KR102028433B1 - 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기에 설치되는 사이드플레이트에 복수의 튜브를 더욱 용이하게 결합하기 위한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조에 관한 것으로, 사이드플레이트에 복수의 튜브가 결합되는 보일러용 열교환기에 있어서, 사이드플레이트의 바닥부에는 복수의 튜브홀이 형성되고, 상기 튜브홀에는 동(銅)으로 이루어진 링 형상의 기밀부재가 결합된 튜브의 상단부가 삽입 고정되며, 상기 기밀부재는 브레이징(brazing)에 의해 튜브가 결합된 튜브홀 내·외측을 밀봉 결합하는 것을 특징으로 하되, 상기 기밀부재는 타원형 또는 원형의 동판을 절곡하여 구성되며, 열교환핀과 사이드플레이트의 바닥면 사이에 위치하는 밀착부와, 상기 밀착부의 상측에 형성되며, 튜브홀에 삽입되어 튜브의 결합에 의해 튜브와 버링부의 사이에 위치하는 삽입부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의한 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조에 의하면, 기밀부재가 결합된 튜브를 튜브홀에 삽입한 후 브레이징에 의해 결합함으로써 사이드플레이트에 튜브를 더욱 용이하게 결합할 수 있어 열교환기의 조립 및 제조시간을 더욱 단축할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있어 더욱 경제적인 효과가 있으며, 상기 기밀부재는 브레이징(brazing)에 의해 튜브가 결합된 튜브홀 내·외측을 밀봉 결합하여 완전한 기밀성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조{Tube joint structure of heat exchanger of boiler using for sealing material}

본 발명은 보일러용 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기에 설치되는 사이드플레이트에 기밀부재를 삽입하고 브레이징에 의해 튜브를 결합함으로써 튜브홀의 내·외측에서 동시에 밀봉 결합되어 확실한 기밀성을 확보할 수 있는 열교환기의 튜브 결합구조에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 버너에서 생성된 고온의 열을 이용하여 실내 난방 및 온수 사용을 위한 것으로, 열 교환기는 버너 위에 배치되어 버너 연소 시 발생하는 연소열을 흡수하여 튜브 내부에 흐르는 유체에 전달하여 유체를 승온시 킨다.

도면 도 1를 참고하면, 열 교환기(8)는 기설정된 길이를 가지며 일 방향으로 배열되어 있고 유체가 유동할 수 있는 복수의 튜브(8a, 8b), 튜브(8a, 8b) 양측에 각각 배치되어 있고 이웃한 튜브(8a, 8b)의 간격을 유지하는 사이드플레이트(81a, 81b) 및 사이드플레이트(81a, 81b)에 각각 결합되어 있고 이웃한 튜브(1a, 1b) 내부를 연결하는 유로홈(821)이 복수 형성된 워터커넥터(82a, 82b)를 포함한다.

일측 워터커넥터(82a)에는 튜브(8a, 8b) 내부로 유체를 유입시키는 유입구(83)와 튜브(8a, 8b)를 통과한 유체가 배출되는 배출구(84)가 형성되어 있다.

사이드플레이트(81a, 81b)와 워터커넥터(82a, 82b)는 접합강도가 강하고 정교한 접합이 가능한 브레이징 공정에 의해 서로 접합된다. 브레이징 공정시, 사이드플레이트(81a, 81b)와 워터커넥터(82a, 82b)가 충분히 밀착되지 않으면 사이드플레이트(81a, 81b)와 워터커넥터(82a, 82b)가 접합되지 않는다 혹 접합된다 하더라도 불완전한 접합이 이루어지게 된다.

이에 사이드플레이트(81a, 81b)와 워터커넥터(82a, 82b)를 밀착시킨 상태에서 특정 개소에 미리 스폿 용접을 하여 사이드플레이트(81a, 81b)와 워터커넥터(82a, 82b)를 충분히 밀착시켜 놓은 상태에서 일측 방향에서 주사기에 액상의 동성분문질을 경계부위에 도포하고, 브레이징 공정을 수행하게 된다.

