is a first heat medium sensible flow path through which the heating water, which is the first heat medium flows, and the inner space of the second heat exchange unit 1200, is a latent heat flow path through which the heating water flows.
  • the inner space of the third heat exchanger 1300 becomes a second heat medium flow path through which direct water flows.
  • the first heat medium sensible heat passage and the first heat medium latent heat passage communicate with each other, and the second heat medium flow path is separated from the first heat medium sensible heat passage and the first heat medium latent heat passage.
  • the first to third heat exchange parts 1100, 1200, and 1300 have a structure in which edges of a plurality of plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320 are joined to each other.
  • the plurality of plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320 may include a first end plate part 100 constituting one side of the heat exchanger 1000, a second end plate part 300 constituting the other side of the heat exchanger 1000, and the It consists of a plurality of intermediate plate portion 200 provided between the first end plate portion 100 and the second end plate portion 300.
  • the first heat medium sensible heat flow path, the first heat medium latent heat flow path, and the second heat medium flow path are formed in the inner spaces of the first end plate part 100, the intermediate plate part 200, and the second end plate part 300, respectively.
  • the first end plate 100 includes a first outer plate 110 and a first inner plate 120 bonded to each other around the edge thereof, and the intermediate plate part 200 includes a first bond around the edges thereof. It consists of a first intermediate plate 210 and the second intermediate plate 220, the second end plate portion 300 is the second inner plate 310 and the second outer plate 320 bonded to each other around the edge Is done.
  • the first heat medium sensible heat passage and the first heat medium latent heat passage communicate with each other, so that the heating water passes through the first heat medium latent heat passage and the first heat medium sensible heat passage sequentially.
  • the heat medium flow path is separated from the first heat medium sensible heat path and the first heat medium latent heat path, and the direct water is supplied to the hot water supply heat exchanger 80 after passing through only the second heat medium flow path.
  • flow path switching is performed such that the heating water and the direct water transferred from the intermediate plate part 200 flow in opposite directions toward the intermediate plate part 200.
  • the direct water and the heating water introduced into the first end plate part 100 are introduced into the second end plate part 300 after passing through the intermediate plate part 200, and the second end plate part 300 is transferred from the second end plate part 300.
  • Direct water and heating water in which the flow direction is changed in the opposite direction are discharged through the first end plate part 100 after passing through the intermediate plate part 200 again.
  • the hot water inlet hole 111a into which the direct water flows and the direct water introduced through the direct water inlet hole 111a are heated by the third heat exchanger 1300, and then the hot water heat exchanger.
  • a heating water discharge hole 111d for heating the water while passing through the second heat exchange part 1200 and the first heat exchange part 1100 in order to be discharged to the three-way valve 90 side is formed.
  • the first inner plate 120 has a straight through hole 121a and a hot water passing hole 121b at positions corresponding to the direct water inflow hole 111a, the hot water discharge hole 111b, and the heating water inflow hole 111c, respectively. And a first heating water passage 121c, and a second heating water passage 121d is formed at an upper side in the diagonal direction of the first heating water passage 121c.
  • the first intermediate plate 210 and the second intermediate plate 220 have a direct through hole 121a, a hot water pass through hole 121b, and a first heating pass through hole 121c of the first inner plate 120. And the direct passage holes 211a and 221a, the hot water passage holes 211b and 221b, the first heating passage holes 211c and 221c and the second heating water at positions respectively corresponding to the second heating passage holes 121d. Passing holes 211d and 221d are formed, respectively.
  • the second inner plate 310 has the straight through holes 211a and 221a, the hot water through holes 211b and 221b, the first heating and water passing holes 211c and 221c, and the second heating and water passing holes 211d,
  • the direct passage hole 311a, the hot water passage hole 311b, the first heating water passage hole 311c, and the second heating water passage hole 311d are formed at positions corresponding to each of 221d.
  • the second outer plate 320 is closed at positions corresponding to the straight through hole 311a, the hot water through hole 311b, the first heating through hole 311c, and the second heating through hole 311d. Therefore, the flow path direction of the direct water and the heating water is switched in the opposite direction.
  • the first outer plate 110, the first inner plate 120, the first middle plate 210, the second middle plate 220, the second inner plate 310, the second outer plate 320, First uneven parts 115, 125, 215, 225, 315, and 325 having a head shape of an arrow are repeatedly formed at predetermined intervals in the region of the second heat exchange part 1200.
  • the first concave-convex portion 115 of the first outer plate 110 and the first concave-convex portion 125 of the first inner plate 120 protrude in opposite directions to form a space therein, but symmetrical with each other.
  • the inclination directions are alternately formed so as to be.
  • the first uneven parts 115 and 125, the heating water inflow hole 111c, the first heating water passage hole 121c, and the second heating water are combined.
  • the planar portions of the first outer / inner plates 110 and 120 are in contact with each other along the outer periphery of the through-hole 121d, and the interior thereof is blocked, and the first uneven portion 115 and the first inner side of the first outer plate 110 are closed. Due to the symmetrical shape of the first concave-convex portion 125 of the plate 120, the inner space formed between the first concave-convex portions 115 and 125 becomes the first heat medium latent heat passage through which the first heat medium flows.
  • the heating water inflow hole 111c, the first heating water passage 121c, the second heating water passage 121d, and The internal spaces in which the first uneven parts 115 and 125 are located are connected to each other, and the heating water introduced through the heating water inflow hole 111c passes through the entire inner space of the first heating water passing hole 121c and the second.
  • the heating plate passes through the hole 121d to the intermediate plate part 200.
  • the first uneven portion 215 of the first intermediate plate 210 and the first uneven portion 315 of the second inner plate 310 are formed with the first uneven portion 115 of the first outer plate 110. Is formed in the same shape and direction, the first uneven portion 225 of the second intermediate plate 220 and the first uneven portion 325 of the second outer plate 320 is the first inner plate 120 It is formed in the same shape and direction as the 1st uneven part 125 of.
  • the inner space where 221d) is located constitutes a first heat medium latent heat passage as one connected space.
  • the inner space constitutes a first heat medium latent heat passage as one connected space.
  • the second uneven parts 116, 126, 216, 226, 316, and 326 are formed in the regions of the third heat exchange part 1300, which are lower portions of the first uneven parts 115, 125, 215, 225, 315, and 325 in the plates 110, 120, 210, 220, 310, and 320.
  • the second concave-convex portion 116 of the first outer plate 110 is formed in the same shape and direction as the first concave-convex portion 115, and the first concave-convex portions 125, 215, 225, 315, and 325 formed in the remaining plates 120, 210, 220, 310, and 320. And the second uneven portions 126, 216, 226, 316 and 326 are also formed in the same shape and direction, respectively.
  • the space between the first outer plate 110 and the first inner plate 120, the second concave-convex portions 116 and 126, the direct inlet hole 111a, the hot water discharge hole 111b, the direct through hole 121a and the hot water The inner space where the passage hole 121b is located, the space between the first intermediate plate 210 and the second intermediate plate 220, and the second uneven portion 216 and 226, the direct through hole 211 a and 221 a and the hot water through hole ( The inner space where 211b and 221b are located, and the space between the second inner plate 310 and the second outer plate 320 is provided with the second uneven portion 316 and 326, the straight through hole 311a and the hot water through hole 311b.
  • the inner spaces are located in one connected space, and these inner spaces communicate with each other through the direct through holes 121a, 211a, 221a and 311a and the hot water through holes 121b, 211b, 221b and 311b.
  • the heat medium flow path is formed.
  • the first uneven portion formed in the plate facing each other in all the plates (110,120,210,220,310,320) are formed symmetrically with each other so that the inclination direction is staggered, and the second uneven portion formed in the plate facing each other is also symmetric with each other The inclination directions are staggered.
  • the first heat medium latent heat path and the second heat medium flow path between the plates are zigzag-shaped by the first and second concave-convex portions to form turbulent flow while heating water and direct water pass, thereby improving heat exchange efficiency with the combustion gas.
  • the space between the first inner plate 120 and the first intermediate plate 210, the space between the adjacent intermediate plate portion 200, the second inner plate 310 and the last intermediate plate portion 200 is a combustion gas flow path through which the combustion gas flows, and the first uneven portion and the second uneven portion formed on the plates facing each other in these plates are also symmetrical with each other so that the inclined directions are staggered. Therefore, when the combustion gas passes through the combustion gas flow path, turbulence is formed, thereby improving heat exchange efficiency with the heating water and the direct water flowing through the heat medium flow path.
  • each plate (110,120,210,220,310,320) corresponding to the first heat exchange unit 1100 is provided with a sensible heat lower flow channel and a sensible heat upper flow channel located above the sensible heat lower flow channel.
  • Each plate 110, 120, 210, 220, 310, and 320 is formed with a rectangular sensible heat flow passage protrusion 112, 122, 212, 222, 312, and 322 in a horizontal direction to form the sensible heat flow passage.
  • the inner space forms the sensible heat flow path.
  • the sensible heat lower flow path protrusion part 112 of the first outer plate 110 has a shape in which the entire circumferential lower flow path protrusion part 322 of the second outer plate 320 is also blocked in both ends. have.
  • the pair of plates 210 and 220 facing each other to form a combustion gas flow path therein are formed at the same position as the blocking portion and the through hole, respectively, and the first heat medium is sensible heat.
  • the blocking portion and the through hole are formed in opposite directions to each other.
  • the second constituting intermediate plate portion 200 constituting the adjacent intermediate plate portion 200 at a position corresponding to the blocking portion 222a and the through hole 222b of the second intermediate plate 220 constituting one intermediate plate portion 200.
  • the blocking portion 212a and the through hole 212b of the intermediate plate 210 are formed, respectively, so that the surfaces of the blocking portion 222a and the blocking portion 212a are in contact with each other, and the through hole 222b and the through hole ( 212b) are connected to each other.
  • the second intermediate plate constituting the same intermediate plate portion 200 at positions corresponding to the blocking portion 212a and the through hole 212b of the first intermediate plate 210 constituting one intermediate plate portion 200.
  • the through hole 222b and the blocking portion 222a of the 220 are formed so as to correspond to each other, and the blocking portion and the through hole are formed in opposite directions to each other.
  • the blocking portion 122a and the through hole 122b of the first inner plate 120 are formed at positions corresponding to the blocking portion 212a and the through hole 212b of the neighboring first intermediate plate 210, respectively.
  • the surfaces of the blocking portion 122a and the blocking portion 212a are in contact with each other, and the through hole 122b and the through hole 212b are connected to each other.
  • the blocking portion 312a and the through hole 312b of the second inner plate 310 are formed at positions corresponding to the blocking portion 222a and the through hole 222b of the neighboring second intermediate plate 220, respectively.
  • the surfaces of the blocking portion 312a and the blocking portion 222a are in contact with each other, and the through hole 312b and the through hole 222b are connected to each other.
