本發(fā)明涉及u形彎曲熱交換管類型的熱交換器，更具體而言，涉及一種將熱交換管和u字管構(gòu)成為一體的多個u形彎曲熱交換管設(shè)置在熱交換器主體，以便在低溫水與熱源之間產(chǎn)生熱交換的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器。

背景技術(shù)：

熱交換器將溫度相互不同的加熱液體和被加熱液體進行交互來實現(xiàn)熱傳遞，其用于通過對循環(huán)在鍋爐或熱水器中的低溫水進行加熱，來使低溫水加熱成溫水或取暖水而供給。

另外，熱交換器通過將布置在主體內(nèi)部的多個熱交換管連接到主體的兩側(cè)面，使低溫水以z字形方向進行循環(huán)。并且，該熱交換器根據(jù)連接件的種類大致分為u字管方式及水套方式。

如圖1所示的u字管方式是已被包括韓國公開專利第2010-0032543號的許多文件公開的方式，而且公開了將多個熱交換管30布置在熱交換室40內(nèi)部并通過主體側(cè)面的u字管連接所鄰接的管道的技術(shù)。

反而，如圖2所示的水套方式是已被包括韓國公開專利第2010-0115601號的許多文件公開的方式，而且公開了通過并列流道蓋31(水套)連接插進在第一固定板21及第二固定板22之間的多個熱交換管道10的技術(shù)。

但是，u字管方式具有因u字管突出于主體的外側(cè)而使熱交換器的整體尺寸增加，并且由于向外部所露出的u字管的放熱而產(chǎn)生熱損失，從而降低熱效率的缺點。

并且，水套方式雖然能夠彌補u字管方式的缺點，但是不能滿足高性能的耐壓測試標(biāo)準(zhǔn)。即，水套方式具有由于在熱交換器側(cè)面的壓力膨脹和在批量生產(chǎn)中不均勻的硬釬焊等的理由發(fā)生壓力變形及燒壞的缺點。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻】

【專利文獻】

(專利文獻1)韓國公開專利第2010-0032543號

(專利文獻2)韓國公開專利第2010-0115601號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明是為了解決上述問題而提供一種熱交換器，該熱交換器是通過將u字管不讓向熱交換器主體的外部露出并使水套的使用最小化，來減小整體尺寸和防止熱損失，并且具有高的內(nèi)壓性能的u形彎曲熱交換管類型。

用于解決問題的方案

為此，根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的特征在于，包括：熱交換器主體，由前方側(cè)板、后方側(cè)板、左側(cè)側(cè)板及右側(cè)側(cè)板包圍并且其上部和下部被開放，以便使熱源通過；多個u形彎曲熱交換管，插進并組裝于所述左側(cè)側(cè)板和右側(cè)側(cè)板之間，并分別包括相互平行布置的兩個熱交換管及相連接所述兩個熱交換管的一側(cè)端部的u字管；以及多個水套，通過結(jié)合于所述左側(cè)側(cè)板及右側(cè)側(cè)板中的至少一個的外側(cè)面并相連接所鄰接的兩個熱交換管的開放的端部，使低溫水沿著所述多個u形彎曲熱交換管進行循環(huán)，其中，所述u形彎曲熱交換管的u字管固定于所述左側(cè)側(cè)板或右側(cè)側(cè)板的內(nèi)側(cè)面，所述兩個熱交換管的另一端部插進到與固定有所述u字管的側(cè)板相反的側(cè)板而連接到所述水套。

此時，所述u形彎曲熱交換管優(yōu)選為其端面具有橢圓形的橢圓形管道。

并且，在所述左側(cè)側(cè)板及右側(cè)側(cè)板中的至少一個設(shè)置有用于插進并固定所述u形彎曲熱交換管的u字管的u字管固定部，并且，所述u字管固定部優(yōu)選為所述右側(cè)側(cè)板的一部分從內(nèi)側(cè)到外側(cè)突出而形成于所述右側(cè)側(cè)板的內(nèi)側(cè)面的組裝槽。

