KR20050034065A - 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기에 관한 것으로, 타원형단면을 갖는 주열교환기의 열교환튜브 외측면에 전조가공방식을 통해 다수의 열교환핀을 일체로 형성하여 제조비용이 절감되고 전열성능이 향상된 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기에 관한 것이다.

이러한 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는, 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기에 있어서, 상기 주열교환기(110)는 타원형의 단면을 갖는 것으로, 열교환튜브(112)의 외측면에 전조가공방식을 통해 다수의 열교환핀(114)이 일체로 형성됨으로써 달성된다.

또한, 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는 동 및 알루미늄 재질을 이용하여 구성함으로써 내부식성 및 전열성능이 향상된다.

Description

듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기 {Elliptic heat exchanger for Dual-type gas-boiler}

본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는 로울러다이를 이용한 전조가공방식으로 열교환튜브의 외측면에 열교환핀을 일체로 제작함으로써 저비용으로 대량생산이 가능하고, 내구성과 진동에 대한 저항성이 우수한 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용되고 있다.

이러한 보일러의 대부분은 기름 혹은 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물(온수)을 실내로 순환시켜 난방을 실시하거나 사용자의 필요에 따라 온수로 제공하게 된다.

이처럼 사용되는 연료에 따라 기름보일러와 가스보일러로 구분되는 보일러에 있어서, 특히, 가스보일러는 그 종류가 매우 다양하고, 설치 형태에 따라 여러 가지 타입으로 구분되고 있다.

즉, 상기 가스보일러는 팽창탱크의 형식에 따라 밀폐식 가스보일러와 개방식 가스보일러로 구분할 수도 있고, 온수열교환기(일명, 급탕열교환기)의 설치형태에 따라 싱글타입 가스보일러와 듀얼타입 가스보일러로 구분할 수도 있다.

여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼타입 가스보일러는 난방의 경우 보일러(10)내 팽창탱크(11)에 저장된 물이 순환펌프(12)에 의해 이송되어 열교환장치(20)의 주열교환기(22)를 지나면서 버너(24)에 의해 가열되고, 가열된 고온의 난방수는 난방수공급관(13)을 통해 난방부하(14)로 공급되어 난방부하(14)를 순환한 뒤 난방환수관(15)을 통해 팽창탱크(11)로 되돌아온다.

한편, 사용자가 온수를 사용하는 경우에는 직수관(17)과 배관연결되어 상기 주열교환기(22)의 내측에 삽입설치된 온수열교환기(18)를 통과하면서 버너(24)에 의해 가열된 주열교환기(22)의 난방수와 열교환이 이루어져 온수공급관(19)을 통해 온수가 배출되는 것이다.

이와같이, 듀얼타입 가스보일러란 온수열교환기(18)가 주열교환기(22)안에 삽입 설치됨으로써, 주열교환기(22)에서 난방 공급이 이루어지는 과정에서 온수열교환기(18) 내에서 열교환이 이루어져 온수 공급이 가능하도록 된 가스보일러를 말한다.

이처럼 상기 듀얼타입 가스보일러는 온수열교환기(18)가 주열교환기(22) 안으로 삽입설치 됨으로써, 온수열교환기(18)가 주열교환기(20)와 분리 설치되는 싱글타입 열교환기에 비해 관련부품들의 일부 삭제가 가능하여 제품의 컴팩트(compact)화 및 원가 절감 차원에서 많은 비용의 절감을 이룰 수 있다는 장점을 갖는다.

상기와 같은 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기는 종래에는 대부분 단면이 원형인 원통형의 열교환튜브(22a)로 이루어지며, 버너(24)의 점화불꽃에서 발생하는 열에 보다 많은 면적이 접할수 있도록 열교환파이프(22a)의 외측면에 다수의 열교환핀(22b)이 형성된다.

이러한 열교환핀(22b)은 도 2a와 같이 주열교환기(22)의 열교환파이프(22a)의 외측면에 판체로 가공형성된 링형상의 열교환핀(22b)을 삽입한 뒤 브레이징용접(W)을 통하여 고정시키거나, 도 2b와 같이 간격유지턱(22b')이 형성된 열교환핀(22b)을 열교환튜브(22a)에 다수 삽입한 뒤 브레이징용접(W)으로 고정시킨것등이 사용되며, 이 외에 절삭가공을 통해 열교환파이프의 외측면에 열교환핀을 형성한 것이 사용되기도 한다.

