KR102207962B1 - Tube assembly for tube frame type heat exchanger and Tube frame type heat exchanger including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열매체와 연소가스 간에 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 연소가스의 연소열에 인한 터뷸레이터의 고온산화 및 소손을 방지하고, 수압이 높은 환경에서 발생할 수 있는 튜브의 변형 및 파손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 관체형 열교환기용 튜브 조립체는, 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브; 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터;를 포함하되, 상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측의 현열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 상부와, 연소가스의 배출측의 잠열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 하부로 이루어지되, 상기 튜브를 통과하는 연소가스의 온도 및 부피 변화에 대응하도록 상기 터뷸레이터의 하부와 상기 튜브의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적은, 상기 터뷸레이터의 상부와 상기 튜브의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention improves the heat exchange efficiency between the heating medium and the combustion gas, prevents high-temperature oxidation and burnout of the turbulator due to the combustion heat of the combustion gas, and prevents deformation and damage of the tube that may occur in a high water pressure environment, thereby improving durability. An object thereof is to provide an improved tube assembly for a tubular heat exchanger and a tubular heat exchanger including the same.
The tube assembly for a tubular heat exchanger of the present invention for implementing this includes: a tube having a flat shape to allow combustion gas generated in a combustion chamber to flow along the inside and heat exchange with a heat medium flowing outside; A turbulator coupled to the inner side of the tube to induce turbulence in the flow of the combustion gas, wherein the turbulator includes an upper portion of the turbulator provided in the sensible heat exchanger on the inlet side of the combustion gas and combustion A combustion gas flow path between the lower part of the turbulator and the inner surface of the tube to correspond to a temperature and volume change of the combustion gas passing through the tube, consisting of a lower portion of the turbulator provided in the latent heat heat exchange unit on the discharge side of the gas The area is formed to be smaller than the area of the combustion gas flow path between the upper portion of the turbulator and the inner surface of the tube.
Description
본 발명은 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환 효율을 향상시킴과 아울러 수압이 높은 환경에서도 변형 및 파손을 방지할 수 있는 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a tube assembly for a tubular heat exchanger and a tubular heat exchanger including the same, and more particularly, a tube assembly for a tubular heat exchanger capable of improving heat exchange efficiency and preventing deformation and damage even in a high water pressure environment. And it relates to a tubular heat exchanger comprising the same.
일반적으로 난방장치는 연료의 연소에 의한 연소가스와 열매체 간에 열교환이 이루어지는 열교환기를 구비함으로써 가열된 열매체를 이용하여 난방을 수행하거나 온수를 공급하게 된다.In general, a heating device includes a heat exchanger that performs heat exchange between a combustion gas and a heat medium by combustion of fuel, thereby performing heating or supplying hot water using the heated heat medium.
열교환기 중 관체형 열교환기는, 버너의 연소에 의해 발생된 연소가스가 내부를 유동하는 복수의 튜브를 구비하고, 튜브의 외측에는 열매체를 유동시켜 연소가스와 열매체 간에 열교환이 이루어지는 구조로 이루어져 있다.Among the heat exchangers, the tubular heat exchanger has a structure in which a plurality of tubes through which combustion gas generated by combustion of a burner flows inside, and a heat medium flows outside the tube to exchange heat between the combustion gas and the heat medium.
이와 같은 관체형 열교환기와 관련된 선행기술로서, 도 1과 도 2는 유럽 공개특허공보 EP 2508834에 개시된 열교환기, 도 3과 도 4는 유럽 공개특허공보 EP2437022에 개시된 열교환기를 나타낸 것이다.As a prior art related to such a tubular heat exchanger, FIGS. 1 and 2 show a heat exchanger disclosed in EP 2508834, and FIGS. 3 and 4 show a heat exchanger disclosed in EP2437022.
도 1과 도 2에 도시된 열교환기의 경우, 외부 자켓의 형태가 상부 덮개(10)를 기준으로 아래 방향으로 원추 형상을 가지며, 외부 자켓의 내부에 연소실(4), 상판(2), 상판 하부에 다수의 연관, 그 아래 하판(3)으로 구성된다. 상판(2)과 하판(3) 사이에는 3종류의 격막(5,6,7)이 설치되어 있으며, 상부 격막(5)은 원뿔 형상으로(각도 90˚<β<180˚)되어 있으며 중앙부에 개구부를 가진다. 중간 격막(6)은 외통의 직경보다 작거나 비슷한 평판이며, 하부 격막(7)은 외통과 비슷한 직경을 가지며 중앙에 개구부를 가진 구조로 되어 있다. 상기의 격막에는 규칙적인 분배 구멍이 추가되어 있으며, 이는 단일 원 또는 동심 원의 수로 배열된 구조이다. In the case of the heat exchanger shown in FIGS. 1 and 2, the outer jacket has a conical shape in a downward direction with respect to the
상부 덮개(10)에 체결되는 버너의 연소를 통해 발생되는 연소가스가 연소실 (4)에서 1차 열교환 되며, 연소가스의 현열 및 잠열은 다수의 연관을 통해 열교환기 내부의 유체로 전달된다. 열교환기 내부의 유체는 유체 입구(11)를 통해 유입되어 하부 격막(7)의 중앙 개구부를 거쳐 중간 격막(6)의 직경 외부로 흘러들어 가고, 상부 격막(5)의 중앙 개구부로 흐르게 되며 유체 출구(12)로 배출된다. The combustion gas generated through combustion of the burner fastened to the
도 3과 도 4에 도시된 열교환기의 경우, 상기 도 1과 도 2에 도시된 구조와 유사하나, 상판(2)과 하판(3)이 원추의 형상으로 이루어진 구조이다.In the case of the heat exchanger shown in Figs. 3 and 4, it is similar to the structure shown in Figs. 1 and 2, but the
상기 도 1 내지 도 4에 도시된 종래 열교환기에 적용된 납작한 형태 및 엠보가 적용된 연관의 경우, 저압용 보일러에는 적용이 가능하지만, 온수기 및 상업용 제품, 대용량 보일러와 같이 사용환경의 압력이 높은 기기에는 연관의 변형 및 파손 발생 가능성이 높아 적용이 불가능한 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서는 적용 소재의 두께를 키워야 하며, 이로 인하여 재료비가 크게 상승하게 된다. In the case of the flat shape and embossed pipe applied to the conventional heat exchanger shown in Figs. 1 to 4, it is applicable to low-pressure boilers, but to equipment with high pressure in the operating environment such as water heaters, commercial products, and large-capacity boilers. There is a disadvantage that it cannot be applied due to the high possibility of occurrence of deformation and damage. In order to solve this problem, the thickness of the material to be applied must be increased, resulting in a significant increase in material cost.
또한, 단위 질량당 체적이 큰 고온의 연소가스가 흐르는 통로인 연관 상부와 열교환 후 저온이 된 연소가스가 흐르는 연관 하부의 연관 구조가 동일하기 때문에 열교환 효율을 높이기 위해 엠보의 적용 수량을 늘릴 경우, 연관 상부에 유동 저항이 크게 발생하게 되며, 이를 해결하기 위해 엠보의 적용 수량을 줄일 경우, 콘덴싱 효과가 발생되는 잠열부의 열교환 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다. In addition, if the number of embossing is increased to increase heat exchange efficiency, since the upper part of the pipe, the passage through which the high-temperature combustion gas flows with a large volume per unit mass, and the lower part of the pipe through which the low-temperature combustion gas flows are the same, The flow resistance is largely generated at the top of the pipe, and if the number of embossing is reduced to solve this problem, there is a disadvantage that the heat exchange efficiency of the latent heat portion where the condensing effect occurs is significantly lowered.
잠열부에 엠보 수량을 늘리는 방안은 엠보의 형상 및 사이즈로 인해 일정한 수량 이상으로는 제작이 불가능하며, 설령 적용하더라도 제작 공정이 복잡해져서 제작 비용이 상승하게 된다. The method of increasing the number of embosses in the latent heat portion cannot be manufactured more than a certain quantity due to the shape and size of the embossing, and even if applied, the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases.
내부의 격막의 경우, 원추형의 외통으로 인해 3종류의 형태가 상이하여 부품 수가 증가하는 단점이 있으며, 특히 상부 격막의 경우 원뿔 형상으로 이루어져 있어 가공 비용이 상승하고, 열교환기의 조립 공정이 난해한 문제점이 있다. In the case of the inner diaphragm, the number of parts is increased due to the three types of different shapes due to the conical outer cylinder.In particular, the upper diaphragm has a conical shape, which increases the processing cost and makes the assembly process of the heat exchanger difficult. There is this.
또한, 종래 열교환기에 적용된 납작한 형태가 적용된 튜브의 경우, 저압용 보일러(사용압력 : 6 kg/㎠ 이하)에는 적용이 가능하지만, 온수기 및 상업용 제품, 대용량 보일러와 같이 사용환경의 압력이 높은 기기에는 튜브의 변형 및 파손 발생 가능성이 높아 적용이 불가능한 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서는 적용 소재의 두께를 키워야 하며, 이로 인하여 열교환 능력이 저하되고, 가공 난이도의 상승에 따라 제조성이 저하되며, 원가 상승의 문제점이 있다.In addition, in the case of a tube with a flat shape applied to a conventional heat exchanger, it can be applied to a low pressure boiler (operating pressure: 6 kg/㎠ or less), but it is applicable to equipment with high pressure in the operating environment such as water heaters, commercial products, and large-capacity boilers. There is a disadvantage that the tube cannot be applied due to the high possibility of deformation and breakage. In order to solve this problem, the thickness of the material to be applied must be increased, resulting in a decrease in heat exchange capability, a decrease in manufacturability with an increase in processing difficulty, and an increase in cost.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열매체와 연소가스 간에 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 연소가스의 연소열에 인한 터뷸레이터의 고온산화 및 소손을 방지하고, 수압이 높은 환경에서 발생할 수 있는 튜브의 변형 및 파손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, improves the heat exchange efficiency between the heating medium and the combustion gas, prevents high-temperature oxidation and burnout of the turbulator due to the combustion heat of the combustion gas, and occurs in an environment with high water pressure. An object thereof is to provide a tube assembly for a tubular heat exchanger capable of improving durability by preventing deformation and damage of the tube, and a tubular heat exchanger including the same.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 관체형 열교환기용 튜브 조립체는, 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브; 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터;를 포함하되, 상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측의 현열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 상부와, 연소가스의 배출측의 잠열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 하부로 이루어지되, 상기 튜브를 통과하는 연소가스의 온도 및 부피 변화에 대응하도록 상기 터뷸레이터의 하부와 상기 튜브의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적은, 상기 터뷸레이터의 상부와 상기 튜브의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.The tube assembly for a tubular heat exchanger of the present invention for realizing the object as described above includes: a tube made of a flat shape to allow combustion gas generated in a combustion chamber to flow along the inside and heat exchange with a heat medium flowing outside; A turbulator coupled to the inner side of the tube to induce turbulence in the flow of the combustion gas, wherein the turbulator includes an upper portion of the turbulator provided in the sensible heat exchanger on the inlet side of the combustion gas and combustion A combustion gas flow path between the lower part of the turbulator and the inner surface of the tube to correspond to a temperature and volume change of the combustion gas passing through the tube, consisting of a lower portion of the turbulator provided in the latent heat heat exchange unit on the discharge side of the gas The area is formed to be smaller than the area of the combustion gas flow path between the upper portion of the turbulator and the inner surface of the tube.
상기 터뷸레이터는, 상기 연소실에 근접한 상기 튜브의 상부 내측에 상기 튜브와 면접촉되도록 결합되어 열전도도를 증대시킴과 아울러 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 상부 터뷸레이터, 및 상기 상부 터뷸레이터의 하측으로 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터로 구성될 수 있다.The turbulator is an upper turbulator that is coupled to an upper inner side of the tube adjacent to the combustion chamber so as to be in surface contact with the tube to increase thermal conductivity and to induce turbulence in the flow of the combustion gas, and the upper turbulator It may be configured as a lower turbulator that is coupled to the inner side of the tube to the lower side of the radar to induce turbulence in the flow of the combustion gas.
상기 상부 터뷸레이터는, 상기 튜브의 일측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면을 포함하는 제1부분과, 상기 튜브의 타측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면을 포함하는 제2부분으로 이루어질 수 있다.The upper turbulator has a shape corresponding to one side of the tube and includes a first tube contact surface that is in surface contact with the inner side of one side of the tube, and a shape corresponding to the other side of the tube. It may consist of a second portion including a second tube contact surface that is in surface contact with the inner surface of the other side of the tube.
상기 상부 터뷸레이터의 제1부분과 제2부분은 하나의 모재 플레이트를 상기 모재 플레이트의 중심선을 기준으로 절곡시켜 가공될 수 있다.The first part and the second part of the upper turbulator may be processed by bending one base plate based on a center line of the base plate.
상기 상부 터뷸레이터에는, 상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제2 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 외측단이 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 타측부를 지지하는 제1 압력지지부와, 상기 제2 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제1 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 일측부를 지지하는 제2 압력지지부가 형성될 수 있다.In the upper turbulator, a first pressure support part is formed by cutting a part of the first tube contact surface to be bent so that an outer end is positioned on the same line as the outer surface of the second tube contact surface to support the other side of the tube; and A second pressure support portion may be formed by cutting a portion of the second tube contact surface and bending it to be positioned on the same line as the outer surface of the first tube contact surface to support one side of the tube.
상기 상부 터뷸레이터에는, 상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제1 가이드부와, 상기 제2튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제2 가이드부가 형성되되, 상기 제1 가이드부와 제2 가이드부는 상하로 이격되며 교대로 형성되어 연소가스의 유동방향이 변경되도록 유도할 수 있다.In the upper turbulator, a first guide portion bent toward the inner space of the tube by cutting a portion of the first tube contact surface, and a portion of the second tube contact surface to be cut to face the inner space of the tube. A bent second guide part is formed, the first guide part and the second guide part are vertically spaced apart and alternately formed to induce a change in the flow direction of the combustion gas.
