膨胀水箱一体型换热器及包含该换热器的锅炉的制作方法

本发明涉及膨胀水箱一体型换热器及包含该换热器的锅炉，尤其涉及温水供给机和膨胀水箱一体地设置在一个换热器外壳内的膨胀水箱一体型换热器及包含该换热器的锅炉。

此外，本发明涉及如下的膨胀水箱一体型换热器及包含该换热器的锅炉：该换热器即使长期使用，也能够防止构成膨胀水箱的隔膜变形，并且保障上述隔膜的可靠动作。

背景技术：

一般，在锅炉配管中循环的暖气水的温度变高时其体积增大，从而配管内部的压力升高，因此需要使用能够对此进行补偿的压力式膨胀水箱。

因此，锅炉除了用于供给温水的温水供给用换热器之外，还需要另外配备压力式膨胀水箱，存在其制作困难，单价上升的问题。

针对这样的问题，如图1所示，在韩国专利申请公开第2012-0089171号中，为了一体地提供温水换热器和膨胀水箱，将在内侧具备气体室的第一外壳(110a)和内侧具备水室的第二外壳(110b)相对置地结合，并在其之间嵌入隔板(150)来划分水室和气体室。

此外，在填充气体的第一外壳(110a)内部设置弹性口袋(130a)，在暖气水流动的第二外壳(110b)内部组装温水供给用换热管(140a)，在隔板(150)上形成通过暖气水的连通孔(151)。

由此，利用通过第二外壳(110b)的高温暖气水对温水供给用换热管(140a)的自来水进行加热来供给温水，进而暖气水的温度上升而体积增加的情况下，暖气水通过隔板(150)的连通孔(151)流入第二外壳(110b)内部而吸收冲击。

但是，在如上所述的现有技术中，与隔板(150)上形成的各连通孔(151)的大小较大相比，不具备用于防止弹性口袋(130a)的一部分通过该连通孔(151)落到隔板另一侧的手段。

因此，如图2所示，当弹性口袋(130a)膨胀时挤入隔板(150)的连通孔(151)而突出到隔板(150)的另一侧，所以在长期保持该状态时，弹性口袋(130a)发生变形。

进而，在如上所述隔板(150)的连通孔(151)被堵住时，被供给到第二外壳(110b)的水室的暖气水推出膨胀的弹性口袋(130a)，从而不会流出到第一外壳(110a)的气体室侧，进而存在丧失膨胀水箱的功能的问题。

技术实现要素：

[技术课题]

本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，其目的在于提供一种温水供给机和膨胀水箱一体地设置在一个换热器外壳内的膨胀水箱一体型换热器及包括该换热器的锅炉。

此外，本发明的目的在于提供一种膨胀水箱一体型换热器及包含该换热器的锅炉，其即使长期使用，也能够防止构成膨胀水箱的隔膜的变形，并且保障上述隔膜的可靠动作。

[课题解决方案]

为此，本发明的膨胀水箱一体型换热器及包括该换热器的锅炉，其特征在于，包括：水室外壳，在内侧具备流动暖气水的水室，包括上述暖气水流入的暖气水流入口、上述暖气水排出的暖气水排出口、自来水流入的自来水流入口以及温水排出的温水排出口；气体室外壳，与上述水室外壳相对置地组装而形成一个换热器外壳，在内侧具备气体室；隔板，在上述换热器外壳内组装在上述水室和气体室的边界部，在一侧部的特定区域内集合形成使得暖气水分散流入的多个暖气水流动孔；温水换热管，组装在上述隔板的一侧面和上述水室之间，一侧端部的流入口被夹入上述水室外壳的自来水流入口，另一侧端部的流出口被夹入上述水室外壳的温水排出口；以及隔膜，被组装在上述隔板的另一侧面和上述气体室之间，随着填入于上述气体室的膨胀气体膨胀，或随着通过上述暖气水流动孔流入上述气体室侧的暖气水压缩。

此时，优选在配置有上述隔板的上述隔板的下面，沿着上述特定区域的边界线突出第一支撑台阶。

此外，优选在上述隔板的下面中多个上述暖气水流动孔彼此之间突出第二支撑台阶。

此外，优选上述多个暖气水流动孔在上述特定区域内沿着圆周方向每隔一定间隔形成，上述特定区域的边界线形成为圆形。

此外，优选在配置有上述隔膜的上述隔板的下面，突出形成至少一个以上的剥离用突起。

此外，优选上述隔板的端部向外侧弯曲形成卷曲，上述气体室外壳的端部向内侧弯曲形成卷曲，上述隔膜的端部向外侧弯曲而组装在上述隔板的卷曲和气体室外壳的卷曲之间。

另一方面，本发明的锅炉的特征在于包括如上所述的膨胀水箱一体型换热器。

[发明效果]

