KR100425917B1 - 보일러의 열교환기 고정구조 - Google Patents

보일러의 열교환기 고정구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보일러의 열교환기 고정구조에 관한 것으로, 버너(10)를 통해 가열되어 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 및 급탕에 필요한 물로 전환할 수 있도록, 소정의 폭과 크기를 갖고 원통형으로 형성되며, 몸체 중앙으로는 끼움홀(21)이 구비되고, 몸체 내벽(22)과 외벽(23) 사이에는 온수관(24)이 권취되어 물을 저장하여 물과 열교환시키는 저장탱크(20)와;
상기 저장탱크(20)의 내측으로 삽입 설치되어 저면으로 위치되며, 열을 전달하는 역할 을 수행할 수 있도록, 몸체 내측으로는 격핀(60)이 다수개 설치되는 제 1 히트싱크(30)와;
상기 제 1 히트싱크(30)의 상부로 위치되며, 몸체 내측으로는 길이방향에 대하여 소정의 간격을 두고 배플(50)이 형성되고, 상기 배플(50)간에는 다수개의 격핀(60)이 구비되는 제 2 히트싱크(40)로 구성된 것에 있어서;
상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)는 저장탱크(20)의 끼움홀(21)의 직경보다 소정 폭만큼 크게 설정하고, 제 1,2 히트싱크(30)(40)몸체 저면 단부에는 결합 안내수단(70)이 형성되므로, 본 발명인 보일러의 열교환기 고정구조는 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 직경이 저장탱크(20)의 끼움홀(21) 직경보다 다소 크게 설정하고, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 저면 단부에는 결합 안내수단(70)이 형성되므로, 저장탱크(20)의 내측으로 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 고정시킬 경우에는 상기 결합 안내수단(70)에 의해 저장탱크(20)의 내측 끼움홀(21)로 제 1,2히트싱크(30)(40)가 밀착 설치하여 결합될 수 있는 초기 위치를 확보한 후, 상부에서 가압시키면, 저장탱크(20)가 확관되면서, 저장탱크(20)의 내측에서 제 1,2 히트싱크(30)(40)가 긴밀하게 밀착 고정되면서, 상호 간에 공극발생없이 고정시켜 열전달효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
그러므로, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

보일러의 열교환기 고정구조{Heat exchanger fixing structure for boiler}
본 발명은 보일러의 열교환기 고정구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 열을 전달하는 역할을 하며, 상,하로 각각 위치되는 히트싱크와, 몸체 내측으로 물을 저장하여 물과 열교환 시키고, 내측으로는 각각의 히트싱크를 수용하는 저장탱크로 구성되는 보일러의 열교환기에 있어서, 저장탱크의 내측으로 설치되는 각각의 히트싱크 저부에 결합 안내수단을 형성하여, 확관 삽입으로 고정시켜 사용하므로 히트싱크와 저장탱크의 결합 편의성 향상 및 상호간의 공극 발생없이 긴밀하게 고정시킬 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로 보일러의 열교환기는 크게 가스나 기름을 연료로 사용하는 버너를 통해 가열되어 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 및 급탕에 필요한 물로 전환하는 것으로, 대부분의 열교환기는 소정 용적을 갖도록 제작된 함체내에 수개의 흡열판들을 적층 형태로 배치하고, 이들 흡열판에 직교방향으로는 그 내부로 수개의 파이프를 설치하되, 이 파이프로 난방수 또는 온수가 흐르도록 형성하고, 상기 열교환기의 저부로는 버너가 설치되는 구성으로 되어 있다.
그러나, 상기와 같이 열교환기와 버너의 결합상태가 사각을 이루며, 열교환기의 저부로 버너가 위치되는 구성에서는 열교환시 수증기가 응축하여 낙하되면, 열교환기와 버너가 이격되게 설치되는 관계로 화염이 불안정하게 된다.
따라서, 배기가스중에 포함되어 있는 수증기의 응축열을 대기중으로 발산하여야 하므로 구조적으로 열효율이 저하되는 문제점이 있었다.
그래서, 최근에는 상기와 같이 열교환기와 버너의 결합된 상태가 사각을 이루며, 열교환기의 저면으로 버너가 설치되어 발생되던 문제점을 보완하기 위하여 국내특허등록 제 248101호와 같이 버너 및 열교환기를 원통형으로 형성하면서, 열교환기의 상부로 버너가 위치되도록 하고, 상기 열교환기의 저장탱크는 내통 및 외통을 이루면서 그 사이로 온수관이 권취되어 있고, 내통의 내부에는 길이방향을 따라 소정 간격을 두고 히트싱크가 삽입되며, 상기 히트싱크간에는 다수개의 격판이 형성된 제품이 제안된 바 있다.
