KR102563876B1 - Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device - Google Patents

Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device Download PDF

Info

Publication number
KR102563876B1
KR102563876B1 KR1020200117130A KR20200117130A KR102563876B1 KR 102563876 B1 KR102563876 B1 KR 102563876B1 KR 1020200117130 A KR1020200117130 A KR 1020200117130A KR 20200117130 A KR20200117130 A KR 20200117130A KR 102563876 B1 KR102563876 B1 KR 102563876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
turbulator
spiral
regions
upstream
downstream
Prior art date
Application number
KR1020200117130A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220034575A (en
Inventor
박준규
박덕식
박찬혁
박준길
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 경동나비엔 filed Critical 주식회사 경동나비엔
Priority to KR1020200117130A priority Critical patent/KR102563876B1/en
Priority to US17/469,603 priority patent/US20220082298A1/en
Publication of KR20220034575A publication Critical patent/KR20220034575A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102563876B1 publication Critical patent/KR102563876B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/0005Details for water heaters
    • F24H9/001Guiding means
    • F24H9/0026Guiding means in combustion gas channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0026Domestic hot-water supply systems with conventional heating means
    • F24D17/0031Domestic hot-water supply systems with conventional heating means with accumulation of the heated water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18Water-storage heaters
    • F24H1/20Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/205Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes with furnace tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/06Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of metal tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/0005Details for water heaters
    • F24H9/001Guiding means
    • F24H9/0026Guiding means in combustion gas channels
    • F24H9/0031Guiding means in combustion gas channels with means for changing or adapting the path of the flue gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/12Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by creating turbulence, e.g. by stirring, by increasing the force of circulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/0213Heat exchangers immersed in a large body of liquid for heating or cooling a liquid in a tank
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0472Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being helically or spirally coiled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Fluid Heaters (AREA)

Abstract

본 발명은 물 가열기 및 물 가열기용 연관의 제조 방법에 관한 것으로서, 물 가열기는, 물이 수용되게 마련되는 내부 공간을 갖는 바디, 상기 바디의 상기 내부 공간에 구비되고, 연소 반응이 일어나기 위한 소정 공간을 제공하는 연소실, 상기 연소실에 연결되어, 상기 연소 반응 중에 발생하는 연소 가스를 상기 연소실로부터 상기 바디의 외부로 안내하게 마련되고, 적어도 일부 구간에서 나선 형상으로 감겨 있는 연관 및 상기 연관의 내부에서 유동하는 상기 연소 가스를 난류화 하기 위해 상기 연관의 내부의 적어도 일부 구간에 구비되고, 상기 연관의 나선 형상에 대응되게 나선 형상으로 감겨 있는 터뷸레이터를 포함할 수 있다.The present invention relates to a water heater and a method for manufacturing a fire tube for the water heater, wherein the water heater includes a body having an internal space for accommodating water, provided in the internal space of the body, and a predetermined space for a combustion reaction to occur A combustion chamber that provides a combustion chamber, connected to the combustion chamber, provided to guide combustion gas generated during the combustion reaction from the combustion chamber to the outside of the body, and a fire tube wound in a spiral shape in at least a portion of the section and flowing inside the fire tube. In order to turbulentize the combustion gas, it may include a turbulator provided in at least some section inside the fire tube and wound in a spiral shape corresponding to the spiral shape of the fire tube.

Description

물 가열기 및 물 가열기용 연관 제조 방법{WATER HEATING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SMOKE TUBE FOR WATER HEATING DEVICE}Water heater and fire tube manufacturing method for water heater {WATER HEATING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF SMOKE TUBE FOR WATER HEATING DEVICE}

본 발명은 물 가열기 및 물 가열기용 연관 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water heater and a method for manufacturing a fire tube for a water heater.

물 가열기는 물을 가열하는 장치이다. 예를 들어, 용기 내의 물을 가열하여 원하는 지역을 난방하는 보일러와, 가열된 물을 배출하는 온수기를 포함할 수 있다. A water heater is a device that heats water. For example, a boiler that heats water in a container to heat a desired area and a water heater that discharges heated water may be included.

물 가열기 중에서는 내부에 코일 형태의 연관을 포함하는 물 가열기가 존재한다. 이러한 물 가열기는 버너에서 가열된 가스가 코일형태의 연관을 지나가며, 물 가열기 내부 공간에 위치한 물이 데워지는 원리를 갖고 있다.Among the water heaters, there is a water heater that includes a fire tube in the form of a coil inside. This water heater has a principle in which gas heated by a burner passes through a coil-shaped fire tube, and water located in the inner space of the water heater is heated.

한편, 연관 내부에는 터뷸레이터가 위치할 수 있다. 터뷸레이터는 연관 내부에서 가스의 유동을 난류화 하여, 물 가열기 내부 공간에 위치한 물과 가스 사이의 열교환 효율을 높일 수 있다. Meanwhile, a turbulator may be located inside the association. The turbulator can turbulentize the flow of gas inside the fire tube, thereby increasing heat exchange efficiency between water and gas located in the space inside the water heater.

그러나, 코일 형태의 연관을 포함하는 물 가열기의 경우, 연관의 형태로 인하여 내부에 터뷸레이터를 위치하지 않는 형태로 양산되고 있어, 유동이 층류화 되어 열교환 효율이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.However, in the case of a water heater including a coil-shaped fire tube, it is mass-produced in a form in which a turbulator is not located therein due to the shape of the fire tube, so that the flow becomes laminar and the heat exchange efficiency is lowered.

또한, 코일 형태의 연관을 포함하는 물 가열기의 경우, 내부에 터뷸레이터를 배치하지 않으므로, 전열성능 확보를 위해 연관의 길이가 길어져야 하며, 이로 인해 내부에 물이 들어갈 공간이 좁아지는 문제가 있을 수 있다.In addition, in the case of a water heater including a coil-type fire tube, since a turbulator is not disposed inside, the length of the fire tube must be long to secure heat transfer performance, which causes a problem in that the space for water to enter the inside is narrowed. can

또한, 코일 형태의 연관에 터뷸레이터를 배치하려고 하는 경우, 연관의 형태로 인하여 연관 내부에 터뷸레이터를 배치하는 것이 어려운 문제가 있었다.In addition, when attempting to place a turbulator on a coil-shaped link, it is difficult to place the turbulator inside the linkage due to the shape of the linkage.

본 발명의 과제는 코일 형태의 연관 내부에 터뷸레이터를 포함하는 온수기를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a water heater including a turbulator inside a coil-shaped fire tube.

일 예에서 물 가열기는, 물이 수용되게 마련되는 내부 공간을 갖는 바디, 상기 바디의 상기 내부 공간에 구비되고, 연소 반응이 일어나기 위한 소정 공간을 제공하는 연소실, 상기 연소실에 연결되어, 상기 연소 반응 중에 발생하는 연소 가스를 상기 연소실로부터 상기 바디의 외부로 안내하게 마련되고, 적어도 일부 구간에서 나선 형상으로 감겨 있는 연관 및 상기 연관의 내부에서 유동하는 상기 연소 가스를 난류화 하기 위해 상기 연관의 내부의 적어도 일부 구간에 구비되고, 상기 연관의 나선 형상에 대응되게 나선 형상으로 감겨 있는 터뷸레이터를 포함할 수 있다.In one example, the water heater is connected to a body having an internal space in which water is accommodated, a combustion chamber provided in the internal space of the body, and providing a predetermined space for a combustion reaction to occur, and the combustion chamber, the combustion reaction A fire tube, which is provided to guide combustion gas generated during the combustion from the combustion chamber to the outside of the body and is wound in a spiral shape in at least a portion of the fire tube, and the inside of the fire tube to turbulize the combustion gas flowing inside the fire tube. It is provided in at least some sections and may include a turbulator wound in a spiral shape corresponding to the spiral shape of the association.