상기 상부 터뷸레이터에는, 상기 제1 튜브 접촉면에서 절개된 제1절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제2 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제1 압력지지부와, 상기 제2 튜브 접촉면에서 절개된 제2절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제1 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제2 압력지지부가 형성되고, 상기 제1 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제2 튜브 접촉면에 접촉되고, 상기 제2 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제1절개부를 관통하여 상기 튜브의 내측면에 접촉되도록 구성될 수 있다.In the upper turbulator, a portion of the first incision cut from the first tube contact surface is bent to protrude toward the second tube contact surface, and a second incision cut from the second tube contact surface Part of the portion is bent to form a second pressure support portion protruding toward the first tube contact surface, and a protruding end of the first pressure support portion contacts the second tube contact surface, and the second pressure support portion protrudes. The formed end may be configured to pass through the first incision and contact the inner surface of the tube.
상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는 전후 방향 및 상하 방향으로 이격되어 복수로 구비되되, 상측에 위치하는 제1 압력지지부와 하측에 위치하는 제1 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비되고, 상측에 위치하는 제2 압력지지부와 하측에 위치하는 제2 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비될 수 있다.The first pressure support part and the second pressure support part are spaced apart in the front-rear direction and the vertical direction, and are provided in plural, but the first pressure support part located on the upper side and the first pressure support part located on the lower side do not overlap in the vertical direction. The second pressure support unit disposed on the upper side and the second pressure support unit disposed at the lower side may be provided at a position that does not overlap in the vertical direction.
상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는, 플레이트 형상으로 이루어지되 면적이 넓은 양측면이 연소가스의 유동방향과 나란하게 배치될 수 있다.The first pressure support part and the second pressure support part may have a plate shape, and both side surfaces having a large area may be disposed in parallel with the flow direction of the combustion gas.
상기 터뷸레이터에는, 상기 튜브의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브의 길이방향으로 배치된 평면부와, 상기 평면부의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편을 포함할 수 있다.In the turbulator, the inner space of the tube is divided into both sides, and a flat portion disposed in the longitudinal direction of the tube, a plurality of first guide pieces formed to protrude alternately inclinedly spaced apart along the longitudinal direction on both sides of the flat portion; It may include a second guide piece.
상기 제1가이드편은 상기 평면부의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편은 상기 평면부의 타측면에 타측으로 경사지게 배치되며, 상기 제1가이드편과 제2가이드편으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부의 반대측면에 근접하게 배치된 제2가이드편과 제1가이드편에 순차로 인계되어 상기 평면부의 양측 공간을 교대로 유동하도록 구성될 수 있다.The first guide piece is disposed inclined to one side on one side of the flat portion, and the second guide piece is disposed inclined to the other side on the other side of the flat portion, and the heat medium introduced into the first guide piece and the second guide piece May be configured to alternately flow through spaces on both sides of the flat portion by sequentially taking over the second guide pieces and the first guide pieces disposed adjacent to opposite sides of the flat portion, respectively.
상기 제1가이드편의 열매체 유입단은 제1연결편에 의해 상기 평면부의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 일측단과 제1연결편 및 제1가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구가 마련되고, 상기 제2가이드편의 열매체 유입단은 제2연결편에 의해 상기 평면부의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 타측단과 제2연결편 및 제2가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구가 마련될 수 있다.The heat medium inlet end of the first guide piece is connected to one end of the flat portion by a first connecting piece, and fluid communication is made between one end of the flat portion and the first connecting piece and the first guide piece in both spaces of the flat portion. A communication port is provided, and the heat medium inlet end of the second guide piece is connected to the other end of the flat part by a second connection piece, and at the same time, the space on both sides of the flat part is between the other side end of the flat part and the second connection piece and the second guide piece. A second communication port through which fluid communication is performed may be provided.
상기 제1가이드편과 제2가이드편은 상기 평면부의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부의 양측으로 절곡되고, 상기 제1가이드편과 제2가이드편의 절개된 부분을 통해 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어질 수 있다.The first guide piece and the second guide piece are partially cut out of the flat portion and bent to both sides of the flat portion, respectively, and fluid communication to the spaces on both sides of the flat portion through the cut portions of the first guide piece and the second guide piece This can be done.
상기 터뷸레이터의 하부에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격은, 상기 터뷸레이터의 상부에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격에 비해 보다 조밀한 간격으로 배치될 수 있다.The distance between the plurality of first guide pieces and the second guide pieces formed in the lower part of the turbulator is vertically spaced apart from the distance between the plurality of first guide pieces and the second guide pieces formed in the upper part of the turbulator. They can be arranged at more tightly spaced intervals.
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상기 하부 터뷸레이터의 하부는 상기 상부 터뷸레이터의 상부에 비해 상기 튜브의 내측에서 연소가스와 접촉하는 면적이 더 크게 형성될 수 있다.The lower portion of the lower turbulator may have a larger area in contact with the combustion gas inside the tube than the upper portion of the upper turbulator.
상기 연소가스의 배출측에 위치하는 튜브의 내측면에는 복수의 돌출부가 형성될 수 있다.A plurality of protrusions may be formed on the inner surface of the tube located on the discharge side of the combustion gas.
상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지부가 각각 형성될 수 있다.The upper and lower ends of the lower turbulator may be vertically spaced so as to contact both side surfaces of the tube, protruding forward and rearward, and supporting portions spaced apart from each other.
상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지편이 각각 형성될 수 있다.The upper and lower ends of the lower turbulator may be vertically spaced apart so as to contact the front and rear surfaces of the tube, protruding forward and rearward, and support pieces spaced up and down, respectively.
상기 튜브의 내측에 형성되어, 상기 튜브의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 더 포함하여 구성될 수 있다.It is formed on the inner side of the tube, it may be configured to further include a pressure support for supporting an external pressure acting on opposite sides of the tube.
상기 압력지지부는, 상기 튜브의 양측면에서 각각 상기 튜브의 내측 공간으로 돌출되어 대면하는 한 쌍의 딤플이 상하로 이격되어 복수로 형성될 수 있다.The pressure support portion may be formed in plural by a pair of dimples protruding from both side surfaces of the tube into the inner space of the tube and facing each other in a vertical direction.
상기 딤플은, 상기 튜브의 내측에 상기 터뷸레이터가 삽입된 후에, 상기 튜브의 외측면을 상기 튜브의 내측을 향해 가압하여 형성될 수 있다.The dimple may be formed by pressing the outer surface of the tube toward the inside of the tube after the turbulator is inserted into the tube.
상기 터뷸레이터에는 상기 한 쌍의 딤플이 관통되어 맞닿을 수 있도록 하는 복수의 홀이 형성될 수 있다.A plurality of holes may be formed in the turbulator to allow the pair of dimples to pass through and contact them.
상기 압력지지부는, 상기 터뷸레이터의 양측면에서 각각 외측 방향으로 돌출되어 상기 튜브의 대향하는 내측면에 맞닿는 지지대로 이루어질 수 있다.The pressure support portion may be formed of a supporter protruding outwardly from both side surfaces of the turbulator and in contact with the opposite inner surface of the tube.
상기 지지대는 상기 터뷸레이터의 면의 일부가 절개되어 각각 양측으로 절곡됨으로써 형성될 수 있다.The support may be formed by cutting a portion of the surface of the turbulator and bending it to both sides, respectively.
상기 터뷸레이터에 결합되며 상기 튜브에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터를 더 포함하여 구성될 수 있다.It is coupled to the turbulator may be configured to further include a supporter for supporting the external pressure acting on the tube.
상기 서포터의 중앙부에는 상단이 막히고 하단이 개구된 형상의 슬릿이 형성되고, 상기 터뷸레이터와 서포터는, 상기 터뷸레이터가 상기 서포터에 형성된 슬릿의 내측에 장방향으로 삽입되어 조립될 수 있다.A slit having an upper end and an open lower end is formed in a central portion of the supporter, and the turbulator and the supporter may be assembled by inserting the turbulator into the slit formed in the supporter in a longitudinal direction.
상기 서포터의 면에는 상단과 하단이 막힌 형상의 슬릿이 형성되고, 상기 터뷸레이터와 서포터는, 상기 터뷸레이터가 상기 서포터에 형성된 슬릿의 내측에 단방향으로 삽입되어 조립될 수 있다.A slit having an upper end and a lower end of the supporter is formed on the surface of the supporter, and the turbulator and the supporter may be assembled by being inserted into the inner side of the slit formed in the supporter in one direction.
상기 터뷸레이터의 면에는 상하로 이격된 복수의 슬릿이 형성되고, 상기 터뷸레이터와 서포터는, 상기 서포터의 일부분이 상기 터뷸레이터에 형성된 슬릿의 내측에 수직방향으로 삽입되어 조립될 수 있다.A plurality of slits spaced vertically apart from each other are formed on the surface of the turbulator, and the turbulator and the supporter may be assembled by inserting a portion of the supporter in a vertical direction inside the slit formed in the turbulator.
상기 슬릿은, 상기 터뷸레이터의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부와, 상기 제1절개부보다 큰 너비로 형성된 제2절개부가 상하로 연결되며 교대로 형성되어 구성될 수 있다.The slit may include a first incision formed with a width contacting both side surfaces of the turbulator, and a second incision formed with a width greater than that of the first incision, vertically connected and alternately formed.
상기 터뷸레이터의 양측면에는 상기 서포터의 양측면을 지지하도록 돌출 형성된 한 쌍의 제1지지편과 제2지지편이 상하로 이격되어 복수로 구비될 수 있다.A pair of first and second support pieces protruding so as to support both side surfaces of the supporter may be provided on both side surfaces of the turbulator and are spaced vertically apart from each other.
상기 서포터의 외측단에는 상기 튜브의 내측면에 맞닿도록 돌출 형성된 복수의 돌출부가 상하로 이격되어 구비될 수 있다.A plurality of protrusions protruding so as to contact the inner surface of the tube may be provided at an outer end of the supporter and spaced vertically apart.
상기 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 서포터의 양측면을 지지하도록 돌출 형성된 걸림편과 걸림돌기가 형성될 수 있다.A locking piece and a locking protrusion protruding to support both side surfaces of the supporter may be formed at the upper and lower ends of the turbulator.
상기 슬릿은, 상기 터뷸레이터의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부와, 상기 제1절개부보다 큰 너비로 형성된 제2절개부가 상하로 연결되며 교대로 형성될 수 있다.The slit may be formed alternately with a first incision formed with a width contacting both side surfaces of the turbulator and a second incision formed with a width greater than that of the first incision.
상기 터뷸레이터에는 인접하게 위치하는 상기 슬릿의 사이사이에 막힘부가 형성되고, 상기 서포터에는 상기 막힘부에 걸림되는 복수의 지지홈이 형성될 수 있다.The turbulator may have a clogged portion formed between the slits adjacent to each other, and the supporter may have a plurality of support grooves that are engaged with the clogged portion.
상기 서포터의 외측단에는 상기 튜브의 내측면에 맞닿도록 돌출 형성된 복수의 돌출부가 상하로 이격되어 구비될 수 있다.A plurality of protrusions protruding so as to contact the inner surface of the tube may be provided at an outer end of the supporter and spaced vertically apart.
본 발명의 관체형 열교환기는, 열매체가 유입 및 배출되는 외부 자켓과, 상기 외부 자켓과의 사이에 열매체의 유로가 형성되도록 상기 외부 자켓의 내측에 결합되고, 버너의 연소가 이루어지는 연소실, 및 전술한 관체형 열교환기용 튜브 조립체를 포함하여 구성될 수 있다.The tubular heat exchanger of the present invention is coupled to the inside of the outer jacket so that a flow path of the heat medium is formed between the outer jacket through which the heat medium is introduced and discharged, and the combustion chamber in which the burner is burned, and the above-described It may be configured to include a tube assembly for a tubular heat exchanger.
상기 튜브는 복수로 구비되며 상기 연소실에서 발생된 연소가스가 하방향으로 유동하도록 수직 방향으로 설치되되, 원주방향으로 이격되며 방사상으로 배치될 수 있다.The tubes are provided in plural and are vertically installed so that the combustion gas generated in the combustion chamber flows downwardly, spaced apart in a circumferential direction, and disposed radially.
상기 방사상으로 배치된 복수의 튜브 사이의 중앙부에는 복수의 튜브가 추가로 배치될 수 있다.A plurality of tubes may be additionally disposed at a central portion between the plurality of radially disposed tubes.
상기 외부 자켓의 내부에는 열매체의 유동 방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환되도록 열매체의 유동을 안내하기 위한 다단의 격막이 상하로 이격되어 구비될 수 있다.Inside the outer jacket, a multi-stage diaphragm for guiding the flow of the heating medium may be provided vertically spaced apart so that the flow direction of the heating medium is alternately switched to the inside and the outside in the radial direction.
상기 튜브는 복수로 구비되며 상기 다단의 격막에 삽입되어 지지될 수 있다.The tube may be provided in plural and may be supported by being inserted into the multi-stage diaphragm.
상기 다단의 격막은, 플레이트 형상의 상부 격막과 중간부 격막 및 하부 격막으로 이루어지되, 상기 상부 격막과 하부 격막은 중앙부에 열매체의 유동을 위한 개구부가 형성되고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면에 접하도록 구비되며, 상기 중간부 격막은 중앙부가 막힌 형상으로 이루어지고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면과 이격되어 그 사이로 열매체가 유동하도록 구비될 수 있다.The multi-stage diaphragm is composed of a plate-shaped upper diaphragm, an intermediate diaphragm, and a lower diaphragm, and the upper and lower diaphragms have an opening formed at the center for the flow of the heat medium, and the edge is on the inner surface of the outer jacket. It is provided so as to be in contact, and the middle portion of the diaphragm may be formed in a shape in which the central portion is closed, and the edge portion may be provided so that the heat medium flows therebetween by being spaced apart from the inner surface of the outer jacket.
상기 연소실의 하단에는 상기 복수의 튜브의 상단부가 삽입되는 상부 튜브시트가 결합되고, 상기 외부 자켓의 하단에는 상기 복수의 튜브의 하단부가 삽입되는 하부 튜브시트가 결합될 수 있다.An upper tube sheet into which upper ends of the plurality of tubes are inserted may be coupled to a lower end of the combustion chamber, and a lower tube sheet into which lower ends of the plurality of tubes are inserted may be coupled to a lower end of the outer jacket.
상기 외부 자켓은 원통 형상으로 이루어질 수 있다.The outer jacket may have a cylindrical shape.