如上所述的本发明，在水室外壳和气体室外壳之间设置隔板，在水室设置温水换热器，在气体室设置隔膜。因此，温水供给机和膨胀水箱在一个换热器外壳内以一体型提供，从而降低锅炉的制造单价，变得容易制造。

此外，在本发明的隔板上代替大尺寸的流动孔而集合形成小尺寸的多个暖气水流动孔，在其暖气水流动孔周边突出形成支撑台阶。因此，即便长期使用时，也防止因弹性材质的隔膜挤入暖气水流动孔而突出到相反侧造成的变形或误动作。

附图说明

图1是示出现有技术的氮气箱一体型换热器的分解立体图。

图2是示出在图1中弹性口袋通过隔板上形成的连通孔发生夹入现象的状态的图。

图3是示出本发明的膨胀水箱一体型换热器的分解立体图。

图4是示出本发明的膨胀水箱一体型换热器的组装立体图。

图5是示出本发明的膨胀水箱一体型换热器的组装部的部分放大图。

图6是示出本发明的膨胀水箱一体型换热器的隔板的局部图。

图7是示出图6的A-A'方向截面图。

图8是示出本发明的膨胀水箱一体型换热器的隔膜膨胀状态部分放大图。

图9是本发明的膨胀水箱一体型换热器的温水换热管组装状态图。

图10是本发明的膨胀水箱一体型换热器的隔膜组装状态图。

具体实施方式

下面，参照附图，对基于本发明的优选实施例的膨胀水箱一体型换热器及包括该换热器的锅炉进行详细说明。

首先，如图3所示，本发明的膨胀水箱一体型换热器(200)包括：水室外壳(210)、气体室外壳(210)、隔板(230)、温水换热管(240)以及隔膜(250)。这些各结构如图4所示组装。

因此，将水室外壳(210)和气体室外壳(210)相互对置地结合而构成一个“换热器外壳”，在换热器外壳内设置隔板(230)来划分水室和气体室。

此外，在水室中设置相当于温水换热器的温水换热管(240)，在气体室中设置相当于压力式膨胀水箱的隔膜(250)，从而提供一体形的膨胀水箱和换热器。

此外，如下面进一步详细说明，由特别机构形成隔板(230)上形成的暖气水流动孔(232)，且在其周边形成多个支撑台阶(232b，232c)，从而防止隔膜(250)的变形，并且提高其动作可靠性。

更具体来说，水室外壳(210)的一侧开放，在其内侧具备暖气水流动的水室。即，在由水室外壳(210)的内侧壁面包围的空间形成水室。

此外，在水室外壳(210)具备暖气水流入口(211)、暖气水排出口(212)、自来水流入口(213)以及温水排出口(214)，必要时包括通气装置(air vent)(AV)。

作为一例，暖气水流入口(211)连接在水室外壳(210)的一侧面，在其相反侧的另一侧面连接暖气水排出口(212)。自来水流入口(213)及温水排出口(214)连接到具备暖气水排出口(212)的一侧。

暖气水流入口(211)和暖气水排出口(212)与水室外壳(210)内侧的水室连通，在此连接锅炉的暖气水玄幻配管(未图示)。因此，通过暖气水流入口(211)流入的高温的暖气水经过水室之后从暖气水排出口(212)排出。

由此，高温的暖气水与水室中设置的温水换热管(240)进行换热，从而加热温水换热管(240)中循环的自来水，能够始终准备温水。

自来水流入口(213)和温水排出口(214)也与水室外壳(210)内侧的水室连通，温水换热管(240)的两端部在水室外壳(210)的内部分别嵌入结合到自来水流入口(213)和温水排出口(214)。

优选在水室外壳(210)的上面形成有向外侧突出的压力吸收部(210b)，作为一例，压力吸收部(210b)在水室外壳(210)的中心部大体形成为椭圆形。

因此，通过压力吸收部(210b)水室的体积增大，通过压力吸收部(210b)，在暖气水瞬间流入大量时，水室外壳(210)也不会因其压力和水冲击而破损。

在水室外壳(210)的下部设置的凸缘部(210a)如下面说明，用于与气体室外壳(210)之间的结合。

气体室外壳(210)组装成与水室外壳(210)相互对置。在组装方式上没有特别的限制，作为一个实施例，水室外壳(210)的凸缘部(210a)被嵌入组装到气体室外壳(210)的凸缘部(220a)内侧。