다른 예에서 상기 터뷸레이터는, 트위스티드 터뷸레이터일 수 있다.In another example, the turbulator may be a twisted turbulator.

또 다른 예에서 상기 터뷸레이터를 복수 개의 부분들로 구분하여, 상기 복수 개의 부분들 중 상기 연소 가스의 유동 방향을 기준으로 상류 측에 위치하는 부분들을 상류 부분들이라 하고, 상기 상류 부분들보다 하류 측에 위치하는 부분들을 하류 부분들이라 할 때, 상기 상류 부분들 중 적어도 일부의 피치는, 상기 하류 부분들 중 적어도 일부의 피치보다 길 수 있다.In another example, the turbulator is divided into a plurality of parts, and parts located on an upstream side based on the flow direction of the combustion gas among the plurality of parts are referred to as upstream parts, and a downstream side of the upstream parts When portions located at are referred to as downstream portions, a pitch of at least some of the upstream portions may be longer than a pitch of at least some of the downstream portions.

또 다른 예에서 상기 터뷸레이터를 복수 개의 나선 영역들로 구분하여, 상기 복수 개의 나선 영역들 중 응축수가 발생하는 지점을 기준으로 상류 측에 위치하는 영역들을 상류 나선 영역들이라 하고, 상기 상류 나선 영역들보다 하류 측에 위치하는 영역들을 하류 나선 영역들이라 하고, 나선에서 위상이 동일한 두 점을 연결한 길이를 나선피치라고 할 때, 상기 상류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치는, 상기 하류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치보다 짧을 수 있다. In another example, the turbulator is divided into a plurality of spiral regions, and regions located on an upstream side of the plurality of spiral regions based on a point where condensate occurs are referred to as upstream spiral regions, and the upstream spiral regions When regions located more downstream are referred to as downstream spiral regions, and a length connecting two points of the same phase in the spiral is referred to as a spiral pitch, the spiral pitch of at least some of the upstream spiral regions is It may be shorter than the helical pitch of at least some of them.

또 다른 예에서 상기 터뷸레이터는, 상기 연소 가스가 유입되는 상기 연관의 입구에서부터 상기 연소 가스의 유동 방향을 따라 소정 거리만큼 이격된 상기 연관 상의 소정 지점과, 상기 연소 가스가 배출되는 상기 연관의 출구 사이에 구비될 수 있다.In another example, the turbulator may include a predetermined point on the fire tube spaced apart by a predetermined distance along the flow direction of the combustion gas from the inlet of the fire tube into which the combustion gas is introduced, and an outlet of the fire tube through which the combustion gas is discharged. may be provided in between.

또 다른 예에서 상기 터뷸레이터는, 상기 연소 가스를 난류화 하기 위한 복수 개의 터뷸레이터 유닛이 연결되어 형성되고, 상기 복수 개의 터뷸레이터 유닛 중 적어도 두 개의 물리적 특성이 서로 상이하게 마련될 수 있다.In another example, the turbulator is formed by connecting a plurality of turbulator units for turbulizing the combustion gas, and at least two of the plurality of turbulator units may have different physical properties.

또 다른 예에서 상기 복수 개의 터뷸레이터 유닛은 상기 물리적 특성에 의거한 소정의 기준에 따라 배열될 수 있다. In another example, the plurality of turbulator units may be arranged according to a predetermined criterion based on the physical characteristics.

일 예에서 물 가열기에 적용되는 연관의 제조방법은, 직선 형태의 연관을 준비하는 단계, 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계, 상기 연관의 내부에 상기 트위스티드 터뷸레이터를 삽입하는 단계 및 상기 연관을 상기 트위스티드 터뷸레이터와 함께 나선 형상으로 감는 단계를 포함할 수 있다.In one example, the manufacturing method of the fire pipe applied to the water heater includes preparing a straight fire pipe, preparing a twisted turbulator, inserting the twisted turbulator into the fire pipe, and the twisted fire pipe. It may include winding into a spiral shape with a turbulator.

또 다른 예에서 상기 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계는, 적어도 두 개의 물리적 특성이 서로 상이하게 마련되는 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 준비하는 단계, 상기 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 상기 물리적 특성에 의거한 소정의 기준으로 배열해서 결합하는 단계를 포함할 수 있다. In another example, preparing the twisted turbulator may include preparing a plurality of turbulator units having at least two different physical properties, and combining the plurality of turbulator units into a predetermined condition based on the physical properties. It may include a step of arranging and combining based on a standard.

본 발명에 의하면, 나선형의 연관 내부에 유동을 난류화 할 수 있는 터뷸레이터를 배치하므로, 열교환 효율이 높아질 수 있다.According to the present invention, since the turbulator capable of turbulizing the flow is disposed inside the spiral fire tube, heat exchange efficiency can be increased.

또한, 본 발명에 의하면, 나선형의 연관 내부에 터뷸레이터를 효과적으로 배치할 수 있으므로 작업성이 증가될 수 있다.In addition, according to the present invention, workability can be increased because the turbulator can be effectively disposed inside the spiral linkage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 바디 및 연관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 연소실 및 연관을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 터뷸레이터를 도시한 도면이다.
도 5는 트위스티드 터뷸레이터의 일 예시의 일부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기에 적용되는 연관을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 도 6에서 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계를 나타낸 순서도이다.
1 is a diagram showing a body and a tube of a water heater according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a combustion chamber and fire tube of a water heater according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are views showing a turbulator of a water heater according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing part of an example of a twisted turbulator.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fire relation applied to a water heater according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flow chart showing the steps of preparing the twisted turbulator in Figure 6.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components are to have the same numerals as much as possible even if they are displayed in different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

<물 가열기의 구성><Configuration of water heater>

본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기는, 열교환 효율이 증대된 물 가열기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기는, 바디(10), 연소실(20), 연관(30) 및 터뷸레이터(40)를 포함할 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 바디(10) 및 연관(30)을 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 연소실(20) 및 연관(30)을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 터뷸레이터(40)를 도시한 도면이다. 참고로, 도 2에는 설명의 편의를 위해, 바디(10)가 점선으로 도시되어 있고, 도 3 및 도 4에는 설명의 편의를 위해 연관(30)이 점선으로 도시되어 있다.A water heater according to an embodiment of the present invention relates to a water heater with increased heat exchange efficiency. The water heater according to an embodiment of the present invention may include a body 10, a combustion chamber 20, a fire extinguisher 30, and a turbulator 40. 1 is a view showing a body 10 and a pipe 30 of a water heater according to an embodiment of the present invention. 2 is a view showing a combustion chamber 20 and a fire tube 30 of a water heater according to an embodiment of the present invention. 3 and 4 are views showing a turbulator 40 of a water heater according to an embodiment of the present invention. For reference, in FIG. 2, for convenience of explanation, the body 10 is shown as a dotted line, and in FIGS. 3 and 4, the association 30 is shown as a dotted line for convenience of explanation.

