KR101990810B1 - 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치에 관한 것으로, 유로캡을 플라스틱 재질로 형성하도록 하여, 생산성 및 내구성을 향상시키고, 유로캡과 플레이트가 착탈 가능하게 결합되도록 하여 전열관 내부를 청소할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유로캡을 플라스틱 재질로 형성하도록 하여, 생산성 및 내구성을 향상시키고, 유로캡과 플레이트가 착탈 가능하게 결합되도록 하여 튜브 내부를 청소할 수 있도록 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치에 관한 것이다.
일반적으로 가스보일러는 연료를 가스로 하고 열매체를 물로 하여 난방에 사용하는 것으로, 특히 온수겸용 보일러의 경우 난방순환수를 삼방밸브를 통해 보일러 내부 에서 순환시키고 간접 열교환 형태로 급수를 가열하여 온수도 사용 가능하게 한 연소기이다. 이러한 가스보일러 중 콘덴싱 가스보일러는 버려지는 열을 다시 보일러가 흡수하여 재활용함으로써 열손실을 줄일 수 있도록 설계되어, 열효율이 우수하고 연료비를 현저하게 줄일 수 있다. 그리고 열교환기를 이용하는 가스보일러는 열매체와 연료의 연소에 의한 연소가스 간에 열교환이 이루어지는 것으로, 핀-튜브 방식의 열교환기가 많이 사용된다. 이러한 핀-튜브 방식의 열교환기는 다른 방식의 열교환기 대비 열교환 효율이 높고 구조가 간단하여 소형으로 컴팩트하게 제작할 수 있으며 양산성이 높아 보일러, 에어컨 등 가정용과 산업용으로 널리 사용되고 있다. 또한, 핀-튜브 방식의 열교환기는 소형인 동시에 전열면적을 넓게 확보할 수 있어 하이핀이나 주름관을 적용한 열교환기에 비해 열효율이 우수한 장점이 있다.
도 1은 종래 핀-튜브 방식의 열교환기를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래 핀-튜브 방식의 열교환기(1)는, 장방형의 단면을 갖는 다수의 튜브(10)의 외측면에 복수의 전열핀(20)이 일정 간격으로 나란하게 결합되고, 상기 전열핀(20)에는 튜브(10)의 형상에 대응되는 다수의 삽입구멍(21)이 형성되어 그 내측으로 튜브(10)가 삽입된다. 튜브(10)의 외측면과 삽입구멍(21)이 접촉되는 부분은 용접 결합된다. 상기 전열핀(20)이 결합된 튜브(10)의 양끝단에는 엔드플레이트(30,40)가 접합 연결되고, 상기 엔드플레이트(30,40)에는 튜브(10)의 형상에 대응되는 다수의 삽입구멍(31,41)이 형성되어 그 내측으로 튜브(10)의 양끝단이 삽입된 뒤에 용접결합된다. 상기 엔드플레이트(30)의 전방측에는 유로캡(50;51,52,53)이 용접 결합되고, 상기 엔드플레이트(40)의 후방측에는 유로캡(60;61,62)이 용접 결합되어 튜브(10)의 내부를 흐르는 열매체의 유로를 전환하게 된다. 그리고 상기 유로캡(51,53)에는 열매체의 유입구(51a)와 유출구(53a)가 각각 형성되어 있다.
이러한 유로캡은 금속 재질로 형성되므로 원가가 비싸고, 유로캡과 엔드플레이트 간의 용접 공정으로 인하여 생산성이 악화되고, 용접 부분의 부식으로 인하여 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 유로캡이 엔드플레이트와 용접 결합되면, 분리가 불가능하므로, 튜브 내부를 청소할 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 유로캡을 플라스틱 재질로 형성하도록 하여, 생산성 및 내구성을 향상시키고, 유로캡과 플레이트가 착탈 가능하게 결합되도록 하여 전열관 내부를 청소할 수 있도록 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수 개가 병렬로 배치되는 판형의 전열핀; 복수 개의 상기 전열핀에 일체로 관통되는 복수 개의 전열관; 복수 개의 상기 전열관의 양 단부에 구비되되 각각의 상기 전열관의 단부가 관통되도록 복수 개의 삽입홀이 형성되는 한 쌍의 플레이트; 및 상기 플레이트에 결합된 상태로 한 쌍 이상의 상기 전열관의 단부를 커버하되 상기 전열관을 따라 흐르는 열매체의 방향을 전환시키는 유로캡을 포함하고, 상기 유로캡은 상기 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 유로캡은 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 유로캡은 PPS(Poly Phenylene Sulfide) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 유로캡의 양측에 외측 방향으로 돌출 형성되는 캡결합부 및 상기 캡결합부와 마주보도록 상기 플레이트에 돌출 형성되는 판결합부를 더 포함하고, 상기 유로캡이 상기 플레이트에 결합될 때, 결합볼트가 상기 캡결합부를 관통한 상태로 상기 판결합부에 착탈 가능하게 볼팅 결합되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 복수 개의 상기 전열관은 외부로부터 공급받는 열매체가 유입되는 하나 이상의 유입관 및 상기 유입관의 