KR20230127419A - 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 브라켓으로 고정하는 고정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메탈파이버버너 프레임의 관통홀 둘레에 메탈파이버 테두리를 용접하는 버너용접공정(S1); 메탈파이버 테두리에 단열재를 지지하는 브라켓의 기본틀 형상을 절단하는 절단공정(S2); 기본틀 형상에 절곡목을 길이방향으로 이어주는 목라인 누름공정(S3); 누름공정을 한 기본틀을 이루는 집게부 및 보조집게부의 버(burr)에 요철을 형성하는 요철공정(S4); 기본틀 바닥부에서 수직부와 가이드벽부와 고정벽부를 절곡하는 1차절곡공정(S5); 프레임의 광통홀 둘레에 용접한 메탈파이버 테두리 전후에 바닥부가 오도록 용접하는 스폿용접공정(S6); 단열재를 수직부공간에, 보조단열재를 보조집게부를 통하여 고정벽부에 오도록 삽입하는 삽입공정(S7);
수직부의 제2절곡부를 목라인을 중심으로 절곡하여 집게부의 요철이 단열재를 누르고, 보조집게부를 보조목부를 중심으로 절곡하여 보조집게부 테두리의 요철이 보조단열재를 누르는 면적을 증대시키도록 기능하는 2차절곡공정(S8)을 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 브라켓으로 고정하는 고정방법이다.

Description

보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 브라켓으로 고정하는 고정방법{Fixing method of fixing the insulation material to the metal fiber burner frame for boiler with brackets}

본 발명은 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 브라켓으로 고정하는 고정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 가정이나 사무실 혹은 그 외 공장 등과 같은 다양한 건축물에 설치되어 공기와 가스가 혼합된 혼합연료를 연소시킴으로써 발생하는 열원과의 열교환을 통해 온수와 난방수를 공급한다.

이를 위해, 보일러는 공기와 가스를 각각 외부로부터 공급받아 혼합한 다음 그 혼합된 혼합연료를 버너에 공급하는 연료공급기와, 상기 연료공급기로부터 혼합연료를 공급받아 점화장치에 의해 연소시킴으로써 화염을 발생시키는 버너 및 난방환수가 버너로부터 공급된 열원과 열교환되도록하여 난방환수를 난방수로 가열하는 열교환기를 포함한다.

특히, 최근에는 난방환수가 버너에서 발생된 현열과 1차로 열교환을 하는 현열열교환기 및 난방환수가 상기 현 열열교환기에서 열교환을 마친 연소가스와 2차로 열교환을 하는 잠열열교환기를 구비한 콘덴싱 열교환기가 많이 사용되고 있으며, 이러한 콘덴싱 열교환기를 구비한 보일러를 콘덴싱 보일러라 한다.

또한, 가정에서 사용되고 있는 난방 및 온수 보일러는 사용 연료에 따라 기름보일러와 가스보일러로 나눌 수 있는데, 이 중에서 최근에는 대기오염이 적고 사용이 편리한 가스보일러가 주로 사용되고 있다.

특허문헌 1(KR 10-2018-0007933 A)은 종래의 열교환기를 나타낸 것으로서, 이를 참조하면, 내부 양측에 서로 대향되게 설치되어 물을 순환시키는 수배관과, 내측 하부에 수배관과 연결되어 수배관을 경유한 물을 통과시키면서, 열교환작용으로 물을 가열하는 튜브를 형성한 현열열교환기와, 이 현열열교환기 내측 상부에 설치되어 수배관 방향으로 화염을 분사하는 버너로 구성된다.

여기서, 버너는 송풍기를 통해 혼합가스를 공급받고, 점화작동되어 버너에서 화염이 점화되도록 함으로써, 이 화염이 튜브를 가열하는 것이다.

이때, 이 버너는 평면형 버너로, 저면 전체면적으로 균등하게 화염을 분출하여, 전체면적에 비례하는 화염이 직하방으로 분출되는 것이다.

그리고 화염에 의해 가열된 튜브는 그 내부로 물을 순환시키면서 열교환작용으로 물을 가열한 후 외부로 방출하는 것이다.

하지만, 상기와 같은 특허문헌 1은 버너의 면적 넓이에 비례하도록 화염의 분출량에 변화가 있고, 이 분출량을 증가시키기 위해 버너의 면적을 넓게 형성하여, 현열열교환기의 부피가 증대되는 문제점이 있다.