본 발명에 의하면, 튜브의 내측에 터뷸레이터를 구비함으로써 연소가스의 흐름에 난류를 촉진시켜 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve heat exchange efficiency by promoting turbulence in the flow of combustion gas by providing a turbulator inside the tube.
또한 연소실에 근접하게 위치하는 튜브의 상부에는 튜브에 밀착되어 열전도도를 증대시킨 상부 터뷸레이터를 구비함으로써 연소열에 의한 고온산화 및 소손을 방지하고, 상부 터뷸레이터의 하측에는 연소가스의 유동에 난류 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터를 구비함으로써, 연소가스와 열매체 간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, high temperature oxidation and burnout by combustion heat is prevented by providing an upper turbulator at the top of the tube located close to the combustion chamber to increase thermal conductivity by being in close contact with the tube, and turbulence is generated in the flow of combustion gas at the lower side of the upper turbulator. By providing the lower turbulator for inducing the, it is possible to improve the heat exchange efficiency between the combustion gas and the heat medium.
또한 상부 터뷸레이터에는 압력지지부를 구비하고, 하부 터뷸레이터에는 제1지지부와 제2지지부, 및 제1지지편과 제2지지편을 구비함으로써, 수압이 높은 환경에서도 튜브의 변형 및 파손을 방지할 수 있어, 보일러 외에도 온수기(사용압력 : 10 kg/㎠ 이상)와 상업용(대용량) 제품 등에 확대 적용할 수 있다.In addition, the upper turbulator is provided with a pressure support unit, and the lower turbulator is provided with a first support unit and a second support unit, and a first support piece and a second support piece to prevent deformation and damage of the tube even in a high water pressure environment. In addition to boilers, it can be applied to water heaters (operating pressure: 10 kg/㎠ or more) and commercial (large capacity) products.
또한 상부 터뷸레이터의 대칭되는 형태의 제1부분과 제2부분으로 구성하되, 상부 터뷸레이터의 제1부분과 제2부분은 하나의 모재 플레이트를 그 중심선을 기준으로 절곡시켜 가공함으로써 상부 플레이트의 제작 공정을 간소화 할 수 있다.In addition, the upper turbulator consists of a symmetrical first part and a second part, but the first part and the second part of the upper turbulator are manufactured by bending one base plate based on its center line and processing it. The process can be simplified.
또한 현열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 상부와 튜브의 내측면 사이에 마련되는 공간인 연소가스의 유로 면적에 비해 잠열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 하부와 튜브의 내측면 사이에 마련되는 공간인 연소가스의 유로 면적을 작게 구성함으로써, 연소가스가 유입되는 현열 열교환부에서는 연소가스의 유동저항을 줄이고, 잠열 열교환부에서는 잠열의 회수 효율을 높임으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, the space provided between the lower part of the turbulator provided in the latent heat heat exchange part and the inner surface of the tube compared to the area of the flow path of the combustion gas, which is a space provided between the upper part of the turbulator provided in the sensible heat exchanger and the inner surface of the tube. By configuring the flow path area of the combustion gas to be small, it is possible to improve heat exchange efficiency by reducing the flow resistance of the combustion gas in the sensible heat heat exchanger through which the combustion gas flows, and increasing the recovery efficiency of the latent heat in the latent heat heat exchanger.
또한 현열 열교환부와 잠열 열교환부를 일체형 구조로 형성함으로써, 열교환기의 구조를 단순화 할 수 있고, 부품 간의 용접부위를 줄일 수 있으며, 튜브를 납작한 형태로 구성함으로써 소형화 된 고효율의 열교환기를 구현할 수 있다.In addition, by forming the sensible heat heat exchange unit and the latent heat heat exchange unit in an integrated structure, the structure of the heat exchanger can be simplified, the welding area between parts can be reduced, and the compact and highly efficient heat exchanger can be implemented by configuring the tube in a flat shape.
또한 터뷸레이터와 서포터가 장방향, 단방향 또는 수직방향으로 끼워진 후에 튜브의 내측으로 삽입되어 조립되므로, 튜브 조립체의 조립 구조를 단순화 할 수 있다.In addition, since the turbulator and the supporter are inserted in the longitudinal direction, the unidirectional direction, or the vertical direction, they are inserted and assembled into the inner side of the tube, so that the assembly structure of the tube assembly can be simplified.
또한 서포터의 외측면에는 요철 형상의 돌출부를 형성하여 서포터와 튜브 간의 접촉 면적을 감소시킴으로써, 서포터와 튜브 간의 접촉 면적이 큰 경우에 열매체가 정체됨에 따라 초래될 수 있는 틈새 부식의 발생을 방지할 수 있어, 튜브 조립체의 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, by forming an uneven protrusion on the outer surface of the supporter to reduce the contact area between the supporter and the tube, it is possible to prevent the occurrence of crevice corrosion that may be caused by stagnation of the heat medium when the contact area between the supporter and the tube is large. Thus, it is possible to improve the durability of the tube assembly.
또한 열매체의 유로 상에 다단 구조의 격막을 배치하여 열매체의 유동방향을 전환시킴으써, 열매체의 유동 경로가 길어져 열교환 효율을 향상시킴과 아울러 열매체의 유속을 증가시켜 열매체의 정체시 초래될 수 있는 국부적인 과열 및 이로 인해 열매체 내에 포함된 이물질이 고형화 및 침적됨으로써 유발되는 비등 소음 발생 및 열효율 저하를 방지할 수 있다.In addition, by disposing a multi-stage diaphragm on the flow path of the heating medium to change the flow direction of the heating medium, the flow path of the heating medium is lengthened, improving heat exchange efficiency, and increasing the flow velocity of the heating medium, resulting in localized stagnation of the heating medium. It is possible to prevent the occurrence of boiling noise and deterioration in thermal efficiency caused by overheating of phosphorus and thereby solidifying and depositing foreign substances contained in the heat medium.
도 1은 종래 관체형 열교환기의 일실시예를 나타낸 단면 사시도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 종래 관체형 열교환기의 다른 실시예를 나타낸 단면 사시도,
도 4는 도 3의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 관체형 열교환기의 외관 사시도,
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 관체형 열교환기의 분해 사시도,
도 8은 도 5의 평면도,
도 9는 도 8의 A-A선을 따르는 단면 사시도,
도 10은 도 8의 A-A선을 따르는 단면도,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 12는 도 11의 평면도,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 터뷸레이터와 하부 터뷸레이터의 정면도,
도 15는 도 14의 B-B 선을 따르는 (a) 단면도와, (b) 단면 사시도,
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 터뷸레이터의 형상 구현을 위한 가공 과정을 설명하기 위한 측면도,
도 17은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 터뷸레이터의 형상 구현을 위한 가공 과정을 설명하기 위한 정면도,
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 상부 터뷸레이터의 사시도,
도 19는 도 18의 평면도,
도 20은 도 19의 D-D 선을 따르는 (a) 단면도와, (b) 단면 사시도,
도 21은 도 18의 좌측면도,
도 22는 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 외관 사시도,
도 23은 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 24는 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 및 가공 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 25는 본 발명의 제3실시예에 따른 터뷸레이터의 정면도,
도 26은 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 (a) 정면도와, (b) E-E 선을 따르는 단면도,
도 27은 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 28은 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 29는 본 발명의 제4실시예에 따른 터뷸레이터의 정면도,
도 30은 도 27의 평면도,
도 31은 본 발명의 제5실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 32는 도 31에 도시된 터뷸레이터의 (a) 정면도와 (b) 연소가스의 흐름을 나타낸 사시도,
도 33은 본 발명의 제5실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 연소가스의 배출구 측의 튜브 형상을 나타낸 단면도,
도 34는 튜브의 지지구조의 다양한 실시예들을 나타낸 단면도,
도 35는 본 발명의 제6실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 36은 도 35의 평면도,
도 37은 본 발명의 제6실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 38은 본 발명의 제6실시예에 따른 (a) 터뷸레이터의 정면도와, (b) 서포터의 측면도,
도 39는 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 40은 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 41은 본 발명의 제7실시예에 따른 (a) 터뷸레이터의 정면도와, (b) 서포터의 측면도,
도 42는 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 43은 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 44는 본 발명의 제8실시예에 따른 (a) 터뷸레이터의 정면도와, (b) 서포터의 측면도.1 is a cross-sectional perspective view showing an embodiment of a conventional tubular heat exchanger,
Figure 2 is a cross-sectional view of Figure 1,
3 is a cross-sectional perspective view showing another embodiment of a conventional tubular heat exchanger,
Figure 4 is a cross-sectional view of Figure 3,
5 is an external perspective view of the tubular heat exchanger according to the present invention,
6 and 7 are exploded perspective views of the tubular heat exchanger according to the present invention,
Figure 8 is a plan view of Figure 5;
9 is a cross-sectional perspective view taken along line AA of FIG. 8;
10 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 8;
11 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a first embodiment of the present invention,
12 is a plan view of FIG. 11;
13 is an exploded perspective view showing an assembly process of the tube assembly for a tubular heat exchanger according to the first embodiment of the present invention;
14 is a front view of an upper turbulator and a lower turbulator according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a (a) cross-sectional view along line BB of FIG. 14, and (b) a cross-sectional perspective view,
16 is a side view for explaining a processing process for implementing the shape of the upper turbulator according to the first embodiment of the present invention;
17 is a front view for explaining a processing process for implementing a shape of an upper turbulator according to the first embodiment of the present invention;
18 is a perspective view of an upper turbulator of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a second embodiment of the present invention;
19 is a plan view of FIG. 18;
FIG. 20 is a (a) cross-sectional view along the line DD of FIG. 19 and (b) a cross-sectional perspective view,
21 is a left side view of FIG. 18;
22 is an external perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention,
23 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention,
24 is an exploded perspective view showing an assembly and processing process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention;
25 is a front view of a turbulator according to a third embodiment of the present invention,
26 is a (a) front view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention, (b) a cross-sectional view along line EE,
27 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention,
28 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention;
29 is a front view of a turbulator according to a fourth embodiment of the present invention,
FIG. 30 is a plan view of FIG. 27;
31 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fifth embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a (a) front view of the turbulator shown in FIG. 31 and (b) a perspective view showing the flow of combustion gas;
33 is a cross-sectional view showing a tube shape at an outlet side of a combustion gas of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fifth embodiment of the present invention;
34 is a cross-sectional view showing various embodiments of a support structure for a tube;
35 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a sixth embodiment of the present invention;
Figure 36 is a plan view of Figure 35;
37 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a sixth embodiment of the present invention;
38 is a front view of (a) a turbulator according to a sixth embodiment of the present invention, (b) a side view of a supporter,
39 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a seventh embodiment of the present invention;
40 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a seventh embodiment of the present invention;
41 is a front view of (a) a turbulator according to a seventh embodiment of the present invention, (b) a side view of a supporter,
42 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to an eighth embodiment of the present invention,
43 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to an eighth embodiment of the present invention;
44 is a front view of (a) a turbulator and (b) a side view of a supporter according to an eighth embodiment of the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 관체형 열교환기(1000)는, 열매체가 유입 및 배출되는 외부 자켓(1100), 상기 외부 자켓(1100)과의 사이에 열매체의 유로가 형성되도록 상기 외부 자켓(1100)의 내측에 결합되고, 버너의 연소가 이루어지는 연소실(1200), 상기 연소실(1200)에서 발생된 연소가스가 내부를 따라 유동하며 상기 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 복수의 튜브 및 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도함과 아울러 튜브를 지지하는 터뷸레이터를 구비한 튜브 조립체(100)를 포함하여 구성된다. 상기 튜브와 터뷸레이터를 구비한 튜브 조립체(100)의 다양한 실시예들(100-1~100-8)의 구성 및 작용은 후술하기로 한다.5 to 10, in the
그리고, 상기 연소실(1200)의 하단에는 상기 복수의 튜브의 상단부가 삽입되는 상부 튜브시트(1300)가 결합되고, 상기 튜브(1400)의 외측면에는 열매체의 유동 방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환되도록 열매체의 유동을 안내하기 위한 다단의 격막(1600,1700,1800)이 상하로 이격되어 구비되며, 상기 외부 자켓(1100)의 하단에는 상기 복수의 튜브의 하단부가 삽입되는 하부 튜브시트(1900)가 결합된다.In addition, an
상기 복수의 튜브는 상기 연소실(1200)에서 발생된 연소가스가 하방향으로 유동하도록 수직 방향으로 설치되되, 원주방향으로 이격되며 방사상으로 배치되고, 상기 방사상으로 배치된 복수의 튜브 사이의 중앙부에는 복수의 튜브가 추가로 배치될 수 있다.The plurality of tubes are installed in a vertical direction so that the combustion gas generated in the
상기 외부 자켓(1100)은 상부와 하부가 개방된 원통형으로 이루어지고, 하부 일측에는 열매체 유입구(1110)가 연결되고, 상부 일측에는 열매체 배출구(1120)가 연결된다. 외부 자켓(1100)이 원통형으로 구성됨에 따라 내압 성능을 높일 수 있다.The
상기 연소실(1200)은 상부와 하부가 개방된 원통형의 연소실 몸체(1210)와, 상기 연소실 몸체(1210)의 상단에 형성되어 외부 자켓(1100)의 상단에 안착되는 플랜지부(1220)로 구성된다. 상기 연소실 몸체(1210)는 외부 자켓(1100)의 내측면에서 내측으로 이격되도록 배치되어, 연소실 몸체(1210)와 외부 자켓(1100) 사이에는 열매체가 유동하는 물집 구조의 공간(S4)이 마련된다.The
도 7을 참조하면, 상기 상부 튜브시트(1300)는 연소실(1200)의 하부를 밀폐하고, 튜브(1400)의 상단부가 삽입되어 결합되는 복수의 튜브 삽입구(1310,1320)가 형성되어 있다.Referring to FIG. 7, the
상기 다단의 격막(1600,1700,1800)은, 튜브의 외측면에 상하로 이격되어 결합됨으로써, 열매체의 유로를 전환시킴과 아울러 튜브를 지지하게 된다.The
상기 다단의 격막(1600,1700,1800)은, 플레이트 형상의 상부 격막(1600)과 중간부 격막(1700) 및 하부 격막(1800)으로 구성될 수 있다.The
상기 상부 격막(1600)에는 튜브 삽입구(1610)가 방사상으로 형성되고, 상부 격막(1600)의 중앙부에는 튜브(1400)가 관통됨과 아울러 열매체의 유동을 위한 개구부(1620)가 형성되며, 상부 격막(1600)의 가장자리부는 상기 외부 자켓(1100)의 내측면에 접하도록 구비된다.The
상기 중간부 격막(1700)에는 복수의 튜브 삽입구(1710,1720)가 형성되고, 상기 튜브 삽입구(1710,1720)가 형성되지 않은 영역은 막힌 형상으로 이루어지며, 중간부 격막(1700)의 가장자리부는 상기 외부 자켓(1100)의 내측면과 이격되어 그 사이 공간(G)에 열매체의 유동 통로가 마련된다.A plurality of
상기 하부 격막(1800)은 상기 상부 격막(1600)과 동일한 구조로 이루어져, 튜브 삽입구(1810)가 방사상으로 형성되고, 하부 격막(1800)의 중앙부에는 튜브가 관통됨과 아울러 열매체의 유동을 위한 개구부(1820)가 형성되며, 하부 격막(1800)의 가장자리부는 상기 외부 자켓(1100)의 내측면에 접하도록 구비된다.The
상기 하부 튜브시트(1900)는 외부 자켓(1100)의 하부를 밀폐하며, 튜브의 하단부가 삽입되는 복수의 튜브 삽입구(1910,1920)가 형성되어 있다.The
도 9와 도 10을 참조하면, 본 발명의 관체형 열교환기(1000)는, 연소실(1200)에서 발생하는 연소 현열과 열매체 간에 열교환이 이루어지는 현열 열교환부(1000a)와, 상기 현열 열교환부(1000a)를 통과한 연소가스의 잠열과 열매체 간에 열교환이 이루어지는 잠열 열교환부(1000b)가 일체형으로 구성되어 있다.9 and 10, the
상기 연소실(1200)에서 발생된 연소가스는 튜브의 내부 공간을 따라 하방향으로 유동하게 된다.The combustion gas generated in the
도 10에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 열매체 유입구(1110)를 통해 외부 자켓(1100)의 내부의 제1공간(S1)으로 유입된 열매체는, 복수의 튜브 사이를 경유한 후, 하부 격막(1800)에 형성된 개구부(1820)를 통과하여 그 상측에 마련된 제2공간(S2)의 중앙부로 유동한다. 제2공간(S2)에서 외측방향으로 유동한 열매체는 중간부 격막(1700)과 외부 자켓(1100) 사이의 이격된 공간(G)을 통과하여 그 상측에 마련된 제3공간(S3)으로 유동한다. 제3공간(S3)에서 내측방향으로 유동한 열매체는 상부 격막(1600)의 중앙에 형성된 개구부(1620)를 통과하여 연소실 몸체(1210)와 외부 자켓(1100) 사이에 마련된 제4공간(S4)을 경유한 후에 열매체 배출구(1120)를 통해 배출된다.As shown by the arrow in FIG. 10, the heat medium introduced into the first space S1 inside the
이와 같이 열매체의 유동방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환됨에 따라 열매체의 유동 경로가 길어져 열교환 효율이 향상되고, 열매체의 유속을 증가시켜 열매체의 정체시 초래될 수 있는 국부적인 과열로 인한 비등 현상을 방지할 수 있다.In this way, as the flow direction of the heating medium is alternately switched to the inside and outside in the radial direction, the flow path of the heating medium becomes longer, improving heat exchange efficiency, and increasing the flow velocity of the heating medium, resulting in local overheating that can occur when the heating medium stagnates. It can prevent the phenomenon.
