(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と燃料の混合気を燃焼させるバーナー（２００）と、
前記バーナー（２００）の燃焼によって発生する燃焼ガスと、熱媒体間に熱交換がなされる熱交換部（３００）を含み、
前記熱交換部（３００）は複数個の単位プレートが積層されて構成され、
前記複数個の積層された単位プレートには、前記バーナー（２００）の周りに同心構造で配置される顕熱熱交換部（３００−１）と潜熱熱交換部（３００−２）と燃焼ガス排出通路（Ｐ５）が一体形成され、
前記顕熱熱交換部（３００−１）には第１熱媒体流路（Ｐ１）と第１燃焼ガス流路（Ｐ２）が互いに分離されて隣接するように交代で形成され、
前記潜熱熱交換部（３００−２）には第２熱媒体流路（Ｐ３）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）が互いに分離されて隣接するように交代で形成され、
前記複数個の積層された単位プレートの縁部には前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過した燃焼ガスが排出される前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）が形成されたことを特徴とする、
熱交換器。
【請求項２】
前記単位プレートは上下に積層された第１プレートと第２プレートとで構成され、前記第１プレートは、第１貫通口（Ｂ１）が中央部に形成された第１平面部（Ａ１）と、前記第１平面部（Ａ１）の縁部から上側に延長されて外側に折り曲げられた第１フランジ部（Ｃ１）と、前記第１平面部（Ａ１）の縁部と前記第１貫通口（Ｂ１）の間の領域で内側と外側に離隔配置されて上側に盛り上がった形状の第１流路形成突出部（Ｄ１）と第２流路形成突出部（Ｄ３）を含み、前記第２プレートは、前記第１貫通口（Ｂ１）と対応する形状の第２貫通口（Ｂ２）が中央部に形成されて前記第１平面部（Ａ１）の底面に表面が密着する第２平面部（Ａ２）と、前記第２平面部（Ａ２）の縁部から下側に延長されて外側に折り曲げられて下側に位置する単位プレートの第１フランジ部（Ｃ１）と結合される第２フランジ部（Ｃ２）と、前記第２平面部（Ａ２）の縁部と前記第２貫通口（Ｂ２）の間の領域で内側と外側に離隔配置されて下側に凹んで形成され、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）との間に前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を形成する第１流路形成溝部（Ｄ２）と、前記第２流路形成突出部（Ｄ３）との間に前記第２熱媒体流路（Ｐ３）を形成する第２流路形成溝部（Ｄ４）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１フランジ部（Ｃ１）は前記第１流路形成突出部（Ｄ１）および第２流路形成突出部（Ｄ３）の突出高よりさらに高く形成され、前記第２フランジ部（Ｃ２）は前記第１流路形成溝部（Ｄ２）および第２流路形成溝部（Ｄ４）の陥没した深さよりさらに深く形成され、上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートの第１流路形成溝部（Ｄ２）の下端と、下部に位置する単位プレートの第１流路形成突出部（Ｄ１）の上端の間には、上下に離隔した空間が設けられて前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）が形成され、上部に位置する単位プレートの第２流路形成溝部（Ｄ４）の下端と、下部に位置する単位プレートの第２流路形成突出部（Ｄ３）の上端の間には上下に離隔した空間が設けられて前記第２燃焼ガス流路（Ｐ４）が形成されることを特徴とする、請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記第１流路形成突出部（Ｄ１）には前記第１フランジ部（Ｃ１）と同じ高さで突出した複数の第１間隔維持突出部（Ｅ１）が形成され、前記第２流路形成突出部（Ｄ３）には前記第１フランジ部（Ｃ１）と同じ高さで突出した複数の第２間隔維持突出部（Ｅ３）が形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）には前記第２フランジ部（Ｃ２）と同じ深さで陥没した複数の第１間隔維持溝部（Ｅ２）が形成され、前記第２流路形成溝部（Ｄ２）には前記第２フランジ部（Ｃ２）と同じ深さで陥没した複数の第２間隔維持溝部（Ｅ４）が形成されたことを特徴とする、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
前記第１平面部（Ａ１）の縁部には前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を提供する第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）が形成され、前記第２平面部（Ａ２）の縁部には前記第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と上下に対応する位置に第２燃焼ガス排出口（Ｆ２）が形成され、前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過した燃焼ガスは上下に配置される複数の単位プレートにそれぞれ形成された第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と第２燃焼ガス排出口（Ｆ２）を順次通過して排出されることを特徴とする、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項６】
前記第１流路形成突出部（Ｄ１）、第１流路形成溝部（Ｄ２）、第２流路形成突出部（Ｄ３）、および第２流路形成溝部（Ｄ４）には凹凸形状の乱流形成部（Ｇ）が形成され、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）の内部と前記第２熱媒体流路（Ｐ３）の内部で前記乱流形成部（Ｇ）の突出した上端と陥没した下端とが互いに当接するように形成されたことを特徴とする、請求項３に記載の熱交換器。
【請求項７】
前記第１流路形成突出部（Ｄ１）は前記第１プレートの周り方向に沿って全体区間が連通するように形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）は前記第２プレートの周り方向に沿って全体区間が連通するように形成され、前記第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第１間隔維持溝部（Ｅ２）には、上部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）と下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）を連結するための貫通孔がそれぞれ形成され、前記それぞれの貫通孔は上部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向と下部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向が互いに反対方向となるように位置することを特徴とする、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項８】