일측에 병렬로 위치되며 열매체가 유출되는 하나 이상의 유출관을 포함하고, 상기 유입관 내부로 유입되는 열매체는 상기 유로캡에 의하여 방향 전환되면서 상기 유출관으로 토출되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 유로캡에는 상기 유입관 및 상기 유출관의 단부에 각각 일대일로 삽입되도록 복수 개의 돌출부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 유로캡은: 상기 유입관의 일단부와 상기 유출관의 일단부를 일체로 커버하는 제 1 커버와, 상기 제 1 커버의 내부 일측에 상기 유입관의 일단부와 연통되는 제 1-1 공간부와, 상기 제 1 커버의 내부 타측에 상기 유출관의 일단부와 연통되는 제 1-2 공간부와, 상기 제 1-1 공간부와 연통되도록 상기 제 1 커버의 외부 일측에 구비되는 유입유로와, 상기 제 1-2 공간부와 연통되도록 상기 제 1 커버의 외부 타측에 구비되는 토출유로와, 상기 제 1-1 공간부와 상기 제 1-2 공간부 사이를 구획하는 구획판과, 상기 제 1-1 공간부의 일측에 상기 유입관의 일단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 1-1 관통부와, 상기 제 1-2 공간부의 일측에 상기 유출관의 일단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 1-2 관통부와, 상기 제 1-1 관통부의 내주연을 따라 상기 유입관의 일단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 1-1 돌출부와, 상기 제 1-2 관통부의 내주연을 따라 상기 유출관의 일단부에 삽입되도록 돌출 형성되는제 1-2 돌출부를 갖는 제 1 유로캡; 및 상기 유입관의 타단부와 상기 유출관의 타단부를 일체로 커버하는 제 2 커버와, 상기 제 2 커버의 내부에 상기 유입관의 타단부 및 상기 유출관의 타단부와 일체로 연통되는 제 2 공간부와, 상기 제 2 공간부의 일측에 상기 유입관의 타단부 및 상기 유출관의 타단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 2 관통부와, 상기 제 2 관통부의 내주연을 따라 상기 유입관의 타단부 및 상기 유출관의 타단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 2 돌출부를 갖는 제 2 유로캡을 포함하고, 상기 유입유로를 통하여 상기 제 1-1 공간부로 유입되는 열매체는 상기 유입관을 지나 상기 제 2 공간부로 이동된 후, 상기 제 2 공간부에서 이동 방향이 상기 유출관 방향으로 전환되고, 상기 유입관에서 상기 유출관으로 방향 전환된 열매체는 상기 제 1-2 공간부로 이동된 후, 상기 토출유로를 통하여 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 제 1 돌출부의 외주연에는 하나 이상의 제 1 오링이 끼워지고, 상기 제 2 돌출부의 외주연에는 하나 이상의 제 2 오링이 끼워지는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 전열관의 내부에 삽입되되 상기 전열관 내부의 길이방향을 따라 형성되는 가이드판과, 상기 가이드판의 길이방향을 따라 상호 이격되도록 배열되는 복수 개의 가이드홀과, 상기 가이드홀의 내주연 일측에 상기 가이드판의 일측 방향 또는 상기 가이드판의 타측 방향으로 돌출 형성되는 가이드편을 갖는 흐름유도부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 가이드편은 상기 전열관의 길이방향과 수직하지 않도록 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 가이드판의 길이방향을 따라 배열되는 복수 개의 상기 가이드편은 상기 가이드판의 양측을 한 번씩 번갈아가면서 상호 반대 방향으로 돌출 형성되되, 상기 가이드판의 일측에 상호 마주보도록 위치되는 한 쌍의 가이드편의 일측은 상호 가까워지는 방향으로 경사지도록 형성되고, 상기 전열관의 내부를 따라 상기 가이드홀로 안내되는 열매체는 복수 개의 상기 가이드홀을 차례로 통과하면서 상하 방향의 제 1 흐름을 형성하고, 상기 전열관의 내부를 따라 상기 가이드판의 일측으로 안내되는 열매체는 상기 가이드편의 경사진 방향을 따라 지그재그 형상의 제 2 흐름을 형성하는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
또한, 상기 가이드홀의 내주연은 삼각형 형상으로 형성되고, 상기 가이드편은 각각의 상기 가이드홀의 내주연 일측에 삼각형 형상으로 돌출 형성되되, 상기 가이드홀의 내주연 일측과 연결되는 제 1 선분, 상기 제 1 선분의 일측에 연결되는 제 2 선분 및 상기 제 2 선분과 상기 제 1 선분의 타측 사이를 연결하는 제 3 선분을 포함하고, 상기 가이드편으로 안내되는 상기 제 2 흐름은 경사진 상기 제 2 선분과 경사진 상기 제 3 선분을 각각 넘어가도록 안내되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 제공한다.