이하, 본 발명에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100)의 실시예들을 설명한다. Hereinafter, embodiments of the
<제1실시예><First Example>
도 11 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-1)는, 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-1)와, 상기 연소실에 근접한 상기 튜브(110-1)의 상부 내측에 상기 튜브(110-1)와 면접촉되도록 결합되어 열전도도를 증대시킴과 아울러 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 상부 터뷸레이터(120-1), 및 상기 상부 터뷸레이터(120-1)의 하측으로 상기 튜브(110-1)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터(130-1)를 포함하여 구성된다.11 to 17, in the tube assembly 100-1 for a tubular heat exchanger according to the first embodiment of the present invention, the combustion gas generated in the combustion chamber flows along the inside and heat exchange with the heating medium flowing outside. The tube 110-1 is formed in a flat shape so that it is coupled to surface contact with the tube 110-1 on the upper inner side of the tube 110-1 close to the combustion chamber to increase the thermal conductivity and the The flow of the combustion gas is coupled to the inside of the tube 110-1 to the lower side of the upper turbulator 120-1, and the upper turbulator 120-1 to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas It is configured to include a lower turbulator (130-1) to induce the generation of turbulence.
상부 터뷸레이터(120-1)는, 튜브(110-1)의 내측면에 밀착되는 튜브 접촉면(121a-1,121b-1 ;121-1)과, 상기 튜브 접촉면(121a-1,121b-1 ;121-1)에서 절개된 부분을 절곡시켜 형성된 압력지지부(122a-1,122b-1 ;122-1)와 가이드부(123a-1,123b-1 ;123-1)를 포함하여 구성된다.The upper turbulator 120-1 has
상기 튜브 접촉면(121-1)은 튜브(110-1)의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면(121a-1)과, 튜브(110-1)의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면(121b-1)이 대칭된 구조로 구성된다.The tube contact surface 121-1 is a first
상기 압력지지부(122-1)는, 열매체의 수압에 의한 튜브(110-1)의 변형 및 파손을 방지하기 위한 구성으로서, 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)의 일부를 절개하여 상기 제2 튜브 접촉면(121b-1)의 외측면과 동일 선상에 외측단이 위치하도록 절곡되어 튜브(110-1)의 타측부를 지지하는 제1 압력지지부(122a-1)와, 상기 제2 튜브 접촉면(121b-1)의 일부를 절개하여 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)의 외측면과 동일 선상에 위치하도록 절곡되어 상기 튜브(110-1)의 일측부를 지지하는 제2 압력지지부(122b-1)로 구성된다.The pressure support part 122-1 is a configuration for preventing deformation and damage of the tube 110-1 due to hydraulic pressure of the heat medium, and a part of the first
상기 가이드부(123-1)는, 상부 터뷸레이터(120-1)의 내부를 통과하는 연소가스의 유동방향을 변경함으로써 열교환 효율을 향상시키기 위한 구성으로서, 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)의 일부를 절개하여 상기 튜브(100-1)의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제1 가이드부(123a-1)와, 상기 제2튜브 접촉면(121b-1)의 일부를 절개하여 상기 튜브(100-1)의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제2 가이드부(123b-1)로 구성된다.The guide part 123-1 is a configuration for improving heat exchange efficiency by changing the flow direction of the combustion gas passing through the interior of the upper turbulator 120-1, and the first
상기 제1 가이드부(123a-1)와 제2 가이드부(123b-1)는 상하로 이격되며 교대로 형성된다. 따라서, 연소가스는 도 15의 (a)에 화살표로 도시된 바와 같이 수직방향을 기준으로 좌우로 변경되면서 유동하게 된다.The
도 16과 도 17을 참조하면, 상기 상부 터뷸레이터(120-1)는 하나의 모재 플레이트를 그 중심선(C)을 기준으로 일측에 위치하는 제1부분(120a-1)과 타측에 위치하는 제2부분(120b-1)을 절곡시켜 가공한다.16 and 17, the upper turbulator 120-1 includes a
먼저, 상기 모재 플레이트의 제1부분(120a-1)에는 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)과 제1압력지지부(122a-1) 및 제1가이드부(123a-1)가 가공되고, 상기 모재 플레이트의 제2부분(120b-1)에는 상기 제2 튜브 접촉면(121b-1)과 제2압력지지부(122b-1) 및 제2가이드부(123b-1)가 가공된다. 그리고, 상기 중심선(C)을 기준으로 제1부분(120a-1)과 제2부분(120b-1)을 도 16의 (b)에 화살표 방향으로 절곡시켜 상부 터뷸레이터(120-1)를 제작한다. 이러한 구성에 의하면, 대칭된 형태로 구성된 제1부분(120a-1)과 제2부분(120b-1)을 중심선(C)을 기준으로 절곡시킴으로써, 상부 터뷸레이터(120-1)의 구현을 위한 제작 공정을 간소화 할 수 있다.First, the first
상기 상부 터뷸레이터(120-1)의 구성에 의하면, 상부 터뷸레이터(120-1)의 튜브 접촉면(121-1)과 튜브(110-1)의 내측면이 밀착되어, 상부 터뷸레이터(120-1)와 튜브(110-1) 간에 열전도도를 증대시킬 수 있다. 따라서, 연소가스가 상부 터뷸레이터(120-1)에 직접 접촉되더라도 상부 터뷸레이터(120-1)에 전달된 연소가스의 연소열은 열전도에 의해 튜브(110-1) 측으로 원활하게 전달되므로 상부 터뷸레이터(120-1)의 과열을 방지할 수 있으며, 이로써 상부 터뷸레이터(120-1)의 고온산화 및 소손을 효과적으로 방지할 수 있다.According to the configuration of the upper turbulator 120-1, the tube contact surface 121-1 of the upper turbulator 120-1 and the inner surface of the tube 110-1 are in close contact with each other, so that the upper turbulator 120- It is possible to increase the thermal conductivity between 1) and the tube (110-1). Therefore, even if the combustion gas is in direct contact with the upper turbulator 120-1, the combustion heat of the combustion gas transferred to the upper turbulator 120-1 is smoothly transferred to the tube 110-1 by heat conduction. Overheating of the (120-1) can be prevented, thereby effectively preventing high-temperature oxidation and burnout of the upper turbulator (120-1).
이하, 하부 터뷸레이터(130-1)의 구성 및 작용을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the lower turbulator 130-1 will be described.
상기 하부 터뷸레이터(130-1)는, 튜브(110-1)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-1)의 길이방향으로 배치된 평면부(131-1)와, 상기 평면부(131-1)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(132-1)과 제2가이드편(133-1)을 포함하여 구성될 수 있다.The lower turbulator 130-1 divides the inner space of the tube 110-1 into both sides and includes a flat portion 131-1 disposed in the longitudinal direction of the tube 110-1, and the flat portion It may be configured to include a first guide piece (132-1) and a second guide piece (133-1) formed to protrude alternately obliquely spaced apart along the longitudinal direction on both sides of the (131-1).
상기 제1가이드편(132-1)은 상기 평면부(131-1)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(133-1)은 상기 평면부(131-1)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(132-1)과 제2가이드편(133-1)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(131-1)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(133-1)과 제1가이드편(132-1)에 순차로 인계되어 상기 평면부(131-1)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.The first guide piece 132-1 is disposed inclined to one side on one side of the flat portion 131-1, and the second guide piece 133-1 is It is arranged inclined to the other side on the side. Accordingly, the heat medium introduced into the first guide piece 132-1 and the second guide piece 133-1 is a second guide piece ( 133-1) and the first guide piece 132-1 are sequentially transferred to alternately flow through spaces on both sides of the flat portion 131-1.
상기 제1가이드편(132-1)의 열매체 유입단은 제1연결편(132a-1)에 의해 상기 평면부(131-1)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(131-1)의 일측단과 제1연결편(132a-1) 및 제1가이드편(132-1) 사이에 평면부(131-1)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(132b)가 마련된다.The heat medium inlet end of the first guide piece 132-1 is connected to one end of the flat portion 131-1 by a first connecting
상기 제2가이드편(133)의 열매체 유입단은 제2연결편(133a)에 의해 상기 평면부(131)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(131)의 타측단과 제2연결편(133a) 및 제2가이드편(133) 사이에 평면부(131)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(133b-1)가 마련된다.The heat medium inlet end of the second guide piece 133 is connected to the other end of the flat portion 131 by a second connecting
상기 제1가이드편(132-1)과 제2가이드편(133-1)은 상기 평면부(131-1)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(131-1)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(131-1)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(131-1)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.In the first guide piece 132-1 and the second guide piece 133-1, a portion of the flat portion 131-1 is cut and bent to both sides of the flat portion 131-1, respectively, and the It may be configured to allow fluid communication to spaces on both sides of the flat portion 131-1 through the cut-out portion of the flat portion 131-1.
또한 하부 터뷸레이터(130-1)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-1)의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지부(134-1)와 제2지지부(135-1)가 각각 형성되어 있다.In addition, the upper and lower ends of the lower turbulator 130-1 are spaced up and down so as to contact both sides of the tube 110-1, protrude forward and rearward, and a first support part 134-1 positioned vertically spaced apart. And the second support part 135-1 are respectively formed.
그리고, 하부 터뷸레이터(130-1)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-1)의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지편(136a-1,136b-1 ;136-1)과 제2지지편(137a-1,137b-1 ;137-1)이 각각 형성되어 있다.And, the upper and lower ends of the lower turbulator (130-1) are spaced up and down so as to contact the front and rear surfaces of the tube (110-1), protruding forward and rearward, and a first support piece ( 136a-1,136b-1;136-1) and
하부 터뷸레이터(130-1)에 상기 제1지지부(134-1)와 제2지지부(135-1), 제1지지편(136-1)과 제2지지편(137-1)을 구비함으로써, 수압이 높은 환경에서도 튜브의 변형 및 파손을 방지할 수 있어, 보일러 외에도 온수기(사용압력 : 10 kg/㎠ 이상)와 상업용(대용량) 제품 등에 확대 적용할 수 있다.By providing the first support portion (134-1) and the second support portion (135-1), the first support piece (136-1) and the second support piece (137-1) in the lower turbulator (130-1) , It can prevent deformation and damage of the tube even in the environment with high water pressure, so it can be applied to water heaters (operating pressure: 10 kg/㎠ or more) and commercial (large capacity) products in addition to boilers.
<제2실시예><Second Example>
도 18 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-2)는, 전술한 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-1)의 구성 중 상부 터뷸레이터의 구성을 변경한 것으로, 튜브(110-1)와 하부 터뷸레이터(130-1)는 동일한 구조로 구성될 수 있다.18 to 21, a tube assembly for a tubular heat exchanger 100-2 according to a second embodiment of the present invention is a tube assembly 100-1 for a tubular heat exchanger according to the first embodiment described above. Among the configurations of, the configuration of the upper turbulator is changed, and the tube 110-1 and the lower turbulator 130-1 may have the same structure.