并且，所述u形彎曲熱交換管優(yōu)選地包括：co減少熱交換管，具有設(shè)置為從所述熱交換器主體的上端部向下側(cè)隔開一定距離并相互平行布置的第一co熱交換管及第二co熱交換管；以及多個主熱交換管，設(shè)置于所述co減少熱交換管的下側(cè)并在外周面設(shè)置有熱交換銷。

并且，優(yōu)選地，構(gòu)成所述第一co熱交換管的兩個熱交換管中的一個熱交換管固定于所述前方側(cè)板f，并構(gòu)成所述第二co熱交換管的兩個熱交換管中的一個熱交換管固定于所述后方側(cè)板。

并且，所述u形彎曲熱交換管類型的熱交換器還包括：輔助熱交換管，其設(shè)置于所述co減小熱交換管的上側(cè)，并且，構(gòu)成所述輔助熱交換管的兩個熱交換管優(yōu)選地分別固定于所述前方側(cè)板及后方側(cè)板。

發(fā)明的效果

如上所述的本發(fā)明將熱交換管和u字管結(jié)合為一體而成的u形彎曲熱交換管插入并組裝于熱交換器主體的內(nèi)部，并且只將所開放的u形彎曲熱交換管的一側(cè)端部連接到水套。

由此，通過將u字管不使向熱交換器主體的外部露出并使水套的使用最小化，來防止整體尺寸的增加和熱損失并提供高的內(nèi)壓性能。

附圖說明

圖1為示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器(u字管類型)的透視圖。

圖2為示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的熱交換器(水套類型)的局部圖。

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的一側(cè)立體圖。

圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的另一側(cè)立體圖。

圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的平面圖。

圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的側(cè)板連接件的附圖。

圖7為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的u形彎曲熱交換管的附圖。

圖8為示出所述圖3的固定部的部分放大圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

110熱交換器主體

111固定部

112長槽

113側(cè)板連接件

120u型彎頭熱交換管

121(121a,121b,121c)熱交換管

122(122a,122b,122c)u字管

130水套

in進水口

out排水口

l/r/f/b側(cè)板(左/右/前/后)

具體實施方式

參照附圖，對根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器進行詳細(xì)說明。

但是，在下文中，設(shè)定設(shè)置有燃燒器的方向為上側(cè)，其反側(cè)為下側(cè)，但是，顯然可根據(jù)燃燒器的設(shè)置位置，上下方向可能調(diào)換過來。

并且，在下文中，將熱交換器主體區(qū)分為前/后/左/右側(cè)板進行說明，顯然前/后/左/右方向根據(jù)觀察角度可以變化。

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的一側(cè)立體圖，圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的另一側(cè)立體圖，圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器的平面圖。

如圖3至圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的u形彎曲熱交換管類型的熱交換器包括：供熱源通過的熱交換器主體110、供低溫水進行循環(huán)的多個u形彎曲熱交換管120及連接所述u形彎曲熱交換管120的水套130。

由此，在經(jīng)過進水口in所流入的低溫水沿著多個u形彎曲熱交換管120進行循環(huán)之后經(jīng)過排水口out排水的過程中，在低溫水和熱源之間產(chǎn)生熱交換。并且，低溫水通過熱交換加熱成溫水或取暖水來被供給。

尤其，本發(fā)明的u形彎曲熱交換管120是將熱交換管121和u字管122結(jié)合為一體而成的，其組裝于熱交換器主體110的內(nèi)部并通過水套130只連接u形彎曲熱交換管120所開放的一側(cè)端部。

由此，通過將u字管122不讓向熱交換器主體110的外部露出并使水套130的使用最小化，來防止整體尺寸的增加和熱損失，并且提供高的內(nèi)壓性能。

更詳細(xì)的，作為一實施例，熱交換器主體110構(gòu)成顯熱交換器(還稱為“1次熱交換器”)的主體，其包括：前方側(cè)板f、后方側(cè)板b、左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r。

該多個側(cè)板f、b、l及r在布置于前后左右正確位置的狀態(tài)下，通過焊接等來相結(jié)合。優(yōu)選地，如圖6所示，通過分別穿孔左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r的一部分，在借助所突出的側(cè)板連接件113按前方側(cè)板f和后方側(cè)板b而固定的狀態(tài)下，簡單地進行焊接。