그러나 이러한 종래의 열교환기는 사이드플레이트에 복수의 튜브를 결합할 때 일측 방향에서 수작업에 의해 주사기로 도포작업후 브레이징 공정을 하기 때문에 시간 및 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 기밀성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기밀부재를 삽입하고 브레이징에 의해 튜브를 결합함으로써 제조시간 및 제조비용을 절감하고, 튜브홀의 내·외측에서 동시에 밀봉 결합되어 확실한 기밀성을 확보할 수 있는 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조는 사이드플레이트의 바닥부에는 복수의 튜브홀이 형성되고, 상기 튜브홀에는 동(銅)으로 이루어진 링 형상의 기밀부재가 결합된 튜브의 상단부가 삽입 고정되며, 상기 기밀부재는 브레이징(brazing)에 의해 튜브가 결합된 튜브홀 내·외측을 밀봉 결합하는 것을 특징으로 하되, 상기 기밀부재는 타원형 또는 원형의 동판을 절곡하여 구성되며, 열교환핀과 사이드플레이트의 바닥면 사이에 위치하는 밀착부와, 상기 밀착부의 상측에 형성되며, 튜브홀에 삽입되어 튜브의 결합에 의해 튜브와 버링부의 사이에 위치하는 삽입부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조에 의하면, 기밀부재가 결합된 튜브를 튜브홀에 삽입한 후 브레이징에 의해 결합함으로써 사이드플레이트에 튜브를 더욱 용이하게 결합할 수 있어 열교환기의 조립 및 제조시간을 더욱 단축할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있어 더욱 경제적인 효과가 있다. 또한, 상기 기밀부재는 브레이징(brazing)에 의해 튜브가 결합된 튜브홀 내·외측을 밀봉 결합하여 완전한 기밀성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 보일러용 열교환기의 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 플레이트의 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 플레이트 및 튜브의 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 기밀부재의 사시도,
도 6은 본 발명의 기밀부재에 의한 튜브의 결합구조를 나타낸 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 튜브 결합구조는 도 2에서 나타낸 바와 같이 보일러용 열교환기에 적용되는 것으로서, 상기 열교환기는 복수의 열교환핀(10)으로 이루어지며, 상기 열교환핀(10)의 내측에는 복수의 튜브가 설치되어 있고, 열교환핀(10)의 양측에는 플레이트(100)가 결합된다.

보일러용 열교환기의 구성 및 작용은 이미 공지된 기술이므로 이하 상세한 설명은 생략한다.

상기 플레이트(100)에는 내측의 튜브와 연결되는 입수부(41)와 출수부(42)가 형성되어 있으며, 용접 등의 결합방식에 의해 각각의 부품이 결합되어 도 3에서 나타낸 바와 같은 플레이트(100)를 이루게 되고, 이렇게 완성된 플레이트(100)는 적층된 열교환핀(10)의 양측에 결합된다.

상기 플레이트(100)는 도 4에서 나타낸 바와 같이 사이드플레이트(20)와, 상기 사이드플레이트(20)의 내측에 결합되는 워터커넥터(40)로 구성되며, 상기 사이드플레이트(20)와 워터커넥터(40)의 사이에는 브레이징을 위한 용재(30)가 결합된다.

상기 사이드플레이트(20)는 금속으로 이루어지며, 직사각형으로 이루어진 바닥부(21)가 형성되어 있고, 상기 바닥부(21)에는 열교환기의 튜브(11)와 연결되는 복수의 튜브홀(23)이 형성되어 있으며, 바닥부(21)의 테두리에는 소정의 높이로 테두리부(22)가 형성되어 있다.

상기 바닥부(21)의 상측에는 동판으로 이루어져 브레이징에 의해 용해되어 상기 사이드플레이트(20)와 워터커넥터(40)를 결합하는 용재(30)가 안착된다.

상기 워터커넥터(40)는 사이드플레이트(20)와 동일한 재질의 금속으로 이루어지며, 상기 용재(30)의 상측에 안착되어 용접 등에 의해 결합된다.

한편, 상기 튜브홀(23)에는 적층된 복수의 열교환핀(10)을 관통한 튜브(11)가 삽입되어 상단부가 버링부(24)의 내주면에 밀착됨으로써 결합되는데, 상기 튜브(11)의 상단부에는 기밀부재(50)가 결합되어 튜브홀(23)에 삽입 고정된다.

이때, 상기 버링부(24)는 재료판에 미리 뚫어 놓은 구멍을 넓히기 위해 구멍 가장자리를 원통 모양으로 프레스 펀치로 넓히는 버링(burring) 가공에 의해 형성된다.

상기 기밀부재(50)는 브레이징(brazing) 공정을 통해 녹아내리면서 인접구역의 기밀성을 확보한 후 다시 굳어지는 소재로서, 타원형 또는 원형의 동판(銅版)을 절곡하여 형성된다.