본 발명은 유로캡을 열에 강한 플라스틱 재질로 형성되도록 하여 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 유로캡은 플레이트에 착탈 가능하게 볼팅 결합되므로, 유로캡을 플레이트에서 용이하게 분리하여, 전열관 내부를 용이하게 청소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 복잡한 용접 공정 없이, 결합볼트를 이용하여 유로캡을 플레이트에 결합시키므로, 생산성이 향상되는 효과가 있으며, 용접을 하지 않으므로, 용접으로 인한 부식이 발생하지 않아, 내구성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 전열관의 내부를 따라 이동되는 열매체는 흐름유도부를 따라 이동되면서 복수의 흐름을 형성하므로, 열매체는 상하 방향 및 좌우 방향으로 계속 변화되는 불규칙한 흐름을 보이면서 빠른 속도로 흘러가게 되어, 비등 현상이 방지되는 효과가 있다.
또한, 가이드편의 일면에 부딪히는 흐름은 가이드편에 잠시도 머무르지 않고, 가이드편의 경사진 제 2 선분과 제 3 선분을 통하여 신속하게 지나가므로, 가이드편으로 유도되는 흐름은 가이드편에서 정체 현상 없이 빠른 속도로 지나가게 되는 효과가 있다.
도 1은 종래 핀-튜브 방식의 열교환기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 1 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 A-A' 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 2 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 2 열교환기의 유로캡이 볼트에 의하여 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부가 전열관에 삽입되는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부가 전열관에 삽입된 상태를 도시한 단면으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부를 따라 흐르는 열매체의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부의 가이드편을 넘어가는 열매체의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 1 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 2의 A-A' 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 2 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 2 열교환기의 유로캡이 볼트에 의하여 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부가 전열관에 삽입되는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부가 전열관에 삽입된 상태를 도시한 단면으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부를 따라 흐르는 열매체의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부의 가이드편을 넘어가는 열매체의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 더욱 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치를 분해하여 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 1 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치(1000)는 외부로부터 공급되는 열매체를 가열하여 난방 또는 온수로 사용하기 위한 것으로, 제 1 열교환기(100) 및 제 1 열교환기(100)와 나란하게 위치되는 제 2 열교환기(200)를 포함한다.
제 1 열교환기(100)는 복수 개가 병렬로 배치되는 판형의 제 1 전열핀(110)과, 복수 개의 제 1 전열핀(110)에 일체로 관통되는 복수 개의 제 1 전열관(120)과, 판형으로 형성되며 복수 개의 제 1 전열관(120)의 일단부에 일체로 결합되되 각각의 제 1 전열관(120)의 일단부가 관통되도록 복수 개의 제 1-1 삽입홀(131)이 형성되는 제 1-1 플레이트(130)와, 판형으로 형성되며 복수 개의 제 1 전열관(120)의 타단부에 일체로 결합되되 각각의 제 1 전열관(120)의 타단부가 관통되도록 복수 개의 제 1-2 삽입홀(133)이 형성되는 제 1-2 플레이트(132)와, 제 1-1, 1-2 플레이트(130, 132)에 결합된 상태로 한 쌍 이상의 제 1 전열관(120)의 단부를 커버하되 제 1 전열관(120)을 따라 흐르는 열매체의 방향을 전환시키는 제 1-1, 1-2, 1-3 유로캡(140, 142, 144)을 포함한다. 제 1-1, 1-2 삽입홀(131, 133)에 삽입된 각각의 제 1 전열관(120)은 제 1-1, 1-2 삽입홀(131, 133)에 용접 결합될 수 있다.
그리고 예를 들면 짝수 개로 병렬 배열되는 복수 개의 제 1 전열관(120) 중 가장 일측에 위치되는 제 1 전열관(120)의 일단부에 외부로부터 열매체가 공급되도록 유입부(150)가 연결되고, 가장 타측에 위치되는 제 1 전열관(120)의 일단부에 제 1 전열관(120)을 따라 이동되는 열매체가 후술하는 제 2 열교환기(200)로 전달되도록 연결부(152)가 연결된다. 그리고 유입부(150) 및 연결부(152)와 연결되지 않은 한 쌍의 제 1 전열관(120)의 일단부는 제 1-2 유로캡(142)에 의하여 상호 연결된다. 그리고 어느 한 쌍의 제 1 전열관(120)의 타단부는 제 1-1 유로캡(140)에 의하여 상호 연결되고, 다른 한 쌍의 전열관의 타측은 제 1-3 유로캡(144)에 의하여 상호 연결된다. 제 1-1, 1-2, 1-3 유로캡(140, 142, 144)은 금속 재질로 형성되어 제 1-1, 1-2 플레이트(130, 132)에 용접 결합될 수 있다.