上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートを構成する第１プレートの一側に形成された貫通孔を通じて流入した熱媒体は、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に沿って両方向に分岐されて流動した後、他側に位置する第２プレートに形成された貫通孔と、下部に位置する単位プレートを構成する第１プレートに形成された貫通孔を通過して、前記下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入することを特徴とする、請求項７に記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第１流路形成突出部（Ｄ１）は前記第１プレートの周り方向に沿って一部区間が連通するように形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）は前記第２プレートの周り方向に沿って一部区間が連通するように形成され、前記第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第１間隔維持溝部（Ｅ２）には、上部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）と下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）を連結するための貫通孔がそれぞれ形成され、前記それぞれの貫通孔は上部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向と下部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向が互いに反対方向となるように位置することを特徴とする、請求項４に記載の熱交換器。
【請求項１０】
上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートを構成する第１プレートの一側に形成された貫通孔を通じて流入した熱媒体は、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に沿って一方向に流動した後、他側に位置する第２プレートに形成された貫通孔と、下部に位置する単位プレートを構成する第１プレートに形成された貫通孔を通過して、前記下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入することを特徴とする、請求項９に記載の熱交換器。
【請求項１１】
前記単位プレートを積層して前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を多重並列に構成することを特徴とする、請求項８または請求項１０に記載の熱交換器。
【請求項１２】
前記潜熱熱交換部（３００−２）の下部には熱媒体が前記第２熱媒体流路（Ｐ３）に流入する熱媒体流入管４１０が連結され、前記潜熱熱交換部（３００−２）および顕熱熱交換部（３００−１）の上部には前記第２熱媒体流路（Ｐ３）の上部と前記第１熱媒体流路（Ｐ１）の上部に連通され、前記第２熱媒体流路（Ｐ３）を通過した熱媒体が前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入するように案内する流路連結部（Ｅ）が具備され、前記顕熱熱交換部（３００−１）の下部には前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を経由した熱媒体が排出される熱媒体排出管４２０が連結されたことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１３】
前記熱交換部（３００）の上部には前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を通過して上向きに流動する燃焼ガスが排出される上部ダクト（１００）が具備され、前記熱交換部（３００）の下部には前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を通過する燃焼ガスに含まれた水蒸気の凝縮水を凝縮水排出管（４３０）側に誘導する凝縮水誘導部（４０１）が形成された下部ダクト（４００）が具備されたことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１４】
前記単位プレートは、前記バーナー（２００）の周りに多角形状、円形状、または楕円状に配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項１５】
前記バーナー（２００）の上部側面の周りには上部に位置する第１熱媒体流路（Ｐ１）に連結されて熱媒体が経由する熱媒体連結流路（Ｐ）が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は暖房用または温水用ボイラーに具備される熱交換器に関するもので、さらに詳細には一定のパターンで製作された単位プレートを積層させてバーナーの周りに同心構造に配置される顕熱熱交換部と潜熱熱交換部を一体形成することによって構造を簡素化するとともに熱媒体と燃焼ガスと間の熱伝達効率を向上させた熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
暖房用または温水用に使用されるボイラーは暖房水または冷水（以下、「熱媒体」と通称する）を熱源によって加熱させて所望の区域を暖房したり温水を供給する装置であり、ガスと空気の混合気を燃焼させるバーナーと、燃焼ガスの燃焼熱を熱媒体に伝達する熱交換器を含んで構成される。
【０００３】
初期に生産されたボイラーはバーナーの燃焼時発生する顕熱だけを利用して熱媒体を加熱する方式の熱交換器を使用したが、最近生産されるボイラーは熱効率を向上させるために、燃焼室で発生する燃焼ガスの顕熱を吸収する顕熱熱交換器と、前記顕熱熱交換器で熱交換を終えた燃焼ガスに含まれている水蒸気が凝縮されながら発生する潜熱を吸収する潜熱熱交換器を具備したコンデンシングボイラーが使用されている。このようなコンデンシングボイラーはガスボイラーだけでなく石油ボイラーにも実用化され、ボイラー効率の増加および燃料費の削減に多いに寄与している。
【０００４】
このように顕熱熱交換器と潜熱熱交換器で構成される従来のコンデンシング方式の熱交換器は、通常ハウジングの上部に送風機と燃料供給ノズルおよびバーナーが設置され、前記バーナーの下側にハウジングの内部には熱交換パイプの外側に熱交換フィンが結合された顕熱熱交換器と潜熱熱交換器が順次設置された構造で形成されている。
【０００５】
しかし、このようなコンデンシング方式の熱交換器においては、ハウジングの上部に位置する送風機と、ハウジングの内部に上下に位置する顕熱熱交換器と潜熱熱交換器の構造上熱交換器の体積が大きくなる問題があった。
【０００６】
このような問題を解消し、最小限の体積を有しつつ熱交換効率を向上させるための先行技術として、（韓国の）登録特許第１０−１３２１７０８号、登録特許第１０−０５８１５７８号、登録特許第１０−０８１３８０７号などには、中央にバーナーが位置し、バーナーの周りにコイル形態で巻かれた熱交換パイプで構成された熱交換器が開示されている。
【０００７】
図１は前記登録特許第１０−０８１３８０７号に開示されたコンデンシングボイラーの熱交換器の断面図を示した図面で、図１に図示された熱交換器４０は、燃焼ガスが下向きに排出されるように設置されるバーナー１０と、前記バーナー１０で発生する熱によってその内部に供給される水を所望の温度に加熱して暖房水または温水に提供できるように前記バーナー１０の周りにコイル形態で巻かれた熱交換パイプ２０、前記熱交換パイプ２０の下部に横方向に設置されて燃焼ガスの流路を形成する隔膜３０を含んで構成され、前記熱交換パイプ２０はバーナー１０の中心方向に向かうように本体の外側から内側に所定の傾斜面２１を有するように配置され、前記隔膜３０の本体にはその内部に連通ホール３２を形成しながら、一側と他側には熱交換パイプ２０の一側と他側を相互連結する接続管３３が連結設置された構成が開示されている。