본 실시예에 따른 상부 터뷸레이터(120-1-1)는, 튜브(100-1)의 내측면에 밀착되는 튜브 접촉면(124a-1,124b-1 ;124-1)과, 상기 튜브 접촉면(124a-1,124b-1 ;124-1)의 절개된 부분(126a-1,126b-1 ;126-1)에서 절곡되어 형성된 압력지지부(125a-1,125b-1 ;125-1)를 포함하여 구성된다.The upper turbulator 120-1-1 according to the present embodiment includes
상기 튜브 접촉면(124-1)은 튜브(110-1)의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면(124a-1)과, 튜브(110-1)의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면(124b-1)이 대칭된 구조로 구성된다.The tube contact surface 124-1 is a first
상기 압력지지부(125-1)는, 열매체의 수압에 의한 튜브(110-1)의 변형 및 파손을 방지하기 위한 구성으로서, 제1 튜브 접촉면(124a-1)의 제1절개부(126a-1) 중 일부가 절곡되어 제2 튜브 접촉면(124b-1)을 향하도록 돌출된 제1 압력지지부(125a-1)와, 제2 튜브 접촉면(124b-1)의 제2절개부(126b-1) 중 일부가 절곡되어 제1 튜브 접촉면(124a-1)을 향하도록 돌출된 제2 압력지지부(125b-1)로 구성된다.The pressure support unit 125-1 is a configuration for preventing deformation and damage of the tube 110-1 due to hydraulic pressure of the heat medium, and a first cut-out
상기 제1절개부(126a-1)의 절개된 면적은 제2절개부(126b-1)의 절개된 면적보다 크게 형성되고, 상기 제1 압력지지부(125a-1)의 돌출된 단부는 제2 튜브 접촉면(124b-1)에 접촉되고, 압력지지부(125-1)를 튜브(110-1)의 내측에 삽입하면 상기 제2 압력지지부(125b-1)의 돌출된 단부는 상기 제1절개부(126a-1)를 관통하여 튜브(110-1)의 내측면에 접촉되도록 구비된다.The cut-out area of the first cut-out
이러한 구성에 의하면, 상기 제1 압력지지부(125a-1)는 수압의 작용시 제1 튜브 접촉면(124a-1)과 제2 튜브 접촉면(124b-1)의 형태를 견고하게 유지하도록 지지하고, 상기 제2 압력지지부(125b-1)는 제1 튜브 접촉면(124a-1)과 제2 튜브 접촉면(124b-1)에 의해 지지되는 튜브(110-1)를 한층 더 견고하게 지지하게 된다.According to this configuration, the first
그리고, 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)는 전후 방향 및 상하 방향으로 이격되어 복수로 구비되되, 상측에 위치하는 제1 압력지지부(125a'-1)와 하측에 위치하는 제1 압력지지부(125a"-1)는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비되고, 상측에 위치하는 제2 압력지지부(125b'-1)와 하측에 위치하는 제2 압력지지부(125b"-1) 또한 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비된다. 이러한 구성에 의하면, 상부 터뷸레이터(120-1-1)의 전체 면적에 걸쳐서 전후 및 상하 방향으로 지그재그 형태를 이루며 구비된 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)에 의해 튜브(110-1)에 작용하는 수압이 고르게 분산되어 튜브(110-1)의 변형 및 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.And, as shown in Figure 21, the first pressure support (125a-1) and the second pressure support (125b-1) is provided in a plurality of spaced apart in the front-rear direction and the vertical direction, the first The
또한, 상기 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)는, 플레이트 형상으로 이루어지되 면적이 넓은 양측면이 연소가스의 유동방향과 나란한 방향을 이루도록 배치된 구조로 이루어져, 도 20의 (a)에서 화살표로 나타낸 바와 같이 연소가스의 유동시 연소가스가 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)를 통과하는 과정에서 유동 저항을 최소화 할 수 있다.In addition, the first pressure support portion (125a-1) and the second pressure support portion (125b-1) is made in a plate shape, but has a structure in which both side surfaces having a large area form a direction parallel to the flow direction of the combustion gas, As indicated by the arrows in FIG. 20A, the flow resistance can be minimized in the process of passing the combustion gas through the first
본 실시예에 따른 튜브 조립체(100-2)의 가공은, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 하나의 모재 플레이트를 그 중심선(C)을 기준으로 일측에 위치하는 제1부분(120a-1)과 타측에 위치하는 제2부분(120b-1)을 절곡시켜 가공할 수 있다.In the processing of the tube assembly 100-2 according to the present embodiment, as in the above-described first embodiment, one base plate is placed on one side with respect to the center line C of the
<제3실시예><Third Example>
도 22 내지 도 26을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-3)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-2)와, 상기 튜브(110-2)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-1-2), 및 상기 튜브(110-2)의 내측에 형성되어, 상기 튜브(110-2)의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 포함하여 구성된다.22 to 26, the tube assembly 100-3 for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention has a flat shape in which combustion gas flows along the inside and heat exchange with the heating medium flowing outside. A tube (110-2) made of, and a turbulator (120-1-2) coupled to the inner side of the tube (110-2) to induce generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the tube (110- It is formed on the inside of 2), and is configured to include a pressure support portion for supporting external pressure acting on opposite sides of the tube (110-2).
상기 압력지지부는, 상기 튜브(110-2)의 양측면에서 각각 상기 튜브(110-2)의 내측 공간으로 돌출되어 대면하는 한 쌍의 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)이 상하로 이격되어 복수로 형성된 것으로 구성된다.The pressure support part has a pair of
도 24와 도 26을 참조하면, 상기 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)은, 튜브(110-2)의 내측에 상기 터뷸레이터(120-1-2)가 삽입된 후에, 도 24의 화살표로 표시된 바와 같이 상기 튜브(110-2)의 외측면을 상기 튜브(110-2)의 내측을 향해 가압하는 공정에 의해 형성된다. 그리고, 상기 터뷸레이터(120-1-2)에는 외부 압력의 상승 시 상기 한 쌍의 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)이 관통되어 맞닿을 수 있도록 하는 복수의 홀(128-2)이 형성되어 있다.24 and 26, the
이와 같이 터뷸레이터(120-1-2)가 삽입된 튜브(110-2)의 외측면에 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)을 형성하여 압력지지부를 구현함으로써, 별도 부품의 추가 없이도 압력지지부를 구현할 수 있게 되므로, 내압 성능이 우수한 튜브 조립체의 제작 비용을 절감할 수 있다.In this way, by forming a dimple (111a-2, 111b-2; 111-2) on the outer surface of the tube (110-2) into which the turbulator (120-1-2) is inserted to implement a pressure support, additional parts are added. Since it is possible to implement the pressure support without the need, it is possible to reduce the manufacturing cost of the tube assembly having excellent pressure resistance.
도 25를 참조하면, 상기 터뷸레이터(120-1-2)는, 튜브(110-2)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-2)의 길이방향으로 배치된 평면부(121-2)와, 상기 평면부(121-2)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(122-2)과 제2가이드편(123-2)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 25, the turbulator 120-1-2 divides the inner space of the tube 110-2 into both sides, and a flat portion 121- disposed in the longitudinal direction of the tube 110-2. 2), and a first guide piece 122-2 and a second guide piece 123-2 formed to protrude alternately inclinedly spaced apart in the longitudinal direction on both sides of the flat portion 121-2. I can.
상기 제1가이드편(122-2)은 상기 평면부(121-2)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(123-2)은 상기 평면부(121-2)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(122-2)과 제2가이드편(123-2)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(121-2)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(123-2)과 제1가이드편(122-2)에 순차로 인계되어 상기 평면부(121-2)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.The first guide piece 122-2 is disposed to be inclined to one side on one side of the flat portion 121-2, and the second guide piece 123-2 is the other of the flat portion 121-2. It is arranged inclined to the other side on the side. Therefore, the heat medium introduced into the first guide piece 122-2 and the second guide piece 123-2 is a second guide piece disposed adjacent to the opposite side of the flat portion 121-2 ( 123-2) and the first guide piece 122-2 in order to flow alternately in spaces on both sides of the flat portion 121-2.
상기 제1가이드편(122-2)의 열매체 유입단은 제1연결편(122a-2)에 의해 상기 평면부(121-2)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-2)의 일측단과 제1연결편(122a-2) 및 제1가이드편(122-2) 사이에 평면부(121-2)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(122b-2)가 마련된다.The heat medium inlet end of the first guide piece 122-2 is connected to one end of the flat portion 121-2 by a first connecting
상기 제2가이드편(123-2)의 열매체 유입단은 제2연결편(123a-2)에 의해 상기 평면부(121-2)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-2)의 타측단과 제2연결편(123a-2) 및 제2가이드편(123-2) 사이에 평면부(121-2)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(123b-2)가 마련된다.The heat medium inlet end of the second guide piece 123-2 is connected to the other end of the flat portion 121-2 by a second connecting
상기 제1가이드편(122-2)과 제2가이드편(123-2)은 상기 평면부(121-2)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(121-2)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(121-2)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(121-2)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.In the first guide piece 122-2 and the second guide piece 123-2, a portion of the flat portion 121-2 is cut and bent to both sides of the flat portion 121-2, respectively, and the It may be configured to allow fluid communication to spaces on both sides of the flat portion 121-2 through the cut portion of the flat portion 121-2.
또한 상기 터뷸레이터(120-1-2)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-2)의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지부(124-2)와 제2지지부(125-2)가 각각 형성되어 있다.In addition, the upper and lower ends of the turbulator 120-1-2 are spaced up and down so as to contact both side surfaces of the tube 110-2, protrude forward and rearward, and are spaced apart from each other. 2) and the second support portion 125-2 are formed, respectively.
그리고, 상기 터뷸레이터(120-1-2)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-2)의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지편(126a-2,126b-2 ;126-2)과 제2지지편(127a-2,127b-2 ;127-2)이 각각 형성되어 있다.And, the upper and lower ends of the turbulator (120-1-2) are spaced up and down so as to contact the front and rear surfaces of the tube (110-2), protruding forward and rearward, and a first support spaced vertically.
상기와 같이 튜브(110-2)에 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)을 형성하고, 터뷸레이터(120-1-2)에 상기 제1지지부(124-2)와 제2지지부(125-2), 제1지지편(126-2)과 제2지지편(127-2)을 구비함으로써, 수압이 높은 환경에서도 튜브의 변형 및 파손을 방지할 수 있어, 보일러 외에도 온수기(사용압력 : 10 kg/㎠ 이상)와 상업용(대용량) 제품 등에 확대 적용할 수 있다.Dimples (111a-2, 111b-2; 111-2) are formed on the tube (110-2) as described above, and the first support portion (124-2) and the second support portion are formed on the turbulator (120-1-2). (125-2), by providing the first support piece (126-2) and the second support piece (127-2), it is possible to prevent deformation and breakage of the tube even in a high water pressure environment. Pressure: 10 kg/㎠ or more) and commercial (large-capacity) products.
<제4실시예><Fourth Example>
도 27 내지 도 30을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-4)는, 전술한 제3실시예와 비교하여 압력지지부의 구성에 있어서 차이가 있으며, 기타의 구성은 제3실시예와 동일하게 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-4)의 구성 및 작용을 설명하되, 전술한 제3실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.27 to 30, the tubular heat exchanger tube assembly 100-4 according to the fourth embodiment of the present invention has a difference in the configuration of the pressure support portion compared to the third embodiment, Other configurations may be configured in the same manner as in the third embodiment. Accordingly, the configuration and operation of the tube assembly 100-4 for a tubular heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention will be described, but the same components as in the third embodiment are given the same reference numerals, and Redundant descriptions will be omitted.
본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-4)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-2)와, 상기 튜브(110-2)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-2-2), 및 상기 튜브(110-2)의 내측에 형성되어, 상기 튜브(110-2)의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 포함하여 구성된다.The tube assembly 100-4 for a tubular heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention includes a tube 110-2 having a flat shape to allow combustion gas to flow along the inside and heat exchange with a heat medium flowing outside, and , It is coupled to the inner side of the tube (110-2) is formed on the inside of the turbulator (120-2-2) and the tube (110-2) for inducing the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, the It is configured to include a pressure support portion for supporting the external pressure acting on opposite sides of the tube (110-2).
상기 압력지지부는, 터뷸레이터(120-2-2)의 양측면에서 각각 외측 방향으로 돌출되어 상기 튜브(110-2)의 대향하는 내측면에 맞닿는 지지대(129a-2,129b-2 ;129-2)로 구성된다.The pressure support unit protrudes outwardly from both side surfaces of the turbulator 120-2-2 and abuts against the opposite inner surface of the tube 110-2 (129a-2, 129b-2; 129-2) Consists of
상기 지지대(129-2)는, 터뷸레이터(120-2-2)의 일측면에서 전방으로 돌출된 제1지지대(129a-2)와, 터뷸레이터(120-2-2)의 타측면에서 후방으로 돌출된 제2지지대(129b-2)로 구성된다. 상기 제1지지대(129a-2)와 제2지지대(129b-2)는 양측으로 이격되어 형성되고, 터뷸레이터(120-2-2)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 다수로 형성되어 있다.The support 129-2 includes a
이와 같이 터뷸레이터(120-2-2)의 전방과 후방을 향하여 다수개의 제1지지대(129a-2)와 제2지지대(129b-2)를 절곡하여 형성함으로써, 별도 부품의 추가 없이도 압력지지부를 구현할 수 있게 되므로, 내압 성능이 우수한 튜브 조립체의 제작 비용을 절감할 수 있다.In this way, by bending a plurality of the first support (129a-2) and the second support (129b-2) toward the front and rear of the turbulator (120-2-2), the pressure support part without additional parts Since it can be implemented, it is possible to reduce the manufacturing cost of the tube assembly excellent in pressure resistance.