바디(10)는, 물이 수용되게 마련되는 내부 공간(S)을 포함할 수 있다. 연소실(20)은 바디(10)의 내부 공간(S)에 구비될 수 있다. 도 2에 도시되어 있듯이, 연소실(20)은 바디(10)의 내부 공간(S) 중 상측에 위치할 수 있다. 다만, 이는 물 가열기의 종류에 따라 상이할 수 있다. 도 2에 도시된 물 가열기는 하향식 물 가열기로 이해될 수 있다.The body 10 may include an inner space (S) in which water is accommodated. The combustion chamber 20 may be provided in the inner space (S) of the body (10). As shown in Figure 2, the combustion chamber 20 may be located on the upper side of the inner space (S) of the body (10). However, this may differ depending on the type of water heater. The water heater shown in FIG. 2 can be understood as a top-down water heater.

연소실(20)은 연소 반응이 일어나기 위한 소정 공간을 제공할 수 있다. 연관(30)은 연소실(20)에 연결되어, 연소 반응 중에 발생하는 연소 가스를 연소실(20)로부터 바디(10)의 외부로 안내할 수 있다. 연관(30)은 적어도 일부 구간에서 나선 형상으로 감겨 있을 수 있다. 연관(30)의 입구(31)에는, 연소 가스의 유동을 발생시키는 송풍기(미도시)가 구비될 수 있다.The combustion chamber 20 may provide a predetermined space for a combustion reaction to occur. The fire engine 30 is connected to the combustion chamber 20 and may guide combustion gas generated during a combustion reaction from the combustion chamber 20 to the outside of the body 10 . Associate 30 may be wound in a spiral shape in at least a portion of the section. A blower (not shown) may be provided at the inlet 31 of the fire tube 30 to generate a flow of combustion gas.

터뷸레이터(40)는, 연관(30)의 내부에서 유동하는 연소 가스를 난류화 하기 위해 연관(30)의 내부의 적어도 일부 구간에 구비될 수 있다. The turbulator 40 may be provided in at least a portion of the inside of the fire pipe 30 to turbulize the combustion gas flowing inside the fire pipe 30.

도 3 및 도 4에 도시되어 있듯이, 터뷸레이터(40)는, 연관(30)의 나선 형상에 대응되게 나선 형상으로 감겨 있을 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4 , the turbulator 40 may be wound in a spiral shape corresponding to the spiral shape of the tube 30 .

예를 들어, 연관의 내부에 터뷸레이터가 포함되지 않은 물 가열기를 생각해 볼 수 있다. 이러한 경우, 연관 내의 연소 가스의 유동이 층류화 되어, 열교환 효율이 떨어질 수 있다.For example, consider a water heater that does not contain a turbulator inside the fire tube. In this case, the flow of combustion gas in the fire tube becomes laminar, and heat exchange efficiency may decrease.

본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기에는 연관(30)의 나선 형상에 대응되게 나선 형상으로 감겨있는 터뷸레이터(40)가 연관(30)의 내부에 배치되어 있으므로, 연관(30)의 내부에서 유동하는 연소 가스를 난류화하여 열교환 효율을 높일 수 있다.In the water heater according to an embodiment of the present invention, since the turbulator 40 wound in a spiral shape corresponding to the spiral shape of the fire tube 30 is disposed inside the fire tube 30, the inside of the fire tube 30 It is possible to increase the heat exchange efficiency by turbulizing the combustion gas flowing in the

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기에는 연관(30)의 나선 형상에 대응되게 나선 형상으로 감겨있는 터뷸레이터(40)가 연관(30)의 내부에 배치되어 있으므로, 터뷸레이터가 없는 경우에 비해 열교환 효율이 높으므로, 동일한 전열 성능 하에서는 터뷸레이터가 없는 경우에 비해 연관(30)의 길이를 작게 제작할 수 있어, 내부 공간(S)에서 연관(30)이 차지하는 부피가 적어질 수 있으므로, 내부 공간(S)에 더 많은 물을 담을 수 있다.In addition, in the water heater according to an embodiment of the present invention, since the turbulator 40 wound in a spiral shape corresponding to the spiral shape of the fire tube 30 is disposed inside the fire tube 30, when there is no turbulator Since the heat exchange efficiency is higher than that of the fire tube 30, the length of the fire tube 30 can be made smaller than in the case without a turbulator under the same heat transfer performance, so the volume occupied by the fire tube 30 in the internal space S can be reduced, so, More water can be contained in the inner space (S).

<트위스티드 터뷸레이터(41)><Twisted Turbulator (41)>

터뷸레이터(40)는 트위스티드 터뷸레이터(41)일 수 있다. 트위스티드 터뷸레이터(41)는 일 방향으로 연장되는 평판을, 일 방향을 향하는 소정의 축을 중심으로 꼬아서, 평판의 장변이 서로 대칭되는 이중 나선의 형태를 갖도록 만든 형태일 수 있다. 도 5는 트위스티드 터뷸레이터의 일 예시의 일부를 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기의 터뷸레이터(40)는 도 5의 트위스티드 터뷸레이터를 나선 형상으로 감은 형태로 이해될 수 있다.The turbulator 40 may be a twisted turbulator 41 . The twisted turbulator 41 may be formed by twisting a flat plate extending in one direction around a predetermined axis in one direction so as to have a double helix shape in which long sides of the flat plate are symmetrical to each other. 5 is a diagram showing part of an example of a twisted turbulator. The turbulator 40 of the water heater according to an embodiment of the present invention may be understood as a spiral wound twisted turbulator of FIG. 5 .

예를 들어, 트위스티드 터뷸레이터가 아닌 일반적인 판형의 터뷸레이터를 사용하는 경우를 생각해볼 수 있다. 이러한 경우, 나선 형상의 연관에 터뷸레이터를 삽입하기 위해 터뷸레이터를 나선 형상으로 감는 것이 용이하지 않을 수 있다. For example, a case of using a normal plate-shaped turbulator rather than a twisted turbulator can be considered. In this case, it may not be easy to wind the turbulator into a spiral shape in order to insert the turbulator into the spiral tube.

본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기는 트위스티드 터뷸레이터를 사용하므로, 판형의 터뷸레이터를 사용하는 경우에 비해 나선 형상의 연관의 형상에 대응되게 터뷸레이터를 나선 형상으로 감는 것이 용이할 수 있다. 따라서, 나선 형상의 연관 내부에 나선 형상의 트위스티드 터뷸레이터를 배치시킬 수 있으므로, 열교환 효율이 증대될 수 있다.Since the water heater according to an embodiment of the present invention uses a twisted turbulator, it may be easier to wind the turbulator in a spiral shape to correspond to the shape of the spiral pipe than when using a plate-shaped turbulator. Therefore, since the spiral twisted turbulator can be disposed inside the spiral fire tube, heat exchange efficiency can be increased.

<상류 부분들(42) 및 하류 부분들(43)><Upstream parts 42 and downstream parts 43>

이하에서는, 도 3을 참고하여 터뷸레이터의 상류 부분들(42) 및 하류 부분들(43)에 관하여 상술한다. 터뷸레이터(40)의 상류 부분들(42) 중 적어도 일부의 피치(P1)는, 터뷸레이터(40)의 하류 부분들(43) 중 적어도 일부의 피치(P2)보다 길게 형성될 수 있다. 피치(P)는 도 3 및 도 5에 도시되어 있듯이, 트위스티드 터뷸레이터(41)의 이중 나선 모양을 갖는 장변 상에서 위상이 동일한 두 점을 이은 길이로 이해할 수 있다.Hereinafter, the upstream parts 42 and the downstream parts 43 of the turbulator will be described in detail with reference to FIG. 3 . The pitch P1 of at least some of the upstream portions 42 of the turbulator 40 may be longer than the pitch P2 of at least some of the downstream portions 43 of the turbulator 40 . As shown in FIGS. 3 and 5, the pitch P can be understood as a length connecting two points having the same phase on the long side having a double helix shape of the twisted turbulator 41.