  • the space between the sensible heat lower flow path protrusion part 312 and the sensible heat lower flow path protrusion part 322 of the second outer plate 320 is in communication with each other, thereby forming a sensible heat lower flow path of the first heat medium sensible heat flow path.
  • the blocking portion of the pair of plates facing each other in order to form the first heating medium sensible flow passage is disposed in the opposite direction to form the zigzag lower flow passage.
  • connection flow path portion 329 (Fig. 20). That is, in the second outer plate 320 at a position corresponding to the heating water passage hole 311d of the second inner plate 310, a connection flow path 329 protruding to the rear of the heat exchanger is predetermined in the vertical direction. The length is formed, and the upper end of the connection flow path part 329 is connected to the sensible heat lower flow path protrusion part 322.
  • the heating water which has been sequentially passed through the heating water inflow hole 111c and the first heat medium latent heat flow path, passes through the connection flow path part 329 and the sensible heat lower flow path protrusion part 312 of the second inner plate 310 and the second outer plate. After flowing into the space between the sensible lower flow path protrusions 322 of 320 and being blocked by the sensible heat lower flow path protrusions 322, the flow path direction is reversed, and flows along the zigzag-shaped bottom heat flow path. .
  • a sensible heat flow path connecting portion 113 protruding toward the front of the heat exchanger is formed in a rectangular shape extending upward.
  • An upper side portion of the sensible heat flow passage connecting portion 113 is formed with a substantially rectangular first sensible heat image flow passage protrusion 114 protruding toward the front of the heat exchanger and having a heating water discharge hole 111d formed therein.
  • One upper end portion of the first inner plate 120 penetrates through the first through hole protrusion 123a and the first through hole protrusion 123a protruding to the rear of the heat exchanger to have a slot shape in the vertical direction.
  • a flow passage through hole 123 is formed, and a second through hole having the same shape as the first through hole protrusion 123a and the first upper flow through hole 123 is formed at the other end of the first inner plate 120.
  • a protruding portion 124a and a second upper flow passage through hole 124 are formed, and a flat plate portion 127 is provided between the first and second through hole protrusions 123a and 124a.
  • the first sensible heat image flow passage protrusion 114 is formed. And a space is formed between the plate portion 127 and the side end portion 114a of the first swelling image flow path protrusion part 114 and the second through hole protrusion part 124a, respectively, to form a sensible upper flow path.
  • first intermediate plate 210 adjacent to the first inner plate 120 also has a first through hole protrusion 123a, a first upper flow path through hole 123, and a second of the first inner plate 120.
  • Upper passage through holes 214 are formed on one side and the other side, respectively.
  • the first / second through hole protrusions 213a and 214a of the first intermediate plate 210 protrude toward the front of the heat exchanger, and thus the first / second through holes of the first inner plate 120. It protrudes in the opposite direction to the protrusions 123a and 124a. Therefore, when the first inner plate 120 and the first intermediate plate 210 are joined to each other, the upper flange portions 213b and 214b of the first / second through hole protrusions 213a and 214a of the first intermediate plate 210 are joined.
  • first and second through hole protrusions 123a and 124a of the first inner plate 120 contact each other, so that the first upper flow path through holes 123 and 213 are connected to each other.
  • the second upper flow path through holes 124 and 214 are connected to each other to form the sensible heat upper flow path.
  • the second intermediate plate 220 facing the first intermediate plate 210 may include first and second through hole protrusions 123a and 124a and first and second upper portions formed on the first inner plate 120.
  • First and second through hole projections 223a and 224a and first and second upper flow path through holes 223 and 224 which protrude in the same shape and direction as the flow through holes 123 and 124 are formed.
  • first intermediate plate 210 and the second intermediate plate 220 are joined to each other, the first / second through hole protrusions 213a and 214a and the second intermediate plate 220 of the first intermediate plate 210 are joined.
  • a space is formed between each of the first and second through hole protrusions 223a and 224a to form a sensible heat upper flow path.
  • a space is formed between the first and second through hole protrusions 213a and 214a of the first intermediate plate 210 and between the first and second through hole protrusions 223a and 224a of the second intermediate plate 220, respectively.
  • the portions 210a and 220a are formed to provide the combustion space 71 (FIG. 19) for combustion in the burner 70.
  • the second inner plate 310 facing the second intermediate plate 220 provided at the end of the intermediate plate 200 has a first / second through hole projection 223a of the second intermediate plate 220.
  • First and second through hole projections 313a and 314a and the first and second upper flow path through holes 313 and 314 are formed so as to correspond to 224a and the first and second upper flow through holes 223 and 224, respectively.
  • the second outer plate 320 facing the second inner plate 310 has both end portions 324a and 324b corresponding to the first / second through hole projections 313a and 314a, respectively, and have a rectangular shape in a horizontal direction.
  • the sensible heat upper flow path protrusion 324 protruding to the rear of the heat exchanger is formed.
  • the upper side of the sensible heat flow path connecting portion 113, the first upper flow path through holes 123, 213, 223, 313, the second sensible heat path flow passage 324, the second upper flow path through holes 314, 224, 214, 124, the first sensible heat flow path flow passage 114 Are sequentially connected to form a sensible upper flow path.
  • an exhaust plate 400 is provided at a rear of the second outer plate 320 at predetermined intervals, and the combustion gas discharge unit 700 is disposed between the exhaust plate 400 and the second outer plate 320. Is made of space.
  • first to the third inner plate 120, the first intermediate plate 210, the second intermediate plate 220, the second inner plate 310 and the second outer plate 320 in the lower portion Combustion gas communication holes 128, 218, 228, 318 and 328 through which the combustion gas passing through the heat exchange parts 1100, 1200 and 1300 in the downward direction pass in the horizontal direction are formed.
  • the combustion gas passing through the combustion gas flow path is discharged to the outside through the space between the second outer plate 320 and the exhaust plate 400 after the flow direction is changed upward in the combustion gas communication holes (128,218,228,318,328). do.
  • the first outer plate 110 is provided with a condensate outlet 650 communicating with the combustion gas communication holes (128,218,228,318,328), the condensate generated by the condensation of the combustion gas is external through the condensate outlet (650) To be discharged.
  • the present invention is formed in a pair of plate inner spaces facing the sensible heat upper flow path, the sensible heat lower flow path, the first heat medium latent heat flow path, and the second heat medium flow path.
  • the heat exchanger can be integrally manufactured by a simple manufacturing process by integrally forming in these and joining these plates together.
  • a latent heat passage of the first heat medium of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 13.
  • the heating water introduced through the heating water inlet 630 sequentially passes through the heating water inlet hole 111c and the first heating water passage hole 121c, 211c, 221c, and 311c.
  • the heating water is a space between the first uneven portion 115 of the first outer plate 110 and the first uneven portion 125 of the first inner plate 120 and the first intermediate plate 210.
  • the space between the first uneven portions 325 passes in parallel.
  • the heating water passing through the space between the uneven parts passes through the second heating water through holes 121d, 211d, 221d, and 311d sequentially, and then connects the connection flow path part 329. It flows upward through the first heat medium sensible flow path.
  • the heating water absorbs the latent heat of the combustion gas while passing through the latent heat path of the first heat medium, and is first heated, and then flows into the first heat medium sensible heat path.
  • the heating water passing through the latent heat flow path of the first heat medium flows upward through the connection flow path part 329, and thus, of the second inner plate 310 and the second outer plate 320. After flowing into the space between the sensible lower flow passage projections (312,322) flows in the right direction of Figure 8 along the longitudinal direction.
  • the horizontally flowing heating water passes through the through-holes 312b and 222b of the second inner plate 320 and the second middle plate 220, and then the flow direction thereof is changed by 90 degrees so that the second middle plate 220 It flows in the left direction of FIG. 8 through the space between the sensible heat lower flow path protrusion 222 and the sensible heat lower flow path protrusion 212 of the first intermediate plate 210.
  • the heating water sequentially passing through the space between the first intermediate plate 210 and the second intermediate plate 220 in a zigzag form is the sensible heat lower flow path protrusion 112 of the first outer plate 110. 1 After flowing into the space between the sensible heat lower flow path protrusions 122 of the inner plate 120 flows in the right direction of FIG. 8 and is conveyed to the position of the sensible heat flow path connecting portion 113.
  • the moving flow path of the heating water corresponds to the sensible heat lower flow path of the first heat medium sensible heat flow path.
  • the heating water passing through the sensible heat lower flow passage flows to the sensible heat upper flow passage shown in FIGS. 6 and 7 through the sensible heat flow passage connecting portion 113.
  • the heating water transferred upward through the sensible heat flow passage connecting portion 113 sequentially passes through the first upper flow passage through holes 123, 213, 223, 313, 323, and then the flat portion of the second inner plate 310. 317 and flows into the space between the sensible heat upper flow path protrusion 324 of the second outer plate 320 and flows in the left direction of FIG. 6.
  • the heating water transferred to the position of the one end portion 324b of the sensible heat upper flow path protrusion 324 has a flow path of 90 degrees and passes through the second upper flow path through holes 324, 314, 224, 214, and 124 sequentially, and then, 1 flows into the space between the sensible heat upper flow path protrusion 114 and the flat plate 127 of the first inner plate 120, the heating water flows in the flow direction is 90 degrees to flow in the right direction of FIG. After it is discharged through the heating water outlet 640.
  • the heating water exchanges heat with the combustion gas while sequentially passing through the first heat medium latent heat passage, the sensible heat lower passage, and the sensible heat upper passage, thereby increasing heat exchange time between the combustion gas and the heating water, thereby increasing thermal efficiency.
  • the sensible heat upper flow path has a structure surrounding the combustion space 71, so that a separate configuration is not required to surround the outer wall of the combustion space 71, and heat radiated to the outside in the combustion space 71 in the lateral direction Since the heating water of the flow path is absorbed, the thermal efficiency is improved.
  • a second heat medium flow path of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 17.
  • the water flowing through the water inlet 610 sequentially passes through the water inlet 111a and the water passage 121a, 211a, 221a, 311a.
  • the water flow is the space between the second uneven portion 316 of the second inner plate 310 and the second uneven portion 326 of the second outer plate 320, the second of the first intermediate plate 210.
  • Space between the uneven portion 216 and the second uneven portion 226 of the second intermediate plate 220, the second uneven portion 116 of the first outer plate 110 and the first inner plate 120 It passes in parallel to the space between the two uneven parts 126.
  • the direct water passes through the hot water passing holes 311c, 221c, 211c and 121c and the hot water discharge hole 111b, and becomes heated hot water and is discharged through the hot water outlet 620 to the hot water heat exchanger 80. Transferred.
  • the direct water exchanges heat with the combustion gas while flowing the second heat medium flow path in an isolated state from the flow path through which the heating water flows, thereby becoming hot water.
