KR940007200B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열교환기

제1도 내지 제11도는 본 발명의 실시예를 나타내는 것으로,

제1도는 지그의 단면도.

제2도는 휜의 평면도.

제3도는 휜의 상면도.

제4도는 휜의 요부단면도.

제5도는 지그의 정면도.

제6도는 지그의 상면도.

제7도는 지그의 측면도.

제8도는 열교환기의 사시도.

제9도는 열교환기의 정면단면도.

제10도는 열교환기의 상면단면도.

제11도는 열교환기의 측면단면도.

제12도 및 제13도는 종래기술을 나타내는 것으로,

제12도는 휜의 요부단면도.

제13도는 지그의 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 열교환기 2: 동체부

3 : 휜 4 : 물파이프

16 : 관통파이프 17 : 관통구멍

18 : 버링부 19 : 플랜지부

20 : 절결부 21 : 지그

22 : 돌기 31 : 탑재면

본 발명은 동체내부를 흐르는 유체와 관통파이프내를 흐르는 유체를 열교환시키는 열교환기에 관한 것으로, 예를들면 급탕기와 공기조화 장치의 열교환기에 이용하면 좋은 것이다.

종래, 튜브앤드천식의 열교환기에 사용되는 휜(100)은 제12도에 도시되어 있는 바와 같이 파이프(도시하지 않음)가 관통하는 관통구멍(101)에 파이프의 외주면에 접촉하는 버링부(102)가 형성되어 있다. 이 버링부(102)는 파이프와 휜(100)간의 고정에 이용된다. 구체적으로는 우선 관통구멍(101)내에 파이프를 삽입하고, 그 후 파이프내부에 파이프의 내경보다도 굵은 확관봉을 삼입하고 파이프의 직경을 크게 한다(확관).그러면, 파이프가 팽창하고, 파이프의 외주면이 버링부(102)의 내주면에 압착된다. 그 결과, 파이프와 선(100)이 고정된다. 또한, 버링부(102)는 휜(100)과 파이프간의 접촉면적을 크게하여 열교환효율을 향상시키는 효과도 거둔다.

한편, 휜(100)은 소정의 간격을 두고 복수개가 적층된 상태로 동체부(도시하지 않음)의 내부에 배치된다.복수의 휜(100)을 적층하고 동체부의 내부에 삽입하기 위해서 제13도에 도시된 지그(l03)가 이용된다.

종래의 휜(100)은 단순히 포개어져서 동체부속에 삽입되면 확관시에 파이프의 내부로 확관봉을 삽입할 매확관봉의 침입에 의해 휜(100)의 간격이 유지되지 않고 흐트러져 버린다. 이 흐트러짐은 확관봉의 침입에의해 파이프외주면의 팽창부분이 이동하고, 이 팽창부분의 이동에 의해 버링부(102)에 이동하는 힘이 가해지고, 버링부(102)의 일부가 겹쳐짐으로써 발생한다.

그리하여, 종래의 지그(103)는 확관시에 있어서도 휜(l00)의 간격이 유지되도록 각 휜(100) 사이에 각각 칸막이판(104)을 설치했다.

종래의 기술은 다음과 같은 문제점을 갖고 있었다.

가) 좁은 칸막이판(104) 사이에 휜(100)을 하나씩 깊게 끼워넣는 작업을 로보트에 의해 자동적으로 행한다고 하면 상당한 시간이 걸리므로 종래는 좁은 칸막이판(104) 사이에 휜(l00)을 손작업으로 끼워 넣었다. 그렇기 때문에 작업효을이 나쁘고 열교환기의 제조비용이 높아지는 문제점이 있었다.

나) 또한, 종래의 지그(103)는 정도(精度)가 높은 견고한 칸막이판(104)을 복수개 구비하고 있었다. 그렇기 때문에 지그(103)의 비용이 매우 고가였다.

다) 더우기, 지그(103)의 사용횟수가 많아지면 확관시에 받는 힘에 의해서 칸막이판(104)이 변형되기 때문에 지그(l03)의 내구성이 나쁘다.

본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 제조비용이 낮고 장착이 용이한 열교환기의 제공에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 열교환기는 다음과 같은 기술적수단을 채용한다.

열교환기는 내부를 열효환유체가 흐르는 동체부와, 소정의 간격을 두고 적층되고 이 동체부의 내부에 지그에 의해 삽입된 복수의 선과, 상기 동체부 및 상기 복수의 원을 관통한 후, 확관된 파이프를 구비한다.

