KR100614194B1 - 공기 직교류형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 공기 직교류형 열교환기는, 요철부가 일체로 형성된 열교환판을 다수 적층하여 형성된 유동통로층을 고온공기와 저온공기가 혼합되지 않고 각각의 유동통로를 직각방향으로 유동하면서 온도차에 의해 열교환하는 직교류형 열교환기에 있어서, 상기 열교환판의 표면에 형성된 요철부는 전열용 돌기를 구비하되, 이 전열용 돌기는 4개의 외곽변을 갖는 사각형을 1블록으로 하여 연속적으로 다수개 형성되고, 상기 요철부의 돌기는 경사면이 평면으로 형성된 정사각 추체로서, 서로 이웃하는 돌기의 돌출방향이 상호 반대 방향으로 돌출 형성되도록 구성하여, 돌출부에 의한 전열면적의 증대와 함께 기체 유동성을 양호하게 할 수 있도록 하였다.

Description

공기 직교류형 열교환기{Removable high illuminating reflector}

도 1은 본 발명에 따른 공기 직교류형 열교환기의 공기 직교류를 위한 배치 상태를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 선 C-C에 따른 공기 직교류형 열교환기의 종단면도,

도 3은 도 1에서 프레임을 이루는 지지대를 제외하여 본 발명에 따른 열교환기의 열교환판을 분해하여 도시한 분해 사시도,

도 4는 도 3에서 전열용 돌기를 확대하여 도시한 D부분 확대 사시도,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 4에 대응하여 도시한 D부분 확대 사시도, 및

도 6은 도 5의 제 2 실시예에 따른 돌기 형태를 도시하기 위한 열교환판의 일부 확대 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

120 ... 열교환판 121 ... 측단부

130 ... 요철부 131 ... 전열용 돌기

131a ... 경사면 131b ... 경사곡면

131c ... 능선 131d ... 골바닥부

본 발명은 표면에 다수의 전열 요철부를 형성한 판형 열교환판을 다수 적층하여 구성한 공기 직교류 열교환기에 관한 것으로서, 전열면적의 증대와 함께 공기 배출성을 극대화한 공기 직교류형 열교환기에 관련한 것이다.

통상, 공기 직교류형 열교환기는 고온공기와 저온공기가 다수 적층된 열교환판 사이에 형성된 유로를 상호 혼합되지 않고 직교 유동하면서 열교환하는 것으로서, 냉각 또는 가열 공간의 오염없이 열교환이 요구되는 분야에 사용되고 있으며, 그 예로는 전자기기 냉각으로서 이동통신 중계기용 함체 냉각장치와 배전반 냉각장치 그리고 실내 공기의 환기용으로 폐열을 회수하여 에너지의 절약을 도모하는 환기장치 등이 있다.

종래기술에서는 요철부를 갖지 않는 사각형의 박판 열교환판을 측면의 지지대에 의해 일정 간격 이격하여 다수 적층하여 구성하거나, 삼각형이나 반원형으로 접은 전열핀을 상하판 사이에 형성한 열교환판을 지그재그로 다수 적층하여 구성하거나, 구획편을 상하판 사이에 구성한 열교환판을 지그재그로 적층하여 형성한 공기 직교류형 열교환기가 있다.