【０００８】
しかし、前記先行技術文献に紹介された熱交換器は、熱交換パイプを螺旋形に加工する過程において捩れ現象が発生するため、その表面を全体的に均一な形態に加工するのが容易でない短所がある。
【０００９】
また、熱交換パイプの曲げ加工時にバーナーの中心に向かう内側面とその反対側の外側面と間には変形率に差があるため、曲げ加工時に破損の恐れがあり、燃焼ガスと熱交換がなされる熱交換パイプの幅を大きく形成するのに限界がある。これによって熱媒体と燃焼ガスと間の熱伝達効率をより向上させるための構成として、熱交換パイプの表面に乱流流動を促進する凹凸形態を加工するための面積を十分に確保できないという構造的な限界がある。
【００１０】
また、従来の熱交換器は螺旋形に巻かれた熱交換パイプ２０の外側周りを密閉するための構成としてハウジング（Ｈ）が別途具備されなければならないため、熱交換器の設置構造が複雑であり、バーナー１０の燃焼によって発生した燃焼ガスが熱交換パイプ２０の上下に離隔した空間を通過して熱交換パイプ２０とハウジング（Ｈ）の内壁の間の空間を通じて流動しながらハウジング（Ｈ）に伝達される熱がハウジング（Ｈ）の外部にそのまま放熱されて消失するため、熱交換パイプ２０の内部を流れる熱媒体に燃焼ガスの熱源を十分に伝達できないという問題点がある。
【００１１】
また、従来の熱交換器はバーナー１０の燃焼によって発生する熱がバーナー１０を固定するプレート１１側に伝達されて過熱され、これを防止するためには断熱材またはプレート１１側の外部に放熱フィンを別途追加しなければならないため、構造が複雑となり、熱が損失する問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記のような問題点を解決するために案出されたもので、単位プレートを積層させて顕熱熱交換部と潜熱熱交換部を一体構成するとともに熱媒体流路と燃焼ガス流路およびその外側面を密閉する外壁構造を一体型に構成することによって、熱交換器を構成する部品の個数を減らし結合構造を簡素化した熱交換器を提供するところにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、熱交換器内部の限定された空間に熱媒体の流動経路を最大限長く形成して熱媒体と燃焼ガスと間の伝熱面積を広く確保する一方、熱媒体と燃焼ガスの流動に乱流発生を促進させることによって熱効率を最大化できる熱交換器を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、燃焼ガスの排出通路を通じて排出される燃焼ガスの燃焼熱が熱媒体に最大限回収されるようにして熱効率をさらに向上させることができる熱交換器を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述したような目的を実現するための本発明の熱交換器は、空気と燃料の混合気を燃焼させるバーナー２００、および前記バーナー２００の燃焼によって発生する燃焼ガスと、熱媒体間に熱交換がなされる熱交換部３００を含み、前記熱交換部３００は複数個の単位プレートが積層されて構成され、前記単位プレートには、前記バーナー２００の周りに同心構造で配置される顕熱熱交換部３００−１と潜熱熱交換部３００−２が一体形成されたことを特徴とする。
【００１６】
前記顕熱熱交換部３００−１には第１熱媒体流路（Ｐ１）と第１燃焼ガス流路（Ｐ２）が互いに分離されて隣接するように交代で形成され、前記潜熱熱交換部３００−２には第２熱媒体流路（Ｐ３）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）が互いに分離されて隣接するように交代で形成され、前記単位プレートの縁部には前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過した燃焼ガスが排出される燃焼ガス排出通路（Ｐ５）が形成されたことを特徴とする。
【００１７】
前記単位プレートは上下に積層された第１プレートと第２プレートとで構成され、前記第１プレートは、第１貫通口（Ｂ１）が中央部に形成された第１平面部（Ａ１）と、前記第１平面部（Ａ１）の縁部から上側に延長されて外側に折り曲げられた第１フランジ部（Ｃ１）と、前記第１平面部（Ａ１）の縁部と前記第１貫通口（Ｂ１）の間の領域で内側と外側に離隔配置されて上側に盛り上がった形状の第１流路形成突出部（Ｄ１）と第２流路形成突出部（Ｄ３）を含み、前記第２プレートは、前記第１貫通口（Ｂ１）と対応する形状の第２貫通口（Ｂ２）が中央部に形成されて前記第１平面部（Ａ１）の底面に表面が密着する第２平面部（Ａ２）と、前記第２平面部（Ａ２）の縁部から下側に延長されて外側に折り曲げられて下側に位置する単位プレートの第１フランジ部（Ｃ１）と結合される第２フランジ部（Ｃ２）と、前記第２平面部（Ａ２）の縁部と前記第２貫通口（Ｂ２）の間の領域で内側と外側に離隔配置されて下側に凹んで形成され、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）と間に前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を形成する第１流路形成溝部（Ｄ２）と、前記第２流路形成突出部（Ｄ３）との間に前記第２熱媒体流路（Ｐ３）を形成する第２流路形成溝部（Ｄ４）を含んで構成され得る。
【００１８】
前記第１フランジ部（Ｃ１）は前記第１流路形成突出部（Ｄ１）および第２流路形成突出部（Ｄ３）の突出高よりさらに高く形成され、前記第２フランジ部（Ｃ２）は前記第１流路形成溝部（Ｄ２）および第２流路形成溝部（Ｄ４）の陥没した深さよりさらに深く形成され、上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートの第１流路形成溝部（Ｄ２）の下端と、下部に位置する単位プレートの第１流路形成突出部（Ｄ１）の上端の間には、上下に離隔した空間が設けられて前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）が形成され、上部に位置する単位プレートの第２流路形成溝部（Ｄ４）の下端と、下部に位置する単位プレートの第２流路形成突出部（Ｄ３）の上端の間には上下に離隔した空間が設けられて前記第２燃焼ガス流路（Ｐ４）が形成されるように構成され得る。
【００１９】
前記第１流路形成突出部（Ｄ１）には前記第１フランジ部（Ｃ１）と同じ高さで突出した複数の第１間隔維持突出部（Ｅ１）が形成され、前記第２流路形成突出部（Ｄ３）には前記第１フランジ部（Ｃ１）と同じ高さで突出した複数の第２間隔維持突出部（Ｅ３）が形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）には前記第２フランジ部（Ｃ２）と同じ深さで陥没した複数の第１間隔維持溝部（Ｅ２）が形成され、前記第２流路形成溝部（Ｄ２）には前記第２フランジ部（Ｃ２）と同じ深さで陥没した複数の第２間隔維持溝部（Ｅ４）が形成されたもので構成され得る。
【００２０】
前記第１平面部（Ａ１）の縁部には前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を提供する第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）が形成され、前記第２平面部（Ａ２）の縁部には前記第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と上下に対応する位置に第２燃焼ガス排出口（Ｆ２）が形成され、前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過した燃焼ガスは上下に配置される複数の単位プレートにそれぞれ形成された第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と第２燃焼ガス排出口（Ｆ２）を順次通過して排出されるように構成され得る。