  • the combustion gas generated in the burner 70 is flowed downward to the space between the first end plate portion 100 and the adjacent intermediate plate portion 200, a plurality of intermediate plates
  • the unit 200 flows downward through the space between the neighboring intermediate plate parts 200 and the space between the second end plate part 300 and the neighboring intermediate plate part 200.
  • the combustion gas passes through the space between the first uneven parts 115, 125, 215, 225, 315, and 325 in which the inclined direction is shifted. In this process, turbulent flow of the combustion gas is formed, thereby increasing heat exchange efficiency with the heating water.
  • the flue gas flowing downward flows to the right direction of FIG. 18 by changing the flow direction by 90 degrees.
  • the flue gas passes through the flue gas communication holes 128, 218, 228, 318 and 328 and then the exhaust plate 400. After flowing to the space between the second outer plate 320 is exhausted to the outside through the combustion gas discharge unit 700.
  • Condensate generated in this process is discharged to the outside through the condensate outlet 650.
  • the present invention can be applied to the gas boiler of the upward combustion method.

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Abstract

본 발명은 빠른 온수 공급이 이루어지고, 제조가 간단한 열교환기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 본 발명의 열교환기는, 혼합기를 연소시키는 버너(70)에서 생성된 연소가스와 제1/제2열매체 사이에 열교환이 이루어지고, 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 사이의 공간에 상기 제1/제2열매체가 유동하는 열매체 유로와 상기 연소가스가 유동하는 연소가스 유로가 인접하게 교대로 형성된 열교환부(1100,1200,1300); 상기 열교환부(1100,1200,1300)를 통과한 연소가스가 배출되는 연소가스 배출부(700);를 포함하되, 상기 열교환부(1100,1200,1300)는, 상기 연소가스의 현열을 흡수하여 상기 제1열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제1열매체 현열유로가 형성된 제1열교환부(1100)와, 상기 연소가스의 잠열을 흡수하여 상기 제1열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제1열교환부(1100)의 제1열매체 현열유로에 연통하는 제1열매체 잠열유로가 형성된 제2열교환부(1200)와, 상기 연소가스의 잠열을 흡수하여 상기 제2열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제2열매체 유로가 형성된 제3열교환부(1300)가 플레이트에 일체로 형성된다

Description

콘덴싱 가스보일러의 열교환기
본 발명은 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방수 가열을 위한 현열교환부와 잠열교환부에 직수 가열을 위한 잠열교환부가 일체로 구비된 콘덴싱 가스보일러의 열교환기에 관한 것이다.
가스 보일러는 버너에서 생성된 연소가스의 응축 잠열을 흡수하는지 여부에 따라 콘덴싱 가스보일러와 비콘덴싱 가스보일러로 구분할 수 있다.
상기 콘덴싱 가스보일러는 연소가스중에 포함된 수증기의 응축잠열(LATENT ENERGY)을 회수하는 보일러로서 잠열을 회수하기 위한 별도의 잠열교환부를 구비한다.
도 1은 종래의 콘덴싱 가스보일러중 하향식 콘덴싱 가스보일러를 나타내는 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 콘덴싱 가스보일러는 난방환수유입관(1)을 통해 유입되는 난방수를 저장하는 팽창탱크(3)와, 상기 팽창탱크(3)에 연결된 난방환수배출관(2)을 통해 배출된 난방수를 순환시키는 순환펌프(4)와, 상기 순환펌프(4)에 의해 압송된 난방수가 열교환이 이루어지는 잠열교환부(5)와, 상기 잠열교환부(5)를 통해 1차적으로 예열된 난방수에 버너(7)의 열에너지를 전달하기 위한 현열교환부(6)와, 난방가동시에는 난방수공급관(8)으로 난방수를 공급하고 온수사용시에는 급탕열교환기(9)측으로 난방수를 공급하는 삼방밸브(10) 및 온수사용시 직수를 가열시켜 사용자에게 온수를 공급하는 급탕열교환기(9)로 구성된다.
도 1에 도시된 종래의 콘덴싱 가스보일러의 동작과정을 살펴본다.
실내 난방시에는, 난방소요처에 열을 빼앗긴 난방수는 난방환수유입관(1)을 지나 팽창탱크(3)에 유입되고, 팽창탱크(3)에서 난방환수배출관(2)으로 배출된 난방수는 순환펌프(4)를 거쳐 잠열교환부(5)로 공급되어 잠열교환부(5)에 설치된 열교환파이프(5a)를 지나면서 연소가스와 열교환됨으로써 온도가 1차적으로 상승한다. 이때 발생된 응축수는 응축수배출구(13)를 통해 외부로 배출되게 된다.
또한 잠열교환부(5)에서 온도가 상승한 난방수는 현열교환부(6)를 통해 연소가스와 2차적으로 열교환되어 온도가 상승된 후, 삼방밸브(10)를 경유하여 난방수공급관(8)을 통해 난방소요처로 공급된다.
온수 사용시에는, 상기 잠열교환부(5)와 현열교환부(6)를 순차 거치면서 가열된 난방수는 삼방밸브(10)를 경유하여 급탕열교환기(9)로 공급되어, 직수유입관(11)을 통해 유입된 직수와 열교환이 이루어지며, 상기 직수는 온수가 되어 온수공급관(12)을 통해 배출되어 사용자에게 공급된다.
상기한 종래의 콘덴싱 가스보일러로서 대한민국 특허등록 제10-0976032호가 개시되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 콘덴싱 가스보일러는 급탕열교환기(9)를 이용하여 직수를 온수로 가열하기 때문에 직수를 가열하는데 오랜 시간이 걸릴 뿐만 아니라 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 현열교환부(6)와 잠열교환부(5)는 각각 별도의 열교환파이프를 이용하여 제작하기 때문에 생산단가가 높고 제조공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 연소가스와 난방수의 열교환이 이루어지는 난방현열교환부와 난방잠열교환부, 연소가스와 직수의 열교환이 이루어지는 직수열교환부를 구비함으로써 온수 사용시 직수를 예열하여 빠른 온수 공급이 이루어지도록 하고, 난방잠열교환부와 직수열교환부에서 연소가스의 응축 잠열을 흡수함으로써 열효율을 향상시킬 수 있는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 하나의 플레이트에 난방현열교환부와 난방잠열교환부 및 직수열교환부를 일체로 형성하고, 이러한 플레이트를 복수개 접합시킴으로써 제조공정이 간단하고 생산단가를 낮출 수 있는 콘덴싱 가스보일러의 열교환기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 혼합기를 연소시키는 버너(70)에서 생성된 연소가스와 제1/제2열매체 사이에 열교환이 이루어지고, 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 사이의 공간에 상기 제1/제2열매체가 유동하는 열매체 유로와 상기 연소가스가 유동하는 연소가스 유로가 인접하게 교대로 형성된 열교환부(1100,1200,1300); 상기 열교환부(1100,1200,1300)를 통과한 연소가스가 배출되는 연소가스 배출부(700);를 포함하되, 상기 열교환부(1100,1200,1300)는, 상기 연소가스의 현열을 흡수하여 상기 제1열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제1열매체 현열유로가 형성된 제1열교환부(1100)와, 상기 연소가스의 잠열을 흡수하여 상기 제1열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 상기 제1열교환부(1100)의 제1열매체 현열유로에 연통하는 제1열매체 잠열유로가 형성된 제2열교환부(1200)와, 상기 연소가스의 잠열을 흡수하여 상기 제2열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제2열매체 유로가 형성된 제3열교환부(1300)로 이루어지고; 상기 열매체 유로를 내부에 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에 의해 상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)가 일체로 형성되도록 이루어진다.
상기 제1열교환부(1100)와 제2열교환부(1200) 및 제3열교환부(1300)는 상기 버너에서 생성된 연소가스가 유동하는 방향을 따라 순차 구비된 것일 수 있다.
상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320)는, 열교환기(1000)의 일측을 구성하는 제1엔드플레이트부(100)와 열교환기(1000)의 타측을 구성하는 제2엔드플레이트부(300)와, 상기 제1엔드플레이트부(100)와 제2엔드플레이트부(300) 사이에 구비된 복수의 중간플레이트부(200)로 이루어지고, 상기 제1엔드플레이트부(100)와 중간플레이트부(200)와 제2엔드플레이트부(300) 각각의 내부공간에는 상기 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로 및 제2열매체 유로가 형성되되, 상기 제1엔드플레이트(100)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120)로 이루어지고, 상기 중간플레이트부(200)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)로 이루어지고, 상기 제2엔드플레이트부(300)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)로 이루어지며, 상기 제2엔드플레이트부(300)의 경우 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로는 서로 연통하되, 제2열매체 유로와는 각각 격리된 것일 수 있다.
상기 제1열매체는 난방소요처에 공급되는 난방수로서, 상기 제1외측플레이트(110)에 형성된 난방수유입구멍(111c)으로 유입되어, 상기 제1내측플레이트(120)와 제1/제2중간플레이트(210,220)와 제2내측플레이트(310)의 상기 난방수유입구멍(111c)에 대응되는 위치에 각각 형성된 난방수통과구멍(121c,121d,211c,211d,221c,221d,311c,311d)을 순차통과함으로써 상기 제2열교환부(1200)에서 열교환이 이루어진 후, 상기 제2외측플레이트(320)에 의해 막혀 유동방향이 반대방향으로 전환되고, 상기 유동방향이 전환된 난방수는 상기 제1열교환부(1100)에 형성된 열매체유로를 경유하면서 열교환이 이루어진 후 상기 제1외측플레이트(110)에 형성된 난방수배출구멍(111d)을 통해 배출되고; 상기 제2열매체는 사용자에게 온수를 공급하기 위한 직수로서, 상기 제1외측플레이트(110)에 형성된 직수유입구멍(111a)으로 유입되어, 상기 제1내측플레이트(120)와 제1/제2중간플레이트(210,220)와 제2내측플레이트(310)의 상기 직수유입구멍(111a)에 대응되는 위치에 각각 형성된 직수통과구멍(121a,211a,221a)을 순차통과한 후 상기 제2외측플레이트(320)에 의해 막혀 유동방향이 반대방향으로 전환되고, 상기 유동방향이 전환된 직수는 상기 제2내측플레이트(310)와 제2/제1중간플레이트(220,210) 및 제1내측플레이트(120)에 각각 형성된 온수통과구멍(311b,221b,211b,121b)을 순차통과한 후 상기 온수통과구멍(311b,221b,211b,121b)에 대응되는 위치에 형성된 상기 제1외측플레이트(110)의 온수배출구멍(111b)을 통해 급탕열교환기 측으로 배출되는 것일 수 있다.