这种气体室外壳(210)与水室外壳(210)同样，一侧开放，在其内侧具备气体室。即，在由气体室外壳(210)的内侧壁面包围的空间形成气体室。

此外，在气体室外壳(210)的一侧部设置气体注入口(221)。气体注入口(221)设置成与气体室连通，从而能够注入氮气等。

如上所示，当气体被注入成使得气体室外壳(210)内侧的气体室具有设定压力，则后述的隔膜(250)膨胀而向隔板(230)侧鼓起。

相反，当暖气水的温度上升而锅炉配管的压力高于气体室压力时，暖气水通过隔板(230)的暖气水流动孔(232)流入。此时，暖气水推出鼓起的隔膜(250)而流入气体室侧，从而吸收冲击。

如图5所示，隔板(230)的端部向外侧弯曲而形成卷曲(curing)，在气体室外壳(210)的端部向内侧弯曲形成卷曲，隔膜(250)的端部向外侧弯曲并嵌入组装到所述卷曲之间。

如上所示，若隔膜(250)的压着部位形状和气体室外壳(210)的压着接触部形状形成为向外扩倾斜，则在卷曲作业中引导隔膜(250)被压缩而扩张的体积向外侧膨胀，从而在完成压着工序时隔膜(250)不会脱离。

此外，膨胀的隔膜(250)贴紧到气体室侧面和水室地板面而使气密性能最大化，由于组装到水室时使其不会脱离，因此在工序中移动时防止脱离。

隔板(230)在换热器外壳内组装到水室和气体室的边界部。例如，在气体室外壳(210)放置隔膜(250)，隔膜(250)的上部嵌入隔板(230)，在其上组装温水换热管(240)而组装成水室外壳(210)，由此划分换热器外壳内部。

这样的隔板(230)，沿着其下部边缘向下突出有用于引导隔膜(250)的嵌入的嵌入部(230a)，在其板面上形成有剥离用突起(231)，在一侧的特定区域集合形成多个暖气水流动孔(232)。

此时，剥离用突起(231)优选在配置有隔膜(250)的隔板(230)的下面突出形成有至少一个以上。图3中以压着到隔板(230)的上表面从而剥离用突起(231)向下面突出的情形为例。

此外，剥离用突起(231)沿着隔板(230)的宽度方向以直线形状形成，沿着隔板(230)的长度方向每隔一定间隔设置。

因此，即便隔膜(250)膨胀而保持与隔板(230)长期接触的状态，也可由剥离用突起(231)容易进行分离。这是因为剥离用突起(231)使得隔膜(250)和隔板(230)的接触表面积变小。

在现有技术中，隔膜(250)通过气体膨胀而贴紧到隔板(230)上，当长期维持这种状态时，发生橡胶材质的弹性口袋粘贴到隔板(230)表面的现象。

因此，暖气水的温度上升而其体积增加，从而即便压力上升，隔膜(250)也粘贴到隔板(230)上，从而暖气水推出隔膜(250)而不会流出到气体室侧。

进一步，剥离用突起(231)在水室内部流入暖气水时，对该流入的暖气水的流动方向施加变化以使其发生涡流，从而还起到提高与水室中设置的温水换热管(240)之间的换热率的作用。

下面，隔板(230)的暖气水流动孔(232)使得暖气水从水室侧流向气体室侧。即，当锅炉配管的压力变高时，暖气水从水室流向气体室而吸收伴随压力变化的冲击。若锅炉配管的压力变低，则通过气体室的压力，原来在气体室的暖气水重新排出到水室。

尤其是，本发明中的暖气水流动孔(232)为多个，此时在隔板(230)的一侧部具备的特定区域内集合形成多个暖气水流动孔(232)，以使得暖气水通过各暖气水流动孔(232)分散流入。

如图6所示，作为一个实施例，多个暖气水流动孔(232)在特定区域内的设置面(232a)上沿着圆周方向每隔一定间隔形成。随之，特定区域的边界线形成为圆形。

代替现有技术中使用一个大直径的暖气水流动孔(参照图2)，在本发明中在特定区域集合形成多个小直径的暖气水流动孔(232)。

因此，本发明不仅能够流入相同流量，还能够大大减少膨胀的隔膜(250)从暖气水流动孔(232)挤出到另一侧。

进而，本发明不仅能够防止隔膜(250)变形而丧失其功能，还能够防止隔膜(250)夹入暖气水流动孔(232)中而堵住暖气水流动孔(232)。

此外，如图7所示，优选在隔板(230)的下面沿着特定区域的边界线突出第一支撑台阶(232b)。隔板(230)的下面是配置了隔膜(250)的配置面，所以第一支撑台阶(232b)支撑隔膜(250)。

如上所示，若第一支撑台阶(232b)支撑隔膜(250)，进而如上所述在特定区域内形成多个小尺寸的暖气水流动孔(232)，则能够防止隔膜(250)夹入暖气水流动孔(232)的情形。

并且，由于膨胀的隔膜(250)接触第一支撑台阶(232b)时，在该接触点形成密封，所以在配管的压力不比气体室压力高的正常状态下，还起到防止暖气水流入气体室侧的作用。

