KR101810122B1

KR101810122B1 - 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법

Info

Publication number: KR101810122B1
Application number: KR1020160080909A
Authority: KR
Inventors: 정창욱; 이헌재; 이현철
Original assignee: 린나이코리아 주식회사
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2017-12-19

Abstract

본 발명은 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법에 관한 것으로, 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기의 케이스의 접합부위 구조 및 접합방법을 개선하여 보일러의 가동 시 발생되는 응축수의 누수현상을 근본적으로 해소할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 잠열 열교환기 바디(10)를 1개의 몸체로 절곡하여 이음부위를 용접(11)한 다음, 잠열 열교환기 바디(10)의 상, 하부에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)를 조립할 수 있도록 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시키고 상기 각 연결 플랜지(40)(50)의 끼워 맞춤면에 브레이징 용제를 도포한 후 브레이징을 실시하여 이들을 일체화하며, 상기 잠열 열교환기 바디(10) 하부를 응축수 흐름의 방해가 없는 처마구조(12)로 형성하여 상기 잠열 열교환기 바디(10)를 덕트(30)의 연결 플랜지(50)에 브레이징한 것을 특징으로 한다.

Description

콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법{Mathod of Manufacturing Body and Connection Flange of Heat Exchanger for Latent Heat of Condensing Boiler}

본 발명은 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기의 케이스의 접합부위 구조 및 접합방법을 개선하여 보일러의 가동 시 발생되는 응축수의 누수현상을 근본적으로 해소할 수 있도록 하는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 연료를 연소시킬 때 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하여 축열하고, 이렇게 축열된 물을 강제적으로 순환시키는 순환펌프에 의해 실내에 설치된 난방배관으로 순환시켜 실내난방 및 욕실과 부엌 등에 온수로 공급하는 기기이다.

이러한, 보일러는 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러 가지 형식으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 난방수를 가열하는 열원에 따라 콘덴싱 또는 비콘덴싱 형식으로 구분할 수 있다.

상기 콘덴싱 방식은, 가스버너에 의해 연소된 열을 이용하여 직접적으로 난방수를 가열하는 현열 열교환기와 함께, 현열 열교환기를 통과한 배기가스의 응축 잠열을 재차 흡열하여 열효율을 극대화시키는 잠열 열교환기를 지니고 있는 것을 말한다.

이러한, 콘덴싱 가스보일러는 연소가스가 하측으로 이동하면서 열을 공급하도록 하는 하향 연소방식과, 열이 상측으로 이동되면서 열을 공급하는 상향 연소방식의 가스보일러로 다시 구분할 수 있다.

통상적으로 하향 연소식 콘덴싱 가스보일러의 구성을 살펴보면, 대한민국 공개특허공보 10-2014-0084599호에서와 같이 연소실 내부에서 열을 발생하도록 하는 가스버너(도시는 생략함)와, 상기 가스버너의 열을 받아서 현열파이프로 이동하는 난방수를 데워주는 현열 열교환기(20')와, 상기 현열 열교환기(20')에서 사용된 배기열을 이용하여서 잠열파이프를 통하여 이동하는 난방수에 잠열을 제공하도록 하는 잠열 열교환기(30')를 갖추고 있다.

따라서, 가스버너의 하부로는 현열 열교환기(20')가 배치되고, 현열 열교환기(20')에 이어져 그 하부로 잠열 열교환을 위한 잠열 열교환기(30')가 배치된다.

또한, 가스보일러 내부에는, 상기 현열 열교환기(20')와 잠열 열교환기(30')에서 맺혀진 응축수는 모아서 배출하는 중화기와, 가스보일러 내부의 일 측에 난방수가 팽창되는 체적을 보전하기 위하여 일정한 공간을 갖는 시스턴 탱크도 구비된다.

이와 같은 구성을 갖는 콘덴싱 가스보일러를 작동하면, 송풍 팬에 의해 공기가 공급됨과 아울러 가스공급관을 통해 가스가 공급되어 현열 열교환기의 내부에 설치된 가스버너가 점화되므로 화염을 발생하게 된다.

이에 따라, 가스버너의 연소열이 직접적으로 현열 열교환기(20')에 전달되어 그 내부 관로를 흐르는 난방수를 가열하게 되며, 배기덕트의 유로 상에 설치된 잠열 열교환기(30')는 배기가스 중의 잠열을 회수하여 난방수를 가열시키게 된다.

그리고, 잠열 열교환기(30')를 통과한 배기가스는 배기덕트(35a')를 통해서 외부로 방출되게 된다.

이때, 상기 잠열 열교환기(30')에서 응축 잠열을 회수하는 과정에서 응축수가 발생하게 되는데, 이 응축수는 자연스럽게 하부로 낙하하게 되어 응축수받이 격판에 고인 다음 파이프를 통하여 외부로 배출되면서 중화기에 모여지게 된다.