그러나, 이러한 종래의 주열교환기(22)들은 판재를 열교환핀(22b) 형상으로 가공하면서 발생되는 재료의 손실과, 절삭가공에 의한 재료의 손실 및, 상기 가공된 열교환핀(22b)을 열교환튜브(22a)에 정렬삽입한 뒤 용접하는 과정의 공수증가로 인해 제조비용이 상승하게 되며, 용접불량일 경우 열교환핀(22b)과 열교환튜브(22b)의 접촉부위가 헐거워져 상호간의 열전달율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 로울러다이를 이용한 전조가공방식으로 주열교환기의 열교환튜브 외측면에 열교환핀을 일체로 제작함과 동시에 주열교환기의 단면을 타원형으로 형성하여 전열성능이 향상되고 제조단가가 낮아지며, 내구성과 진동에 대한 저항성이 우수한 듀얼타입 가스보일러용 타원형 주열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는 열교환튜브의 외측면이 접하게 되는 응축수에 대한 내부식성이 우수하고, 전열성능이 우수한 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는, 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기에 있어서, 상기 주열교환기는 타원형의 단면을 갖는 것으로, 열교환튜브의 외측면에 전조가공방식을 통해 다수의 열교환핀이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기를 제공함으로써 달성된다.

본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는 동재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는 외측면이 알루미늄재질로 이루어지고 내측면은 동재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

첨부도면중 도 3은 본 발명 듀얼타입 가스보일러용 타원형 주열교환기의 사시도이고, 도 4는 본 발명 듀얼타입 가스보일러용 타원형 주열교환기의 측단면도이며, 도 5는 본 발명 듀얼타입 가스보일러용 타원형 주열교환기의 정단면도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는 타원형상의 단면을 갖는 열교환튜브(112)를 전조가공하여 열교환튜브(112)의 외측면에 다수의 열교환핀(114)을 일체로 형성하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기(110)는 타원형상을 갖는 열교환튜브(112)가 다수의 로울러다이(미도시)사이를 통과하면서 열교환튜브(112)의 외측면에 열교환핀(114)이 일체로 형성되는 것으로, 이러한 전조가공에 의한 타원형 주열교환기(110)는 전열성능이 월등히 우수하고, 열교환튜브(112)와 열교환핀(114)이 완전일체형이므로 내구성과 진동에 대한 저항성이 우수하며, 절삭가공에 의한 재료의 손실이 없어 원가가 절감되고 대량생산이 유리한 장점이 있다.

이러한 상기의 주열교환기(110)는 전열성능을 향상시키기 위하여 열전도율이 좋은 동(銅, C)재질로 이루어진다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 살펴보도록 한다.

첨부도면중 도 6은 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기가 적용된 열교환장치부를 나타낸 개략구성도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같이, 듀얼타입 가스보일러의 열교환장치부(30)는 하부에 송풍기(32)를 설치하고, 그 상측에 버너(34)를 설치하여 연료공급관(36)을 통해 공급되는 연료를 점화장치(미도시)로 점화시켜 연소되게 하며, 그 상부에는 주열교환기(110)를 설치하여 주열교환기(110)의 열교환튜브(112) 내로 흐르는 난방용수와 고온의 배기가스간에 열교환이 이루어지게 하고, 최상부에는 배기덕트(38)를 설치하여 열교환 과정을 마친 배기가스를 외부로 배출하는 것이다.

한편, 상기 듀얼타입 열교환장치부(30)의 주열교환기(110)내에는 온수열교환기(120)가 내설되어 고온의 점화불꽃이 열교환튜브(112)내의 난방용수를 가열시키면, 이 가열된 난방용수에 의해 온수열교환기(120)가 가열되면서 온수열교환기(120)내를 흐르는 온수도 가열된다.

상기한 바와같이, 주열교환기(110)는 보일러의 열교환장치부(30)내 버너(34)의 상측에 설치되어 점화불꽃에 의해 가열되어 주열교환기(110)의 열교환튜브(112)내부를 순환하는 난방용수를 가열시킨다.