상기와 같이 구성된 종래 저장탱크의 내측으로 히트싱크가 설치되는 원통형 보일러의 열교환기 구성에서는 상기의 구성품들이 제조 및 조립 편의성을 위하여 모듈단위로 형성되어 사용되고 있으나, 저장탱크와 히트싱크의 조립은 단순히 허용공차 범위내로 저장탱크와 히트싱크를 제조한 후 조립하여 사용하므로, 조립공정에서 많은 문제점이 있었다.
즉, 보일러의 열교환기를 구성하는 저장탱크와 히트싱크의 조립시 허용공차 범위내에서 조립이 이루어지므로, 사용중 열에 의한 변형등에 의해 저장탱크와 히트싱크 사이에 공극이 발생되어 열전달이 현저히 저하되는 폐단이 있었던 것이다.
따라서, 상기 보일러의 열교환기의 구성에 있어서는 저장탱크와 히트싱크가 원할한 열전달을 위하여 상호 긴밀하게 밀착될 수 있도록 형성하는 것이 바람직 하다.
본 발명의 목적은 열을 전달하는 역할을 하며, 상,하로 각각 위치되는 히트싱크와, 몸체 내측으로 물을 저장하여 물과 열교환 시키고, 내측으로는 각각의 히트싱크를 수용하는 저장탱크로 구성되는 보일러의 열교환기에 있어서, 저장탱크의 내측으로 설치되는 각각의 히트싱크 저부에 안내수단을 형성하여, 확관 삽입으로 고정시켜 사용하므로 히트싱크와 저장탱크의 결합 편의성 향상 및 상호간의 공극 발생없이 긴밀하게 고정시킬 수 있도록 한 보일러의 열교환기 고정구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 저장탱크와 히트싱크 사이의 공극발생 없이 긴밀하게 밀착 고정되므로, 열전달 효율을 증대시킬 수 있도록 한 보일러의 열교환기 고정구조를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 보일러의 열교환기 고정구조를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명이 적용된 보일러의 구성도.
도 2는 본 발명이 적용된 열교환기의 분해 사시도.
도 3은 본 발명이 적용된 열교환기의 설치상태 사시도.
도 4는 본 발명인 열교환기 고정구조의 설치상태 단면도.
*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 - 버너 20 - 저장탱크
21 - 끼움홀 21a - 내측면22 - 내벽 23 - 외벽24 - 온수관 25 - 공간부26 - 라운드부 30 - 제 1 히트싱크40 - 제 2 히트싱크 50 - 배플60 - 격핀 70 - 결합 안내수단71 - 테이퍼부 72 - 경사면100 - 열교환기
이러한 본 발명의 목적은, 버너(10)를 통해 가열되어 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 및 급탕에 필요한 물로 전환할 수 있도록, 소정의 폭과 크기를 갖고 원통형으로 형성되며, 몸체 중앙으로는 끼움홀(21)이 구비되고, 몸체 내벽(22)과 외벽(23) 사이에는 온수관(24)이 권취되어 물을 저장하여 물과 열교환시키는 저장탱크(20)와;
상기 저장탱크(20)의 내측으로 삽입 설치되어 저면으로 위치되며, 열을 전달하는 역할 을 수행할 수 있도록, 몸체 내측으로는 격핀(60)이 다수개 설치되는 제1 히트싱크(30)와;
상기 제 1 히트싱크(30)의 상부로 위치되며, 몸체 내측으로는 길이방향에 대하여 소정의 간격을 두고 배플(50)이 형성되고, 상기 배플(50)간에는 다수개의 격핀(60)이 구비되는 제 2 히트싱크(40)로 구성된 것에 있어서;
상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)는 저장탱크(20)의 끼움홀(21)의 직경보다 소정 폭만큼 크게 설정하고, 제 1,2 히트싱크(30)(40)몸체 저면 단부에는 결합 안내수단(70)이 형성되어 달성된다.
