KR20170085862A - 열교환기의 드레인장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조에 의해 열교환기 내부의 순환수를 완전하게 배출시켜 동파 등에 따른 장치의 손상을 예방하도록 된 열교환기의 드레인장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 열교환기(10)의 본체(11) 일측에 위치되어 열교환파이프(12)를 순환하는 순환수의 일부가 충전되도록 된 드레인하우징(31)과; 상기 드레인하우징(31)의 일측에 상하방향으로 다수가 돌출 형성되어 상기 열교환파이프(12) 상에 연통되도록 연결되되, 양단이 상기 열교환파이프(12)의 다른 위치에 각각 결합되도록 U자형태로 절곡된 유밴드관부(33)와, 상기 유밴드관부(33)의 일측에서 연장되어 상기 드레인하우징(31)에 연결되는 직관부(34)로 이루어진 다수의 커넥팅튜브(32)와; 상기 드레인하우징(31)의 타측에 결합되어 상기 드레인하우징(31) 내의 순환수를 배출할 수 있도록 된 개폐밸브(35)를 포함하여 이루어진 열교환기의 드레인장치가 제공된다.

Description

열교환기의 드레인장치{Drain device of a heat exchanger}

본 발명은 열교환기의 드레인장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조에 의해 열교환기 내부의 순환수를 완전하게 배출시켜 동파 등에 따른 장치의 손상을 예방하도록 된 열교환기의 드레인장치에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 보일러나 에어컨과 같은 냉난방장치에서 열매체나 열원 또는 냉난방수 등과의 열교환이 이루어지도록 된 것으로, 이러한 열교환기는 대략적으로 일정 규격으로 된 본체 상에 순환유체가 흐르도록 된 열교환파이프가 지그재그 형태로 연속적으로 연장되고, 상기 열교환파이프의 외측에 다수의 방열핀이 결합되며, 상기 본체의 일측에 방열이나 외기를 공급하기 위한 송풍팬이 구비될 수 있는 것이다.

이러한 열교환기를 사용함에 있어서, 동절기에 정전이나 부재중에 장치의 작동이 정지된 경우에는 열교환파이프 상에 순환수가 결빙됨에 따른 동파가 발생될 수 있고, 이를 방지하기 위해 특정 온도 이하에서 순환수를 드레인시킬 수 있도록 된 장치가 개발되어 있는데, 이를 도 1에 의해 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 통상적인 열교환기(10)는 본체(11) 상에 연장 형성되는 열교환파이프(12)의 외주에 방열핀(13)이 결합되고, 상기 본체(11)의 일측면에 순환수의 유출입이 가능하도록 유입관(14)과 유출관(15)이 연결되는데, 상기 유입관(14)은 열교환파이프(12) 상에 순환수를 분배하도록 된 유입측 헤더(16)가 연결되고, 상기 유출관(15)은 순환수를 통합하여 유출시키기 위한 유출측 헤더(17)가 연결된 것이다.

이러한 열교환기(10)는 동절기에 운전을 중지하는 경우에 열교환파이프(12) 내의 순환수가 결빙되는 것을 방지하기 위해 순환수를 강제적으로 외부로 배출시키도록 된 드레인장치가 구비되는데, 종래의 드레인장치는 본체(11)의 하부측에 위치되는 유입관(14)이나 유출측 헤더(16)의 하단부에 순환수를 배출하도록 된 드레인밸브(20)와 상기 열교환파이프(12) 내에 외압을 공급하도록 각 헤더(16,17)의 상부측에 위치되는 에어밸브(21)를 포함하여 이루어진 것이다.

하지만 이러한 종래의 드레인장치는 상기 헤더(16,17)측에 드레인장치가 결합됨에 따라 지그재그 형태로 길게 연장된 열교환파이프(12) 내부의 순환수를 완전하게 배출시키는 데에 한계가 있을 뿐만 아니라 그로 인해 동파방지 효과를 높이는 데에 한계가 있는 것이다.

이는 통상적으로 열교환파이프(12)을 설치할 때에 다수의 직관을 상하방향으로 배열한 상태에서 이를 U자형태의 유밴드관(12b)에 의해 상호 연결할 때에 순환수의 흐름을 원활하게 하기 위해 의도적으로 직관을 미세하게 경사지게 설치(도 5의 (a)에 도시됨)하거나 조립 또는 제작상의 하자로 인해 직관 또는 유밴드관(12b)의 결합부분에 오목부가 형성되는 경우에 상기 헤더(16,17)와는 대향된 위치의 직관 또는 유밴드관(12b) 측에 순환수의 잔류하여 결빙이 발생될 우려가 있기 때문이다.