【００２１】
前記第１流路形成突出部（Ｄ１）、第１流路形成溝部（Ｄ２）、第２流路形成突出部（Ｄ３）、および第２流路形成溝部（Ｄ４）には凹凸形状の乱流形成部（Ｇ）が形成され、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）の内部と前記第２熱媒体流路（Ｐ３）の内部で前記乱流形成部（Ｇ）の突出した上端と陥没した下端とが互いに当接するように構成され得る。
【００２２】
一実施例として、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）は前記第１プレートの周り方向に沿って全体区間が連通するように形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）は前記第２プレートの周り方向に沿って全体区間が連通するように形成され、前記第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第１間隔維持溝部（Ｅ２）には、上部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）と下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）を連結するための貫通孔がそれぞれ形成され、前記それぞれの貫通孔は上部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向と下部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向が互いに反対方向となるように位置するように構成され得る。
【００２３】
この場合、上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートを構成する第１プレートの一側に形成された貫通孔を通じて流入した熱媒体は、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に沿って両方向に分岐されて流動した後、他側に位置する第２プレートに形成された貫通孔と、下部に位置する単位プレートを構成する第１プレートに形成された貫通孔を通過して、前記下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入するように構成され得る。
【００２４】
他の実施例として、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）は前記第１プレートの周り方向に沿って一部区間が連通するように形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）は前記第２プレートの周り方向に沿って一部区間が連通するように形成され、前記第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第１間隔維持溝部（Ｅ２）には、上部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）と下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）を連結するための貫通孔がそれぞれ形成され、前記それぞれの貫通孔は上部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向と下部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向が互いに反対方向となるように位置するように構成され得る。
【００２５】
上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートを構成する第１プレートの一側に形成された貫通孔を通じて流入した熱媒体は、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に沿って一方向に流動した後、他側に位置する第２プレートに形成された貫通孔と、下部に位置する単位プレートを構成する第１プレートに形成された貫通孔を通過して、前記下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入するように構成され得る。
【００２６】
前記各実施例において、前記単位プレートを積層して前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を多重並列に構成することができる。
【００２７】
前記潜熱熱交換部３００−２の下部には熱媒体が前記第２熱媒体流路（Ｐ３）に流入する熱媒体流入管４１０が連結され、前記潜熱熱交換部３００−２および顕熱熱交換部３００−１の上部には前記第２熱媒体流路（Ｐ３）の上部と前記第１熱媒体流路（Ｐ１）の上部に連通され、前記第２熱媒体流路（Ｐ３）を通過した熱媒体が前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入するように案内する流路連結部（Ｅ）が具備され、前記顕熱熱交換部３００−１の下部には前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を経由した熱媒体が排出される熱媒体排出管４２０が連結されたもので構成され得る。
【００２８】
前記熱交換部３００の上部には前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を通過して上向きに流動する燃焼ガスが排出される上部ダクト１００が具備され、前記熱交換部３００の下部には前記燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を通過する燃焼ガスに含まれた水蒸気の凝縮水を凝縮水排出管４３０側に誘導する凝縮水誘導部４０１が形成された下部ダクト４００が具備され得る。
【００２９】
前記単位プレートは、前記バーナー２００の周りに多角形状または円の形状または楕円状で配置され得る。
【００３０】
前記バーナー２００の上部側面の周りには上部に位置する第１熱媒体流路（Ｐ１）に連結されて熱媒体が経由する熱媒体連結流路（Ｐ）が形成され得る。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る熱交換器によれば、多段に積層される単位プレートの内部にバーナーを囲んで同心構造で配置される顕熱熱交換部と潜熱熱交換部を一体形成するとともに熱媒体流路と燃焼ガス流路および燃焼ガス排出通路が共に形成されるように構成することによって、熱交換器を構成する部品の個数を減らし、結合構造を簡素化することができる。
【００３２】
また、多段に積層された単位プレートの内部で熱媒体の流動経路が交互に変換されるように熱媒体流路を形成することによって、限定された空間内に熱媒体の流動経路を最大限長く形成して熱媒体と燃焼ガスと間の伝熱面積を広く確保する一方、熱媒体と燃焼ガスの流動に乱流発生を促進させることによって熱効率を最大化することができる。
【００３３】
また、複数個の単位プレートを多重積層させて熱媒体流路を多重並列に構成することによって圧力損失を最小化し、別途の連結部品を必要とせず、連結される熱媒体流路の間を連結する部分も熱交換される面積として活用することができる。
【００３４】
また、熱媒体流路および燃焼ガス流路の内部に乱流形成のための形状が当接して溶接されるようにすることによって、熱媒体の圧力による単位プレートの変形を防止し、耐圧性能を向上させることができる。