그리고 유입부(150)로 유입되는 열매체는 제 1 전열관(120)을 따라 흐르되 제 1-1, 1-2, 1-3 유로캡(140, 142, 144)을 지나면서 진행 방향이 전환된 후 최종적으로 연결부(152)로 이동된다. 이때, 가스 등에 의한 열기가 제 1 전열핀(110)으로 전달되면, 제 1 전열핀(110)은 제 1 전열관(120)을 가열시키고, 제 1 전열관(120)을 따라 흐르는 열매체는 온수로 열교환된다.
도 5는 도 2의 A-A' 단면을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 2 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 전열관(120)과 연결된 연결부(152)는 후술하는 제 2 열교환기(200)의 유입유로(241a)와 결합된다. 그리고 제 1 전열관(120)의 내부를 통해 이동되는 열매체는 연결부(152) 및 유입유로(241a)를 지나 후술하는 제 2 전열관(220)으로 이동된다.
제 2 열교환기(200)는 제 1 전열핀(110)과 나란하도록 복수 개가 병렬로 배치되는 판형의 제 2 전열핀(210)과, 복수 개의 제 2 전열핀(210)에 일체로 관통되는 복수 개의 제 2 전열관(220)과, 판형으로 형성되며 복수 개의 제 2 전열관(220)의 일단부에 일체로 결합되되 각각의 제 2 전열관(220)의 일단부가 관통되도록 복수 개의 제 2-1 삽입홀(231)이 형성되는 제 2-1 플레이트(230)와, 판형으로 형성되며 복수 개의 제 2 전열관(220)의 타단부에 일체로 결합되되 각각의 제 2 전열관(220)의 타단부가 관통되도록 복수 개의 제 2-2 삽입홀(233)이 형성되는 제 2-2 플레이트(232)와, 제 2-1 플레이트(230)에 결합된 상태로 복수 개의 제 2 전열관(220)의 일단부를 커버하도록 결합되는 제 2-1 유로캡(240)과, 제 2-2 플레이트(232)에 결합된 상태로 복수 개의 제 2 전열관(220)의 타단부를 커버하도록 결합되는 제 2-2 유로캡(250)을 포함한다. 제 2-1, 2-2 삽입홀(231, 233)에 삽입된 제 2 전열관(220)은 제 2-1, 2-2 삽입홀(231, 233)에 용접 결합될 수 있다.
여기서 복수 개의 제 2 전열관(220)은 외부로부터 공급받는 열매체가 유입되는 하나 이상의 유입관(222) 및 유입관(222)의 일측에 병렬로 위치되며 열매체가 유출되는 하나 이상의 유출관(224)으로 구분된다. 예를 들면, 유입관(222) 및 유출관(224)은 각각 한 쌍씩 구비될 수 있다.
제 2-1 유로캡(240)은 유입관(222)의 일단부와 유출관(224)의 일단부를 일체로 커버하는 제 1 커버(241)와, 제 1 커버(241)의 내부 일측에 유입관(222)의 일단부와 연통되는 제 1-1 공간부(243)와, 제 1 커버(241)의 내부 타측에 유출관(224)의 일단부와 연통되는 제 1-2 공간부(244)와, 제 1-1 공간부(243)와 연통되도록 제 1 커버(241)의 외부 일측에 구비되는 유입유로(241a)와, 제 1-2 공간부(244)와 연통되도록 제 1 커버(241)의 외부 타측에 구비되는 토출유로(241b)와, 제 1-1 공간부(243)와 제 1-2 공간부(244) 사이를 구획하는 구획판(245)과, 제 1-1 공간부(243)의 일측에 유입관(222)의 일단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 1-1 관통부(246)와, 제 1-2 공간부(244)의 일측에 유출관(224)의 일단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 1-2 관통부(248)와, 제 1-1 관통부(246)의 내주연을 따라 유입관(222)의 일단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 1-1 돌출부(247)와, 제 1-2 관통부(248)의 내주연을 따라 유출관(224)의 일단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 1-2 돌출부(249)를 갖도록 구성된다.
제 2-2 유로캡(250)은 유입관(222)의 타단부와 유출관(224)의 타단부를 일체로 커버하는 제 2 커버(251)와, 제 2 커버(251)의 내부에 유입관(222)의 타단부 및 유출관(224)의 타단부와 일체로 연통되는 제 2 공간부(253)와, 제 2 공간부(253)의 일측에 유입관(222)의 타단부 및 유출관(224)의 타단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 2 관통부(256)와, 제 2 관통부(256)의 내주연을 따라 유입관(222)의 타단부 및 유출관(224)의 타단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 2 돌출부(257)를 갖도록 구성된다.