상류 부분들(42)이란, 터뷸레이터(40)를 복수 개의 부분들로 구분하여, 복수 개의 부분들 중 연소 가스의 유동 방향(D)을 기준으로 상류 측에 위치하는 부분들을 의미할 수 있다. 하류 부분들(43)이란, 상류 부분들(42)보다 하류 측에 위치하는 부분들을 의미할 수 있다. 예를 들어, 전체 터뷸레이터(40)의 길이에서 50% 지점을 기준으로 상류 부분들(42)과 하류 부분들(43)을 구분할 수 있다. The upstream parts 42 may refer to parts that divide the turbulator 40 into a plurality of parts and are located upstream with respect to the flow direction D of the combustion gas among the plurality of parts. The downstream parts 43 may refer to parts located downstream of the upstream parts 42 . For example, the upstream parts 42 and the downstream parts 43 may be distinguished based on the 50% point in the length of the entire turbulator 40 .

상류 부분들(42)과 하류 부분들(43)을 구분하는 또 다른 기준의 일 예로, 전체 터뷸레이터(40)에서 피치(P)의 증감율이 10% 이상인 지점을 기준으로 상류 부분들(42)과 하류 부분들(43)을 구분할 수 있다. 이 때, 터뷸레이터(40)의 상류 부분들(42) 중 적어도 일부의 피치(P1)가, 터뷸레이터(40)의 하류 부분들(43) 중 적어도 일부의 피치(P2)보다 길게 형성될 수 있다.As another example of a criterion for distinguishing the upstream portions 42 and the downstream portions 43, the upstream portions 42 based on the point where the rate of change of the pitch P is 10% or more in the entire turbulator 40 and downstream parts 43 can be distinguished. At this time, the pitch P1 of at least some of the upstream portions 42 of the turbulator 40 may be formed longer than the pitch P2 of at least some of the downstream portions 43 of the turbulator 40. there is.

이에 대해 자세히 설명하면, 연관(30)에서 상류 부분들(42)이 배치된 구간은 연관(30)에서 하류 부분들(43)이 배치된 구간에 비해 연소 가스의 온도가 높을 수 있다. 연소 가스의 온도가 높음은 밀도가 낮음을 의미할 수 있다. 다시 말해, 연관(30)에서 상류 부분들(42)이 배치된 구간은 연관(30)에서 하류 부분들(43)이 배치된 구간에 비해 연소 가스의 밀도가 낮을 수 있다. In detail, the combustion gas temperature may be higher in a section in which the upstream parts 42 are disposed in the fire tube 30 than in a section in which the downstream parts 43 are disposed in the fire tube 30 . A high temperature of the combustion gas may mean a low density. In other words, a section in which the upstream portions 42 are disposed in the fire tube 30 may have a lower density of combustion gas than a section in the fire tube 30 in which the downstream portions 43 are disposed.

즉, 동일한 질량의 연소 가스를 기준으로 하면, 상류 부분들(42)이 배치된 구간에서의 연소 가스의 부피가 하류 부분들(43)이 배치된 구간에서의 연소 가스의 부피보다 크다. That is, based on the same mass of combustion gas, the volume of combustion gas in the section where the upstream portions 42 are arranged is greater than the volume of combustion gas in the section where the downstream portions 43 are arranged.

따라서, 터뷸레이터(40)의 상류 부분들(42) 중 적어도 일부의 피치(P1)가, 터뷸레이터(40)의 하류 부분들(43) 중 적어도 일부의 피치(P2)보다 길게 형성되어, 상류 부분들(42)의 연소 가스에 대한 저항을 줄일 수 있다. Therefore, the pitch P1 of at least some of the upstream portions 42 of the turbulator 40 is formed longer than the pitch P2 of at least some of the downstream portions 43 of the turbulator 40, The resistance of the parts 42 to combustion gases can be reduced.

터뷸레이터의 특정 부분의 피치가 상대적으로 길게 형성된다는 것은, 같은 기준 길이 내에서 터뷸레이터가 꼬인 횟수가 상대적으로 적음을 의미할 수 있다. 이는, 터뷸레이터가 난류화를 상대적으로 적게 발생시키는 것으로 이해할 수 있다.The formation of a relatively long pitch of a specific part of the turbulator may mean that the number of times the turbulator is twisted within the same reference length is relatively small. It can be understood that the turbulators cause relatively little turbulence.

본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기는 상류 부분들(42) 중 적어도 일부의 피치(P)가 하류 부분들(43) 중 적어도 일부의 피치(P)에 비해 길게 형성되므로, 상대적으로 고온의 연소 가스가 위치하는 상류 부분들(42) 측에 비해 상대적으로 저온의 연소 가스가 위치하는 하류 부분들(43) 측에서 난류화가 더 많이 발생하여, 열교환 효율이 증대될 수 있다.In the water heater according to an embodiment of the present invention, since the pitch P of at least some of the upstream portions 42 is longer than the pitch P of at least some of the downstream portions 43, the water heater has a relatively high temperature. Compared to the upstream portions 42 where the combustion gas is located, more turbulence occurs in the downstream portions 43 where the relatively low-temperature combustion gas is located, so that the heat exchange efficiency can be increased.

또한, 터뷸레이터(40)는 연소 가스를 유동시키기 위해 송풍기가 생성하는 바람에 대한 저항으로 작용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기는 상류 부분들(42) 중 적어도 일부의 피치(P)가 하류 부분들(43) 중 적어도 일부의 피치(P)에 비하여 길게 형성되므로, 연관 중 상류 부분들(42)이 위치한 부분은 연관 중 하류 부분들(43)이 위치한 부분에 비해 층류의 성격이 강한 유동이 발생할 수 있다. 따라서, 터뷸레이터의 상류 부분들(42)이 발생시킬 수 있는 송풍기에 대한 저항을 줄일 수 있어 송풍기 부하를 감소시킬 수 있다.In addition, the turbulator 40 may act as resistance to the wind generated by the blower to flow the combustion gas. In the water heater according to an embodiment of the present invention, since the pitch P of at least some of the upstream portions 42 is longer than the pitch P of at least some of the downstream portions 43, the upstream portion of the fire The portion where the slabs 42 are located may generate a flow having a strong laminar flow characteristic compared to the portion where the downstream portions 43 are located. Thus, it is possible to reduce the resistance to the blower that the upstream portions 42 of the turbulator may generate, thereby reducing the blower load.

전술한 송풍기 부하를 더욱 감소시키기 위해, 터뷸레이터(40)는, 연관(30) 상의 소정 지점(33)과, 연소 가스가 배출되는 연관(30)의 출구(32) 사이에 구비될 수 있다. 연관(30) 상의 소정 지점(33)은, 연소 가스가 유입되는 연관(30)의 입구(31)에서부터 연소 가스의 유동 방향(D)을 따라 소정 거리만큼 이격된 지점을 의미할 수 있다. In order to further reduce the blower load described above, the turbulator 40 may be provided between a predetermined point 33 on the fire tube 30 and the outlet 32 of the fire tube 30 from which combustion gas is discharged. The predetermined point 33 on the fire tube 30 may mean a point spaced apart by a predetermined distance from the inlet 31 of the fire tube 30 into which the combustion gas is introduced along the flow direction D of the combustion gas.