【００３５】
また、熱媒体流路と燃焼ガスとが単位プレートに互いに繋がれた形態で構成されるため、単位プレート全体を通じて熱交換がなされ、熱効率をさらに向上させることができる。
【００３６】
また、バーナーの上部の側面部にも熱媒体が経由する流路を形成することによって、バーナー支持プレートの過熱を防止し、熱効率をさらに向上させることができる。
【００３７】
また、顕熱熱交換部と潜熱熱交換部の間に位置する断熱部を構成するプレートの間の空間に熱媒体が経由するように構成することによって、顕熱熱交換部と潜熱熱交換部間の断熱効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来のバーナーの周りに熱交換パイプが螺旋形に設置された熱交換器を示している断面図。
【図２】本発明の一実施例に係る熱交換器を上側から見た斜視図。
【図３】本発明の一実施例に係る熱交換器を下側から見た斜視図。
【図４】本発明の一実施例に係る熱交換器の分解斜視図。
【図５】本発明に係る本発明の一実施例に係る熱交換器の平面図。
【図６】本発明の一実施例に係る熱交換器の底面図。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿って切開した斜視図。
【図８】単位プレートの一部を示した切開斜視図。
【図９】図５のＡ−Ａ線に沿って切開した断面図。
【図１０】図５のＢ−Ｂ線に沿って切開した断面図。
【図１１】図６のＣ−Ｃ線に沿って切開した断面図。
【図１２】図６のＤ−Ｄ線に沿って切開した断面図。
【図１３】本発明の一実施例に係る熱交換器で熱媒体の流動経路を説明するための図面。
【図１４】本発明の他の実施例に係る単位プレートの積層構造を示した斜視図。
【図１５】図１４の分解斜視図。
【図１６】図１４に図示された単位プレートで熱媒体の流動経路を説明するための図面。
【図１７】本発明のさらに他の実施例に係る単位プレートの積層構造を示した斜視図。
【図１８】バーナーの上部に熱媒体流路がさらに形成された実施例を示した（ａ）斜視図と、（ｂ）一部切開斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例の構成および作用を詳細に説明する。
【００４０】
図２〜図５を参照する。本発明に係る熱交換器は、空気と燃料が混合された混合気が流入する混合気流入部１１０と、燃焼ガスが排出される煙道１２０が形成された上部ダクト１００、前記混合気流入部１００を通じて流入する混合気を燃焼させるバーナー２００、前記バーナー２００の周りに具備されてバーナー２００の燃焼によって発生する燃焼ガスと熱媒体間に熱交換がなされ、複数個の単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１が上下に積層されて構成される熱交換部３００、および前記熱交換部３００の下部に結合される下部ダクト４００を含む。
【００４１】
前記混合気流入部１１０は、混合気流入管１１１と、バーナー２００を支持して燃焼ガスの漏出を遮断する支持板１１２を含んで構成される。
【００４２】
前記バーナー２００は混合気流入部１１０を通じて流入する空気と燃料の混合気を燃焼させて高温の燃焼ガスを発生させる。前記バーナー２００は前記支持板１１２が固定され、下方向に火炎を発生させるように構成されている。
【００４３】
前記熱交換部３００は、図７に図示された通りバーナー２００の燃焼によって発生した燃焼ガスの顕熱を吸収する顕熱熱交換部３００−１と、前記顕熱熱交換部３００−１で熱交換を終えた燃焼ガスに含まれた水蒸気が凝縮されながら発生する潜熱を吸収する潜熱熱交換部３００−２で構成される。本発明では多段に積層される単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１にバーナー２００を中心にする同心構造の顕熱熱交換部３００−１と潜熱熱交換部３００−２が一体型に構成されている。
【００４４】
すなわち、前記単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１の内側には顕熱熱交換部３００−１が位置し、その外側に離隔した位置に潜熱熱交換部３００−２が一体形成されている。
【００４５】
前記下部ダクト４００には潜熱熱交換部３００−２に熱媒体が流入する熱媒体流入管４１０と、前記潜熱熱交換部３００−２を通過する燃焼ガスに含まれた水蒸気が凝縮されて落下する凝縮水を排出する凝縮水排出管４３０が連結される。
【００４６】
また、前記下部ダクト４００には落下する凝縮水が前記凝縮水排出管４３０に向かって流動するように案内する溝形状の凝縮水誘導部４０１が形成され、前記凝縮水誘導部４０１の外側周りには最下端に位置する単位プレート３９０ａに形成されたフランジ部（Ｃ２）と結合されるフランジ部４０２が形成されている。
【００４７】
以下、本発明の特徴的構成である熱交換部３００を構成する顕熱熱交換部３００−１と潜熱熱交換部３００−２の構成および作用を説明する。
【００４８】
本発明では、前記熱交換部３００を構成して上下に積層される複数個の単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１に顕熱熱交換部３００−１と潜熱熱交換部３００−２が一体形成されるとともに熱媒体流路（Ｐ１、Ｐ３）と燃焼ガス流路（Ｐ２、Ｐ４）および燃焼ガス排出通路（Ｐ５）が共に形成されたことを特徴とする。
【００４９】
図４、図７、図８、図１３を参照する。前記熱交換部３００は、複数個の単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１が上下に積層されて構成され、互いに類似のパターンをなして構成されている。
【００５０】
前記単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１は、上部に位置する第１プレート３１０ａ、３２０ａ、３３０ａ、３４０ａ、３５０ａ、３６０ａ、３７０ａ、３８０ａ、３９０ａ、３９０ａ−１（以下、「第１プレート」と通称する）と、その下部にそれぞれ結合される第２プレート３１０ｂ、３２０ｂ、３３０ｂ、３４０ｂ、３５０ｂ、３６０ｂ、３７０ｂ、３８０ｂ、３９０ｂ、３９０ｂ−１（以下、「第２プレート」と通称する）で構成される。
【００５１】
前記第１プレートは、第１貫通口（Ｂ１）が中央部に形成された第１平面部（Ａ１）と、前記第１平面部（Ａ１）の縁部から上側に延長されて外側に折り曲げられた第１フランジ部（Ｃ１）と、前記第１平面部（Ａ１）の縁部と前記第１貫通口（Ｂ１）の間の領域で内側と外側に離隔配置されて上側に盛り上がった形状の第１流路形成突出部（Ｄ１）と第２流路形成突出部（Ｄ３）を含んで構成される。
【００５２】
前記第２プレートは、前記第１貫通口（Ｂ１）と対応する形状の第２貫通口（Ｂ２）が中央部に形成されて前記第１平面部（Ａ１）の底面に表面が密着する第２平面部（Ａ２）と、前記第２平面部（Ａ２）の縁部から下側に延長されて外側に折り曲げられて下側に位置する単位プレートの第１フランジ部（Ｃ１）と結合される第２フランジ部（Ｃ２）と、前記第２平面部（Ａ２）の縁部と前記第２貫通口（Ｂ２）の間の領域で内側と外側に離隔配置されて下側に凹んで形成され、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）との間に前記第１熱媒体流路（Ｐ１）を形成する第１流路形成溝部（Ｄ２）と、前記第２流路形成突出部（Ｄ３）との間に前記第２熱媒体流路（Ｐ３）を形成する第２流路形成溝部（Ｄ４）を含んで構成される。
【００５３】
前記第１フランジ部（Ｃ１）は前記第１流路形成突出部（Ｄ１）および第２流路形成突出部（Ｄ３）の突出高よりさらに高く形成され、前記第２フランジ部（Ｃ２）は前記第１流路形成溝部（Ｄ２）および第２流路形成溝部（Ｄ４）の陥没した深さよりさらに深く形成される。
