KR100848329B1 - 판형 열교환기의 열충격 완화구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판형 열교환기의 열충격 완화구조에 관한 것으로 내부를 통과하는 유체의 열에 의해 발생하는 전열판의 팽창과 수축에 의해 발생하는 파손을 방지하기 위하여 프레임의 내부에 다수개의 전열판을 적층하여 유체 간의 열을 교환하는 판형 열교환기에 있어서, 상기 프레임의 내측 네 모서리에 각각 결합되는 사각기둥형상을 이루게 되며 전열판 측 모서리는 길이방향을 따라 제거되어 완충면을 형성하게 되는 칼럼과; 상기 칼럼의 길이방향을 따라 길게 형성되며, 일측은 다수개의 홈이 형성되어 적층된 전열판의 꼭지점이 상기 홈에 삽입결합되며, 타측은 양측으로 벌어져 상기 칼럼의 양측 면에 결합되되 상기 칼럼의 완충면과는 서로 이격되도록하여 그 사이에 완충공간을 형성하게 되는 칼럼라이너;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하게 되어 열에 의한 전열판의 팽창시 상기 칼럼라이너의 중앙이 칼럼의 완충면 쪽으로 이동하여 팽창에 의하여 발생하는 파손을 방지할 수 있다는 이점이 있다.

판형 열교환기 열충격 칼럼 전열판

Description

판형 열교환기의 열충격 완화구조{structure for solving the thermal shock of plate typed heat exchanger}

본 발명은 판형 열교환기의 열충격 완화구조에 관한 것으로 전열판을 지지하는 칼럼라이너와 칼럼 사이에 완충공간을 형성하여 전열판의 팽창시 칼럼라이너의 중앙이 칼럼측으로 이동하도록 한 판형 열교환기의 열충격 완화구조에 관한 것이다.

프레임 내부에 다수개의 전열판을 적층하여 고온의 유체와 저온의 유체를 통과시켜 열을 교환하는 판형 열교환기에 있어서 상기 프레임내부에 전열판을 고정하기 위해 프레임의 내부 모서리에 칼럼을 부설하고 상기 칼럼에 전열판의 꼭지점을 결합하게 된다.

그런데 상기 열교환기의 내부에는 고온의 유체와 저온의 유체가 이동하게 되므로 열에 의해 전열판이 수축하거나 팽창하는 경우가 많다. 특히 정지되어 있던 상태에서 작동되는 경우 상온을 유지하고 있는 열교환기이 전열판에 고온의 유체가 유입되므로 해서 상기 전열판이 팽창하게 된다. 이때 상기 전열판은 칼럼에 결합되어 있으므로 칼럼에 의해 팽창이 방해되어 전열판이 휘어지거나 칼럼과 전열판의 결합부분이 파손된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로 전열판의 팽창을 완화시켜 전열판과 칼럼의 결합부분의 파손을 방지할 수 있는 판형 열교환기의 열충격 완화구조를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해프레임의 내부에 다수개의 전열판을 적층하여 유체 간의 열을 교환하는 판형 열교환기에 있어서, 상기 프레임의 내측 네 모서리에 각각 결합되는 사각기둥형상을 이루게 되며 전열판 측 모서리는 길이방향을 따라 제거되어 완충면을 형성하게 되는 칼럼과; 상기 칼럼의 길이방향을 따라 길게 형성되며, 일측은 다수개의 홈이 형성되어 적층된 전열판의 꼭지점이 상기 홈에 삽입결합되며, 타측은 양측으로 벌어져 상기 칼럼의 양측 면에 결합되되 상기 칼럼의 완충면과는 서로 이격되도록하여 그 사이에 완충공간을 형성하게 되는 칼럼라이너;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 열충격 완화구조를 기술적 요지로 한다.

바람직한 실시예에 의하면 상기 칼럼의 완충면은, 오목하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 전열판의 팽창과 수축에 의해 전열판과 칼럼의 결합부가 파손되는 것을 방지하는 것을 주목적으로 함을 알 수 있다. 이를 위해 본 발명에서는 상기 칼럼의 전열판측 모서리를 절단하여 완충면을 형성하고 상기 칼럼과 전열판을 연결하는 칼럼라이너를 구비하되 상기 칼럼라이너와 완충면 사이에 완충공간을 형성하도록 구성하고 있다. 이는 전열판의 팽창시 상기 칼럼라이너의 중앙이 전열판에 의해 밀려 완충공간측으로 이동하게 되므로 상기 전열판에 가해지는 압력이 해소되도록 하기 위함이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 판형 열교환기의 열충격 완화구조에 의하면 전열판의 팽창시 칼럼라이너의 중앙부가 칼럼쪽으로 이동하게 되며 수축시에는 상기 칼럼라이너의 중앙부가 전열판쪽으로 이동하여 전열판의 팽창 또는 수축에 의해 전열판과 칼럼의 결합부분이 파손되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 향상된다는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 판형 열교환기의 열충격 완화구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 판형 열교환기 내부 평면도를 나타낸 사시도이며 도2는 도1의 좌상측의 원내부를 확대한 확대도이다.