<제5실시예><Fifth Example>
도 31 내지 도 34을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-5)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-3)와, 상기 튜브(110-3)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(150-3)를 포함하여 구성된다.31 to 34, the tube assembly 100-5 for a tubular heat exchanger according to the second embodiment of the present invention is a flat shape in which combustion gas flows along the inside and heat exchange with the heating medium flowing outside. It is configured to include a tube (110-3) made of, and a turbulator (150-3) coupled to the inner side of the tube (110-3) to induce generation of turbulence in the flow of the combustion gas.
상기 터뷸레이터(150-3)는, 튜브(110-3)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-3)의 길이방향으로 배치된 평면부(151-3)와, 상기 평면부(151-3)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)을 포함하여 구성될 수 있다.The turbulator 150-3 divides the inner space of the tube 110-3 into both sides, and a flat portion 151-3 disposed in the longitudinal direction of the tube 110-3, and the flat portion ( It may be configured to include a first guide piece 152-3 and a second guide piece 153-3 formed on both side surfaces of 151-3 and which are alternately protruding obliquely and spaced along the length direction.
상기 제1가이드편(152-3)은 상기 평면부(151-3)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(153-3)은 상기 평면부(151-3)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(151-3)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(153-3)과 제1가이드편(152-3)에 순차로 인계되어 상기 평면부(151-3)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.The first guide piece 152-3 is disposed inclined to one side on one side of the flat part 151-3, and the second guide piece 153-3 is It is arranged inclined to the other side on the side. Accordingly, the heat medium introduced into the first guide piece 152-3 and the second guide piece 153-3 is a second guide piece ( 153-3) and the first guide piece 152-3 in order to flow alternately in spaces on both sides of the flat portion 151-3.
상기 제1가이드편(152-3)의 열매체 유입단은 제1연결편(152a-3)에 의해 상기 평면부(151-3)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(151-3)의 일측단과 제1연결편(152a-3) 및 제1가이드편(152-3) 사이에 평면부(151-3)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(152b-3)가 마련된다.The heat medium inlet end of the first guide piece 152-3 is connected to one end of the flat portion 151-3 by a first connecting
상기 제2가이드편(153-3)의 열매체 유입단은 제2연결편(153a-3)에 의해 상기 평면부(151-3)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(151-3)의 타측단과 제2연결편(153a-3) 및 제2가이드편(153-3) 사이에 평면부(151-3)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(153b-3)가 마련된다.The heat medium inlet end of the second guide piece 153-3 is connected to the other end of the flat portion 151-3 by a second connecting
상기 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)은 상기 평면부(151-3)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(151-3)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(151-3)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(151-3)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.In the first guide piece 152-3 and the second guide piece 153-3, a part of the flat portion 151-3 is cut and bent to both sides of the flat portion 151-3, respectively, and the It may be configured to allow fluid communication to the spaces on both sides of the flat portion 151-3 through the cut-out portion of the flat portion 151-3.
또한 상기 평면부(151-3)에는 튜브(110-3)의 내측면에 맞닿도록 용접부(154-3,155-3)가 양측으로 돌출 형성되어, 상기 용접부(154-3,155-3)와 튜브(110-3)의 내측면 간에 용접 결합되는 것으로 구성될 수 있다. 따라서, 터뷸레이터(150-3)와 튜브(110-3) 간의 용접부위의 면적과 개소를 줄일 수 있다.In addition, welding portions 154-3 and 155-3 protrude to both sides so as to contact the inner surface of the tube 110-3 on the flat portion 151-3, and the welding portions 154-3 and 155-3 and the tube 110 -3) can be configured by welding between the inner surfaces. Therefore, it is possible to reduce the area and location of the welded portion between the turbulator 150-3 and the tube 110-3.
이와 같은 터뷸레이터(150-3)의 구성에 의하면, 도 32의 (b)에 화살표로 도시된 바와 같이 연소가스는 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)에 의해 튜브(110-3)의 내부 공간에서 일측과 타측으로 유동 방향이 계속 변화되어 난류 흐름이 촉진되므로 연소가스와 열매체 간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.According to the configuration of the turbulator 150-3, as shown by arrows in Fig. 32(b), the combustion gas is supplied to the first guide piece 152-3 and the second guide piece 153-3. Accordingly, the flow direction from the inner space of the tube 110-3 to one side and the other side is continuously changed to promote turbulent flow, so that the heat exchange efficiency between the combustion gas and the heat medium can be improved.
한편, 연소가스가 전술한 도 10에 도시된 현열 열교환부(1000a)와 잠열 열교환부(1000b)를 순차로 통과하는 과정에서 연소가스는 열매체와의 열교환에 의해 온도가 점차 낮아지게 된다. 따라서, 연소가스가 유입되는 현열 열교환부(1000a)에서는 연소가스의 온도가 높아 부피가 팽창하고, 연소가스가 배출되는 잠열 열교환부(1000b)에서는 연소가스의 온도가 낮아져 부피가 줄어들게 된다.Meanwhile, while the combustion gas sequentially passes through the sensible heat
따라서, 열교환 효율을 향상시키기 위해서는, 상기 현열 열교환부(1000a)를 통과하는 연소가스의 유로 면적을 크게 구성하여 연소가스의 유동저항을 줄이고, 잠열 열교환부(1000b)에서는 연소가스의 유로 면적을 상대적으로 작게 구성함이 바람직하다. Accordingly, in order to improve the heat exchange efficiency, the flow resistance of the combustion gas is reduced by configuring a large flow path area of the combustion gas passing through the sensible heat
이를 위한 구성으로, 상기 터뷸레이터(150-3)는, 연소가스의 유입측의 현열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 상부(150a-3)와, 연소가스의 배출측의 잠열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 하부(150b-3)가 일체형 구조로 이루어지되, 상기 튜브(110-3)를 통과하는 연소가스의 온도 및 부피 변화에 대응하도록 터뷸레이터의 하부(150b-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적은, 터뷸레이터의 상부(150a-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적보다 작게 형성되도록 터뷸레이터의 하부(150b-3)는 터뷸레이터의 상부(150a-3)에 비해 상기 튜브(110-3)의 내측에서 연소가스와 접촉하는 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
여기서, 상기 터뷸레이터의 상부(150a-3)와 상기 터뷸레이터의 하부(150b-3)를 구분하는 기준으로서, 상기 터뷸레이터의 상부(150a-3)는 현열 열교환부가 위치하는 영역으로 정의하고, 상기 터뷸레이터의 하부(150b-3)는 잠열 열교환부가 위치하는 영역으로 정의할 수 있다. 또한, 상기 터뷸레이터의 상부(150a-3)와 상기 터뷸레이터의 하부(150b-3)를 구분하는 기준으로서, 상기 터뷸레이터의 상부(150a-3)는 터뷸레이터(150-3)의 전체 길이 중에서 터뷸레이터(150-3)의 상단으로부터 아래로 대략 3분의 2에 해당하는 영역으로 정의하고, 상기 터뷸레이터의 하부(150b-3)는 터뷸레이터(150-3)의 전체 길이 중에서 터뷸레이터(150-3)의 하단으로부터 위로 대략 3분의 1에 해당하는 영역으로 정의할 수 있다.
상기 터뷸레이터의 하부(150b-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적은, 상기 터뷸레이터의 하부(150b-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이에 마련되어 연소가스가 유동하는 공간을 지칭하고, 상기 터뷸레이터의 상부(150a-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적은, 상기 터뷸레이터의 상부(150a-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이에 마련되어 연소가스가 유동하는 공간을 지칭한다.In this configuration, the turbulator 150-3 includes an
Here, as a criterion for dividing the
The combustion gas flow path area between the
일실시예로, 도 32에 도시된 바와 같이 터뷸레이터의 하부(150b-3)에 형성된 복수의 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)이 상하로 이격된 간격(L2)은, 터뷸레이터의 상부(150a-3)에 형성된 복수의 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)이 상하로 이격된 간격(L1)에 비해 보다 조밀한 간격으로 배치되도록 구성할 수 있다.In one embodiment, as shown in FIG. 32, the distance between the plurality of first guide pieces 152-3 and the second guide pieces 153-3 formed in the
이 경우, 상기 터뷸레이터(150-3)에 형성된 복수의 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)의 상하로 이격된 간격은 연소가스의 유입측에서 연소가스의 배출측으로 갈수록 이격되는 간격이 점차 좁아지도록 형성될 수 있다.In this case, the vertically spaced interval between the plurality of first guide pieces 152-3 and the second guide pieces 153-3 formed on the turbulator 150-3 is the flue gas at the inlet side of the combustion gas. It may be formed such that the spaced apart from the discharge side gradually narrows.
다른 실시예로, 도 33에 도시된 바와 같이 상기 연소가스의 배출측에 위치하는 튜브(110-3)의 내측면에는 복수의 돌출부(111-3)가 형성되도록 구성하여 연소가스의 배출측의 연소가스 유로 면적을 줄일 수 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 33, a plurality of protrusions 111-3 are formed on the inner surface of the tube 110-3 located on the discharge side of the combustion gas, It is possible to reduce the area of the flue gas flow path.
도 34을 참조하면, 튜브(110-3)의 내측에는 열매체의 수압을 지지하기 위한 지지부(142-3;142a-3,142b-3,142c-3)가 추가로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 34, support portions 142-3 (142a-3, 142b-3, 142c-3) for supporting the hydraulic pressure of the heat medium may be additionally provided inside the tube 110-3.
상기 지지부(142-3)는 도 34의 (a)에 도시된 바와 같이 양단이 튜브(110-3)의 내측면에 고정되는 일자형 지지대(142a-3), 도 34의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 양단이 절곡되어 튜브(110-3)의 내측면에 고정되는 지지대(142b-3)로 구성할 수 있다.The support part 142-3 has a
도 34의 (a)와 (b)에 도시된 구조의 경우, 튜브(110-3)의 제작시 지지대(142a-3,142b-3)의 일측단은 튜브(110-3)가 형성될 모재에 용접하고, 모재를 튜브(110-3)의 형상으로 말아 가공한 후에 모재의 양측 끝단부와 지지대(142a-3,142b-3)의 타측단을 각각 용접하고, 지지대(142a-3,142b-3)의 양측으로 터뷸레이터(150-3)를 각각 삽입하여 결합하게 된다.In the case of the structure shown in (a) and (b) of Fig. 34, when the tube 110-3 is manufactured, one end of the
도 34의 (c)에 도시된 구조의 경우, 튜브(110-3)의 제작시 지지대(142b-3)와 터뷸레이터(150-3)를 먼저 결합하고, 지지대(142b-3)와 터뷸레이터(150-3)의 결합체를 튜브(110-3)의 내측에 압입하여 결합할 수 있다.In the case of the structure shown in (c) of FIG. 34, when the tube 110-3 is manufactured, the
다른 실시예로, 상기 지지부(142-3)는 도 34의 (d)에 도시된 바와 같이, 튜브(110-3)의 대응되는 양측면에서 튜브(140)의 내측을 향하여 돌출 형성된 엠보(142c-3)로 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 튜브(110-3)의 외부에서 높은 수압이 작용하는 경우 상기 대응되는 위치에 형성된 엠보(142c-3)가 맞닿게 되어 튜브(110-3)의 변형을 방지할 수 있다.In another embodiment, the support part 142-3 is embossed 142c- formed protruding toward the inside of the tube 140 from the corresponding both sides of the tube 110-3, as shown in FIG. 34(d). It can be composed of 3). According to this configuration, when a high water pressure acts on the outside of the tube 110-3, the
이와 같이 튜브(110-3)의 내측에 지지부(142-3)가 결합됨에 따라 튜브(110-3)의 외측면에 열매체의 수압이 크게 작용하는 경우에도 튜브(110-3)의 변형을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 지지부(142-3)와 결합된 튜브(110-3)는 보일러나 온수기 외에도 다양한 용도의 연소기기에 적용이 가능하다.As the support part 142-3 is coupled to the inner side of the tube 110-3, deformation of the tube 110-3 is prevented even when the water pressure of the heat medium acts on the outer surface of the tube 110-3. can do. Accordingly, the tube 110-3 coupled to the support 142-3 can be applied to a combustion apparatus for various purposes in addition to a boiler or a water heater.
<제6실시예><Sixth Example>
도 35 내지 도 38을 참조하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-6)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-4)와, 상기 튜브(110-4)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-1-4), 및 상기 터뷸레이터(120-1-4)에 결합되며 상기 튜브(110-4)에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터(130-1-4)를 포함하여 구성된다.35 to 38, the tube assembly 100-6 for a tubular heat exchanger according to the sixth embodiment of the present invention is a flat shape that allows combustion gas to flow along the inside and heat exchange with a heat medium flowing outside. A tube (110-4) made of, and a turbulator (120-1-4) coupled to the inner side of the tube (110-4) to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the turbulator (120) It is coupled to -1-4) and is configured to include a supporter (130-1-4) for supporting the external pressure acting on the tube (110-4).
본 발명의 제6실시예에 따른 튜브 조립체(100-6)를 구성하는 터뷸레이터(120-1-4)와 서포터(130-1-4)의 구성 및 조립구조를 설명한다. The configuration and assembly structure of the turbulator 120-1-4 and the supporter 130-1-4 constituting the tube assembly 100-6 according to the sixth embodiment of the present invention will be described.
도 38에 도시된 바와 같이 상기 서포터(130-1-4)의 몸체부(131-4)의 중앙부에는 상단이 막히고 하단이 개구(132c-4)된 형상의 슬릿(132-1-4;132-4)이 형성되고, 도 37에 도시된 바와 같이 터뷸레이터(120-1-4)가 서포터(130-1-4)에 형성된 슬릿(132-1-4)의 내측에 장방향으로 삽입됨으로써 터뷸레이터(120-1-4)와 서포터(130-1-4)가 조립되는 구조로 이루어져 있다.38, a slit (132-1-4;132) having an upper end and an opening (132c-4) in the center of the body portion (131-4) of the supporter (130-1-4). -4) is formed, and the turbulator 120-1-4 is inserted in the longitudinal direction inside the slit 132-1-4 formed in the supporter 130-1-4 as shown in FIG. It consists of a structure in which the turbulator (120-1-4) and the supporter (130-1-4) are assembled.
