KR20190071331A - 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

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정태식
백남균
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주식회사 경동에버런
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Abstract

본 발명은 열교환기 부품의 조립 구조를 간소화하여 조립 공수를 줄임과 동시에 조립 공정의 자동화를 가능하게 하여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 열교환기 및 그 제조방법를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 열교환기는, 내부에 열매체가 유동하고, 일정 간격으로 배치되어 그 사이 공간으로 연소생성물이 통과하는 복수의 튜브와, 상기 튜브의 외측면에 결합된 전열핀으로 이루어진 핀튜브 조립체; 상기 튜브의 양끝단에 결합되는 엔드플레이트; 및 상기 엔드플레이트의 외측면에 결합되어 상기 복수의 튜브의 내부를 유동하는 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로캡;을 포함하되, 상기 유로캡에는 상기 복수의 튜브의 끝단을 정위치에서 조립되도록 지지하는 스토퍼부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기 및 그 제조방법{Heat exchanger and Manufacturing method thereof}
본 발명은 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유로캡에 스토퍼 기능을 부여함으로써 조립 공수를 줄임과 동시에 조립 공정을 자동화시킬 수 있어 제품의 생산성을 향상시킨 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 난방장치는 연료의 연소에 의한 연소생성물과 열매체(난방수) 간의 열교환이 이루어지는 열교환기를 구비함으로써 가열된 열매체를 이용하여 난방을 수행하거나 온수를 공급하게 된다.
종래 핀-튜브 방식의 열교환기는 열매체가 내부 공간을 따라 유동하는 튜브와, 상기 튜브의 표면에 돌출된 형상의 전열핀이 결합된 구조로 이루어져 있다.
도 1을 참조하면, 종래 열교환기(1)는, 다수의 튜브(10)의 외측면에 복수의 전열핀(20)이 일정 간격으로 나란하게 결합되고, 상기 전열핀(20)에는 튜브(10)의 형상에 대응되는 다수의 삽입구멍(21)이 형성되어 그 내측으로 튜브(10)가 삽입되며, 튜브(10)의 외측면과 삽입구멍(21)이 접촉되는 부분은 용접결합된다. 상기 전열핀(20)이 결합된 튜브(10)의 양끝단에는 엔드플레이트(30,40)가 접합 연결되고, 상기 엔드플레이트(30,40)에는 튜브(10)의 형상에 대응되는 다수의 삽입구멍(31,41)이 형성되어 그 내측으로 튜브(10)의 양끝단이 삽입된 뒤에 용접결합된다. 상기 엔드플레이트(30)의 전방측에는 유로캡(50;51,52,53)이 결합되고, 상기 엔드플레이트(40)의 후방측에는 유로캡(60;61,62)이 결합되어 튜브(10)의 내부를 유동하는 열매체의 유로를 전환하게 된다. 그리고 상기 유로캡(51,53)에는 열매체의 유입구(51a)와 유출구(53a)가 각각 형성되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래의 열교환기(1)는, 튜브(10)의 외측면에 전열핀(20)을 결합하고, 상기 튜브(10)의 양끝단에 엔드플레이트(30,40)를 조립한 후에, 상기 엔드플레이트(30,40)의 외측면에 유로캡(50,60)을 순차로 조립하여 제작된다.
즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이,상기 튜브(10)의 양끝단에 엔드플레이트(30,40)를 조립하기 위해서는 복수의 튜브(10)의 끝단이 정위치에서 정렬된 상태로 조립될 수 있도록 스토퍼(70)를 엔드플레이트(30,40)의 외측면에 위치시킨 상태에서 튜브(10)를 엔드플레이트(30,40)의 삽입구멍(31,41)을 통해 삽입시켜 튜브 끝단(10a)이 스토퍼(70)에 닿는 위치까지 밀어넣는다.
상기 튜브(10)에 엔드플레이트(30,40)가 조립된 후에는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 유로캡(50,60)을 망치를 이용하여 엔드플레이트(30,40) 측으로 타격하여 삽입하게 된다.