그리고 유입유로(241a)에 연결부(152)가 결합되어, 제 1 열교환기(100)를 지난 열매체는 유입유로(241a)를 지나 제 1-1 공간부(243)로 이동된다. 그리고 제 1-1 공간부(243)로 유입되는 열매체는 유입관(222)을 지나 제 2 공간부(253)로 이동된 후, 제 2 공간부(253)에서 이동 방향이 유출관(224) 방향으로 전환된다. 그리고 유입관(222)에서 유출관(224)으로 방향 전환된 열매체는 제 1-2 공간부(244)로 이동된 후, 토출유로(241b)를 통하여 외부로 토출된다.
여기서, 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)은 플라스틱 재질로 형성되며, 바람직하게는 열에 강한 PPS(Poly Phenylene Sulfide) 재질로 형성되는 것이다. 이처럼 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)이 플라스틱 재질로 형성되므로, 제 1, 2 커버(241, 251)에 후술하는 제 1, 2 캡결합부(242, 252)를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 플라스틱은 금속에 비하여 값이 저렴하므로, 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)의 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 제 1-1 돌출부(247) 및 제 1-2 돌출부(249)가 유입관(222) 및 유출관(224)의 일단부에 수밀하게 삽입되도록 제 1-1 돌출부(247) 및 제 1-2 돌출부(249)의 외주연에는 각각 제 1 오링(260)이 끼워지고, 제 2 돌출부(257)가 유입관(222) 및 유출관(224)의 타단부에 수밀하게 삽입되도록 제 2 돌출부(257)의 외주연에는 각각 제 2 오링(262)이 끼워질 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 제 2 열교환기의 유로캡이 볼트에 의하여 플레이트에 착탈 가능하게 결합되는 상태를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)은 제 2-1, 2-2 플레이트(230, 232)에 착탈 가능하게 결합된다. 이를 위하여 제 1 커버(241)의 양측에는 외측 방향으로 제 1 캡결합부(242)가 돌출 형성되고, 제 2-1 플레이트(230)의 제 1 캡결합부(242)와 마주보는 위치에는 제 1 판결합부(230a)가 돌출 형성된다. 그리고 제 2-1 유로캡(240)이 제 2-1 플레이트(230)에 결합될 때, 결합볼트(270)가 제 1 캡결합부(242)를 관통한 상태로 제 1 판결합부(230a)에 착탈 가능하게 볼팅 결합된다.
마찬가지로, 제 2 커버(251)의 양측에는 외측 방향으로 제 2 캡결합부(252)가 돌출 형성되고, 제 2-2 플레이트(232)의 제 2 캡결합부(252)와 마주보는 위치에는 제 2 판결합부(233a)가 돌출 형성된다. 그리고 제 2-2 유로캡(250)이 제 2-2 플레이트(232)에 결합될 때, 결합볼트(270)가 제 2 캡결합부(252)를 관통한 상태로 제 2 판결합부(232a)에 착탈 가능하게 볼팅 결합된다.
이처럼 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)은 제 2-1, 2-2 플레이트(230, 232)에 착탈 가능하게 결합되므로, 경우에 따라 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)을 제 2-1, 2-2 플레이트(230, 232)에서 용이하게 분리하여, 제 2 전열관(220) 내부를 용이하게 청소할 수 있는 효과가 있다. 또한, 복잡한 용접 공정 없이, 결합볼트(270)를 이용하여 제 2-1, 2-2 유로캡(240, 250)을 제 2-1, 2-2 플레이트(230, 232)에 결합시키므로, 생산성이 향상되는 효과가 있으며, 용접을 하지 않으므로, 용접으로 인한 부식이 발생하지 않아, 내구성이 향상되는 효과가 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부가 전열관에 삽입되는 상태를 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부가 전열관에 삽입된 상태를 도시한 단면으로 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 흐름유도부(300)는 제 1 전열관(120) 또는 제 2 전열관(220)의 내부가 가열되면서 국부적으로 과열된 부분에 비등이 발생되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이하에서 흐름유도부(300)는 제 2 전열관(220)에 적용되는 것을 기준으로 하여 설명하기로 한다. 제 2 전열관(220) 내부를 따라 흐르는 열매체, 즉 물은 제 2 전열관(220)이 가열됨에 따라 온수로 가열된다. 그런데 제 2 전열관(220) 내부를 따라 흐르는 열매체의 유속이 느린 경우, 열매체는 필요 이상으로 제 2 전열관(220)으로부터 열을 전달받게 되어, 결국 기포가 발생하면서 기체로 변하는 비등 현상이 발생된다. 이러한 비등은 열매체의 유속을 더욱 감소시키고, 기포로 인한 소음을 유발한다. 따라서 제 2 전열관(220)을 따라 흐르는 열매체는 신속하게 이동되도록 흐름을 만들어주어야 한다. 이를 위하여 본 발명은 제 2 전열관(220) 내부에 흐름유도부(300)를 삽입하여 제 2 전열관(220)을 따라 흐르는 열매체가 신속하게 이동되도록 유도한다.