상기 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)의 사이 공간에는, 상기 제2열교환부(1200)의 제1열매체 잠열유로와 상기 제3열교환부(1300)의 제1열매체 현열유로를 서로 연결시키기 위해 상기 제2내측플레이트(310)의 난방수통과구멍(311d)에 대응되는 위치에 연결유로부(329)가 형성될 수 있다.
상기 제2외측플레이트(320), 제2내측플레이트(310), 제2중간플레이트(220), 제1중간플레이트(210), 제1내측플레이트(120), 제1외측플레이트(110)의 각 대응되는 위치에는 수평방향으로 현열하부유로돌출부(322,312,222,212,122,112)가 각각 형성되고, 상기 연결유로부(329)의 상측 단부는 상기 제2외측플레이트(320)와 제2내측플레이트(310)의 현열하부유로돌출부(322,312) 사이 공간에 연결되며, 상기 제2외측플레이트(320)의 현열하부유로돌출부(322)에 막혀 유로 방향이 전환된 상기 제1열매체는, 상기 제2중간플레이트(220)와 제1중간플레이트(210)의 현열하부유로돌출부(222,212) 사이의 공간인 현열 하부유로를 경유하여 상기 제1내측플레이트(120)와 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(122,112) 사이의 공간으로 유입되는 것일 수 있다.
상기 제2내측플레이트(310), 제2중간플레이트(220), 제1중간플레이트(210), 제1내측플레이트(120)에 형성된 현열하부유로돌출부(312,222,212,122)의 양측 단부에는 폐색부(312a,222a,212a,122a)와 관통구멍(312b,222b,212b,122b)이 각각 형성되어 있으며; 상기 복수의 중간플레이트부(200)에서, 상기 연소가스 유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에는 상기 폐색부와 관통구멍이 각각 동일한 위치에 형성되고, 상기 제1열매체 현열유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에는 상기 폐색부와 관통구멍이 서로 반대방향에 형성되어 있어, 상기 현열 하부유로는 지그재그 형상으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(112)의 양측 단부는 폐색되어 있고, 상기 현열하부유로돌출부(112)에서 상기 관통구멍(122b)의 반대측 단부에는 현열유로연결부(113)가 수직방향으로 형성되며, 상기 현열유로연결부(113)의 상측은 상기 현열 하부유로와 유로방향이 반대인 현열 상부유로에 연결된 것일 수 있다.
상기 현열하부유로돌출부(122,212,222,312,322)의 상측 양단에는 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313)과 제2상부유로관통구멍(124,214,224,314)이 각각 형성되고, 상기 현열상부유로는 상기 복수의 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313)이 연결된 유로와 상기 복수의 제2상부유로관통구멍(124,214,224,314)이 연결된 유로로 구성되는 것일 수 있다.
상기 제1외측플레이트(110)에는 현열하부유로돌출부(112)의 상부에 일단이 폐색되고 타단에 난방수배출구멍(111d)이 형성된 제1현열상부유로돌출부(114)가 형성되고; 상기 제2외측플레이트(320)에는 현열하부유로돌출부(322)의 상부에 양단이 폐색된 제2현열상부유로돌출부(324)가 형성되어; 상기 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313)과 제2상부유로관통구멍(124,214,224,314)을 통해 유동하는 제1열매체의 유동방향은 서로 반대방향인 것일 수 있다.
상기 직수유입구멍(111a)과 직수통과구멍(121a,211a,221a,311a), 상기 온수배출구멍(111b)과 온수통과구멍(121b,211b,221b,311b)은 상기 제3열교환부(30)의 일측 하부와 타측 상부에 대각방향으로 각각 형성되고; 상기 난방수통과구멍(121c,121d,211c,211d,221c,221d,311c,311d)은, 상기 제2열교환부(20)의 일측 하부와 타측 상부에 대각방향으로 각각 형성된 제1난방수통과구멍(121c,211c,221c,311c)과 제2난방수통과구멍(121d,211d,221d,311d)으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 제1열매체 잠열유로는 제1난방수통과구멍(121c,211c,221c,311c)과 제2난방수통과구멍(121d,211d,221d,311d)에 일측과 타측이 서로 연통하도록 형성되고; 상기 제2열매체 유로는 직수통과구멍(121a,211a,221a,311a)과 온수통과구멍(121b,211b,221b,311b)에 일측과 타측이 서로 연통하도록 형성된 것일 수 있다.
상기 제1내측플레이트(120)와 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)와 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)의 하부에는 상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)를 통과한 연소가스가 통과하는 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)이 형성되고; 상기 연소가스배출부(700)는 상기 제2외측플레이트(320)의 후방에 이격되도록 구비된 배기플레이트(400)와의 사이에 형성된 공간으로 구성되며; 상기 연소가스 유로 및 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)을 순차 경유한 연소가스는 상기 제2외측플레이트(320)와 배기플레이트(400) 사이 공간을 통해 외부로 배출되는 것일 수 있다.
상기 제1외측플레이트부(110)에는 상기 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)에 연통하여 상기 연소가스의 응축으로 생성된 응축수를 배출하기 위한 응축수배출구(650)가 구비된 것일 수 있다.
상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320)는, 이웃하는 플레이트의 가장자리 둘레가 서로 접합되고, 상기 이웃하는 플레이트의 평탄부가 서로 접촉되고 각 플레이트의 대면하는 위치에 형성된 요철부 및 돌출부에 의해 상기 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로 및 제2열매체 유로가 형성된 것일 수 있다.
상기 요철부는, 상기 제1열매체 잠열유로를 형성하기 위한 제1요철부(115,125,215,225,315,325)와, 상기 제2열매체 유로를 형성하기 위한 제2요철부(116,126,216,226,316,326)로 이루어진 것일 수 있다.
상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 중 서로 이웃하는 플레이트에 형성된 상기 요철부는 대칭으로서 경사방향이 서로 어긋나도록 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 열교환기에 의하면, 하나의 플레이트에 난방현열교환부, 난방잠열교환부, 직수열교환부를 일체로 형성하고, 이러한 플레이트를 복수개 서로 접합시킴으로써 급탕열교환기에 직수가 공급되기 전에 미리 1차 가열된 후 공급되므로 빠른 온수 공급이 가능하고 열효율을 향상시킬 수 있다.
또한 난방수의 열교환을 위한 난방현열교환부는 현열 상부유로와 현열 하부유로를 구비하고, 이러한 유로들이 열교환기의 전후방을 순환함으로써 열교환시간을 증가시켜 열효율을 향상시킬 수 있다.
또한 각각의 플레이트에 형성된 요철부와 돌출부들은 일체로 성형될 수 있고, 이렇게 일체로 제조된 플레이트들을 접합시킴으로써 열교환기의 제조가 간단해진다.
또한 상기 현열 상부유로는 연소공간을 둘러싸는 구조로 되어 있어 연소공간 외벽을 둘러싸기 위한 별도의 구성이 필요 없으며, 연소공간에서 외측 방향으로 방열되는 열을 현열 상부유로의 난방수가 흡수하게 되므로, 열효율이 향상된다.
도 1은 종래의 콘덴싱 가스보일러중 하향식 콘덴싱 가스보일러를 나타내는 도면
도 2는 본 발명의 열교환기가 구비된 콘덴싱 가스보일러를 나타내는 구성도
도 3은 본 발명의 열교환기를 나타내는 사시도
도 4는 도 3의 열교환기를 나타내는 정면도
도 5는 도 3의 열교환기의 각 구성을 보여주는 분해사시도
도 6은 도 4의 A-A 단면도
도 7은 도 4의 A-A 단면 상태를 보여주는 사시도
도 8은 도 4의 B-B 단면도
도 9는 도 4의 B-B 단면 상태를 보여주는 사시도
도 10은 도 4의 C-C 단면도
도 11은 도 4의 C-C 단면 상태를 보여주는 사시도
도 12는 도 4의 D-D 단면도
도 13은 도 4의 D-D 단면 상태를 보여주는 사시도
도 14는 도 4의 E-E 단면도
도 15는 도 4의 E-E 단면 상태를 보여주는 사시도
도 16은 도 4의 F-F 단면도
도 17은 도 4의 F-F 단면 상태를 보여주는 사시도
도 18은 도 4의 G-G 단면도
도 19는 도 4의 G-G 단면 상태를 보여주는 사시도
도 20은 제2외측플레이트의 연결유로부를 보여주는 절개사시도
도 21은 도 5의 A, B, C, D, E, F, G, H부 확대도
** 부호의 설명 **
100 : 제1엔드플레이트부 110 : 제1외측플레이트
120 : 제1내측플레이트 200 : 중간플레이트부
210 : 제1중간플레이트 220 : 제2중간플레이트
300 : 제2엔드플레이트부 310 : 제2내측플레이트
320 : 제2외측플레이트 400 : 배기플레이트
111a : 직수유입구멍 111b : 온수배출구멍
111c : 난방수유입구멍 111d : 난방수배출구멍
112,122,212,222,312,322 : 현열하부유로돌출부
113 : 현열유로연결부
114,324 : 현열상부유로돌출부
115,125,215,225,315,325 : 제1요철부
116,126,216,226,316,326 : 제2요철부
121a,211a,221a,311a : 직수통과구멍
121b,211b,221b,311b :온수통과구멍
121c,211c,221c,311c : 제1난방수통과구멍
121d,211d,221d,311d : 제1난방수통과구멍
128,218,228,318,328 : 연소가스연통구멍
123,213,223,313 : 제1상부유로관통구멍
124,214,224,314 : 제2상부유로관통구멍
610 : 직수유입구 620 : 온수유출구
630 : 난방수유입구 640 : 난방수유출구
650 : 응축배출구
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
<콘덴싱 가스보일러 시스템>
도 2를 참조하여 본 발명의 열교환기가 구비된 콘덴싱 가스보일러에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열교환기(1000)가 구비된 콘덴싱 가스보일러는, 난방환수유입관(20)을 통해 유입된 난방수(제1열매체)를 저장하는 팽창탱크(40)와, 상기 팽창탱크(40)로부터 배출된 난방수를 난방환수배출관(31)을 통해 순환시키는 순환펌프(50)와, 버너(70)에서 생성된 연소가스와 난방수 및 직수(제2열매체)와의 사이에 열교환이 이루어지는 열교환기(1000)와, 난방가동시에는 난방수공급관(32)으로 난방수를 공급하고 온수사용시에는 급탕열교환기(80)측으로 난방수를 공급하는 삼방밸브(90)를 포함한다.
상기 열교환기(1000)는, 연소가스의 현열을 이용하여 난방수를 가열하는 난방현열교환부(1100;제1열교환부)와, 상기 난방현열교환부(1100)를 통과한 연소가스의 잠열을 이용하여 난방수를 가열하는 난방잠열교환부(1200;제2열교환부)와, 상기 난방잠열교환부(1200)를 통과한 연소가스의 잠열에 의해 직수가 가열되어 온수를 생성한 후 급탕열교환기(80)로 공급하도록 하는 직수열교환부(1300;제3열교환부)로 이루어진다.