따라서, 본 발명인 보일러의 열교환기 고정구조는 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 폭이 저장탱크(20)의 끼움홀(21) 폭보다 다소 크게 설정하고, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 저면 단부에는 결합 안내수단(70)이 형성되므로, 저장탱크(20)의 내측으로 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 고정시킬 경우에는 상기 결합 안내수단(70)에 의해 저장탱크(20)의 내측으로 제 1,2 히트싱크(30)(40)가 결합될 수 있는 위치를 확보한 후, 상부에서 가압시키면, 저장탱크(20)가 확관되면서, 저장탱크(20)의 내측에서 제 1,2 히트싱크(30)(40)가 긴밀하게 밀착 고정될 수 있는 것이다.
그러므로, 제품의 신뢰성 및 열전달 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명이 적용된 보일러의 구성도이다.
도 2는 본 발명이 적용된 열교환기의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명이 적용된 열교환기의 설치상태 사시도이다.
도 4는 본 발명인 열교환기 고정구조를 설치상태 단면도로 도시하고 있다.
즉, 도 1에서 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명인 보일러의 열교환기 고정구조의 저장탱크(20)는 열전달 효율이 우수한 스테인레스 재질로 형성되며, 버너(10)를 통해 가열되어 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 및 급탕에 필요한 물로 전환할 수 있도록, 소정의 폭과 크기를 갖고 원통형으로 형성되며, 몸체 중앙으로는 끼움홀(21)이 구비된다.
그리고, 상기 저장탱크(20)의 몸체 내벽(22)과 외벽(23) 사이에는 온수관(24)이 권취되어 물을 저장하여 물과 열교환시키는 역할을 수행한다.
또한, 상기 저장탱크(20)의 끼움홀(21)의 내측으로는 열을 전달하는 역할을 수행할 수 있도록, 제 1,2 히트싱크(30)(40)가 길이방향으로 삽입 설치된다.
상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)는 저장탱크(20)의 내측으로 순차적으로 삽입 설치되어 위치되며, 몸체 내측으로는 격핀(60)과 배플(50)이 소정의 간격을 갖고 원주방향에 대하여 다수개 설치된다.
그리고, 상기 배플(50)은 일반적으로 공기의 흐름을 바꿔주는 판형상의 구조물로서, 도 2에서 도시한 바와 같이 다수개 형성되는 격핀(60) 사이에 횡방향으로 설치되면서 공기희 흐름을 접촉방식에 의해 지체시켜 격핀(60)을 소정 간격을 구획시키는 역할을 수행하여 연소가스의 잠열을 회수하는 기능을 수행한다.따라서, 상기 배플(50)은 도 2에서 부분확대도로 도시한 바와 같이 격핀(60)의 높이 방향에서 소정 높이차를 갖으면서 횡방향의 판형태로 구성되면서 중앙부와 양측부로 상호 이격되면서 연소가스를 지체시킬 수 있는 상호 엇갈린 배열 구성을 갖으면서 순차적으로 격핀(60)의 높이방향에 대해서 반복적으로 설치되는 것이다.
한편, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 저면 단부에는 저장탱크(20)와의 결합시 초기 가이드 역할을 수행할 수 있도록 결합 안내수단(70)이 형성된다.
상기 결합 안내수단(70)은 도 4에서 도시한 바와 같이 소정의 경사 기울기를갖고 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 저면단부 외측에서 내측으로 형성되는 테이퍼부(71)로 구성된다.
즉, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 저면 단부에 내측으로 소정의 경사 기울기를 갖는 테이퍼부(71)가 형성되므로, 저장탱크(20)의 끼움홀(21)에 결합시, 상기 테이퍼부(71)가 먼저 저장탱크(20)의 끼움홀(21)에 밀착시킨 후 상부에서 가압을 하면, 제 1,2 히트싱크(30)(40)는 끼움홀(21)의 내부로 확관 삽입되어 고정되는 것이다.
이는, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 폭(L1)은 저장탱크(20)의 끼움홀(21)의 폭(L2)보다 다소 크게 설정되고, 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 저면에 형성되는 테이퍼부(71) 저면폭(L3)은 끼움홀(21)의 직경보다 다소 작게 형성되므로, 작업자는 히트싱크를 저장탱크(20)의 끼움홀(21)에 밀착시키면서, 결합될 수 있는 초기 위치를 확보한 후 상부에서 억지끼움 방식으로 히트싱크를 가압하면, 저장탱크(20)의 끼움홀(21)이 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 폭에 의해 확관되면서, 긴밀하게 밀착 고정되는 것이다.