如上所述，分別開放所組裝的熱交換器主體110的上部和下部，以便使從布置在上部的燃燒室所流入的高溫的燃燒氣體向下排放。此時，在熱交換器主體110的上部設(shè)置有朝下式預(yù)混氣體燃燒器。

即，一般的冷凝燃燒從其上部開始布置有預(yù)混氣體燃燒器、燃燒室、顯熱交換器、潛熱交換器及排放部。作為一實施例，本發(fā)明的熱交換器主體110用作顯熱交換器。

接著，u形彎曲熱交換管120在熱交換器主體110的內(nèi)部中插進并組裝于左側(cè)側(cè)板l與右側(cè)側(cè)板r之間。所述的u形彎曲熱交換管120設(shè)置為多個并且每個u形彎曲熱交換管120構(gòu)成熱交換用管道單元。

如圖7所示，多個u形彎曲熱交換管120(120a、120b及120c)分別包括相互平行布置的兩個熱交換管121(121a、121b及121c)及相連接所述兩個熱交換管121的一側(cè)端部的u字管122(122a、122b及122c)，從而整體上具有彎曲為“u”字形的形狀。

在熱交換器的組裝工程之前，通過預(yù)先將u字管122插進并焊接于兩個熱交換管121中，制成每個u形彎曲熱交換管120。并且，將完成的所述u形彎曲熱交換管120組裝于熱交換器主體110的內(nèi)部(即，不讓向外側(cè)露出)。

上述的u形彎曲熱交換管120分為包括：用來降低一氧化碳的co減小熱交換管120a、用來提高熱效率的主熱交換管120b及用來增強的輔助熱交換管120c的三種。

如在下文中再詳細(xì)說明的一樣，co減小熱交換管120a布置于中端，主熱交換管120b布置于下端并且輔助熱交換管120c設(shè)置于上端，從而起到各自的作用。

另外，圖3及圖4中，u形彎曲熱交換管120的所開放的端部都同一布置為朝向一側(cè)(例如：左側(cè)側(cè)板)。由此，通過將多個水套130集中附著于一側(cè)面來提高批量生產(chǎn)性。

但是，與附圖不同的，多個u形彎曲熱交換管120中有幾個u形彎曲熱交換管120所開放的端部可以沿與另外u形彎曲熱交換管120不同的方向布置(例如：右側(cè)側(cè)板)。在此情況下，多個水套130也根據(jù)u形彎曲熱交換管120設(shè)置方向分散到一側(cè)和另一側(cè)。

接著，水套130用于相連接一個u形彎曲熱交換管120和鄰接于其的另一個u形彎曲熱交換管120，進而繼續(xù)連接多個u形彎曲熱交換管120。

具體的，通過將構(gòu)成u形彎曲熱交換管120的兩個熱交換管中的一個熱交換管連接到構(gòu)成鄰接的另一個u形彎曲熱交換管120的兩個熱交換管中的一個熱交換管，使兩個u形彎曲熱交換管120相連接。

由此，通過多個水套130連接多個u形彎曲熱交換管120，使低溫水經(jīng)過所有的u形彎曲熱交換管120而依次的流動(附圖中的箭頭符號表示低溫水的流動方向)。

但是，水套13中設(shè)置于最上部的左右兩個水套130構(gòu)成為分別具有“┐”字形狀及“一”字形狀，以便通過增強除了管道的連接點以外的部分，來防止由在燃燒器燃燒時所發(fā)生的熱影響導(dǎo)致的熱變燒壞。

同時，優(yōu)選地，在水套130自身上還形成取暖水流道，以便由水套130還吸收在燃燒器燃燒時所發(fā)生的熱并防止左側(cè)側(cè)面l的變形和熱沖擊。

上述的水套130又稱為“流道蓋”或者“水箱”，若將水套130通過硬釬焊等固定于熱交換器主體110的側(cè)板，則在側(cè)板之間形成流道。由此，連接插進于側(cè)板中的u形彎曲熱交換管120的所開放的端部。