상기 직수열교환부(1300)에서 가열된 온수는 온수배출관(62)을 통해 급탕열교환기(80)로 공급된다. 이 경우 상기 난방현열교환부(1100)로부터 공급된 난방수와 상기 직수열교환부(1300)로부터 공급된 온수는 급탕열교환기(80)에서 열교환이 이루어져, 온수공급관(63)을 통해 사용자가 원하는 온도의 온수를 공급하게 된다.
상기 순환펌프(50)에 의해 압송된 난방수는 난방잠열교환부(1200)로 먼저 공급되어 버너(70)에서 생성된 연소가스와의 열교환이 1차적으로 이루어지고, 상기 난방잠열교환부(1200)를 통과한 난방수는 난방현열교환부(1100)로 공급되어 상기 연소가스와의 열교환이 2차적으로 이루어진 후, 난방수공급관(32)을 통해 난방소요처로 공급된다.
<열교환기>
도 3 내지 도 5, 도 7, 도 9, 도 11, 도 13, 도 15, 도 17, 도 19, 도 20, 도 21을 참조하여, 본 발명의 열교환기에 대해 설명한다.
본 발명의 열교환기(1000)는, 혼합기를 연소시키는 버너(70)에서 생성된 연소가스와 제1열매체(난방수) 및 제2열매체(직수) 사이에 열교환이 이루어진다. 열교환기(1000)는 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 사이의 공간에 난방수와 직수가 유동하는 열매체 유로와 상기 연소가스가 유동하는 연소가스 유로가 인접하게 교대로 형성된 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)와, 상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)를 통과한 연소가스가 배출되는 연소가스 배출부(700)를 포함한다.
상기 버너(70)는 열교환기(1000)의 상단에 구비된 버너지지플레이트(500)의 하부에 결합되어 있어, 버너(70)에서 발생된 연소가스는 하향흐름이 된다.
상기 제1열교환부(1100)와 제2열교환부(1200) 및 제3열교환부(1300)는 버너(70)에서 생성된 연소가스가 유동하는 방향을 따라 상부에서부터 하부로 순차 구비되어 있다.
상기 제3열교환부(1300)에는, 직수가 유입되는 직수유입구(610)가 일측 하부에 결합되어 있고, 상기 직수유입구(610)를 통해 유입된 직수가 상기 제3열교환부(1300) 내부의 열매체 유로에서 가열된 후 급탕열교환기(80) 측으로 배출하기 위한 온수유출구(620)가 상기 직수유입구(610)의 대각방향 상측에 결합되어 있다.
상기 제2열교환부(1200)에는 순환펌프(50)에 의해 압송된 난방수가 유입되는 난방수유입구(630)가 결합되어, 상기 난방수유입구(630)를 통해 유입된 난방수는 제2열교환부(1200) 내부의 열매체 유로를 통과하면서 연소가스와의 열교환이 이루어진다.
상기 제1열교환부(1100)에는 난방수유출구(640)가 결합되어 있고, 상기 제2열교환부(1200)에서 1차로 가열된 난방수가 상기 제1열교환부(1100) 내부의 열매체 유로를 통과하면서 연소가스에 의해 2차로 가열된 후 상기 난방수유출구(640)를 통해 삼방밸브(90) 측으로 배출된다.
상기 제1열교환부(1100)와 제2열교환부(1200) 및 제3열교환부(1300)는 이웃하는 한 쌍의 대면하는 플레이트와 상기 한 쌍의 플레이트 사이에 형성된 내측공간에 의해 정의되고, 상기 내측공간에는 열매체가 유동하면서 상기 한 쌍의 플레이트의 외측공간을 유동하는 연소가스와의 사이에 열교환이 이루어진다.
상기 제1열교환부(1100)의 내측공간은 제1열매체인 난방수가 유동하는 제1열매체 현열유로가 되고, 상기 제2열교환부(1200)의 내측공간은 상기 난방수가 유동하는 제1열매체 잠열유로가 되며, 상기 제3열교환부(1300)의 내측공간은 직수가 유동하는 제2열매체 유로가 된다.
상기 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로는 서로 연통하고, 상기 제2열매체 유로는 제1열매체 현열유로 및 제1열매체 잠열유로와 서로 분리되어 있다.
상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)는 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 가장자리가 접합된 구조로 이루어져 있다.
상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320)는, 열교환기(1000)의 일측을 구성하는 제1엔드플레이트부(100)와, 열교환기(1000)의 타측을 구성하는 제2엔드플레이트부(300)와, 상기 제1엔드플레이트부(100)와 제2엔드플레이트부(300) 사이에 구비된 복수의 중간플레이트부(200)로 이루어져 있다.
상기 제1엔드플레이트부(100)와 중간플레이트부(200)와 제2엔드플레이트부(300) 각각의 내부공간에는 상기 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로 및 제2열매체 유로가 형성되되, 상기 제1엔드플레이트(100)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120)로 이루어지고, 상기 중간플레이트부(200)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)로 이루어지며, 상기 제2엔드플레이트부(300)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)로 이루어진다.
상기 제2엔드플레이트부(300)의 경우, 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로는 서로 연통하도록 이루어져 난방수는 제1열매체 잠열유로와 제1열매체 현열유로를 순차 경유하게 되고, 제2열매체 유로는 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로로부터 분리되어 있어 직수는 제2열매체 유로만을 경유한 후 온수가 되어 급탕열교환기(80)로 공급된다.
또한 상기 제2엔드플레이트부(300)에서는 상기 중간플레이트부(200)로부터 이송되어 온 난방수와 직수를 상기 중간플레이트부(200)를 향해 반대방향으로 유동하도록 유로 전환이 이루어진다.
따라서 제1엔드플레이트부(100)에 유입된 직수와 난방수는 중간플레이트부(200)를 경유한 후 제2엔드플레이트부(300) 내부로 유입되고, 상기 제2엔드플레이트부(300)에서 유동방향이 반대방향으로 전환된 직수와 난방수는 다시 중간플레이트부(200)를 경유한 후 제1엔드플레이트부(100)를 통해 배출된다.
상기 제1외측플레이트(110)에는, 직수가 유입되는 직수유입구멍(111a)과, 상기 직수유입구멍(111a)를 통해 유입된 직수를 상기 제3열교환부(1300)에서 가열한 후 급탕열교환기(80) 측으로 배출하기 위한 온수배출구멍(111b)과, 순환펌프(50)로부터 압송되어 온 난방수를 유입시키기 위한 난방수유입구멍(111c)과, 상기 난방수유입구멍(111c)을 통해 유입된 난방수를 제2열교환부(1200)와 제1열교환부(1100)를 순차 경유하면서 가열한 후 삼방밸브(90) 측으로 배출하기 위한 난방수배출구멍(111d)이 형성되어 있다.
상기 제1내측플레이트(120)에는, 상기 직수유입구멍(111a)과 온수배출구멍(111b)과 난방수유입구멍(111c)에 각각 대응되는 위치에 직수통과구멍(121a)과 온수통과구멍(121b)과 제1난방수통과구멍(121c)이 형성되어 있고, 상기 제1난방수통과구멍(121c)의 대각방향 상측에 제2난방수통과구멍(121d)이 형성되어 있다.
상기 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)에는, 상기 제1내측플레이트(120)의 직수통과구멍(121a)과 온수통과구멍(121b)과 제1난방수통과구멍(121c) 및 제2난방수통과구멍(121d)에 각각 대응되는 위치에 직수통과구멍(211a,221a)과 온수통과구멍(211b,221b)과 제1난방수통과구멍(211c,221c) 및 제2난방수통과구멍(211d,221d)이 각각 형성되어 있다.
상기 제2내측플레이트(310)에는, 상기 직수통과구멍(211a,221a)과 온수통과구멍(211b,221b)과 제1난방수통과구멍(211c,221c) 및 제2난방수통과구멍(211d,221d)에 각각 대응되는 위치에 직수통과구멍(311a)과 온수통과구멍(311b)과 제1난방수통과구멍(311c) 및 제2난방수통과구멍(311d)이 형성되어 있다.
상기 제2외측플레이트(320)에는, 상기 직수통과구멍(311a)과 온수통과구멍(311b)과 제1난방수통과구멍(311c) 및 제2난방수통과구멍(311d)에 대응되는 위치가 막혀있어, 직수와 난방수의 유로방향이 반대방향으로 전환된다.
상기 제1외측플레이트(110), 제1내측플레이트(120), 제1중간플레이트(210), 제2중간플레이트(220), 제2내측플레이트(310), 제2외측플레이트(320)에는, 상기 제2열교환부(1200)의 영역에 화살표의 머리 모양으로 이루어진 제1요철부(115,125,215,225,315,325)가 일정간격으로 반복 형성되어 있다.
상기 제1외측플레이트(110)의 제1요철부(115)와 제1내측플레이트(120)의 제1요철부(125)는 서로 반대방향으로 돌출되어 있어 그 내부에 공간이 형성되되, 서로 대칭이 되도록 경사방향이 엇갈리게 형성되어 있다.
따라서 상기 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120)를 맞대어 접합시키면 제1요철부(115,125)와 난방수유입구멍(111c)과 제1난방수통과구멍(121c)과 제2난방수통과구멍(121d)의 외측 둘레를 따라 제1외측/내측플레이트(110,120)의 평면부가 접촉되어 그 내부가 폐색되고, 상기 제1외측플레이트(110)의 제1요철부(115)와 제1내측플레이트(120)의 제1요철부(125)의 대칭 형상으로 인해 상기 제1요철부(115,125) 사이에 형성된 내부공간은 제1열매체가 유동하는 제1열매체 잠열유로가 된다.
이 경우 상기 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120) 사이의 내부공간 중 난방수유입구멍(111c)과 제1난방수통과구멍(121c)과 제2난방수통과구멍(121d) 및 제1요철부(115,125)가 위치한 내부공간은 서로 연결된 공간이 되어, 난방수유입구멍(111c)을 통해 유입된 난방수는 그 내부공간 전체를 경유하여 제1난방수통과구멍(121c)과 제2난방수통과구멍(121d)을 통해 중간플레이트부(200)로 이동하게 된다.
상기 제1중간플레이트(210)의 제1요철부(215)와 제2내측플레이트(310)의 제1요철부(315)는 상기 제1외측플레이트(110)의 제1요철부(115)와 동일한 형상 및 방향으로 형성되어 있고, 상기 제2중간플레이트(220)의 제1요철부(225)와 제2외측플레이트(320)의 제1요철부(325)는 상기 제1내측플레이트(120)의 제1요철부(125)와 동일한 형상 및 방향으로 형성되어 있다.