【００５４】
したがって、上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートの第１流路形成溝部（Ｄ２）の下端と、下部に位置する単位プレートの第１流路形成突出部（Ｄ１）の上端の間には、上下に離隔した空間が設けられて前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）が形成され、上部に位置する単位プレートの第２流路形成溝部（Ｄ４）の下端と、下部に位置する単位プレートの第２流路形成突出部（Ｄ３）の上端の間には上下に離隔した空間が設けられて前記第２燃焼ガス流路（Ｐ４）が形成される。
【００５５】
そして、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）には前記第１フランジ部（Ｃ１）と同じ高さで突出した複数の第１間隔維持突出部（Ｅ１）が形成され、前記第２流路形成突出部（Ｄ３）には前記第１フランジ部（Ｃ１）と同じ高さで突出した複数の第２間隔維持突出部（Ｅ３）が形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）には前記第２フランジ部（Ｃ２）と同じ深さで陥没した複数の第１間隔維持溝部（Ｅ２）が形成され、前記第２流路形成溝部（Ｄ２）には前記第２フランジ部（Ｃ２）と同じ深さで陥没した複数の第２間隔維持溝部（Ｅ４）が形成される。
【００５６】
したがって、上下に隣接するように積層される単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートに形成された第２フランジ部（Ｃ２）は下部に位置する単位プレートに形成された第１フランジ部（Ｃ１）に結合され、上部に位置する単位プレートに形成された第１間隔維持溝部（Ｅ２）の下端は下部に位置する単位プレートに形成された第１間隔維持突出部（Ｅ１）の上端に接触し、上部に位置する単位プレートに形成された第２間隔維持溝部（Ｅ４）の下端は下部に位置する単位プレートに形成された第２間隔維持突出部（Ｅ３）の上端に接触して支持される。
【００５７】
そして、前記第１平面部（Ａ１）の縁部には燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を提供する第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）が形成され、前記第２平面部（Ａ２）の縁部には前記第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と上下に対応する位置に第２燃焼ガス排出口（Ｆ２）が形成され、前記第１燃焼ガス流路（Ｐ２）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過した燃焼ガスは上下に配置される複数の単位プレートにそれぞれ形成された第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と第２燃焼ガス排出口（Ｆ２）を順次通過して排出される。
【００５８】
このように上部の第２フランジ部（Ｃ２）と下部の第１フランジ部（Ｃ１）が結合され、上部に位置する単位プレートの第１間隔維持溝部（Ｅ２）と第２間隔維持溝部（Ｅ４）がそれぞれ下部に位置する単位プレートの第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第２間隔維持突出部（Ｅ３）が接触支持され、第１プレートと第２プレートの縁部には上下に連通する第１燃焼ガス排出口（Ｆ１）と第１燃焼ガス排出口（Ｆ２）を形成することによって、単位プレートの積層時、上下に隣接するように積層される単位プレートの内部には顕熱熱交換部３００−１を構成する第１熱媒体流路（Ｐ１）と第１燃焼ガス流路（Ｐ２）、潜熱熱交換部３００−２を構成する第２熱媒体流路（Ｐ３）と第２燃焼ガス流路（Ｐ４）、および潜熱熱交換部３００−２を通過した燃焼ガスが上部ダクト１００の煙道１２０に向かって排出される燃焼ガス排出通路（Ｐ５）が一体型に形成されるとともに各単位プレート間の結合強度を向上させることができる。
【００５９】
また、前記流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）と流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）中のいずれか一つまたは両者には凹凸形状の乱流形成部（Ｇ）が含まれて構成され得る。前記乱流形成部（Ｇ）は流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）と流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）の表面から外側に突出するか内側に陥没した形態で構成され得、その形態はエンボシング形態、楕円形態、または一側に傾斜したリブ形態など、多様な形態で構成され得る。前記乱流形成部（Ｇ）の構成によれば、熱媒体流路（Ｐ１、Ｐ３）を通過する熱媒体の流動および燃焼ガス流路（Ｐ２、Ｐ４）を通過する燃焼ガスの流動に乱流発生を促進させることによって熱交換効率を向上させることができる。
【００６０】
また、前記乱流形成部（Ｇ）を構成するにおいて、第１プレートの流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）には下側に陥没した形態で構成し、第２プレートの流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）には上側に突出した形態で構成し、前記下側に陥没した乱流形成部の下端と、前記上側に突出した乱流形成部の上端が熱媒体流路（Ｐ１、Ｐ３）の内部で互いに接触するように構成する場合には、流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）と流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）間の結合強度を増大させることができ、熱媒体流路（Ｐ１、Ｐ３）を通過する熱媒体の圧力による流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）と流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）が変形および破損することを防止することができる。
【００６１】
従来技術に係る螺旋形熱交換パイプ構造では、パイプの曲げ加工によるパイプの変形および破損の問題があるため、熱交換パイプの表面に乱流流動を促進する凹凸形態を加工するための面積を十分に確保できないという構造的な限界があったが、本発明では単位プレートを積層させて熱交換器を構成するため、乱流形成部（Ｇ）の形成のための空間を広く確保できる長所がある。
【００６２】
以下、本発明に係る熱交換器での燃焼ガスの流動経路と熱媒体の流動経路を説明する。
【００６３】
まず、燃焼ガスの流動経路を説明する。
【００６４】
図５と図７〜図９を参照する。バーナー２００の燃焼によって発生した燃焼ガスは、バーナー２００の上側に位置する支持板１１２と下側に位置する単位プレート３９０−１により上下方向への流動は遮断され、バーナー２００を中心に放射状の外側方向に流動して顕熱熱交換部３００−１の第１燃焼ガス流路（Ｐ２）と潜熱熱交換部３００−２の第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過することになり、この過程で顕熱熱交換部３００−１の第１熱媒体流路（Ｐ１）と潜熱熱交換部３００−２の第２熱媒体流路（Ｐ３）を通過する熱媒体に熱を伝達する。
【００６５】