상기 슬릿(132-1-4)은, 터뷸레이터(120-1-4)의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부(132a-4)와, 상기 제1절개부(132a-4)보다 큰 너비로 형성된 제2절개부(132b-4)가 상하로 연결되며 교대로 형성된 구조로 이루어져 있다. 따라서, 상기 제1절개부(132a-4)에 터뷸레이터(120-1-4)의 양측면이 밀착되어 지지되고, 상기 제2절개부(132a-4)와 터뷸레이터(120-1-4) 사이에 마련되는 공간을 통하여 연소가스가 유동될 수 있다.The slit (132-1-4) has a first incision (132a-4) formed with a width that abuts on both sides of the turbulator (120-1-4), and is larger than the first incision (132a-4) The
그리고, 상기 서포터(130-1-4)의 외측단에는 튜브(110-4)의 내측면에 맞닿도록 요철 형상으로 돌출 형성된 복수의 돌출부(133-4)가 상하로 이격되어 구비된다. 이러한 돌출부(133-4)의 구성에 의하면, 서포터(130-1-4)와 튜브(110-4) 간의 접촉 면적은 돌출부(133-4)가 형성된 면적 만큼으로 제한되므로 접촉 면적을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 서포터와 튜브 간의 접촉 면적이 큰 경우에 표면장력에 의해 열매체가 정체됨에 따라 초래될 수 있는 틈새 부식의 발생을 방지할 수 있어, 튜브 조립체의 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, a plurality of protrusions 133-4 protruding in a concave-convex shape so as to contact the inner surface of the tube 110-4 are spaced apart vertically at the outer end of the supporter 130-1-4. According to the configuration of the protrusion 133-4, the contact area between the supporter 130-1-4 and the tube 110-4 is limited to the area where the protrusion 133-4 is formed, so that the contact area can be reduced. do. Accordingly, when the contact area between the supporter and the tube is large, it is possible to prevent the occurrence of crevice corrosion that may be caused by stagnation of the heat medium due to the surface tension, thereby improving the durability of the tube assembly.
상기 터뷸레이터(120-1-4)는, 튜브(110-4)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-4)의 길이방향으로 배치된 평면부(121-4)와, 상기 평면부(121-4)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)을 포함하여 구성될 수 있다.The turbulator (120-1-4) divides the inner space of the tube (110-4) into both sides and is disposed in the longitudinal direction of the tube (110-4) and a flat portion (121-4), the plane It may be configured to include a first guide piece 122-4 and a second guide piece 123-4 formed to protrude alternately inclinedly spaced apart along the longitudinal direction on both sides of the portion 121-4.
상기 제1가이드편(122-4)은 상기 평면부(121-4)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(123-4)은 상기 평면부(121-4)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(121-4)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(123-4)과 제1가이드편(122-4)에 순차로 인계되어 상기 평면부(121-4)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.The first guide piece 122-4 is disposed inclined to one side on one side of the flat portion 121-4, and the second guide piece 123-4 is It is arranged inclined to the other side on the side. Therefore, the heat medium introduced into the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4 is a second guide piece disposed adjacent to the opposite side of the flat portion 121-4 ( 123-4) and the first guide piece 122-4 in order to flow alternately in spaces on both sides of the flat portion 121-4.
상기 제1가이드편(122-4)의 열매체 유입단은 제1연결편(122a-4)에 의해 상기 평면부(121-4)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-4)의 일측단과 제1연결편(122a-4) 및 제1가이드편(122-4) 사이에 평면부(121-4)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(122b-4)가 마련된다.The heat medium inlet end of the first guide piece 122-4 is connected to one end of the flat portion 121-4 by a first connecting
상기 제2가이드편(123-4)의 열매체 유입단은 제2연결편(123a-4)에 의해 상기 평면부(121-4)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-4)의 타측단과 제2연결편(123a-4) 및 제2가이드편(123-4) 사이에 평면부(121-4)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(123b-4)가 마련된다.The heat medium inlet end of the second guide piece 123-4 is connected to the other end of the flat portion 121-4 by a
상기 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)은 상기 평면부(121-4)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(121-4)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(121-4)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(121-4)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.In the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4, a part of the flat portion 121-4 is cut and bent to both sides of the flat portion 121-4, respectively, and the It may be configured to allow fluid communication to the spaces on both sides of the flat portion 121-4 through the cut portion of the flat portion 121-4.
또한 상기 터뷸레이터(120-1-4)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-4)의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지부(124-4)와 제2지지부(125-4)가 각각 형성되어 있다.In addition, the upper and lower ends of the turbulator 120-1-4 are spaced up and down so as to contact both sides of the tube 110-4, protrude forward and rearward, and are spaced apart from each other. 4) and the second support portion 125-4 are formed, respectively.
그리고, 상기 터뷸레이터(120-1-4)의 양측면에는 상기 서포터(130-1-4)의 양측면을 지지하도록 돌출 형성된 한 쌍의 제1지지편(126-4)과 제2지지편(127-4)이 상하로 이격되어 복수로 구비되어 있다. In addition, a pair of first support pieces (126-4) and a second support piece (127) protruding to support both sides of the supporter (130-1-4) on both sides of the turbulator (120-1-4). -4) is spaced up and down and is provided in plural.
따라서, 터뷸레이터(120-1-4)를 서포터(130-1-4)의 슬릿(132-1-4)에 장방향으로 삽입하는 경우, 서포터(130-1-4)가 상기 제1지지편(126-4)과 제2지지편(127-4)에 의해 지지되므로, 터뷸레이터(120-1-4)와 서포터(130-1-4)의 위치를 고정시킬 수 있다.Therefore, when the turbulator (120-1-4) is inserted into the slit (132-1-4) of the supporter (130-1-4) in the longitudinal direction, the supporter (130-1-4) is the first support Since it is supported by the piece 126-4 and the second support piece 127-4, the positions of the turbulator 120-1-4 and the supporter 130-1-4 can be fixed.
이와 같은 터뷸레이터(120-1-4)의 구성에 의하면, 연소가스는 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)에 의해 튜브(110-4)의 내부 공간에서 일측과 타측으로 유동 방향이 계속 변화되어 난류 흐름이 촉진되므로 연소가스와 열매체 간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.According to such a configuration of the turbulator 120-1-4, the combustion gas is transmitted in the inner space of the tube 110-4 by the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4. Since the flow direction to one side and the other side continuously changes to promote turbulent flow, the heat exchange efficiency between the combustion gas and the heating medium can be improved.
<제7실시예><Seventh Example>
도 39 내지 도 41을 참조하면, 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-7)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-4)와, 상기 튜브(110-4)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-2-4), 및 상기 터뷸레이터(120-2-4)에 결합되며 상기 튜브(110-4)에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터(130-2-4)를 포함하여 구성된다.39 to 41, the tube assembly 100-7 for a tubular heat exchanger according to the seventh embodiment of the present invention is a flat shape that allows combustion gas to flow along the inside and heat exchange with a heat medium flowing outside. A tube (110-4) made of, and a turbulator (120-2-4) coupled to the inner side of the tube (110-4) to induce generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the turbulator (120) It is coupled to -2-4) and is configured to include a supporter (130-2-4) for supporting the external pressure acting on the tube (110-4).
이하, 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-7)를 구성하는 터뷸레이터(120-2-4)와 서포터(130-2-4)의 구성 및 조립구조를 설명하되, 전술한 제6실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and assembly structure of the turbulator 120-2-4 and the supporter 130-2-4 constituting the tube assembly 100-7 for a tubular heat exchanger according to the seventh embodiment of the present invention will be described. However, the same reference numerals are assigned to the same components as in the sixth embodiment, and redundant descriptions thereof will be omitted.
본 실시예에서, 도 41에 도시된 바와 같이 서포터(130-2-4))의 몸체부(131-4))에는 상단과 하단이 막힌 형상의 슬릿(132-2-4))이 형성되고, 도 40에 도시된 바와 같이 터뷸레이터(120-2-4))와 서포터(130-2-4))는, 상기 터뷸레이터(120-2-4))가 서포터(130-2-4))에 형성된 슬릿(132-2-4))의 내측에 단방향으로 삽입되어 조립되는 구조로 이루어져 있다.In this embodiment, as shown in Figure 41, the body portion (131-4)) of the supporter (130-2-4) is formed with a slit (132-2-4) in the shape of which the upper and lower ends are blocked, and , As shown in Figure 40, the turbulator (120-2-4) and the supporter (130-2-4)), the turbulator (120-2-4)) is a supporter (130-2-4) ) Is inserted into the inside of the slit (132-2-4)) formed in a unidirectional direction to be assembled.
상기 슬릿(132-2-4))은, 상기 터뷸레이터(120-2-4))의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부(132d-4))와, 상기 제1절개부(132d-4))보다 큰 너비로 형성된 제2절개부(132e-4))가 상하로 연결되며 교대로 형성된 구조로 이루어져 있다. The slit (132-2-4)), a first incision (132d-4) formed with a width contacting both sides of the turbulator (120-2-4), and the first incision (132d-) The
따라서, 상기 제1절개부(132d-4))에 터뷸레이터(120-2-4))의 양측면이 밀착되어 지지되고, 상기 제2절개부(132e-4))와 터뷸레이터(120-2-4)) 사이에 마련되는 공간을 통하여 연소가스가 유동될 수 있다. Accordingly, both sides of the turbulator 120-2-4) are in close contact with and supported by the
본 실시예에 따른 터뷸레이터(120-2-4))의 상단부와 하단부에는 서포터(130-2-4))의 양측면을 지지하도록 돌출된 걸림편(128a-4))과 걸림돌기(128b-4))가 형성되어 있다. The upper and lower ends of the turbulator 120-2-4 according to the present embodiment are protruding to support both sides of the supporter 130-2-4) and the locking
상기 걸림편(128-4))은 평면부(121-4))의 일부를 절개하여 수직으로 절곡시켜 형성되고, 상기 걸림돌기(128b-4))는 서포터(130-2-4))의 두께에 대응되는 간격 만큼 상기 걸림편(128a-4))의 일측으로 이격된 위치에 엠보 형태로 구비될 수 있다. 따라서, 터뷸레이터(120-2-4))가 서포터(130-2-4))에 형성된 슬릿(132-2-4))의 내측에 단방향으로 삽입되면, 상기 걸림돌기(128b-4))는 슬릿(132-2-4))에 걸림돌기(128b-4))의 형태로 형성된 관통부(132f-4))를 통과하고, 이때 상기 걸림편(128a-4))은 서포터(130-2-4))의 몸체부(131-4))에 밀착 되므로, 상기 서포터(130-2-4))는 상기 걸림편(128a-4))과 걸림돌기(128b-4))에 의해 지지되어, 터뷸레이터(120-2-4))와 서포터(130-2-4))의 위치를 고정시킬 수 있다.The locking piece (128-4) is formed by cutting a part of the flat portion (121-4)) and bending it vertically, the locking protrusion (128b-4)) of the supporter (130-2-4) It may be provided in an embossed form at a position spaced apart from one side of the
<제8실시예><Eighth Example>
도 42 내지 도 44을 참조하면, 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-8)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-4)와, 상기 튜브(110-4)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-3-4), 및 상기 터뷸레이터(120-3-4)에 결합되며 상기 튜브(110-4)에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터(130-3-4)를 포함하여 구성된다.42 to 44, the tube assembly 100-8 for a tubular heat exchanger according to an eighth embodiment of the present invention is a flat shape that allows combustion gas to flow along the inside and heat exchange with a heat medium flowing outside. A tube (110-4) made of, and a turbulator (120-3-4) coupled to the inner side of the tube (110-4) to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the turbulator (120) -3-4) and configured to include a supporter (130-3-4) for supporting external pressure acting on the tube (110-4).
이하, 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-3)를 구성하는 터뷸레이터(120-3-4)와 서포터(130-3-4)의 구성 및 조립구조를 설명하되, 전술한 제6실시예 및 제7실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration and assembly structure of the turbulator 120-3-4 and the supporter 130-3-4 constituting the tube assembly 100-3 for a tubular heat exchanger according to the eighth embodiment of the present invention will be described. However, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the sixth and seventh embodiments, and redundant descriptions thereof will be omitted.
본 실시예에서, 도 44에 도시된 바와 같이 터뷸레이터(120-3-4)의 평면부(121-4)에는 상하로 이격된 복수의 슬릿(129-4)이 형성되고, 도 43에 도시된 바와 같이 상기 터뷸레이터(120-3-4)와 서포터(130-3-4)는, 상기 서포터(130-3-4)의 일부분이 상기 터뷸레이터(120-3-4)에 형성된 슬릿(129-4)의 내측에 수직방향으로 삽입되어 조립되는 구조로 이루어져 있다.In this embodiment, as shown in FIG. 44, a plurality of slits 129-4 spaced up and down are formed in the flat portion 121-4 of the turbulator 120-3-4, and shown in FIG. 43 As described above, in the turbulator 120-3-4 and the supporter 130-3-4, a portion of the supporter 130-3-4 is formed in the turbulator 120-3-4 ( 129-4) is inserted in the vertical direction and assembled.
상기 터뷸레이터(120-3-4)에는 인접하게 위치하는 상기 슬릿(129-4)의 사이사이에 막힘부(129a-4)가 형성되고, 상기 서포터(130-3-4)에는 상기 막힘부(129a-4)에 걸림되는 복수의 지지홈(135-4)이 형성되어 있다.The turbulator 120-3-4 has a
그리고, 상기 서포터(130-3-4)의 외측단에는 튜브(110-4)의 내측면에 맞닿도록 돌출 형성된 복수의 돌출부(134-4)가 상하로 이격되어 구비됨으로써, 튜브(110-4)와 서포터(130-3-4) 간의 접촉 면적을 줄여 틈새 부식을 방지할 수 있다.In addition, the outer end of the supporter (130-3-4) is provided with a plurality of protrusions (134-4) formed to protrude to contact the inner surface of the tube (110-4) vertically spaced apart, the tube (110-4) By reducing the contact area between) and the supporter (130-3-4), crevice corrosion can be prevented.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications are apparent by those of ordinary skill in the art without departing from the technical spirit of the present invention claimed in the claims. It is possible, and such modifications are within the scope of the present invention.