하여, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허문헌 2(KR 10-0528242 B1)와 같이 버너를 개량하게 되었고, 이를 참조하면, 내측에 수용부를 형성하고, 이 수용부 바닥면에 개방부를 형성한 버너하우징과, 버너하우징의 수용부에 안착되어, 개방부 하부로 노출되는 메탈파이버, 메탈파이버 상부에 밀착되어, 메탈파이버를 수용부에 밀착 고정하는 슬릿판으로 구성된다.

여기서, 메탈파이버 및 슬릿판은 아치형상으로 굴곡지게 형성되고, 이에 따라, 슬릿판의 슬릿홈을 통과하여 메탈 파이버로 토출되는 혼합가스는 연소되면서 화염으로 생성된다.

즉, 메탈파이버 표면에서 점화된 화염은, 메탈파이버 표면에 머무름과 동시에 개방부를 통해 외부로 분출된다. 이때, 메탈파이버 표면에서 분출되는 화염은 메탈파이버 표면 형상에 대응하도록 보일러의 연소실 공간을 향해 방사상으로 분출되면서, 그 내부에 난방수를 통과시키는 배관을 가열한다.

하지만, 상기와 같은 특허문헌 2는 메탈파이버 표면에서 방사상으로 화염이 분출되면서, 메탈파이버를 굴곡진 판재형상으로 형성하여, 화염의 분출량을 증가시키기 위해 표면적을 넓게 형성해야 하고, 이에 따라, 메탈파이버의 넓이에 비례하도록 연소실을 형성하여, 연소실의 부피가 증대되는 문제점이 있으며, 또한, 연소실 부피의 증가를 최소화하기 위해 아치 형상의 높이를 증가시키면 수배관에 직접적으로 접촉되어 화염의 온도(예컨대, 열기)가 급격히 저하되고, 화염온도 저하로 인해 연소실 내의 혼합가스 연소성능이 저하되면서 불완전연소를 일으켜 일산화탄소(CO₂) 발생량이 증가 된다.

또한, 면적의 증가 없이 화염의 양만 증가될 경우는 연소 부하가 증가되면서 화염의 안정성이 저하되고, 이 안정성 저하와 동시에 리프트 현상이 발생되어 불꽃이 날리거나 불완전 연소가 진행되기 쉬우며, 표면 형상에 저항을 주는 입체 형태로 화염 간의 접촉에 의한 안정성을 꾀할 경우 화염이 과도하게 접촉되어 불완전 연소가 일어난다.

또한, 난방수 배관의 가열 시간이 지연되어 가열 성능이 저하되며, 튜브 내로 흐르는 물이 정해진 온도로 가열되지 못하고 그대로 방출되면서, 난방 및 온수 성능이 저하되는 문제점이 있다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 징 내측 상면에 하우징 내측 방향을 향해 상광하협구조로 돌출되되, 저면에 전체 폭 넓이의 1/3 미만의 폭을 갖는 연소홈을 형성한 점화 부를 고정 설치함으로써, 서로 다른 향의 화염 간 보염효과로 안정성을 향상시키되, 연소홈 내에서 화염 간의 충돌로 인한 와류 발생률이 감소되고, 메탈파이버버너의 돌출 길이에 비례하도록 화염이 분출되는 화염 분출 면적이 상승되어 연소부가 감소하되, 점화부에서 분출되는 화염이 하우징의 수배관 사이의 내벽면 방향으로 분출되어 수배관에 화염이 접촉되는 것이 방지되는 보일러용 메탈파이버버너가 국내공개특허10-2021-0143364호로 개발되었다.

그런데 이러한 방식도 메탈파이버를 통한 열기기가 수배관에 전열되어 열효율이 일정하지 않게 되는 문제점이 있어, 국내특허등록10-2332112호와 같은 단열재를 부가한 구조가 개발되었다. 이는 도 1 내지 도 4 와 같이, 상부가 개방된 중공형상으로, 내부 양측에 서로 대칭되게 형성되어 일단에서 타단방향으로 물을 통과시키는 수 배관(101)을 형성하고, 내측 하부에 수배관(101)과 연통되어 물을 공급받되, 내부로 통과되는 물을 열교환작용으로 가열하는 전열관(102)을 형성한 하우징(100)과;

상기 하우징(100) 내측 상면에 고정 설치되어 상기 하우징(100) 내부 공간을 향해 방사상으로 화염을 분출하는 메탈파이버버너(200);