유동 방향(D)은 도 3 및 도 4에 도시되어 있듯이, 연관(30)의 형태를 따라 연소 가스가 유동하는 방향으로 이해할 수 있다. 이하에서, 상류 및 하류라는 표현은 연관(30) 내 연소 가스의 유동 방향(D)을 기준으로 하여 상술한다. As shown in FIGS. 3 and 4 , the flow direction D can be understood as a direction in which combustion gas flows along the shape of the fire tube 30 . Hereinafter, expressions such as upstream and downstream will be described in detail based on the flow direction D of the combustion gas in the fire tube 30 .

예를 들어, 터뷸레이터(40)의 재질은 다양하게 구성될 수 있다. 터뷸레이터(40)가 고열로 인해 산화 또는 부식이 발생하는 영역은 터뷸레이터(40)의 재질에 따라 다르므로, 연관(30) 내에서 터뷸레이터(40)의 산화 또는 부식이 발생하지 않을 수 있는 온도가 형성되는 구간에 터뷸레이터를 배치할 수 있다.For example, the material of the turbulator 40 may be variously configured. Since the area where oxidation or corrosion of the turbulator 40 occurs due to high temperature varies depending on the material of the turbulator 40, oxidation or corrosion of the turbulator 40 may not occur in the fire tube 30 A turbulator may be placed in a section where a temperature is formed.

예를 들어, x강종이 고온 산화로 부식되는 온도는 600도이고, 터뷸레이터가 없는 상태에서의 연관(30)의 입구(31)의 온도가 1100도, 출구(32)의 온도가 100도인 경우, x강종으로 제작한 터뷸레이터는 연관(30)의 하류 50% 지점에서부터 출구(32)까지의 구간에 배치될 수 있다. 즉, x강종의 경우, 소정 지점은 연관(30)의 하류 50% 지점일 수 있다.For example, when the temperature at which x steel species are corroded by high temperature oxidation is 600 degrees, the temperature of the inlet 31 of the fire pipe 30 in the absence of a turbulator is 1100 degrees, and the temperature of the outlet 32 is 100 degrees , x The turbulator made of steel can be disposed in the section from the downstream 50% point of the fire tube 30 to the outlet 32. That is, in the case of steel class x, the predetermined point may be a point 50% downstream of the pipe 30.

또 다른 예를 들어 y강종이 고온 산화로 부식되는 온도는 300도라고 하고, 터뷸레이터가 없는 상태에서의 연관(30)의 입구(31)의 온도가 1100도, 출구(32)의 온도가 100도인 경우, y강종으로 제작한 터뷸레이터는 연관(30)의 하류 20% 지점에서부터 출구(32)까지의 구간에 배치될 수 있다. 즉, y강종의 경우, 소정 지점은 연관(30)의 하류 20% 지점일 수 있다.As another example, the temperature at which y steel species are corroded by high-temperature oxidation is 300 degrees, the temperature of the inlet 31 of the tube 30 in the absence of a turbulator is 1100 degrees, and the temperature of the outlet 32 is 100 degrees In this case, the turbulator made of steel y may be disposed in the section from the downstream 20% point of the pipe 30 to the outlet 32. That is, in the case of steel grade y, the predetermined point may be a point 20% downstream of the pipe 30.

이러한 경우, 연관(30) 내에서 터뷸레이터(40)의 산화 또는 부식이 발생하지 않을 수 있는 온도가 형성되는 구간에 터뷸레이터(40)를 배치할 수 있으므로, 터뷸레이터(40)의 산화 또는 부식이 감소될 수 있다.In this case, since the turbulator 40 can be disposed in a section where a temperature at which oxidation or corrosion of the turbulator 40 does not occur within the fire tube 30 is formed, oxidation or corrosion of the turbulator 40 this may be reduced.

또한, 이러한 경우, 입구(31)에서 소정 지점(33)까지는 터뷸레이터(40)가 배치되지 않으므로, 송풍기 부하가 더욱 감소될 수 있다.Also, in this case, since the turbulator 40 is not disposed from the inlet 31 to the predetermined point 33, the blower load can be further reduced.

<상류 나선 영역들(44) 및 하류 나선 영역들(45)><Upstream spiral regions 44 and downstream spiral regions 45>

이하에서는, 도 4를 참고하여, 터뷸레이터(40)의 상류 나선 영역들(44) 및 하류 나선 영역들(45)에 관하여 상술한다. 터뷸레이터(40)의 상류 나선 영역들(44) 중 적어도 일부의 나선피치(HP1)는, 하류 나선 영역들(45) 중 적어도 일부의 나선피치(HP2)에 비하여 짧게 형성될 수 있다. Hereinafter, with reference to FIG. 4 , the upstream spiral regions 44 and the downstream spiral regions 45 of the turbulator 40 will be described in detail. The spiral pitch HP1 of at least some of the upstream spiral regions 44 of the turbulator 40 may be shorter than the spiral pitch HP2 of at least some of the downstream spiral regions 45 .

상류 나선 영역들(44)은, 터뷸레이터(40)를 복수 개의 나선 형상을 갖는 영역들로 구분하여, 복수 개의 나선 형상 영역들 중 응축수가 발생하는 지점을 기준으로 상류 측에 위치하는 영역들을 의미할 수 있다. 하류 나선 영역들(45)은 상류 나선 영역들(44)보다 하류 측에 위치하는 영역들을 의미할 수 있다. The upstream spiral regions 44 divide the turbulator 40 into a plurality of spiral regions, and mean regions located upstream of the plurality of spiral regions based on the point where condensate occurs. can do. The downstream spiral regions 45 may refer to regions located downstream of the upstream spiral regions 44 .

예를 들어, 바디(1)의 내부 공간(S)에 채워진 물의 온도가 상대적으로 낮은 경우, 상대적으로 응축수가 발생하는 지점이 상대적으로 연관(30)의 상류에 형성될 수 있으므로, 하류 나선 영역들(45)의 길이가 상대적으로 길어지는 것으로 이해될 수 있다. For example, when the temperature of the water filled in the internal space S of the body 1 is relatively low, a point where condensate occurs relatively can be formed upstream of the pipe 30, so that the downstream spiral regions It can be understood that the length of (45) is relatively long.

또 반대로, 바디(1)의 내부 공간(S)에 채워진 물의 온도가 상대적으로 높은 경우, 상대적으로 응축수가 발생하는 지점이 상대적으로 연관(30)의 하류에 형성될 수 있으므로, 하류 나선 영역들(45)의 길이가 상대적으로 짧아지는 것으로 이해될 수 있다.Conversely, when the temperature of the water filled in the internal space S of the body 1 is relatively high, the point where condensate occurs relatively can be formed downstream of the pipe 30, so that the downstream spiral regions ( 45) can be understood as being relatively short.

상류 나선 영역들(44)과 하류 나선 영역들(45)을 구분하는 또 다른 기준의 일 예로, 전체 터뷸레이터(40)에서 전체 길이의 50%가 되는 지점을 기준으로 상류 나선 영역들(44)과 하류 나선 영역들(45)을 구분할 수도 있다. As another example of a criterion for distinguishing the upstream spiral regions 44 and the downstream spiral regions 45, the upstream spiral regions 44 are based on a point that is 50% of the total length of the entire turbulator 40. and downstream spiral regions 45 may be distinguished.

또 다른 예로, 터뷸레이터(40)의 두께가 변화하는 부분을 기준으로 상류 나선 영역들(44)과 하류 나선 영역들(45)을 구분할 수도 있다.As another example, the upstream spiral regions 44 and the downstream spiral regions 45 may be distinguished based on the portion where the thickness of the turbulator 40 changes.