前記燃焼ガス流路（Ｐ２、Ｐ４）を通過する過程で流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）と流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）に形成された乱流形成部（Ｇ）により燃焼ガスと熱媒体の流動に乱流発生が同時に促進されるため、燃焼ガスと熱媒体間の熱伝達効率を高めることができる。
【００６６】
前記第２燃焼ガス流路（Ｐ４）を通過した燃焼ガスは、上下に積層された単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１にそれぞれ形成された燃焼ガス排出口（Ｆ１、Ｆ２）により上下に連通する燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を順次通過して上向き移動して上部ダクト１００に具備された煙道１２０を通じて外部に排出される。
【００６７】
このとき、前記燃焼ガスが燃焼ガス排出通路（Ｐ５）を通過する過程で燃焼ガス排出通路（Ｐ５）の外壁に伝達された熱は、伝導方式によって平面部（Ａ１、Ａ２）と流路形成突出部（Ｄ１、Ｄ３）および流路形成溝部（Ｄ２、Ｄ４）を経て熱媒体流路（Ｐ１、Ｐ３）を通過する熱媒体に再び伝達されるため、熱損失が最小化されて熱効率をさらに向上させることができる。
【００６８】
熱媒体の流動経路は潜熱熱交換部４００の下部に連結された熱媒体流入管４１０を通じて潜熱熱交換部３００−２の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入して上側に移動し、第１熱媒体流路（Ｐ１）の上部に移動した熱媒体は最上端に位置した単位プレート３１０の第１プレート３１０ａに形成された流路連結部（Ｅ）の内部空間（Ｓ）を通じて連通する顕熱熱交換部３００−１の第２熱媒体流路（Ｐ３）の上部に流入して下方に移動した後、顕熱熱交換部３００−１の下部に連結された熱媒体排出管４２０を通じて排出されるように構成されている。
【００６９】
図６と図１１〜図１３を参照して、熱媒体の流動経路を説明する。
【００７０】
まず、潜熱熱交換部３００−２での熱媒体の流動経路を説明する。
【００７１】
前記単位プレート３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１には第２流路形成突出部（Ｄ３）と第２流路形成溝部（Ｄ４）の四隅部に第２間隔維持突出部（Ｅ３）と第２間隔維持溝部（Ｅ４）がそれぞれ形成され、対角線方向に位置する第２間隔維持突出部（Ｅ３）と第２間隔維持溝部（Ｅ４）には上下に対応する貫通孔３１１、３２１、３２２、３２４、３２５、３３１、３３２、３３５、３３６、３４１、３４２、３４４、３４５、３５１、３５２、３５５、３５６、３６１、３６２、３６４、３６５、３７１、３７２、３７５、３７６、３８１、３８２、３８４、３８５、３９１、３９２、３９５、３９６、３９１ａ、３９２ａ、３９２ｂ、３９１ｂが形成されている。
【００７２】
したがって、熱媒体流入管４１０を通じて流入した熱媒体は、潜熱熱交換部３００−２の最下部に位置する単位プレート３９０−１の貫通孔３９１ｂを通じて第２熱媒体流路（Ｐ３）に流入した後、下部に位置する単位プレートから上部に位置する単位プレートの各第２熱媒体流路（Ｐ３）を経由して最上部に位置する単位プレート３１０に形成された貫通孔３１１を通過した後、流路連結部（Ｅ）により流路が転換されて前記単位プレート３１０に形成された貫通孔３１２を通じて顕熱熱交換部３００−１の第１熱媒体流路（Ｐ１）の上部に移動する。
【００７３】
この場合、前記潜熱熱交換部３００−２の内部に形成された第２熱媒体流路（Ｐ３）には対角線方向に形成された貫通孔を通じて熱媒体が流入および流出して熱媒体が両方向に流動することができ、熱媒体の流動経路を長く形成することによって潜熱の回収効率を高めることができる。
【００７４】
次に、顕熱熱交換部３００−１での熱媒体の流動経路の一実施例を説明する。
【００７５】
本実施例では、上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートを構成する第１プレートの一側に形成された貫通孔を通じて流入した熱媒体は、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に沿って両方向に分岐されて流動した後、他側に位置する第２プレートに形成された貫通孔と、下部に位置する単位プレートを構成する第１プレートに形成された貫通孔を通過して、前記下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入するように構成される。
【００７６】
このための構成として、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）は前記第１プレートの周り方向に沿って全体区間が連通するように形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）は前記第２プレートの周り方向に沿って全体区間が連通するように形成され、前記第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第１間隔維持溝部（Ｅ２）には、上部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）と下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）を連結するための貫通孔がそれぞれ形成され、前記それぞれの貫通孔は上部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向と下部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向が互いに反対方向となるように位置されている。
【００７７】
以下、図４と図１２および図１３を参照して顕熱熱交換部３００−１で熱媒体の流動経路をより具体的に説明する。
【００７８】
最上端に位置する単位プレート３１０の貫通孔３１２とその下側に位置する貫通孔３２３、３２７、３３４を通じて下部に位置する単位プレート３２０、３３０内部の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は対角線方向に対向されて位置する貫通孔３２６、３３３、３３７に向かって矢印方向に流動する。
【００７９】
そして、単位プレート３３０の貫通孔３３７とその下側に位置する貫通孔３４３、３４６、３５３を通じて下部に位置する単位プレート３４０、３５０内部の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は対角線方向に対向されて位置する貫通孔３４７、３５４、３５７に向かって流動する。
【００８０】
その後、単位プレート３５０の貫通孔３５７とそのその下側に位置する貫通孔３６３、３６７、３７４を通じて下部に位置する単位プレート３６０、３７０内部の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は対角線方向に対向されて位置する貫通孔３２６、３７３、３７）に向かって流動する。
【００８１】
次に、単位プレート３７０の貫通孔３７７とその下側に位置する貫通孔３８３、３８６、３９３を通じて下部に位置する単位プレート３８０、３９）内部の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は対角線方向に対向されて位置する貫通孔３８７、３９４、３９７に向かって流動する。
【００８２】
その後、単位プレート３９０の貫通孔３９７とその下側に位置する貫通孔３９３ａを通じて単位プレート３９０−１内部に流入した熱媒体は対角線方向に位置する貫通孔３９２ｂを通じて熱媒体排出管４２０に排出される。