水套130根據(jù)u形彎曲熱交換管120布置方向結(jié)合于左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r中的至少一個的外側(cè)面。如圖3和圖4所示，在u形彎曲熱交換管120的布置方向統(tǒng)一的情況下，則多個水套130都組裝于左側(cè)側(cè)板l。

但是，如上所述，根據(jù)所述u形彎曲熱交換管120的開放的端部朝向的方向，水套130也是可以設(shè)置于左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r。即，若多個u形彎曲熱交換管120分別設(shè)置為朝向左/右，則水套130分散設(shè)置于左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r。

如上所示，本發(fā)明的特征在于，u形彎曲熱交換管120的u字管122固定于左側(cè)側(cè)板l或右側(cè)側(cè)板r的內(nèi)側(cè)面，并且兩個熱交換管121的另一端部插進到與固定有所述u字管122的側(cè)板相反的側(cè)板而連接到所述水套130。

比如，如圖3及圖4所示，u形彎曲熱交換管120的u字管122固定于右側(cè)側(cè)板r的內(nèi)面并且熱交換管121的開放的端部固定于左側(cè)側(cè)板l，由此，水套130也是組裝于左側(cè)側(cè)板l的外側(cè)面。

由此，如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的u字管突出且露出于熱交換室40的外部，反而本發(fā)明通過將u字管122位于熱交換器主體110的內(nèi)部，來減小熱交換器的整體尺寸并防止由向外部的放熱導(dǎo)致的熱效率降低。

并且，如圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的熱交換管的兩端部都開放，反而本發(fā)明的熱交換管121只開放一端部(另一端由u字管被連接)而減小連接開放的端部的水套130的數(shù)量并提高內(nèi)壓性能。

但是，上述的u形彎曲熱交換管120優(yōu)選為其端面具有橢圓形的橢圓形管道。即，優(yōu)選地，兩個熱交換管121及u字管122都構(gòu)成為其端面具有橢圓形的管道。作為材料能夠采用不銹鋼等的各種材料。

由公知的整個努塞爾數(shù)可知，與端面為圓形的管道等相比，端面為橢圓形(或卵形)的橢圓形管道具有高的熱導(dǎo)率，從而更加高效率。

同時，端面為橢圓形的u形彎曲熱交換管120與端面為圓形的管道相比具有約40％的摩擦系數(shù)，由此減小由于管道的摩擦壓力損耗并實現(xiàn)熱源的順利流動。

并且，本發(fā)明優(yōu)選地在構(gòu)成熱交換器主體110的左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r中的至少一個上設(shè)置供u形彎曲熱交換管120的u字管122插進并固定的u字管固定部111。

u字管固定部111可以采用能夠包圍u字管122的外周面的同時固定于側(cè)板上的夾具或在上部布置有u字管122并支撐u字管122的支架及供u字管122插進的組裝槽等各種類型。

尤其，如圖8放大所示，作為用于u字管122的固定部111采用上述的組裝槽時，僅將u字管122插進于組裝槽，則由一次按壓方式實現(xiàn)組裝。

上述的組裝槽111通過加壓右側(cè)側(cè)板r及/或左側(cè)側(cè)板l的一部分來成型，以便右側(cè)側(cè)板r及/或左側(cè)側(cè)板l的一部分從內(nèi)側(cè)到外側(cè)突出，并且，根據(jù)需要對插進于組裝槽的u字管122通過硬釬焊等進行焊接。

由此，使得u形彎曲熱交換管120的u字管122不讓向熱交換器主體110的外部露出并使簡單的組裝，從而能夠特別提高熱交換器的批量生產(chǎn)性。

進而，優(yōu)選地在前方側(cè)板f及后方側(cè)板b上形成長度較長的長槽112，以便將u形彎曲熱交換管120的熱交換管121插進于長槽112內(nèi)。長槽112作為用于熱交換管121的一種組裝件，通過長槽112能夠由可拆卸方式組裝u形彎曲熱交換管120并增強熱交換器主體110。