또 다른 예로, 터뷸레이터(40)의 강종이 변화하는 부분을 기준으로 상류 나선 영역들(44)과 하류 나선 영역들(45)을 구분할 수도 있다.As another example, the upstream spiral regions 44 and the downstream spiral regions 45 may be divided based on the portion where the steel type of the turbulator 40 changes.

또 다른 예로, 나선피치(HP)의 증감율이 10% 이상인 부분을 기준으로, 상류 나선 영역들(44)과 하류 나선 영역들(45)을 구분할 수도 있다. 이하에서는, 나선피치(HP)에 관하여 상술한다.As another example, the upstream spiral regions 44 and the downstream spiral regions 45 may be distinguished based on a portion where the increase/decrease rate of the spiral pitch HP is 10% or more. Hereinafter, the helical pitch (HP) will be described in detail.

나선피치(HP)란, 도 4에 도시되어 있듯이, 나선에서 위상이 동일한 두 점을 연결한 길이를 의미할 수 있다. 즉, 나선피치가 짧은 나선의 부분은 나선피치가 긴 나선의 부분에 비해, 나선을 따라 이동하는 점의 자취가 그리는 기울기가 완만한 것으로 이해될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the spiral pitch (HP) may mean a length connecting two points having the same phase in the spiral. That is, it can be understood that the part of the spiral having a short helical pitch has a gentle slope drawn by the locus of points moving along the spiral, compared to the part of the spiral having a long helical pitch.

연관(30) 중 하류 측에 위치한 부분은 연소 가스의 온도가 상대적으로 낮으므로, 연관(30) 중 하류 측에 위치한 부분에 비해 응축수가 더 많이 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환기는 상류 나선 영역들(44) 중 적어도 일부의 나선피치(HP1)가 하류 나선 영역들(45) 중 적어도 일부의 나선피치(HP2)에 비하여 짧게 형성되므로, 연관(30) 중 하류에 위치한 영역이 하류 나선 영역들(45) 중 적어도 일부에 대응되어 기울기가 크게 형성될 수 있어, 응축수의 배출에 유리할 수 있다.Since the combustion gas temperature is relatively low in a portion located on the downstream side of the fire tube 30, more condensate may be generated than a portion located on the downstream side of the fire tube 30. In the heat exchanger according to an embodiment of the present invention, since the spiral pitch HP1 of at least some of the upstream spiral regions 44 is shorter than the spiral pitch HP2 of at least some of the downstream spiral regions 45, A region located downstream of the pipe tube 30 may have a large slope corresponding to at least some of the downstream spiral regions 45, which may be advantageous for discharging condensate.

일 예로, 하류 나선 영역들(45)의 기울기가 3˚ 이하로 형성되는 경우, 응축수가 발생했을 경우, 표면 장력으로 인해 응축수가 배출되지 않고 고여있게 되어, 연관(30)이 부식되는 등 연관(30)의 내구성에 문제가 있을 수 있다. 따라서, 하류 나선 영역들(45) 중 적어도 일부는 하류 나선 영역들(45)의 기울기가 3˚ 이하로 될 수 있는 나선피치를 가질 수 있다.For example, when the slope of the downstream spiral regions 45 is less than 3˚, when condensate is generated, the condensate is not discharged due to surface tension and remains stagnant, causing the pipe 30 to corrode ( 30) may have problems with durability. Accordingly, at least some of the downstream spiral regions 45 may have a spiral pitch in which an inclination of the downstream spiral regions 45 may be 3° or less.

<터뷸레이터(40) 유닛><Turbulator (40) unit>

터뷸레이터(40)는, 연소 가스를 난류화 하기 위한 복수 개의 터뷸레이터 유닛(40')이 연결되어 형성될 수 있다. 복수 개의 터뷸레이터 유닛(40') 중 적어도 두 개의 물리적 특성은 서로 상이하게 마련될 수 있다. 물리적 특성은 예를 들어, 외형, 재질, 길이, 두께, 질량, 부피, 강도, 밀도, 피치(P, 도 5) 등을 모두 포함할 수 있다. The turbulator 40 may be formed by connecting a plurality of turbulator units 40 ′ for turbulizing combustion gas. Physical characteristics of at least two of the plurality of turbulator units 40' may be provided to be different from each other. The physical properties may include, for example, external appearance, material, length, thickness, mass, volume, strength, density, pitch (P, FIG. 5 ), and the like.

예를 들어 연관(30)의 상류 영역은 연소 가스가 배출되는 연관(30)의 하류 영역보다 온도가 상대적으로 높으므로 터뷸레이터(40)가 산화 부식될 가능성이 있다. 따라서, 연관의 상류 영역에 배출되는 터뷸레이터의 두께는 연관의 하류 영역에 배출되는 터뷸레이터의 두께보다 상대적으로 두꺼울 수 있다. 또는, 연관의 상류 영역에 배출되는 터뷸레이터의 내열 성능은 연관의 하류 영역에 배출되는 터뷸레이터의 내열 성능보다 상대적으로 좋을 수 있다.For example, since the temperature of the upstream region of the fire tube 30 is relatively higher than that of the downstream region of the fire tube 30 where combustion gas is discharged, the turbulator 40 may be oxidized and corroded. Therefore, the thickness of the turbulators discharged to the upstream region of the fire tube may be relatively thicker than the thickness of the turbulators discharged to the downstream region of the fire tube. Alternatively, heat resistance performance of a turbulator discharged in an upstream region of the fire tube may be relatively better than heat resistance performance of a turbulator discharged in a downstream region of the fire tube.

복수 개의 터뷸레이터 유닛(40')은 물리적 특성에 의거한 소정의 기준에 따라 배열될 수 있다. 예를 들어, 피치가 긴 터뷸레이터 유닛들은 상대적으로 상류 측에 배치되고, 피치가 짧은 터뷸레이터 유닛은 상대적으로 하류 측에 배열될 수 있다. 또는, 질량이 큰 터뷸레이터 유닛들은 상대적으로 상류 측에 배치되고, 질량이 작은 터뷸레이터 유닛들은 상대적으로 하류 측에 배치될 수 있다. The plurality of turbulator units 40' may be arranged according to predetermined criteria based on physical characteristics. For example, turbulator units with a long pitch may be arranged on a relatively upstream side, and turbulator units with a short pitch may be arranged on a relatively downstream side. Alternatively, turbulator units having a large mass may be disposed on a relatively upstream side, and turbulator units having a small mass may be disposed on a relatively downstream side.

복수 개의 터뷸레이터 유닛 중 적어도 두 개의 물리적 특성이 서로 상이하게 마련됨에 따라, 사용자의 필요에 따라, 원하는 터뷸레이터의 형태를 제작하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 연관(30)의 상류 측에는 피치가 긴 터뷸레이터 유닛들을 배치하고, 연관(30)의 하류 측에는 피치가 짧은 터뷸레이터 유닛을 배치하기를 희망하는 경우, 이러한 형태의 터뷸레이터를 제작할 수 있다.As the physical properties of at least two of the plurality of turbulator units are provided to be different from each other, a desired turbulator may be manufactured and used according to the needs of the user. For example, when a user desires to place turbulator units having a long pitch on the upstream side of the fire tube 30 and turbulator units having a short pitch on the downstream side of the fire tube 30, this type of turbulator can be produced

<연관의 제조방법><Manufacturing method of pipe>

이하에서는, 도 6 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기에 적용되는 연관의 제조 방법에 관하여 상술한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기에 적용되는 연관을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7은 도 6에서 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계를 나타낸 순서도이다.Hereinafter, a method for manufacturing a pipe applied to a water heater according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 . 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a fire relation applied to a water heater according to an embodiment of the present invention. Figure 7 is a flow chart showing the steps of preparing the twisted turbulator in Figure 6.