또한, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 테이퍼부(71)의 저면폭(L3)은 저장탱크(20)의 끼움홀(21)의 폭(L2) 보다 다소 작게 형성하여 사용하는 것이 초기 안내를 위해 바람직하고, 저장탱크(20)의 끼움홀(21) 상부 역시 소정 라운드부(26)를 설정하도록 구성하며, 테이퍼부(71)의 경사 기울기 역시 상부에서 가압시 용이하게 삽입될 수 있는 각도로 설정하여 사용하는 것이 바람직하다.따라서, 저장탱크(20)의 끼움홀(21)에 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 장착하는 구성에서는 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 저면부로 구성되는 결합 안내수단(70)인 테이퍼부(71)의 저면폭(L3)이 저장탱크(20)의 끼움홀(21)보다 다소 작게 형성되므로, 상기 끼움홀(21)에 초기진입이 용이하고, 이 상태에서 큰 가압력을 이용하여 강제적인 억지끼움 방식으로 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 가압하면 상기 결합 안내수단(70)인 테이퍼부(71)의 경사면(72)이 끼움홀(21)의 라운드부(26)를 타고 진입되면서 내측면(21a)과 면접촉 상태로 진입 가능한 것이다.그리고, 이 과정에서 저장탱크(20)의 끼움홀(21)은 후방으로는 온수관(24)을 수용하기 위한 공간부(25)가 형성되므로, 상기 공간부(25)가 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 강제적인 억지끼움 작업시 내측에서 외측으로 확관되면서 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 저장탱크(20)의 끼움홀(21)에 견고하게 밀착 고정시킬 수 있는 것이다.또한, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 저장탱크(20)에 결합시키는 과정에서는 선택적으로 열전달 효율이 우수한 매체를 부착시켜 사용할 수 있다.
그러므로, 본 발명인 보일러의 열교환기 고정구조는 열교환기(100)를 구성하는 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 직경이 저장탱크(20)의 끼움홀(21) 직경보다 다소 크게 설정하고, 상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)의 몸체 저면 단부에는 결합 안내수단(70)이 형성되므로, 저장탱크(20)의 내측으로 제 1,2 히트싱크(30)(40)를 고정시킬 경우에는 상기 결합 안내수단(70)에 의해 저장탱크(20)의 내측 끼움홀(21)로 제 1,2 히트싱크(30)(40)가 밀착 설치하여 결합될 수 있는 초기 위치를 확보한 후, 상부에서 가압시키면, 저장탱크(20)가 확관되면서, 저장탱크(20)의 내측에서 제 1,2 히트싱크(30)(40)가 긴밀하게 밀착 고정되어, 상호 간에 공극발생없이 고정시킬 수 있으므로 열전달효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 열교환기를 구성하는 히트싱크와 저장탱크의 결합시 결압 안내수단에 의해 초기 위치를 설정한 후 상부에서 억지끼움 방식으로 가압시켜 확관작업으로 상호 고정시켜 사용하므로, 고정작업의 편의성을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 저장탱크과 히트싱크가 상호 확관 끼움방식으로 고정되므로, 상호 간의 공극발생을 방지할 수 있으므로, 열전달 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.
그러므로, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 버너(10)를 통해 가열되어 그 내부로 공급되는 물을 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 및 급탕에 필요한 물로 전환할 수 있도록, 소정의 폭과 크기를 갖고 원통형으로 형성되며, 몸체 중앙으로는 끼움홀(21)이 구비되고, 몸체 내벽(22)과 외벽(23) 사이에는 온수관(24)이 권취되어 물을 저장하여 물과 열교환시키는 저장탱크(20)와;
    상기 저장탱크(20)의 내측으로 삽입 설치되어 저면으로 위치되며, 열을 전달하는 역할 을 수행할 수 있도록, 몸체 내측으로는 격핀(60)이 다수개 설치되는 제 1 히트싱크(30)와;
    상기 제 1 히트싱크(30)의 상부로 위치되며, 몸체 내측으로는 길이방향에 대하여 소정의 간격을 두고 배플(50)이 형성되고, 상기 배플(50)간에는 다수개의 격핀(60)이 구비되는 제 2 히트싱크(40)로 구성된 것에 있어서;
    상기 제 1,2 히트싱크(30)(40)는 저장탱크(20)의 끼움홀(21)의 직경보다 소정 폭만큼 크게 설정하고, 제 1,2 히트싱크(30)(40)몸체 저면 단부에는 결합 안내수단(70)이 형성됨을 특징으로 하는 보일러의 열교환기 고정구조.
  2. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 결합 안내수단(70)은 소정의 경사 기울기를 갖고, 단부 외측에서 내측으로 테이퍼부(71)가 형성됨을 특징으로 하는 보일러의 열교환기 고정구조.
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