(57)【要約】【課題】熱交換器を提供する。【解決手段】前記熱交換器は、第１側面部と第２側面部との間に連結され、内部に熱交換流体が移動する通路が形成されている複数の第１乃至第３熱交換管、隣接する前記第１熱交換管の間を連結するように前記第１側面部および前記第２側面部の外側面に形成される第１水膨れ、前記第１熱交換管と前記第２熱交換管を連結するか、または前記第２熱交換管と前記第３熱交換管を連結するように前記第１側面部の外側面に形成される第２水膨れ、および隣接する前記第２熱交換管を連結するか、または隣接する前記第３熱交換管を連結するように前記第２側面部の外側面に形成される第３水膨れを備え、前記第１熱交換管の上部に前記第１熱交換管と離隔されて前記第２熱交換管が形成され、前記第２熱交換管の上部に前記第２熱交換管と離隔されて前記第３熱交換管が形成され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１側面部と第２側面部との間に連結され、内部に熱交換流体が移動する通路が形成されている複数の第１熱交換管、第２熱交換管、乃び第３熱交換管、
隣接する前記第１熱交換管の間を連結するように前記第１側面部および前記第２側面部の外側面に形成される第１水膨れ、
前記第１熱交換管と前記第２熱交換管を連結するか、または前記第２熱交換管と前記第３熱交換管を連結するように前記第１側面部の外側面に形成される第２水膨れ、および
隣接する前記第２熱交換管を連結するか、または隣接する前記第３熱交換管を連結するように前記第２側面部の外側面に形成される第３水膨れを備え、
前記第１熱交換管の上部に前記第１熱交換管と離隔されて前記第２熱交換管が形成され、前記第２熱交換管の上部に前記第２熱交換管と離隔されて前記第３熱交換管が形成されることを特徴とする、熱交換器。
【請求項２】
前記第２熱交換管は、
前記第１熱交換管のうち両側面に位置する第１熱交換管の上部に形成され、
前記第３熱交換管は、
前記第２熱交換管の上部に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記第１熱交換管のうち一側面に位置する第１熱交換管に前記第１側面部に連結された流入口を通して前記熱交換流体が流入し、前記第３熱交換管のうち他側面に位置する第３熱交換管に伝達された熱交換流体は、第１側面部から排出口と連結された第４水膨れを通して前記排出口に排出されることを特徴とする、請求項１に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関し、特に、熱交換器の表面の熱まで吸収して効率を極大化できる熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器は、互いに温度が異なる流体と被加熱流体を交差させて熱伝達がなされるようにするものであり、ボイラーおよび空調調和機を含む様々な冷暖房装置において、暖房、空気調和、動力発生、冷却および廃熱回収用等に広く用いられる。
【０００３】
例えば、ボイラーは、コンデンシング方式と非コンデンシング方式とに区分できるが、コンデンシング方式は、バーナーにより燃焼された熱を利用して直接的に暖房水を加熱する顕熱熱交換器と、前記顕熱熱交換器を通過した排気ガスの凝縮潜熱を利用して暖房水を加熱する潜熱熱交換器を含んで構成し、非コンデンシング方式は、顕熱熱交換器だけを備えている。
【０００４】
顕熱だけを吸収するように構成された熱交換器は、凝縮過程で発生する湿った条件に対する機能を考慮する必要がないので、熱伝導効果の大きな銅材質の熱交換器を用いてきた。しかし、顕熱および潜熱を吸収するように構成された熱交換器の場合、内部で凝縮過程がなされるので、潜熱吸収部は、湿った環境にあるようになり、このような湿った環境は、燃焼排気ガス中の水蒸気が凝縮しながら気体から液体に変わるようになるため作られる。このように液体に変わるものを凝縮水といい、この凝縮水は、酸性液体であって、耐食性を備えていない金属を腐食させることとなり、ボイラーの耐久性に大きな問題となっていた。
【０００５】
