KR101398173B1 - 보일러용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러에 구비되는 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 별도의 열교환핀이 필요없을 뿐만 아니라 제작이 간편하고 제조원가 또한 현저하게 낮추면서 열교환 효율성은 최대한 높일 수 있도록 하기 위하여,
보일러에 구비되는 열교환기에 있어서, 상기 열교환기는, 양 측면에 형성되는 지지판과; 상기 지지판 사이의 상,하부에 소정간격으로 이격되어 열기가 통과되는 통로가 형성되도록 일렬로 배열되는 장방형 형태의 상,하부 열교환파이프와; 상기 상부 열교환파이프는 열기와의 접촉 효율성을 높이기 위해 하부 열교환파이프 사이의 중간에 위치하도록 배열되며; 상기 지지판의 외측면으로 돌출되는 상,하부 열교환파이프의 끝단에는 그 상,하부 열교환파이프를 서로 연결하는 반호형 형태의 각 연결파이프로; 구성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기에 관한 것이다.

Description

보일러용 열교환기{The heat exchanger for bliler}

본 발명은 보일러에 구비되는 열교환기에 관한 것으로, 더 상세하게는 별도의 열교환핀이 필요없을 뿐만 아니라 제작이 간편하고 제조원가 또한 현저하게 낮추면서 열교환 효율성은 최대한 높일 수 있도록 한 보일러용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 보일러에 구비되는 열교환기는 크게 가스나 기름을 연료로 사용하는 버너부를 통해 가열되어 그 내부로 순환되는 순환수를 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 또는 급탕에 필요한 물로 열교환하는 것이다.

이러한 통상적인 열교환기는 소정의 용적을 갖도록 제작된 하우징에 직선의 각 열교환파이프를 일정 간격으로 배치한 후 그 직선의 각 열교환파이프에 수개의 열교환핀을 삽입한 다음 상기 직선의 열교환파이프를 반호형의 연결파이프와 공지의 브레이징 용접 등을 통하여 연결하여 제작하는 것이 일반적이다.

그러나, 상기와 같이 제작되는 통상적인 열교환기용 열교환 구조체는 부식에 강한 각 부분을 스테인리스 재질을 사용하여 브레이징 용접에 의해 제작됨에 따라 재료비 상승은 물론 조립작업이 상당히 번거롭고 오랜작업 시간이 소요되는 문제점이 발생하였으며, 특히 직선의 열교환파이프에 열교환핀을 삽입하여 고정하기 위한 작업으로 인해 더욱더 번거롭고 불편한 문제점이 초래되었다.

더욱이, 상기한 종래의 통상적인 열교환기용 열교환 구조체의 경우에는 일정 간격으로 배치되는 직선의 열교환파이프의 외측면에 열교환핀이 삽입되고 반호형의 연결파이프에 의해 연결됨으로써, 넓은 설치면적이 요구되는 조건부적인 단점도 있었다.

이러한 문제점을 해소하소자 종래에도 별도의 열교환핀이 없는 열교환기가 제시된 바, 한국 등록특허 제10-0846294호에 개시된 바와 같이 하우징 내에 열교환 매체로 판형의 박판 형태로 제작된 수개의 열교환플레이트를 구비하고, 상기 열교환플레이트는 양 측면에 구비되는 헤더에 의하여 열결되는 구조로 이루어진다.

그에 따라 열교환플레이트 자체에서 순환수가 순환됨과 아울러 판형의 박판 형태인 열교환플레이트에 의하여 별도의 열교환핀이 필요없이 원활하게 열교환이 이루어지는 장점이 있었다.

그러나, 상기한 열교환기의 경우 판형의 박판 형태의 열교한플레이트의 제작이 상당히 까다롭고 불편할 뿐만 아니라 제작에 따른 원가도 비싼 단점을 가지고 있었다.

한편, 본 출원인에 선출원한 등록특허 제10-0975104호에 개시된 바와 같이 열교환기를 열교환이 이루어지는 파이프를 벨로우즈형의 플렉시블관을 사용함으로써, 별도의 열교환핀이 필요없이 제작이 간단하게 이루어짐은 물론 열교환 효율성 또한 높은 열교환기도 제시된 바 있다.

그러나, 상기한 본 출원인의 등록특허 열교환기의 경우, 열교환 매체인 벨로우즈형 플렉시블관에 의하여 제작되는 관계로, 상기한 벨로우즈형 플렉시블관은 자체가 상당히 고가인 관계로, 열교환기의 제조원가를 상승시키는 원인을 제공하였다.