물 가열기의 일반적인 구성은 전술한 바와 같으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 또한, 이해를 위해, 도 1 내지 도 5를 참고할 수 있다.Since the general configuration of the water heater is as described above, a detailed description thereof will be omitted. Also, for understanding, reference may be made to FIGS. 1 to 5 .

물 가열기에 적용되는 연관(30)을 제조하는 방법은, 도 6에 도시되어 있듯이, 직선 형태의 연관을 준비하는 단계(S100), 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계(S200), 연관의 내부에 트위스티드 터뷸레이터를 삽입하는 단계(S300) 및 연관을 트위스티드 터뷸레이터와 함께 나선 형상으로 감는 단계(S400)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the method of manufacturing the fire pipe 30 applied to the water heater includes preparing a straight fire pipe (S100), preparing a twisted turbulator (S200), and twisting the inside of the fire pipe. It may include a step of inserting a turbulator (S300) and a step of winding the association into a spiral shape with the twisted turbulator (S400).

예를 들어, 직선 형태의 연관을 준비한 후, 나선 형상으로 감은 후 직선 형태의 트위스티드 터뷸레이터를 삽입하는 방법을 생각해볼 수 있다. 이 경우, 연관의 나선 형상으로 인해 직선 형태의 트위스티드 터뷸레이터를 삽입하기 어려울 수 있다.For example, a method of preparing a straight pipe, winding it into a spiral shape, and then inserting a straight twisted turbulator can be considered. In this case, it may be difficult to insert a straight twisted turbulator due to the spiral shape of the linkage.

본 발명의 일 실시예에 따른 물 가열기에 적용되는 연관의 제조 방법에 의하면, 직선 형태의 연관의 내부에 트위스티드 터뷸레이터를 삽입한 후, 연관과 트위스티드 터뷸레이터를 함께 나선 형상으로 감게 되므로, 트위스티드 터뷸레이터가 내부에 배치되는 연관을 효율적으로 제작할 수 있다.According to the method of manufacturing a fire tube applied to a water heater according to an embodiment of the present invention, after inserting a twisted turbulator into a straight fire pipe, the fire pipe and the twisted turbulator are wound together in a spiral shape, so that the twisted turbulator is It is possible to efficiently manufacture a relationship in which a radiator is placed inside.

도 7에 도시되어 있듯이, 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계는, 적어도 두 개의 물리적 특성이 서로 상이하게 마련되는 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 준비하는 단계(S210) 및 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 물리적 특성에 의거한 소정의 기준으로 배열해서 결합하는 단계(S220)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 7, the step of preparing the twisted turbulator is the step of preparing a plurality of turbulator units having at least two different physical properties (S210) and the plurality of turbulator units based on the physical properties It may include a step of arranging and combining according to a predetermined standard (S220).

예를 들어, 사용자가 연관의 상류 측에는 피치가 상대적으로 긴 터뷸레이터 유닛들이 배치되고, 연관의 하류 부분에는 피치가 상대적으로 짧은 터뷸레이터 유닛들이 배치될 수 있는 트위스티드 터뷸레이터를 준비하고자 하는 경우, 피치가 상대적으로 긴 복수 개의 터뷸레이터 유닛들 및 피치가 상대적으로 짧은 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 준비한 후, 이들을 피치의 길이에 따라 배열한 후, 서로 연결할 수 있다.For example, when a user wants to prepare a twisted turbulator in which turbulator units having a relatively long pitch are disposed on the upstream side of the linkage, and turbulator units having a relatively short pitch can be disposed on the downstream part of the linkage, the pitch After preparing a plurality of turbulator units having a relatively long pitch and a plurality of turbulator units having a relatively short pitch, arranging them along the length of the pitch, it is possible to connect them to each other.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 바디
20: 연소실
30: 연관
31: 입구
32: 출구
33: 소정 지점
40: 터뷸레이터
40' 터뷸레이터 유닛
41: 트위스티드 터뷸레이터
42: 터뷸레이터의 상류 부분들
43: 터뷸레이터의 하류 부분들
44: 상류 나선 영역들
45: 하류 나선 영역들
D: 유동 방향
HP: 나선피치
HP1: 상류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치
HP2: 하류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치
P: 피치
P1: 상류 부분들 중 적어도 일부의 피치
P2: 하류 부분들 중 적어도 일부의 피치
S: 내부 공간
10: body
20: combustion chamber
30: Association
31: entrance
32: exit
33: predetermined point
40: Turbulator
40' turbulator unit
41: Twisted Turbulator
42: Upstream parts of the turbulator
43: downstream parts of the turbulator
44 upstream helix regions
45: downstream helix regions
D: flow direction
HP: Spiral Pitch
HP1: spiral pitch of at least some of the upstream spiral regions
HP2: spiral pitch of at least some of the downstream spiral regions
P: Pitch
P1: pitch of at least some of the upstream parts
P2: pitch of at least some of the downstream parts
S: interior space

Claims (9)