따라서 상기 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)를 맞대어 접합시키면 제1요철부(215,225)와 제1난방수통과구멍(211c,221c)과 제2난방수통과구멍(211d,221d)이 위치한 내부공간은 하나의 연결된 공간으로서 제1열매체 잠열유로를 구성한다.
또한 상기 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)를 맞대어 접합시키면 제1요철부(315,325)와 제1난방수통과구멍(311c)와 제2난방수통과구멍(311d)이 위치한 내부공간은 하나의 연결된 공간으로서 제1열매체 잠열유로를 구성한다.
한편, 각각의 플레이트(110,120,210,220,310,320)에서 제1요철부(115,125,215,225,315,325)의 하부인 제3열교환부(1300)의 영역에는 제2요철부(116,126,216,226,316,326)가 형성되어 있다.
상기 제1외측플레이트(110)의 제2요철부(116)는 제1요철부(115)와 동일한 형상 및 방향으로 형성되어 있고, 나머지 각각의 플레이트(120,210,220,310,320)에 형성된 제1요철부(125,215,225,315,325)와 제2요철부(126,216,226,316,326)도 각각 동일한 형상 및 방향으로 형성되어 있다.
따라서 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120) 사이의 공간으로서 제2요철부(116,126)와 직수유입구멍(111a)과 온수배출구멍(111b)과 직수통과구멍(121a)과 온수통과구멍(121b)이 위치한 내부공간, 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220) 사이의 공간으로서 제2요철부(216,226)와 직수통과구멍(211a,221a)과 온수통과구멍(211b,221b)이 위치한 내부공간, 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320) 사이의 공간으로서 제2요철부(316,326)와 직수통과구멍(311a)과 온수통과구멍(311b)이 위치한 내부공간은 각각 하나의 연결된 공간이 되고, 이들 내부공간들은 직수통과구멍(121a,211a,221a,311a)과 온수통과구멍(121b,211b,221b,311b)을 통해 모두 연통하도록 되어 있어 제2열매체 유로를 형성하게 된다.
상기와 같은 구성에 의하면, 모든 플레이트(110,120,210,220,310,320)에서 서로 대면하는 플레이트에 형성된 제1요철부는 서로 대칭으로 형성되어 경사방향이 엇갈리도록 되어 있고, 서로 대면하는 플레이트에 형성된 제2요철부도 서로 대칭으로 되어 경사방향이 엇갈리도록 되어 있다.
따라서 각 플레이트 사이의 제1열매체 잠열유로와 제2열매체 유로는 상기 제1,제2요철부에 의해 지그재그 형상으로 이루어져 난방수 및 직수가 통과하면서 난류가 형성되어 연소가스와의 열교환 효율이 향상된다.
또한 상기 제1내측플레이트(120)와 제1중간플레이트(210) 사이의 공간, 서로 이웃하는 중간플레이트부(200) 사이의 공간, 제2내측플레이트(310)와 마지막 중간플레이트부(200)의 제2중간플레이트(220) 사이의 공간은 연소가스가 유동하는 연소가스 유로가 되고, 이들 플레이트에서 서로 대면하는 플레이트에 형성된 제1요철부와 제2요철부도 서로 대칭으로 되어 경사방향이 엇갈리도록 되어 있어, 연소가스가 연소가스 유로를 통과할 때 난류가 형성되어 열매체 유로를 유동하는 난방수 및 직수와의 열교환 효율이 향상된다.
한편, 상기 제1열교환부(1100)에 해당하는 각 플레이트(110,120,210,220,310,320) 사이의 공간에는 제1열매체 현열유로로서, 현열하부유로와 상기 현열하부유로의 상측에 위치한 현열상부유로가 구비된다.
상기 현열하부유로를 형성하기 위해 각 플레이트(110,120,210,220,310,320)에는 수평방향으로 긴 직사각형 형상의 현열하부유로돌출부(112,122,212,222,312,322)가 형성되어 있다.
상기 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120)에 각각 형성된 현열하부유로돌출부(112,122)는 서로 반대방향으로 돌출되어 있어, 마주보는 한 쌍의 현열하부유로돌출부(112,122)에 의해 둘러싸인 내부공간이 현열하부유로를 형성하게 된다.
상기 제1내측플레이트(120), 제1중간플레이트(210), 제2중간플레이트(220), 제2내측플레이트(310)에 형성된 현열하부유로돌출부(122,212,222,312)의 양측 단부에는 막힌 형상의 폐색부(122a,212a,222a,312a; 도21)와 원형으로 뚫린 관통구멍(122b,212b,222b,312b; 도21)이 각각 형성되어 있다.
상기 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(112)는 좌우 길이 방향을 따라 전체가 막힌 형상이고, 제2외측플레이트(320)의 현열하부유로돌출부(322)도 양단이 막힌 형상으로 되어 있다.
상기 복수의 중간플레이트부(200)에서, 내부에 연소가스 유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트(210,220)에는 상기 폐색부와 관통구멍이 각각 동일한 위치에 형성되고, 내부에 제1열매체 현열유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에는 상기 폐색부와 관통구멍이 서로 반대방향에 형성되어 있다.
즉, 하나의 중간플레이트부(200)를 구성하는 제2중간플레이트(220)의 폐색부(222a)와 관통구멍(222b)에 대응하는 위치에는 이웃하는 다른 중간플레이트부(200)를 구성하는 제1중간플레이트(210)의 폐색부(212a)와 관통구멍(212b)이 각각 형성되어, 폐색부(222a)와 폐색부(212a)의 면이 서로 접촉하고, 관통구멍(222b)과 관통구멍(212b)이 서로 연결된다.
또한 하나의 중간플레이트부(200)를 구성하는 제1중간플레이트(210)의 폐색부(212a)와 관통구멍(212b)에 대응하는 위치에는 동일한 중간플레이트부(200)를 구성하는 제2중간플레이트(220)의 관통구멍(222b)과 폐색부(222a)가 각각 대응되도록 형성되어 있어, 폐색부와 관통구멍이 서로 반대방향에 형성된 구조로 되어 있다.
또한 제1내측플레이트(120)의 폐색부(122a)와 관통구멍(122b)은 이웃하는 제1중간플레이트(210)의 폐색부(212a)와 관통구멍(212b)에 각각 대응하는 위치에 형성되어 있어, 폐색부(122a)와 폐색부(212a)의 면이 서로 접촉하고, 관통구멍(122b)과 관통구멍(212b)이 서로 연결된다.
또한 제2내측플레이트(310)의 폐색부(312a)와 관통구멍(312b)은 이웃하는 제2중간플레이트(220)의 폐색부(222a)와 관통구멍(222b)에 각각 대응하는 위치에 형성되어 있어, 폐색부(312a)와 폐색부(222a)의 면이 서로 접촉하고, 관통구멍(312b)과 관통구멍(222b)이 서로 연결된다.
따라서 상기 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(112)와 제1내측플레이트(120)의 현열하부유로돌출부(122) 사이의 공간과, 복수의 중간플레이트부(200)에서 하나의 중간플레이트부(200)를 구성하는 제1중간플레이트(210)의 현열하부유로돌출부(212)와 제2중간플레이트(220)의 현열하부유로돌출부(222) 사이의 공간과, 제2내측플레이트(310)의 현열하부유로돌출부(312)와 제2외측플레이트(320)의 현열하부유로돌출부(322) 사이의 공간은 모두 연통하도록 되어 있어 상기 제1열매체 현열유로 중 현열 하부유로를 구성하게 된다. 이 경우 제1열매체 현열유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트의 폐색부와 관통구멍을 서로 반대방향으로 배치함으로써 상기 현열 하부유로는 지그재그 형상을 이루게 된다.
한편, 상기 제1열매체 잠열유로와 현열 하부유로는 연결유로부(329; 도20)에 의해 연결된다. 즉, 상기 제2내측플레이트(310)의 난방수통과구멍(311d)에 대응되는 위치의 상기 제2외측플레이트(320)에는 열교환기의 후방으로 돌출된 연결유로부(329)가 상하방향으로 소정길이 형성되어 있고, 상기 연결유로부(329)의 상단은 현열하부유로돌출부(322)에 연결되어 있다.
따라서 난방수유입구멍(111c)과 제1열매체 잠열유로를 순차 경유하여 온 난방수는 상기 연결유로부(329)를 거쳐 제2내측플레이트(310)의 현열하부유로돌출부(312)와 제2외측플레이트(320)의 현열하부유로돌출부(322) 사이의 공간으로 유입되고, 상기 현열하부유로돌출부(322)에 막혀 유로방향이 반대방향으로 전환된 후, 지그재그 형상의 상기 현열 하부유로를 따라 유동하게 된다.
한편, 상기 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(112)의 일측 단부에는 상방향으로 연장된 직사각형 형상으로서 열교환기의 전방으로 돌출된 현열유로연결부(113)가 형성되어 있다.
상기 현열유로연결부(113)의 상부 측부에는 열교환기의 전방으로 돌출되고 난방수배출구멍(111d)이 형성된 대략 직사각형의 제1현열상부유로돌출부(114)가 형성되어 있다.
상기 제1내측플레이트(120)의 일측 단부에는 열교환기의 후방으로 돌출된 제1관통구멍돌출부(123a)와 상기 제1관통구멍돌출부(123a)를 관통하여 상하방향의 슬롯 형상으로 이루어진 제1상부유로관통구멍(123)이 형성되어 있고, 상기 제1내측플레이트(120)의 타측 단부에는 상기 제1관통구멍돌출부(123a) 및 제1상부유로관통구멍(123)과 동일한 형상의 제2관통구멍돌출부(124a)와 제2상부유로관통구멍(124)이 형성되어 있으며, 상기 제1/제2관통구멍돌출부(123a,124a) 사이에는 평판 형상의 평판부(127)가 구비된다.
따라서 상기 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120)를 맞대어 접합시키면, 상기 현열유로연결부(113)와 제1관통구멍돌출부(123a) 사이, 상기 제1현열상부유로돌출부(114)와 평판부(127) 사이, 상기 제1현열상부유로돌출부(114)의 측단부(114a)와 제2관통구멍돌출부(124a) 사이에는 각각 공간이 형성되어 현열 상부유로를 구성하게 된다.
또한 상기 제1내측플레이트(120)에 이웃하는 제1중간플레이트(210)에도 상기 제1내측플레이트(120)의 제1관통구멍돌출부(123a)와 제1상부유로관통구멍(123), 제2관통구멍돌출부(124a)와 제2상부유로관통구멍(124)에 각각 대응되는 제1관통구멍돌출부(213a)와 제1상부유로관통구멍(213), 제1관통구멍돌출부(214a)와 제2상부유로관통구멍(214)이 일측과 타측에 각각 형성되어 있다.
