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WO2018048226A1 - 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기 - Google Patents

관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기 Download PDF

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WO2018048226A1
WO2018048226A1 PCT/KR2017/009835 KR2017009835W WO2018048226A1 WO 2018048226 A1 WO2018048226 A1 WO 2018048226A1 KR 2017009835 W KR2017009835 W KR 2017009835W WO 2018048226 A1 WO2018048226 A1 WO 2018048226A1
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WO
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tube
turbulator
heat exchanger
tubular heat
guide piece
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/009835
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English (en)
French (fr)
Inventor
박덕식
박준규
안성준
김영배
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
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Publication date
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Priority claimed from KR1020160137834A external-priority patent/KR20180044126A/ko
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Priority to RU2019110262A priority Critical patent/RU2738905C2/ru
Priority to EP17849110.6A priority patent/EP3511665B1/en
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Priority to US16/329,255 priority patent/US11306943B2/en
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    • F28F9/24—Arrangements for promoting turbulent flow of heat-exchange media, e.g. by plates

Definitions

  • the present invention relates to a tubular heat exchanger tube assembly and a tubular heat exchanger including the same, and more particularly, to improve heat exchange efficiency and to prevent deformation and breakage even in a high water pressure environment. And it relates to a tubular heat exchanger comprising the same.
  • the heating device is provided with a heat exchanger in which heat exchange is performed between the combustion gas and the heat medium due to the combustion of the fuel to perform heating using the heated heat medium or supply hot water.
  • the tubular heat exchanger of the heat exchanger includes a plurality of tubes through which the combustion gas generated by combustion of the burner flows, and heat exchange is performed between the combustion gas and the heat medium by flowing a heat medium to the outside of the tube.
  • FIGS. 1 and 2 show a heat exchanger disclosed in EP 2508834
  • FIGS. 3 and 4 show a heat exchanger disclosed in EP EP 2437022.
  • the outer jacket has a conical shape in a downward direction based on the upper cover 10, and the combustion chamber 4, the upper plate 2, and the upper plate are disposed inside the outer jacket. It consists of a plurality of associations at the bottom, and a lower plate 3 below it. Three types of diaphragms 5, 6, and 7 are provided between the upper plate 2 and the lower plate 3, and the upper diaphragm 5 has a conical shape (angle 90 ° ⁇ ⁇ 180 °). Has an opening.
  • the middle diaphragm 6 is a plate which is smaller or similar to the diameter of the outer cylinder, and the lower diaphragm 7 has a diameter similar to that of the outer cylinder and has a structure having an opening in the center thereof.
  • the diaphragm is added with regular distribution holes, which are arranged in a single circle or a number of concentric circles.
  • the combustion gas generated through the combustion of the burner fastened to the upper cover 10 is primarily heat exchanged in the combustion chamber 4, and the sensible and latent heat of the combustion gas is transferred to the fluid inside the heat exchanger through a plurality of associations.
  • the fluid inside the heat exchanger flows through the fluid inlet 11 and flows out of the diameter of the intermediate diaphragm 6 through the central opening of the lower diaphragm 7 and into the central opening of the upper diaphragm 5. It is discharged to the outlet 12.
  • the structure is similar to that shown in FIGS. 1 and 2, but the upper plate 2 and the lower plate 3 have a conical shape.
  • the flat type and the emboss is applied to the conventional heat exchanger shown in the case, can be applied to low-pressure boiler, it is related to the high pressure of the environment, such as water heaters and commercial products, large capacity boilers There is a disadvantage that can not be applied because of the high possibility of deformation and breakage. In order to solve this problem, it is necessary to increase the thickness of the applied material, which greatly increases the material cost.
  • the method of increasing the amount of embossing in the latent heat part is impossible to produce more than a certain amount due to the shape and size of the embossing, and even if applied, the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost increases.
  • the inner diaphragm there are disadvantages in that the number of parts is increased due to the different types of shapes due to the conical outer cylinder.
  • the upper diaphragm has a conical shape, which increases machining costs and makes the heat exchanger assembly process difficult. There is this.
  • a tube having a flat shape applied to a conventional heat exchanger it can be applied to a low pressure boiler (operating pressure: 6 kg / cm 2 or less), but a device having a high pressure in an operating environment such as a water heater, a commercial product, and a large capacity boiler is used.
  • the possibility of deformation and breakage of the tube is high, which makes it impossible to apply.
  • the thickness of the applied material should be increased. As a result, the heat exchange capacity is lowered, and as the difficulty of manufacturing increases, the manufacturability decreases and there is a problem of cost increase.
  • the present invention has been made to solve the above problems, to improve the heat exchange efficiency between the heat medium and the combustion gas at the same time to prevent the high-temperature oxidation and burnout of the turbulator due to the heat of combustion of the combustion gas, occur in a high water pressure environment It is an object of the present invention to provide a tubular heat exchanger tube assembly and a tubular heat exchanger including the same that can improve the durability by preventing deformation and breakage of the tube.
  • the tubular heat exchanger tube assembly of the present invention for realizing the object as described above, the tube made of a flat shape to allow the combustion gas generated in the combustion chamber flows along the inside and heat exchange with the heat medium flowing outside, the tube It is configured to include a turbulator coupled to the inside of the induction of turbulence in the flow of the combustion gas.
  • the turbulator is coupled to the upper inner surface of the tube in close proximity to the combustion chamber to the surface contact with the tube to increase the thermal conductivity and to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the upper turbula It may be composed of a lower turbulator coupled to the inside of the tube to the lower side of the radar to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas.
  • the upper turbulator has a shape corresponding to one side of the tube, the first part including a first tube contact surface which is in surface contact with an inner surface of one side of the tube, and a shape corresponding to the other side of the tube. It may be made of a second portion including a second tube contact surface which is made in surface contact with the inner surface of the other side portion of the tube.
  • the first portion and the second portion of the upper turbulator may be processed by bending one base plate based on the centerline of the base plate.
  • the upper turbulator may include a first pressure support part that is bent to cut a portion of the first tube contact surface so that an outer end thereof is disposed on the same line as an outer surface of the second tube contact surface, and supports the other side of the tube;
  • a second pressure supporting part may be formed by cutting a portion of the second tube contact surface to be bent on the same line as the outer surface of the first tube contact surface to support one side of the tube.
  • the upper turbulator may include a first guide portion bent to cut a portion of the first tube contact surface toward the inner space of the tube and a portion of the second tube contact surface to cut toward the inner space of the tube.
  • a bent second guide part is formed, and the first guide part and the second guide part are spaced up and down and alternately formed to induce the flow direction of the combustion gas to be changed.
  • the upper turbulator may include a first pressure support part which is partially bent and protrudes toward the second tube contact surface, and a second incision cut out of the second tube contact surface. A portion of the portion is bent to form a second pressure supporting portion projecting toward the first tube contact surface, the protruding end of the first pressure supporting portion is in contact with the second tube contact surface, and the protrusion of the second pressure supporting portion The end portion may be configured to penetrate the first incision to contact the inner surface of the tube.
  • the first pressure supporting part and the second pressure supporting part are provided in a plurality of spaced apart in the front-rear direction and the vertical direction, the first pressure supporting part located on the upper side and the first pressure supporting part located on the lower side do not overlap in the vertical direction
  • the second pressure support part disposed at the upper side and the second pressure support part located at the lower side may be provided at positions not overlapped in the vertical direction.
  • the first pressure supporting part and the second pressure supporting part may be formed in a plate shape, and both side surfaces having a large area may be disposed in parallel with the flow direction of the combustion gas.
  • the inner space of the tube is divided into both sides, the planar portion disposed in the longitudinal direction of the tube, and a plurality of first guide pieces protruding inclined alternately spaced apart in the longitudinal direction on both sides of the planar portion; It may include a second guide piece.
  • the first guide piece is disposed to be inclined to one side on one side of the flat portion
  • the second guide piece is disposed to be inclined to the other side on the other side of the flat portion
  • the heat medium flowing into the first guide piece and the second guide piece may be configured to sequentially take over the second guide piece and the first guide piece disposed in close proximity to the opposite side of the plane portion, respectively, to alternately flow in both side spaces of the plane portion.
  • the first inlet of the heat medium of the first guide piece is connected to one end of the flat portion by a first connecting piece and at the same time in fluid communication between the one side end of the flat portion and the first connecting piece and the first guide piece in both spaces of the flat portion
  • a communication port is provided, and the heat medium inlet end of the second guide piece is connected to the other end of the flat portion by a second connecting piece, and at the same time to both spaces of the flat portion between the other end of the flat portion and the second connecting piece and the second guide piece.
  • a second communication port through which fluid communication is made may be provided.
  • the first guide piece and the second guide piece are partially cut in the planar portion and bent to both sides of the planar portion, respectively, and are in fluid communication with both spaces of the planar portion through the cut portions of the first guide piece and the second guide piece. This can be done.
  • the turbulator includes an upper turbulator provided on the inflow side of the combustion gas and a lower turbulator provided on the discharge side of the combustion gas, and the plurality of first guide pieces and the second guide piece formed on the lower turbulator
  • the vertically spaced interval may be arranged at a more dense interval than the spaced apart up and down the plurality of first guide piece and the second guide piece formed on the upper turbulator.
  • the turbulator may include an upper turbulator provided on the inflow side of the combustion gas and a lower turbulator provided on the discharge side of the combustion gas, and a flow path area between the lower turbulator and the inner side surface of the tube may include: It may be formed smaller than the flow path area between the upper turbulator and the inner surface of the tube.
  • the lower turbulator may have a larger area in contact with the heating medium inside the tube than the upper turbulator.
  • a plurality of protrusions may be formed on an inner side surface of the tube located at the discharge side of the combustion gas.
  • the upper and lower ends of the lower turbulator may be spaced up and down to abut on both sides of the tube so as to protrude forward and rearward and spaced apart from each other.
  • the upper and lower ends of the lower turbulator may be spaced up and down to contact the front and rear of the tube to protrude forward and rearward, and may be formed with support pieces spaced apart from each other.
  • the tube It is formed inside the tube, it may be configured to further include a pressure support for supporting an external pressure acting on opposite sides of the tube.
  • the pressure supporting part may be formed in a plurality of pairs of dimples protruding into the inner space of the tube to face each other on both sides of the tube and spaced apart vertically.
  • the dimple may be formed by pressing the outer surface of the tube toward the inside of the tube after the turbulator is inserted into the inside of the tube.
  • a plurality of holes may be formed in the turbulator to allow the pair of dimples to penetrate and abut.
  • the pressure supporting part may be formed as a support protruding outwardly from both side surfaces of the turbulator to abut the opposite inner surface of the tube.
  • the support may be formed by cutting a portion of the surface of the turbulator and bending each side.
  • It may be configured to further include a supporter coupled to the turbulator for supporting external pressure acting on the tube.
  • a slit having a shape in which the upper end is blocked and the lower end is opened is formed in the central portion of the supporter, and the turbulator and the supporter may be assembled by inserting the turbulator in the longitudinal direction inside the slit formed in the supporter.
  • the turbulator and the supporter On the surface of the supporter is formed a slit clogged top and bottom, the turbulator and the supporter, the turbulator can be assembled in one direction inserted into the inside of the slit formed in the supporter.
  • the surface of the turbulator is formed with a plurality of slits spaced apart vertically, the turbulator and the supporter may be assembled by inserting a portion of the supporter in the vertical direction inside the slit formed in the turbulator.
  • the slit may be configured by alternately connecting the first incision formed in a width that is in contact with both sides of the turbulator and the second incision formed in a width larger than the first incision up and down.
  • a pair of first and second support pieces protruding to support both sides of the supporter may be spaced apart from each other in a vertical direction.
  • the outer end of the supporter may be provided with a plurality of protrusions protruding to contact the inner surface of the tube spaced up and down.
  • the upper end and the lower end of the turbulator may be formed with a catching projection and a protrusion formed to support both sides of the supporter.
  • the slit may be formed by alternately connecting the first cutout portion having a width that is in contact with both sides of the turbulator and the second cutout portion having a width larger than the first cutout portion.
  • the turbulator may have a blockage between the slits positioned adjacent to each other, and the supporter may be provided with a plurality of support grooves engaged with the blockage.
  • the outer end of the supporter may be provided with a plurality of protrusions protruding to contact the inner surface of the tube spaced up and down.
  • the tubular heat exchanger of the present invention is coupled to an inner side of the outer jacket such that a heat medium flows in and out of the heat medium, and a heat medium is formed between the outer jacket, and a combustion chamber in which burner burns, and the above-mentioned. And a tube assembly for a tubular heat exchanger.
  • the plurality of tubes may be installed in a vertical direction so that the combustion gas generated in the combustion chamber flows downward, and may be radially spaced apart from the circumferential direction.
  • a plurality of tubes may be additionally disposed at a central portion between the plurality of radially arranged tubes.
  • Inside the outer jacket may be provided with a multi-stage diaphragm for guiding the flow of the heating medium is spaced up and down so that the flow direction of the heating medium is alternately switched inward and outward in the radial direction.
  • the plurality of tubes may be inserted into and supported by the multistage diaphragm.
  • the multi-stage diaphragm may include a plate-shaped upper diaphragm, an intermediate diaphragm, and a lower diaphragm, wherein the upper diaphragm and the lower diaphragm are formed with an opening for a flow of a heating medium in a central portion thereof, and an edge portion thereof is formed on an inner side of the outer jacket. It is provided so as to contact, the middle diaphragm is formed in the shape of the central blockage, the edge portion may be provided so that the heat medium flows between the inner surface of the outer jacket spaced therebetween.
  • An upper tube sheet into which upper ends of the plurality of tubes are inserted may be coupled to a lower end of the combustion chamber, and a lower tube sheet into which lower ends of the plurality of tubes may be coupled to a lower end of the outer jacket.
  • the outer jacket may have a cylindrical shape.
  • the present invention by providing a turbulator inside the tube, it is possible to promote turbulence in the flow of the combustion gas and improve heat exchange efficiency.
  • the upper part of the tube located close to the combustion chamber is provided with an upper turbulator that is in close contact with the tube to increase thermal conductivity, thereby preventing high temperature oxidation and burnout caused by combustion heat, and under the upper turbulator, turbulence occurs in the flow of combustion gas.
  • an upper turbulator that is in close contact with the tube to increase thermal conductivity, thereby preventing high temperature oxidation and burnout caused by combustion heat, and under the upper turbulator, turbulence occurs in the flow of combustion gas.
  • the upper turbulator includes a pressure support part
  • the lower turbulator includes a first support part and a second support part, and a first support piece and a second support piece to prevent deformation and breakage of the tube even in a high water pressure environment.
  • water heaters operating pressure: 10 kg / cm2 or more
  • commercial large-capacity
  • first part and the second part of the symmetrical shape of the upper turbulator is produced by bending the base plate by bending the base plate relative to its center line The process can be simplified.
  • the area of the combustion gas flow path between the turbulator and the tube provided in the latent heat exchanger is smaller than the area of the combustion gas flow path between the turbulator and the tube provided in the sensible heat exchanger. It is possible to improve heat exchange efficiency by reducing the flow resistance of the gas and increasing the latent heat recovery efficiency in the latent heat exchanger.
  • the structure of the heat exchanger can be simplified, the welded part between parts can be reduced, and the tube can be formed in a flat shape to realize a miniaturized high efficiency heat exchanger.
  • the assembly structure of the tube assembly can be simplified.
  • the flow path of the heat medium is lengthened, thereby improving heat exchange efficiency and increasing the flow rate of the heat medium, thereby causing localization of the heat medium. It is possible to prevent the occurrence of boiling noise and deterioration of thermal efficiency caused by phosphorus overheating and the solidification and deposition of foreign matter contained in the heat medium.
  • FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an embodiment of a conventional tubular heat exchanger
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 3 is a sectional perspective view showing another embodiment of a conventional tubular heat exchanger
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 5 is an external perspective view of a tubular heat exchanger according to the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are an exploded perspective view of a tubular heat exchanger according to the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view of FIG. 5;
  • FIG. 9 is a sectional perspective view taken along the line A-A of FIG. 8;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 8,
  • FIG. 11 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a plan view of FIG.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a front view of the upper turbulator and the lower turbulator according to the first embodiment of the present invention.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 14, and (b) a cross-sectional perspective view;
  • 16 is a side view for explaining a machining process for implementing the shape of the upper turbulator according to the first embodiment of the present invention
  • 17 is a front view for explaining a machining process for implementing the shape of the upper turbulator according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a perspective view of an upper turbulator of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a plan view of FIG. 18;
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line D-D of FIG. 19, and (b) a cross-sectional perspective view;
  • FIG. 21 is a left side view of FIG. 18;
  • FIG. 22 is an external perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is an exploded perspective view illustrating an assembly and processing process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention.
  • 25 is a front view of a turbulator according to a third embodiment of the present invention.
  • 26 is a front view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention, and (b) a sectional view taken along the line E-E;
  • FIG. 27 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 29 is a front view of a turbulator according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a plan view of FIG. 27;
  • FIG. 31 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a perspective view illustrating (a) a front view and (b) a flow of combustion gas of the turbulator shown in FIG. 31;
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing the tube shape on the outlet side of the combustion gas of the tubular heat exchanger tube assembly according to a fifth embodiment of the present invention.
  • 35 is a perspective perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 36 is a plan view of FIG. 35;
  • FIG. 37 is an exploded perspective view showing an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a sixth embodiment of the present invention.
  • 39 is a perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 is an exploded perspective view illustrating an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to a seventh embodiment of the present invention.
  • 41 is a front view of (a) the turbulator and (b) a side view of the supporter according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a perspective view of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is an exploded perspective view illustrating an assembly process of a tube assembly for a tubular heat exchanger according to an eighth embodiment of the present invention.
  • combustion chamber 1300 upper tube sheet
  • the tubular heat exchanger 1000 according to the present invention, so that the flow path of the heat medium is formed between the outer jacket 1100, the outer jacket 1100 through which the heat medium is introduced and discharged.
  • a tube assembly (100) having a tube and a turbulator coupled to the inside of the tube to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas and to support the tube.
  • Configuration and operation of various embodiments 100-1 to 100-8 of the tube assembly 100 having the tube and the turbulator will be described later.
  • an upper tube sheet 1300 into which upper ends of the plurality of tubes are inserted is coupled to a lower end of the combustion chamber 1200, and a flow direction of a heat medium alternates radially inward and outward to an outer surface of the tube 1400.
  • Multi-layered diaphragm 1600, 1700, 1800 for guiding the flow of the heat medium to be switched to the upper and lower spaces are provided, the lower tube sheet is inserted into the lower end of the plurality of tubes at the bottom of the outer jacket (1100) 1900 are combined.
  • the plurality of tubes are installed in a vertical direction so that the combustion gas generated in the combustion chamber 1200 flows in a downward direction, spaced in a circumferential direction and disposed radially, and a plurality of tubes in a central portion between the plurality of tubes disposed radially. Can be further disposed.
  • the outer jacket 1100 is formed in a cylindrical shape of the upper and lower open, the lower one side is connected to the heat medium inlet 1110, the upper one side is connected to the heat medium outlet 1120. As the outer jacket 1100 is configured in a cylindrical shape, the pressure resistance performance may be increased.
  • the combustion chamber 1200 includes a cylindrical combustion chamber body 1210 having an upper and a lower opening, and a flange portion 1220 formed at an upper end of the combustion chamber body 1210 and seated on an upper end of the outer jacket 1100. .
  • the combustion chamber body 1210 is disposed to be spaced inward from the inner surface of the outer jacket 1100, a space (S4) of the blister structure in which the heat medium flows between the combustion chamber body 1210 and the outer jacket 1100 is provided. .
  • the upper tube sheet 1300 seals a lower portion of the combustion chamber 1200, and a plurality of tube insertion holes 1310 and 1320 are inserted into and coupled to an upper end of the tube 1400.
  • the multi-stage diaphragms 1600, 1700, and 1800 are spaced up and down on the outer surface of the tube to be coupled to each other, thereby switching the flow path of the heat medium and supporting the tube.
  • the multi-stage diaphragms 1600, 1700, and 1800 may include a plate-shaped upper diaphragm 1600, an intermediate diaphragm 1700, and a lower diaphragm 1800.
  • the upper diaphragm 1600 has a tube insertion hole 1610 formed radially, the tube 1400 is penetrated at the center of the upper diaphragm 1600 and an opening 1620 for the flow of the heat medium is formed, and the upper diaphragm ( The edge portion of the 1600 is provided to contact the inner surface of the outer jacket 1100.
  • a plurality of tube insertion holes 1710 and 1720 are formed in the middle diaphragm 1700, and an area where the tube insertion holes 1710 and 1720 are not formed is formed in a closed shape, and an edge portion of the middle diaphragm 1700 is formed.
  • a flow passage of the heat medium is provided in the space G between the inner surface of the outer jacket 1100.
  • the lower diaphragm 1800 has the same structure as the upper diaphragm 1600, and a tube insertion hole 1810 is formed radially, and a tube is penetrated through the center of the lower diaphragm 1800 and an opening for the flow of the heat medium ( 1820 is formed, and an edge portion of the lower diaphragm 1800 is provided to contact an inner surface of the outer jacket 1100.
  • the lower tube sheet 1900 seals the lower portion of the outer jacket 1100 and has a plurality of tube insertion holes 1910 and 1920 into which the lower end of the tube is inserted.
  • the tubular heat exchanger 1000 of the present invention includes a sensible heat exchanger 1000a in which heat is exchanged between combustion sensible heat generated in the combustion chamber 1200 and a heat medium, and the sensible heat exchanger 1000a.
  • the latent heat exchange part (1000b) which heat-exchanges between the latent heat of the combustion gas which passed through the heat exchanger, and a heat medium is comprised integrally.
  • the combustion gas generated in the combustion chamber 1200 flows downward along the inner space of the tube.
  • the heat medium flowing into the first space S1 inside the outer jacket 1100 through the heat medium inlet 1110 passes through the plurality of tubes, and then the lower diaphragm 1800. Passes through the opening 1820 formed in the flow to the center portion of the second space (S2) provided on the upper side.
  • the heat medium flowing outwardly in the second space S2 flows through the space G spaced between the middle diaphragm 1700 and the outer jacket 1100 and flows into the third space S3 provided above. .
  • the heat medium flowing inwardly in the third space S3 passes through the opening 1620 formed in the center of the upper diaphragm 1600 and is provided between the combustion chamber body 1210 and the outer jacket 1100. After passing through the heat medium is discharged through the outlet 1120.
  • the flow path of the heat medium becomes longer, thereby improving heat exchange efficiency, and increasing the flow rate of the heat medium, thereby causing boiling due to local overheating which may be caused during stagnation of the heat medium. The phenomenon can be prevented.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-1 is configured to exchange heat with a heat medium that flows along an inside of a combustion gas generated in a combustion chamber.
  • the tube 110-1 having a flat shape to be connected to the inner side of the upper portion of the tube 110-1 adjacent to the combustion chamber to be in surface contact with the tube 110-1 to increase thermal conductivity and
  • An upper turbulator (120-1) for inducing the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and coupled to the inside of the tube (110-1) to the lower side of the upper turbulator (120-1) flow of the combustion gas It comprises a lower turbulator (130-1) to induce the generation of turbulence.
  • the upper turbulator 120-1 includes tube contact surfaces 121a-1 and 121b-1 and 121-1 in close contact with the inner surface of the tube 110-1, and the tube contact surfaces 121a-1 and 121b-1 and 121. And a pressure supporting part 122a-1, 122b-1; 122-1 and a guide part 123a-1, 123b-1; 123-1.
  • the tube contact surface 121-1 is a surface of the first tube contact surface 121a-1 which is in surface contact with an inner surface of one side of the tube 110-1, and an inner surface of the other side of the tube 110-1.
  • the second tube contact surface 121b-1 being in contact is configured in a symmetrical structure.
  • the pressure support part 122-1 is a structure for preventing deformation and breakage of the tube 110-1 due to hydraulic pressure of the heat medium.
  • the pressure support part 122-1 cuts a part of the first tube contact surface 121a-1 so that the second part is cut off.
  • a first pressure support part 122a-1 which is bent such that an outer end is positioned on the same line as the outer surface of the tube contact surface 121b-1, and supports the other side of the tube 110-1, and the second tube contact surface
  • a second pressure support part 122b-1 which is bent so as to cut a part of 121b-1 and is positioned on the same line as the outer surface of the first tube contact surface 121a-1 to support one side of the tube 110-1. It consists of
  • the guide part 123-1 is configured to improve the heat exchange efficiency by changing the flow direction of the combustion gas passing through the upper turbulator 120-1, and the first tube contact surface 121a-1.
  • the second guide part 123b-1 bent to face the inner space of -1).
  • the first guide part 123a-1 and the second guide part 123b-1 are spaced vertically and alternately formed. Therefore, the combustion gas flows while changing from side to side based on the vertical direction as shown by the arrow in Fig. 15 (a).
  • the upper turbulator 120-1 may include one base plate 120a-1 positioned at one side of the base plate C and the other at the other side thereof.
  • the two parts 120b-1 are bent and processed.
  • the first tube contact surface 121a-1, the first pressure support part 122a-1, and the first guide part 123a-1 are processed in the first portion 120a-1 of the base plate.
  • the second tube contact surface 121b-1, the second pressure supporting part 122b-1, and the second guide part 123b-1 are processed in the second portion 120b-1 of the base plate.
  • the upper turbulator 120-1 is manufactured by bending the first portion 120a-1 and the second portion 120b-1 in the direction of the arrow in FIG. 16B based on the center line C. FIG. do. According to this configuration, by bending the first portion (120a-1) and the second portion (120b-1) configured in a symmetrical form with respect to the center line (C), for the implementation of the upper turbulator (120-1) The production process can be simplified.
  • the tube contact surface 121-1 of the upper turbulator (120-1) and the inner surface of the tube (110-1) is in close contact, the upper turbulator (120-) It is possible to increase the thermal conductivity between 1) and the tube (110-1). Therefore, even if the combustion gas is in direct contact with the upper turbulator 120-1, the combustion heat of the combustion gas delivered to the upper turbulator 120-1 is smoothly transferred to the tube 110-1 side by heat conduction, so the upper turbulator Overheating of the 120-1 may be prevented, and thus, high temperature oxidation and burnout of the upper turbulator 120-1 may be effectively prevented.
  • the lower turbulator 130-1 divides the inner space of the tube 110-1 to both sides, and includes a flat portion 131-1 disposed in the longitudinal direction of the tube 110-1, and the flat portion.
  • the first guide piece 132-1 and the second guide piece 133-1 which are spaced apart in the longitudinal direction and alternately protruded on both sides of the 131-1 may be configured.
  • the first guide piece 132-1 is disposed to be inclined to one side on one side of the flat part 131-1, and the second guide piece 133-1 is formed on the other side of the flat part 131-1. It is arranged to be inclined to the other side on the side. Therefore, the heat medium flowing into the first guide piece 132-1 and the second guide piece 133-1 is respectively disposed in the second guide piece adjacent to the opposite side of the flat part 131-1 ( 133-1) and the first guide piece 132-1 are sequentially taken over to alternately flow in both spaces of the flat portion 131-1.
  • the heat medium inlet end of the first guide piece 132-1 is connected to one end of the flat part 131-1 by the first connection piece 132a-1, and at one side of the flat part 131-1.
  • a first communication port 132b is provided between the end and the first connecting piece 132a-1 and the first guide piece 132-1 in fluid communication with both spaces of the flat portion 131-1.
  • the heat medium inlet end of the second guide piece 133 is connected to the other end of the flat part 131 by the second connection piece 133a and the other end and the second connection piece 133a of the flat part 131 and A second communication port 133b-1 is provided between the second guide piece 133 in fluid communication with both spaces of the flat portion 131.
  • the first guide piece 132-1 and the second guide piece 133-1 are partially cut in the planar portion 131-1 and bent to both sides of the planar portion 131-1, respectively. It may be configured to be in fluid communication to the space on both sides of the plane portion 131-1 through the cut portion of the plane portion (131-1).
  • the upper and lower ends of the lower turbulator 130-1 are spaced up and down to abut on both sides of the tube 110-1 to protrude forward and backward, and are spaced vertically apart from the first support part 134-1.
  • the second support part 135-1 are formed, respectively.
  • the upper and lower ends of the lower turbulator (130-1) is spaced up and down to abut on the front and rear of the tube (110-1) protruding forward and rear and spaced up and down spaced first support piece ( 136a-1, 136b-1; 136-1 and second support pieces 137a-1, 137b-1; 137-1, respectively.
  • the lower turbulator 130-1 By providing the lower turbulator 130-1 with the first support part 134-1, the second support part 135-1, the first support piece 136-1, and the second support piece 137-1. In addition, it can prevent the deformation and breakage of the tube even in the high water pressure environment, and can be applied to water heaters (operating pressure: 10 kg / cm2 or more) and commercial (large capacity) products in addition to boilers.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-2 according to the second embodiment of the present invention is a tubular heat exchanger tube assembly 100-1 according to the first embodiment described above.
  • the configuration of the upper turbulator is changed, the tube 110-1 and the lower turbulator 130-1 may be configured in the same structure.
  • the upper turbulator 120-1-1 includes tube contact surfaces 124a-1 and 124b-1 and 124-1 that adhere to the inner surface of the tube 100-1, and the tube contact surface 124a. And pressure supporting portions 125a-1, 125b-1; 125-1 formed by bending at the cut portions 126a-1, 126b-1; 126-1 of the -1, 124b-1; 124-1.
  • the tube contact surface 124-1 has a first tube contact surface 124a-1 which is in surface contact with an inner surface of one side of the tube 110-1, and an inner surface of the other side of the tube 110-1.
  • the second tube contact surface 124b-1 to be contacted has a symmetrical structure.
  • the pressure support part 125-1 is a structure for preventing deformation and damage of the tube 110-1 due to hydraulic pressure of the heat medium, and includes a first cutout part 126a-1 of the first tube contact surface 124a-1. ), The first pressure supporting portion 125a-1 protrudes to be bent toward the second tube contact surface 124b-1, and the second cutout 126b-1 of the second tube contact surface 124b-1. Some of which are bent to form a second pressure support 125b-1 that projects toward the first tube contact surface 124a-1.
  • the cut out area of the first cutout 126a-1 is formed to be larger than the cut out area of the second cutout 126b-1, and the protruding end of the first pressure support part 125a-1 is formed in a second area.
  • the protruding end of the second pressure support 125b-1 is the first cutout. It is provided so as to contact the inner surface of the tube (110-1) through (126a-1).
  • the first pressure support (125a-1) is supported so as to maintain the shape of the first tube contact surface 124a-1 and the second tube contact surface (124b-1) firmly when the hydraulic pressure is applied,
  • the second pressure support part 125b-1 supports the tube 110-1 supported by the first tube contact surface 124a-1 and the second tube contact surface 124b-1 more firmly.
  • the first pressure supporting part 125a-1 and the second pressure supporting part 125b-1 are provided in plural and spaced apart in the front-back direction and the vertical direction, and are located at an upper side.
  • the pressure supporting part 125a'-1 and the first pressure supporting part 125a "-1 positioned below are provided at positions not overlapped in the up and down direction, and the second pressure supporting part 125b'-1 located at the upper side thereof.
  • the second pressure supporting part 125b "-1 located below is also provided in the position which does not overlap in a vertical direction.
  • the first pressure supporting portion 125a-1 and the second pressure supporting portion 125b-1 provided in a zigzag shape in the front and rear and up and down directions over the entire area of the upper turbulator 120-1-1.
  • the hydraulic pressure acting on the tube 110-1 may be evenly distributed, thereby effectively preventing deformation and breakage of the tube 110-1.
  • first pressure support portion (125a-1) and the second pressure support portion (125b-1) is made of a structure that is formed so that both sides of the wide area in parallel with the flow direction of the combustion gas, As shown by the arrows in FIG. 20A, the flow resistance of the combustion gas when the combustion gas flows through the first pressure support part 125a-1 and the second pressure support part 125b-1 may be minimized. have.
  • the machining of the tube assembly 100-2 according to the present embodiment includes a first portion 120a-1 having one base plate positioned at one side with respect to its center line C as in the first embodiment described above.
  • the second portion 120b-1 located on the other side can be bent and processed.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-3 according to the third embodiment of the present invention has a flat shape such that the combustion gas flows along the inside and heat exchanges with the heat medium flowing outside.
  • the pressure supporting part has a pair of dimples 111a-2 and 111b-2 and 111-2 protruding from both side surfaces of the tube 110-2 and protruding into the inner space of the tube 110-2, respectively. It is composed of a plurality formed spaced apart.
  • the dimples 111a-2 and 111b-2 and 111-2 are illustrated after the turbulator 120-1-2 is inserted into the tube 110-2.
  • the outer surface of the tube 110-2 is formed by the step of pressing toward the inside of the tube 110-2.
  • the pair of dimples 111a-2, 111b-2; 111-2 penetrates through the turbulator 120-1-2 when the external pressure rises. ) Is formed.
  • dimples 111a-2, 111b-2 and 111-2 on the outer surface of the tube 110-2 into which the turbulator 120-1-2 is inserted, adding a separate component Since it is possible to implement the pressure support without, it is possible to reduce the manufacturing cost of the tube assembly having excellent pressure resistance performance.
  • the turbulator 120-1-2 divides the inner space of the tube 110-2 to both sides and is disposed in the longitudinal direction of the tube 110-2. 2) and a first guide piece 122-2 and a second guide piece 123-2 which are spaced apart in the longitudinal direction on both sides of the flat part 121-2 and alternately protrude inclined. Can be.
  • the first guide piece 122-2 is disposed to be inclined to one side on one side of the flat part 121-2, and the second guide piece 123-2 is the other of the flat part 121-2. It is arranged to be inclined to the other side on the side. Accordingly, the heat medium flowing into the first guide piece 122-2 and the second guide piece 123-2 is respectively disposed on the opposite side of the planar portion 121-2. 123-2) and the first guide piece 122-2 are sequentially taken over to alternately flow in both spaces of the flat portion 121-2.
  • the heat medium inlet end of the first guide piece 122-2 is connected to one end of the flat part 121-2 by the first connecting piece 122a-2 and at the same time one side of the flat part 121-2.
  • a first communication port 122b-2 is provided between the end and the first connecting piece 122a-2 and the first guide piece 122-2 in fluid communication with both spaces of the flat portion 121-2.
  • the heat medium inlet end of the second guide piece 123-2 is connected to the other end of the flat part 121-2 by the second connecting piece 123a-2 and at the other side of the flat part 121-2.
  • a second communication port 123b-2 is provided between the end and the second connecting piece 123a-2 and the second guide piece 123-2 in fluid communication with both spaces of the flat portion 121-2.
  • the first guide piece 122-2 and the second guide piece 123-2 are partially cut off of the planar portion 121-2 and are bent to both sides of the planar portion 121-2, respectively. It may be configured to allow fluid communication to the space on both sides of the plane portion 121-2 through the cut portion of the plane portion 121-2.
  • the upper and lower ends of the turbulator (120-1-2) are spaced up and down to abut on both sides of the tube (110-2) protruding forward and backward and spaced up and down spaced first support portion (124-) 2) and the second support part 125-2 are formed, respectively.
  • the upper and lower ends of the turbulator (120-1-2) are spaced up and down to contact the front and rear of the tube (110-2) to project the front and rear and spaced up and down spaced first support Pieces 126a-2 and 126b-2 and 126-2 and second support pieces 127a-2 and 127b-2 and 127-2 are formed, respectively.
  • dimples 111a-2 and 111b-2 and 111-2 are formed in the tube 110-2, and the first support part 124-2 and the second support part are formed in the turbulator 120-1-2. (125-2) and the first support piece (126-2) and the second support piece (127-2) can be used to prevent deformation and breakage of the tube even in a high water pressure environment. Pressure: 10 kg / cm2 or more) and can be applied to commercial (large volume) products.
  • tubular heat exchanger tube assembly 100-4 according to the fourth embodiment of the present invention, there is a difference in the configuration of the pressure support compared to the above-described third embodiment, Other configurations can be configured similarly to the third embodiment. Therefore, the configuration and operation of the tube assembly 100-4 for the tubular heat exchanger according to the fourth embodiment of the present invention will be described, and the same components as those of the third embodiment will be given the same reference numerals, and Duplicate explanations will be omitted.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-4 includes a tube 110-2 having a flat shape such that the combustion gas flows along the inside and heat exchanges with the heat medium flowing outside.
  • a turbulator 120-2-2 coupled to the inside of the tube 110-2 to induce turbulence in the flow of the combustion gas, and formed inside the tube 110-2.
  • a pressure support for supporting external pressure acting on opposite opposing sides of the tube 110-2.
  • the pressure supporting parts may protrude outwardly from both side surfaces of the turbulator 120-2-2 to support the opposite inner surfaces of the tube 110-2, 129a-2, 129b-2, and 129-2. It consists of.
  • the support 129-2 includes a first support 129a-2 protruding forward from one side of the turbulator 120-2-2 and a rear side of the turbulator 120-2-2 from the other side. It consists of a second support (129b-2) protruding.
  • the first support 129a-2 and the second support 129b-2 are formed to be spaced apart from both sides, and are formed in plural at regular intervals along the longitudinal direction of the turbulator 120-2-2.
  • the pressure support part can be made without additional parts. Since it can be implemented, it is possible to reduce the manufacturing cost of the tube assembly having excellent pressure resistance performance.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-5 according to the second embodiment of the present invention has a flat shape such that combustion gas flows along an inside and heat exchanges with a heat medium flowing outside. Consists of a tube (110-3) and a turbulator (150-3) is coupled to the inside of the tube (110-3) to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas.
  • the turbulator 150-3 divides the inner space of the tube 110-3 to both sides and has a flat portion 151-3 disposed in the longitudinal direction of the tube 110-3, and the flat portion ( 151-3 may include a first guide piece 152-3 and a second guide piece 153-3 which are spaced apart in the longitudinal direction and protrude alternately inclined in the longitudinal direction.
  • the first guide piece 152-3 is disposed to be inclined to one side on one side of the flat part 151-3
  • the second guide piece 153-3 is the other of the flat part 151-3. It is arranged to be inclined to the other side on the side. Accordingly, the heat medium flowing into the first guide piece 152-3 and the second guide piece 153-3 is respectively provided with a second guide piece disposed adjacent to the opposite side of the flat part 151-3. 153-3) and the first guide piece 152-3 are successively taken over to alternately flow in both spaces of the flat portion 151-3.
  • the heat medium inlet end of the first guide piece 152-3 is connected to one end of the flat part 151-3 by the first connection piece 152a-3 and at the same time one side of the flat part 151-3.
  • a first communication port 152b-3 is provided between the end and the first connecting piece 152a-3 and the first guide piece 152-3 in fluid communication with both spaces of the flat portion 151-3.
  • the heat medium inlet end of the second guide piece 153-3 is connected to the other end of the flat part 151-3 by the second connecting piece 153a-3 and at the other side of the flat part 151-3.
  • a second communication port 153b-3 is provided between the end and the second connecting piece 153a-3 and the second guide piece 153-3 in fluid communication with both spaces of the flat portion 151-3.
  • the first guide piece 152-3 and the second guide piece 153-3 are partially cut out of the planar portion 151-3 and bent to both sides of the planar portion 151-3, respectively. It may be configured to be in fluid communication to the space on both sides of the plane portion 151-3 through the cut portion of the plane portion (151-3).
  • the flat parts 151-3 protrudingly formed on both sides of the welding parts 154-3 and 155-3 so as to contact the inner surface of the tube 110-3, and thus the welds 154-3 and 155-3 and the tube 110. -3) welded between the inner surfaces. Therefore, the area and the location of the welded portion between the turbulator 150-3 and the tube 110-3 can be reduced.
  • the combustion gas is transferred to the first guide piece 152-3 and the second guide piece 153-3 as shown by arrows in FIG.
  • the flow direction is continuously changed to one side and the other side in the inner space of the tube 110-3, thereby promoting turbulent flow, thereby improving heat exchange efficiency between the combustion gas and the heat medium.
  • the temperature of the combustion gas gradually decreases due to heat exchange with the heat medium. Therefore, in the sensible heat exchanger (1000a) in which the combustion gas is introduced, the volume of the combustion gas is increased due to the high temperature of the combustion gas, and in the latent heat exchanger (1000b) in which the combustion gas is discharged, the volume of the combustion gas is lowered and the volume is reduced.
  • the flow resistance of the combustion gas is reduced by configuring the flow path area of the combustion gas passing through the sensible heat exchange part 1000a to be large, and the flow path area of the combustion gas is relative to the latent heat exchange part 1000b. It is preferable to configure small.
  • the turbulator (150-3), the upper turbulator (150a-3) provided on the inlet side of the combustion gas, and the lower turbulator (150b-3) provided on the discharge side of the combustion gas The flow path area between the lower turbulator (150b-3) and the inner surface of the tube (110-3) is formed in a unitary structure, between the upper turbulator (150a-3) and the inner surface of the tube (110-3).
  • the lower turbulator 150b-3 may have a larger area in contact with the heat medium inside the tube 110-3 than the upper turbulator 150a-3 so as to be smaller than the flow path area.
  • a plurality of first guide pieces 152-3 and second guide pieces 153-3 formed in the lower turbulator 150b-3 are spaced apart from each other in an up and down direction ( L2) is a more dense gap than the space L1 in which the plurality of first guide pieces 152-3 and the second guide pieces 153-3 formed on the upper turbulator 150a-3 are spaced up and down. It can be configured to be arranged.
  • the interval spaced vertically between the plurality of first guide pieces 152-3 and the second guide piece 153-3 formed in the turbulator 150-3 is equal to that of the combustion gas at the inflow side of the combustion gas. It may be formed so that the interval is gradually narrowed toward the discharge side.
  • a plurality of protrusions 111-3 may be formed on an inner side surface of the tube 110-3 located on the discharge side of the combustion gas, so that The passage area can be reduced.
  • support parts 142-3; 142a-3, 142b-3, and 142c-3 may be further provided inside the tube 110-3 to support hydraulic pressure of the heat medium.
  • the support 142-3 has a straight support 142a-3 having both ends fixed to the inner surface of the tube 110-3, as shown in FIG. 34 (a), and FIGS. 34 (b) and (c). As shown in FIG. 2, both ends are bent to form a support 142b-3 fixed to the inner side of the tube 110-3.
  • one end of the supports 142a-3 and 142b-3 is formed on the base material on which the tube 110-3 is to be formed.
  • the base material is rolled and processed into the shape of the tube (110-3), and then the two ends of the base material and the other end of the support (142a-3, 142b-3), respectively, and the support (142a-3, 142b-3) Insert the turbulator (150-3) to both sides of the combined.
  • the support 142b-3 and the turbulator 150-3 are first coupled to each other when the tube 110-3 is manufactured, and the support 142b-3 and the turbulator are combined.
  • the combination of 150-3 may be press-fitted into the tube 110-3.
  • the support 142-3 is embossed 142c-protruding toward the inside of the tube 140 at corresponding both sides of the tube 110-3, as shown in FIG. 34D. 3) can be configured. According to such a configuration, when high water pressure is applied outside the tube 110-3, the emboss 142c-3 formed at the corresponding position may contact and prevent deformation of the tube 110-3.
  • the tube 110-3 coupled to the support 142-3 may be applied to a combustion device for various uses in addition to a boiler or a water heater.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-6 has a flat shape such that the combustion gas flows along the inside and heat exchanges with the heat medium flowing outside.
  • the tube 110-4 and the turbulator 120-1-4 coupled to the inside of the tube 110-4 to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the turbulator 120 It is configured to include a supporter (130-1-4) coupled to -1-4) and for supporting an external pressure acting on the tube (110-4).
  • a slit 132-1-4; 132 having an upper end blocked and an opening 132c-4 closed at a central portion of the body 131-4 of the supporter 130-1-4. -4) is formed, and as shown in FIG. 37, the turbulator 120-1-4 is inserted in the longitudinal direction inside the slit 132-1-4 formed in the supporter 130-1-4.
  • Turbulator (120-1-4) and the supporter (130-1-4) is composed of a structure that is assembled.
  • the slit 132-1-4 is larger than the first cutout 132a-4 and the first cutout 132a-4 formed to have widths in contact with both sides of the turbulator 120-1-4.
  • the second cutouts 132b-4 formed in width are connected up and down and have a structure formed alternately. Therefore, both side surfaces of the turbulator 120-1-4 are supported in close contact with the first cutout 132a-4, and the second cutout 132a-4 and the turbulator 120-1-4 are supported. Combustion gas may flow through a space provided therebetween.
  • the outer ends of the supporters 130-1-4 are provided with a plurality of protrusions 133-4 protruding in a concave-convex shape so as to be in contact with the inner surface of the tube 110-4.
  • the contact area between the supporter 130-1-4 and the tube 110-4 is limited to the area where the protrusion 133-4 is formed, so that the contact area can be reduced. do. Therefore, in the case where the contact area between the supporter and the tube is large, it is possible to prevent the occurrence of crevice corrosion that may be caused by the stagnation of the heat medium due to the surface tension, thereby improving the durability of the tube assembly.
  • the turbulator 120-1-4 divides the inner space of the tube 110-4 to both sides and has a flat portion 121-4 disposed in the longitudinal direction of the tube 110-4, and the plane
  • the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4 are formed on both side surfaces of the part 121-4 and are spaced apart in the longitudinal direction, and alternately inclined.
  • the first guide piece 122-4 is disposed to be inclined to one side on one side of the flat part 121-4
  • the second guide piece 123-4 is the other of the flat part 121-4. It is arranged to be inclined to the other side on the side. Accordingly, the heat medium flowing into the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4 is respectively disposed in the second guide piece adjacent to the opposite side of the flat part 121-4 ( 123-4) and the first guide piece 122-4 are sequentially taken over to alternately flow in both spaces of the flat part 121-4.
  • the heat medium inlet end of the first guide piece 122-4 is connected to one end of the flat part 121-4 by the first connection piece 122a-4 and at the same time one side of the flat part 121-4.
  • a first communication port 122b-4 is provided between the end and the first connecting piece 122a-4 and the first guide piece 122-4 in fluid communication with both spaces of the flat portion 121-4.
  • the heat medium inlet end of the second guide piece 123-4 is connected to the other end of the flat part 121-4 by the second connecting piece 123a-4 and at the other side of the flat part 121-4.
  • a second communication port 123b-4 is provided between the end and the second connecting piece 123a-4 and the second guide piece 123-4 in fluid communication with both spaces of the flat portion 121-4.
  • the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4 have a portion of the flat portion 121-4 cut out and bent to both sides of the flat portion 121-4, respectively. It may be configured to be in fluid communication to the space on both sides of the plane portion 121-4 through the cut portion of the plane portion 121-4.
  • the upper and lower end portions of the turbulator (120-1-4) are spaced up and down to abut on both sides of the tube (110-4) protruding forward and backward and spaced up and down spaced first support portion (124-) 4) and second support portions 125-4 are formed, respectively.
  • a pair of first support pieces 126-4 and a second support piece 127 protruded to support both sides of the supporter 130-1-4 on both sides of the turbulator 120-1-4. -4) is provided with a plurality spaced apart up and down.
  • the supporter 130-1-4 supports the first support. Since it is supported by the piece 126-4 and the 2nd support piece 127-4, the position of the turbulator 120-1-4 and the supporter 130-1-4 can be fixed.
  • the combustion gas is formed in the inner space of the tube 110-4 by the first guide piece 122-4 and the second guide piece 123-4. Since the flow direction is continuously changed to one side and the other side to promote turbulent flow, heat exchange efficiency between the combustion gas and the heat medium can be improved.
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-7 according to the seventh embodiment of the present invention has a flat shape such that combustion gas flows along an inside and heat exchanges with a heat medium flowing outside.
  • the tube 110-4 and the turbulator 120-2-4 coupled to the inside of the tube 110-4 to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the turbulator 120 And a supporter 130-2-4 for supporting an external pressure acting on the tube 110-4.
  • the body portion 131-4) of the supporter 130-2-4 is formed with a slit 132-2-4 having a closed top and bottom shape).
  • the turbulator 120-2-4 and the supporter 130-2-4 are supported by the supporter 130-2-4. It is made of a structure that is inserted into the slit (132-2-4)) formed in the unidirectional direction assembled.
  • the slit 132-2-4) includes a first cutout 132d-4 having a width that abuts on both sides of the turbulator 120-2-4, and the first cutout 132d-.
  • the second cutout 132e-4) formed to have a larger width than 4)) is connected up and down and has a structure formed alternately.
  • both sides of the turbulator 120-2-4 are closely attached to the first cutout 132d-4), and the second cutout 132e-4 and the turbulator 120-2 are supported. Combustion gas may flow through the space provided between -4).
  • the engaging pieces 128a-4 protruding to support both sides of the supporter 130-2-4) and the engaging projection 128b- 4) is formed.
  • the locking piece 128-4 is formed by cutting a portion of the flat part 121-4 and bending it vertically, and the locking protrusion 128 b-4 is formed of the supporter 130-2-4. It may be provided in an embossed form at a position spaced apart to one side of the engaging piece (128a-4) by the interval corresponding to the thickness. Therefore, when the turbulator 120-2-4 is inserted in one direction inside the slit 132-2-4) formed in the supporter 130-2-4, the locking projection 128b-4).
  • the locking piece (128a-4) is a supporter (130-) 2-4)) is in close contact with the body portion (131-4), the supporter (130-2-4) is supported by the locking piece (128a-4) and the locking projection (128b-4) It is possible to fix the position of the turbulator (120-2-4) and the supporter (130-2-4).
  • the tubular heat exchanger tube assembly 100-8 according to the eighth embodiment of the present invention has a flat shape such that combustion gas flows along an inside and heat exchanges with a heat medium flowing outside.
  • the tube 110-4 and the turbulator 120-3-4 coupled to the inside of the tube 110-4 to induce the generation of turbulence in the flow of the combustion gas, and the turbulator 120 And a supporter 130-3-4 for supporting an external pressure acting on the tube 110-4.
  • a plurality of slits 129-4 spaced up and down are formed in the flat portion 121-4 of the turbulator 120-3-4 and shown in FIG. 43.
  • the turbulator 120-3-4 and the supporter 130-3-4 may include a slit having a portion of the supporter 130-3-4 formed in the turbulator 120-3-4. 129-4) in the vertical direction is inserted into a structure that is assembled.
  • a blockage portion 129a-4 is formed between the slits 129-4 positioned adjacent to the turbulator 120-3-4, and the blocker portion is formed on the supporter 130-3-4.
  • a plurality of support grooves 135-4 engaging with 129a-4 are formed.
  • the outer end of the supporter 130-3-4 is provided with a plurality of protrusions 134-4 protruding to contact the inner surface of the tube 110-4 so that the tube 110-4 is spaced up and down. ) And the supporter 130-3-4 can reduce the contact area to prevent crevice corrosion.

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Abstract

본 발명은 열매체와 연소가스 간에 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 연소가스의 연소열에 인한 터뷸레이터의 고온산화 및 소손을 방지하고, 수압이 높은 환경에서 발생할 수 있는 튜브의 변형 및 파손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 관체형 열교환기용 튜브 조립체는, 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터를 포함하여 구성된다.

Description

관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기
본 발명은 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환 효율을 향상시킴과 아울러 수압이 높은 환경에서도 변형 및 파손을 방지할 수 있는 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 난방장치는 연료의 연소에 의한 연소가스와 열매체 간에 열교환이 이루어지는 열교환기를 구비함으로써 가열된 열매체를 이용하여 난방을 수행하거나 온수를 공급하게 된다.
열교환기 중 관체형 열교환기는, 버너의 연소에 의해 발생된 연소가스가 내부를 유동하는 복수의 튜브를 구비하고, 튜브의 외측에는 열매체를 유동시켜 연소가스와 열매체 간에 열교환이 이루어지는 구조로 이루어져 있다.
이와 같은 관체형 열교환기와 관련된 선행기술로서, 도 1과 도 2는 유럽 공개특허공보 EP 2508834에 개시된 열교환기, 도 3과 도 4는 유럽 공개특허공보 EP2437022에 개시된 열교환기를 나타낸 것이다.
도 1과 도 2에 도시된 열교환기의 경우, 외부 자켓의 형태가 상부 덮개(10)를 기준으로 아래 방향으로 원추 형상을 가지며, 외부 자켓의 내부에 연소실(4), 상판(2), 상판 하부에 다수의 연관, 그 아래 하판(3)으로 구성된다. 상판(2)과 하판(3) 사이에는 3종류의 격막(5,6,7)이 설치되어 있으며, 상부 격막(5)은 원뿔 형상으로(각도 90˚<β<180˚)되어 있으며 중앙부에 개구부를 가진다. 중간 격막(6)은 외통의 직경보다 작거나 비슷한 평판이며, 하부 격막(7)은 외통과 비슷한 직경을 가지며 중앙에 개구부를 가진 구조로 되어 있다. 상기의 격막에는 규칙적인 분배 구멍이 추가되어 있으며, 이는 단일 원 또는 동심 원의 수로 배열된 구조이다.
상부 덮개(10)에 체결되는 버너의 연소를 통해 발생되는 연소가스가 연소실 (4)에서 1차 열교환 되며, 연소가스의 현열 및 잠열은 다수의 연관을 통해 열교환기 내부의 유체로 전달된다. 열교환기 내부의 유체는 유체 입구(11)를 통해 유입되어 하부 격막(7)의 중앙 개구부를 거쳐 중간 격막(6)의 직경 외부로 흘러들어 가고, 상부 격막(5)의 중앙 개구부로 흐르게 되며 유체 출구(12)로 배출된다.
도 3과 도 4에 도시된 열교환기의 경우, 상기 도 1과 도 2에 도시된 구조와 유사하나, 상판(2)과 하판(3)이 원추의 형상으로 이루어진 구조이다.
상기 도 1 내지 도 4에 도시된 종래 열교환기에 적용된 납작한 형태 및 엠보가 적용된 연관의 경우, 저압용 보일러에는 적용이 가능하지만, 온수기 및 상업용 제품, 대용량 보일러와 같이 사용환경의 압력이 높은 기기에는 연관의 변형 및 파손 발생 가능성이 높아 적용이 불가능한 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서는 적용 소재의 두께를 키워야 하며, 이로 인하여 재료비가 크게 상승하게 된다.
또한, 단위 질량당 체적이 큰 고온의 연소가스가 흐르는 통로인 연관 상부와 열교환 후 저온이 된 연소가스가 흐르는 연관 하부의 연관 구조가 동일하기 때문에 열교환 효율을 높이기 위해 엠보의 적용 수량을 늘릴 경우, 연관 상부에 유동 저항이 크게 발생하게 되며, 이를 해결하기 위해 엠보의 적용 수량을 줄일 경우, 콘덴싱 효과가 발생되는 잠열부의 열교환 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다.
잠열부에 엠보 수량을 늘리는 방안은 엠보의 형상 및 사이즈로 인해 일정한 수량 이상으로는 제작이 불가능하며, 설령 적용하더라도 제작 공정이 복잡해져서 제작 비용이 상승하게 된다.
내부의 격막의 경우, 원추형의 외통으로 인해 3종류의 형태가 상이하여 부품 수가 증가하는 단점이 있으며, 특히 상부 격막의 경우 원뿔 형상으로 이루어져 있어 가공 비용이 상승하고, 열교환기의 조립 공정이 난해한 문제점이 있다.
또한, 종래 열교환기에 적용된 납작한 형태가 적용된 튜브의 경우, 저압용 보일러(사용압력 : 6 kg/㎠ 이하)에는 적용이 가능하지만, 온수기 및 상업용 제품, 대용량 보일러와 같이 사용환경의 압력이 높은 기기에는 튜브의 변형 및 파손 발생 가능성이 높아 적용이 불가능한 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서는 적용 소재의 두께를 키워야 하며, 이로 인하여 열교환 능력이 저하되고, 가공 난이도의 상승에 따라 제조성이 저하되며, 원가 상승의 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열매체와 연소가스 간에 열교환 효율을 향상시킴과 동시에 연소가스의 연소열에 인한 터뷸레이터의 고온산화 및 소손을 방지하고, 수압이 높은 환경에서 발생할 수 있는 튜브의 변형 및 파손을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 관체형 열교환기용 튜브 조립체 및 이를 포함하는 관체형 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 관체형 열교환기용 튜브 조립체는, 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터를 포함하여 구성된다.
상기 터뷸레이터는, 상기 연소실에 근접한 상기 튜브의 상부 내측에 상기 튜브와 면접촉되도록 결합되어 열전도도를 증대시킴과 아울러 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 상부 터뷸레이터, 및 상기 상부 터뷸레이터의 하측으로 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터로 구성될 수 있다.
상기 상부 터뷸레이터는, 상기 튜브의 일측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면을 포함하는 제1부분과, 상기 튜브의 타측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면을 포함하는 제2부분으로 이루어질 수 있다.
상기 상부 터뷸레이터의 제1부분과 제2부분은 하나의 모재 플레이트를 상기 모재 플레이트의 중심선을 기준으로 절곡시켜 가공될 수 있다.
상기 상부 터뷸레이터에는, 상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제2 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 외측단이 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 타측부를 지지하는 제1 압력지지부와, 상기 제2 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제1 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 일측부를 지지하는 제2 압력지지부가 형성될 수 있다.
상기 상부 터뷸레이터에는, 상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제1 가이드부와, 상기 제2튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제2 가이드부가 형성되되, 상기 제1 가이드부와 제2 가이드부는 상하로 이격되며 교대로 형성되어 연소가스의 유동방향이 변경되도록 유도할 수 있다.
상기 상부 터뷸레이터에는, 상기 제1 튜브 접촉면에서 절개된 제1절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제2 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제1 압력지지부와, 상기 제2 튜브 접촉면에서 절개된 제2절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제1 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제2 압력지지부가 형성되고, 상기 제1 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제2 튜브 접촉면에 접촉되고, 상기 제2 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제1절개부를 관통하여 상기 튜브의 내측면에 접촉되도록 구성될 수 있다.
상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는 전후 방향 및 상하 방향으로 이격되어 복수로 구비되되, 상측에 위치하는 제1 압력지지부와 하측에 위치하는 제1 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비되고, 상측에 위치하는 제2 압력지지부와 하측에 위치하는 제2 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비될 수 있다.
상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는, 플레이트 형상으로 이루어지되 면적이 넓은 양측면이 연소가스의 유동방향과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 터뷸레이터에는, 상기 튜브의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브의 길이방향으로 배치된 평면부와, 상기 평면부의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편을 포함할 수 있다.
상기 제1가이드편은 상기 평면부의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편은 상기 평면부의 타측면에 타측으로 경사지게 배치되며, 상기 제1가이드편과 제2가이드편으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부의 반대측면에 근접하게 배치된 제2가이드편과 제1가이드편에 순차로 인계되어 상기 평면부의 양측 공간을 교대로 유동하도록 구성될 수 있다.
상기 제1가이드편의 열매체 유입단은 제1연결편에 의해 상기 평면부의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 일측단과 제1연결편 및 제1가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구가 마련되고, 상기 제2가이드편의 열매체 유입단은 제2연결편에 의해 상기 평면부의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 타측단과 제2연결편 및 제2가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구가 마련될 수 있다.
상기 제1가이드편과 제2가이드편은 상기 평면부의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부의 양측으로 절곡되고, 상기 제1가이드편과 제2가이드편의 절개된 부분을 통해 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어질 수 있다.
상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측에 구비되는 상부 터뷸레이터와, 연소가스의 배출측에 구비되는 하부 터뷸레이터로 이루어지되, 상기 하부 터뷸레이터에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격은, 상부 터뷸레이터에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격에 비해 보다 조밀한 간격으로 배치될 수 있다.
상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측에 구비되는 상부 터뷸레이터와, 연소가스의 배출측에 구비되는 하부 터뷸레이터로 이루어지되, 상기 하부 터뷸레이터와 상기 튜브의 내측면 사이의 유로 면적은, 상기 상부 터뷸레이터와 상기 튜브의 내측면 사이의 유로 면적보다 작게 형성될 수 있다.
상기 하부 터뷸레이터는 상기 상부 터뷸레이터에 비해 상기 튜브의 내측에서 열매체와 접촉하는 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
상기 연소가스의 배출측에 위치하는 튜브의 내측면에는 복수의 돌출부가 형성될 수 있다.
상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지부가 각각 형성될 수 있다.
상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지편이 각각 형성될 수 있다.
상기 튜브의 내측에 형성되어, 상기 튜브의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 압력지지부는, 상기 튜브의 양측면에서 각각 상기 튜브의 내측 공간으로 돌출되어 대면하는 한 쌍의 딤플이 상하로 이격되어 복수로 형성될 수 있다.
상기 딤플은, 상기 튜브의 내측에 상기 터뷸레이터가 삽입된 후에, 상기 튜브의 외측면을 상기 튜브의 내측을 향해 가압하여 형성될 수 있다.
상기 터뷸레이터에는 상기 한 쌍의 딤플이 관통되어 맞닿을 수 있도록 하는 복수의 홀이 형성될 수 있다.
상기 압력지지부는, 상기 터뷸레이터의 양측면에서 각각 외측 방향으로 돌출되어 상기 튜브의 대향하는 내측면에 맞닿는 지지대로 이루어질 수 있다.
상기 지지대는 상기 터뷸레이터의 면의 일부가 절개되어 각각 양측으로 절곡됨으로써 형성될 수 있다.
상기 터뷸레이터에 결합되며 상기 튜브에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 서포터의 중앙부에는 상단이 막히고 하단이 개구된 형상의 슬릿이 형성되고, 상기 터뷸레이터와 서포터는, 상기 터뷸레이터가 상기 서포터에 형성된 슬릿의 내측에 장방향으로 삽입되어 조립될 수 있다.
상기 서포터의 면에는 상단과 하단이 막힌 형상의 슬릿이 형성되고, 상기 터뷸레이터와 서포터는, 상기 터뷸레이터가 상기 서포터에 형성된 슬릿의 내측에 단방향으로 삽입되어 조립될 수 있다.
상기 터뷸레이터의 면에는 상하로 이격된 복수의 슬릿이 형성되고, 상기 터뷸레이터와 서포터는, 상기 서포터의 일부분이 상기 터뷸레이터에 형성된 슬릿의 내측에 수직방향으로 삽입되어 조립될 수 있다.
상기 슬릿은, 상기 터뷸레이터의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부와, 상기 제1절개부보다 큰 너비로 형성된 제2절개부가 상하로 연결되며 교대로 형성되어 구성될 수 있다.
상기 터뷸레이터의 양측면에는 상기 서포터의 양측면을 지지하도록 돌출 형성된 한 쌍의 제1지지편과 제2지지편이 상하로 이격되어 복수로 구비될 수 있다.
상기 서포터의 외측단에는 상기 튜브의 내측면에 맞닿도록 돌출 형성된 복수의 돌출부가 상하로 이격되어 구비될 수 있다.
상기 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 서포터의 양측면을 지지하도록 돌출 형성된 걸림편과 걸림돌기가 형성될 수 있다.
상기 슬릿은, 상기 터뷸레이터의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부와, 상기 제1절개부보다 큰 너비로 형성된 제2절개부가 상하로 연결되며 교대로 형성될 수 있다.
상기 터뷸레이터에는 인접하게 위치하는 상기 슬릿의 사이사이에 막힘부가 형성되고, 상기 서포터에는 상기 막힘부에 걸림되는 복수의 지지홈이 형성될 수 있다.
상기 서포터의 외측단에는 상기 튜브의 내측면에 맞닿도록 돌출 형성된 복수의 돌출부가 상하로 이격되어 구비될 수 있다.
본 발명의 관체형 열교환기는, 열매체가 유입 및 배출되는 외부 자켓과, 상기 외부 자켓과의 사이에 열매체의 유로가 형성되도록 상기 외부 자켓의 내측에 결합되고, 버너의 연소가 이루어지는 연소실, 및 전술한 관체형 열교환기용 튜브 조립체를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수의 튜브는 상기 연소실에서 발생된 연소가스가 하방향으로 유동하도록 수직 방향으로 설치되되, 원주방향으로 이격되며 방사상으로 배치될 수 있다.
상기 방사상으로 배치된 복수의 튜브 사이의 중앙부에는 복수의 튜브가 추가로 배치될 수 있다.
상기 외부 자켓의 내부에는 열매체의 유동 방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환되도록 열매체의 유동을 안내하기 위한 다단의 격막이 상하로 이격되어 구비될 수 있다.
상기 복수의 튜브는 상기 다단의 격막에 삽입되어 지지될 수 있다.
상기 다단의 격막은, 플레이트 형상의 상부 격막과 중간부 격막 및 하부 격막으로 이루어지되, 상기 상부 격막과 하부 격막은 중앙부에 열매체의 유동을 위한 개구부가 형성되고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면에 접하도록 구비되며, 상기 중간부 격막은 중앙부가 막힌 형상으로 이루어지고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면과 이격되어 그 사이로 열매체가 유동하도록 구비될 수 있다.
상기 연소실의 하단에는 상기 복수의 튜브의 상단부가 삽입되는 상부 튜브시트가 결합되고, 상기 외부 자켓의 하단에는 상기 복수의 튜브의 하단부가 삽입되는 하부 튜브시트가 결합될 수 있다.
상기 외부 자켓은 원통 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 튜브의 내측에 터뷸레이터를 구비함으로써 연소가스의 흐름에 난류를 촉진시켜 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 연소실에 근접하게 위치하는 튜브의 상부에는 튜브에 밀착되어 열전도도를 증대시킨 상부 터뷸레이터를 구비함으로써 연소열에 의한 고온산화 및 소손을 방지하고, 상부 터뷸레이터의 하측에는 연소가스의 유동에 난류 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터를 구비함으로써, 연소가스와 열매체 간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 상부 터뷸레이터에는 압력지지부를 구비하고, 하부 터뷸레이터에는 제1지지부와 제2지지부, 및 제1지지편과 제2지지편을 구비함으로써, 수압이 높은 환경에서도 튜브의 변형 및 파손을 방지할 수 있어, 보일러 외에도 온수기(사용압력 : 10 kg/㎠ 이상)와 상업용(대용량) 제품 등에 확대 적용할 수 있다.
또한 상부 터뷸레이터의 대칭되는 형태의 제1부분과 제2부분으로 구성하되, 상부 터뷸레이터의 제1부분과 제2부분은 하나의 모재 플레이트를 그 중심선을 기준으로 절곡시켜 가공함으로써 상부 플레이트의 제작 공정을 간소화 할 수 있다.
또한 현열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터와 튜브 간의 연소가스 유로의 면적에 비해 잠열 열교환부에 구비되는 터뷸레이터와 튜브 간의 연소가스 유로의 면적을 작게 구성함으로써, 연소가스가 유입되는 현열 열교환부에서는 연소가스의 유동저항을 줄이고, 잠열 열교환부에서는 잠열의 회수 효율을 높임으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 현열 열교환부와 잠열 열교환부를 일체형 구조로 형성함으로써, 열교환기의 구조를 단순화 할 수 있고, 부품 간의 용접부위를 줄일 수 있으며, 튜브를 납작한 형태로 구성함으로써 소형화 된 고효율의 열교환기를 구현할 수 있다.
또한 터뷸레이터와 서포터가 장방향, 단방향 또는 수직방향으로 끼워진 후에 튜브의 내측으로 삽입되어 조립되므로, 튜브 조립체의 조립 구조를 단순화 할 수 있다.
또한 서포터의 외측면에는 요철 형상의 돌출부를 형성하여 서포터와 튜브 간의 접촉 면적을 감소시킴으로써, 서포터와 튜브 간의 접촉 면적이 큰 경우에 열매체가 정체됨에 따라 초래될 수 있는 틈새 부식의 발생을 방지할 수 있어, 튜브 조립체의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한 열매체의 유로 상에 다단 구조의 격막을 배치하여 열매체의 유동방향을 전환시킴으써, 열매체의 유동 경로가 길어져 열교환 효율을 향상시킴과 아울러 열매체의 유속을 증가시켜 열매체의 정체시 초래될 수 있는 국부적인 과열 및 이로 인해 열매체 내에 포함된 이물질이 고형화 및 침적됨으로써 유발되는 비등 소음 발생 및 열효율 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 종래 관체형 열교환기의 일실시예를 나타낸 단면 사시도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 종래 관체형 열교환기의 다른 실시예를 나타낸 단면 사시도,
도 4는 도 3의 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 관체형 열교환기의 외관 사시도,
도 6과 도 7은 본 발명에 따른 관체형 열교환기의 분해 사시도,
도 8은 도 5의 평면도,
도 9는 도 8의 A-A선을 따르는 단면 사시도,
도 10은 도 8의 A-A선을 따르는 단면도,
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 12는 도 11의 평면도,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 터뷸레이터와 하부 터뷸레이터의 정면도,
도 15는 도 14의 B-B 선을 따르는 (a) 단면도와, (b) 단면 사시도,
도 16은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 터뷸레이터의 형상 구현을 위한 가공 과정을 설명하기 위한 측면도,
도 17은 본 발명의 제1실시예에 따른 상부 터뷸레이터의 형상 구현을 위한 가공 과정을 설명하기 위한 정면도,
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 상부 터뷸레이터의 사시도,
도 19는 도 18의 평면도,
도 20은 도 19의 D-D 선을 따르는 (a) 단면도와, (b) 단면 사시도,
도 21은 도 18의 좌측면도,
도 22는 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 외관 사시도,
도 23은 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 24는 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 및 가공 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 25는 본 발명의 제3실시예에 따른 터뷸레이터의 정면도,
도 26은 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 (a) 정면도와, (b) E-E 선을 따르는 단면도,
도 27은 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 28은 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 29는 본 발명의 제4실시예에 따른 터뷸레이터의 정면도,
도 30은 도 27의 평면도,
도 31은 본 발명의 제5실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 32는 도 31에 도시된 터뷸레이터의 (a) 정면도와 (b) 연소가스의 흐름을 나타낸 사시도,
도 33은 본 발명의 제5실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 연소가스의 배출구 측의 튜브 형상을 나타낸 단면도,
도 34는 튜브의 지지구조의 다양한 실시예들을 나타낸 단면도,
도 35는 본 발명의 제6실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 36은 도 35의 평면도,
도 37은 본 발명의 제6실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 38은 본 발명의 제6실시예에 따른 (a) 터뷸레이터의 정면도와, (b) 서포터의 측면도,
도 39는 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 40은 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 41은 본 발명의 제7실시예에 따른 (a) 터뷸레이터의 정면도와, (b) 서포터의 측면도,
도 42는 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 투시 사시도,
도 43은 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체의 조립 과정을 보여주는 분해 사시도,
도 44는 본 발명의 제8실시예에 따른 (a) 터뷸레이터의 정면도와, (b) 서포터의 측면도.
** 부호의 설명 **
1000 : 관체형 열교환기 1000a : 현열 열교환부
1000b : 잠열 열교환부 1100 : 외부 자켓
1110 : 열매체 유입구 1120 : 열매체 배출구
1200 : 연소실 1300 : 상부 튜브시트
1600 : 상부 격막 1700 : 중간부 격막
1800 : 하부 격막 1900 : 하부 튜브시트
100 : 튜브 조립체 110 : 튜브
120 : 터뷸레이터 120-1 : 상부 터뷸레이터
130-1 : 하부 터뷸레이터 122-1,125-1 : 압력지지부
123-1 : 가이드부 130-1-1~130-1-4 : 서포터
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 관체형 열교환기(1000)는, 열매체가 유입 및 배출되는 외부 자켓(1100), 상기 외부 자켓(1100)과의 사이에 열매체의 유로가 형성되도록 상기 외부 자켓(1100)의 내측에 결합되고, 버너의 연소가 이루어지는 연소실(1200), 상기 연소실(1200)에서 발생된 연소가스가 내부를 따라 유동하며 상기 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 복수의 튜브 및 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도함과 아울러 튜브를 지지하는 터뷸레이터를 구비한 튜브 조립체(100)를 포함하여 구성된다. 상기 튜브와 터뷸레이터를 구비한 튜브 조립체(100)의 다양한 실시예들(100-1~100-8)의 구성 및 작용은 후술하기로 한다.
그리고, 상기 연소실(1200)의 하단에는 상기 복수의 튜브의 상단부가 삽입되는 상부 튜브시트(1300)가 결합되고, 상기 튜브(1400)의 외측면에는 열매체의 유동 방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환되도록 열매체의 유동을 안내하기 위한 다단의 격막(1600,1700,1800)이 상하로 이격되어 구비되며, 상기 외부 자켓(1100)의 하단에는 상기 복수의 튜브의 하단부가 삽입되는 하부 튜브시트(1900)가 결합된다.
상기 복수의 튜브는 상기 연소실(1200)에서 발생된 연소가스가 하방향으로 유동하도록 수직 방향으로 설치되되, 원주방향으로 이격되며 방사상으로 배치되고, 상기 방사상으로 배치된 복수의 튜브 사이의 중앙부에는 복수의 튜브가 추가로 배치될 수 있다.
상기 외부 자켓(1100)은 상부와 하부가 개방된 원통형으로 이루어지고, 하부 일측에는 열매체 유입구(1110)가 연결되고, 상부 일측에는 열매체 배출구(1120)가 연결된다. 외부 자켓(1100)이 원통형으로 구성됨에 따라 내압 성능을 높일 수 있다.
상기 연소실(1200)은 상부와 하부가 개방된 원통형의 연소실 몸체(1210)와, 상기 연소실 몸체(1210)의 상단에 형성되어 외부 자켓(1100)의 상단에 안착되는 플랜지부(1220)로 구성된다. 상기 연소실 몸체(1210)는 외부 자켓(1100)의 내측면에서 내측으로 이격되도록 배치되어, 연소실 몸체(1210)와 외부 자켓(1100) 사이에는 열매체가 유동하는 물집 구조의 공간(S4)이 마련된다.
도 7을 참조하면, 상기 상부 튜브시트(1300)는 연소실(1200)의 하부를 밀폐하고, 튜브(1400)의 상단부가 삽입되어 결합되는 복수의 튜브 삽입구(1310,1320)가 형성되어 있다.
상기 다단의 격막(1600,1700,1800)은, 튜브의 외측면에 상하로 이격되어 결합됨으로써, 열매체의 유로를 전환시킴과 아울러 튜브를 지지하게 된다.
상기 다단의 격막(1600,1700,1800)은, 플레이트 형상의 상부 격막(1600)과 중간부 격막(1700) 및 하부 격막(1800)으로 구성될 수 있다.
상기 상부 격막(1600)에는 튜브 삽입구(1610)가 방사상으로 형성되고, 상부 격막(1600)의 중앙부에는 튜브(1400)가 관통됨과 아울러 열매체의 유동을 위한 개구부(1620)가 형성되며, 상부 격막(1600)의 가장자리부는 상기 외부 자켓(1100)의 내측면에 접하도록 구비된다.
상기 중간부 격막(1700)에는 복수의 튜브 삽입구(1710,1720)가 형성되고, 상기 튜브 삽입구(1710,1720)가 형성되지 않은 영역은 막힌 형상으로 이루어지며, 중간부 격막(1700)의 가장자리부는 상기 외부 자켓(1100)의 내측면과 이격되어 그 사이 공간(G)에 열매체의 유동 통로가 마련된다.
상기 하부 격막(1800)은 상기 상부 격막(1600)과 동일한 구조로 이루어져, 튜브 삽입구(1810)가 방사상으로 형성되고, 하부 격막(1800)의 중앙부에는 튜브가 관통됨과 아울러 열매체의 유동을 위한 개구부(1820)가 형성되며, 하부 격막(1800)의 가장자리부는 상기 외부 자켓(1100)의 내측면에 접하도록 구비된다.
상기 하부 튜브시트(1900)는 외부 자켓(1100)의 하부를 밀폐하며, 튜브의 하단부가 삽입되는 복수의 튜브 삽입구(1910,1920)가 형성되어 있다.
도 9와 도 10을 참조하면, 본 발명의 관체형 열교환기(1000)는, 연소실(1200)에서 발생하는 연소 현열과 열매체 간에 열교환이 이루어지는 현열 열교환부(1000a)와, 상기 현열 열교환부(1000a)를 통과한 연소가스의 잠열과 열매체 간에 열교환이 이루어지는 잠열 열교환부(1000b)가 일체형으로 구성되어 있다.
상기 연소실(1200)에서 발생된 연소가스는 튜브의 내부 공간을 따라 하방향으로 유동하게 된다.
도 10에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 열매체 유입구(1110)를 통해 외부 자켓(1100)의 내부의 제1공간(S1)으로 유입된 열매체는, 복수의 튜브 사이를 경유한 후, 하부 격막(1800)에 형성된 개구부(1820)를 통과하여 그 상측에 마련된 제2공간(S2)의 중앙부로 유동한다. 제2공간(S2)에서 외측방향으로 유동한 열매체는 중간부 격막(1700)과 외부 자켓(1100) 사이의 이격된 공간(G)을 통과하여 그 상측에 마련된 제3공간(S3)으로 유동한다. 제3공간(S3)에서 내측방향으로 유동한 열매체는 상부 격막(1600)의 중앙에 형성된 개구부(1620)를 통과하여 연소실 몸체(1210)와 외부 자켓(1100) 사이에 마련된 제4공간(S4)을 경유한 후에 열매체 배출구(1120)를 통해 배출된다.
이와 같이 열매체의 유동방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환됨에 따라 열매체의 유동 경로가 길어져 열교환 효율이 향상되고, 열매체의 유속을 증가시켜 열매체의 정체시 초래될 수 있는 국부적인 과열로 인한 비등 현상을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100)의 실시예들을 설명한다.
<제1실시예>
도 11 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-1)는, 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-1)와, 상기 연소실에 근접한 상기 튜브(110-1)의 상부 내측에 상기 튜브(110-1)와 면접촉되도록 결합되어 열전도도를 증대시킴과 아울러 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 상부 터뷸레이터(120-1), 및 상기 상부 터뷸레이터(120-1)의 하측으로 상기 튜브(110-1)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터(130-1)를 포함하여 구성된다.
상부 터뷸레이터(120-1)는, 튜브(110-1)의 내측면에 밀착되는 튜브 접촉면(121a-1,121b-1 ;121-1)과, 상기 튜브 접촉면(121a-1,121b-1 ;121-1)에서 절개된 부분을 절곡시켜 형성된 압력지지부(122a-1,122b-1 ;122-1)와 가이드부(123a-1,123b-1 ;123-1)를 포함하여 구성된다.
상기 튜브 접촉면(121-1)은 튜브(110-1)의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면(121a-1)과, 튜브(110-1)의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면(121b-1)이 대칭된 구조로 구성된다.
상기 압력지지부(122-1)는, 열매체의 수압에 의한 튜브(110-1)의 변형 및 파손을 방지하기 위한 구성으로서, 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)의 일부를 절개하여 상기 제2 튜브 접촉면(121b-1)의 외측면과 동일 선상에 외측단이 위치하도록 절곡되어 튜브(110-1)의 타측부를 지지하는 제1 압력지지부(122a-1)와, 상기 제2 튜브 접촉면(121b-1)의 일부를 절개하여 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)의 외측면과 동일 선상에 위치하도록 절곡되어 상기 튜브(110-1)의 일측부를 지지하는 제2 압력지지부(122b-1)로 구성된다.
상기 가이드부(123-1)는, 상부 터뷸레이터(120-1)의 내부를 통과하는 연소가스의 유동방향을 변경함으로써 열교환 효율을 향상시키기 위한 구성으로서, 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)의 일부를 절개하여 상기 튜브(100-1)의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제1 가이드부(123a-1)와, 상기 제2튜브 접촉면(121b-1)의 일부를 절개하여 상기 튜브(100-1)의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제2 가이드부(123b-1)로 구성된다.
상기 제1 가이드부(123a-1)와 제2 가이드부(123b-1)는 상하로 이격되며 교대로 형성된다. 따라서, 연소가스는 도 15의 (a)에 화살표로 도시된 바와 같이 수직방향을 기준으로 좌우로 변경되면서 유동하게 된다.
도 16과 도 17을 참조하면, 상기 상부 터뷸레이터(120-1)는 하나의 모재 플레이트를 그 중심선(C)을 기준으로 일측에 위치하는 제1부분(120a-1)과 타측에 위치하는 제2부분(120b-1)을 절곡시켜 가공한다.
먼저, 상기 모재 플레이트의 제1부분(120a-1)에는 상기 제1 튜브 접촉면(121a-1)과 제1압력지지부(122a-1) 및 제1가이드부(123a-1)가 가공되고, 상기 모재 플레이트의 제2부분(120b-1)에는 상기 제2 튜브 접촉면(121b-1)과 제2압력지지부(122b-1) 및 제2가이드부(123b-1)가 가공된다. 그리고, 상기 중심선(C)을 기준으로 제1부분(120a-1)과 제2부분(120b-1)을 도 16의 (b)에 화살표 방향으로 절곡시켜 상부 터뷸레이터(120-1)를 제작한다. 이러한 구성에 의하면, 대칭된 형태로 구성된 제1부분(120a-1)과 제2부분(120b-1)을 중심선(C)을 기준으로 절곡시킴으로써, 상부 터뷸레이터(120-1)의 구현을 위한 제작 공정을 간소화 할 수 있다.
상기 상부 터뷸레이터(120-1)의 구성에 의하면, 상부 터뷸레이터(120-1)의 튜브 접촉면(121-1)과 튜브(110-1)의 내측면이 밀착되어, 상부 터뷸레이터(120-1)와 튜브(110-1) 간에 열전도도를 증대시킬 수 있다. 따라서, 연소가스가 상부 터뷸레이터(120-1)에 직접 접촉되더라도 상부 터뷸레이터(120-1)에 전달된 연소가스의 연소열은 열전도에 의해 튜브(110-1) 측으로 원활하게 전달되므로 상부 터뷸레이터(120-1)의 과열을 방지할 수 있으며, 이로써 상부 터뷸레이터(120-1)의 고온산화 및 소손을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 하부 터뷸레이터(130-1)의 구성 및 작용을 설명한다.
상기 하부 터뷸레이터(130-1)는, 튜브(110-1)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-1)의 길이방향으로 배치된 평면부(131-1)와, 상기 평면부(131-1)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(132-1)과 제2가이드편(133-1)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1가이드편(132-1)은 상기 평면부(131-1)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(133-1)은 상기 평면부(131-1)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(132-1)과 제2가이드편(133-1)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(131-1)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(133-1)과 제1가이드편(132-1)에 순차로 인계되어 상기 평면부(131-1)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.
상기 제1가이드편(132-1)의 열매체 유입단은 제1연결편(132a-1)에 의해 상기 평면부(131-1)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(131-1)의 일측단과 제1연결편(132a-1) 및 제1가이드편(132-1) 사이에 평면부(131-1)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(132b)가 마련된다.
상기 제2가이드편(133)의 열매체 유입단은 제2연결편(133a)에 의해 상기 평면부(131)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(131)의 타측단과 제2연결편(133a) 및 제2가이드편(133) 사이에 평면부(131)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(133b-1)가 마련된다.
상기 제1가이드편(132-1)과 제2가이드편(133-1)은 상기 평면부(131-1)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(131-1)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(131-1)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(131-1)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한 하부 터뷸레이터(130-1)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-1)의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지부(134-1)와 제2지지부(135-1)가 각각 형성되어 있다.
그리고, 하부 터뷸레이터(130-1)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-1)의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지편(136a-1,136b-1 ;136-1)과 제2지지편(137a-1,137b-1 ;137-1)이 각각 형성되어 있다.
하부 터뷸레이터(130-1)에 상기 제1지지부(134-1)와 제2지지부(135-1), 제1지지편(136-1)과 제2지지편(137-1)을 구비함으로써, 수압이 높은 환경에서도 튜브의 변형 및 파손을 방지할 수 있어, 보일러 외에도 온수기(사용압력 : 10 kg/㎠ 이상)와 상업용(대용량) 제품 등에 확대 적용할 수 있다.
<제2실시예>
도 18 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-2)는, 전술한 제1실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-1)의 구성 중 상부 터뷸레이터의 구성을 변경한 것으로, 튜브(110-1)와 하부 터뷸레이터(130-1)는 동일한 구조로 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 상부 터뷸레이터(120-1-1)는, 튜브(100-1)의 내측면에 밀착되는 튜브 접촉면(124a-1,124b-1 ;124-1)과, 상기 튜브 접촉면(124a-1,124b-1 ;124-1)의 절개된 부분(126a-1,126b-1 ;126-1)에서 절곡되어 형성된 압력지지부(125a-1,125b-1 ;125-1)를 포함하여 구성된다.
상기 튜브 접촉면(124-1)은 튜브(110-1)의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면(124a-1)과, 튜브(110-1)의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면(124b-1)이 대칭된 구조로 구성된다.
상기 압력지지부(125-1)는, 열매체의 수압에 의한 튜브(110-1)의 변형 및 파손을 방지하기 위한 구성으로서, 제1 튜브 접촉면(124a-1)의 제1절개부(126a-1) 중 일부가 절곡되어 제2 튜브 접촉면(124b-1)을 향하도록 돌출된 제1 압력지지부(125a-1)와, 제2 튜브 접촉면(124b-1)의 제2절개부(126b-1) 중 일부가 절곡되어 제1 튜브 접촉면(124a-1)을 향하도록 돌출된 제2 압력지지부(125b-1)로 구성된다.
상기 제1절개부(126a-1)의 절개된 면적은 제2절개부(126b-1)의 절개된 면적보다 크게 형성되고, 상기 제1 압력지지부(125a-1)의 돌출된 단부는 제2 튜브 접촉면(124b-1)에 접촉되고, 압력지지부(125-1)를 튜브(110-1)의 내측에 삽입하면 상기 제2 압력지지부(125b-1)의 돌출된 단부는 상기 제1절개부(126a-1)를 관통하여 튜브(110-1)의 내측면에 접촉되도록 구비된다.
이러한 구성에 의하면, 상기 제1 압력지지부(125a-1)는 수압의 작용시 제1 튜브 접촉면(124a-1)과 제2 튜브 접촉면(124b-1)의 형태를 견고하게 유지하도록 지지하고, 상기 제2 압력지지부(125b-1)는 제1 튜브 접촉면(124a-1)과 제2 튜브 접촉면(124b-1)에 의해 지지되는 튜브(110-1)를 한층 더 견고하게 지지하게 된다.
그리고, 도 21에 도시된 바와 같이, 상기 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)는 전후 방향 및 상하 방향으로 이격되어 복수로 구비되되, 상측에 위치하는 제1 압력지지부(125a'-1)와 하측에 위치하는 제1 압력지지부(125a"-1)는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비되고, 상측에 위치하는 제2 압력지지부(125b'-1)와 하측에 위치하는 제2 압력지지부(125b"-1) 또한 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비된다. 이러한 구성에 의하면, 상부 터뷸레이터(120-1-1)의 전체 면적에 걸쳐서 전후 및 상하 방향으로 지그재그 형태를 이루며 구비된 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)에 의해 튜브(110-1)에 작용하는 수압이 고르게 분산되어 튜브(110-1)의 변형 및 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)는, 플레이트 형상으로 이루어지되 면적이 넓은 양측면이 연소가스의 유동방향과 나란한 방향을 이루도록 배치된 구조로 이루어져, 도 20의 (a)에서 화살표로 나타낸 바와 같이 연소가스의 유동시 연소가스가 제1 압력지지부(125a-1)와 제2 압력지지부(125b-1)를 통과하는 과정에서 유동 저항을 최소화 할 수 있다.
본 실시예에 따른 튜브 조립체(100-2)의 가공은, 전술한 제1실시예와 마찬가지로 하나의 모재 플레이트를 그 중심선(C)을 기준으로 일측에 위치하는 제1부분(120a-1)과 타측에 위치하는 제2부분(120b-1)을 절곡시켜 가공할 수 있다.
<제3실시예>
도 22 내지 도 26을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-3)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-2)와, 상기 튜브(110-2)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-1-2), 및 상기 튜브(110-2)의 내측에 형성되어, 상기 튜브(110-2)의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 포함하여 구성된다.
상기 압력지지부는, 상기 튜브(110-2)의 양측면에서 각각 상기 튜브(110-2)의 내측 공간으로 돌출되어 대면하는 한 쌍의 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)이 상하로 이격되어 복수로 형성된 것으로 구성된다.
도 24와 도 26을 참조하면, 상기 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)은, 튜브(110-2)의 내측에 상기 터뷸레이터(120-1-2)가 삽입된 후에, 도 24의 화살표로 표시된 바와 같이 상기 튜브(110-2)의 외측면을 상기 튜브(110-2)의 내측을 향해 가압하는 공정에 의해 형성된다. 그리고, 상기 터뷸레이터(120-1-2)에는 외부 압력의 상승 시 상기 한 쌍의 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)이 관통되어 맞닿을 수 있도록 하는 복수의 홀(128-2)이 형성되어 있다.
이와 같이 터뷸레이터(120-1-2)가 삽입된 튜브(110-2)의 외측면에 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)을 형성하여 압력지지부를 구현함으로써, 별도 부품의 추가 없이도 압력지지부를 구현할 수 있게 되므로, 내압 성능이 우수한 튜브 조립체의 제작 비용을 절감할 수 있다.
도 25를 참조하면, 상기 터뷸레이터(120-1-2)는, 튜브(110-2)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-2)의 길이방향으로 배치된 평면부(121-2)와, 상기 평면부(121-2)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(122-2)과 제2가이드편(123-2)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1가이드편(122-2)은 상기 평면부(121-2)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(123-2)은 상기 평면부(121-2)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(122-2)과 제2가이드편(123-2)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(121-2)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(123-2)과 제1가이드편(122-2)에 순차로 인계되어 상기 평면부(121-2)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.
상기 제1가이드편(122-2)의 열매체 유입단은 제1연결편(122a-2)에 의해 상기 평면부(121-2)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-2)의 일측단과 제1연결편(122a-2) 및 제1가이드편(122-2) 사이에 평면부(121-2)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(122b-2)가 마련된다.
상기 제2가이드편(123-2)의 열매체 유입단은 제2연결편(123a-2)에 의해 상기 평면부(121-2)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-2)의 타측단과 제2연결편(123a-2) 및 제2가이드편(123-2) 사이에 평면부(121-2)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(123b-2)가 마련된다.
상기 제1가이드편(122-2)과 제2가이드편(123-2)은 상기 평면부(121-2)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(121-2)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(121-2)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(121-2)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한 상기 터뷸레이터(120-1-2)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-2)의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지부(124-2)와 제2지지부(125-2)가 각각 형성되어 있다.
그리고, 상기 터뷸레이터(120-1-2)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-2)의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지편(126a-2,126b-2 ;126-2)과 제2지지편(127a-2,127b-2 ;127-2)이 각각 형성되어 있다.
상기와 같이 튜브(110-2)에 딤플(111a-2,111b-2 ;111-2)을 형성하고, 터뷸레이터(120-1-2)에 상기 제1지지부(124-2)와 제2지지부(125-2), 제1지지편(126-2)과 제2지지편(127-2)을 구비함으로써, 수압이 높은 환경에서도 튜브의 변형 및 파손을 방지할 수 있어, 보일러 외에도 온수기(사용압력 : 10 kg/㎠ 이상)와 상업용(대용량) 제품 등에 확대 적용할 수 있다.
<제4실시예>
도 27 내지 도 30을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-4)는, 전술한 제3실시예와 비교하여 압력지지부의 구성에 있어서 차이가 있으며, 기타의 구성은 제3실시예와 동일하게 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-4)의 구성 및 작용을 설명하되, 전술한 제3실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제4실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-4)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-2)와, 상기 튜브(110-2)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-2-2), 및 상기 튜브(110-2)의 내측에 형성되어, 상기 튜브(110-2)의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 포함하여 구성된다.
상기 압력지지부는, 터뷸레이터(120-2-2)의 양측면에서 각각 외측 방향으로 돌출되어 상기 튜브(110-2)의 대향하는 내측면에 맞닿는 지지대(129a-2,129b-2 ;129-2)로 구성된다.
상기 지지대(129-2)는, 터뷸레이터(120-2-2)의 일측면에서 전방으로 돌출된 제1지지대(129a-2)와, 터뷸레이터(120-2-2)의 타측면에서 후방으로 돌출된 제2지지대(129b-2)로 구성된다. 상기 제1지지대(129a-2)와 제2지지대(129b-2)는 양측으로 이격되어 형성되고, 터뷸레이터(120-2-2)의 길이방향을 따라 일정 간격을 두고 다수로 형성되어 있다.
이와 같이 터뷸레이터(120-2-2)의 전방과 후방을 향하여 다수개의 제1지지대(129a-2)와 제2지지대(129b-2)를 절곡하여 형성함으로써, 별도 부품의 추가 없이도 압력지지부를 구현할 수 있게 되므로, 내압 성능이 우수한 튜브 조립체의 제작 비용을 절감할 수 있다.
<제5실시예>
도 31 내지 도 34을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-5)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-3)와, 상기 튜브(110-3)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(150-3)를 포함하여 구성된다.
상기 터뷸레이터(150-3)는, 튜브(110-3)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-3)의 길이방향으로 배치된 평면부(151-3)와, 상기 평면부(151-3)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1가이드편(152-3)은 상기 평면부(151-3)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(153-3)은 상기 평면부(151-3)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(151-3)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(153-3)과 제1가이드편(152-3)에 순차로 인계되어 상기 평면부(151-3)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.
상기 제1가이드편(152-3)의 열매체 유입단은 제1연결편(152a-3)에 의해 상기 평면부(151-3)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(151-3)의 일측단과 제1연결편(152a-3) 및 제1가이드편(152-3) 사이에 평면부(151-3)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(152b-3)가 마련된다.
상기 제2가이드편(153-3)의 열매체 유입단은 제2연결편(153a-3)에 의해 상기 평면부(151-3)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(151-3)의 타측단과 제2연결편(153a-3) 및 제2가이드편(153-3) 사이에 평면부(151-3)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(153b-3)가 마련된다.
상기 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)은 상기 평면부(151-3)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(151-3)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(151-3)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(151-3)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한 상기 평면부(151-3)에는 튜브(110-3)의 내측면에 맞닿도록 용접부(154-3,155-3)가 양측으로 돌출 형성되어, 상기 용접부(154-3,155-3)와 튜브(110-3)의 내측면 간에 용접 결합되는 것으로 구성될 수 있다. 따라서, 터뷸레이터(150-3)와 튜브(110-3) 간의 용접부위의 면적과 개소를 줄일 수 있다.
이와 같은 터뷸레이터(150-3)의 구성에 의하면, 도 32의 (b)에 화살표로 도시된 바와 같이 연소가스는 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)에 의해 튜브(110-3)의 내부 공간에서 일측과 타측으로 유동 방향이 계속 변화되어 난류 흐름이 촉진되므로 연소가스와 열매체 간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 연소가스가 전술한 도 10에 도시된 현열 열교환부(1000a)와 잠열 열교환부(1000b)를 순차로 통과하는 과정에서 연소가스는 열매체와의 열교환에 의해 온도가 점차 낮아지게 된다. 따라서, 연소가스가 유입되는 현열 열교환부(1000a)에서는 연소가스의 온도가 높아 부피가 팽창하고, 연소가스가 배출되는 잠열 열교환부(1000b)에서는 연소가스의 온도가 낮아져 부피가 줄어들게 된다.
따라서, 열교환 효율을 향상시키기 위해서는, 상기 현열 열교환부(1000a)를 통과하는 연소가스의 유로 면적을 크게 구성하여 연소가스의 유동저항을 줄이고, 잠열 열교환부(1000b)에서는 연소가스의 유로 면적을 상대적으로 작게 구성함이 바람직하다.
이를 위한 구성으로, 상기 터뷸레이터(150-3)는, 연소가스의 유입측에 구비되는 상부 터뷸레이터(150a-3)와, 연소가스의 배출측에 구비되는 하부 터뷸레이터(150b-3)가 일체형 구조로 이루어지되, 하부 터뷸레이터(150b-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이의 유로 면적은, 상부 터뷸레이터(150a-3)와 튜브(110-3)의 내측면 사이의 유로 면적보다 작게 형성되도록 하부 터뷸레이터(150b-3)는 상부 터뷸레이터(150a-3)에 비해 상기 튜브(110-3)의 내측에서 열매체와 접촉하는 면적이 더 크게 형성될 수 있다.
일실시예로, 도 32에 도시된 바와 같이 하부 터뷸레이터(150b-3)에 형성된 복수의 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)이 상하로 이격된 간격(L2)은, 상부 터뷸레이터(150a-3)에 형성된 복수의 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)이 상하로 이격된 간격(L1)에 비해 보다 조밀한 간격으로 배치되도록 구성할 수 있다.
이 경우, 상기 터뷸레이터(150-3)에 형성된 복수의 제1가이드편(152-3)과 제2가이드편(153-3)의 상하로 이격된 간격은 연소가스의 유입측에서 연소가스의 배출측으로 갈수록 이격되는 간격이 점차 좁아지도록 형성될 수 있다.
다른 실시예로, 도 33에 도시된 바와 같이 상기 연소가스의 배출측에 위치하는 튜브(110-3)의 내측면에는 복수의 돌출부(111-3)가 형성되도록 구성하여 연소가스의 배출측의 유로 면적을 줄일 수 있다.
도 34을 참조하면, 튜브(110-3)의 내측에는 열매체의 수압을 지지하기 위한 지지부(142-3;142a-3,142b-3,142c-3)가 추가로 구비될 수 있다.
상기 지지부(142-3)는 도 34의 (a)에 도시된 바와 같이 양단이 튜브(110-3)의 내측면에 고정되는 일자형 지지대(142a-3), 도 34의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이 양단이 절곡되어 튜브(110-3)의 내측면에 고정되는 지지대(142b-3)로 구성할 수 있다.
도 34의 (a)와 (b)에 도시된 구조의 경우, 튜브(110-3)의 제작시 지지대(142a-3,142b-3)의 일측단은 튜브(110-3)가 형성될 모재에 용접하고, 모재를 튜브(110-3)의 형상으로 말아 가공한 후에 모재의 양측 끝단부와 지지대(142a-3,142b-3)의 타측단을 각각 용접하고, 지지대(142a-3,142b-3)의 양측으로 터뷸레이터(150-3)를 각각 삽입하여 결합하게 된다.
도 34의 (c)에 도시된 구조의 경우, 튜브(110-3)의 제작시 지지대(142b-3)와 터뷸레이터(150-3)를 먼저 결합하고, 지지대(142b-3)와 터뷸레이터(150-3)의 결합체를 튜브(110-3)의 내측에 압입하여 결합할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 지지부(142-3)는 도 34의 (d)에 도시된 바와 같이, 튜브(110-3)의 대응되는 양측면에서 튜브(140)의 내측을 향하여 돌출 형성된 엠보(142c-3)로 구성할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 튜브(110-3)의 외부에서 높은 수압이 작용하는 경우 상기 대응되는 위치에 형성된 엠보(142c-3)가 맞닿게 되어 튜브(110-3)의 변형을 방지할 수 있다.
이와 같이 튜브(110-3)의 내측에 지지부(142-3)가 결합됨에 따라 튜브(110-3)의 외측면에 열매체의 수압이 크게 작용하는 경우에도 튜브(110-3)의 변형을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 지지부(142-3)와 결합된 튜브(110-3)는 보일러나 온수기 외에도 다양한 용도의 연소기기에 적용이 가능하다.
<제6실시예>
도 35 내지 도 38을 참조하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-6)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-4)와, 상기 튜브(110-4)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-1-4), 및 상기 터뷸레이터(120-1-4)에 결합되며 상기 튜브(110-4)에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터(130-1-4)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제6실시예에 따른 튜브 조립체(100-6)를 구성하는 터뷸레이터(120-1-4)와 서포터(130-1-4)의 구성 및 조립구조를 설명한다.
도 38에 도시된 바와 같이 상기 서포터(130-1-4)의 몸체부(131-4)의 중앙부에는 상단이 막히고 하단이 개구(132c-4)된 형상의 슬릿(132-1-4;132-4)이 형성되고, 도 37에 도시된 바와 같이 터뷸레이터(120-1-4)가 서포터(130-1-4)에 형성된 슬릿(132-1-4)의 내측에 장방향으로 삽입됨으로써 터뷸레이터(120-1-4)와 서포터(130-1-4)가 조립되는 구조로 이루어져 있다.
상기 슬릿(132-1-4)은, 터뷸레이터(120-1-4)의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부(132a-4)와, 상기 제1절개부(132a-4)보다 큰 너비로 형성된 제2절개부(132b-4)가 상하로 연결되며 교대로 형성된 구조로 이루어져 있다. 따라서, 상기 제1절개부(132a-4)에 터뷸레이터(120-1-4)의 양측면이 밀착되어 지지되고, 상기 제2절개부(132a-4)와 터뷸레이터(120-1-4) 사이에 마련되는 공간을 통하여 연소가스가 유동될 수 있다.
그리고, 상기 서포터(130-1-4)의 외측단에는 튜브(110-4)의 내측면에 맞닿도록 요철 형상으로 돌출 형성된 복수의 돌출부(133-4)가 상하로 이격되어 구비된다. 이러한 돌출부(133-4)의 구성에 의하면, 서포터(130-1-4)와 튜브(110-4) 간의 접촉 면적은 돌출부(133-4)가 형성된 면적 만큼으로 제한되므로 접촉 면적을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 서포터와 튜브 간의 접촉 면적이 큰 경우에 표면장력에 의해 열매체가 정체됨에 따라 초래될 수 있는 틈새 부식의 발생을 방지할 수 있어, 튜브 조립체의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 터뷸레이터(120-1-4)는, 튜브(110-4)의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브(110-4)의 길이방향으로 배치된 평면부(121-4)와, 상기 평면부(121-4)의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1가이드편(122-4)은 상기 평면부(121-4)의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고, 상기 제2가이드편(123-4)은 상기 평면부(121-4)의 타측면에 타측으로 경사지게 배치된다. 따라서, 상기 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부(121-4)의 반대측면에 인접하게 배치된 제2가이드편(123-4)과 제1가이드편(122-4)에 순차로 인계되어 상기 평면부(121-4)의 양측 공간을 교대로 유동하게 된다.
상기 제1가이드편(122-4)의 열매체 유입단은 제1연결편(122a-4)에 의해 상기 평면부(121-4)의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-4)의 일측단과 제1연결편(122a-4) 및 제1가이드편(122-4) 사이에 평면부(121-4)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구(122b-4)가 마련된다.
상기 제2가이드편(123-4)의 열매체 유입단은 제2연결편(123a-4)에 의해 상기 평면부(121-4)의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부(121-4)의 타측단과 제2연결편(123a-4) 및 제2가이드편(123-4) 사이에 평면부(121-4)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구(123b-4)가 마련된다.
상기 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)은 상기 평면부(121-4)의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부(121-4)의 양측으로 절곡되고, 상기 평면부(121-4)의 절개된 부분을 통해 상기 평면부(121-4)의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지도록 구성될 수 있다.
또한 상기 터뷸레이터(120-1-4)의 상단부와 하단부에는 상기 튜브(110-4)의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 제1지지부(124-4)와 제2지지부(125-4)가 각각 형성되어 있다.
그리고, 상기 터뷸레이터(120-1-4)의 양측면에는 상기 서포터(130-1-4)의 양측면을 지지하도록 돌출 형성된 한 쌍의 제1지지편(126-4)과 제2지지편(127-4)이 상하로 이격되어 복수로 구비되어 있다.
따라서, 터뷸레이터(120-1-4)를 서포터(130-1-4)의 슬릿(132-1-4)에 장방향으로 삽입하는 경우, 서포터(130-1-4)가 상기 제1지지편(126-4)과 제2지지편(127-4)에 의해 지지되므로, 터뷸레이터(120-1-4)와 서포터(130-1-4)의 위치를 고정시킬 수 있다.
이와 같은 터뷸레이터(120-1-4)의 구성에 의하면, 연소가스는 제1가이드편(122-4)과 제2가이드편(123-4)에 의해 튜브(110-4)의 내부 공간에서 일측과 타측으로 유동 방향이 계속 변화되어 난류 흐름이 촉진되므로 연소가스와 열매체 간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
<제7실시예>
도 39 내지 도 41을 참조하면, 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-7)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-4)와, 상기 튜브(110-4)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-2-4), 및 상기 터뷸레이터(120-2-4)에 결합되며 상기 튜브(110-4)에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터(130-2-4)를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 제7실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-7)를 구성하는 터뷸레이터(120-2-4)와 서포터(130-2-4)의 구성 및 조립구조를 설명하되, 전술한 제6실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서, 도 41에 도시된 바와 같이 서포터(130-2-4))의 몸체부(131-4))에는 상단과 하단이 막힌 형상의 슬릿(132-2-4))이 형성되고, 도 40에 도시된 바와 같이 터뷸레이터(120-2-4))와 서포터(130-2-4))는, 상기 터뷸레이터(120-2-4))가 서포터(130-2-4))에 형성된 슬릿(132-2-4))의 내측에 단방향으로 삽입되어 조립되는 구조로 이루어져 있다.
상기 슬릿(132-2-4))은, 상기 터뷸레이터(120-2-4))의 양측면에 맞닿는 너비로 형성된 제1절개부(132d-4))와, 상기 제1절개부(132d-4))보다 큰 너비로 형성된 제2절개부(132e-4))가 상하로 연결되며 교대로 형성된 구조로 이루어져 있다.
따라서, 상기 제1절개부(132d-4))에 터뷸레이터(120-2-4))의 양측면이 밀착되어 지지되고, 상기 제2절개부(132e-4))와 터뷸레이터(120-2-4)) 사이에 마련되는 공간을 통하여 연소가스가 유동될 수 있다.
본 실시예에 따른 터뷸레이터(120-2-4))의 상단부와 하단부에는 서포터(130-2-4))의 양측면을 지지하도록 돌출된 걸림편(128a-4))과 걸림돌기(128b-4))가 형성되어 있다.
상기 걸림편(128-4))은 평면부(121-4))의 일부를 절개하여 수직으로 절곡시켜 형성되고, 상기 걸림돌기(128b-4))는 서포터(130-2-4))의 두께에 대응되는 간격 만큼 상기 걸림편(128a-4))의 일측으로 이격된 위치에 엠보 형태로 구비될 수 있다. 따라서, 터뷸레이터(120-2-4))가 서포터(130-2-4))에 형성된 슬릿(132-2-4))의 내측에 단방향으로 삽입되면, 상기 걸림돌기(128b-4))는 슬릿(132-2-4))에 걸림돌기(128b-4))의 형태로 형성된 관통부(132f-4))를 통과하고, 이때 상기 걸림편(128a-4))은 서포터(130-2-4))의 몸체부(131-4))에 밀착 되므로, 상기 서포터(130-2-4))는 상기 걸림편(128a-4))과 걸림돌기(128b-4))에 의해 지지되어, 터뷸레이터(120-2-4))와 서포터(130-2-4))의 위치를 고정시킬 수 있다.
<제8실시예>
도 42 내지 도 44을 참조하면, 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-8)는, 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브(110-4)와, 상기 튜브(110-4)의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터(120-3-4), 및 상기 터뷸레이터(120-3-4)에 결합되며 상기 튜브(110-4)에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터(130-3-4)를 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 제8실시예에 따른 관체형 열교환기용 튜브 조립체(100-3)를 구성하는 터뷸레이터(120-3-4)와 서포터(130-3-4)의 구성 및 조립구조를 설명하되, 전술한 제6실시예 및 제7실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서, 도 44에 도시된 바와 같이 터뷸레이터(120-3-4)의 평면부(121-4)에는 상하로 이격된 복수의 슬릿(129-4)이 형성되고, 도 43에 도시된 바와 같이 상기 터뷸레이터(120-3-4)와 서포터(130-3-4)는, 상기 서포터(130-3-4)의 일부분이 상기 터뷸레이터(120-3-4)에 형성된 슬릿(129-4)의 내측에 수직방향으로 삽입되어 조립되는 구조로 이루어져 있다.
상기 터뷸레이터(120-3-4)에는 인접하게 위치하는 상기 슬릿(129-4)의 사이사이에 막힘부(129a-4)가 형성되고, 상기 서포터(130-3-4)에는 상기 막힘부(129a-4)에 걸림되는 복수의 지지홈(135-4)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 서포터(130-3-4)의 외측단에는 튜브(110-4)의 내측면에 맞닿도록 돌출 형성된 복수의 돌출부(134-4)가 상하로 이격되어 구비됨으로써, 튜브(110-4)와 서포터(130-3-4) 간의 접촉 면적을 줄여 틈새 부식을 방지할 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.

Claims (28)

  1. 연소실에서 발생하는 연소가스가 내부를 따라 유동하며 외부를 유동하는 열매체와 열교환되도록 하는 납작한 형상으로 이루어진 튜브;
    상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 터뷸레이터;
    를 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터뷸레이터는,
    상기 연소실에 근접한 상기 튜브의 상부 내측에 상기 튜브와 면접촉되도록 결합되어 열전도도를 증대시킴과 아울러 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 상부 터뷸레이터; 및
    상기 상부 터뷸레이터의 하측으로 상기 튜브의 내측에 결합되어 상기 연소가스의 유동에 난류의 발생을 유도하는 하부 터뷸레이터;
    로 이루어진 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부 터뷸레이터는,
    상기 튜브의 일측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 일측부의 내측면에 면접촉되는 제1 튜브 접촉면을 포함하는 제1부분과, 상기 튜브의 타측부와 대응되는 형상으로 이루어져 상기 튜브의 타측부의 내측면에 면접촉되는 제2 튜브 접촉면을 포함하는 제2부분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상부 터뷸레이터의 제1부분과 제2부분은 하나의 모재 플레이트를 상기 모재 플레이트의 중심선을 기준으로 절곡시켜 가공된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 상부 터뷸레이터에는,
    상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제2 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 외측단이 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 타측부를 지지하는 제1 압력지지부와,
    상기 제2 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 제1 튜브 접촉면의 외측면과 동일 선상에 위치하도록 절곡되어 상기 튜브의 일측부를 지지하는 제2 압력지지부가 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 상부 터뷸레이터에는,
    상기 제1 튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제1 가이드부와,
    상기 제2튜브 접촉면의 일부를 절개하여 상기 튜브의 내측 공간을 향하도록 절곡된 제2 가이드부가 형성되되,
    상기 제1 가이드부와 제2 가이드부는 상하로 이격되며 교대로 형성되어 연소가스의 유동방향이 변경되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 상부 터뷸레이터에는,
    상기 제1 튜브 접촉면에서 절개된 제1절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제2 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제1 압력지지부와, 상기 제2 튜브 접촉면에서 절개된 제2절개부 중 일부가 절곡되어 상기 제1 튜브 접촉면을 향하도록 돌출된 제2 압력지지부가 형성되고,
    상기 제1 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제2 튜브 접촉면에 접촉되고, 상기 제2 압력지지부의 돌출된 단부는 상기 제1절개부를 관통하여 상기 튜브의 내측면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는 전후 방향 및 상하 방향으로 이격되어 복수로 구비되되,
    상측에 위치하는 제1 압력지지부와 하측에 위치하는 제1 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비되고,
    상측에 위치하는 제2 압력지지부와 하측에 위치하는 제2 압력지지부는 상하 방향으로 중첩되지 않는 위치에 구비된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 압력지지부와 상기 제2 압력지지부는, 플레이트 형상으로 이루어지되 면적이 넓은 양측면이 연소가스의 유동방향과 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터뷸레이터에는, 상기 튜브의 내부공간을 양측으로 분할하며 상기 튜브의 길이방향으로 배치된 평면부와, 상기 평면부의 양측면에 길이방향을 따라 이격되어 교대로 경사지게 돌출 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편을 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1가이드편은 상기 평면부의 일측면에 일측으로 경사지게 배치되고,
    상기 제2가이드편은 상기 평면부의 타측면에 타측으로 경사지게 배치되며,
    상기 제1가이드편과 제2가이드편으로 유입된 열매체는, 각각 상기 평면부의 반대측면에 근접하게 배치된 제2가이드편과 제1가이드편에 순차로 인계되어 상기 평면부의 양측 공간을 교대로 유동하는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1가이드편의 열매체 유입단은 제1연결편에 의해 상기 평면부의 일측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 일측단과 제1연결편 및 제1가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제1소통구가 마련되고,
    상기 제2가이드편의 열매체 유입단은 제2연결편에 의해 상기 평면부의 타측단에 연결되는 동시에 상기 평면부의 타측단과 제2연결편 및 제2가이드편 사이에 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 제2소통구가 마련된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1가이드편과 제2가이드편은 상기 평면부의 일부가 절개되어 각각 상기 평면부의 양측으로 절곡되고,
    상기 제1가이드편과 제2가이드편의 절개된 부분을 통해 상기 평면부의 양측 공간으로 유체 소통이 이루어지는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측에 구비되는 상부 터뷸레이터와, 연소가스의 배출측에 구비되는 하부 터뷸레이터로 이루어지되,
    상기 하부 터뷸레이터에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격은, 상부 터뷸레이터에 형성된 복수의 제1가이드편과 제2가이드편이 상하로 이격된 간격에 비해 보다 조밀한 간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 터뷸레이터는, 연소가스의 유입측에 구비되는 상부 터뷸레이터와, 연소가스의 배출측에 구비되는 하부 터뷸레이터로 이루어지되,
    상기 하부 터뷸레이터와 상기 튜브의 내측면 사이의 유로 면적은, 상기 상부 터뷸레이터와 상기 튜브의 내측면 사이의 유로 면적보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하부 터뷸레이터는 상기 상부 터뷸레이터에 비해 상기 튜브의 내측에서 열매체와 접촉하는 면적이 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 연소가스의 배출측에 위치하는 튜브의 내측면에는 복수의 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  18. 제2항에 있어서,
    상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 양측면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 하부 터뷸레이터의 상단부와 하단부에는 상기 튜브의 전면과 후면에 맞닿도록 상하로 이격되어 전방과 후방으로 돌출되며 상하로 이격되어 위치하는 지지편이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 튜브의 내측에 형성되어, 상기 튜브의 대향하는 양측면에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 압력지지부를 더 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 압력지지부는,
    상기 터뷸레이터의 양측면에서 각각 외측 방향으로 돌출되어 상기 튜브의 대향하는 내측면에 맞닿는 지지대로 이루어진 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 터뷸레이터의 면의 일부가 절개되어 각각 양측으로 절곡됨으로써 형성된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 터뷸레이터에 결합되며 상기 튜브에 작용하는 외부 압력을 지지하기 위한 서포터를 더 포함하는 관체형 열교환기용 튜브 조립체.
  24. 열매체가 유입 및 배출되는 외부 자켓;
    상기 외부 자켓과의 사이에 열매체의 유로가 형성되도록 상기 외부 자켓의 내측에 결합되고, 버너의 연소가 이루어지는 연소실; 및
    제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 기재된 관체형 열교환기용 튜브 조립체;
    를 포함하는 관체형 열교환기.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 복수의 튜브는 상기 연소실에서 발생된 연소가스가 하방향으로 유동하도록 수직 방향으로 설치되되, 원주방향으로 이격되며 방사상으로 배치된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 외부 자켓의 내부에는 열매체의 유동 방향이 반경방향 내측과 외측으로 교대로 전환되도록 열매체의 유동을 안내하기 위한 다단의 격막이 상하로 이격되어 구비되고, 상기 복수의 튜브는 상기 다단의 격막에 삽입되어 지지되는 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 다단의 격막은, 플레이트 형상의 상부 격막과 중간부 격막 및 하부 격막으로 이루어지되,
    상기 상부 격막과 하부 격막은 중앙부에 열매체의 유동을 위한 개구부가 형성되고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면에 접하도록 구비되며,
    상기 중간부 격막은 중앙부가 막힌 형상으로 이루어지고, 가장자리부는 상기 외부 자켓의 내측면과 이격되어 그 사이로 열매체가 유동하도록 구비된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 연소실의 하단에는 상기 복수의 튜브의 상단부가 삽입되는 상부 튜브시트가 결합되고,
    상기 외부 자켓의 하단에는 상기 복수의 튜브의 하단부가 삽입되는 하부 튜브시트가 결합된 것을 특징으로 하는 관체형 열교환기.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL425138A1 (pl) * 2018-04-05 2019-10-07 Aic Spółka Akcyjna Zespół palnika gazowego dla wymiennika ciepła
CN112304118A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 王结有 一种用于制备纳米氧化锌的冷却装置
CN115406271A (zh) * 2022-08-30 2022-11-29 南京航空航天大学 一种用于有机工质与液态金属两相磁流体发电系统的换热器
RU225263U1 (ru) * 2023-08-21 2024-04-16 Алексей Леонидович Торопов Плоский распределитель тепловых потоков газовой камеры конвекционного настенного газового котла

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101938398B1 (ko) * 2016-03-28 2019-01-15 주식회사 경동나비엔 관체형 열교환기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0596772U (ja) * 1992-05-28 1993-12-27 株式会社ゼクセル 熱交換器の乱流促進体
KR20000013895A (ko) * 1998-08-14 2000-03-06 서평원 맨체스터 코드를 이용한 데이터 전송방법 및 그 장치
JP2006038304A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 流体攪拌用フィンおよびその製造方法並びに該フィンを内装した伝熱管および熱交換器または熱交換型ガス冷却装置
WO2009078577A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Kyungdong Navien Co., Ltd. Boiler for improving heat exchanging property
KR101400833B1 (ko) * 2012-12-26 2014-05-29 주식회사 경동나비엔 핀-튜브 방식의 열교환기

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2123195B1 (ko) * 1971-01-28 1973-12-07 Chausson Usines Sa
SU512365A1 (ru) * 1973-08-20 1976-04-30 Предприятие П/Я В-8673 Теплообменна труба
DE8126746U1 (de) * 1981-09-14 1982-02-25 Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart Flachrohrwaermetauscher mit turbulenzeinlage
DE3778660D1 (de) * 1986-12-06 1992-06-04 Vaillant Joh Gmbh & Co Stahlheizkessel.
US5271376A (en) * 1991-08-12 1993-12-21 Rheem Manufacturing Company Serpentined tubular heat exchanger apparatus for a fuel-fired forced air heating furnace
DE9309771U1 (de) * 1993-07-01 1993-08-26 Viessmann Werke Gmbh & Co, 35108 Allendorf Heizgaszug
RU2100731C1 (ru) * 1995-11-14 1997-12-27 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Тарк" Теплообменник типа труба в трубе
GB9820712D0 (en) * 1998-09-24 1998-11-18 Btr Industries Ltd Heat exchanger
US5901641A (en) * 1998-11-02 1999-05-11 Afc Enterprises, Inc. Baffle for deep fryer heat exchanger
RU2263864C2 (ru) * 2001-08-21 2005-11-10 Открытое акционерное общество "Бугурусланский завод "Радиатор" Теплообменник водомасляный
JP4208632B2 (ja) 2003-04-18 2009-01-14 臼井国際産業株式会社 フィン部材を内装した伝熱管
DE102004041101A1 (de) * 2004-08-24 2006-03-02 Behr Gmbh & Co. Kg Flachrohr für einen Wärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge und Verfahren zur Herstellung eines Flachrohres
JP2006105577A (ja) * 2004-09-08 2006-04-20 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd フィン構造体および該フィン構造体を内装した伝熱管並びに該伝熱管を組込んだ熱交換器
KR101087152B1 (ko) 2005-01-17 2011-11-29 디에스티 주식회사 적층형 열교환기의 이너핀 제조장치
KR100752635B1 (ko) * 2006-05-02 2007-08-29 삼성광주전자 주식회사 냉장고용 열교환기
DE102006033570A1 (de) * 2006-07-20 2008-01-24 Modine Manufacturing Co., Racine Flaches Wärmetauscherrohr mit Inneneinsatz
KR20090017174A (ko) 2007-08-14 2009-02-18 주식회사 경동나비엔 장방형 연관을 구비한 열교환기
PL216290B1 (pl) 2010-10-01 2014-03-31 Aic Społka Akcyjna Wymiennik ciepła
DE102012201710A1 (de) * 2011-02-14 2012-08-16 Denso Corporation Wärmetauscher
PL219104B1 (pl) 2011-04-07 2015-03-31 Aic Spółka Akcyjna Wymiennik ciepła
CN202734652U (zh) * 2012-03-22 2013-02-13 中国石油天然气股份有限公司 一种插入传热管内强化流体传热的扭栅构件
US10816277B2 (en) * 2014-07-21 2020-10-27 Hanon Systems Heat exchanger tubes with fluid communication channels
CN104390506A (zh) * 2014-11-05 2015-03-04 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 锯齿形多孔型板翅换热器
CN104764353B (zh) * 2015-04-24 2017-07-28 珠海格力电器股份有限公司 换热器翅片及换热器
JP6670173B2 (ja) * 2016-05-24 2020-03-18 リンナイ株式会社 乱流形成具及びそれを用いた熱交換器並びに給湯装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0596772U (ja) * 1992-05-28 1993-12-27 株式会社ゼクセル 熱交換器の乱流促進体
KR20000013895A (ko) * 1998-08-14 2000-03-06 서평원 맨체스터 코드를 이용한 데이터 전송방법 및 그 장치
JP2006038304A (ja) * 2004-07-23 2006-02-09 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd 流体攪拌用フィンおよびその製造方法並びに該フィンを内装した伝熱管および熱交換器または熱交換型ガス冷却装置
WO2009078577A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Kyungdong Navien Co., Ltd. Boiler for improving heat exchanging property
KR101400833B1 (ko) * 2012-12-26 2014-05-29 주식회사 경동나비엔 핀-튜브 방식의 열교환기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3511665A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL425138A1 (pl) * 2018-04-05 2019-10-07 Aic Spółka Akcyjna Zespół palnika gazowego dla wymiennika ciepła
CN112304118A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 王结有 一种用于制备纳米氧化锌的冷却装置
CN115406271A (zh) * 2022-08-30 2022-11-29 南京航空航天大学 一种用于有机工质与液态金属两相磁流体发电系统的换热器
CN115406271B (zh) * 2022-08-30 2024-10-11 南京航空航天大学 一种用于有机工质与液态金属两相磁流体发电系统的换热器
RU225263U1 (ru) * 2023-08-21 2024-04-16 Алексей Леонидович Торопов Плоский распределитель тепловых потоков газовой камеры конвекционного настенного газового котла

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