한편, 현열 열교환기(20')에서 열을 받아 가열된 난방수는 난방배관을 통과하면서 실내의 난방을 마치게 되고, 이렇게 난방을 마친 난방수는 난방수환수관을 통해 시스턴 탱크로 유입되어 체적의 변화를 발생시켜 압력이 완화된 다음 순환펌프(미도시)의 작동에 의해 물공급관을 통해 현열 열교환기(20')로 공급된 다음 현열 열교환기(20')를 지나면서 재차 가열되어 난방수 이송관을 통해 다시 난방배관으로 이동하게 된다.

이러한 과정을 반복적으로 수행하여 난방수가 순환되면서 난방 운전을 하게 된다.

(선행기술문헌)

(특허문헌 0001) 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2014-0084599호(2014.07.07.공개)

(특허문헌 0002) 대한민국 등록특허공보 10-1135231호(2012.04.03.등록)

그러나 이러한 종래의 잠열 열교환기의 바디는, 일체로 절곡되어 맞닿는 부위를 볼트(36')에 의해 체결하도록 되어 있어 볼트가 부식되지 않도록 산성의 응축수와 반응하지 않는 고가의 시일(seal)(도시는 생략함)을 사용하여야 되었으므로 보일러의 생산원가가 상승되는 요인으로 작용되었고, 또한 시일이 파손 시에는 체결부위를 통해 누수가 발생되는 치명적인 결함이 있었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 잠열 열교환기의 바디는 물론이고 현열 열교환기 및 닥트를 조립하는 연결 플랜지의 조립방법을 개선하여 시일을 사용하지 않고도 잠열 열교환기에서 열 교환으로 발생되는 응축수가 외부로 누수되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 잠열 열교환기 바디를 1개의 몸체로 절곡하여 이음부위를 용접한 다음, 잠열 열교환기 바디의 상, 하부에 현열 열교환기 및 닥트를 조립할 수 있도록 연결 플랜지를 각각 위치시키고 상기 각 연결 플랜지의 끼워 맞춤면에 브레이징 용제를 도포한 후 브레이징을 실시하여 이들을 일체화하며, 상기 잠열 열교환기 바디 하부를 응축수 흐름의 방해가 없는 처마구조로 형성하여 상기 잠열 열교환기 바디를 덕트의 연결 플랜지에 브레이징한 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법이 제공된다.

본 발명은 종래의 장치에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 잠열 열교환기 바디가 하나의 몸체로 이루어져 후면이 맞대기 스폿 용접되어 있으며 하부가 응축수의 흐름에 방해가 되지 않는 처마구조로 되어 있어 발생된 응축수가 잠열 열교환기 바디의 외부로 누수되는 현상을 근본적으로 해소할 수 있게 된다.

둘째, 고가의 시일을 사용하지 않음에 따라 보일러의 생산원가를 절감할 수 있게 된다.

셋째, 잠열 열교환기의 상부에 고정되는 현열 열교환기의 연결 플랜지 양측에 하향 경사면을 갖는 가이드부재가 일체로 형성되어 연소가스의 흐름을 중앙부로 모아 주도록 되어 있으므로 회수되는 열 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래 하향 연소식 콘덴싱 가스보일러의 구성을 나타낸 사시도
도 2는 본 발명이 적용된 하향 연소식 콘덴싱 가스보일러의 구성을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 요부를 나타낸 분해 사시도
도 4는 도 3의 조립상태 사시도
도 5는 본 발명의 저면을 나타낸 사시도
도 6은 본 발명에서 현열 열교환기의 연결 플랜지를 나타낸 종단면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 2는 본 발명이 적용된 하향 연소식 콘덴싱 가스보일러의 구성을 나타낸 사시도이고 도 3은 본 발명의 요부를 나타낸 분해 사시도이며 도 4는 도 3의 조립상태 사시도로써, 본 발명은 잠열 열교환기 바디(10)를 1개의 몸체로 절곡하여 이음부위를 용접(11)한 다음, 잠열 열교환기 바디(10)에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)를 조립할 수 있도록 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시키고 상기 각 연결 플랜지(40)(50)의 끼워 맞춤면에 브레이징 용제를 도포한 후 브레이징(brazing)을 실시하여 이들을 일체화하도록 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 바디(10)를 1개의 몸체로 절곡하여 이음부위인 후면을 맞대기 스폿 용접(11)하여 일체화하는 것이 작업상 유리하므로 보다 바람직하다.

또한, 상기 현열 열교환기(20)의 연결 플랜지(40)는 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 내측으로 끼워 맞춤되어 조립되도록 하고 덕트(30)의 연결 플랜지(50)는 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 외측으로 끼워 맞춤되어 조립되도록 하여 브레이징을 실시하도록 되어 있다.

또한, 상기 잠열 열교환기 바디(10) 하부가 도 5에 나타낸 바와 같이 응축수 흐름의 방해가 없는 처마구조(12)로 형성되어 상기 잠열 열교환기 바디(10)가 덕트(30)의 연결 플랜지(50)에 브레이징되어 있다.