이 경우 상기 제1중간플레이트(210)의 제1/제2관통구멍돌출부(213a,214a)는 열교환기의 전방으로 돌출되어 있어, 상기 제1내측플레이트(120)의 제1/제2관통구멍돌출부(123a,124a)와 반대방향으로 돌출되어 있다. 따라서 제1내측플레이트(120)와 제1중간플레이트(210)를 맞대어 접합시키면 제1중간플레이트(210)의 제1/제2관통구멍돌출부(213a,214a)의 상단 플랜지부(213b,214b)와 제1내측플레이트(120)의 제1/제2관통구멍돌출부(123a,124a)의 상단 플랜지부(123b,124b)가 각각 서로 접촉하여, 제1상부유로관통구멍(123,213)이 서로 연결되고, 제2상부유로관통구멍(124,214)이 서로 연결됨으로써 현열 상부유로를 구성하게 된다.
또한 상기 제1중간플레이트(210)에 대면하는 제2중간플레이트(220)에는 상기 제1내측플레이트(120)에 형성된 제1/제2관통구멍돌출부(123a,124a)와 제1/제2상부유로관통구멍(123,124)와 동일한 형상 및 방향으로 돌출된 제1/제2관통구멍돌출부(223a,224a)와 제1/제2상부유로관통구멍(223,224)이 형성되어 있다.
따라서 상기 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)를 맞대어 접합하면, 제1중간플레이트(210)의 제1/제2관통구멍돌출부(213a,214a)와 제2중간플레이트(220)의 제1/제2관통구멍돌출부(223a,224a) 사이에는 공간이 각각 형성되어, 현열 상부유로를 구성하게 된다.
이 경우 제1중간플레이트(210)의 제1/제2관통구멍돌출부(213a,214a) 사이, 제2중간플레이트(220)의 제1/제2관통구멍돌출부(223a,224a) 사이에는 각각 공간부(210a,220a)가 형성되어 있어, 버너(70)에서 연소를 위한 연소공간(71;도 19)을 제공하게 된다.
또한 중간플레이트부(200)의 마지막에 구비된 제2중간플레이트(220)에 대면하는 제2내측플레이트(310)에는 상기 제2중간플레이트(220)의 제1/제2관통구멍돌출부(223a,224a)와 제1/제2상부유로관통구멍(223,224)과 대응되도록 제1/제2관통구멍돌출부(313a,314a)와 제1/제2상부유로관통구멍(313,314)이 각각 형성되어 있고, 상기 제2내측플레이트(310)에 대면하는 제2외측플레이트(320)에는 양측 단부(324a,324b)가 제1/제2관통구멍돌출부(313a,314a)에 각각 대응되고 수평방향으로 직사각형의 형상으로 열교환기의 후방으로 돌출된 현열상부유로돌출부(324)가 형성되어 있다.
따라서 상기 현열유로연결부(113)의 상측, 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313), 제2현열상부유로돌출부(324), 제2상부유로관통구멍(314,224,214,124), 제1현열상부유로돌출부(114)가 순차 연결되어 현열 상부유로를 구성하게 된다.
한편, 상기 제2외측플레이트(320)의 후방에는 소정 간격 이격되어 배기플레이트(400)가 구비되고, 상기 연소가스 배출부(700)는 상기 배기플레이트(400)와 제2외측플레이트(320) 사이의 공간으로 이루어진다.
또한 상기 제1내측플레이트(120)와 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)와 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)의 하부에는 상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)를 하방향으로 통과한 연소가스가 수평방향으로 통과하는 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)이 형성된다.
따라서 상기 연소가스 유로를 통과한 연소가스는 상기 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)에서 유동 방향이 상방향으로 전환된 후 상기 제2외측플레이트(320)와 배기플레이트(400) 사이 공간을 통해 외부로 배출된다.
또한 상기 제1외측플레이트부(110)에는 상기 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)에 연통하는 응축수배출구(650)가 구비되어, 상기 연소가스의 응축으로 생성된 응축수는 상기 응축수배출구(650)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 본 발명은 현열 상부유로, 현열 하부유로, 제1열매체 잠열유로, 제2열매체 유로를 대면하는 한 쌍의 플레이트 내부 공간에 형성하되, 상기 유로들을 형성하기 위한 요철부와 돌출부를 각각의 플레이트에 일체로 형성하고, 이들 플레이트를 서로 접합함으로써 간단한 제조공정에 의해 열교환기를 일체로 제조할 수 있다.
<제1열매체 잠열유로>
도 10 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 제1열매체 잠열유로에 대해 설명한다.
도 12와 도 13에 나타난 바와 같이, 난방수유입구(630)를 통해 유입된 난방수는 난방수유입구멍(111c), 제1난방수통과구멍(121c,211c,221c,311c)을 순차통과한다. 이와 동시에 상기 난방수는 제1외측플레이트(110)의 제1요철부(115)와 제1내측플레이트(120)의 제1요철부(125) 사이의 공간, 제1중간플레이트(210)의 제1요철부(215)와 제2중간플레이트(220)의 제1요철부(225) 사이의 공간, 제2내측플레이트(310)의 제1요철부(315)와 제2외측플레이트(320)의 제1요철부(325) 사이의 공간을 병렬로 통과한다.
또한 도 10과 도 11에 나타난 바와 같이, 상기 요철부들 사이의 공간을 통과한 난방수는 제2난방수통과구멍(121d,211d,221d,311d)을 순차통과한 후 연결유로부(329)를 통해 상측으로 유동하여 제1열매체 현열유로로 이동한다.
이와 같이 난방수는 제1열매체 잠열유로를 통과하면서 연소가스의 잠열을 흡수하여 1차로 가열된 후 제1열매체 현열유로로 유입된다.
<제1열매체 현열유로>
도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1열매체 현열유로에 대해 설명한다.
도 8과 도 9에 나타난 바와 같이, 상기 제1열매체 잠열유로를 통과한 난방수는 연결유로부(329)를 통해 상측으로 유동하여 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)의 현열하부유로돌출부(312,322) 사이의 공간으로 유입된 후 그 길이방향을 따라 도 8의 우측방향으로 유동한다.
상기 수평으로 유동한 난방수는 제2내측플레이트(320)와 제2중간플레이트(220)의 관통구멍(312b,222b)을 통과한 후 유로방향이 90도 전환되어 제2중간플레이트(220)의 현열하부유로돌출부(222)와 제1중간플레이트(210)의 현열하부유로돌출부(212) 사이의 공간을 통해 도 8의 좌측방향으로 유동한다.
이와 같은 방법으로 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220) 사이의 공간을 지그재그 형태로 순차 통과한 난방수는, 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(112)와 제1내측플레이트(120)의 현열하부유로돌출부(122) 사이의 공간으로 유입된 후 도 8의 우측방향으로 유동하여 현열유로연결부(113)의 위치까지 이송된다.
상기와 같은 난방수의 이동유로는 제1열매체 현열유로 중 현열 하부유로에 해당한다.
상기 현열 하부유로를 경유한 난방수는 현열유로연결부(113)를 통해 도 6과 도 7에 나타난 현열 상부유로로 유동한다.
도 6과 도 7에 나타난 바와 같이, 현열유로연결부(113)를 통해 상측으로 이송된 난방수는 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313,323)을 순차 통과한 후 제2내측플레이트(310)의 평판부(317)와 제2외측플레이트(320)의 현열상부유로돌출부(324) 사이의 공간으로 유입되어 도 6의 좌측방향으로 유동한다.
상기 현열상부유로돌출부(324)의 일측 단부(324b) 위치까지 이송된 난방수는 유로가 90도 전환되어 제2상부유로관통구멍(324,314,224,214,124)를 순차 통과한 후 제1외측플레이트(110)의 제1현열상부유로돌출부(114)와 제1내측플레이트(120)의 평판부(127) 사이의 공간으로 유입되고, 이렇게 유입된 난방수는 유로방향이 90도 전환되어 도 6의 우측방향으로 유동한 후 난방수유출구(640)를 통해 배출된다.
이와 같이 난방수는 제1열매체 잠열유로와 현열 하부유로 및 현열 상부유로를 순차 경유하면서 연소가스와 열교환이 이루어지므로, 연소가스와 난방수의 열교환시간이 길어지므로 열효율이 높아지게 된다.
또한 상기 현열 상부유로는 연소공간(71)을 둘러싸는 구조로 되어 있어 연소공간(71) 외벽을 둘러싸기 위한 별도의 구성이 필요 없으며, 연소공간(71)에서 외측 방향으로 방열되는 열을 현열 상부유로의 난방수가 흡수하게 되므로, 열효율이 향상된다.
<제2열매체 유로>
도 14 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 제2열매체 유로에 대해 설명한다.
도 16과 도 17에 나타난 바와 같이, 직수유입구(610)를 통해 유입된 직수는 직수유입구멍(111a), 직수통과구멍(121a,211a,221a,311a)을 순차 통과한다.
이와 동시에 상기 직수는 제2내측플레이트(310)의 제2요철부(316)와 제2외측플레이트(320)의 제2요철부(326) 사이의 공간, 제1중간플레이트(210)의 제2요철부(216)와 제2중간플레이트(220)의 제2요철부(226) 사이의 공간, 제1외측플레이트(110)의 제2요철부(116)와 제1내측플레이트(120)의 제2요철부(126) 사이의 공간으로 병렬로 통과한다.
그 후 상기 직수는 온수통과구멍(311c,221c,211c,121c), 온수배출구멍(111b)를 순차 통과한 후 가열된 온수가 되어 온수유출구(620)를 통해 배출되어 급탕열교환기(80) 측으로 이송된다.
이와 같이 직수는 난방수가 유동하는 유로와는 격리된 상태에서 제2열매체 유로를 유동하면서 연소가스와 열교환되어 온수가 된다.
<연소가스 유로>
도 18과 도 19를 참조하여 본 발명의 연소가스 유로에 대해 설명한다.
도 18과 도 19에 나타난 바와 같이, 버너(70)에서 생성된 연소가스는 하향 흐름이 되어 제1엔드플레이트부(100)와 그에 이웃하는 중간플레이트부(200) 사이의 공간, 복수의 중간플레이트부(200)가 이웃하는 중간플레이트부(200) 사이의 공간, 제2엔드플레이트부(300)와 그에 이웃하는 중간플레이트부(200) 사이의 공간을 통해 하방향으로 유동하게 된다.
이 경우 연소가스는 경사진 방향이 어긋난 제1요철부들(115,125,215,225,315,325) 사이 공간을 통과하게 되는데, 이 과정에서 연소가스의 난류가 형성되어 난방수와의 열교환 효율이 상승한다.
상기와 같이 하방향으로 유동한 연소가스는 유동방향이 90도 전환되어 도 18의 우측방향으로 유동하게 되는데, 이 경우 연소가스는 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)을 통과한 후 배기플레이트(400)와 제2외측플레이트(320) 사이의 공간으로 유동한 후 연소가스 배출부(700)를 통해 외부로 배기된다.