그러나, 상기의 종래 기술에서 요철부를 갖지 않는 사각형의 박판 열교환판을 측면의 지지대를 매개로 일정간격 이격하여 다수 적층하여 구성된 구조로는, 전열면적이 적어 열교환 효율이 적고 동일 열교환량에 대해 크기가 커지게 되는 단점을 내포하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명에서는 표면에 다수의 전열용 돌기를 형성한 열교환판에 있어, 상기 각 전열용 돌기는 다각형 추체 또는 절두 다각형 추체로 구성됨과 동시에, 이 전열용 돌기의 각 경사면이 각각 안쪽으로 함몰된 만곡 오목면으로 형성하여, 돌기에 의한 전열 면적의 증대를 도모함과 더불어 공기의 접촉저항을 줄여 공기의 유동성을 충분히 확보할 수 있는 열교환판을 채용한 공기 직교류형 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기 직교류형 열교환기는, 요철부가 일체로 형성된 열교환판을 다수 적층하여 형성된 유동통로층을 고온공기와 저온공기가 혼합되지 않고 각각의 유동통로를 직각방향으로 유동하면서 온도차에 의해 열교환하는 직교 유동형 열교환기에 있어서, 상기 열교환판의 표면에 형성된 요철부는 전열용 돌기를 구비하되, 이 전열용 돌기는 4개의 외곽변을 갖는 사각형을 1블록으로 하여 연속적으로 다수개 형성되고, 상기 요철부의 돌기는 경사면이 평면으로 형성된 정사각 추체로서, 서로 이웃하는 돌기의 돌출방향이 상호 반대 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 공기 직교류형 열교환기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 직교류형 열교환기의 공기 직교류를 위한 배치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 선 C-C에 따른 공기 직교류형 열교환기의 종단면도이며, 도 3은 도 1에서 프레임을 이루는 지지대를 제외하여 본 발명에 따른 열교환기의 열교환판을 분해하여 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에서 전열용 돌기를 확대하여 도시한 D부분 확대 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 4에 대응하여 도시한 D부분 확대 사시도이고, 도 6은 도 5의 제 2 실시예에 따른 돌기 형태를 도시하기 위한 열교환판의 일부 확대 평면도.

도면에 예시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 직교류형 열교환기(100)는, 본 발명은 전열면적을 증대시키고, 기체 유동성을 양호하게 한 열교환기용 열교환판(120)에 요철부(130)를 마련하고 있다.

또, 상기 요철부(130)가 일체로 형성된 열교환판(120)을 다수 적층하여 형성된 유동통로층을 고온공기와 저온공기가 혼합되지 않고 각각의 유동통로를 직각방향으로 유동하면서 온도차에 의해 열교환하도록 열교환판(120)을 지그재그로 다수 적층하여 구성되어 있다.

여기에서, 상기 지그재그는 헤밍가공(hemming process)에 의해 상호 대면하는 열교환판(120)의 양측단부(121)가 교호적으로 밀착하여 접촉되게 구성됨으로써, A방향 및 B방향의 공기 유동에서 상호 혼입되는 것을 방지하였다.

또한, 상기 열교환판(120)의 표면에 형성된 요철부(130)는 4 경사면(131a)을 갖는 전열용 돌기(131)로 이루어지되, 이 전열열 돌기(131)는 4개의 외곽변 중 2변과 이 2변이 만나는 직교 지점에 외접하는 다른 세 개의 돌기의 외곽변이 이루는 사각형을 1블록으로 하여 연속적으로 다수개 형성되어 있다. 다시 말해서, 상기 전열용 돌기(131)는 4개의 외곽변을 갖는 사각형을 1블록으로 하여 연속적으로 다수개 형성되어 있다.

또, 상기 요철부(130)의 돌기(131)는 경사면이 평면으로 형성된 정사각 추체로서, 서로 이웃하는 돌기(131)의 돌출방향이 상호 반대 방향으로 돌출 형성되어 있다.

또한, 상기 요철부(130)의 돌기(131)는 제2 양태의 경사곡면(131b)을 오목면으로 형성한 정사각 추체로서 능선(131c)이 예각으로 형성되어 있다.

또, 표면에 다수의 전열용 돌기(131)를 형성한 열교환판(120)에 있어, 상기 각 전열용 돌기(131)는 다각형 추체 또는 절두 다각형 추체로 구성됨과 동시에, 이 전열용 돌기(131)의 각 경사곡면(131b)이 각각 안쪽으로 함몰된 만곡 오목면으로 형성되어도 좋다.

이때, 도 6에 있어서, 평면에서 보았을 때 하나의 돌기(131)와, 이 하나의 돌기(131)의 외곽변 주위를 둘러싸는 원형상의 외곽원을 1블럭으로 하고, 이것을 표면에 블럭 단위로 중첩하여 다수개 연속적으로 형성함과 동시에, 인접하는 외곽원의 일부가 서로 포개지도록 구성되어도 좋다.