进一步，优选隔板(230)的下面暖气水流动孔(232)彼此之间突出第二支撑台阶(232c)。由此各暖气水流动孔(232)的周边整体被第一支撑台阶(232b)及第二支撑台阶(232c)包围。

以暖气水流动孔(232)为中心其周边的特定区域的边界线上存在第一支撑台阶(232b)，在暖气水流动孔(232)彼此之间存在第二支撑台阶(232c)，则以各暖气水流动孔(232)为中心，其周边具有向上倾斜的结构(参照箭头)。

因此，如图8所示，膨胀的隔膜(250)被第一支撑台阶(232b)及第二支撑台阶(232c)所支撑而不能嵌入暖气水流动孔(232)，所以进一步防止隔膜(250)的变形，保障其顺利的动作。

第一支撑台阶(232b)及第二支撑台阶(232c)可连续形成，但是也可以在维持其形式的同时每隔一定间隔形成。例如，在为第一支撑台阶(232b)时，也可不以圆形图形连续形成，而是代之以沿着圆形图形每隔一定间隔形成。

另一方面，温水换热管(240)针对使用者的温水使用始终准备适当温度的温水，从而能够防止最初使用温水时出冷水或供给温水所需的时间较长的问题。

为此，温水换热管(240)组装在隔板(230)和水室之间。即，温水换热管(240)组装在水室外壳(210)内，以缠绕多圈的线圈形状形成以便拉长流路长度供其充分时间进行换热。

此外，如图9所示，温水换热管(240)的一侧端部具备的流入口(241)被夹入水室外壳(210)的自来水流入口(213)中，在其相反侧的另一侧端部的流出口(242)被夹入水室外壳(210)的温水排出口(214)中。

因此，在自来水流入口(213)上连接自来水配管(未图示)，在温水排出口(214)连接温水配管(未图示)，则通过自来水配管被供给的低温的自来水被供给到温水换热管(240)的流入口(241)。

被供给到温水换热管(240)的自来水在温水换热管(240)内部循环期间，与填入水室的高温的暖气水进行换热而变成温水，这样的温水通过温水换热管(240)的流出口(242)排出到温水配管。

隔膜(250)相当于由弹性材质构成的弹性口袋，被注入到气体室中的设定压力的气体(例如氮气)进行膨胀，结果起到压力式膨胀水箱的作用。

这样的隔膜(250)被组装到隔板(230)和气体室之间。即，隔膜(250)被组装到气体室外壳(210)内。

此外，如图10所示，隔膜(250)的一例由覆盖气体室外壳(210)的开放的上部整体的盖形状构成，如图3所示，包括上部的膨胀部(250a)及下部的连接部(250b)。

因此，在暖气水造成的压力小于气体室压力时，保持向隔板(230)侧膨胀的状态。相反，在暖气水的压力高于气体室压力时，在水室被通过隔板(230)流入气体室的暖气水收缩。

下面，对包括如上所述的膨胀水箱一体型换热器(200)的本发明的锅炉进行说明。

本发明的锅炉的特征在于包括上述结构的膨胀水箱一体型换热器(200)，除此之外是公知的结构，可应用于多种形式的锅炉。

例如，锅炉包括锅炉主体、燃烧器、主换热器及燃管等，在锅炉主体内部不仅包括本发明的膨胀水箱一体型换热器(200)，还包括如上所述的燃烧器及主换热器。燃管将燃烧器的燃烧时产生的气体排出到外部。

此外，在膨胀水箱一体型换热器(200)的暖气水流入口(211)连接暖气水供给配管，在暖气水排出口(212)连接暖气水排出配管。并且，暖气水供给配管连接到主换热器上，暖气水排出配管延长到暖气空间。

因此，通过燃烧器点火时产生的火焰及高温的气体，在主换热器中流过的暖气回收水变成高温的暖气水，高温的暖气水通过暖气水供给配管被供给到膨胀水箱一体型换热器(200)的水室。

此外，向膨胀水箱一体型换热器(200)的水室供给的高温的暖气水与水室内设置的温水换热管(240)中流过的低温的自来水进行换热而生成温水，温水通过温水配管排出。

[工业实用性]

以上，对本发明的特定实施例进行了说明。但是，本发明的思想及范围不限定于这些特定实施例，在不改变本发明的宗旨的范围内能够进行多种修改和变形，这一点对于本发明所属技术领域的技术人员来说是可理解的。

因此，以上说明的实施例是为了对本发明所属技术领域中具备一般知识的技术人员完整地告知发明的范畴而提供的，所以在所有方面应理解为是事例性的，而不限定性的，本发明仅由权利要求的范围来限定。