도1에 의하면 판형 열교환기의 열충격 완화구조는 칼럼(400)과 칼럼라이너(500)를 포함하게 된다.

상기 칼럼(400)은 판재를 결합하여 직육면체의 상자 형상을 이루게 되는 프레임(110,120,130,140)의 내측 네 모서리에 상하로 길게 설치되며 상기 프레임에 밀착되어 프레임과 칼럼사이로 유체가 흘러가지 못하도록 구성된다. 상기 칼럼은 각 기둥형상을 이루되 내측의 모서리는 상하로 길게 절단되어 평평한 완충면을 형성하게 된다.

다음으로 칼럼라이너(500)에 대해 설명하기로 한다. 상기 칼럼라이너는 상기 칼럼(400)과 내부의 전열판(300) 사이를 연결하는 것으로 상하로 길게 형성되며 일측은 다수개의 홈(510)이 형성되어 상기 전열판의 가장자리가 상기 홈에 삽입되어 결합되며 타측은 둘로 갈라져 상기 칼럼의 둘레에 밀착된다. 이때 상기 칼럼의 완충면과 칼럼라이너의 중앙부분은 서로 이격되어 내부에 완충공간을 형성하게 된다.

여기서 상기 완충공간을 보다 많이 확보하기 위해 상기 칼럼의 완충면을 평평하게 하는 대신 오목하게 형성하는 것도 무방하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 판형 열교환기의 열충격 완화구조의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.

도3은 칼럼과 칼럼라이너의 결합을 나타낸 사시도이며 도4는 칼럼라이너와 전열판의 결합을 나타낸 사시도이다.

본 발명에서는 제작을 용이하게 하기 위해 상기 칼럼라이너를 일측에 다수개의 홈이 형성된 제1부재와 상기 제1부재의 타측 말단 양측면에 각각 결합되며 상기 칼럼의 둘레에 결합되는 두개의 제2부재로 구성하고 있다. 이때 상기 제2부재는 탄성을 가지는 소재로 제작한다.

먼저 전열판을 적층한 후 칼럼라이너의 제1부재의 홈을 전열판과 결합한 후 용접하게 된다. 이후 상기 칼럼라이너의 제2부재의 말단을 도2에 도시된 것과 같이 5각형을 이루는 칼럼의 둘레에 결합한 후 상기 칼럼을 프레임내부에 결합하게 된다. 이때 칼럼의 양측면에 단을 형성하여 칼럼라이너의 말단이 결합된 상태에서 프레임의 내부에 밀착될 수 있도록 한다.

이후 상기 프레임에 형성된 유입구를 통해 고온의 유체가 유입되면 상기 전열판이 그 열에 의해 팽창하게 되어 칼럼라이너의 제1부재를 칼럼측으로 밀게 된다. 이때 상기 칼럼라이너의 제1부재와 칼럼 사이에는 완충공간이 형성되어 있으므로 상기 제1부재는 상기 제2부재를 구부리면서 칼럼측으로 이동하게 된다.

이후 열교환기의 작동이 정지되어 전열판이 냉각되는 경우 상기 전열판이 수축하게 되고 이에 따라 제1부재와 제2부재는 제자리로 이동하게 된다.

따라서 열에 의해 전열판이 팽창하거나 수축하는 경우에도 상기 칼럼라이너가 변화를 흡수하여 파손을 방지하게 된다.

도1 : 본 발명의 실시예에 따른 판형 열교환기 내부 평면도

도2 : 도1의 좌상측 원 부분의 확대도

도3 : 칼럼과 칼럼라이너의 결합을 나타낸 사시도

도4 : 전열판과 칼럼라이너의 결합을 나타낸 사시도

<도면의 주요부에 사용된 기호의 설명>

110,120,130,140 : 프레임

300 : 전열판

400 : 칼럼

500 : 칼럼라이너

510 : 홈

Claims (2)

1. 프레임의 내부에 다수개의 전열판을 적층하여 유체 간의 열을 교환하는 판형 열교환기에 있어서,

   상기 프레임의 내측 네 모서리에 각각 결합되는 사각기둥형상을 이루게 되며 전열판 측 모서리는 길이방향을 따라 제거되어 완충면을 형성하게 되는 칼럼과;

   상기 칼럼의 길이방향을 따라 길게 형성되며, 일측은 다수개의 홈이 형성되어 적층된 전열판의 꼭지점이 상기 홈에 삽입결합되며, 타측은 양측으로 벌어져 상기 칼럼의 양측 면에 결합되되 상기 칼럼의 완충면과는 서로 이격되도록하여 그 사이에 완충공간을 형성하게 되는 칼럼라이너;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 열충격 완화구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 칼럼의 완충면은,

   오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 열충격 완화구조.

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