また、顕熱だけを吸収する熱交換器にほとんど用いられる銅材質の場合も、熱伝導度は優れているが、凝縮条件の状態で前記のような腐食が発生し、熱交換器の耐久性能が低下する。また、潜熱部熱交換器を通過した燃焼ガスにはまだ潜熱が残っているにもかかわらず、従来は、排気ダクトを通して大気中に直ちに放出されることにより、熱効率がよくない問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−０８１４９３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、水膨れ（ｂｌｉｓｔｅｒ）形態に設計され、熱交換器の表面の熱まで吸収することにより効率を極大化できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を達成するための本発明の一実施例に係る熱交換器は、第１側面部と第２側面部との間に連結され、内部に熱交換流体が移動する通路が形成されている複数の第１乃至第３熱交換管、隣接する前記第１熱交換管の間を連結するように前記第１側面部および前記第２側面部の外側面に形成される第１水膨れ、前記第１熱交換管と前記第２熱交換管を連結するか、または前記第２熱交換管と前記第３熱交換管を連結するように前記第１側面部の外側面に形成される第２水膨れ、および隣接する前記第２熱交換管を連結するか、または隣接する前記第３熱交換管を連結するように前記第２側面部の外側面に形成される第３水膨れを備え、前記第１熱交換管の上部に前記第１熱交換管と離隔されて前記第２熱交換管が形成され、前記第２熱交換管の上部に前記第２熱交換管と離隔されて前記第３熱交換管が形成され得る。
【０００９】
前記第２熱交換管は、前記第１熱交換管のうち両側面に位置する第１熱交換管の上部に形成され、前記第３熱交換管は、前記第２熱交換管の上部に形成され得る。
【００１０】
前記第１熱交換管のうち一側面に位置する第１熱交換管に前記第１側面部に連結された流入口を通して前記熱交換流体が流入し、前記第３熱交換管のうち他側面に位置する第３熱交換管に伝達された熱交換流体は、第１側面部から排出口と連結された第４水膨れを通して前記排出口に排出され得る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の技術的思想による一実施例に係る熱交換器は、水膨れ（ｂｌｉｓｔｅｒ）形態に設計され、熱交換器の表面の熱まで吸収することにより効率を極大化できる長所がある。また、本発明の技術的思想による一実施例に係る熱交換器は、ステンレス材質からなって耐食性に優れ、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）で部品を結合して、熱応力によるねじれや熱変形がない長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の技術的思想による一実施例に係る熱交換器の斜視図である。
【図２】図１の熱交換器の第１側面部を正面から見た図である。
【図３】図１の熱交換器の第２側面部を正面から見た図である。
【図４】図１の熱交換器を上から見た平面図である。
【図５】図１の熱交換器１００において熱交換流体が移動する経路を示した図である。
【図６】図１の熱交換器１００において熱交換流体が移動する経路を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の詳細な説明において引用される図面をより十分に理解するために、各図面の簡単な説明が提供される。
【００１４】
本発明と本発明の動作上の利点および本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の好ましい実施例を例示する添付の図面および図面に記載の内容を参照すべきである。
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同じ参照符号は、同じ部材を示す。
【００１６】
図１は、本発明の技術的思想による一実施例に係る熱交換器１００の斜視図であり、図２は、図１の熱交換器１００の第１側面部１０１を正面から見た図である。そして、図３は、図１の熱交換器１００の第２側面部１０２を正面から見た図であり、図４は、図１の熱交換器１００を上から見た平面図である。
【００１７】
図１乃至図４を参照すると、熱交換器１００は、複数の第１熱交換管１１０、複数の第２熱交換管１２０、複数の第３熱交換管１３０、第１水膨れ１４０、第２水膨れ１５０および第３水膨れ１６０を備えることができる。
【００１８】
第１熱交換管１１０、第２熱交換管１２０および第３熱交換管１３０は、第１側面部１０１と第２側面部１０２との間に連結され、内部に熱交換流体が移動する通路が形成され得る。前記熱交換流体は、流入口１８０を通して流入し、第１熱交換管１１０、第２熱交換管１２０および第３熱交換管１３０を通して排出口１９０に排出される水などの流体であってよい。第１熱交換管１１０、第２熱交換管１２０および第３熱交換管１３０は、内部に熱交換流体が移動する通路である中空が形成されているパイプ形態であってよい。そして、流入口１８０から排出口１９０まで前記熱交換流体が第１熱交換管１１０、第２熱交換管１２０および第３熱交換管１３０を通して伝達されるように、第１水膨れ１４０、第２水膨れ１５０および第３水膨れ１６０を通して前記熱交換管が互いに連結され得、これについては、以下において、第１水膨れ１４０、第２水膨れ１５０および第３水膨れ１６０と関連してより詳細に説明する。