并且，本發(fā)明作為u形彎曲熱交換管120優(yōu)選地包括根據(jù)其固有的作用所區(qū)分的co減小熱交換管120a和主熱交換管120b及輔助熱交換管120c。

co減小熱交換管120a包括平行布置的兩個u形彎曲熱交換管120即第一co熱交換管及第二co熱交換管，并且設(shè)置為從熱交換器主體110的上端部向下側(cè)隔開一定距離(例如：熱交換器主體的中間高度)。

上述的co減小熱交換管120a防止經(jīng)過燃燒器的燃燒室流入的高溫的燃燒氣體流入到熱交換器主體110內(nèi)部之后直接開始熱交換，并且作為熱交換管道用。

燃燒氣體多量包含co(一氧化碳)，因此，若在co與o2進行反應(yīng)而成為co2的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生之前急劇實現(xiàn)熱交換，則燃燒氣體急劇被冷卻并不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而co直接被排放。

由此，本發(fā)明具有使燃燒氣體的溫度平緩降低的平緩的溫度梯度，以便形成將co化學(xué)變化為co2的溫度，從而減小有害物質(zhì)的放出。

尤其，構(gòu)成第一co熱交換管120a的兩個熱交換管121a中的一個熱交換管固定于前方側(cè)板f，并相向地構(gòu)成第二co熱交換管120a的兩個熱交換管121a中的一個熱交換管固定于后方側(cè)板b。

若將co減小熱交換管120a設(shè)置成如上所示的布置方式，則第一co熱交換管及第二co熱交換管分別固定于前方側(cè)板f及后方側(cè)板b的同時提供增強力，從而在高溫的動作情況下也提高內(nèi)壓性能。

進而，向燃燒器的下側(cè)隔開一定距離的同時在第一co熱交換管和第二co熱交換管之間形成間隔，由此能夠防止燃燒氣體的溫度急劇降低而減小co發(fā)生，并使燃燒氣體順利流動。

接著，主熱交換管120b用來與從設(shè)置于熱交換器主體110的上部的燃燒室的燃燒器所發(fā)生的熱源進行主要的熱交換，在其熱交換管121b的外周面附著有用于提高熱傳率的熱交換銷he_f。

上述的主熱交換管120b設(shè)置于co減小熱交換管120a的下部(即，以燃燒氣體的流動方向為基準(zhǔn)的下流)，并且具有多個(例如：三個)u形彎曲熱交換管120向左右并列配置的結(jié)構(gòu)，以便提高熱傳率。

由于在熱交換管121b的外周面附著有熱交換銷he_f，而雖然主熱交換管120b不插進于前方側(cè)板f及后方側(cè)板b的長槽112，但是固定于左側(cè)側(cè)板l及右側(cè)側(cè)板r中的任意個組裝件111。

接著，輔助熱交換管120c用來減小co并增強較低的熱交換及熱交換器主體110的內(nèi)壓，設(shè)置于co減小熱交換管120a的上側(cè)。

輔助熱交換管120c的構(gòu)成中兩個熱交換管121c分別固定于所述前方側(cè)板f及后方側(cè)板b，并且u字管122c固定于左側(cè)側(cè)板l或右側(cè)側(cè)板r。

上述的輔助熱交換管120c構(gòu)成為一個的u形彎曲熱交換管120，但輔助兩個熱交換管121c分別固定于前方側(cè)板f及后方側(cè)板b，由此u字管122c的長度與co減小熱交換管120a或主熱交換管120b的u字管122a、122b的長度相比更長。

并且，輔助熱交換管120c的u字管122c也是插進于形成在左側(cè)側(cè)板l及/或右側(cè)側(cè)板r的組裝槽111(即，組裝件)，并且兩個熱交換管121c插進并組裝于形成在前方側(cè)板f及后方側(cè)板b的長的長槽112。

以上，對本發(fā)明的特定實施例進行了詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明的思想和范圍不限于這種特定實施例，在不變更本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進行多種修改和變形，這一點對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是可理解的。

因此，以上記載的實施例僅僅是為了向本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員說明本發(fā)明的范疇而記載的，在各方面僅僅是示例性的，不應(yīng)理解為是限定性的，本發(fā)明僅由權(quán)利要求的范疇來定義。