이는, 잠열 열교환기(60)의 내부에서 열 교환으로 발생되는 응축수가 잠열 열교환기(60)의 설치부위에서 외부로 누수되지 않고 잠열 열교환기의 하부로 수거되도록 하기 위한 것이다.

도 6은 본 발명에서 잠열 열교환기의 연결 플랜지를 나타낸 종단면도로써, 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 상부에 브레이징되는 현열 열교환기(20)의 연결 플랜지(40)에는 양측에 하향 경사면(41a)을 갖는 가이드부재(41)를 일체로 더 형성하는 것이 보다 바람직하다.

이는, 연소가스의 흐름을 도 6에 나타낸 화살표 방향인 중앙부로 모아 주어 열 효율을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 잠열 열교환기 바디(10)의 전면에 복수 개의 구멍(13)을 형성하여 상기 구멍에 잠열 열교환기(60)의 파이프(도시는 생략함)를 조립한 다음 밖에서 별도의 시일재(도시는 생략함)를 이용하여 연결관(70)을 연결하도록 되어 있고 잠열 열교환기 바디(10)의 하부 각 변에는 엠보싱부(14)를 형성하여 잠열 열교환기 바디(10)의 내부에 잠열 열교환기 핀(도시는 생략함)을 넣고 상기 잠열 열교환기 핀을 잠열 열교환기 바디(10)에 고정구(도시는 생략함)로 고정하도록 되어 있다.

본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 잠열 열교환기 바디(10)를 도 3과 같이 1개의 몸체로 절곡하여 후면을 맞대기 스폿 용접(11)을 실시한 다음, 잠열 열교환기 바디(10)의 상, 하부에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)를 조립할 수 있도록 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시킨다.

이와 같이 잠열 열교환기 바디(10)의 상, 하부에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)를 조립할 수 있도록 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시킬 때, 상기 현열 열교환기(20)의 연결 플랜지(40)는 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 내측으로 끼워 맞춤되어 조립되도록 하고 덕트(30)의 연결 플랜지(50)는 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 외측으로 끼워 맞춤되어 조립되도록 하여야만 잠열 열교환기(60)에서 발생된 응축수가 외부로 누수되지 않고 잠열 열교환기(60)의 하부로 회수할 수 있게 된다.

이에 따라, 잠열 열교환기(60)를 구성하는 잠열 열교환기 바디(10)의 하부에 형성된 처마구조(12)가 도 5와 같이 덕트(30)의 연결 플랜지(50) 하부로 노출된다.

이와 같이 잠열 열교환기(60)의 상, 하부에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)를 조립할 수 있도록 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시키고 나면 상기 각 연결 플랜지(40)(50)의 끼워 맞춤면에 브레이징 용제를 도포한 후 브레이징을 실시하여 이들을 일체화하게 된다.

상기한 작업으로 잠열 열교환기 바디(10)에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)의 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시켜 브레이징하고 나면 상기 현열 열교환기(20)의 연결 플랜지(40)에는 도 6과 같이 양측에 하향 경사면(41a)을 갖는 가이드부재(41)가 형성되어 있어 현열 열교환기(20)에서 열 교환하고 난 연소가스를 화살표 방향인 중앙부로 모아 주게 되므로 종래의 콘덴싱 보일러에 비해 열 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 잠열 열교환기 바디 11 : 스폿 용접
12 : 처마구조 20 : 현열 열교환기
40, 50 : 연결 플랜지 41 : 가이드부재
41a : 경사면 60 : 잠열 열교환기

Claims

잠열 열교환기 바디(10)를 1개의 몸체로 절곡하여 이음부위를 용접(11)한 다음, 잠열 열교환기 바디(10)의 상, 하부에 현열 열교환기(20) 및 닥트(30)를 조립할 수 있도록 연결 플랜지(40)(50)를 각각 위치시키고 상기 각 연결 플랜지(40)(50)의 끼워 맞춤면에 브레이징 용제를 도포한 후 브레이징을 실시하여 이들을 일체화하며, 상기 잠열 열교환기 바디(10) 하부를 응축수 흐름의 방해가 없는 처마구조(12)로 형성하여 상기 잠열 열교환기 바디(10)를 덕트(30)의 연결 플랜지(50)에 브레이징한 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법.
청구항 1에 있어서,
상기 바디(10)의 이음부위인 후면을 맞대기 스폿 용접(11)하여 일체화하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법.
청구항 1에 있어서,
상기 현열 열교환기(20)의 연결 플랜지(40)는 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 내측으로 끼워 맞춤되어 조립하고 덕트(30)의 연결 플랜지(50)는 상기 잠열 열교환기 바디(10)의 외측으로 끼워 맞춤되어 조립하여 브레이징한 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
양측에 하향 경사면(41a)을 갖는 가이드부재(41)가 일체로 형성된 현열 열교환기 연결 플랜지(40)를 잠열 열교환기 바디(10)의 상부에 브레이징한 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기 바디와 연결 플랜지 조립방법.