바 형상으로, 상기 메탈파이버버너(200)의 저면 양측에 고정 설치되어, 상기 메탈파이버버너(200) 측방으로 분사되는 화염이 상기 수배관(101)에 접촉하는 것을 차단하는 단열재(300); 로 구성되고,

상기 메탈파이버버너(200)는, 판재 형상으로, 상기 하우징(100)의 개방된 상부를 덮어 커버하고, 그 중앙부에 상기 단열재(300)의 길이방향에 대응하는 방향을 따라 관통 형성된 관통홀(201a)을 형성한 프레임(201)과, 상기 프레임(201) 저면에 위치되고, 상광하협구조로 돌출되되, 상단 테두리에 상기 관통홀(201a) 테두리 저면에 밀착 고정되어 상기 하우징(100) 내 벽면 방향으로 화염을 분출하는 단턱부(202a)를 형성한 점화부(202)를 포함하고,

상기 단열재(300)는 상기 점화부(202)의 단턱부(202a)와 상기 하우징(100)의 수배관(101) 외면 사이의 높이(H)에 대응하도록 돌출 형성되어, 상기 메탈파이버버너(200)의 단턱부(202a)에서 상기 하우징(100) 내벽면 방향으로 분출되는 화염이 상기 하우징(100)의 수배관(101)에 접촉되는 것을 차단하도록 구성한다.

상기 프레임(201)은, 상기 관통홀(201a)을 기준으로 그 양측에 적어도 2회 이상 절곡형성되어, 상기 단열재(300)를 상기 프레임(201) 저면 양측에 고정하는 집게부(201b)를 더 형성한다.

상기 프레임(201)은, 상기 관통홀(201a) 저면 양측에 상기 단열재(300)가 걸림되도록 하는 걸림턱부(201c)를 더 형성한다.

상기 단열재(300)는, 상기 메탈파이버버너(200)의 높이보다 상대적으로 더 낮게 형성된다.

상기 단열재(300)는, 상면이 상기 메탈파이버버너(200)의 저면에 밀착되되, 측면이 상기 하우징(100)의 내벽면에 밀착되어, 상기 하우징(100) 내에서 발생되는 배기가스가 상기 메탈파이버버너(200)와 상기 하우징(100)의 상면 테두리 사이의 틈새를 통해 외부로 누출되는 것을 차단되도록 구성한다.

상기 메탈파이버버너(200)는, 바 형상으로, 상기 단열재(300)와 직교되는 상기 메탈파이버버너(200)의 저면 전, 후측에 고정 설치되어, 상기 하우징(100) 내에서 발생되는 배기가스가 상기 하우징(100)의 상면 테두리 사이의 틈새를 통해 외부로 누출되는 것을 차단하는 보조단열재(400)를 더 형성한다.

상기 메탈파이버버너(200)는, 상기 메탈파이버버너(200)의 전, 후측에 서로 대칭되게 형성되어, 상기 보조단열재(400)를 밀착 고정하는 고정벽부(201d)와, 상기 고정벽부(201d)와 평행하게 형성되어 상기 메탈파이버버너(200)의 전, 후측으로 상기 보조 단열재(400)가 슬라이딩 결합되도록 안내하는 가이드벽부(201e)를 더 형성한다.

상기 보조단열재(400)는, 양 말단이 상기 단열재(300)의 양단 측면에 밀착되어, 상기 단열재(300)의 양단을 밀폐한다.

상기 보조단열재(400)는, 상기 하우징(100)의 수배관(101)과 직교되는 전, 후면에 형성되되, 상기 수배관(101)과 연통되어 난방수가 흐르는 유로를 형성하는 연결수로관(103)의 상단높이보다 상대적으로 더 높은 위치에 형성된다.

이러한 구조는 효과는 좋으나, 단열재를 프레임에 고정하는 구체적인 기술은 나타나있지 않다.

본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 보일러용 메탈파이버버너 프레임의 메탈파이버 둘레에 단열판을 고정하는 단열판고정브라켓을 판재에서 절단하여 절곡한 다음 테두리에 요철을 형성하여 절곡한 공간에 단열재를 삽입 후 집게부를 절곡하여 단열재와의 테두리 접촉면적을 증대시켜 고정력을 증가시키도록 하는 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열판을 단열판고정브라켓으로 고정하는 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 단열판고정브라켓으로 고정하는 고정방법을 제공하려는 것이다.

이를 위한 본원발명은 메탈파이버버너 프레임의 관통홀 둘레에 메탈파이버 테두리를 용접하는 버너용접공정;

메탈파이버 테두리에 단열재를 지지하는 브라켓의 기본틀 형상을 절단하는 절단공정;

기본틀 형상에 절곡목을 길이방향으로 이어주는 목라인 누름공정;

누름공정을 한 기본틀을 이루는 집게부 및 보조집게부의 버(burr)에 요철을 형성하는 요철공정;

기본틀 바닥부에서 수직부와 가이드벽부와 고정벽부를 절곡하는 1차절곡공정;

프레임의 관통홀 둘레에 용접한 메탈파이버 테두리 전후에 바닥부가 오도록 용정하븝 스폿용접공정;

단열재를 수직부공간에, 보조단열재를 보조집게부를 통하여 고정벽부에 오도록 삽입하는 삽입공정;

수직부의 제2절곡부를 목라인을 중심으로 절곡하여 집게부의 요철이 단열재를 누르고, 보조집게부를 보조목부를 중심으로 절곡하여 보조집게부 테두리의 요철이 보조단열재를 누르는 면적을 증대시키도록 기능하는 2차절곡공정을 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 단열판고정브라켓으로 고정하는 고정방법을 제공하려는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 보일러용 메탈파이버버너 프레임의 메탈파이버 둘레에 단열판을 고정하는 단열판고정브라켓을 판재에서 절단하여 절곡한 다음 테두리에 요철을 형성하여 절곡한 공간에 단열재를 삽입 후 집게부를 절곡하여 단열재와의 테두리 접촉면적을 증대시키므로 집게부 테두리와 단열재와의 접촉면적과 마찰력이 증대하여 고정 유지력을 증가시켜 보일러용 메탈파이버버너의 내구성과 안정성을 제공한다.

도 1은 본 발명에 사용되도록 브라켓에 단열재를 구비한 보일러용 전열열교환에서 메탈파이버버너를 분해한 사시도.
도 2는 본 발명에 사용되도록 브라켓에 단열재를 구비한 보일러용 전열열교환기의 전단면도.
도 3은 본 발명에 사용되도록 브라켓에 단열재를 구비한 보일러용 전열열교환기의 메탈파이버버너부분을 나타낸 측 단면도.
도 4는 본 발명에 사용되도록 브라켓에 단열재를 구비한 보일러용 전열열교환기의 메탈파이버버너를 분해한 요부 사시도.
도 5는 본 발명에 사용되도록 단열재를 고정하는 브라켓의 펼친 기본틀 도면,
도 6은 본 발명에 사용되도록 단열재를 고정하는 브라켓의 기본틀을 1차절곡시킨 정면도면,
도 7은 도 6의 평면도면,
도 8은 본 발명의 기본틀 1차절곡 사시도와 요부확대 우측면도,
도 9는 본 발명의 기본틀의 수직부 버(burr)에 요철을 이룬 공정을 보인 확대 평면도,
도 10은 본 발명을 이용하여 단열재를 결합한 상태의 메탈파이버 버너를 뒤집은 상태의 사시도,
도 11은 본 발명의 공정도이다.

이하 본원발명의 실시 예를 도 11의 공정도를 기초로 도 5 내지 도 10 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4 에 보인 점화부(202)와 단턱부(202a)로 표기한 메탈파이버를 메탈파이버버너 프레임(201)의 관통홀(201a) 둘레에 메탈파이버 테두리가 고정되도록 용접하여 메탈파이버버너(200)를 이루는 버너용접공정(S1)을 수행한다.

메탈파이버 테두리의 프레임(201) 부위에서 단열재(300)와 보조단열재(400)를 동시에 지지하는 절곡된 형태의 브라켓(aa)을 이루도록 펼쳐져 바닥부(a)와 수직부(bb)를 이룬 기본틀판(500) 형상의 암수 금형을 이용하여 프레스 가공과 같은 절단수단으로 절단하는 절단공정(S2)을 수행한다.

절단공정(S2)에서 수득한 기본틀판(500)에서 수직부(bb)를 이루는 제1절곡부(b)와 제2절곡부(c)경계에 형성한 절곡목(h)을 길이방향으로 이어지는 수평라인 부위에 누름라인을 눌러주는 목라인 누름공정(S3)을 수행한다.

누름공정(S3)을 수행하여 목라인인 절곡목(h)을 이룬 기본틀판(500)의 수직부(bb)를 이루는 집게부(201b) 및 보조집게부(f)의 버(burr)에 요철을 형성하는 요철공정(S4)을 수행한다. 요철공정(S4)은 도 9(a)에 평면 상태로 보인 집게부(201b)의 내면에 생긴 버(burr)(도면에 (c1)으로 표기함)에 마찰이나 에칭이나 프레싱 수단 중의 하나를 이용하여 도 9(b)와 같은 요철(c2)을 형성할 수 있다.

이어 도 5 내지 도 8과 같이 기본틀판(500)의 바닥부(a)에서 수직부(bb)와 가이드벽부(201e)와 고정벽부(201d)를 절곡하여 브라켓(aa) 기본형상을 이루도록 1차절곡공정(S5)을 수행한다.

1차절곡한 도 5 내지 도 8의 기본틀판(500)의 바닥부(a)를 관통홀(201a) 둘레의 프레임(201) 부위를 용접하여 메탈파이버 테두리 전후에 바닥부(a)가 오도록 도 6 내지 도 8 형태로 고정하는 스폿용접공정(S6)을 수행한다.

이어 단열재(300)는 메탈파이버의 전후면 위치에, 보조단열재(400)는 메탈파이버의 좌우측 테두리에 오도록, 도 8의 가이드벽부(201e)사이에는 단열재(300) 양단이 오고 제1절곡부(b)의 절곡목(h)에 단열재(300) 표면이 오도록 바닥부(a)에 삽입하고, 도 6 내지 도 8의 고정벽부(201d)와 가이드벽부(201e)사이에 보조단열재(400)가 오도록 삽입하는 삽입공정(S7)을 수행한다.

이어 수직부(bb)의 제2절곡부(c)와 절곡띠(d)를 절곡목(h)으로 이어지는 목라인을 중심으로 도 10과 같이 절곡하여 집게부(201b)의 도 9(b)에 보인 요철(c2)에 의해 단열재(300)와 접촉면적이 증가하도록 누름 작용을 하고, 보조집게부(f)도 도 8에 보인 보조목부(e)를 중심으로 보조단열재(400) 측으로 도 10과 같이 절곡하여 보조집게부(f) 테두리에도 도 9와 같은 버(c1)에서 형성한 요철(c2)이 보조단열재(400)를 눌러 접촉면적을 증대시키도록 기능하는 2차절곡공정(S8)을 순차 수행한다.

이러한 요철(c2)은 단열재(300)와의 접촉 면적을 증대시켜 단열재(300)와의 고정력을 증대시켜 단열기능을 일정하도록 기능하고, 열팽창시에도 안정적인 고정력을 제공한다.

200;메탈파이버버너 201;프레임 201a;관통홀 201b;집게부 201c;걸림턱부 201d;고정벽부 201e;가이드벽부 300;단열재 400;보조단열재 aa;브라켓 bb;수직부 a;바닥부 b;제1절곡부 e0;목구멍 h;절곡목 c;제2절곡부 c1;버 c2;요철 d;절곡띠 h;목라인

Claims (1)

1. 메탈파이버버너 프레임의 관통홀 둘레에 메탈파이버 테두리를 용접하는 버너용접공정(S1);
   메탈파이버 테두리에 단열재를 지지하는 브라켓의 기본틀 형상을 절단하는 절단공정(S2);
   기본틀 형상에 절곡목을 길이방향으로 이어주는 목라인 누름공정(S3);
   누름공정을 한 기본틀을 이루는 집게부 및 보조집게부의 버(burr)에 요철을 형성하는 요철공정(S4);
   기본틀 바닥부에서 수직부와 가이드벽부와 고정벽부를 절곡하는 1차절곡공정(S5);
   프레임의 광통홀 둘레에 용접한 메탈파이버 테두리 전후에 바닥부가 오도록 용정하븝 스폿용접공정(S6);
   단열재를 수직부공간에, 보조단열재를 보조집게부를 통하여 고정벽부에 오도록 삽입하는 삽입공정(S7);
   수직부의 제2절곡부를 목라인을 중심으로 절곡하여 집게부의 요철이 단열재를 누르고, 보조집게부를 보조목부를 중심으로 절곡하여 보조집게부 테두리의 요철이 보조단열재를 누르는 면적을 증대시키도록 기능하는 2차절곡공정(S8)을 순차 수행하는 것을 특징으로 하는 보일러용 메탈파이버버너 프레임에 단열재를 브라켓으로 고정하는 고정방법.

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