한국 등록특허 제10-0846294호 한국 등록특허 제10-0975104호

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 창안한 것으로, 그 주된 목적은 별도의 열교환핀이 필요없을 뿐만 아니라 제작이 간편하고 제조원가 또한 현저하게 낮추면서 열교환 효율성은 최대한 높일 수 있도록 한 보일러용 열교환기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 연결파이프를 연결하기 위한 충분한 작업공간을 확보할 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 보일러에 구비되는 열교환기에 있어서, 상기 열교환기는, 양 측면에 형성되는 지지판과; 상기 지지판 사이의 상,하부에 소정간격으로 이격되어 열기가 통과되는 통로가 형성되도록 일렬로 배열되는 장방형 형태의 상,하부 열교환파이프와; 상기 상부 열교환파이프는 열기와의 접촉 효율성을 높이기 위해 하부 열교환파이프 사이의 중간에 위치하도록 배열되며; 상기 지지판의 외측면으로 돌출되는 상,하부 열교환파이프의 끝단에는 그 상,하부 열교환파이프를 서로 연결하는 반호형 형태의 각 연결파이프로; 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상,하부 열교환파이프는, 열기와의 넓은 접촉면적을 가질 수 있도록 장방형 형태로 상,하부가 대칭되는 곡면부와, 상기 상,하부 곡면부 사이에 형성되는 수직부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 열교환파이프의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에는 상향으로 절곡된 상향 절곡부가 형성되며, 상기 하부 열교환파이프의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에는 하향으로 절곡된 하향 절곡부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상향 절곡부 및 하향 절곡부와 연결되는 연결파이프 또한 상기 상향 또는 하향으로 절곡된 각도로 대응되게 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 별도의 열교환핀이 필요없을 뿐만 아니라 제작이 간편하고 제조원가 또한 현저하게 낮추면서 열교환 효율성은 최대한 높일 수 있도록 함으로써, 제작이 단시간 내에 이루어져 제작 효율성을 극대화됨은 물론 최소한의 제조원가로 제공할 수 있는 효과와 함께 최대한의 열교환 효율성을 가지는 효과를 가진다.

또한, 연결파이프를 연결하기 위한 충분한 작업공간을 확보할 수 있도록 함으로써, 상,하부 열교환파이프로의 연결파이프의 연결작업이 간섭됨 없이 신속하고 편리하게 이루어질 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.
도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 요부 사시도.
도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 측면도.
도 4는 도 2에 따른 개략적인 요부 종단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 요부 사시도이고, 도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 측면도이며, 도 4는 도 2에 따른 개략적인 요부 종단면도이다.

도시된 바와 같이 버너부를 통해 가열되어 그 내부로 순환되는 순환수를 원하는 온도로 가열시킨 후 난방 또는 급탕에 필요한 물로 열교환하는 보일러에 구비되는 열교환기(1)에 있어서,

본 발명은, 별도의 열교환핀이 필요없을 뿐만 아니라 제작이 간편하고 제조원가 또한 현저하게 낮추면서 열교환 효율성은 최대한 높일 수 있도록 하기 위하여,

상기 열교환기(1)는, 일정 간격으로 이격되어 가열에 의한 열기 전체가 통과되는 폭을 갖도록 양측면에 판넬 형태로 형성되는 지지판(10)과;

상기 지지판(10) 사이의 상,하부에 소정간격으로 이격되어 열기가 통과되는 통로(22)가 형성되도록 일렬로 배열되어 내부에서 순환되는 순환수를 열교환하는 장방형 형태의 상,하부 열교환파이프(20)(20A)와;

상기 상부 열교환파이프(20)는 열기와의 접촉 효율성을 높이기 위해 하부 열교환파이프(20A) 사이의 중간에 위치하도록 배열되며;

상기 지지판(10)의 외측면으로 돌출되는 상,하부 열교환파이프(20)(20A)의 끝단에는 그 상,하부 열교환파이프를 서로 연결하는 반호형 형태의 각 연결파이프(30)로; 구성되는 것을 나타낸 것이다. 이때, 상기 상,하부 열교환파이프와 연결파이프는 통상적인 용접방식 등에 의하여 용접된다.

또한, 상기 상부 열교활파이프와 하부 열교환파이프 또한 최소한의 높이로, 즉 상기 상부 또는 하부 열교환파이프가 소정간격으로 이격된 통로 만큼 단차지게 형성된다.

상기에서, 상부 열교환파이프를 하부의 열교환파이프 사이의 중간에 위치하게 형성하는 것은, 하부의 열교환파이프 사이에 형성된 통로를 통과한 열기가 수직방향으로 바로 통과되는 것이 아니라 그 상부에 형성된 상부 열교환파이프의 하부와 다시 접촉되면서 상부 열교환파이프 사이에 형성된 통로를 거쳐, 즉 유선형 형태로 통과되도록 함으로써, 통과되는 열기가 하부 열교환파이프는 물론 상부 열교환파이프와의 최대한 넓은 접촉면적을 갖도록 하여 높은 열교환 효율성을 가질 수 있는 것이다.

또한, 상기 상,하부 열교환파이프(20)(20A)는, 열기와의 넓은 접촉면적을 가져 열교환 효율성을 극대화할 수 있도록 장방형 형태로 상,하부가 대칭되는 곡면부(20a)(20b)와, 상기 상,하부 곡면부(20a)(20b) 사이에 형성되는 수직부(20c)로 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 상,하부 열교환파이프는 통과되는 열기가 하부 곡면부로부터 중간의 수직부를 거쳐 다시 상부의 곡면부를 감싸듯이 통과되도록 함에 따라 열기와 최대한 넓은 접촉면적을 가질 수 있는 것이다.