이 과정에서 생성된 응축수는 응축수배출구(650)를 통해 외부로 배출된다.
상기에서는 하향 연소 방식의 가스보일러에 관해 설명하였으나, 상향 연소 방식의 가스보일러에도 본 발명이 적용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 혼합기를 연소시키는 버너(70)에서 생성된 연소가스와 제1/제2열매체 사이에 열교환이 이루어지고, 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 사이의 공간에 상기 제1/제2열매체가 유동하는 열매체 유로와 상기 연소가스가 유동하는 연소가스 유로가 인접하게 교대로 형성된 열교환부(1100,1200,1300);
    상기 열교환부(1100,1200,1300)를 통과한 연소가스가 배출되는 연소가스 배출부(700);를 포함하되,
    상기 열교환부(1100,1200,1300)는,
    상기 연소가스의 현열을 흡수하여 상기 제1열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제1열매체 현열유로가 형성된 제1열교환부(1100)와, 상기 연소가스의 잠열을 흡수하여 상기 제1열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 상기 제1열교환부(1100)의 제1열매체 현열유로에 연통하는 제1열매체 잠열유로가 형성된 제2열교환부(1200)와, 상기 연소가스의 잠열을 흡수하여 상기 제2열매체를 가열하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트 사이에 제2열매체 유로가 형성된 제3열교환부(1300)로 이루어지고;
    상기 열매체 유로를 내부에 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에 의해 상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)가 일체로 형성되도록 이루어진 열교환기
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1열교환부(1100)와 제2열교환부(1200) 및 제3열교환부(1300)는 상기 버너에서 생성된 연소가스가 유동하는 방향을 따라 순차 구비된 것을 특징으로 하는 열교환기
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320)는, 열교환기(1000)의 일측을 구성하는 제1엔드플레이트부(100)와 열교환기(1000)의 타측을 구성하는 제2엔드플레이트부(300)와, 상기 제1엔드플레이트부(100)와 제2엔드플레이트부(300) 사이에 구비된 복수의 중간플레이트부(200)로 이루어지고,
    상기 제1엔드플레이트부(100)와 중간플레이트부(200)와 제2엔드플레이트부(300) 각각의 내부공간에는 상기 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로 및 제2열매체 유로가 형성되되,
    상기 제1엔드플레이트(100)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제1외측플레이트(110)와 제1내측플레이트(120)로 이루어지고, 상기 중간플레이트부(200)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)로 이루어지고, 상기 제2엔드플레이트부(300)는 가장자리 둘레가 서로 접합된 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)로 이루어지며,
    상기 제2엔드플레이트부(300)의 경우 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로는 서로 연통하되, 제2열매체 유로와는 각각 격리된 것을 특징으로 하는 열교환기
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1열매체는 난방소요처에 공급되는 난방수로서, 상기 제1외측플레이트(110)에 형성된 난방수유입구멍(111c)으로 유입되어, 상기 제1내측플레이트(120)와 제1/제2중간플레이트(210,220)와 제2내측플레이트(310)의 상기 난방수유입구멍(111c)에 대응되는 위치에 각각 형성된 난방수통과구멍(121c,121d,211c,211d,221c,221d,311c,311d)을 순차통과함으로써 상기 제2열교환부(1200)에서 열교환이 이루어진 후, 상기 제2외측플레이트(320)에 의해 막혀 유동방향이 반대방향으로 전환되고, 상기 유동방향이 전환된 난방수는 상기 제1열교환부(1100)에 형성된 열매체유로를 경유하면서 열교환이 이루어진 후 상기 제1외측플레이트(110)에 형성된 난방수배출구멍(111d)을 통해 배출되고;
    상기 제2열매체는 사용자에게 온수를 공급하기 위한 직수로서, 상기 제1외측플레이트(110)에 형성된 직수유입구멍(111a)으로 유입되어, 상기 제1내측플레이트(120)와 제1/제2중간플레이트(210,220)와 제2내측플레이트(310)의 상기 직수유입구멍(111a)에 대응되는 위치에 각각 형성된 직수통과구멍(121a,211a,221a)을 순차통과한 후 상기 제2외측플레이트(320)에 의해 막혀 유동방향이 반대방향으로 전환되고, 상기 유동방향이 전환된 직수는 상기 제2내측플레이트(310)와 제2/제1중간플레이트(220,210) 및 제1내측플레이트(120)에 각각 형성된 온수통과구멍(311b,221b,211b,121b)을 순차통과한 후 상기 온수통과구멍(311b,221b,211b,121b)에 대응되는 위치에 형성된 상기 제1외측플레이트(110)의 온수배출구멍(111b)을 통해 급탕열교환기 측으로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)의 사이 공간에는, 상기 제2열교환부(1200)의 제1열매체 잠열유로와 상기 제3열교환부(1300)의 제1열매체 현열유로를 서로 연결시키기 위해 상기 제2내측플레이트(310)의 난방수통과구멍(311d)에 대응되는 위치에 연결유로부(329)가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2외측플레이트(320), 제2내측플레이트(310), 제2중간플레이트(220), 제1중간플레이트(210), 제1내측플레이트(120), 제1외측플레이트(110)의 각 대응되는 위치에는 수평방향으로 현열하부유로돌출부(322,312,222,212,122,112)가 각각 형성되고,
    상기 연결유로부(329)의 상측 단부는 상기 제2외측플레이트(320)와 제2내측플레이트(310)의 현열하부유로돌출부(322,312) 사이 공간에 연결되며,
    상기 제2외측플레이트(320)의 현열하부유로돌출부(322)에 막혀 유로 방향이 전환된 상기 제1열매체는, 상기 제2중간플레이트(220)와 제1중간플레이트(210)의 현열하부유로돌출부(222,212) 사이의 공간인 현열 하부유로를 경유하여 상기 제1내측플레이트(120)와 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(122,112) 사이의 공간으로 유입되는 것을 특징으로 하는 열교환기
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2내측플레이트(310), 제2중간플레이트(220), 제1중간플레이트(210), 제1내측플레이트(120)에 형성된 현열하부유로돌출부(312,222,212,122)의 양측 단부에는 폐색부(312a,222a,212a,122a)와 관통구멍(312b,222b,212b,122b)이 각각 형성되어 있으며;
    상기 복수의 중간플레이트부(200)에서, 상기 연소가스 유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에는 상기 폐색부와 관통구멍이 각각 동일한 위치에 형성되고, 상기 제1열매체 현열유로를 형성하기 위해 대면하는 한 쌍의 플레이트에는 상기 폐색부와 관통구멍이 서로 반대방향에 형성되어 있어, 상기 현열 하부유로는 지그재그 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1외측플레이트(110)의 현열하부유로돌출부(112)의 양측 단부는 폐색되어 있고, 상기 현열하부유로돌출부(112)에서 상기 관통구멍(122b)의 반대측 단부에는 현열유로연결부(113)가 수직방향으로 형성되며, 상기 현열유로연결부(113)의 상측은 상기 현열 하부유로와 유로방향이 반대인 현열 상부유로에 연결된 것을 특징으로 하는 열교환기
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현열하부유로돌출부(122,212,222,312,322)의 상측 양단에는 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313)과 제2상부유로관통구멍(124,214,224,314)이 각각 형성되고, 상기 현열상부유로는 상기 복수의 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313)이 연결된 유로와 상기 복수의 제2상부유로관통구멍(124,214,224,314)이 연결된 유로로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1외측플레이트(110)에는 현열하부유로돌출부(112)의 상부에 일단이 폐색되고 타단에 난방수배출구멍(111d)이 형성된 제1현열상부유로돌출부(114)가 형성되고;
    상기 제2외측플레이트(320)에는 현열하부유로돌출부(322)의 상부에 양단이 폐색된 제2현열상부유로돌출부(324)가 형성되어;
    상기 제1상부유로관통구멍(123,213,223,313)과 제2상부유로관통구멍(124,214,224,314)을 통해 유동하는 제1열매체의 유동방향은 서로 반대방향인 것을 특징으로 하는 열교환기
  11. 제4항에 있어서,
    상기 직수유입구멍(111a)과 직수통과구멍(121a,211a,221a,311a), 상기 온수배출구멍(111b)과 온수통과구멍(121b,211b,221b,311b)은 상기 제3열교환부(30)의 일측 하부와 타측 상부에 대각방향으로 각각 형성되고;
    상기 난방수통과구멍(121c,121d,211c,211d,221c,221d,311c,311d)은, 상기 제2열교환부(20)의 일측 하부와 타측 상부에 대각방향으로 각각 형성된 제1난방수통과구멍(121c,211c,221c,311c)과 제2난방수통과구멍(121d,211d,221d,311d)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기
  12. 제5항에 있어서,
    상기 제1열매체 잠열유로는 제1난방수통과구멍(121c,211c,221c,311c)과 제2난방수통과구멍(121d,211d,221d,311d)에 일측과 타측이 서로 연통하도록 형성되고;
    상기 제2열매체 유로는 직수통과구멍(121a,211a,221a,311a)과 온수통과구멍(121b,211b,221b,311b)에 일측과 타측이 서로 연통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기
  13. 제3항에 있어서,
    상기 제1내측플레이트(120)와 제1중간플레이트(210)와 제2중간플레이트(220)와 제2내측플레이트(310)와 제2외측플레이트(320)의 하부에는 상기 제1 내지 제3열교환부(1100,1200,1300)를 통과한 연소가스가 통과하는 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)이 형성되고;
    상기 연소가스배출부(700)는 상기 제2외측플레이트(320)의 후방에 이격되도록 구비된 배기플레이트(400)와의 사이에 형성된 공간으로 구성되며;
    상기 연소가스 유로 및 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)을 순차 경유한 연소가스는 상기 제2외측플레이트(320)와 배기플레이트(400) 사이 공간을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1외측플레이트부(110)에는 상기 연소가스연통구멍(128,218,228,318,328)에 연통하여 상기 연소가스의 응축으로 생성된 응축수를 배출하기 위한 응축수배출구(650)가 구비된 것을 특징으로 하는 열교환기
  15. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320)는, 이웃하는 플레이트의 가장자리 둘레가 서로 접합되고, 상기 이웃하는 플레이트의 평탄부가 서로 접촉되고 각 플레이트의 대면하는 위치에 형성된 요철부 및 돌출부에 의해 상기 제1열매체 현열유로와 제1열매체 잠열유로 및 제2열매체 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기
  16. 제15항에 있어서,
    상기 요철부는, 상기 제1열매체 잠열유로를 형성하기 위한 제1요철부(115,125,215,225,315,325)와, 상기 제2열매체 유로를 형성하기 위한 제2요철부(116,126,216,226,316,326)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트(110,120,210,220,310,320) 중 서로 이웃하는 플레이트에 형성된 상기 요철부는 대칭으로서 경사방향이 서로 어긋나도록 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기
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