【００１９】
第１熱交換管１１０は、熱交換器１００の下部面に形成され得、第２熱交換管１２０は、第１熱交換管１１０の上部に離隔されて形成され得、第３熱交換管１３０は、第２熱交換管１２０の上部に離隔されて形成され得る。例えば、図１乃至図４の実施例のように、熱交換器１００の下部面に８個の第１熱交換管１１０が形成され、第１熱交換管１１０の両側面に位置する第１熱交換管１１０の上部にそれぞれ一つずつの第２熱交換管１２０が形成され、第２熱交換管１２０の上部にそれぞれ一つずつの第３熱交換管１３０が形成され得る。ただし、本発明の技術的思想による一実施例に係る第１熱交換管１１０、第２熱交換管１２０および第３熱交換管１３０は、必ずしも図１乃至図４の実施例のような位置に形成されなければならないものではなく、他の様々な個数の熱交換管が様々な形態に設けられ得る。ただし、以下において説明するように、第１水膨れ１４０、第２水膨れ１５０および第３水膨れ１６０を通して前記熱交換管が連結されることにより、流入口１８０を通して流入した前記熱交換流体が排出口１９０に排出できなければならない。
【００２０】
第１水膨れ１４０それぞれは、第１側面部１０１および第２側面部１０２の外側面に形成され得、隣接する第１熱交換管１１０の間を連結することができる。即ち、第１熱交換管１１０の内部の熱交換流体が移動する通路は、第１水膨れ１４０の内部空間に連結されており、前記熱交換流体が第１水膨れ１４０を通して隣接する第１熱交換管１１０に移動することができる。図１乃至図４には、第１水膨れ１４０の形状に関する一実施例を示しているだけで、本発明の第１水膨れ１４０は、図１乃至図４の形状に限定されるものではなく、図５および図６と関連して説明するように前記熱交換流体が移動できれば、他の様々な形状を有することができる。
【００２１】
第２水膨れ１５０それぞれは、異なる層にある前記熱交換管を互いに連結することができる。即ち、第２水膨れ１５０それぞれは、第１熱交換管１１０と第２熱交換管１２０を連結するか、または第２熱交換管１２０と第３熱交換管１３０を連結するように第１側面部１０１の外側に形成され得る。即ち、第１熱交換管１１０を全て経て伝達される熱交換流体は、最後の第１熱交換管１１０を通して排出された後、第２水膨れ１５０を通して第１熱交換管１１０の上部に位置する第２熱交換管１２０に伝達され得る。また、第２熱交換管１２０を全て経て伝達される熱交換流体は、最後の第２熱交換管１２０を通して排出された後、第２水膨れ１５０を通して第２熱交換管１２０の上部に位置する第３熱交換管１３０に伝達され得る。説明の便宜上、異なる層の熱交換管を互いに連結する水膨れを第２水膨れ１５０と定義しており、図２を参照すると、右側の第２水膨れ１５０が、第１熱交換管１１０と第２熱交換管１２０を連結する水膨れであり、左側の第２水膨れ１５０が、第２熱交換管１２０と第３熱交換管１３０を連結する水膨れである。図１乃至図４には、第２水膨れ１５０の形状に関する一実施例を示しているだけで、本発明の第２水膨れ１５０は、図１乃至図４の形状に限定されるものではなく、図５および図６と関連して説明するように前記熱交換流体が移動できれば、他の様々な形状を有することができる。
【００２２】
第３水膨れ１６０それぞれは、隣接する第２熱交換管１２０を連結するか、または隣接する第３熱交換管１３０を連結するように第２側面部１０２の外側に形成され得る。即ち、第２熱交換管１２０の内部の熱交換流体が移動する通路は、第３水膨れ１６０の内部空間に連結されており、前記熱交換流体が第３水膨れ１６０を通して隣接する第２熱交換管１２０に移動することができる。また、第３熱交換管１３０の内部の熱交換流体が移動する通路は、第３水膨れ１６０の内部空間に連結されており、前記熱交換流体が第３水膨れ１６０を通して隣接する第３熱交換管１３０に移動することができる。説明の便宜上、同一の層の第２熱交換管１２０を互いに連結するか、または第３熱交換管１３０を互いに連結する水膨れを第３水膨れ１６０と定義しており、図３を参照すると、中間に形成された第３水膨れ１６０が、隣接する第２熱交換管１２０の間を連結する水膨れであり、上部側の第３水膨れ１６０が、第３熱交換管１３０の間を連結する水膨れである。図１乃至図４には、第３水膨れ１６０の形状に関する一実施例を示しているだけで、本発明の第３水膨れ１６０は、図１乃至図４の形状に限定されるものではなく、図５および図６と関連して説明するように前記熱交換流体が移動できれば、他の様々な形状を有することができる。
【００２３】