한국 실용신안공보 실1993-0005662호(1993. 02. 26)

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 간단한 구조에 의해 열교환기 내부의 순환수를 완전하게 배출시켜 동절기에 작동정지된 상태에서 동파를 방지하여 장치의 손상을 예방하도록 구비되며, 간단한 구성에 의해 순환수가 관로 내에 잔류되는 것을 방지함과 동시에 순환수의 온도변화에 따라 자동적으로 드레인작동이 가능하여 사용상의 편리함을 주도록 된 열교환기의 드레인장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징에 따르면, 본체(11)의 일측에 열교환파이프(12) 상에 순환수를 분배 공급하거나 열교환파이프(12) 상에 순환수를 통해 배출하도록 된 헤더(16,17)가 결합된 열교환기(10)의 드레인장치에 있어서;

상기 본체(11)의 타측에 상기 헤더(16,17)에 대향되도록 위치되어 열교환파이프(12)를 순환하는 순환수의 일부가 충전되도록 된 드레인하우징(31)과;

상기 드레인하우징(31)의 일측에 상하방향으로 다수가 돌출 형성되어 상기 열교환파이프(12) 상에 연통되도록 연결되되, 양단이 상기 열교환파이프(12)의 다른 위치에 각각 결합되도록 U자형태로 절곡된 유밴드관부(33)와, 상기 유밴드관부(33)의 일측에서 연장되어 상기 드레인하우징(31)에 연결되는 직관부(34)로 이루어진 다수의 커넥팅튜브(32)와;

상기 드레인하우징(31)의 타측에 결합되어 상기 드레인하우징(31) 내의 순환수를 배출할 수 있도록 된 개폐밸브(35)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기의 드레인장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 드레인하우징(31)에는 내부에 충전된 순환수의 온도를 감지하도록 된 온도감지수단(36)이 구비되고;

상기 개폐밸브(35)는 상기 온도감지수단(36)에 의해 감지된 온도가 일정 온도 이하일 때에 자동적으로 개방되도록 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 드레인장치가 제공된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 열교환기(10)의 열교환파이프(12)를 순환하는 순환수의 일부가 충전되는 드레인하우징(31)이 구비되고, 상기 드레인하우징(31) 상에 유밴드관부(33)와 직관부(34)로 이루어진 다수의 커넥팅튜브(32)가 구비됨으로써, 드레인 작동시에 다수의 커넥팅튜브(32)에 의해 열교환파이프(12) 상의 순환수가 다수의 개소에서 동시에 배출됨에 따라 신속한 드레인 작동이 가능한 장점이 있다.

또한 본 발명은 상기 유밴드관부(33)에 의해 순환수의 순환흐름을 원활하게 유도하여 열교환 효율을 유지하면서도 상기 유밴드관부(33)에 일측에 연통되는 직관부(34)에 의해 상기 유밴드관부(33)와 열교환파이프(12)의 결합부분 등에 잔류된 순환수를 용이하게 배출시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 드레인하우징(31) 내부의 온도를 측정하여 일정 온도 이하인 경우에 자동적으로 개폐밸브(35)의 개방이 이루어져 별도의 수작업에 의해 개방동작을 행하지 않거나 부재중인 상태에서도 드레인이 가능하여 작업상의 편리함을 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 일례를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 분해 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단면도
도 5는 종래와 본 발명의 작동상태를 비교한 단면도

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 드레인장치(30)는 열교환기(10)의 일측에 구비되는 헤더(16,17)에 대향되도록 열교환기(10)의 타측에 설치되어 드레인 작동시에 순환수의 배출이 자동적으로 이루어지도록 된 것으로, 바람직하게는 상기 헤더(16,17)에 구비되는 도 1에 도시된 바와 같은 통상의 드레인밸브(20)에 더블어 드레인 작동이 이루어져 드레인밸브(20)에 의해 배출되지 못한 잔류의 순환수를 헤더의 반대편에서 배출할 수 있도록 구비될 수 있는 것이다.

구체적으로, 본 발명은 열교환기(10)의 본체(11) 측면에 원통형태의 드레인하우징(31)이 결합되고, 상기 드레인하우징(31)에는 열교환기(11)의 본체(11) 측면에 다수로 돌출되는 U자 형태의 유밴드관(12b)의 일부를 대체하는 다수의 커넥팅튜브(32)가 상하방향으로 결합되고, 하단에 순환수의 배출이 가능하도록 된 개폐밸브(35)가 결합된 것인데, 이를 도 3과 도 4를 더하여 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이, 통상적인 열교환파이프(12)는 일직선상으로 연장되는 직관(12a)과 이 직관(12a)의 단부를 상호 연결하는 U자형태의 유밴드관(12b)으로 구성되는데, 상기 직관(12a)은 다수의 방열핀(13)에 의해 내장된 상태로 구비되어 단부가 본체(11)의 측면으로 돌출되고, 상기 유밴드관(12b)은 상기 직관(12a)의 단부에 결합되어 본체(11)의 측면에 돌출되도록 위치되는 것이다.