또한, 상기 휜은 상기 파이프가 관통하는 관통구멍에 상기 파이프의 외주면에 접촉하는 버링부를 구비한다.

그리고, 상기 지그는 상기 복수의 휜의 탑재면에 상기 복수의 휜의 적층방향으로 연장되는 위치결정용 돌기를 구비한다.

또한, 상기 복수의 휜은 상기 버링부의 선단에 상기 버링부의 외경방향으로 연장되는 플랜지부를 구비함과 함깨, 상기 지그의 돌기에 꼭맞는 위치결정용 절결부를 구비한다.

각 휜은 서로 포개어진 상태로 확관이 행하여지고 버링부에 이동하는 힘이 가해져도 버링부의 선단에 설치된 플랜지부가 인접부의 휜에 접촉해서 버링부가 인접부의 버링부와 서로 겹치는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 종래 사용되어 왔던 칸막이판을 폐지할 수가 있다.

또한, 칸막이판의 폐지에 의해 좁은 칸막이판사이에 휜을 끼워 넣는 작업이 없어지고 지그의 돌기에 전의절결부를 맞추는 것만으로 복수의 휜이 규칙적으로 지그에 탑재된다. 그 결과, 작업성이 향상된다.

더우기, 칸막이판을 폐지함으로써 지그의 사용회수가 많아져도 종래 발생한 칸막이판의 변형이 없다. 그 결과, 지그의 내구성이 향상된다.

본 발명은 원을 지그에 탑재할 때의 작업성의 향상, 지그의 칸막이판 폐지 및 지그의 내구성향상에 따라 열교환기의 제조비용을 낮게 억제하고 장착을 용이하게 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 열교환기를 도면에 도시된 실시예에 기초하여 설명한다.

제8도 및 제11도는 급탕기용 열교환기를 나타낸다. 이에 도시된 급탕기용 열교환기(1)는 주로 동체부(2)와 다수의 휜(3)과 룰파이프(4)로 구성되며, 이하 차례대로 설명한다. 또한, 동체부(2), 천(3) 및 룰파이프(4)는 예를들면 동으로 형성되어 있다.

가) 동체부(2)의 설명

동체부(2)는 소위 내측동체로서, 내부를 열교환유체인 연소가스가 흐른다. 이 동체부(2)는 한쪽의 개구(제2도의 하측)가 버너를 수납하는 틀체에 접속되고 다른쪽 개구(제2도의 상측)가 배기통로의 틀체에 접속된다.

동체부(2)는 연료(예를들면, 가스와 등유 등)의 연소가 행하여지는 연소부(5)와, 내부에 천(3)이 배치되는 주열교환부(6)로 분류된다. 또한, 동체부(2)는 대체로 사각기둥체의 형태를 가지고 있는 것으로서, 그의주열교환부(6)의 외형치수는 연소부(5)의 외힝치수보다 약간 작게 되어 있다. 이 동체부(2)는 대체로

자형으로 되어 있는 한쌍의 플레이트를 접합한 후, 그의 양끝개구부에 접속용의 플랜지(7),(8)를 형성한 것이다.

한편, 동체부(2)의 주열교환부(6)에는 대항하는 각각의 면에 물파이프(4)[아래에 기술하는 관통파이프(16)]를 삽입하기 위한 관통구명(9),(10)이 각각 복수개 설치되어 있다. 이 관통구멍(9),(10)에는 버링(burring) 가공이 행하여지고 이에 따라 동체부(2)면에 수직이고 룰파이프(4)의 외주면에 접촉하는 버링부(11),(12)가 형성되어 있다. 동체부(2)의 한쪽면에 형성되어 있는 버링부(11)는 동체부(2)의 내측을 향하여 형성되어 있다. 또한, 다른쪽면의 버링부(12)는 동체부(2)의 외측을 향해서 형성되어 있다.

나) 휜(3)의 설명

휜(3)은 연소부(5)에서 발생한 화염의 열과, 물통로내를 흐르는 물과의 열교환효율을 향상시키는 다수의 얇은 플레이트로 구성된 것으로, 동체부(2)의 일부인 주열교환부(6)의 내부에 소정의 간격을 두고 다수 배치되어 있다. 또한, 각 천(3)의 마주보는 면의 사이에는 열교환유체인 연소가스가 통과한다.

적충된 다수의 휜(3)은 양끝의 납땜구멍이 없는 휜(13)과, 그 사이의 납땜구멍이 있는 휜(14)으로 분류된다. 휜(3)의 일례로서 납땜구멍이 있는 휜(14)을 제2도 및 제4도에 나타낸다.

납땡구멍이 있는 휜(14)에 형성된 납땜구멍(15)은 휜(3)과 물파이프(4)와의 접합을 행하는 납재를 삽입하는 구멍이다. 또한, 납땜구멍이 없는 휜(13)은 동체부(2)와 휜(3)과의 사이에 납재가 끼이지 않도록 하기위한 것으로, 납땜구멍이 있는 휜(14)과의 차이는 납땜구멍(15)의 유무이다.

각 휜(3)에는 물파이프(4)[아래 기술하는 관통파이프(16)]를 삽통하기 위한 관통구멍(17)이 복수개 설치되어 있다. 이 관통구멍(17)의 각각에도 버링가공이 실시되고, 휜(3)의 면에 수직이고 물파이프(4)의 외주면에 접촉하는 버링부(18)가 헝성되어 있다.

또한, 각 버링부(18)의 선단에는 프레스가공에 의해서 플랜지부(19)가 형성되어 있다. 이 플랜지부(19)는 버링부(18)의 외경방향으로 연장되는 것으로, 제2도에 도시된 바와 같이 버링부(18)의 선단에 세군데, 동일간격으로 설치되어 있다. 이 플랜지부(19)는 휜(3)이 겹쳐진 상태로 압축되어도 각 버링부(18)가 휜(3)의 관통구멍(17)내에 침입하는 것을 막기 위한 것이다.

또한, 휜(3)의 상단주위에는 절결부(20)가 형성되어 있는데, 이 절결부(20)는 휜(3)의 장착시에 사용되는 지그(21)(제7도 참조)에 의해 휜(3)을 탑재할 때 사용되는 위치결정용의 것으로, 제1도에 나타내는 바와같이 지그(21)의 돌기(22)에 끼워진다. 또한, 지그(21)에 대해서는 아래 기술한다.

또한, 절결부(20)는 휜(3)의 상단주위, 즉 열교환유체의 하류측에 설치되어 있으므로, 열효율에는 거의영향을 미치지 않는다.

한편, 각 휜(3)의 양끝에는 동체부(2)의 내면을 따라서 접촉하는 접촉플랜지(23)가 형성되어 있다. 이 접촉플랜지(23)는 휜(3)에 설치된 버링부(18)와 동일방향을 향하도록 설치되어 있다.

또한, 접촉플랜지(23)는 동체부에 납땜접합되어 있다.

다) 물파이프(4)의 설명

물파이프(4)는 내부를 흐르는 물과 화염의 열과의 열교환을 행하는 관으로, 한 끝이 급수원에 접속되는 입수파이프(도시하지 않음)에 접속되고, 다른 끝이 출탕파이프(도시하지 않음)에 접속된다.

물파이프(4)는 동체부(2)의 주위에서 물을 가열하는 제1가열파이프(24)와 주열교환부(6)에 있어서 물을 가열하는 제 2 가열파이프(25)로 분류된다.

제1가열파이프(24)는 연소부(5)의 주위에 접촉한 상태로 감겨지고, 연소부(5)의 둘레면에 납땜접합되어있다.

제2가열파이프(25)는 동체부(2)를 관통하는 관통파이프(16)와 그 관통파이프(16)의 끝에 접속되는 리턴밴드파이프(28)로 구성되며 납땜접합되어 있다.

라) 다음에 지그(21)에 관한 설명을 간단히 한다.

지그(21)는 제5도 및 제7도에 도시되어 있는 바와 같이 적층된 다수의 휜(3)을 탑재하는 대(27)와, 적층된 납땜구멍이 있는 휜(14)을 끼우기 위한 2매의 내측플레이트(28)와, 이 내측플레이트(28)의 외측에 배치되고 납땜구멍이 없는 휜(l3)을 1매 끼우는 외측플레이트(29)로 구성된다. 내측플레이트(28) 및 외측플레이트(29)에는 휜(3)에 형성된 버링부(18) 및 프랜지부(19)가 삽입되는 홈(30)이 형성되어 있다.

대(27)의 휜(3)을 탑재하는 탑재면(31)은 휜(3)의 적층방향으로 연장되는 하나의 위치결정용 돌기(22)를 구비한다. 이 돌기(22)는 휜(3)을 탑재면에 탑재할 매 휜(3)의 상단주위에 형성된 절결부(20)에 꼭 맞게 되어, 천(3)과 지그(21)간의 위치결정에 이용됨과 동시에 휜(3)이 탑재면(32)에서 위치를 이탈하는 것을 방지하게 된다.

이하, 지그(21)의 사용예를 간단히 설명한다.

납땜구멍이 있는 휜(14) 및 납땜구멍이 없는 휜(13)은 각각 다른 프례스가공기에 의해서 형성된다. 납땜구멍이 있는 휜(14)은 프레스가공기에 의해서 쳐내어져 소정매수 적층되고, 그대로 자동적으로 내측플레이트(28)의 사이에 삽입된다. 이어서, 납땜구멍(15)내에 봉모양의 납재를 삽입한다. 그 후, 납땜구멍이 없는 휜(13)을 수작업에 의해서 내측플레이트(28)와 외측플레이트(29)의 사이에 삽입한다. 이상과 같이 하여 다수의 휜(3)이 지그(21)에 탑재된다.

전(3)을 탑재한 지그(21)는 휜(3)의 버링부(18)가 동체부(2)의 버링부(l1),(12)의 방향과 동일방향으로 향하도록 동체부(2)의 내부에 삽입된다.

이어서, 관통파이프(16)가 동체부(2) 및 복수의 휜(3)에 형성된 각 관통구멍(9), (10),(17)내에 삽입된다.

삽입방향은 지정되어 있고, 버링부(11)가 동체부(2)의 내측을 향하는 관통구멍(9)으로부터 관통파이프(16)는 삽입된다. 각 관통구멍(9),(10),(17)내에 삽입되기 전의 관통파이프(16)는 각 관통구멍(9),(10),(17)의 애경보다 약간 가늘게 만들어져 있다. 그리고, 관통구멍(9),(10),(17)에 삽입후, 관통파이프(16)의 내부에 파이프의 내경보다 굵은 확관봉을 삽입해서 파이프의 직경을 크게 한다.

그러면, 관통파이프(16)가 팽창되고, 관통파이프(16)의 외주면이 버링부(18)의 내주면에 압착되어 휜(3)과 관통파이프(16)가 고정된다.

그 후, 장착된 열교환기(1)가 로속에 배치되고 납땜구멍(15)내에 배치된 납재에 의해서 다수의 휜(3)과 관통파이프(16) 가 납땜접합된다.

또한, 이때 다른 납땜부분도 동시에 납땜접합된다.

납땜구멍이 있는 휜(14)은 다수개가 서로 겹쳐진 상태로 확관이 행하여져도 버링부(18)의 단부에 설치된 플랜지부(19)가 인접부의 휜(3)에 접촉해시 버링부(18)가 인접부의 버링부(18)와 겹치는 것을 막을 수 있다.

그 결과, 지그(21)는 종래 이용되어온 칸막이판을 폐지할 수 있다.

또한, 칸막이판을 지그(21)로부터 폐지함으로써 좁은 칸막이판 사이에 1매씩 납땜구멍이 있는 휜(14)을 끼우는 작업이 없어지고, 프레스가공기에서 쳐내어져 적층된 납땜구멍이 있는 휜(14)을 그대로 내측플레이트(28)의 사이에 삽입하는 것만으로 다수의 납땜구멍이 있는 휜(14)이 규칙되게 지그(21)에 탑재된다. 결국, 종래와 비교해서 작업성이 향상된다.

즉, 본 실시예에 있어서는 휜(3)을 지그(21)에 탑재할 때 있어서의 작업성의 향상, 지그(21)의 칸막이판폐지 및 지그(21)의 내구성향상에 따라 열교환기(1)의 제조비용을 낮게 억제할 수가 있다.

본 발명을 급탕기용 열교환기에 사용한 예를 나타냈지만, 공기조화장치의 응축기, 증발기, 히터코어 등,튜브앤드휜식 열교환기에 폭넓게 적용가능한 것이다.

Claims (1)

1. 내부를 열교환유체가 흐르는 동체부와, 소정의 간격을 두고 적층되고 상기 동체부의 내부에 지그에 의해 삽입된 복수의 휜과, 상기 동체부 및 상기 복수의 휜을 관통한 후 확관된 파이프를 구비하고, 상기 파이프가 관통하는 상기 휜의 관통구멍에 상기 파이프의 외주면에 접촉하는 버링부를 형성시켜서 된 열교환기에 있어서, 상기 지그는 상기 복수의 휜의 탑재면에 상기 복수의 휜의 적층방향으로 연장되는 위치결정용 돌기를 구비하고, 상기 복수의 휜은 상기 버링부의 선단에 상기 버링부의 외경 방향으로 연장되는 플랜지부를 구비함과 함께, 상기 지그의 돌기에 꼭 맞는 위치결정용 절결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기.

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