흐름유도부(300)는 제 2 전열관(220)의 내부에 삽입되되 제 2 전열관(220) 내부의 길이방향을 따라 판형으로 길게 형성되는 가이드판(302)과, 가이드판(302)의 길이방향을 따라 상호 이격되도록 배열되는 복수 개의 가이드홀(304)과, 가이드홀(304)의 내주연 일측에 가이드판(302)의 일측 방향 또는 가이드판(302)의 타측 방향으로 돌출 형성되는 복수 개의 가이드편(306)을 포함한다. 여기서 가이드편(306)은 제 2 전열관(220)의 길이방향과 수직하지 않도록 경사지게 배치된다. 그리고 가이드판(302)의 길이방향을 따라 배열되는 복수 개의 가이드편(306)은 가이드판(302)의 양측을 한 번씩 번갈아가면서 상호 반대 방향으로 돌출 형성되되, 가이드판(302)의 일측에 상호 마주보도록 위치되는 한 쌍의 가이드편(306)의 일측은 상호 가까워지는 방향으로 경사지도록 형성된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부를 따라 흐르는 열매체의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치의 흐름유도부의 가이드편을 넘어가는 열매체의 흐름을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제 2 전열관(220)의 내부를 따라 가이드홀(304)로 안내되는 열매체는 복수 개의 가이드홀(304)을 차례로 통과하면서 상하 방향의 제 1 흐름(f1)을 형성하고, 제 2 전열관(220)의 내부를 따라 가이드판(302)의 일측으로 안내되는 열매체는 가이드편(306)의 경사진 방향을 따라 지그재그 형상 즉, 좌우 방향의 제 2 흐름(f2)을 형성한다. 이처럼 제 2 전열관(220)의 내부를 따라 이동되는 열매체는 흐름유도부(300)를 따라 이동되면서 제 1 흐름(f1) 및 제 2 흐름(f2)을 형성하므로, 열매체는 상하 방향 및 좌우 방향으로 계속 변화되는 불규칙한 흐름을 보이면서 빠른 속도로 흘러가게 되어, 비등 현상이 방지되는 효과가 있다.
한편, 가이드홀(304)의 내주연은 삼각형 형상으로 형성되고, 가이드편(306)은 각각의 가이드홀(304)의 내주연 일측에 삼각형 형상으로 돌출 형성된다. 따라서 가이드편(306)은 가이드홀(304)의 내주연 일측과 연결되는 제 1 선분(306a), 제 1 선분(306a)의 일측에 연결되는 제 2 선분(306b) 및 제 2 선분(306b)과 제 1 선분(306a)의 타측 사이를 연결하는 제 3 선분(306c)을 포함한다. 그 결과 가이드편(306)으로 안내되는 제 2 흐름(f2)은 가이드편(306)의 일면에 부딪힌 후 경사진 제 2 선분(306b)과 경사진 제 3 선분(306c)을 각각 넘어가도록 안내된다.
즉, 제 2 선분(306b)과 제 3 선분(306c) 사이는 상부로 갈수록 그 폭이 좁아지도록 형성되므로, 가이드편(306)의 일면에 부딪힌 제 2 흐름(f2)은 제 2 선분(306b)과 제 3 선분(306c) 사이의 꼭짓점과 가까워지는 방향으로 이동될수록 그 폭이 좁아지는 제 2 선분(306b)과 제 3 선분(306c) 사이를 용이하게 넘어가게 된다. 이처럼 가이드편(306)의 일면에 부딪히는 제 2 흐름(f2)은 가이드편(306)에 잠시도 머무르지 않고, 가이드편(306)의 경사진 제 2 선분(306b)과 경사진 제 3 선분(306c)으로 신속하게 유도되므로, 제 2 흐름(f2)은 가이드편(306)에서 정체 현상이 발생되지 않고 빠른 속도로 지나가게 되는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예에서 상세히 설명되었지만, 본 발명을 이로 한정하지 않음은 당연하고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
1000: 열교환장치
100: 제 1 열교환기
110: 제 1 전열핀 120: 제 1 전열관
130: 제 1-1 플레이트 131: 제 1-1 삽입홀
132: 제 1-2 플레이트 133: 제 1-2 삽입홀
140: 제 1-1 유로캡 142: 제 1-2 유로캡
144: 제 1-3 유로캡 150: 유입부
152: 연결부
200: 제 2 열교환기
210: 제 2 전열핀 220: 제 2 전열관
222: 유입관 224: 유출관
230: 제 2-1 플레이트 230a: 제 1 판결합부
231: 제 2-1 삽입홀 232: 제 2-2 플레이트
232a: 제 2 판결합부 233: 제 2-2 삽입홀
240: 제 2-1 유로캡 241: 제 1 커버
241a: 유입유로 241b: 토출유로
242: 제 1 캡결합부 243: 제 1-1 공간부
244: 제 1-2 공간부 245: 구획판
246: 제 1-1 관통부 247: 제 1-1 돌출부
248: 제 1-2 관통부 249: 제 1-2 돌출부
250: 제 2-2 유로캡 251: 제 2 커버
252: 제 2 캡결합부 253: 제 2 공간부
256: 제 2 관통부 257: 제 2 돌출부