도 3을 참조하면, 엔드플레이트(30,40)와 유로캡(50,60)을 먼저 조립한 후에 이들의 조립체를 튜브(10)에 조립하는 경우에는, 튜브 끝단(10a)의 위치가 정위치되지 못하고 편차가 발생되어 제품의 불량을 초래하게 된다. 즉, 튜브(10)에 결합된 전열핀(20)과 엔드플레이트(30,40)가 정위치 상태로 조립되는 경우, 이들 사이의 간격(g)은 3mm 이하로 매우 협소하기 때문에 상기 튜브(10)에 엔드플레이트(30,40)와 유로캡(50,60)의 조립체를 조립하고자 하는 경우에는 튜브(10)를 클램프하기 위한 스토퍼(70) 등의 공구를 이용할 수 있는 공간을 확보할 수 없게 된다. 따라서, 튜브(10)를 고정시키지 않은 상태에서 튜브(10)를 엔드플레이트(30,40)와 유로캡(50,60)의 조립체에 삽입시켜 조립하게 되면, 엔드플레이트(30,40)의 삽입구멍들(31,41) 간의 내경 편차에 따라 복수의 튜브(10)가 삽입되는 깊이에 편차가 발생하게 되며, 이에 따라 튜브(10)가 정위치에서 조립되지 못하고 조립 불량을 초래하게 된다.
이와 같은 종래의 열교환기 조립 구조에 의하면, 스토퍼(70)를 이용하여 복수의 튜브(10)를 고정시키는 작업이 용이하지 않을 뿐만 아니라 이러한 고정 작업에 많은 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점이 있으며, 유로캡(50,60)을 엔드플레이트(30,40) 측으로 망치 등의 공구를 이용하여 타격함에 따라 엔드플레이트(30,40)에 부하를 가하게 되어 제품에 변형이 발생되어 품질에 악영향을 미치는 폐단이 있다. 종래 핀-튜브 방식의 열교환기와 관련된 선행기술은, 공개특허 제10-2010-0050771호에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열교환기 부품의 조립 구조를 간소화하여 조립 공수를 줄임과 동시에 조립 공정의 자동화를 가능하게 하여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 열교환기 및 그 제조방법를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 열교환기는, 내부에 열매체가 유동하고, 일정 간격으로 배치되어 그 사이 공간으로 연소생성물이 통과하는 복수의 튜브와, 상기 튜브의 외측면에 결합된 전열핀으로 이루어진 핀튜브 조립체; 상기 튜브의 양끝단에 결합되는 엔드플레이트; 및 상기 엔드플레이트의 외측면에 결합되어 상기 복수의 튜브의 내부를 유동하는 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로캡;을 포함하되, 상기 유로캡에는 상기 복수의 튜브의 끝단을 정위치에서 조립되도록 지지하는 스토퍼부가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 엔트플레이트와 상기 유로캡은 조립된 상태에서 상기 핀튜브 조립체에 조립된다.
상기 유로캡은, 상기 엔드플레이트에 맞닿는 평면부와, 상기 평면부를 기준으로 외측방향으로 볼록하게 형성되어 인접하게 배치되는 상기 튜브 사이에 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로전환부를 포함하고, 상기 스토퍼부는, 상기 유로전환부의 상부 및 하부와 각각 단차를 가지며 상기 튜브 끝단의 상부와 하부가 맞닿도록 상기 평면부를 기준으로 외측방향으로 돌출된 수직면으로 이루어질 수 있다.
상기 스토퍼부는, 상기 튜브 끝단의 상부을 지지하도록 상기 유로전환부의 상부에 횡방향으로 형성된 제1스토퍼부와, 상기 튜브 끝단의 하부를 지지하도록 상기 유로전환부의 하부에 횡방향으로 형성된 제2스토퍼부로 구성될 수 있다.
상기 튜브는 세로방향으로 길죽한 타원형으로 형성될 수 있다.
상기 엔드플레이트는, 상기 유로캡의 평면부와 맞닿는 평판부와, 상기 튜브의 끝단이 삽입되는 삽입구멍의 테두리에 형성된 버링부와, 상기 유로캡의 가장자리부가 삽입되어 지지되는 플랜지부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 엔드플레이트의 플랜지부에는, 상기 유로캡의 가장자리부에 형성된 플랜지부가 걸림 고정되는 걸림편이 형성될 수 있다.
상기 엔드플레이트와 유로캡은 용접에 의해 조립되고, 상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체는 상기 튜브의 끝단부 외측면에 끼워져 용접에 의해 조립될 수 있다.
상기 튜브의 내부에는 열매체의 흐름을 난류화하기 위한 터뷸레이터가 설치될 수 있다.