본 발명에서는 적층된 복수의 열교환핀(10)을 관통하여 돌출된 튜브(11)의 상단부에는 동(銅)으로 이루어진 링 형상의 기밀부재(50)가 결합되고, 상기 기밀부재(50)가 결합된 튜브(11)는 튜브홀(23)에 삽입되어 브레이징에 의해 사이드플레이트(20)에 고정되어 튜브홀(23) 내·외측에 완전한 기밀성을 확보함에 그 기술적 특징이 있다.

본 발명의 일 실시예로, 상기 기밀부재(50)는 도 5에서 나타낸 바와 같이, 밀착부(51)와 삽입부(53)가 일체로 형성되며, 상기 밀착부(51)에 복수의 주름부(52)를 방사상으로 형성함으로써 삽입부(53)의 절곡을 더욱 용이하게 할 수 있다.

상기 밀착부(51)는 열교환핀(10)과 사이드플레이트(20)의 바닥면 사이에 밀착되는 링 형상으로 이루어져 있으며, 상기 삽입부(53)는 상기 밀착부(51)의 상측에 상방으로 볼록하게 돌출 형성된 구조로서, 튜브(11)가 내측으로 삽입 결합시 압착에 의해 절곡부위가 펼쳐지며 튜브(11)와 튜브홀(23)의 사이에 삽입된다.

또한, 상기 밀착부(51)와 삽입부(53)의 사이에는 경사부(54)가 형성되어 있어 상기 삽입부(53)를 튜브홀(23)의 내측으로 용이하게 삽입할 수 있다.

따라서, 상기 튜브(11)는 도 6에서 나타낸 바와 같이 튜브홀(23)의 하측에서 삽입되어 상단부가 버링부(24)에 의해 지지되며, 열교환핀(10)과 사이드플레이트(20)의 사이 및 튜브(11)와 튜브홀(23)의 버링부(24) 사이에 기밀부재(50)가 위치함으로써 브레이징에 의해 복수의 튜브(11)를 사이드플레이트(20)에 용이하고 견고하게 결합할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조는 기밀부재(50)가 결합된 튜브(11)를 튜브홀(23)에 삽입한 후 브레이징에 의해 결합하는 방식을 제안함으로써 생산성이 대폭적으로 향상되고, 튜브(11)가 결합된 튜브홀(23) 내·외측을 기밀부재(50)에 의해 밀봉 결합함으로써 완전한 기밀성을 확보하였다.

10 : 열교환핀 11 : 튜브
20 : 사이드플레이트 21 : 바닥부
22 : 테두리부 23 : 튜브홀
24 : 버링부 30 : 용재
40 : 워터커넥터 41 : 입수부
42 : 출수부 50 : 기밀부재
51 : 밀착부 52 : 주름부
53 : 삽입부 54 : 경사부
100 : 플레이트

Claims (4)

1. 사이드플레이트에 복수의 튜브가 결합되는 보일러용 열교환기에 있어서,
   사이드플레이트(20)의 바닥부(21)에는 복수의 튜브홀(23)이 형성되고, 상기 튜브홀(23)에는 동(銅)으로 이루어진 링 형상의 기밀부재(50)가 결합된 튜브(11)의 상단부가 삽입 고정되며, 상기 기밀부재(50)는 브레이징(brazing)에 의해 튜브(11)가 결합된 튜브홀(23) 내·외측을 밀봉 결합하되,
   상기 기밀부재(50)는 타원형 또는 원형의 동판을 절곡하여 구성되며, 열교환핀(10)과 사이드플레이트(20)의 바닥면 사이에 위치하는 밀착부(51)와, 상기 밀착부(51)의 상측에 형성되며, 튜브홀(23)에 삽입되어 튜브(11)의 결합에 의해 튜브(11)와 버링부(24)의 사이에 위치하는 삽입부(53)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사이드플레이트(20)의 바닥부(21)측에 형성된 튜브홀(23)의 테두리에는 삽입된 튜브(11)의 일측을 견고하게 고정할 수 있도록 상방으로 돌출된 링 형상의 버링부(24)가 형성되는 것을 특징으로 하는 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 밀착부(51)에는 절곡을 용이하게 할 수 있도록 복수의 주름부(52)가 방사상으로 형성되고,
   상기 밀착부(51)와 삽입부(53)의 사이에는 삽입부(53)를 튜브홀(23)에 용이하게 삽입할 수 있도록 경사부(54)가 형성된 것을 특징으로 하는 기밀부재를 이용한 보일러용 열교환기의 튜브 결합구조.
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