260: 제 1 오링 262: 제 2 오링
270: 볼트
300: 흐름유도부
302: 가이드판 304: 가이드홀
306: 가이드편 306a: 제 1 선분
306b: 제 2 선분 306c: 제 3 선분
f1: 제 1 흐름 f2: 제 2 흐름
100: 제 1 열교환기
110: 제 1 전열핀 120: 제 1 전열관
130: 제 1-1 플레이트 131: 제 1-1 삽입홀
132: 제 1-2 플레이트 133: 제 1-2 삽입홀
140: 제 1-1 유로캡 142: 제 1-2 유로캡
144: 제 1-3 유로캡 150: 유입부
152: 연결부
200: 제 2 열교환기
210: 제 2 전열핀 220: 제 2 전열관
222: 유입관 224: 유출관
230: 제 2-1 플레이트 230a: 제 1 판결합부
231: 제 2-1 삽입홀 232: 제 2-2 플레이트
232a: 제 2 판결합부 233: 제 2-2 삽입홀
240: 제 2-1 유로캡 241: 제 1 커버
241a: 유입유로 241b: 토출유로
242: 제 1 캡결합부 243: 제 1-1 공간부
244: 제 1-2 공간부 245: 구획판
246: 제 1-1 관통부 247: 제 1-1 돌출부
248: 제 1-2 관통부 249: 제 1-2 돌출부
250: 제 2-2 유로캡 251: 제 2 커버
252: 제 2 캡결합부 253: 제 2 공간부
256: 제 2 관통부 257: 제 2 돌출부
260: 제 1 오링 262: 제 2 오링
270: 볼트
300: 흐름유도부
302: 가이드판 304: 가이드홀
306: 가이드편 306a: 제 1 선분
306b: 제 2 선분 306c: 제 3 선분
f1: 제 1 흐름 f2: 제 2 흐름
Claims (12)
- 복수 개가 병렬로 배치되는 판형의 전열핀;
복수 개의 상기 전열핀에 일체로 관통되는 복수 개의 전열관;
복수 개의 상기 전열관의 양 단부에 구비되되 각각의 상기 전열관의 단부가 관통되도록 복수 개의 삽입홀이 형성되는 한 쌍의 플레이트; 및
상기 플레이트에 결합된 상태로 한 쌍 이상의 상기 전열관의 단부를 커버하되 상기 전열관을 따라 흐르는 열매체의 방향을 전환시키는 유로캡을 포함하고,
상기 유로캡은 상기 플레이트에 착탈 가능하게 결합되고,
상기 전열관의 내부에 삽입되되 상기 전열관 내부의 길이방향을 따라 형성되는 가이드판과, 상기 가이드판의 길이방향을 따라 상호 이격되도록 배열되는 복수 개의 가이드홀과, 상기 가이드홀의 내주연 일측에 상기 가이드판의 일측 방향 또는 상기 가이드판의 타측 방향으로 돌출 형성되는 가이드편을 갖는 흐름유도부를 더 포함하고,
상기 가이드편은 상기 전열관의 길이방향과 수직하지 않도록 경사지게 배치되고,
상기 가이드판의 길이방향을 따라 배열되는 복수 개의 상기 가이드편은 상기 가이드판의 양측을 한 번씩 번갈아가면서 상호 반대 방향으로 돌출 형성되되, 상기 가이드판의 일측에 상호 마주보도록 위치되는 한 쌍의 가이드편의 일측은 상호 가까워지는 방향으로 경사지도록 형성되고,
상기 전열관의 내부를 따라 상기 가이드홀로 안내되는 열매체는 복수 개의 상기 가이드홀을 차례로 통과하면서 상하 방향의 제 1 흐름을 형성하고,
상기 전열관의 내부를 따라 상기 가이드판의 일측으로 안내되는 열매체는 상기 가이드편의 경사진 방향을 따라 지그재그 형상의 제 2 흐름을 형성하는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유로캡은 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 유로캡은 PPS(Poly Phenylene Sulfide) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 유로캡의 양측에 외측 방향으로 돌출 형성되는 캡결합부 및 상기 캡결합부와 마주보도록 상기 플레이트에 돌출 형성되는 판결합부를 더 포함하고,
상기 유로캡이 상기 플레이트에 결합될 때, 결합볼트가 상기 캡결합부를 관통한 상태로 상기 판결합부에 착탈 가능하게 볼팅 결합되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 1 항에 있어서,
복수 개의 상기 전열관은 외부로부터 공급받는 열매체가 유입되는 하나 이상의 유입관 및 상기 유입관의 일측에 병렬로 위치되며 열매체가 유출되는 하나 이상의 유출관을 포함하고,
상기 유입관 내부로 유입되는 열매체는 상기 유로캡에 의하여 방향 전환되면서 상기 유출관으로 토출되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 유로캡에는 상기 유입관 및 상기 유출관의 단부에 각각 일대일로 삽입되도록 복수 개의 돌출부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 5 항에 있어서,
상기 유로캡은:
상기 유입관의 일단부와 상기 유출관의 일단부를 일체로 커버하는 제 1 커버와, 상기 제 1 커버의 내부 일측에 상기 유입관의 일단부와 연통되는 제 1-1 공간부와, 상기 제 1 커버의 내부 타측에 상기 유출관의 일단부와 연통되는 제 1-2 공간부와, 상기 제 1-1 공간부와 연통되도록 상기 제 1 커버의 외부 일측에 구비되는 유입유로와, 상기 제 1-2 공간부와 연통되도록 상기 제 1 커버의 외부 타측에 구비되는 토출유로와, 상기 제 1-1 공간부와 상기 제 1-2 공간부 사이를 구획하는 구획판과, 상기 제 1-1 공간부의 일측에 상기 유입관의 일단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 1-1 관통부와, 상기 제 1-2 공간부의 일측에 상기 유출관의 일단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 1-2 관통부와, 상기 제 1-1 관통부의 내주연을 따라 상기 유입관의 일단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 1-1 돌출부와, 상기 제 1-2 관통부의 내주연을 따라 상기 유출관의 일단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 1-2 돌출부를 갖는 제 1 유로캡; 및
상기 유입관의 타단부와 상기 유출관의 타단부를 일체로 커버하는 제 2 커버와, 상기 제 2 커버의 내부에 상기 유입관의 타단부 및 상기 유출관의 타단부와 일체로 연통되는 제 2 공간부와, 상기 제 2 공간부의 일측에 상기 유입관의 타단부 및 상기 유출관의 타단부와 일대일로 마주보도록 관통 형성되는 제 2 관통부와, 상기 제 2 관통부의 내주연을 따라 상기 유입관의 타단부 및 상기 유출관의 타단부에 삽입되도록 돌출 형성되는 제 2 돌출부를 갖는 제 2 유로캡을 포함하고,
상기 유입유로를 통하여 상기 제 1-1 공간부로 유입되는 열매체는 상기 유입관을 지나 상기 제 2 공간부로 이동된 후, 상기 제 2 공간부에서 이동 방향이 상기 유출관 방향으로 전환되고,
상기 유입관에서 상기 유출관으로 방향 전환된 열매체는 상기 제 1-2 공간부로 이동된 후, 상기 토출유로를 통하여 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 돌출부의 외주연에는 하나 이상의 제 1 오링이 끼워지고,
상기 제 2 돌출부의 외주연에는 하나 이상의 제 2 오링이 끼워지는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 가이드홀의 내주연은 삼각형 형상으로 형성되고,
상기 가이드편은 각각의 상기 가이드홀의 내주연 일측에 삼각형 형상으로 돌출 형성되되, 상기 가이드홀의 내주연 일측과 연결되는 제 1 선분, 상기 제 1 선분의 일측에 연결되는 제 2 선분 및 상기 제 2 선분과 상기 제 1 선분의 타측 사이를 연결하는 제 3 선분을 포함하고,
상기 가이드편으로 안내되는 상기 제 2 흐름은 경사진 상기 제 2 선분과 경사진 상기 제 3 선분을 각각 넘어가도록 안내되는 것을 특징으로 하는 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020180143391 | 2018-11-20 | ||
| KR20180143391 | 2018-11-20 |
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|---|---|
| KR101990810B1 true KR101990810B1 (ko) | 2019-06-19 |
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ID=67104322
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190001266A KR101990810B1 (ko) | 2018-11-20 | 2019-01-04 | 착탈 가능한 유로캡을 갖는 열교환장치 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0953894A (ja) * | 1995-08-14 | 1997-02-25 | Sakushiyon Gas Kikan Seisakusho:Kk | 両管板固定式の熱交換器及びその組立方法 |
| JP2007192441A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 放熱器、放熱器の製造方法及びそれを備えた冷却装置 |
| KR20100057956A (ko) * | 2008-11-24 | 2010-06-03 | 롯데알미늄 주식회사 | 잠열 열교환기용 순환수 연결부재 |
| KR101400833B1 (ko) | 2012-12-26 | 2014-05-29 | 주식회사 경동나비엔 | 핀-튜브 방식의 열교환기 |
-
2019
- 2019-01-04 KR KR1020190001266A patent/KR101990810B1/ko active IP Right Grant
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