상기 터뷸레이터는, 상기 튜브의 내부를 양측으로 분할하며 상기 튜브의 길이방향으로 배치된 플레이트부와, 상기 열매체의 흐름방향을 따라 이격되어 상기 플레이트부의 일부가 절개되어 상하방향으로 경사지게 교대로 절곡된 제1경사부와 제2경사부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 열교환기의 제조방법은, 핀튜브 조립체를 공급하는 단계, 엔드플레이트와 스토퍼부가 형성된 유로캡을 조립하는 단계, 및 상기 복수의 튜브의 끝단이 상기 스토퍼부에 맞닿아 정위치에서 지지되도록 상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 상기 핀튜브 조립체에 조립하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 엔드플레이트와 유로캡을 조립하는 단계는, 유압 프레스 방식을 적용할 수 있다.
상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 핀튜브 조립체에 조립하는 단계는, 서보 모터 위치 제어 방식을 적용할 수 있다.
상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 핀튜브 조립체에 조립하는 단계는, 상기 핀튜브 조립체를 중앙에 놓고 상기 핀튜브 조립체의 양측에서 상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 각각 상기 중앙을 향하도록 이동시켜 튜브 끝단이 상기 스토퍼부에 맞닿는 위치까지 서보모터의 위치 제어를 통해 압입하는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 열교환기 및 그 제조방법에 의하면, 유로캡에 스토퍼 기능을 추가함으로써 튜브의 정렬을 위한 별도의 스토퍼를 이용하지 않더라도 복수의 튜브의 끝단을 정위치에 정렬된 상태로 조립할 수 있어, 열교환기 부품의 조립 구조가 간소화되며, 이에 따라 열교환기의 조립 공수를 줄임과 동시에 조립 공정의 자동화가 가능해져 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 열교환기의 분해 사시도,
도 2는 종래 열교환기의 조립과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 종래 엔드플레이트와 유로캡을 선조립한 후에 튜브에 조립하는 경우에 튜브의 정렬 불량이 발생된 모습을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 열교환기의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 열교환기의 분해 사시도,
도 6은 유로캡을 서로 다른 측면에서 바라본 사시도,
도 7은 튜브가 유로캡의 스토퍼부에 지지되는 위치를 보여주는 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 열교환기의 평면도,
도 9는 도 8의 A-A 선을 따르는 단면도,
도 10은 도 8의 A-A 선을 따르는 단면 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 열교환기의 우측면도,
도 12는 도 11의 B-B 선을 따르는 단면도,
도 13은 도 11의 C-C 선을 따르는 단면도,
도 14는 터뷸레이터의 사시도,
도 15는 본 발명에 따른 열교환기의 제조방법의 순서도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 열교환기(100)는, 내부에 열매체가 유동하고, 일정 간격으로 배치되어 그 사이 공간으로 연소생성물이 통과하는 복수의 튜브(110)와, 상기 튜브(110)의 외측면에 결합된 전열핀(130)으로 이루어진 핀튜브 조립체(140); 상기 튜브(110)의 양끝단에 결합되는 엔드플레이트(150;150a,150b); 및 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)의 외측면에 결합되어 상기 복수의 튜브(110)의 내부를 유동하는 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로캡(170;170a,170b)을 포함하되, 상기 유로캡(170;170a,170b)에는 상기 복수의 튜브(110)의 끝단을 편차 없이 정위치에 조립되도록 지지하는 스토퍼부(173;173a,173b)가 형성된 것을 특징으로 한다.
도 4와 도 5을 참조하면, 열매체가 내부를 통과하는 복수의 튜브(110)가 일정 간격으로 나란하게 배치되고, 상기 복수의 튜브(110)의 양측에는 열매체 유입관(120a)과 열매체 유출관(120b)이 배치되며, 상기 복수의 튜브(110)와 열매체 유입관(120a) 및 열매체 유출관(120b)의 외측면에는 다수개의 전열핀(130)이 길이방향을 따라 일정 간격으로 결합된다. 상기 튜브(110)와 열매체 유입관(120a)과 열매체 유출관(120b) 및 전열핀(130)은 핀튜브 조립체(140)를 구성한다. 도 4와 도 5의 방향을 기준으로 할 때, 연소실(미도시됨)에서 발생된 연소생성물은, 상하 방향으로 유동하며 핀튜브 조립체(140)의 표면에 접촉되어 열매체 유입관(120a)과 튜브(110) 및 열매체 유출관(120b)의 내부를 따라 유동하는 열매체에 연소열을 전달하게 된다.
상기 튜브(110)는 전열면적을 넓게 확보하기 위하여 연소생성물의 유동방향과 나란한 변의 길이가 연소생성물의 유입측 및 배출측 변의 길이보다 길게 형성된 장방형 단면 구조로 구성됨이 바람직하다. 일실시예로, 상기 튜브(110)는 가로방향에 비하여 세로방향으로 길죽한 타원형으로 형성될 수 있다.
상기 핀튜브 조립체(140)의 튜브(110)의 양끝단에는 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립체가 조립된다. 상기 엔트플레이트(150;150a,150b)와 상기 유로캡(170;170a,170b)은 선(先)조립된 상태에서 상기 핀튜브 조립체(140)에 조립된다. 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)은 용접제(160;160a,160b)에 의해 용접결합될 수 있다.
상기 엔드플레이트(150;150a,150b)는, 평판부(151)와, 상기 평판부(151)에 형성되어 상기 열매체 유입관(120a)과 열매체 유출관(120b) 및 튜브(110)가 삽입되는 삽입구멍(152,153,154)과, 상기 삽입구멍(152,153,154)의 테두리에 절곡 형성된 버링부(152a,153a,154a), 상기 평판부(151)의 가장자리부에서 외측으로 돌출된 플랜지부(155), 및 상기 플랜지부(155)에 형성되어 후술되는 유로캡(170;170a,170b)의 플랜지부(174;174a,174b)가 걸림되는 걸림편(156)을 포함하여 구성된다.
상기 용접제(160;160a,160b)는 동플레이트로 이루어질 수 있으며, 상기 용접제(160;160a,160b)에는 상기 열매체 유입관(120a)과 열매체 유출관(120b) 및 튜브(110)가 삽입되는 삽입구멍(161,162,163)이 형성되어 있다.
도 5과 도 6을 참조하면, 상기 유로캡(170;170a,170b)은, 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)의 평판부(151)에 맞닿는 평면부(171)와, 상기 평면부(171)를 기준으로 외측방향으로 볼록하게 형성되어 인접하게 배치되는 상기 튜브(110) 사이에 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로전환부(172)와, 상기 복수의 튜브(110)의 끝단(110a)을 정위치되도록 지지하기 위한 스토퍼부(173;173a,173b)와, 상기 평면부(171)의 상단과 하단에 절곡 형성된 플랜지부(174;174a,174b)를 포함한다.
상기 스토퍼부(173;173a,173b)는, 상기 유로전환부(172)의 상부 및 하부와 각각 단차를 가지며 상기 튜브 끝단(110a)의 상부와 하부가 맞닿도록 상기 평면부(171)를 기준으로 외측방향으로 돌출된 수직면으로 이루어질 수 있다.
도 7을 함께 참조하면, 상기 스토퍼부(173;173a,173b)는, 상기 튜브 끝단(110a)의 상부을 지지하도록 상기 유로전환부(172)의 상부에 횡방향으로 형성된 제1스토퍼부(173a)와, 상기 튜브 끝단(110a)의 하부를 지지하도록 상기 유로전환부(172)의 하부에 횡방향으로 형성된 제2스토퍼부(173b)로 구성될 수 있다.
상기 튜브 끝단(110a)의 상부와 하부는 상기 스토퍼부(173;173a,173b)에 의해 지지되어 정위치 상태로 정렬되고, 상기 튜브(110)의 중간부는 상기 스토퍼부(173;173a,173b)와 비접촉되며 유로전환부(172)에 의해 둘러싸여 인접하게 배치된 튜브(110) 간에 유체 소통이 가능하도록 배치된다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)의 플랜지부(155)에는, 상기 유로캡(170;170a,170b)의 가장자리부에 형성된 플랜지부(174;174a,174b)가 걸림 고정되는 걸림편(156)이 형성된다. 따라서, 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립 시, 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)의 플랜지부(155) 내측으로 유로캡(170;170a,170b)을 삽입하게 되면, 상기 유로캡(170;170a,170b)의 플랜지부(174;174a,174b)가 엔드플레이트(150;150a,150b)의 플랜지부(155)에 형성된 걸림편(156)에 스냅핏(Snap-Fit) 방식으로 걸림되어 조립된 상태가 견고하게 유지될 수 있다.
또한, 튜브 끝단(110a)은 스토퍼부(173;173a,173b)에 맞닿아 정위치에 고정 지지되고, 상기 튜브 끝단(110a)의 외측면에는 엔드플레이트(150;150a,150b)의 버링부(154a)가 밀착되며, 엔드플레이트(150;150a,150b)의 평판부(151)와 유로캡(170;170a,170b)의 평면부(171)가 면접촉되고, 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)은 용접결합되며, 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립체는 상기 튜브(110)의 끝단부 외측면에 끼워져 용접되므로, 튜브(110)와 엔드플레이트(150;150a,150b) 및 유로캡(170;170a,170b)는 기밀상태를 유지하며 견고하게 조립될 수 있다.
한편, 상기 열매체 유입관(120a)과 열매체 유출관(120b) 및 튜브(110)의 내부에는, 열매체의 흐름을 난류화하기 위한 터뷸레이터(180)가 설치될 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 터뷸레이터(180)는, 상기 튜브(110)의 내부를 양측으로 분할하며 상기 튜브(110)의 길이방향으로 배치된 플레이트부(181)와, 상기 열매체의 흐름방향을 따라 이격되어 상기 플레이트부(181)의 일부가 절개되어 상하방향으로 경사지게 교대로 절곡된 제1경사부(182)와 제2경사부(183)를 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 열매체는 상기 플레이트부(181)의 일부가 절개되어 형성되는 소통구(184)를 통하여 플레이트부(181)의 양측 공간으로 교대로 유동하면서 난류를 형성하게 된다. 그리고, 상기 플레이트부(181)의 양측에는 소정 너비의 측판(185)이 형성되어 상기 열매체 유입관(120a)과 열매체 유출관(120b) 및 튜브(110)의 내측면에 결합될 수 있다.
도 11와 도 13을 참조하면, 열매체 유입관(120a)을 통하여 유입된 열매체는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 유로캡(170)에 의해 유로가 전환되어 복수의 튜브(110)의 내부를 지그재그 방향으로 유동하며 연소생성물과 열교환을 거친 후에 열매체 유출관(120b)을 통하여 배출되게 된다. 열매체가 튜브(110) 내부를 통과하면서 상기 터뷸레이터(180)에 의해 열매체의 유동에 난류발생이 촉진되어 열교환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 열교환기의 제조방법은, 핀튜브 조립체(140)를 공급하는 단계와, 튜브(110)의 내부에 터뷸레이터(180)를 조립하는 단계와, 엔드플레이트(150;150a,150b)에 용접제(174;174a,174b)를 조립하고 엔드플레이트(150;150a,150b)와 스토퍼부(173;173a,173b)가 형성된 유로캡(170;170a,170b)을 조립하는 단계, 및 상기 복수의 튜브(110)의 끝단(110a)이 상기 스토퍼부(173;173a,173b)에 맞닿아 정위치에서 지지되도록 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립체를 상기 튜브(110)와 전열핀(130)이 조립된 핀튜브 조립체(140)의 튜브 끝단(110a)에 끼워 조립하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)을 조립하는 단계는 유압 프레스 방식을 적용하게 되며, 이에 따라 종래 망치 타격에 의한 조립 방식과 비교하여, 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 손상을 방지할 수 있다.
상기 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립체를 핀튜브 조립체(140)에 조립하는 단계는, 서보 모터 위치 제어 방식을 적용하게 되며, 이 경우 핀튜브 조립체(140)를 중앙에 놓고 핀튜브 조립체(140)의 양측에서 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립체를 각각 중앙을 향하도록 이동시켜 튜브 끝단(110a)이 스토퍼부(173)에 맞닿는 위치까지 서보모터의 위치 제어를 통해 압입하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 유로캡(170;170a,170b)에 스토퍼부(173;173a,173b)를 형성하고, 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)을 먼저 조립한 후에, 상기 엔드플레이트(150;150a,150b)와 유로캡(170;170a,170b)의 조립체를 핀튜브 조립체(140)에 조립하게 되므로, 종래기술과 달리 복수의 튜브(110)의 끝단(110a)을 정위치시키기 위한 별도의 스토퍼와 같은 도구를 이용하지 않더라도 복수의 튜브(110)의 끝단(110a)을 정위치에 정렬된 상태로 조립할 수 있게 된다.
따라서, 열교환기(100) 부품의 조립 구조가 간소화되며, 이에 따라 열교환기(100)의 조립 공수를 줄일 수 있으며, 유압 프레스 방식, 서보모터 위치 제어 방식의 적용을 통하여 조립 공정의 자동화가 가능해져 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1 : 열교환기 10 : 튜브
20 : 전열핀 30,40 : 엔드플레이트
50,60 : 유로캡 70 : 스토퍼
100 : 열교환기 110 : 튜브
120a : 열매체 유입관 120b : 열매체 유출관
130 : 전열핀 140 : 핀튜브 조립체
150,150a,150b : 엔드플레이트 151 : 평판부
152,153,154 : 삽입구멍 152a,153a,154a : 버링부
155 : 플랜지부 156 : 걸림편
160,160a,160b : 용접제 161,162,163 : 삽입구멍
170,170a,170b : 유로캡 171 : 평면부
172 : 유로전환부 173 : 스토퍼부
173a : 제1스토퍼부 173b : 제2스토퍼부
174,174a,174b : 플랜지부 180 : 터뷸레이터
181 : 플레이트부 182 : 제1경사부
183 : 제2경사부 184 : 소통구
185 : 측판

Claims (14)

  1. 내부에 열매체가 유동하고, 일정 간격으로 배치되어 그 사이 공간으로 연소생성물이 통과하는 복수의 튜브와, 상기 튜브의 외측면에 결합된 전열핀으로 이루어진 핀튜브 조립체;
    상기 튜브의 양끝단에 결합되는 엔드플레이트; 및
    상기 엔드플레이트의 외측면에 결합되어 상기 복수의 튜브의 내부를 유동하는 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로캡;을 포함하되,
    상기 유로캡에는 상기 복수의 튜브의 끝단을 정위치에서 조립되도록 지지하는 스토퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔트플레이트와 상기 유로캡은 조립된 상태에서 상기 핀튜브 조립체에 조립되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유로캡은, 상기 엔드플레이트에 맞닿는 평면부와, 상기 평면부를 기준으로 외측방향으로 볼록하게 형성되어 인접하게 배치되는 상기 튜브 사이에 열매체의 유동방향을 전환하기 위한 유로전환부를 포함하고,
    상기 스토퍼부는, 상기 유로전환부의 상부 및 하부와 각각 단차를 가지며 상기 튜브 끝단의 상부와 하부가 맞닿도록 상기 평면부를 기준으로 외측방향으로 돌출된 수직면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스토퍼부는, 상기 튜브 끝단의 상부을 지지하도록 상기 유로전환부의 상부에 횡방향으로 형성된 제1스토퍼부와, 상기 튜브 끝단의 하부를 지지하도록 상기 유로전환부의 하부에 횡방향으로 형성된 제2스토퍼부를 포함하는 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 튜브는 세로방향으로 길죽한 타원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 엔드플레이트는, 상기 유로캡의 평면부와 맞닿는 평판부와, 상기 튜브의 끝단이 삽입되는 삽입구멍의 테두리에 형성된 버링부와, 상기 유로캡의 가장자리부가 삽입되어 지지되는 플랜지부를 포함하는 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 엔드플레이트의 플랜지부에는, 상기 유로캡의 가장자리부에 형성된 플랜지부가 걸림 고정되는 걸림편이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 엔드플레이트와 유로캡은 용접에 의해 조립되고,
    상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체는 상기 튜브의 끝단부 외측면에 끼워져 용접에 의해 조립되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 내부에는 열매체의 흐름을 난류화하기 위한 터뷸레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터뷸레이터는, 상기 튜브의 내부를 양측으로 분할하며 상기 튜브의 길이방향으로 배치된 플레이트부와, 상기 열매체의 흐름방향을 따라 이격되어 상기 플레이트부의 일부가 절개되어 상하방향으로 경사지게 교대로 절곡된 제1경사부와 제2경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 핀튜브 조립체를 공급하는 단계;
    엔드플레이트와 스토퍼부가 형성된 유로캡을 조립하는 단계; 및
    상기 복수의 튜브의 끝단이 상기 스토퍼부에 맞닿아 정위치에서 지지되도록 상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 상기 핀튜브 조립체에 조립하는 단계;
    를 포함하는 열교환기의 조립방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 엔드플레이트와 유로캡을 조립하는 단계는, 유압 프레스 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 조립방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 핀튜브 조립체에 조립하는 단계는, 서보 모터 위치 제어 방식을 적용하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 조립방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 핀튜브 조립체에 조립하는 단계는, 상기 핀튜브 조립체를 중앙에 놓고 상기 핀튜브 조립체의 양측에서 상기 엔드플레이트와 유로캡의 조립체를 각각 상기 중앙을 향하도록 이동시켜 튜브 끝단이 상기 스토퍼부에 맞닿는 위치까지 서보모터의 위치 제어를 통해 압입하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 조립방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020143845A (ja) * 2019-03-06 2020-09-10 株式会社パロマ 乱流板、熱交換器及び給湯器、熱交換器の製造方法

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