1000 : 관체형 열교환기 1000a : 현열 열교환부
1000b : 잠열 열교환부 1100 : 외부 자켓
1110 : 열매체 유입구 1120 : 열매체 배출구
1200 : 연소실 1300 : 상부 튜브시트
1600 : 상부 격막 1700 : 중간부 격막
1800 : 하부 격막 1900 : 하부 튜브시트
100 : 튜브 조립체 110 : 튜브
120 : 터뷸레이터 120-1 : 상부 터뷸레이터
130-1 : 하부 터뷸레이터 122-1,125-1 : 압력지지부
123-1 : 가이드부 130-1-1~130-1-4 : 서포터1000:
1000b: latent heat heat exchange unit 1100: outer jacket
1110: heat medium inlet 1120: heat medium outlet
1200: combustion chamber 1300: upper tube sheet
1600: upper diaphragm 1700: middle diaphragm
1800: lower diaphragm 1900: lower tube sheet
100: tube assembly 110: tube
120: turbulator 120-1: upper turbulator
130-1: lower turbulator 122-1,125-1: pressure support
123-1: guide unit 130-1-1~130-1-4: supporter
Claims (28)
상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터;를 포함하되,
상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측의 현열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 상부와, 연소가스의 배출측의 잠열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터의 하부로 이루어지되,
상기 튜브를 통과하는 연소가스의 온도 및 부피 변화에 대응하도록 상기 터뷸레이터의 하부와 상기 튜브의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적은, 상기 터뷸레이터의 상부와 상기 튜브의 내측면 사이의 연소가스 유로 면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.A tube having a flat shape for allowing the combustion gas generated in the combustion chamber to flow along the inside and heat exchange with the heat medium flowing outside;
Including; a turbulator coupled to the inner side of the tube to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas,
The turbulator is composed of an upper portion of a turbulator provided in a sensible heat heat exchange unit on an inlet side of the combustion gas and a lower portion of a turbulator provided in a latent heat heat exchange unit on the discharge side of the combustion gas,
The combustion gas flow path area between the lower part of the turbulator and the inner surface of the tube to correspond to the temperature and volume change of the combustion gas passing through the tube is a combustion gas flow path between the upper part of the turbulator and the inner surface of the tube Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that formed smaller than the area.
상기 터뷸레이터는,
상기 연소실에 근접한 상기 튜브의 상부 내측에 상기 튜브와 면접촉되도록 결합되어 열전도도를 증대시킴과 아울러 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 상부 터뷸레이터; 및
상기 상부 터뷸레이터의 하측으로 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터;
로 이루어진 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 1,
The turbulator,
An upper turbulator that is coupled to an upper inner side of the tube close to the combustion chamber so as to be in surface contact with the tube to increase thermal conductivity and to induce turbulence in the flow of the combustion gas; And
A lower turbulator coupled to the inner side of the tube toward the lower side of the upper turbulator to induce turbulence in the flow of the combustion gas;
Tube assembly for a tubular heat exchanger consisting of.
상기 상부 터뷸레이터는,
상기 튜브의 일측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면을 포함하는 제1부분과, 상기 튜브의 타측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면을 포함하는 제2부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 2,
The upper turbulator,
A first portion having a shape corresponding to one side of the tube and including a first tube contacting surface in surface contact with the inner side of the one side of the tube, and a shape corresponding to the other side of the tube. Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that consisting of a second portion including a second tube contact surface in surface contact with the inner surface of the side portion.
상기 상부 터뷸레이터의 제1부분과 제2부분은 하나의 모재 플레이트를 상기 모재 플레이트의 중심선을 기준으로 절곡시켜 가공된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 3,
A tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the first part and the second part of the upper turbulator are processed by bending one base plate based on a center line of the base plate.
상기 상부 터뷸레이터에는,
상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제2 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 외측단이 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 타측부를 지지하는 제1 압력지지부와,
상기 제2 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제1 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 일측부를 지지하는 제2 압력지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 3,
In the upper turbulator,
A first pressure support part for supporting the other side of the tube by cutting a part of the first tube contact surface and bending the outer end to be positioned on the same line as the outer surface of the second tube contact surface,
A tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that a second pressure support part is formed by cutting a part of the second tube contact surface and bent so as to be positioned in line with the outer surface of the first tube contact surface to support one side of the tube.
상기 상부 터뷸레이터에는,
상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제1 가이드부와,
상기 제2튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제2 가이드부가 형성되되,
상기 제1 가이드부와 제2 가이드부는 상하로 이격되며 교대로 형성되어 연소가스의 유동방향이 변경되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 3,
In the upper turbulator,
A first guide portion bent toward the inner space of the tube by cutting a part of the first tube contact surface,
A portion of the second tube contact surface is cut to form a second guide portion bent toward the inner space of the tube,
The tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the first guide part and the second guide part are vertically spaced apart and alternately formed to induce a change in the flow direction of the combustion gas.
상기 상부 터뷸레이터에는,
상기 제1 튜브 접촉면에서 절개된 제1절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제2 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제1 압력지지부와, 상기 제2 튜브 접촉면에서 절개된 제2절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제1 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제2 압력지지부가 형성되고,
상기 제1 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제2 튜브 접촉면에 접촉되고, 상기 제2 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제1절개부를 관통하여 상기 튜브의 내측면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 3,
In the upper turbulator,
Some of the first incisions cut from the first tube contact surface are bent to protrude toward the second tube contact surface, and some of the second incisions cut from the second tube contact surface are bent. A second pressure support portion protruding toward the first tube contact surface is formed,
The protruding end of the first pressure support part is in contact with the second tube contact surface, and the protruding end of the second pressure support part passes through the first incision and contacts the inner surface of the tube. Tube assembly for heat exchanger.
상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는 전후 방향 및 상하 방향으로 이격되어 복수로 구비되되,
상측에 위치하는 제1 압력지지부와 하측에 위치하는 제1 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비되고,
상측에 위치하는 제2 압력지지부와 하측에 위치하는 제2 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 7,
The first pressure support part and the second pressure support part are provided in plurality by being spaced apart in the front-rear direction and the vertical direction,
The first pressure support part located on the upper side and the first pressure support part located on the lower side are provided at positions that do not overlap in the vertical direction,
A tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the second pressure support portion positioned at the upper side and the second pressure support portion positioned at the lower side are provided at positions that do not overlap in the vertical direction.
상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는, 플레이트 형상으로 이루어지되 면적이 넓은 양측면이 연소가스의 유동방향과 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 7,
The tube assembly for a tubular heat exchanger, wherein the first pressure support part and the second pressure support part have a plate shape, and both side surfaces having a large area are arranged in parallel with the flow direction of the combustion gas.
상기 터뷸레이터에는, 상기 튜브의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브의 길이방향으로 배치된 평면부와, 상기 평면부의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편을 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 1,
In the turbulator, the inner space of the tube is divided into both sides, and a flat portion disposed in the longitudinal direction of the tube, a plurality of first guide pieces formed to protrude alternately inclinedly spaced apart along the longitudinal direction on both sides of the flat portion; Tube assembly for a tubular heat exchanger comprising a second guide piece.
상기 제1가이드편은 상기 평면부의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고,
상기 제2가이드편은 상기 평면부의 타측면에 타측으로 경사지게 배치되며,
상기 제1가이드편과 제2가이드편으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부의 반대측면에 근접하게 배치된 제2가이드편과 제1가이드편에 순차로 인계되어 상기 평면부의 양측 공간을 교대로 유동하는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 10,
The first guide piece is disposed inclined to one side on one side of the flat portion,
The second guide piece is disposed inclined to the other side on the other side of the flat portion,
The heat medium flowing into the first guide piece and the second guide piece is sequentially transferred to the second guide piece and the first guide piece disposed adjacent to opposite sides of the flat portion, respectively, and alternately flows through spaces on both sides of the flat portion. Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that.
상기 제1가이드편의 열매체 유입단은 제1연결편에 의해 상기 평면부의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 일측단과 제1연결편 및 제1가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구가 마련되고,
상기 제2가이드편의 열매체 유입단은 제2연결편에 의해 상기 평면부의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 타측단과 제2연결편 및 제2가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구가 마련된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 11,
The heat medium inlet end of the first guide piece is connected to one end of the flat portion by a first connecting piece, and fluid communication is made between one end of the flat portion and the first connecting piece and the first guide piece in both spaces of the flat portion. Communication channels are established,
The heat medium inlet end of the second guide piece is connected to the other end of the flat portion by a second connecting piece, and fluid communication is made between the other side end of the flat portion and the second connecting piece and the second guide piece into spaces on both sides of the flat portion. Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the communication port is provided.
상기 제1가이드편과 제2가이드편은 상기 평면부의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부의 양측으로 절곡되고,
상기 제1가이드편과 제2가이드편의 절개된 부분을 통해 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 11,
The first guide piece and the second guide piece are partially cut off the flat portion and bent to both sides of the flat portion, respectively,
A tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that fluid communication is made to spaces on both sides of the flat portion through the cutout portions of the first guide piece and the second guide piece.
상기 터뷸레이터의 하부에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격은, 상기 터뷸레이터의 상부에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격에 비해 보다 조밀한 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 10,
The distance between the plurality of first guide pieces and the second guide pieces formed in the lower part of the turbulator is vertically spaced apart from the distance between the plurality of first guide pieces and the second guide pieces formed in the upper part of the turbulator. Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that arranged at tighter intervals.
상기 터뷸레이터의 하부는 상기 터뷸레이터의 상부에 비해 상기 튜브의 내측에서 연소가스와 접촉하는 면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 1,
The tubular heat exchanger tube assembly, characterized in that the lower portion of the turbulator has a larger area in contact with the combustion gas inside the tube than the upper portion of the turbulator.
상기 연소가스의 배출측에 위치하는 튜브의 내측면에는 복수의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 1,
Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that a plurality of protrusions are formed on an inner surface of the tube positioned on the discharge side of the combustion gas.
상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 2,
Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the upper and lower ends of the lower turbulator are spaced up and down so as to contact both side surfaces of the tube, protruding forward and rearward, and supporting portions spaced apart from each other.
상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지편이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 2,
The tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the upper and lower ends of the lower turbulator are spaced up and down so as to contact the front and rear surfaces of the tube, protrude forward and rearward, and support pieces positioned vertically spaced apart from each other.
상기 튜브의 내측에 형성되어, 상기 튜브의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 더 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 1,
The tube assembly for a tubular heat exchanger, which is formed inside the tube, further comprising a pressure support portion for supporting an external pressure acting on opposite sides of the tube.
상기 압력지지부는,
상기 터뷸레이터의 양측면에서 각각 외측 방향으로 돌출되어 상기 튜브의 대향하는 내측면에 맞닿는 지지대로 이루어진 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 20,
The pressure support part,
Tube assembly for a tubular heat exchanger, characterized in that the tubular heat exchanger consists of a support member protruding outwardly from each side of the turbulator and in contact with the opposite inner surface of the tube.
상기 지지대는 상기 터뷸레이터의 면의 일부가 절개되어 각각 양측으로 절곡됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 21,
The support is a tubular heat exchanger tube assembly, characterized in that a part of the surface of the turbulator is cut and bent to both sides.
상기 터뷸레이터에 결합되며 상기 튜브에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터를 더 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.The method of claim 1,
A tube assembly for a tubular heat exchanger that is coupled to the turbulator and further comprises a supporter for supporting an external pressure acting on the tube.
상기 외부 자켓과의 사이에 열매체의 유로가 형성되도록 상기 외부 자켓의 내측에 결합되고, 버너의 연소가 이루어지는 연소실; 및
제1항 내지 제14항, 제16항 내지 제23항 중 어느 한 항에 기재된 관체형 열교환기용 튜브 조립체;
를 포함하는 관체형 열교환기.An outer jacket through which the heating medium is introduced and discharged;
A combustion chamber coupled to the inside of the outer jacket so that a flow path of the heat medium is formed between the outer jacket and combustion of the burner; And
The tube assembly for a tubular heat exchanger according to any one of claims 1 to 14 and 16 to 23;
Tubular heat exchanger comprising a.
상기 튜브는 복수로 구비되며 상기 연소실에서 발생된 연소가스가 하방향으로 유동하도록 수직 방향으로 설치되되, 원주방향으로 이격되며 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.The method of claim 24,
The tubular heat exchanger, characterized in that the tube is provided in plural and is vertically installed so that the combustion gas generated in the combustion chamber flows downward, spaced apart in a circumferential direction, and arranged radially.
상기 외부 자켓의 내부에는 열매체의 유동 방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환되도록 열매체의 유동을 안내하기 위한 다단의 격막이 상하로 이격되어 구비되고, 상기 튜브는 복수로 구비되며 상기 다단의 격막에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.The method of claim 24,
Inside the outer jacket, a multi-stage diaphragm for guiding the flow of the heating medium is provided vertically and spaced apart so that the flow direction of the heating medium is alternately switched radially inward and outward, and the tube is provided in plural and the multi-stage diaphragm Tubular heat exchanger, characterized in that inserted into and supported.
상기 다단의 격막은, 플레이트 형상의 상부 격막과 중간부 격막 및 하부 격막으로 이루어지되,
상기 상부 격막과 하부 격막은 중앙부에 열매체의 유동을 위한 개구부가 형성되고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면에 접하도록 구비되며,
상기 중간부 격막은 중앙부가 막힌 형상으로 이루어지고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면과 이격되어 그 사이로 열매체가 유동하도록 구비된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.The method of claim 26,
The multi-stage diaphragm is made of a plate-shaped upper diaphragm, an intermediate diaphragm, and a lower diaphragm,
The upper diaphragm and the lower diaphragm have an opening formed in the center portion for the flow of the heat medium, and the edge portion is provided to contact the inner surface of the outer jacket,
The middle portion diaphragm is formed in a shape of a central portion is blocked, and the edge portion is spaced apart from the inner surface of the outer jacket, characterized in that provided so that the heat medium flows therebetween.
상기 연소실의 하단에는 상기 복수의 튜브의 상단부가 삽입되는 상부 튜브시트가 결합되고,
상기 외부 자켓의 하단에는 상기 복수의 튜브의 하단부가 삽입되는 하부 튜브시트가 결합된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.The method of claim 26,
An upper tube sheet into which upper ends of the plurality of tubes are inserted is coupled to a lower end of the combustion chamber,
A tubular heat exchanger, characterized in that a lower tube sheet into which lower ends of the plurality of tubes are inserted is coupled to a lower end of the outer jacket.
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Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |