KR20110019173A - The case of heat exchanger system by a condensing type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 응축형 열교환기의 케이스에 관한 것으로, 더 상세하게는 소형 사이즈로 넓은 전열면적을 확보하여 고효율을 발휘할 수 있도록 함과 아울러, 열교환기의 유동을 방지하고 배기가스 및 연소열의 이동통로를 원활하게 확보할 수 있도록 발명된 것이다.The present invention relates to a case of a condensation type heat exchanger, and more particularly, to ensure high efficiency by securing a large heat transfer area in a small size, and to prevent the flow of the heat exchanger and to reduce the flow path of exhaust gas and combustion heat. It is invented so that it can be ensured smoothly.
기존의 열교환기는 가스 또는 기타의 연료를 연소시켜, 여기서 발생되는 연소열로 열교환기 내부를 통과하는 공급관을 가열해, 그 내부에 흐르는 작업유체와 열교환되면서 난방수 및 온수를 얻는 것이다.Existing heat exchangers burn gas or other fuel, and heat the feed pipe passing through the heat exchanger with the combustion heat generated therein to obtain heating water and hot water while exchanging heat with the working fluid flowing therein.
이러한, 대부분의 열교환기는 소정 용적을 갖도록 제작된 함체내에 원형의 공급관을 적층형태로 배치하되, 그 내부로 작업유체가 흐르도록 형성하고, 상기 열교환기의 상부 및 하부에 버너부를 설치시켜 발생 되는 연소열로 열교환 시키는 구성으로 되어 있다.Such heat exchangers are formed by arranging circular supply pipes in a stacked form in a housing manufactured to have a predetermined volume, and forming a working fluid therein, and installing burners at upper and lower portions of the heat exchanger. It is configured to exchange heat with combustion heat.
또, 열교환기의 내부에서 연소열이 열교환 되면, 온도가 낮아지면서 산화물질이 함유된 응축수가 발생하게 되고, 연소가스와 응축수는 케이싱 하부에 구성된 배출구를 따라 외부로 배출된다. In addition, when the heat of combustion heat exchanges inside the heat exchanger, as the temperature decreases, the condensate containing the oxide material is generated, and the combustion gas and the condensate are discharged to the outside along the outlet formed at the lower portion of the casing.
상기 열교환기는 다양한 산업분야에 맞추어 다양한 구조를 가지면서 널리 사용되고 있다.The heat exchanger is widely used while having a variety of structures for various industrial fields.
그러나, 기존의 열교환기는 소정용적을 갖도록 제작된 케이싱 내부에 원통형으로 권취된 공급관을 수용한 후, 양측 입구와 출구측에서 각각 공급관을 고정시키는 것에 의해 케이스와 열교환기의 조립이 이루어 진다.However, the conventional heat exchanger is assembled with the case and the heat exchanger by receiving the cylindrically wound supply pipe inside the casing manufactured to have a predetermined volume, and then fixing the supply pipes at both inlet and outlet sides, respectively.
일반적인 공급관의 경우 그 조립체의 강성이 강하여 원형 형상으로 조립체를 구성한 후 공급관의 양쪽 끝단만을 케이싱에 고정하는 경우 탄성 복귀력이나, 팽창에 의해 조립 위치의 변형이 발생된다. In the case of a general supply pipe, the rigidity of the assembly is so strong that when the assembly is formed in a circular shape and only both ends of the supply pipe are fixed to the casing, elastic assembly force or deformation of the assembly position is generated by expansion.
따라서, 보다 안전하고 영구적으로 열교환기를 고정 설치하지 못하는 문제점이 있었던 것이다.Therefore, there was a problem in that the heat exchanger can be fixed and installed more safely and permanently.
또, 열교환기의 팽창으로 인하여 케이스 내벽과의 틈새가 차단되어 연소열과 배기가스가 정상적으로 원활한 흐름을 갖지 못하고, 특정 지역으로만 열기 배출이 집중되어 열효율이 저하되는 폐단이 있었다.In addition, due to the expansion of the heat exchanger, the gap with the inner wall of the case is blocked, so that the combustion heat and the exhaust gas do not have a normal smooth flow, and heat discharge is concentrated only in a specific area, thereby reducing the thermal efficiency.
그리고, 열교환 성능 및 열교환 효율을 극대화하기 위해서 제품의 크기가 커 지고, 재료와 부품수 증가로 코스트가 상승되는 문제점이 있었다.In addition, in order to maximize heat exchange performance and heat exchange efficiency, there is a problem in that the size of the product increases and the cost increases due to the increase in the number of materials and parts.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하여 케이싱 내측으로 간격유지돌기를 형성해 별도 부재 없이 주름관으로 형성된 공급관을 고정시켜 전열면적을 확대되어 소형화가 가능한 응축형 열교환기를 제공하는 데 있다.The present invention is to provide a condensation type heat exchanger capable of miniaturizing the heat transfer area is enlarged by fixing the supply pipe formed of the corrugated pipe without a separate member to solve the above problems by forming a gap maintaining protrusion inside the casing.
본 발명의 다른 목적은, 고온의 연소열이 상, 하부가 차단되어 주름관의 틈새로만 통과하도록 해 열교환이 효율적으로 이루어지며, 통과된 연소가스가 주름관과 케이싱 사이의 유도통로를 따라 배기구로 배출되도록 한 응축형 열교환기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention, the heat of high temperature combustion is blocked so that the upper and lower parts pass only through the gap of the corrugated pipe, the heat exchange is made efficiently, and the combustion gas passed through the induction path between the corrugated pipe and the casing is discharged to the exhaust port. To provide a condensation type heat exchanger.
이러한 본 발명의 목적은, 케이싱(10)의 내부에 버너(22)가 설치되어 연소가스가 케이싱 축방향으로 배출되면서 발생되는 연소열로 버너(22)의 외측으로 구비되는 공급관(40) 내부의 물을 가열하여 난방수 또는 온수로 제공하고, 상기 케이싱(10) 끝단부에는 차단캡(20)(30)이 케이싱(10)에 고정되어 구성된 열교환기(100)에 있어서;The purpose of the present invention, the
상기 케이싱(10) 내측으로 간격유지돌기(11)를 적어도 3개 이상으로 배치하는 것에 의해 달성된다.It is achieved by arranging at least three
여기서, 상기 간격유지돌기(11)는 케이싱(10)의 끝단부에서 반대끝단부로 길게 돌출 성형하는 것이다.Here, the
한편, 상기 간격유지돌기(11)는 케이싱(10)의 끝단부에서 반대끝단부로 별도 의 부재가 고정 부착되는 것도 무방하다.On the other hand, the
이러한 본 발명의 구성에 의하면, 단열면적이 큰 주름관을 이용해 케이싱 크기를 소형화할 수 있고, 케이싱 자체에 간격유지돌기를 형성해 공급관의 설치 및 고정을 간단히 할 수 있어 작업이 용이하다.According to the configuration of the present invention, the size of the casing can be miniaturized by using a corrugated pipe having a large heat insulating area, and the gap holding protrusion is formed on the casing itself to simplify the installation and fixing of the supply pipe, thereby facilitating the operation.
또, 공급관의 상,하부를 차단하고, 연소열이 주름관의 틈새로만 통과되도록 해 열교환 성능 및 열교환 효율을 향상시키게 된다.In addition, the upper and lower parts of the supply pipe are blocked, and the heat of combustion is passed only through the gap of the corrugated pipe, thereby improving heat exchange performance and heat exchange efficiency.
또한, 주름관을 고정하기 위해 형성된 간격유지돌기의 사이는 주름관을 통과한 연소가스와 응축수가 이동하는 유도통로로 이용되어 배출되도록 해 내부구성을 간단히 할 수 있다.In addition, between the gap maintaining protrusions formed to fix the corrugated pipe may be used as an induction passage through which the combustion gas and the condensed water move through the corrugated pipe to be discharged, thereby simplifying an internal configuration.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 응축형 열교환기의 케이싱(10) 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 공급관(40)이 케이싱(10)에 조립된 상태를 도시한 전단면도이다.1 is an exploded perspective view of the
도 3은 본 발명의 공급관을 분해하여 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 의해 케이싱(10)의 간격유지돌기(11)에 의해 공급관(40) 사이에 일정한 간격이 유 지된 상태로 조립되는 구조를 보인 평단면도이다.Figure 3 is a perspective view showing an exploded view of the supply pipe of the present invention, Figure 4 is assembled in a state in which a constant interval between the
도 5는 본 발명의 케이싱(10)의 간격유지돌기(11)에 의해 공급관(40) 사이에 일정한 간격이 유지된 상태로 조립되는 구조를 보인 요부 확대 종단면도이다.5 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part showing a structure in which a constant gap is maintained between
도 6은 공급관(40)이 주름관 형태로 성형되는 과정을 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a process in which the
본 발명은 열교환기의 유동을 방지하고 배기가스 및 연소열의 이동통로를 원활하게 확보할 수 있도록 발명된 것이다. The present invention is invented to prevent the flow of the heat exchanger and to ensure a smooth passage of the exhaust gas and the heat of combustion.
보일러의 케이스 내부에 장착되는 열교환기는 공급관(40)이 도 6에서와 같이 코일형으로 권취되는데, 보일러의 조립상태에서 그 상측 내부에는 버너(22)가 위치된다.The heat exchanger mounted inside the case of the boiler has a
버너(22)는 속이 빈 원통형으로 도시하지 않은 공급관으로부터 가스와 공기가 혼합된 상태로 내부로 공급받아 도시하지 않은 점화플러그에서 스파크를 발생시켜 혼합 공기가 연소되면서 원통 외부에서 화염이 형성되며 연소열을 생성하게 된다.The
이 버너(22)는 버너고정대에 고정된 상태로 상부캡(20)에 체결 고정한다.The
상기 상부캡(20)은 중앙부에 홀을 형성하고 그 외측에 버너고정대가 끼워진 상태에서 원통형의 케이싱(10) 상부에 끼워진 후 내부가 밀폐되도록 고정된다.The
또, 케이싱(10)의 하부에도 하부캡(30)으로 밀폐 고정되며, 패킹에 의해 기밀을 유지한 상태로 단열재(1)에 의해 열기가 상하 상부캡(20)과 하부캡(30)을 통해 바로 방출되는 것을 차단하게 된다.In addition, the lower portion of the
하부캡(30)에는 돌출부(31)를 수개 형성하여, 하측 단열재(1)를 받치는 받침 판(2)의 사이 틈새로 연소가스가 안내되는 유도통로를 형성하게 된다.The
따라서, 버너(22)에서 발생된 고온의 연소열은 열교환기의 상부와 하부가 차단되어 있으므로 주름관으로 코일형으로 권취된 공급관(40)의 틈새를 통해 케이싱(10)의 내측벽으로 이동된다.Therefore, the high temperature combustion heat generated in the
하부캡(30)에는 케이싱(10)의 외측으로 접속구(32)가 마련되어, 이 접속구(32)에 도시하지 않은 배기관이 접속된다.The
배기관에는 연소가스와 응축수를 외부로 보다 원활하게 배출하기 위한 드레인용 팬이 장착되어 버너(22)의 연소열이 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)을 통과하면서 열교환이 이루어지도록 한 후 케이싱(10) 내측벽으로 유도한 후 하부캡(30)을 향해 흡입시킨 다음 접속구(32)에 연결된 배기관을 통해 강제 배기시키는 것이다.The exhaust pipe is equipped with a drain fan for more smoothly discharging the combustion gas and condensate to the outside to allow the heat of combustion of the
한편, 케이싱(10)에는 도 3 및 도 5에서와 같이 내측을 향해 간격유지돌기(11)들을 복수개 돌출 성형하여 공급관(40)의 외측공급관(41b)과 간격유지돌기(11)가 접촉하도록 하여 공급관(40)의 유동을 방지하게 된다.Meanwhile, as shown in FIGS. 3 and 5, the
간격유지돌기(11)는 보다 정확한 동심 위치에서 공급관(40)과 케이싱(10)이 조립되도록 유도함과 아울러, 배기가스가 이동될 수 있는 통로를 균일하게 형성하는 것이다.The
여기서 케이싱(10)의 내측으로 돌출 형성되는 간격유지돌기(11)는 적어도 3개이상으로 설치되는데, 바람직 하게는 간격유지돌기(11)가 120ㅀ씩 분할된 위치에서 3개가 각각 동일 크기로 돌출하여 그 내부로 조립되는 원통형의 공급관(40)의 조립위치가 동심을 이루도록 가이드하는 것이다.Here, at least three
이 간격유지돌기(11)는 도면에서와 같이 케이싱(10)의 상부에서 하부로 수직하게 일체로 돌출 성형하는 것이다.The
그러나, 이 간격유지돌기(11)는 도시하지는 않았지만 케이싱(10)의 상부에서 하부로 수직하게 별도의 간격유지부재가 고정 부착되어도 무방함을 밝혀둔다.However, although not shown, the
간격유지돌기(11)는 케이싱(10)을 프레스로 성형하는 과정에서 상부금형과 하부금형의 설계에 의해 동시 성형되는데, 제작성과 공급관(40)의 조립시에 보다 원활한 공정을 위해 간격유지돌기(11)의 끝단부와 케이싱(10)의 각 경계부에는 라운드를 주게 된다.In the process of forming the
따라서, 케이싱(10) 내부로 공급관(40)을 조립할 때 동심으로 그 조립위치를 정확의 안내함과 아울러, 도 4에서와 같이 케이싱(10)과 공급관(40) 사이에 일정한 간격을 형성하여 연소가스 및 연소열의 배출이 균일하게 유도될 수 있도록 하는 것이다.Therefore, when assembling the
이러한, 케이싱(10)의 간격유지돌기(11)는 공급관(40)의 조립시에 가이드 역할 은 물론, 공급관(40)의 유동방지를 위한 고정 역할과, 공급관(40)의 내부압력 상승시 팽창을 방지할 수 있는 것이다.Such, the
본 발명에서 공급관(40)은 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)으로 분리 구성되는데, 도 6에서와 같이 스테인레스재의 주름관으로 된 것을 코일형으로 권취시켜 직경이 작은 내측공급관(41a)과 이보다 직경이 큰 외측공급관(41b)으로 2중관으로 제작하게 된다.In the present invention, the
이때, 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)은 모두 주름관을 눌러 장축과 단축으로 이루어진 장타원 형상으로 압착시킨 후 서로 다른 나선 방향을 갖으며 코일형으로 성형하게 되며, 내측과 외측 2중으로 형성된 상태에서 양 끝단부가 헤더브라켓(50)에 동일 수평위치에서 접속하게 된다.At this time, both the inner supply pipe (41a) and the outer supply pipe (41b) is pressed into a long oval shape consisting of a long axis and a short axis by pressing the corrugated pipe and then formed in a coil shape with different spiral directions, formed in the inner and outer double In the state, both ends are connected to the
따라서, 버너의 연소열이 압착되어 상, 하부면이 비교적 수평에 가깝게 압착된 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)의 틈새로 이동될 때 그 열교환에 필요한 표면적을 향상시킬 수 있는 것이다.Therefore, when the combustion heat of the burner is squeezed and the upper and lower surfaces are moved to a gap between the
또한 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)이 상하로 적층된 상태에서 주름의 골과 산에 의해 틈새가 형성되므로, 이 틈새를 통해 연소열 및 배기 가스가 통과할 수 있는 것이다.In addition, since the gap is formed by the corrugated valleys and the acid in the state in which the
상기와 같이 형성된 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)은 양 끝단부가 동일 높이에서 헤더브라켓(50)에 고정된다.The
헤더브라켓(50)은 케이싱(10)의 내측면에 위치된 상태에서 외부로부터 순환관을 접속하기 위한 출입니플(60)(61)에 각각 밀착된 후 기밀유지용 패킹을 사이에 두고 나사 등으로 출입니플(60)(61)과 헤더브라켓(50)을 연결하게 된다.The
출입니플(60)(61)에는 온수관 또는 난방관이 각각 접속되어 하측 출입니플(60)로부터 유입된 물이 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)을 따라 상측의 출입니플(61)로 이동되면서 연소열에 의해 열교환 된 후 가열된 온수가 난방수 등으로 사용되도록 배관하는 것이다.Hot water pipes or heating pipes are connected to the
판형상으로 된 헤더브라켓(50)이 공급관(40)의 중심에 축직각방향으로 위치 된 상태에서 내측공급관(41a)과 외측공급관(41b)의 양단부가 각각 헤더브라켓(50)을 향해 굴곡부(B)와 S굴곡부(S)를 각각 절곡시켜야 한다.Both ends of the
특히 외측공급관(41b)은 내측공급관(41a)의 끝단부와 동일한 높이를 유지하기 위하여 대략 영문자 'S'자 형태로 큰 곡선을 그리는 S굴곡부(S)를 성형하게 된다.In particular, in order to maintain the same height as the end of the inner supply pipe (41a) of the outer supply pipe (41a) is to form an S curved portion (S) to draw a large curve in the shape of the letter 'S'.
한편, 상기 공급관(40)은 외측공급관(41b)과 내측공급관(41a)의 두 개로 구성되어도 무방하나, 도면에서와 같이 내측공급관(41a)의 내부로 또 다른 중앙공급관(41c)이 배관될 수도 있다.On the other hand, the
이 중앙공급관(41c)도 스테인레스와 같이 내부식성이 우수한 파이프재로 코일형으로 권취한 후 그 양 끝단부는 헤더브라켓(50)의 중앙측에 끼워져 용접으로 기밀을 유지한 상태로 고정하게 된다.The
중앙공급관(41c)은 주름관이 아닌 표면이 매끄러운 파이프부재로 선택하여도 무방하다.The
이러한 본 발명의 구성에 의하면, 원통형의 케이싱 내부로 연소가스 통로를 형성함과 아울러, 그 내부로 위치되는 원통형의 공급관이 보다 정확한 조립될 수 있도록 가이드하게 된다.According to the configuration of the present invention, while forming a combustion gas passage in the cylindrical casing, the cylindrical supply pipe positioned therein is guided to be more accurately assembled.
또, 조립상태에서 공급관(40)의 유동을 방지할 수 있고, 전체적으로 제조 공정을 간편화 하여 코스트를 저하시킬 수 있는 것이다.In addition, the flow of the
도 1은 본 발명에 따른 응축형 열교환기의 케이싱 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a casing of a condensation type heat exchanger according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 공급관이 케이싱에 조립된 상태를 도시한 전단면도.2 is a front sectional view showing a state in which a supply pipe according to the present invention is assembled to a casing.
도 3은 본 발명의 공급관을 분해하여 도시한 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view of the supply pipe of the present invention.
도 4는 본 발명에 의해 케이싱 내부에 공급관이 조립되는 구조를 보인 평단면도.Figure 4 is a plan sectional view showing a structure in which the supply pipe is assembled in the casing according to the present invention.
도 5는 도 4의 요부 확대 종단면도.5 is an enlarged longitudinal sectional view of the main portion of FIG.
도 6은 본 발명의 공급관이 주름관 형태로 성형되는 과정을 도시한 사시도.Figure 6 is a perspective view showing a process in which the supply pipe of the present invention is molded into a corrugated pipe form.
*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 - 케이싱 11 - 간격유지돌기10-Casing 11-Spacing protrusion
20 - 상부캡 22 - 버너20-Top Cap 22-Burner
30 - 하부캡 31 - 돌출부30-lower cap 31-protrusion
32 - 접속구 40 - 공급관32-Port 40-Supply Line
41a - 내측공급관 41b - 외측공급관41a-
41c - 중앙공급관 50 - 헤더브라켓41c-central supply line 50-header bracket
60, 61 - 출입니플 100 - 열교환기60, 61-Access Nipple 100-Heat Exchanger
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- 2009-08-19 KR KR1020090076778A patent/KR20110019173A/en not_active Application Discontinuation
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