더욱이, 인접한 전열용 돌기(131)가 대향하는 외곽 저변 사이에 평탄한 골바닥부(131d)가 형성되어 있다.

이로써, 그의 일단이 열교환판(120)에 직교류 가능하게 유입되는 공기 유동을 효과적으로 상호 직교 방향으로 배출시킬 수 있도록 채용되어 있다.

또, 상기 사각형의 박판 열교환판(120)은 4 모서리부에 각각 설치된 지지대(110)에 의해 일정 간격 이격하여 다수 적층하여 구성되어 있다.

물론, 상기 박판형 열교환판(120)과 4 모서리부는 패킹(도시하지 않음)을 매개로 밀봉 가능하게 지지되어 있다.

또, 상기 열교환판(120)은 상기 지지대의 길이방향을 따라 배열되어 고온의 A방향 도입/배출 공기유동에 대하여 대응하는 설정 각도로 저온의 B방향 도입/배출 공기유동을 도모하고자 할 경우에는 평행사변형으로 구성하면 된다.

상기한 바와 같이, 일예로 고온의 A방향 공기와 저온의 B방향 공기가 서로 혼합되지 않고 각각의 유동통로를 직각방향으로 유동하면서 그 온도차에 의한 열교환이 효과적으로 이루어지게 되는 것이다. 게다가, 상기 돌기(131)의 교호 요철형태에 기인하여 평판 상하면의 온도 및 압력 차이가 있는 공기의 직교류 시 평판의 평탄도가 뒤틀리는 등의 단점을 개선하게끔 강성 보강을 도모할 수 있게 되는 것이다.

또한, 공기 유동성을 좋게 하려면 인접한 돌기(131)와의 간격을 크게 하는 것을 고려할 수 있으나, 이렇게 하면 전열용 돌기(131)의 수가 감소하여 그만큼 전열면적이 저하되기 때문에 전열면적과 공기 유동성을 동시에 향상시킨다는 것은 모순이었으나, 본 발명은 이러한 제문제의 해결을 목적으로 한 것으로, 돌기(131)를 표면에 연속적으로 다수 형성함에 있어, 각 돌기(131)는 다각형 추체 또는 절두다각형 추체로 구성됨과 동시에, 이 돌기(131)의 전체 경사면이 안쪽으로 함몰된 만곡 오목면으로 형성하되, 이 경사면에 대한 만곡 오목면의 형성 및 평탄한 골바닥부(131d)의 형성이 용이해지게 된다.

이렇게 하면, 도 5 및 도 6에 의해 알 수 있는 바와 같이, 골바닥부(131d)가 비-V자형상을 이루기 때문에 공기 유동성을 그만큼 확보할 수 있게 되는 것이다.

또한, 반드시 인접하는 외곽원을 서로 포갤 필요는 없으며, 상호 이격시켜 배설해도 된다.

이와 같이 구성한 열교환기를 통해 총 전열면적을 충분히 확보할 수 있기 때문에, 팬의 총소비전력이 저감할 수 있으면서도 전반적인 공기 유동량은 그대로 유지할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점이 이해되어야 할 것이다.

Claims (3)

1. 요철부가 일체로 형성된 열교환판을 다수 적층하여 형성된 유동통로층을 고온공기와 저온공기가 혼합되지 않고 각각의 유동통로를 직각방향으로 유동하면서 온도차에 의해 열교환하는 공기 직교류형 열교환기에 있어서,

   상기 열교환판의 표면에 형성된 요철부는 전열용 돌기를 구비하되, 이 전열용 돌기는 4개의 외곽변을 갖는 사각형을 1블록으로 하여 연속적으로 다수개 형성되고,

   상기 요철부의 돌기는 경사면이 평면으로 형성된 정사각 추체로서, 서로 이웃하는 돌기의 돌출방향이 상호 반대 방향으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 공기 직교류형 열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 요철부의 돌기는 경사면을 오목면으로 형성한 정사각 추체로서 능선이 예각으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기 직교류형 열교환기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 요철부의 돌기는 절두형 추체로 형성된 것을 특징으로 하는 공기 직교류형 열교환기.

Images