여기에서, 본 발명의 커넥팅튜브(32)는 열교환기(10)의 본체(11) 일측면으로 돌출되는 직관(12a)의 단부에 결합되는 유밴드관부(33)와 상기 유밴드관부(33)에 연통되어 드레인하우징(31)에 연결되는 직관부(34)로 이루어지는데, 상기 유밴드관부(33)는 통상의 유밴드관(12b)의 형상을 유지하여 양단부가 각각 다른 직관(12a)의 단부에 결합되고, 상기 직관부(34)는 상기 유밴드관부(33)의 하측에서 일정 길이로 연장되어 상기 드레인하우징(31)에 연통되게 된다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 드레인장치(30)는 열교환파이프(12)의 직관(12a)에 연결되어 상기 드레인하우징(31) 내에 순환수의 일부가 충전되고, 드레인 작동시에 드레인하우징(31)의 하단에 위치된 개폐밸브(35)의 개방에 의해 순환수의 배출이 이루어지게 되는데, 상기 커넥팅튜브(32)는 상기 드레인하우징(31)으로 상하방향으로 다수의 결합됨에 따라 각 커넥팅튜브(32)를 통해 다수의 직관(12a)으로부터 순환수가 일시에 드레인하우징(31) 측으로 배출되도록 구비됨과 동시에 순환수의 배출이 용이하도록 유밴드관부(33)의 하부측에 직관부(34)가 연통되어 열교환파이프(12) 내에 순환수가 잔류되는 것을 방지하게 된다.

또한 상기 드레인하우징(31)의 내부에는 그에 충전된 순환수의 온도를 감지할 수 있도록 된 온도감지수단(36)이 내장될 수 있는데, 상기 온도감지수단(36)은 상기 드레인하우징(31) 내의 순환수의 온도를 감지하여 일정 온도 이하로 떨어지면 상기 개폐밸브(35)의 개방작동이 이루어지도록 연결될 수 있고, 상기 개폐밸브(35)는 도시되지 않은 컨트롤러에 연결되는 전자적으로 개폐되는 솔레노이드밸브로 구비될 수 있는 것이다.

한편, 통상적인 열교환기(10)는 열교환파이프(12)의 직관(12a)이 설치될 때에 일정 각도로 경사지게 설치하여 순환수의 흐름을 원활하게 형성하게 되는데, 이러한 열교환기(10)에 따른 본 발명의 작동상태를 종래에 비교하여 설명하면 다음과 같다.

도 5의 (a)는 종래의 열교환파이프(12)의 결합상태에 따른 순환수의 잔류상태를 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 커넥팅튜브(32)에 따른 작동상태를 도시한 것이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 종래에는 헤더(16,17)의 반대편에 직관(12a)과 유밴드관(12b)이 결합된 상태로 밀폐 형성되는데, 이때에 상기 직관(12a)이 일정 각도로 하향 경사진 경우에 유밴드관(12b)과의 결합부분에서 관내에 순환수가 잔류할 수 있게 되고, 이로 인해 헤더(16,17)측에 구비되는 드레인밸브(20) 만으로 반대편의 관내에 잔류된 순환수를 배출하는 것이 어렵게 된다.

이에 비해, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명은 직관(12a)에 결합되는 유밴드관부(33)의 하부측에 직관부(34)가 연통됨에 따라 전술된 바와 같이 관내에 잔류된 순환수를 용이하게 배출하여 결빙에 따른 동파 등을 예방할 수 있게 되는데, 이러한 본 발명은 열교환기(10)의 용량 등에 따라 상기 커넥팅튜브(32)의 개수나 위치를 적절하게 선택할 수 있으며, 상기 커넥팅튜브(32)는 열교환기(10)의 최하단에 위치되는 직관(12a)으로부터 순차적으로 상부로 연결하여 순환수의 배출이 용이하도록 설치하는 것은 당연한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10: 열교환기 11: 본체
12: 열교환파이프 12a: 직관
12b: 유밴드관 13: 방열핀
14: 유입관 15: 유출관
16: 유입측 헤더 17: 유출측 헤더
20: 드레인밸브 21: 에어밸브
30: 드레인장치 31: 드레인하우징
32: 커넥팅튜브 33: 유밴드관부
34: 직관부 35: 개폐밸브
36: 온도감지수단

Claims (2)

1. 열교환기(10)의 본체(11) 일측에 위치되어 열교환파이프(12)를 순환하는 순환수의 일부가 충전되도록 된 드레인하우징(31)과;
   상기 드레인하우징(31)의 일측에 상하방향으로 다수가 돌출 형성되어 상기 열교환파이프(12) 상에 연통되도록 연결되되, 양단이 상기 열교환파이프(12)의 다른 위치에 각각 결합되도록 U자형태로 절곡된 유밴드관부(33)와, 상기 유밴드관부(33)의 일측에서 연장되어 상기 드레인하우징(31)에 연결되는 직관부(34)로 이루어진 다수의 커넥팅튜브(32)와;
   상기 드레인하우징(31)의 타측에 결합되어 상기 드레인하우징(31) 내의 순환수를 배출할 수 있도록 된 개폐밸브(35)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기의 드레인장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 드레인하우징(31)에는 내부에 충전된 순환수의 온도를 감지하도록 된 온도감지수단(36)이 구비되고;
   상기 개폐밸브(35)는 상기 온도감지수단(36)에 의해 감지된 온도가 일정 온도 이하일 때에 자동적으로 개방되도록 된 것을 특징으로 하는 열교환기의 드레인장치.

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