그에 따라 버너부로부터 발생되는 열기는 하부 열교환파이프 사이에 형성된 통로를 통과하는 과정에서 그 하부 열교환파이프의 하부 곡면부와 수직부 및 상부 곡면부를 감싸듯이 접촉되면서 가열하게 됨과 아울러 상부 열교환파이프는 상기 하부 열교환파이프의 사이의 중간으로 위치함에 따라 하부 열교환파이프를 거친 열기가 다시 상부 열교환파이프의 하부 곡면부와 수직부 및 상부 곡면부를 감싸듯이 접촉되면서 통과됨으로써, 별도의 열교환핀이 없이도 최대한의 넓은 접촉면적을 가짐에 따라 열교환 효율성을 최대한 증대할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상,하부 열교환파이프를 최대한의 접촉면적을 가질 수 있도록 장방형 형태로 형성됨은 물론 특히 상부 열교환파이프는 하부 열교환파이프 사이의 중간에 형성됨에 따라 하부 열교환파이프를 거친 열기는 재차 상부 열교환파이프를 거쳐 통과하게 됨으로써, 최대한 넓은 접촉면적에 의하여 열교환 효율성을 극대화할 수 있는 조건을 가지는 것이다.

또한, 별도의 열교환이 필요없어 간단한 구조를 가짐에 따라 제작이 단시간 내에 간편하게 이루져 높은 생산 효율성도 가짐은 물론 제조원가 또한 절감할 수 있을 뿐만 아니라 부피도 최소화할 수 있는 부수적인 조건도 가지는 것이다.

한편, 상기한 지지판의 외측 상부 열교환파이프나 하부 열교환파이프의 끝단을 연결하는 연결파이프는 상,하부 열교환파이프가 나란하게 배열됨으로 연결작업에 따른 작업공간을 넓게 확보하기 위하여,

상기 상부 열교환파이프(20)의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에는 상향으로 절곡된 상향 절곡부(20')가 형성되며, 상기 하부 열교환파이프(20A)의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에는 하향으로 절곡된 하향 절곡부(20")를 형성하되, 상기 상향 절곡부(20') 및 하향 절곡부(20")와 연결되는 연결파이프(30) 또한 상기 상향 또는 하향으로 절곡된 각도로 대응되게 연결되는 것이 바람직하다.

다시 말해서, 나란하게 배열된 상부 열교환파이프나 하부 열교환파이프를 연결하는 연결파이프는 나란하게 연결할 경우, 그 연결파이프 간의 간격이 촘촘하여 연결작업이 상당히 번거러울 수 있으나, 이는 상,하부 열교환파이프의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에 상향 또는 하향으로 절곡되는 절곡부에 의하여 각 열교환파이프와 연결파이프 간에 넓은 공간이 확복됨에 따라 서로 간섭됨 없이 원활한 연결작업이 이루어질 수 있는 것이다.

그에 따라 상,하부 열교환파이프에 각 연결파이프를 연결시 넓게 확보되는 작업공간에 의하여 간섭됨이 최소화된 상태로 원활한 연결작업이 이루어질 수 있는 조건을 가지는 것이다.

1 : 열교환기
10 : 지지판 20 : 상부 열교환파이프
20A : 하부 열교환파이프 20a : 상부 곡면부
20b : 하부 곡면부 20c : 수직부
20' : 상향 절곡부 20" : 하향 절곡부
22 : 통로 30 : 연결파이프

Claims (4)

1. 보일러에 구비되는 열교환기(1)에 있어서,
   상기 열교환기(1)는, 양 측면에 형성되는 지지판(10)과;
   상기 지지판(10) 사이의 상,하부에 소정간격으로 이격되어 열기가 통과되는 통로(22)가 형성되도록 일렬로 배열되는 장방형 형태의 상,하부 열교환파이프(20)(20A)와;
   상기 상부 열교환파이프(20)는 열기와의 접촉 효율성을 높이기 위해 하부 열교환파이프(20A) 사이의 중간에 위치하도록 배열되며;
   상기 지지판(10)의 외측면으로 돌출되는 상,하부 열교환파이프(20)(20A)의 끝단에는 그 상,하부 열교환파이프(20)(20A)를 서로 연결하는 반호형 형태의 각 연결파이프(30)로; 구성되되,
   상기 상부 열교환파이프(20)의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에는 상향으로 절곡된 상향 절곡부(20')가 형성되며, 상기 하부 열교환파이프(20A)의 하나 건너 하나에 해당되는 각 열교환파이프에는 하향으로 절곡된 하향 절곡부(20")가 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상,하부 열교환파이프(20)(20A)는, 열기와의 넓은 접촉면적을 가질 수 있도록 장방형 형태로 상,하부가 대칭되는 곡면부(20a)(20b)와, 상기 상,하부 곡면부(20a)(20b) 사이에 형성되는 수직부(20c)로 형성되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 상향 절곡부(20') 및 하향 절곡부(20")와 연결되는 연결파이프(30) 또한 상기 상향 또는 하향으로 절곡된 각도로 대응되게 연결되는 것을 특징으로 하는 보일러용 열교환기.
   

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