【００８３】
このように顕熱熱交換部３００−１では上部に位置する単位プレートと下部に位置する単位プレートでの熱媒体の流路が左下端から右上端に向かう方向と、右上端から左下端に向かう方向に交互的に変更されるため、熱媒体の流路を長く形成することができるようになり燃焼ガスとの熱伝達効率を高めることができる。
【００８４】
以下、図１４〜図１６を参照して、熱媒体の流動経路の他の実施例を説明する。本実施例に係る単位プレート５１０、５２０、５３０、５４０は前述した熱交換部３００を構成する単位プレートの代わりに適用することができるため、以下では一つのセットを構成する単位プレート５１０、５２０、５３０、５４０の構造とその内部での熱媒体の流動経路を説明する。
【００８５】
本実施例に係る熱媒体の流動経路は、上下に隣接するように位置する単位プレートのうち、上部に位置する単位プレートを構成する第１プレートの一側に形成された貫通孔を通じて流入した熱媒体は、前記第１熱媒体流路（Ｐ１）に沿って一方向に流動した後、他側に位置する第２プレートに形成された貫通孔と、下部に位置する単位プレートを構成する第１プレートに形成された貫通孔を通過して、前記下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入するように構成される。
【００８６】
このための構成として、前記第１流路形成突出部（Ｄ１）は前記第１プレートの周り方向に沿って一部区間が連通するように形成され、前記第１流路形成溝部（Ｄ２）は前記第２プレートの周り方向に沿って一部区間が連通するように形成され、前記第１間隔維持突出部（Ｅ１）と第１間隔維持溝部（Ｅ２）には、上部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）と下部に位置する単位プレートの第１熱媒体流路（Ｐ１）を連結するための貫通孔がそれぞれ形成され、前記それぞれの貫通孔は上部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）方向と下部に位置する単位プレートでの第１熱媒体流路（Ｐ１）の方向が互いに反対方向となるように位置されている。
【００８７】
図１５と図１６を参照する。潜熱熱交換部は前述した実施例と類似の構造で、前記単位プレート５１０、５２０、５３０、５４０の第１プレート５１０ａ、５２０ａ、５３０ａ、５４０ａと第２プレート５１０ｂ、５２０ｂ、５３０ｂ、５４０ｂには対角線方向に位置する第２間隔維持突出部（Ｅ３）と第２間隔維持溝部（Ｅ４）には上下に対応する貫通孔５１１、５１２、５１４、５１５、５２１、５２２、５２５、５２６、５３１、５３２、５３４、５３５、５４１、５４２、５４５、５４６が形成されている。したがって、前記潜熱熱交換部の内部に形成された第２熱媒体流路（Ｐ３）には対角線方向に形成された貫通孔を通じて熱媒体が流入および流出して熱媒体が両方向に流動することができ、熱媒体の流動経路を長く形成することによって潜熱の回収効率を高めることができる。
【００８８】
次に、顕熱熱交換部での熱媒体の流動経路を説明する。
【００８９】
上部に位置する単位プレート５１０の貫通孔５１３を通じて第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は貫通孔５１７に向かって平面視で反時計方向に流動した後、貫通孔５１６とその下側に位置する貫通孔５２４を通じて単位プレート５２０の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入する。
【００９０】
前記単位プレート５２０の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は下部に位置する単位プレート５３０の貫通孔５３３に向かって平面視で反時計方向に流動した後、貫通孔５３３を通じて単位プレート５３０の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入する。
【００９１】
前記単位プレート５３０の第１熱媒体流路（Ｐ１）に流入した熱媒体は下部に位置する単位プレート５４０の貫通孔５４３に向かう時計方向に流動した後、貫通孔５４３を通じて単位プレート５４０に流入し、これと同じように単位プレート５４０の内部でも時計方向に流動する。
【００９２】
このように本実施例では上部に位置する単位プレートとその下部に位置する単位プレートで熱媒体の流動方向が反時計方向と時計方向に交代して変更されるように構成することによって、熱媒体の流路を長く形成して熱効率を高めることができる。
【００９３】
本実施例で例を挙げて説明した単位プレート５１０、５２０、５３０、５４０は複数のセット単位で積層されて熱交換部３００を構成することができる。
【００９４】
前記実施例では熱交換部３００を構成する単位プレートがバーナー２００の周りに四角状に構成された場合を例にしているが、四角形状の他に五角形などの多角形、または楕円状で構成され得、図１７に図示された通り単位プレート６１０、６２０、６３０、６４０を円の形状に配置して構成することもできる。図１７に図示された単位プレート６１０、６２０、６３０、６４０の熱媒体と燃焼ガスの流動経路は前記実施例と同一に適用することができるため、これに対する説明は省略する。
【００９５】
一方、図１８に図示された通り、前記バーナー２００の上部側面の周りには上部に位置する第１熱媒体流路（Ｐ１）に連結されて熱媒体が経由する熱媒体連結流路（Ｐ）が追加で形成されるように構成することができる。
【００９６】
前記熱媒体連結流路（Ｐ）の構成によれば、バーナー２００の上部を通じて伝達される燃焼熱によるバーナー支持プレートの過熱を防止することができ、前記熱媒体連結流路（Ｐ）を経由する熱媒体に燃焼ガスの燃焼熱が吸収されるため、断熱および熱効率をさらに向上させることができる。
【００９７】
以上説明した通り、本発明は前述した実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求される本発明の技術的思想から逸脱せず、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって自明な変形実施が可能であり、このような変形実施は本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００９８】
１００  上部ダクト
１１０  混合気流入部
１２０  煙道
２００  バーナー
３００  熱交換部
３００−１  顕熱熱交換部
３００−２  潜熱熱交換部
３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、３９０−１  単位プレート
３１０ａ、３２０ａ、３３０ａ、３４０ａ、３５０ａ、３６０ａ、３７０ａ、３８０ａ、３９０ａ、３９０ａ−１  第１プレート
３１０ｂ、３２０ｂ、３３０ｂ、３４０ｂ、３５０ｂ、３６０ｂ、３７０ｂ、３８０ｂ、３９０ｂ、３９０ｂ−１  第２プレート
４００  下部ダクト
４１０  熱媒体流入管
４２０  熱媒体排出管
４３０  凝縮水排出管
５１０、５２０、５３０、５４０、６１０、６２０、６３０、６４０、６５０  単位プレート
Ａ１、Ａ２  平面部
Ｂ１、Ｂ２  貫通口
Ｃ１、Ｃ２  フランジ部
Ｄ１、Ｄ３  流路形成突出部
Ｄ２、Ｄ４  流路形成溝部
Ｅ１、Ｅ３  間隔維持突出部
Ｅ２、Ｅ４  間隔維持溝部
Ｆ１、Ｆ２  燃焼ガス排出口
Ｇ  乱流形成部
Ｐ１、Ｐ３  熱媒体流路
Ｐ２、Ｐ４  燃焼ガス流路
Ｐ５  燃焼ガス排出通路
Ｐ  熱媒体連結流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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