특히, 이러한 주열교환기(110)가 타원형단면으로 형성됨으로써 열교환면적을 늘리고, 관내부를 흐르는 중심부근의 유체와 관내벽과의 거리를 짧게 하여 열전도에 의한 열교환량을 증대시킬 수 있다.

또한, 상기 주열교환기(110)는 열교환튜브(112)의 외측면에 다수의 열교환핀(114)이 전조가공에 의해 일체로 형성되는데 이러한 열교환핀(114)이 상기 버너의 점화불꽃과의 전열면적을 확장시키므로 열교환효율이 향상된다.

아울러, 상기의 열교환핀(114)이 종래와 같이 용접등에 의해 열교환튜브(112)에 고정된 것이 아니라 전조가공에 의하여 열교환튜브(112)와 일체로 형성된 것이어서 열전도율이 우수하다.

즉, 주열교환기(110)의 단면을 타원형으로 제작하여 전열면적확장에 의한 열교환량이 증대되고, 열교환튜브(112)의 외측면에 형성되는 열교환핀(114)을 로울러다이(미도시)를 이용한 전조가공으로 일체형으로 형성시킴으로써 열전도율이 증가하게되며, 주열교환기를 구성하는 동(C)재질의 특성에 의한 전열성능 향상으로 인해 점화불꽃의 열을 보다 효율적으로 열교환시킬 수 있게 되므로 가스보일러의 크기를 축소시킬 수 있게 된다.

첨부도면 도 7은 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기의 다른실시예의 단면도이다.

상기 도면에서 도시하는 바와 같이, 알루미늄(A)재질과 동(C)재질의 재질특성상의 장점들을 고려하여 주열교환기(110)의 외측면에 형성되는 주열교환기(110)의 열교환튜브(112)와 열교환핀(114)을 내식성이 우수한 알루미늄(A)재질로 구성하여, 이 열교환튜브(112)와 열교환핀(114)의 외측면이 접하게 되는 응축수에 대하여 내부식성이 향상되므로 수명이 연장되고, 내측면은 전열성능이 우수한 동(C)재질로 구성하여 주열교환기(110)의 내부를 순환하는 난방용수에 점화불꽃의 열을 효율적으로 전달하게 되므로 열전도율이 향상되는 장점이 있다.

상기한 실시예에서는 주열교환기(110)의 열교환핀(114)이 전조가공에 의해 열교환튜브(112)의 외측면에 원형의 판체형상으로 형성되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 연속적인 나선의 형상으로 형성될 수도 있는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기는, 그 단면을 타원형으로 가공하여 전열면적이 증대되고, 외측면에 형성되는 열교환핀을 전조가공을 통해 열교환파이프와 일체형으로 형성시켜 열전도율이 증가되며, 주열교환기를 동재질로 구성하여 전열성능이 향상되므로 보일러의 크기를 컴팩트화 시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 주열교환기의 외부재질을 알루미늄으로 형성하여 외측면이 접하게 되는 응축수에 대한 내부식성이 우수하고, 내측면에는 전열성능이 우수한 동재질로 형성하여 열효율이 향상되는 효과가 있으며, 열교환효율이 뛰어나므로 열교환기의 축소제작이 가능하게 되어 보일러를 컴팩트화 시킬 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래의 듀얼타입 가스보일러의 개략구성도,

도 2a, 2b는 종래 주열교환기의 단면도,

도 3은 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기의 사시도,

도 4는 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기의 측단면도,

도 5는 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기의 정단면도,

도 6은 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기가 적용된 열교환장치부를 나타낸 개략구성도,

도 7은 본 발명 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기의 다른실시예를 나타내는 단면도이다.

110:주열교환기 112:열교환튜브

114:열교환핀 120:온수열교환기

Claims (3)

1. 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기에 있어서,

   상기 주열교환기(110)는 타원형의 단면을 갖는 것으로, 열교환튜브(112)의 외측면에 전조가공방식을 통해 다수의 열교환핀(114)이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 주열교환기(110)는 동(C)재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 주열교환기(110)는 외측면이 알루미늄(A)재질로 이루어지고 내측면은 동(C)재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼타입 가스보일러의 타원형 주열교환기.