물이 수용되게 마련되는 내부 공간을 갖는 바디;
상기 바디의 상기 내부 공간에 구비되고, 연소 반응이 일어나기 위한 소정 공간을 제공하는 연소실;
상기 연소실에 연결되어, 상기 연소 반응 중에 발생하는 연소 가스를 상기 연소실로부터 상기 바디의 외부로 안내하게 마련되고, 적어도 일부 구간에서 나선 형상으로 감겨 있는 연관; 및
상기 연관의 내부에서 유동하는 상기 연소 가스를 난류화 하기 위해 상기 연관의 내부의 적어도 일부 구간에 구비되고, 상기 연관의 나선 형상에 대응되게 나선 형상으로 감겨 있는 터뷸레이터를 포함하고,
상기 터뷸레이터를 복수 개의 나선 영역들로 구분하여, 상기 복수 개의 나선 영역들 중 응축수가 발생하는 지점을 기준으로 상류 측에 위치하는 영역들을 상류 나선 영역들이라 하고, 상기 상류 나선 영역들보다 하류 측에 위치하는 영역들을 하류 나선 영역들이라 하고,
나선에서 위상이 동일한 두 점을 연결한 길이를 나선피치라고 할 때,
상기 상류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치는, 상기 하류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치보다 짧은, 물 가열기.
A body having an inner space provided to accommodate water;
a combustion chamber provided in the internal space of the body and providing a predetermined space for a combustion reaction to occur;
a pipe connected to the combustion chamber, provided to guide combustion gas generated during the combustion reaction from the combustion chamber to the outside of the body, and wound in a spiral shape in at least a portion of the section; and
A turbulator provided in at least a part of the inside of the fire pipe to turbulize the combustion gas flowing inside the fire pipe and wound in a spiral shape corresponding to the spiral shape of the fire pipe,
The turbulator is divided into a plurality of spiral regions, and regions located upstream of the point where condensate water is generated are called upstream spiral regions, and The regions located are called downstream spiral regions,
When the length connecting two points of the same phase in a spiral is called the spiral pitch,
A spiral pitch of at least some of the upstream spiral regions is shorter than a spiral pitch of at least some of the downstream spiral regions.
청구항 1에 있어서,
상기 터뷸레이터는, 트위스티드 터뷸레이터인, 물 가열기.
The method of claim 1,
The turbulator is a twisted turbulator, a water heater.
청구항 2에 있어서,
상기 터뷸레이터를 복수 개의 부분들로 구분하여, 상기 복수 개의 부분들 중 상기 연소 가스의 유동 방향을 기준으로 상류 측에 위치하는 부분들을 상류 부분들이라 하고, 상기 상류 부분들보다 하류 측에 위치하는 부분들을 하류 부분들이라 할 때,
상기 상류 부분들 중 적어도 일부의 피치는, 상기 하류 부분들 중 적어도 일부의 피치보다 긴, 물 가열기.
The method of claim 2,
The turbulator is divided into a plurality of parts, parts located upstream of the plurality of parts based on the flow direction of the combustion gas are referred to as upstream parts, and parts located downstream of the upstream parts When these are the downstream parts,
A pitch of at least some of the upstream portions is longer than a pitch of at least some of the downstream portions.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 터뷸레이터는, 상기 연소 가스가 유입되는 상기 연관의 입구에서부터 상기 연소 가스의 유동 방향을 따라 소정 거리만큼 이격된 상기 연관 상의 소정 지점과, 상기 연소 가스가 배출되는 상기 연관의 출구 사이에 구비되는, 물 가열기.
The method of claim 1,
The turbulator is provided between a predetermined point on the link spaced apart from the inlet of the link through which the combustion gas flows by a predetermined distance along the flow direction of the combustion gas and the outlet of the link through which the combustion gas is discharged , water heater.
청구항 1에 있어서,
상기 터뷸레이터는, 상기 연소 가스를 난류화 하기 위한 복수 개의 터뷸레이터 유닛이 연결되어 형성되고,
상기 복수 개의 터뷸레이터 유닛 중 적어도 두 개의 물리적 특성이 서로 상이하게 마련되는, 물 가열기.
The method of claim 1,
The turbulator is formed by connecting a plurality of turbulator units for turbulizing the combustion gas,
At least two physical properties of the plurality of turbulator units are provided to be different from each other, the water heater.
청구항 6에 있어서,
상기 복수 개의 터뷸레이터 유닛은 상기 물리적 특성에 의거한 소정의 기준에 따라 배열되는, 물 가열기.
The method of claim 6,
Wherein the plurality of turbulator units are arranged according to a predetermined criterion based on the physical properties.
물 가열기에 적용되는 연관의 제조방법에 있어서,
직선 형태의 연관을 준비하는 단계;
트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계;
상기 연관의 내부에 상기 트위스티드 터뷸레이터를 삽입하는 단계; 및
상기 연관을 상기 트위스티드 터뷸레이터와 함께 나선 형상으로 감는 단계를 포함하고,
상기 트위스티드 터뷸레이터를 복수 개의 나선 영역들로 구분하여, 상기 복수 개의 나선 영역들 중 응축수가 발생하는 지점을 기준으로 상류 측에 위치하는 영역들을 상류 나선 영역들이라 하고, 상기 상류 나선 영역들보다 하류 측에 위치하는 영역들을 하류 나선 영역들이라 하고,
나선에서 위상이 동일한 두 점을 연결한 길이를 나선피치라고 할 때,
상기 상류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치는, 상기 하류 나선 영역들 중 적어도 일부의 나선피치보다 짧은, 연관의 제조방법.
In the manufacturing method of the fire pipe applied to the water heater,
preparing a linear association;
preparing a twisted turbulator;
inserting the twisted turbulator into the interior of the tube; and
winding the linkage into a spiral shape with the twisted turbulator;
The twisted turbulator is divided into a plurality of spiral regions, and regions located upstream of the point where condensate is generated among the plurality of spiral regions are referred to as upstream spiral regions, and regions located downstream of the upstream spiral regions The regions located at are called downstream spiral regions,
When the length connecting two points of the same phase in a spiral is called the spiral pitch,
The spiral pitch of at least some of the upstream spiral regions is shorter than the spiral pitch of at least some of the downstream spiral regions.
청구항 8에 있어서,
상기 트위스티드 터뷸레이터를 준비하는 단계는,
적어도 두 개의 물리적 특성이 서로 상이하게 마련되는 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 준비하는 단계;
상기 복수 개의 터뷸레이터 유닛을 상기 물리적 특성에 의거한 소정의 기준으로 배열해서 결합하는 단계를 포함하는, 연관의 제조방법.
The method of claim 8,
The step of preparing the twisted turbulator,
Preparing a plurality of turbulator units having at least two different physical properties;
Arranging and combining the plurality of turbulator units on a predetermined basis based on the physical characteristics.
KR1020200117130A 2020-09-11 2020-09-11 Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device KR102563876B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200117130A KR102563876B1 (en) 2020-09-11 2020-09-11 Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device
US17/469,603 US20220082298A1 (en) 2020-09-11 2021-09-08 Water heating device and method for manufacturing smoke tube for water heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200117130A KR102563876B1 (en) 2020-09-11 2020-09-11 Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220034575A KR20220034575A (en) 2022-03-18
KR102563876B1 true KR102563876B1 (en) 2023-08-10

Family

ID=80626422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200117130A KR102563876B1 (en) 2020-09-11 2020-09-11 Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20220082298A1 (en)
KR (1) KR102563876B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011027285A (en) * 2009-07-22 2011-02-10 Panasonic Corp Heat exchanger and its manufacturing method, and article storage device equipped with the heat exchanger

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4443389A (en) * 1981-04-27 1984-04-17 Leonard Oboler Heat exchange apparatus
US5735237A (en) * 1996-02-16 1998-04-07 Aos Holding Company Hot water storage heater
US20010024733A1 (en) * 1999-09-10 2001-09-27 Kasprzyk Martin R. Insert for a radiant tube
EP2937660A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Turbulator for use in a cooling channel and heat transfer element with such a turbulator
KR102359335B1 (en) * 2017-12-20 2022-02-08 주식회사 경동나비엔 Turbulator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011027285A (en) * 2009-07-22 2011-02-10 Panasonic Corp Heat exchanger and its manufacturing method, and article storage device equipped with the heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
US20220082298A1 (en) 2022-03-17
KR20220034575A (en) 2022-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1800068B1 (en) Heat exchanger for common use for boiler and hot water supply
TWI373594B (en) Steam generator pipe, continuous steam generator and fabricating the same
US9546798B2 (en) Combined gas-water tube hybrid heat exchanger
KR101956378B1 (en) Heat exchanger tube and heating boiler having such a heat exchanger tube
KR20150003717A (en) Helical tube egr cooler
KR20160138466A (en) Method of manufacturing a set of heat exchange cells and set of heat exchange cells thus obtained
US6269782B1 (en) Water-tube boiler
TW445366B (en) Assembly body of heat exchange coils
KR102563876B1 (en) Water heating device and manufacturing method of smoke tube for water heating device
JPH0642812A (en) Heat exchanger for gas boiler
US20130075070A1 (en) Heat exchanger tube
JP5234350B2 (en) Heat exchanger and water heater
JP5234349B2 (en) Heat exchanger and water heater
JP4609085B2 (en) Water heater
JP4174478B2 (en) Heat exchange pipe
US4739728A (en) Thermal foil for water heaters and the like
CN111649485A (en) Condensation heat exchange structure and gas water heater
IE63734B1 (en) A central heating installation with a hot water circuit for sanitary usage
JP2988363B2 (en) Boiler with smoke tube
US5347957A (en) Water heater with reduced NOx output
CN216897797U (en) Heat exchanger of gas water heater and gas water heater with heat exchanger
CN212362438U (en) Condensation heat exchange structure and gas water heater
JPWO2012105414A1 (en) Gas superheater and superheater assembly
US20210356169A1 (en) Heat exchanger for water heater
CN116294192A (en) Heat exchanger of gas water heater and gas water heater with same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant