KR102487427B1 - 열교환기 - Google Patents

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KR102487427B1
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도시미츠 나가사카
마사카즈 안도
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린나이코리아 주식회사
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Abstract

(과제) 급탕기나 난방용 열원기 등의 연소장치에 조립되는 열교환기에 있어서, 온도센서의 응답성 및 검지 정밀도의 향상을 도모하는 것.
(해결수단) 몸통부(30)와; 몸통부(30) 내에 병설되는 복수의 흡열관(32, 33)과; 복수의 흡열관(32, 33)의 단부 상호를 몸통부(30) 측벽의 외측에서 연결하는 벤드부(34)와; 흡열관(32, 33)에 피가열 유체를 도입하는 도입관(11)과; 흡열관(32, 33)에서 피가열 유체를 도출하는 도출관(12)과; 흡열관(32, 33), 벤드부(34), 도입관(11) 및 도출관(12)에 의해서 구성되는 통수로(300)의 온도를 검지하는 온도센서(16)와; 온도센서(16)를 지지하는 센서 브래킷(6);을 구비하며, 센서 브래킷(6)은 온도센서(16)의 장착면이 되는 베이스부(60)가 벤드부(34)에 형성된 평면부(340)에 대해서 면접촉된 상태로 접합 고정되고, 온도센서(16)는 베이스부(60)에 있어서의 평면부(340)와의 접합부(600)에 지지 고정된 것.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}
본 발명은 급탕기나 난방용 열원기 등의 연소장치에 조립되는 열교환기, 특히 열교환기의 통수로(通水路)의 온도 상태를 검지하기 위한 온도센서를 구비한 열교환기에 관한 것이다.
급탕기나 난방용 열원기 등의 연소장치에 조립되는 종래의 열교환기에 있어서, 몸통부의 둘레벽 외측에 노출되게 설치된 통수 배관의 외주에, 출탕온도의 이상 상승이나 흡열관의 과열 등 열교환기의 통수로의 온도 상태를 검지하기 위한 온도센서를 배치한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2 참조).
상세하게 설명하면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 종래의 열교환기(8)는, 몸통부(80) 내의 흡열관(83)에서 둘레벽 외측으로 연이어 설치되는 통수 배관(84)의 외주에, 직사각형 판형상의 베이스부(90)와 이 베이스부(90)의 일측 가장자리에 세워지게 형성되는 대략 평판형상의 지지판(91)으로 이루어지는 대략 L자 형상의 센서 브래킷(9)이 설치되어 있다. 센서 브래킷(9)은 지지판(91)의 선단(91C)에 형성된 대략 U자 형상의 절결부(11)를 몸통부(80)의 둘레벽 외측에 설치되는 통수 배관(84)의 외주면에 끼워맞추고, 또한 베이스부(90)의 타측 가장자리를 따라서 세워지게 형성된 보조판(92)의 단면을 통수 배관(84)의 외주면에 맞닿게 한 상태에서, 절결부(911)와 통수 배관(84)의 끼워맞춤부 주변이 납땜에 의해서 접합 고정되어 있고, 온도센서(76)는 상기 베이스부(90)의 외측면에 나사 고정되어 통수 배관(84)으로부터 지지판(91)을 통해서 베이스부(90)에 전달되는 온도를 검지하도록 구성되어 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특개평10-197073호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개2006-200829호 공보
그러나, 상기 종래의 열교환기(8)에서는, 센서 브래킷(9)이 통수 배관(84)의 외주면에 대해서 절결부(911)의 단면에 의해 접합 고정되도록 구성되어 있어 통수 배관(84)과 센서 브래킷(9)의 접촉면적이 작기 때문에, 특히 통수 배관(84)이나 센서 브래킷(9) 등이 스테인리스와 같은 열전도성이 낮은 재료로 형성된 것에서는 흡열관(83)의 온도가 온도센서(76)까지 신속하게 전달되기 어렵다. 또, 통수 배관(84)에 대한 센서 브래킷(9)의 조립 오차나 센서 브래킷(9)의 약간의 제조 오차에 의해서 양자 간의 접촉불량도 생기기 쉽다. 이것에 의해서, 온도센서(76)의 응답성 저하나 검지 정밀도의 편차를 초래할 우려가 있었다.
본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 급탕기나 난방용 열원기 등의 연소장치에 조립되는 열교환기에 있어서, 온도센서의 응답성 및 검지 정밀도의 향상을 도모하는 것에 있다.
본 발명과 관한 열교환기는, 몸통부와; 몸통부 내에 병설되는 복수의 흡열관과; 복수의 흡열관의 단부 상호를 몸통부 측벽의 외측에서 연결하는 벤드부와; 흡열관에 피가열 유체를 도입하는 도입관과; 흡열관에서 피가열 유체를 도출하는 도출관과; 흡열관, 벤드부, 도입관 및 도출관에 의해서 구성되는 통수로의 온도를 검지하는 온도센서와; 센서 브래킷에 온도센서를 고정하는 누름부재;를 구비하며, 센서 브래킷은 온도센서의 장착면이 되는 베이스부와, 베이스부에서 몸통부 측벽의 외측으로 향해서 연장되는 연장부와, 연장부의 외측의 단부에 받이측 플랜지를 가지며, 베이스부가 벤드부에 형성된 평면부에 대해서 면접촉된 상태로 접합 고정되고, 누름부재는 센서 브래킷에 대해서 온도센서를 가압하는 맞닿음 판부와, 맞닿음 판부에서 몸통부 측벽의 외측으로 향해서 연장되는 연장부와, 연장부의 외측 측의 단부에 누름측 플랜지를 가지고 있으며, 누름부재의 누름측 플랜지와 센서 브래킷의 받이측 플랜지를 고정나사로 연결함으로써, 온도센서가 센서 브래킷의 베이스부와 누름부재의 맞닿음 판부 사이에 끼워지고, 누름부재의 맞닿음 판부가 온도센서를 센서 브래킷의 베이스부에 가압하여, 온도센서가 베이스부에 있어서의 상기 평면부와의 접합부에 지지 고정된 것이다.
이것에서는, 벤드부의 평면부에 대해서 센서 브래킷의 베이스부가 면접촉된 상태로 접합 고정되고, 상기 베이스부에 있어서의 벤드부의 평면부와의 접합부에 온도센서가 지지 고정되어 있기 때문에, 예를 들어 몸통부나 흡열관, 벤드부, 센서 브래킷 등이 스테인리스와 같은 열전도성이 낮은 재료로 형성된 것이라 하더라도 통수로의 온도를 벤드부와 센서 브래킷의 접촉면을 통해서 온도센서에 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있다. 또, 벤드부와 센서 브래킷을 비교적 넓은 범위에서 면접촉한 상태로 접합 고정할 수 있기 때문에, 벤드부에 대한 센서 브래킷의 조립 오차나 센서 브래킷의 제조 오차가 다소 발생하였다 하더라도 양자 간에 접촉불량이 생기기 어렵다.
삭제
또, 상기한 종래의 열교환기와 같이 온도센서를 센서 브래킷에 대해서 직접 나사 고정하는 경우, 나사부재가 몸통부 측벽이나 벤드부 등에 간섭하여 온도센서가 센서 브래킷에 대해서 적절하게 접촉되지 않을 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 의하면, 센서 브래킷과 누름부재에 의해서 온도센서를 협지 고정할 수 있기 때문에, 센서 브래킷에 대해서 온도센서를 적절하게 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 통수로의 온도를 온도센서에 보다 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있다.
삭제
또, 이것에서는, 센서 브래킷 및 누름부재가 고정나사에 의해서 벤드부의 평면부보다도 몸통부 측벽의 외측으로 떨어진 위치에서 연결되기 때문에, 고정나사가 몸통부 측벽이나 벤드부 등에 간섭하기 어렵고, 센서 브래킷에 대해서 온도센서를 보다 적절하게 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 통수로의 온도를 온도센서에 보다 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있다.
바람직하게는, 상기 열교환기에 있어서, 벤드부는 몸통부 측벽에 대향하는 측의 면이 개구되고, 몸통부 측벽의 흡열관 접속부를 몸통부 측벽의 외측에서 덮는 상자형상으로 형성되고, 센서 브래킷은 벤드부의 상기 개구의 반대측 면에 접합 고정되고, 몸통부 측벽의 외측에서 보았을 때에 전체가 벤드부의 주연부보다 내측에 배치된다.
벤드부를 일측 면이 개구되는 대략 상자형상으로 형성하고, 몸통부 측벽의 흡열관 접속부를 외측에서 덮도록 몸통부 측벽의 외측 면에 설치하고, 상기 개구의 반대측 면에 센서 브래킷을 설치하는 경우, 센서 브래킷의 일부가 벤드부의 주연부보다 외주측으로 돌출되어 있으면, 벤드부를 몸통부 측벽에 접합 고정하기 위한 작업(예를 들면, 벤드부를 몸통부 측벽에 납땜 고정하는 경우에, 벤드부와 몸통부 측벽의 접합부에 납땜재를 도포하는 작업)에 방해가 되어, 몸통부 측벽에 대해서 벤드부를 적절하게 접합 고정하지 못할 우려가 있다. 그러나, 본 발명에 의하면, 센서 브래킷을 몸통부 측벽의 외측에서 보았을 때에, 그 전체가 벤드부의 주연부보다 내측에 배치되어 있기 때문에, 벤드부를 몸통부 측벽에 접합 고정하는 작업에 방해가 되기 어려우며, 몸통부 측벽에 대해서 벤드부를 원활하게 또한 적절하게 접합 고정할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 벤드부나 센서 브래킷 등이 열전도성이 낮은 재료로 형성된 것이라 하더라도 통수로의 온도를 온도센서에 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있기 때문에, 온도센서의 응답성 및 검지 정밀도가 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 열교환기를 구비한 연소장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 열교환기의 센서 브래킷 주변의 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 열교환기의 센서 브래킷 주변의 일부를 분해한 개략 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 열교환기의 센서 브래킷 주변의 일부를 분해한 개략 상단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 열교환기의 센서 브래킷 주변의 개략 정면도이다.
도 6은 종래의 열교환기의 센서 브래킷 주변의 일부를 분해한 개략 사시도이다.
이어서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 열교환기(3)는 도입관(급수 배관)(11)에서 제 1 흡열관(32) 및 제 2 흡열관(33)으로 공급되는 피가열 유체(여기서는 '물')를 버너(2)에서 방출되는 연소배기가스에 의해서 가열하고, 도출관(출탕 배관)(12)을 통해서 수도꼭지나 샤워 등의 도시하지 않은 온수 이용처로 공급하는 급탕기(1)에 조립된다.
열교환기(3)의 외곽을 구성하는 몸통부(30)는 스테인리스계 금속에 의해 상하에 개구(301, 302)를 가지는 대략 직사각형 상자형상으로 형성된 것이며, 상부 개구(301)에는 버너(2)를 수용하는 연소실 케이스(20)가 연이어 설치되어 있다. 한편, 하부 개구(302)에는 버너(2)에서 몸통부(30) 내로 이송된 연소배기가스를 급탕기(1)의 외부로 유도하는 배기실 케이스(40)가 연결되어 있다.
연소실 케이스(20)의 상부에는 버너(2)의 연소용 공기로서 급탕기(1)의 외부 공기를 연소실 케이스(20) 내로 공급하는 팬 유닛(5)이 접속되어 있고, 버너(2)에서 방출된 연소배기가스는 팬 유닛(5)에 의해서 연소실 케이스(20) 내로 공급된 공기와 함께 상부 개구(301)에서 열교환기(3)의 몸통부(30) 내로 도입되고, 하부 개구(302)에서 배기실 케이스(40)를 통해서 급탕기(1)의 외부로 배출된다.
몸통부(30)의 서로 대향하는 전측벽(303)과 후측벽(304) 사이에는 스테인리스계 금속으로 형성된 복수의 판형상의 전열핀(31)이 소정의 간극을 두고서 또한 전측벽(303) 및 후측벽(304)과 거의 평행하게 세로방향으로 병설되어 있다. 전열핀(31)은 몸통부(30) 내의 대략 하반부 영역, 즉 하부 개구(302) 측의 공간에 설치되어 있으며, 이들 각 전열핀(31)에 대해서 직교하는 방향으로 스테인리스계 금속으로 형성된 타원형 직관형상의 제 1 흡열관(32)이 복수 관통 설치되어 있다.
또한, 본 명세서에서는 전측벽(303)의 외측면을 열교환기(3)의 정면, 팬 유닛(5)의 설치면 측을 열교환기(3)의 상면으로 하고, 몸통부(30)를 정면 측에서 보았을 때의 깊이 방향을 '전후방향', 폭 방향을 '좌우방향', 높이 방향을 '상하방향'이라 한다.
제 1 흡열관(32)은 상하 2단으로 또한 그 중심이 하단측과 상단측에서 좌우방향으로 반 피치 편심된 위치가 되도록 소위 지그재그 형상으로 병설되어 있다. 한편, 몸통부(30) 내의 대략 상반부 영역의 공간에 설치되는 제 2 흡열관(33)은 스테인리스계 금속으로 원형 직관형상으로 형성되며, 몸통부(30)의 좌우 측벽(305, 306)을 따라서 연이어 설치되어 있다(도 2 참조). 따라서, 연소실 케이스(20)에서 몸통부(30) 내로 도입되는 연소배기가스는 제 2 흡열관(33)의 설치부를 통해서 제 1 흡열관(32)의 설치부로 유도된 후 배기실 케이스(40)로 도출된다. 또, 이때 제 2 흡열관(33)에서 연소배기가스 중의 현열의 일부가 회수되고, 또한 제 1 흡열관(32)에서 연소배기가스 중의 현열이 회수된다. 이것에 의해서 소망 온도의 피가열 유체가 온수 이용처에 공급된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 인접하는 2개의 제 1 흡열관(32)의 단부 상호 및 제 2 흡열관(33)의 단부 상호는 각각 전측벽(303) 및 후측벽(304)의 외측에서 연결 헤더(34)에 의해서 직렬적으로 연결되어 있다.
또, 도시하지는 않았으나 특정한 1세트의 제 1 흡열관(32) 및 제 2 흡열관(33)의 단부 상호는 후측벽(304)의 외측에서 연결 헤더(34)에 의해서 직렬적으로 연결되어 있다. 또한, 제 1 흡열관(32) 중 최상류에 해당하는 제 1 흡열관(32)의 단부에는 도입관(11)이 연결되고, 제 2 흡열관(33) 중 최하류에 해당하는 제 2 흡열관(33)의 단부에는 도출관(12)이 연결되어 있다. 이와 같이, 열교환기(3)는 제 1 흡열관(32), 제 2 흡열관(33), 연결 헤더(34), 도입관(11) 및 도출관(12)으로 이루어지는 1개의 피가열 유체의 통수로(300)를 가지고 있으며(도 1 참조), 도입관(11)에 공급되는 피가열 유체는 제 1 흡열관(32)을 통해서 제 2 흡열관(33)으로 유도되고, 도출관(12)에서 외부의 온수 이용처로 도출된다. 또한, 본 실시형태에서는 각 흡열관(32, 33)의 단부 상호가 연결 헤더(34)에 의해서 직렬적으로 연결되어 있으나, 각 제 1 흡열관(32)의 단부 상호 및 각 제 2 흡열관(33)의 단부 상호가 각각 연결 헤더(34)에 의해서 병렬적으로 연결된 것으로 하여도 좋다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 몸통부(30)의 전측벽(303) 및 후측벽(304)에는 각각 몸통부(30)의 내측으로 오목한 오목부(35)가 복수 형성되어 있으며, 제 1 흡열관(32) 및 제 2 흡열관(33)은 각각 상기 오목부(35)의 내측벽(350)에 형성된 연통구멍(36)의 주연부에 몸통부(30)의 내측에서 연결되고, 납땜에 의해서 고정된다. 즉, 오목부(35)의 내측벽(350)이 제 1 흡열관(32) 및 제 2 흡열관(33)의 단부를 지지하는 흡열관 접속부가 된다.
오목부(35)의 내주는 연결 헤더(34)의 외주와 일치하는 형상으로 형성되어 있으며, 오목부(35)의 내측에 몸통부(30)의 외측에서 연결 헤더(34)가 밀접하게 끼워지고, 납땜에 의해서 고정된다. 이것에 의해서 인접하는 2개의 연통구멍(36) 상호가 연결 헤더(34)와 오목부(35)의 내측벽(350)과의 사이에 획성되는 공간을 통해서 연결된다. 즉, 연결 헤더(34)가 인접하는 2개의 흡열관(32, 33)의 단부 상호를 몸통부(30)의 외측에서 연결하는 벤드부가 된다.
연결 헤더(34)는 몸통부(30)의 전측벽(303) 또는 후측벽(304)에 대응하는 측의 단면이 개구되고, 오목부(35)의 내측벽(350)을 몸통부(30)의 외측에서 덮는 대략 상자형상으로 형성되어 있다. 또, 연결 헤더(34)의 상기 개구의 반대측의 면의 중앙부(이하 "외측면 중앙"이라 한다)(340)는 몸통부(30)의 전측벽(303) 또는 후측벽(304)과 거의 평행한 평면형상으로 형성되어 있다.
연결 헤더(34) 중 제 1 흡열관(32)의 단부 상호를 연결하는 연결 헤더(34)의 특정한 1개에는 통수로(300){여기서는 '제 1 흡열관(32)'}의 온도의 이상 상승을 검지하기 위한 과열검지센서로서의 온도센서(16)가 센서 브래킷(6)을 통해서 장착되어 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 급탕기(1)의 내부에는 버너(2)의 점화 동작이나 소화 동작, 팬 유닛(5)의 급기량 조정 동작, 통수로(300)의 온도의 이상 상승이 검지되었을 경우에 버너(2)의 연소를 강제적으로 정지시키는 과열방지 동작 등 급탕기(1) 전체의 동작을 제어하는 제어회로가 조립되어 있으며, 온도센서(16)는 상기 제어회로에 전기 배선을 통해서 접속되어 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 센서 브래킷(6)은 스테인리스계 금속제의 판재를 상측에서 보았을 때 대략 ㄷ자 형상으로 절곡 형성한 것이며, 중앙에 온도센서(16)의 장착면이 되는 평면 판형상의 베이스부(60)를 가지며, 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 대해서 상기 베이스부(60)의 중앙부(이하 '베이스부 중앙'이라 한다)(600)를 면접촉시킨 상태에서 납땜에 의해서 접합 고정된다. 즉, 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)이 센서 브래킷(6)을 접합 고정하기 위한 평면부가 되고, 베이스부 중앙(600)이 연결 헤더(34)와의 접합부가 된다. 또한, 연결 헤더(34)와 센서 브래킷(6)을 납땜 고정할 때, 센서 브래킷(6)은 베이스부 중앙(600)의 소정 개소가 스폿 용접에 의해서 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 임시 고정된다. 이것에 의해서, 납땜 공정시에 센서 브래킷(6)이 연결 헤더(34)로부터 탈락되거나 어긋나지 않게 된다.
베이스부(60)의 좌우측 가장자리에는 전측벽(303)의 전방, 즉 몸통부(30)의 전방측으로 향해서 연장되는 연장부(61)가 형성되어 있다. 또, 연장부(61)의 전단에는 누름판(6S)의 연결 고정부가 되는 받이측 플랜지(62)가 좌우방향의 외측으로 연장되게 형성되어 있다. 받이측 플랜지(62)에는 고정나사(66)를 끼우기 위한 나사구멍(620)이 형성되어 있다.
온도센서(16)는 그 검지면(160)을 베이스부 중앙(600)의 전면에 면접촉시킨 상태에서 센서 브래킷(6)의 전방으로부터 누름판(누름부재)(6S)에 의해서 압압 고정된다. 또, 온도센서(16)는 연결 헤더(34)에 한정하지 않고 도입관(11)이나 도출관(12), 그 외 통수 경로(300)의 여러 위치의 온도를 검지하는데 사용되는 범용의 온도센서이며, 센서 본체(161)에 있어서의 검지면(160) 측의 외주연에는 온도센서(16)를 검지대상부위에 나사고정하기 위한 장착용 플랜지(162)가 형성되어 있다. 또한, 온도센서(16)는 통수 경로(300)의 온도를 정확하게 검지하는 것이 가능하다면, 검지면(160)이 베이스부 중앙(600)의 대략 전체 면에 접촉하도록 구성된 것으로 하여도 좋고, 베이스부 중앙(600)의 일부 영역에 접촉하도록 구성된 것으로 하여도 좋다.
누름판(6S)은 센서 브래킷(6)과 마찬가지로 스테인리스계 금속제의 판재를 상측에서 보았을 때 대략 ㄷ자 형상으로 절곡 형성한 것이며, 센서 브래킷(6)에 장착하였을 때에 중앙의 평면 판형상의 맞닿음 판부(63)가 센서 브래킷(6)의 베이스부(60)에 전면 측에서 서로 겹쳐짐으로써, 상기 장착용 플랜지(162)가 거의 전 둘레에 걸쳐서 베이스부(60)와의 사이에 끼워지도록 구성되어 있다.
맞닿음 판부(63)의 중앙 위치에는 센서 본체(161)를 관통시키기 위한 센서관통구멍(630)이 형성되어 있다. 따라서, 센서 브래킷(6)에 누름판(6S)을 장착할 때, 맞닿음 판부(63)는 센서 본체(161)에 간섭하는 일 없이 장착용 플랜지(162)의 전면에 맞닿게 된다.
맞닿음 판부(63)의 좌우측 가장자리에는 전측벽(303)의 전방으로 향해서 연장되는 연장부(64)가 형성되어 있다. 또, 연장부(64)의 전단에는 센서 브래킷(6)의 받이측 플랜지(62)에 전면 측에서 서로 겹쳐져서 센서 브래킷(6)에 대한 연결 고정부가 되는 누름측 플랜지(65)가 좌우방향 외측으로 연장 형성되어 있다. 누름측 플랜지(65)에는 나사관통구멍(650)이 형성되어 있으며, 상기 나사관통구멍(650)을 통해서 받이측 플랜지(62)의 나사구멍(620)에 고정나사(고정부재)(66)를 나사결합 접속시킴으로써, 누름판(6S)이 센서 브래킷(6)에 나사고정된다. 이것에 의해서, 맞닿음 판부(63)가 장착용 플랜지(162)에 압압 상태로 맞닿음으로써, 온도센서(16)를 센서 브래킷(6)의 전면에 유지 고정시킨다.
센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)의 연장부(61, 64)는 각각 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)보다도 전방으로 돌출 형성되어 있다. 따라서, 센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)은 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에서 전측벽(303)의 전방으로 소정 거리 떨어진 위치에서 고정나사(66)에 의해서 연결된다.
누름측 플랜지(65)의 외측 가장자리에는 후방{센서 브래킷(6) 측}으로 향해서 돌출되는 위치 결정용의 돌기(67)가 절곡 형성되어 있으며, 누름판(6S)을 센서 브래킷(6)에 장착할 때, 돌기(67)가 받이측 플랜지(62)의 외측 가장지리에 맞닿음으로써, 나사관통구멍(650)의 중심과 받이측 플랜지(62)의 나사구멍(620)의 중심이 합치되도록 구성되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)은, 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 대해서 수직방향{전측벽(303)의 전방}에서 보았을 때에, 그 전체가 장착대상인 연결 헤더(34)의 주연부보다 내측에 배치되는 크기로 형성되어 있다. 즉, 센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)은 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 대해서 수직방향에서 보았을 때의 각각의 외주 내측의 영역 면적이 연결 헤더(34)의 외주 내측의 영역 면적 이하가 되도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)을 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 대해서 수직방향에서 보았을 때에, 그 전체가 연결 헤더(34)의 주연부보다 내측에 배치되도록 구성되어 있으나, 센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)을 전측벽(303)의 상하좌우의 어느 경사진 전방에서 보았을 때에, 그 전체가 연결 헤더(34)의 주연부보다 내측에 배치되도록 구성된 것으로 하여도 좋다.
상기 열교환기(3)에 있어서의 온도센서(16) 주변의 조립공정의 개략을 도 3을 참조하여 설명한다.
우선, 상기한 바와 같이 특정한 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 대해서 센서 브래킷(6)을 스폿 용접에 의해서 미리 고정시켜 둔다. 그리고, 몸통부(30)에 형성된 연통구멍(36)의 내주에 흡열관(32, 33)을 몸통부(30)의 내측에서 압입하여 끼우고, 이 상태에서 흡열관(32, 33)과 연통구멍(36)의 주연부의 끼워맞춤부를 따라서 페이스트상의 납땜재를 도포한다. 혹은, 연통구멍(36)의 주연부에 링 형상의 고형 납땜재를 유지시켜도 좋다. 한편, 센서 브래킷(6)이 장착된 연결 헤더(34)는 다른 연결 헤더(34)와 함께 몸통부(30)에 형성된 오목부(35)의 내측에 밀접하게 끼우고, 이 상태에서 연결 헤더(34)와 오목부(35)의 끼워맞춤부를 따라서 페이스트상의 납땜재를 도포한다. 또, 센서 브래킷(6)의 베이스부(60)와 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)의 접촉면의 외주에도 상기한 바와 마찬가지로 페이스트상의 납땜재를 도포한다. 혹은, 막대 형상의 고형 납땜재를 유지시켜도 좋다. 그리고, 이 상태로 열교환기(3)를 노(爐) 내에 수용하여 가열 처리를 함으로써, 납땜재가 용융되어 상기 끼워맞춤부나 접합면에 균일하게 흘러 들어가서 흡열관(32, 33) 및 연결 헤더(34)가 몸통부(30)에, 센서 브래킷(6)이 연결 헤더(34)에 각각 강고하게 접합된다. 온도센서(16)는 상기한 바와 같이 납땜 처리가 종료된 후, 누름판(6S)에 의해서 센서 브래킷(6)에 유지 고정시킨다.
이와 같이, 상기 열교환기(3)에 의하면, 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 대해서 센서 브래킷(6)의 베이스부(60)가 면접촉된 상태로 접합 고정되고, 상기 베이스부 중앙{연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)과의 접합부}(600)에 온도센서(16)가 지지 고정되어 있기 때문에, 예를 들어 몸통부(30)나 흡열관(32, 33), 연결 헤더(34), 센서 브래킷(6) 등이 스테인리스와 같은 열전도성이 낮은 재료로 형성된 것이라 하더라도, 통수로(300)의 온도를 연결 헤더(34)와 센서 브래킷(6)의 접촉면을 통해서 온도센서(16)에 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있다. 또, 연결 헤더(34)와 센서 브래킷(6)을 비교적 넓은 범위에서 면접촉한 상태로 접합 고정할 수 있기 때문에, 연결 헤더(34)에 대한 센서 브래킷(6)의 조립 오차나 센서 브래킷(6)의 제조 오차가 다소 발생하였다 하더라도 양자 간에 접촉불량이 생기기 어렵다. 이것에 의해서, 온도센서(16)의 응답성 및 검지 정밀도가 향상된다.
또한, 이것에서는 센서 브래킷(6)과 누름판(6S)에 의해서 온도센서(16)의 장착용 플랜지(162)를 거의 전 둘레에 걸쳐서 협지 고정하도록 구성되어 있기 때문에, 온도센서를 센서 브래킷에 대해서 직접 나사고정할 필요가 없다. 따라서, 상기 실시형태와 같은 범용의 온도센서(16)라 하더라도 센서 브래킷(6)에 대해서 온도센서(16)를 적절하게 밀착 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 통수로(300)의 온도를 온도센서(16)에 보다 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있다.
또한, 이것에서는 센서 브래킷(6) 및 누름판(6S)이 고정나사(66)에 의해서 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)보다도 전측벽(303)의 전방으로 떨어진 위치에서 연결되기 때문에, 고정나사(66)가 전측벽(303)이나 연결 헤더(34) 등에 간섭하기 어렵고, 센서 브래킷(6)에 대해서 온도센서(16)를 보다 적절하게 접촉시키는 것이 가능하다. 따라서, 통수로(300)의 온도를 온도센서(16)에 보다 신속하게 또한 확실하게 전달할 수 있다.
또, 이것에서는 센서 브래킷(6)을 전측벽(303)의 전방에서 보았을 때에, 그 전체가 연결 헤더(34)의 주연부보다 내측에 배치되어 있기 때문에, 연결 헤더(34)의 주연부와 오목부(35)의 내주부의 끼워맞춤부에 납땜재를 도포할 때에, 센서 브래킷(6)이 작업의 방해가 되기 어렵다. 따라서, 전측벽(303)에 대해서 연결 헤더(34)를 원활하게 또한 적절하게 접합 고정할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 과열검지센서로서의 온도센서(16)의 장착 구조에 대해서 설명하였으나, 도입관(11)에 공급되는 피가열 유체의 온도를 검지하기 위한 입수 온도센서나, 도출관(12)에서 온수 이용처로 도출되는 피가열 유체의 온도를 검지하기 위한 출탕 온도센서에 대해서도 상기한 바와 마찬가지로 센서 브래킷(6)에 의해서 연결 헤더(34)에 지지 고정된 것으로 하여도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는 베이스부 중앙(600)이 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 접합 고정되는 것을 설명하였으나, 베이스부(60) 전체가 상기 외측면 중앙(340)에 접합 고정되는 것으로 하여도 좋고, 베이스부(60)의 상반 영역이나 좌반 영역 등, 베이스부 중앙(600)에서 상하좌우방향으로 편심된 영역이 상기 외측면 중앙(340)에 접합 고정되는 것으로 하여도 좋다. 또한, 온도센서(16)도 상기한 바와 마찬가지로, 베이스부(60)와 외측면 중앙(340)의 접합부의 위치에 맞춰서 검지면(160)이 베이스부 중앙(600)에서 상하좌우방향으로 편심된 위치에 접촉하도록 고정되는 것으로 하여도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는 대략 상자형상으로 형성된 연결 헤더(34)에 의해서 벤드부가 구성되고, 상기 연결 헤더(34)의 외측면 중앙(340)에 센서 브래킷(6)이 면접촉된 상태로 접합 고정된 것을 설명하였으나, 2개의 흡열관(32, 33)의 단부 상호가 U자 관에 의해서 몸통부(30)의 외측에서 연결되고, 상기 U자 관의 소정 위치에 형성된 평면부에 센서 브래킷(6)이 면접촉된 상태로 접합 고정된 것으로 하여도 좋다.
본 발명은 급탕기에 조립되는 열교환기에 한하지 않고, 온수 난방 단말과의 사이에서 피가열 유체를 순환 공급하는 난방용 열원기나 저탕식 급탕 시스템의 열원기 등의 연소장치에 조립되는 열교환기에도 적용할 수 있다. 또, 상기 실시형태와 같이 열교환기에 대해서 연소배기가스를 상측에서 하측으로 유통시키도록 구성된 소위 하향 연소식 연소장치의 열교환기에 한하지 않고, 열교환기에 대해서 연소배기가스를 하측에서 상측으로 유통시키도록 구성된 소위 상향 연소식 연소장치의 열교환기에도 적용할 수 있다.
1 : 급탕기(연소장치) 11 : 도입관
12 : 도출관 16 : 온도센서
3 : 열교환기 30 : 몸통부
32 : 제 1 흡열관 33 : 제 2 흡열관
34 : 연결 헤더(벤드부) 340 : 연결 헤더의 외측면 중앙(평면부)
6 : 센서 브래킷 60 : 베이스부
600 : 베이스부 중앙(접합부) 6S : 누름판(누름부재)
66 : 고정나사(고정부재)

Claims (4)

  1. 몸통부와,
    몸통부 내에 병설되는 복수의 흡열관과,
    복수의 흡열관의 단부 상호를 몸통부 측벽의 외측에서 연결하는 벤드부와,
    흡열관에 피가열 유체를 도입하는 도입관과,
    흡열관에서 피가열 유체를 도출하는 도출관과,
    흡열관, 벤드부, 도입관 및 도출관에 의해서 구성되는 통수로의 온도를 검지하는 온도센서와,
    온도센서를 지지하는 센서 브래킷과,
    센서 브래킷에 온도센서를 고정하는 누름부재를 구비하며,
    센서 브래킷은 온도센서의 장착면이 되는 베이스부와, 베이스부에서 몸통부 측벽의 외측으로 향해서 연장되는 연장부와, 연장부의 외측의 단부에 받이측 플랜지를 가지며, 베이스부가 벤드부에 형성된 평면부에 대해서 면접촉된 상태로 접합 고정되고,
    누름부재는 센서 브래킷에 대해서 온도센서를 가압하는 맞닿음 판부와, 맞닿음 판부에서 몸통부 측벽의 외측으로 향해서 연장되는 연장부와, 연장부의 외측 측의 단부에 누름측 플랜지를 가지고 있으며,
    누름부재의 누름측 플랜지와 센서 브래킷의 받이측 플랜지를 고정나사로 연결함으로써, 온도센서가 센서 브래킷의 베이스부와 누름부재의 맞닿음 판부 사이에 끼워지고, 누름부재의 맞닿음 판부가 온도센서를 센서 브래킷의 베이스부에 가압하여, 온도센서가 베이스부에 있어서의 상기 평면부와의 접합부에 지지 고정된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    벤드부는 몸통부 측벽에 대향하는 측의 면이 개구되고, 몸통부 측벽의 흡열관 접속부를 몸통부 측벽의 외측에서 덮는 상자형상으로 형성되고,
    센서 브래킷은 벤드부의 상기 개구의 반대측 면에 접합 고정되고, 몸통부 측벽의 외측에서 보았을 때에 전체가 벤드부의 주연부보다 내측에 배치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
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