先に説明した流入口１８０は、第１熱交換管１１０のうち一側面に位置する第１熱交換管１１０（例えば、図１において最も左側に形成されている第１熱交換管）と連結され、外部から流入する前記熱交換流体を第１熱交換管１１０に伝達する役割を果たす。また、排出口１９０は、第３熱交換管１３０のうち他側面に位置する第３熱交換管１３０（例えば、図１において最も右側に形成されている第３熱交換管）と連結され、前記熱交換管を通して伝達された前記熱交換流体を外部に排出する役割を果たす。ただし、流入口１８０と排出口１９０の位置は、前記熱交換管の位置によって異なる位置に形成され得、本発明の流入口１８０と排出口１９０の位置および形状は、図１乃至図４の実施例に限定されるものではない。
【００２４】
以上において説明した熱交換器１００は、ステンレス材質からなっていてよく、以上において説明した第１熱交換管１１０、第２熱交換管１２０、第３熱交換管１３０、第１水膨れ１４０、第２水膨れ１５０、第３水膨れ１６０が第１側面部１０１と第２側面部１０２に結合されるにあたって、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）で結合されることにより、本発明の技術的思想による一実施例に係る熱交換器は、熱応力によるねじれや熱変形がない。
【００２５】
図５および図６は、図１の熱交換器１００において熱交換流体が移動する経路を示した図である。
【００２６】
図１乃至図６を参照すると、（１）のように流入口１８０を通して流入した熱交換流体は、流入口１８０と連結されている第１熱交換管１１０を通して伝達され、（２）のように第２側面部１０２に形成された第１水膨れ１４０を通して隣接する第１熱交換管１１０に伝達される。以後、前記熱交換流体は、また第１熱交換管１１０を通して第１側面部１０１方向に移動し、（３）のように第１側面部１０１に形成された第１水膨れ１４０を通して隣接する第１熱交換管１１０に伝達される。このように、前記熱交換流体は、第１側面部１０１と第２側面部１０２との間を行ったり来たりしながら、全ての第１熱交換管１１０と第１水膨れ１４０を移動することとなり、このように移動される経路は、（４）から（８）までと表示されている。
【００２７】
最後の第１熱交換管１１０を通して伝達される前記熱交換流体は、（９）のように第１側面部１０１の第２水膨れ１５０を通して第２熱交換管１２０に移動することとなり、移動された前記熱交換流体は、第２熱交換管１２０を通して第１側面部１０１から第２側面部１０２方向に移動することとなる。そして、前記熱交換流体は、（１０）のように第２側面部１０１に形成された第３水膨れ１６０を通して他の第２熱交換管１２０に伝達され、第２側面部１０２から第１側面部１０１方向に伝達される。第２熱交換管１２０を通して第１側面部１０１方向に伝達された前記熱交換流体は、（１１）のように第１側面部１０１の第２水膨れ１５０を通して第３熱交換管１３０に移動することとなり、第３熱交換管１３０を通して第１側面部１０１から第２側面部１０２方向に移動することとなる。そして、前記熱交換流体は、（１２）のように第２側面部１０２に形成された第３水膨れ１６０を通して他の第３熱交換管１３０に伝達され、第２側面部１０２から第１側面部１０１方向に伝達される。このように伝達された前記熱交換流体は、（１２）のように第１側面部１０１に形成された水膨れ１７０を通して排出口１９０に伝達され、排出口１９０を通して外部に排出される。
【００２８】
例えば、熱交換器１００の上部にバーナー（図示しない）が設けられ、前記バーナーで発生した火炎および高温の燃焼ガスが熱交換器１００の上部から下部に通過する場合、以上において説明したように、熱交換流体が流入口１８０から排出口１９０まで伝達されながら前記火炎および高温の燃焼ガスから熱を吸収し、高温の熱交換流体が排出口１９０を通して排出され得る。
【００２９】
以上のように、図面と明細書において最適な実施例が開示された。ここで、特定の用語が用いられているが、これは、単に本発明を説明するための目的で用いられたものであり、意味限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために用いられたものではない。それゆえ、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形および均等な他の実施例が可能であるという点を理解するだろう。従って、本発明の正しい技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想により定められるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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