KR101102182B1 - module type heat exchangers - Google Patents
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- F28D5/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, using the cooling effect of natural or forced evaporation in which the evaporating medium flows in a continuous film or trickles freely over the conduits
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Abstract
본 발명은, 열교환영역을 형성하는 케이싱(40, 40')과; 유체유입구(12)가 구성되는 제1헤더(13)와, 제1헤더(13)와 마주하게 배치되는 제2헤더(14)와, 유체유입구 (12)로부터 최외측의 제1헤더(13) 또는 제2헤더(14) 중 어느 한 곳에 구성되는 유체유출구(17)와, 유체의 유로를 구획하며, 제1헤더(13) 또는 제1헤더(13) 및 제2헤더(14) 중 어느 하나의 선택부에 구성되는 유로격판(19, 19')과, 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 배치되며 다수의 관통공을 형성하는 전열관지지부재(22)와, 관통공을 관통하여 일측 단부는 제1헤더(13)에 연결되고 타측 단부는 제2헤더(14)에 연결되는 다수의 직관으로 이루어지는 전열관과, 제1헤더(13) 및 제2헤더(14)에 결합되는 한 쌍의 프레임으로 구성되는 사다리 형상의 열교환기모듈과; 케이싱에 고정되며, 열교환기모듈의 지지와 출입을 안내하는 복수의 레일과; 케이싱에 형성되며, 열교환기모듈이 출입되는 개구를 포함하며, 전열관은, 그 단면이 전열 표면적이 보다 확대되는 긴지름을 갖는 타원형 또는 피넛(peanut)형 중 어느 하나로 이루어지고, 전열관은, 동파방지를 위한 수단으로써, 전열관내의 유체의 배수가 원활하도록 유체의 유동방향으로 5%이내의 구배를 갖도록 배치되며, 열교환기모듈은, 케이싱내에 제1헤더와 제2헤더가 수평되게 배치되는 수평형 열교환기모듈(10a, 10c) 또는 수직되게 배치되는 수직형 열교환기모듈 (10b) 중 어느 하나로 이루어지 고, 케이싱내에 구성되는 복수의 열교환기모듈은, 수직 또는 수평 중 어느 하나의 방향으로 확장 연결되는 것을 특징으로 하는 모듈형 열교환기를 제공한다. 이에 의하 여, 제조가 간편하고, 복수의 열교환기 모듈을 확장 연결함으로 운반, 조립 및 해체 작업이 간편하며, 동파 등의 손상시 그 손상부가 있는 열교환기모듈 만 분리 및 반출하여 보수할 수 있음으로 보수가 간편하고, 긴지름을 갖는 전열관의 구성을 통해 전열 표면적의 확대 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 전열관내를 유동하는 유체의 유동저항을 감소할 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있는 모듈형 열교환기를 제공할 수 있다.
열교환기, 전열관, 전열핀, 필러
The present invention includes: casings 40 and 40 'forming heat exchange zones; The first header 13 in which the fluid inlet 12 is formed, the second header 14 disposed to face the first header 13, and the first header 13 on the outermost side from the fluid inlet 12. Alternatively, the fluid outlet 17 formed at any one of the second headers 14 and the fluid flow path may be partitioned, and any one of the first header 13 or the first header 13 and the second header 14 may be used. Flow path plate (19, 19 ') configured in the selection portion of the heat transfer tube support member 22 disposed between the first header 13 and the second header 14 and forming a plurality of through holes, and through holes One end is connected to the first header 13 and the other end is connected to the first header 13 and the second header 14 through a heat pipe made of a plurality of straight pipes connected to the second header 14 through the through. A ladder heat exchanger module composed of a pair of frames; A plurality of rails fixed to the casing and guiding the support and entry of the heat exchanger module; It is formed in the casing, and includes an opening through which the heat exchanger module enters and exits, and the heat pipe is made of any one of an oval or a peanut type having a long diameter whose cross section has a larger heat transfer surface area, and the heat pipe prevents freezing. The heat exchanger module is arranged to have a gradient within 5% in the flow direction of the fluid so as to smoothly drain the fluid in the heat transfer tube, and the heat exchanger module includes a horizontal heat exchanger in which the first header and the second header are horizontally disposed in the casing. The modules 10a and 10c or the vertical heat exchanger module 10b disposed vertically, and the plurality of heat exchanger modules configured in the casing are extended and connected in either the vertical or horizontal direction. Provided is a modular heat exchanger. Accordingly, it is easy to manufacture, and it is easy to transport, assemble and dismantle by expanding connection of a plurality of heat exchanger modules, and in case of damage such as freezing, only heat exchanger module having the damaged part can be removed and repaired. It is easy to repair and has a long diameter heat pipe, which can expand the heat transfer surface area and improve heat exchange efficiency, reduce the flow resistance of the fluid flowing in the heat pipe, and reduce maintenance costs. Type heat exchanger can be provided.
Heat exchanger, heat pipe, heat fin, filler
Description
본 발명은, 유체의 냉각, 냉각응축 또는 가열하는 열교환기에 관한 것으로 써, 특히, 확장연결 및 분리가 용이한 구조의 열교환기모듈을 열교환기 케이싱내에 복수로 연결하는 것을 특징으로 하는 모듈형 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger for cooling, cooling and condensing or heating a fluid, and more particularly, to a modular heat exchanger comprising connecting a plurality of heat exchanger modules of a structure that is easily connected and separated in a heat exchanger casing. It is about.
일반적으로 열교환기(heat exchanger)는 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해서 온도가 낮은 유체에 열을 전달하는 장치를 말하며, 이러한 열교환기는 유체의 냉각, 응축, 가열 등의 목적으로 널리 이용되며, 열교환에 이용되는 유체는, 전열관내를 유동하는 냉각수 또는 냉매 등의 액체 유체와, 전열관 외표면을 유동하는 냉각수 등의 액체 유체와, 전열관의 외표면을 유동하는 공기의 기체유체로 분류될 수 있다. Generally, a heat exchanger is a device for transferring heat from a high temperature fluid to a low temperature fluid through a heat transfer wall. The heat exchanger is widely used for cooling, condensing, and heating a fluid. The fluid to be used may be classified into a liquid fluid such as cooling water or a refrigerant flowing in the heat transfer tube, a liquid fluid such as cooling water flowing in the outer surface of the heat transfer tube, and a gas fluid of air flowing through the outer surface of the heat transfer tube.
그리고 열교환기의 열 전달방법에 따른 분류는, And the classification according to the heat transfer method of the heat exchanger,
전열벽에 의해 분리된 공간에 온도가 다른 유체가 흐르고 열전도 및 전열벽 표면에서의 유체 대류에 의해 전열시키는 형식의 열교환기로서 다관식 열교환기, 이중관식열교환기 및 여러구조의 표면식 열교환기(suface heat exchanger), Heat exchanger is a type of heat exchanger in which a fluid having a different temperature flows in a space separated by a heat transfer wall and is transferred by heat conduction and fluid convection on the surface of the heat transfer wall. A multi-tube heat exchanger, a double-pipe heat exchanger, and a multi-faceted surface heat exchanger (suface) heat exchanger),
고체의 축열제(열을 저장하는 매체)를 고온의 유체에 접촉시켜 고온 유체의 열을 흡수한 다음 저온 유체와 접촉하여 저온 유체에 열을 전달하는 열교환기로서 회전형 축열식 열교환기, 밸브식 환형 축열식열교환기(regenerator), As a heat exchanger that absorbs heat from a high temperature fluid by contacting a solid heat storage agent (medium for storing heat) with heat, and then transfers heat to the low temperature fluid, a rotary heat storage heat exchanger and a valve annular Regenerative heat exchanger,
두 개의 표면식 열교환기에 열매체를 순환시키는 방식의 액체연결 간접식 열교환기(liquid-coupled indirect-type exchanger), Liquid-coupled indirect-type exchanger, which circulates the heating medium in two surface heat exchangers,
2가지 유체를 직접 접촉시켜 열교환 시키는 직접 접촉식 열교환기 (direct-contact heat exchanger) 등이 있다.Direct-contact heat exchangers are used to heat the two fluids in direct contact.
또한, 열교환기의 사용상의 분류는, In addition, the classification on the use of a heat exchanger is
증발냉각식 냉각탑(evaporative cooling tower), 공냉식 냉각기(air cooled cooler), 냉매 응축기(condenser), 가열기(heater), 증발기(evaporator), 예열기(preheater) 등이 있다.Evaporative cooling tower (evaporative cooling tower), air cooled (air cooled cooler), refrigerant condenser (condenser), heater (heater), evaporator (evaporator), preheater (preheater) and the like.
그리고 관상체(tube)의 전열관 구조는, And the heat transfer pipe structure of the tube (tube),
유체유입헤더와 유체유출헤더 사이에 곡관부("U"자형)와 직관부를 연속되게 굴곡(bending)하여 구성하는 사행(serpentine)형 전열관과,A serpentine type heat transfer pipe formed by continuously bending a curved portion (“U” shape) and a straight portion between the fluid inflow header and the fluid outflow header,
유체유입헤더와 유체유출헤더 사이에 직관부와 직관부의 단부에 만곡관 (U-bend)을 용접하여 구성하는 사행(serpentine)형 전열관과,A serpentine type heat transfer pipe formed by welding a U-bend between the straight pipe portion and the end of the straight pipe portion between the fluid inflow header and the fluid outflow header;
유체유입헤더와 유체유출헤더 사이에 직관를 구성하는 직행(straight)형 전열관 등이 있다.There is a straight heat transfer tube constituting a straight pipe between the fluid inflow header and the fluid outflow header.
또한, 냉각수와 같은 액체의 유체가 전열관의 외부로 유동하며 열교환하는 열교환기는 나관(bare tube)의 전열관을 구성하는 것이 일반적이고,In addition, a heat exchanger in which a fluid of a liquid, such as cooling water, flows out of a heat pipe and heat exchanges, generally constitutes a heat pipe of a bare tube.
공기의 유체가 전열관의 외부로 유동하며 열교환하는 열교환기는 전열관에 전열핀(heat transfer fin)을 구성하는 것이 일반적이다. Heat exchangers, in which air fluid flows out of heat pipes and heat exchanges, generally form heat transfer fins in the heat pipes.
그리고 전열관은 동관(copper tube)으로 구성되는 일반적이나, 스테인레스관 (stainless tube) 또는 아연도금철관(hot-dip galvanized steel tube)으로도 구성될 수도 있다.And the heat transfer tube is generally composed of a copper tube (copper tube), but may also be composed of a stainless tube (stainless tube) or hot-dip galvanized steel tube (hot-dip galvanized steel tube).
다음은 본 발명이 공지기술로 인용한 특허문헌 대한민국 등록특허공보 제10-0373314호(물소모가 감소되는 폐쇄 회로식 열교환 시스템 및 방법/ 2003. 02.25)에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 설명하기로 한다. The following is a description of a patent document Korean Patent Publication No. 10-0373314 (closed circuit heat exchange system and method for reducing water consumption), which the present invention is cited as a known technology, with reference to the accompanying drawings. do.
도 13은 종래 일체형 습식열교환기의 개략적인 측면도이고, 도 14는 도 13의 개략적인 전면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 공지기술은, 단일 코일조립체(236) 내의 각각의 개별회로(238)는 단일의 연속적인 길이의 코일튜브들로 이루어지고, 이들은 몇몇의 U 형열 A-E의 튜브를 형성하는 절곡작업을 거쳐서, 결과적으로 사형형상의 각각의 회로(238)들을 제공함으로서 서로에 대하여 수직으로 등간격을 유지하게 구성하고, 이모든 회로(238)들은 유체배출헤더(240)와 유체유입헤더(242)에 연결되어 있다.FIG. 13 is a schematic side view of a conventional integrated wet heat exchanger, and FIG. 14 is a schematic front view of FIG. 13. As shown in these figures, the prior art discloses that each
이와 같은 사형 개별회로(238)는 다수의 굴곡부가 존재함으로 전열관내로 유동하는 유체의 유동저항이 증가할 수 있다. Such a sand-shaped
그리고 통상 밀폐식 냉각탑에 탑재되는 아연도금 철관으로 제조되는 단일 코일 조립체의 무게는 일례로, 27℃ 습구온도, 32℃ 냉각수입구온도, 37℃ 냉각수출구온도의 200 CRT(780,000 kcal/hr)일때 약 4.7 ton에 달한다. In addition, the weight of a single coil assembly manufactured by galvanized steel pipe, which is usually mounted in a closed cooling tower, is, for example, about 200 CRT (780,000 kcal / hr) at 27 ° C wet bulb temperature, 32 ° C cooling inlet temperature, and 37 ° C cooling outlet temperature. 4.7 ton.
이와 같은 단일 코일조립체를 2개로 분할 제조하여 설치하는 것을 가정하더라도 개당 무게는 2.35 ton에 이른다.Even assuming that such a single coil assembly is manufactured in two parts and installed, the weight per unit reaches 2.35 tons.
따라서, 이와 같은 중량의 코일조립체는, 중장비의 동원 없이는 냉각탑에 장착, 분리 및 반출이 불가능하고, Therefore, the coil assembly of such a weight cannot be mounted, separated and taken out of the cooling tower without mobilization of heavy equipment,
조립 및 해체의 구조상 팬부의 케이싱과 코일부의 케이싱으로 분할제조 및 조립하는 구조로 제조원가가 상승하며,Due to the structure of assembling and disassembling, the manufacturing cost increases due to the structure of dividing manufacturing and assembling into the casing of the fan and the casing of the coil.
코일의 동파 또는 파손, 코일표면에 오염물질 제거 등으로 보수할 때 팬부의 케이싱으로부터 코일부의 케이싱을 분리하고, 코일부의 케이싱으로부터 코일조립체를 분리하여 보수한 후 분리의 역순으로 재조립하는 구조로서 작업의 난해성 및 과다한 보수비용이 따르고, 코일조립체의 안쪽에서 코일(개별회로)이 파손될 때에는 보수가 불가능하여 아예 코일조립체를 신제품으로 교체하여야 함으로 설비운전의 장기간 정지는 물론 막대한 비용손실을 유발하는 등의 문제점이 있다. When repairing by freezing or damage of coils or removing contaminants on the coil surface, remove the casing of the coil from the casing of the fan, repair the coil assembly by separating the coil assembly from the casing of the coil, and then reassemble in reverse order of separation. As the difficulty of work and excessive repair cost are incurred, and the coil (individual circuit) is damaged inside the coil assembly, it is impossible to repair it. Therefore, the coil assembly must be replaced with new products. There is such a problem.
코일(개별회로)을 동관(copper tube) 또는 스테인레스관(stainless steel tube)으로 제조할 경우라도 위와 같은 문제점은 발생될 수 있다.Such a problem may occur even when the coil (individual circuit) is manufactured from a copper tube or a stainless steel tube.
도 15는 종래 일체형 건식 열교환기의 개략적인 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 건조간접접촉식열교환부(316)는, 유체회로(322)와, 유입헤더(324) 및 배출헤더(325)와, 다수의 튜브(326)들을 갖추고, 각각의 튜브는 상기 튜브의 외측에 연결되는 다수의 핀(fin)(327)들을 구성하고 있다. 15 is a schematic perspective view of a conventional integrated dry heat exchanger. As shown in the figure, the dry indirect
상세한 설명에 기재하고 있지는 않지만, 건조간접접촉식열교환부(316)는, 유입헤더(324)와 배출헤더(325) 사이에 직관의 튜브(326)와 튜브(326)의 단부에 만곡 관(U-bend)을 용접하여 구성하는 사행(serpentine)의 유체회로(322) 구조로서, 통상 공기 조화기 등에 탑재되는 열교환기와 같은 구성 및 그 구조임을 알 수 있다.Although not described in the detailed description, the dry indirect
이와 같은 사형 유체회로(322)는 다수의 굴곡부가 존재함으로 유체회로(322)내로 유동하는 유체의 유동저항이 증가할 수 있다. Since the
유체회로(322)의 동파 또는 파손, 유체회로(322)의 표면에 오염물질 제거 등으로 보수할 때 냉각탑의 케이싱으로부터 건조간접접촉식열교환부(316)의 본체를 분리하고, 보수한 후 분리의 역순으로 재조립하는 구조로서 작업의 난해성 및 과다한 보수비용이 따르는 문제점이 있다. When repairing by freezing or breaking of the
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, The present invention is to solve the above conventional problems,
본 발명의 목적은, 직관의 전열관을 각 헤더에 직접 연결하는 사다리형상의 열교환기모듈 구조로서, 제조가 간편하고, 복수의 열교환기모듈을 확장 연결함으로 운반, 조립 및 해체 작업이 간편하며, 동파 등의 손상시 그 손상부가 있는 열교환기모듈 만 분리 및 반출하여 보수할 수 있음으로 보수가 간편하고, 긴지름을 갖는 전열관의 구성을 통해 전열면적의 증대 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 전열관내를 유동하는 유체의 유동저항을 감소할 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있는 모듈형 열교환기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is a ladder heat exchanger module structure that directly connects the heat pipes of the straight pipe to each header, and is easy to manufacture, and is easy to carry, assemble and dismantle by expanding and connecting the plurality of heat exchanger modules, It can be repaired by separating and carrying out only the heat exchanger module with the damaged part in case of damage, etc., and it is easy to repair, and it is possible to increase heat transfer area and improve heat exchange efficiency by constructing a heat pipe with a long diameter. It is to provide a modular heat exchanger that can reduce the flow resistance of the flowing fluid, and can reduce the maintenance cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 열교환영역을 형성하는 케이싱(40,40')과; 유체유입구(12)가 구성되는 제1헤더 (13)와, 상기 제1헤더(13)와 마주하게 배치되는 제2헤더(14)와, 상기 유체유입구 (12)로부터 최외측의 제1헤더 (13) 또는 제2헤더(14) 중 어느 한 곳에 구성되는 유체유출구(17)와, 유체의 유로를 구획하며, 상기 제1헤더(13) 또는 상기 제1헤더 (13) 및 제2헤더(14) 중 어느 하나의 선택부에 구성되는 유로격판(19, 19')과, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 배치되며 다수의 관통공을 형성하는 전열관지지부재(22)와, 상기 관통공을 관통하여 일측 단부는 상기 제1헤더(13)에 연결되고 타측 단부는 상기 제2헤더(14)에 연결되는 다수의 직관으로 이루어지는 전열관과, 상기 제1헤더(13) 및 제2헤더 (14)에 결합되는 한 쌍의 프레임으로 구성되는 사다리 형상의 열교환기모듈과; 상기 케이싱에 고정되며, 상기 열교환기모듈의 지지와 출입을 안내하는 복수의 레일과; 상기 케이싱에 형성되며, 상기 열교환기모듈이 출입되는 개구를 포함하며, 상기 전열관은, 그 단면이 전열 표면적이 보다 확대되는 긴지름을 갖는 타원형 또는 피넛(peanut)형 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 전열관은, 동파방지를 위한 수단으로써, 전열관내의 유체의 배수가 원활하도록 유체의 유동방향으로 5%이내의 구배를 갖도록 배치되며, 상기 열교환기모듈은, 상기 케이싱내에 상기 제1헤더와 제2헤더가 수평되게 배치되는 수평형 열교환기모듈(10a, 10c) 또는 수직되게 배치되는 수직형 열교환기모듈(10b) 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 케이싱내에 구성되는 복수의 열교환기모듈은, 수직 또는 수평 중 어느 하나의 방향으로 확장 연결되는 것을 특징으로 하는 모듈형 열교환기를 제공한다.The present invention to achieve the above object, the casing (40, 40 ') forming a heat exchange area; A
여기서, 상기 열교환기모듈은, 일례로 열교환기가 장착되는 기계(장비)의 케이싱(40)에 장착되는 것이 바람직하나, 별개의 열교환기 케이싱(40')을 마련하여 장착될 수도 있다.Here, the heat exchanger module is, for example, preferably mounted on the
다음으로, 상기 제1헤더 및 제2헤더는, 일측면이 상기 케이싱면에 밀착되도록 그 단면이 직사각형인 것이 바람직하나, 육각형, 팔각형 등 다른 형상으로도 적용할 수 있다.Next, the first header and the second header is preferably rectangular in cross section so that one side is in close contact with the casing surface, but may be applied to other shapes such as hexagon and octagon.
그리고 상기 전열관을 유동하는 유체의 유입 및 유출의 고른 균형을 위하여 상기 제1헤더 구성되는 유체유입구는 상기 제2헤더 구성되는 유체유출구로부터 최 외측(또는 원거리)에 구성하는 것이 바람직하고, 제1헤더 또는 제2헤더 중 어느 한 곳에 구성되는 유체유출구는 상기 유체유입구로부터 최외측(또는 원거리)에 구성하는 것이 바람직하다.The fluid inlet of the first header may be configured at the outermost side (or remotely) from the fluid outlet of the second header in order to balance the inflow and outflow of the fluid flowing through the heat transfer tube. Alternatively, the fluid outlet formed at any one of the second headers is preferably configured at the outermost (or remote) side from the fluid inlet.
또한, 상기 유체의 유로를 2 패스(pass)로 할 때에는 상기 제1헤더에 하나의 유로격판을 구성하고, 상기 유체의 유로가 3 패스 또는 그 이상으로 할 때에는 그 패스 수에 상당하는 복수의 유로격판을 상기 제1헤더 및 제2헤더에 구성하는 것이 바람직하다.When the fluid flow path is two passes, one flow path plate is formed in the first header, and when the fluid flow path is three passes or more, a plurality of flow paths corresponding to the number of passes. Preferably, the diaphragm is configured in the first header and the second header.
다음으로, 상기 한 쌍의 프레임은, 제1헤더 및 제2헤더의 길이 방향의 양측 또는 제1헤더 및 제2헤더의 길이 방향의 상부와 하부에 복수의 볼트공을 갖는 복수의 고정브래킷을 구성하여 볼트체결로 고정하는 것이 바람직하나, 용접으로 고정할 수도 있다.Next, the pair of frames constitute a plurality of fixing brackets having a plurality of bolt holes on both sides of the first header and the second header in the longitudinal direction or on the upper and lower portions of the first header and the second header in the longitudinal direction. It is preferable to fix by bolting, but may be fixed by welding.
다음으로, 상기 전열관지지부재는, 제1헤더 및 제2헤더 사이에 연결된 다수의 전열관이 쳐짐이 없도록 하나 또는 그 이상으로 구성하는 것이 바람직하다.Next, it is preferable that the heat transfer tube support member is configured by one or more so that a plurality of heat transfer tubes connected between the first header and the second header do not sag.
상기 전열관지지부재에 형성되는 관통공에는, 상기 전열관을 수용하여 전열관의 표면을 보호하며 외주면을 따라 상기 관통공에 삽입되는 삽착홈(groove)을 갖는 고무링을 더 포함하여 구성할 수 있다.The through hole formed in the heat transfer tube support member may further include a rubber ring for receiving the heat transfer tube to protect the surface of the heat transfer tube and having an insertion groove inserted into the through hole along an outer circumferential surface thereof.
그리고 상기 전열관지지부재의 양측 단부에는, 상기 프레임에 고정되며 복수의 볼트공을 갖는 결합부를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하고, 상기 한 쌍의 프레임에는 상기 결합부의 볼트공과 일치하게 복수의 볼트공을 형성하는 것이 바람직하다.And at both ends of the heat transfer tube support member, it is preferable to further include a coupling portion fixed to the frame and having a plurality of bolt holes, a plurality of bolt holes in the pair of frames to match the bolt holes of the coupling portion It is preferable to form.
다음으로, 상기 전열관은, 동절기에 동파방지를 위한 배수 수단으로써, 배수시 전열관내의 유체의 체류를 방지하기 위하여 유동방향으로 2~5% 이내의 구배를 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.Next, the heat pipe is preferably arranged to have a gradient within 2 to 5% in the flow direction in order to prevent the retention of the fluid in the heat pipe during drainage, as a drainage means for preventing freezing in winter.
그리고 상기 전열관은, 통상의 원형 전열관 보다 전열 표면적이 보다 확대되는 긴지름을 갖는 피넛(peanuts)형상 또는 타원형상의 관상체인 것이 바람직하 나, 다른 형상의 관상체로도 적용할 수 있다.The heat transfer pipe is preferably a peanut or oval tubular body having a longer diameter in which the heat transfer surface area is larger than that of a conventional circular heat transfer tube. However, the heat transfer tube may be applied to a tubular body having another shape.
또한, 상기 전열관에는, 전열관의 길이 방향으로 일 측 또는 양측에 전열관의 외표면을 흐르는 냉각수와 같은 유체의 직하를 지연시키어 유체와 전열관 표면의 접촉을 증대시키는 곡면을 갖는 함몰부를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.The heat transfer tube may further include a depression having a curved surface that retards the direct flow of the fluid such as cooling water flowing through the outer surface of the heat transfer tube on one side or both sides in the longitudinal direction of the heat transfer tube to increase the contact between the fluid and the heat transfer tube surface. It is preferable.
여기서, 상기 함몰부는 전열관의 인발(drawing) 프로세스에서 형성되는 것이 바람직하다. Here, the depression is preferably formed in the drawing process of the heat pipe.
상기 긴지름을 갖는 전열관은, 냉각수와 같은 액체 유체와 공기와 같은 기체의 유체가 상호 대향하여 유동하는 구조에서는 액체(또는 기체) 유체의 유동방향으로 긴지름 중심축이 수직되게 배치되는 것이 바람직하고, 냉각수와 같은 액체 유체와 공기와 같은 기체의 유체가 상호 직교하여 유동하는 구조에서는 기체 유체의 유동방향으로 긴지름 중심축이 상기 제1헤더 및 제2헤더의 수직면에서 내측으로 30~60°(a2)범위내에서 경사 또는 외측으로 100~130°(a1)범위내에서 경사지게 배치하는 것이 바람직하나, 유체의 유동저항감소와 열교환 접촉면의 확대를 위해 긴지름 중심축의 배치 경사각도는 조절될 수 있다.In the heat pipe having a long diameter, in a structure in which a liquid fluid such as cooling water and a fluid of gas such as air flow to face each other, the long diameter central axis is preferably vertically disposed in the flow direction of the liquid (or gas) fluid. In a structure in which a fluid such as a fluid and a gas such as air flow at right angles to each other, a long diameter central axis in the flow direction of the gas fluid is in a range of 30 to 60 ° (a2) inward from a vertical plane of the first and second headers. It is preferable to arrange inclined or inclined within the range of 100 ~ 130 ° (a1), but the inclination angle of the long diameter central axis can be adjusted to reduce the flow resistance of the fluid and to enlarge the heat exchange contact surface.
그리고 상기 제1헤더 및 제2헤더에 결합되는 상기 전열관은 2열(또는 2단)로 배치되는 것이 바람직하나, 1열(또는 1단)로 배치할 수도 있고, 3열(또는 3단)이상으로도 배치할 수 있다.The heat pipes coupled to the first header and the second header are preferably arranged in two rows (or two stages), but may be arranged in one row (or one stage), or more than three rows (or three stages). It can also be placed.
다음으로, 상기 기체의 유체가 외표면을 유동하는 상기 전열관에는, 열전도 효율을 향상시키기 위하여, 알루미늄(또는 구리)박판으로 성형되는 다수의 전열핀을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.Next, the heat transfer tube through which the fluid of the gas flows on the outer surface preferably further includes a plurality of heat transfer fins formed of aluminum (or copper) thin plates in order to improve thermal conduction efficiency.
그리고 상기 액체의 유체가 외표면을 유동하는 상기 전열관에는, 열전도 효율을 향상시키기 위하여, 내부식성을 갖는 아연도금 철재판 또는 스테인레스판으로 성형되는 다수의 전열핀을 더 포함하여 구성할 수도 있다.In addition, the heat transfer pipe in which the liquid fluid flows on the outer surface may further include a plurality of heat transfer fins formed of a galvanized iron plate or a stainless plate having corrosion resistance to improve heat conduction efficiency.
다음으로, 상기 열교환기모듈은, 공기 유체가 수직으로 유동되는 열교환기 구조에서는 상기 케이싱내에 상기 제1헤더와 제2헤더가 수평되게 배치되는 수평형 열교환기모듈을 구성하는 것이 바람직하고, 공기 유체가 수평으로 유동되는 열교환기 구조에서는 상기 케이싱내에 상기 제1헤더와 제2헤더가 수직되게 배치되는 수평형 열교환기모듈을 구성하는 것이 바람직하다. Next, in the heat exchanger structure in which air fluid flows vertically, the heat exchanger module preferably constitutes a horizontal heat exchanger module in which the first header and the second header are horizontally disposed in the casing. In the heat exchanger structure in which the horizontal flows, it is preferable to configure a horizontal heat exchanger module in which the first header and the second header are vertically disposed in the casing.
다음으로, 상기 레일은, 수평형 열교환기모듈에 결합된 상기 한 쌍의 프레임을 각각 지지하도록 한 쌍의 레일(25a)로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 수직형 열교환기모듈은, 상기 제1헤더(13) 및 제2헤더(14)의 사면의 모서리를 지지하도록 두 쌍의 레일(25b)로 구성하는 것이 바람직하다.Next, the rail is preferably composed of a pair of rails (25a) to each support the pair of frames coupled to the horizontal heat exchanger module, the vertical heat exchanger module, the first header It is preferable to comprise two pairs of
그리고 수평형 열교환기모듈은, 상기 레일에 상기 프레임을 고정하는 하나 이상의 고정볼트를 더 포함하여 마련하는 것이 바람직하다. And it is preferable that the horizontal heat exchanger module further comprises one or more fixing bolts to fix the frame to the rail.
또한, 상기 수직형 열교환기모듈은, 상기 레일에 상기 제1헤더 및 제2헤더를 고정하는 하나 이상의 브래킷 및 고정볼트를 더 포함하여 마련하는 것이 바람직하다. The vertical heat exchanger module may further include one or more brackets and fixing bolts fixing the first header and the second header to the rail.
상기 복수로 설치되는 상기 레일에는, 상기 레일 간을 수직 및 수평 지지하는 지지 비이임(beam) 및 지지기둥을 더 포함하여 구성할 수도 있다.The plurality of rails may be configured to further include a support beam and a support pillar for vertically and horizontally supporting the rails.
다음으로, 수직형 열교환기모듈의 상부에 마련되는 한 쌍의 프레임(21')은, 낙하되는 냉각 유체(냉각수)를 상기 전열관의 영역으로 안내하는 경사부를 갖는 것 이 바람직하다.Next, it is preferable that the pair of frames 21 'provided on the upper portion of the vertical heat exchanger module have an inclined portion for guiding falling cooling fluid (cooling water) to the region of the heat transfer tube.
다음으로, 상기 수평형 열교환기모듈이 출입되는 상기 개구는, 수평으로 상기 케이싱에 출입이 가능하도록 하는 크기로 하고, 상기 수직형 열교환기모듈이 출입되는 상기 개구는, 수직으로 상기 케이싱에 출입이 가능하도록 하는 크기로 상기 케이싱에 형성하는 것이 바람직하다.Next, the opening through which the horizontal heat exchanger module enters and exits is sized to allow access to the casing horizontally, and the opening through which the vertical heat exchanger module enters and exits the casing vertically. It is desirable to form the casing in such a size as to enable it.
그리고 상기 개구에는 상기 유체유입구(또는 연결부)와 유체유출구(또는 연결부)가 관통하는 관통구와, 중앙에 상기 유체유입구가 관통하는 관통홀을 형성하며 상기 관통구를 밀봉하는 유체유입구측 밀봉판과, 중앙에 상기 유체출입구가 관통하는 관통홀을 형성하며 상기 관통구를 밀봉하는 유체유출구측 밀봉판과, 외곽을 따라 마련되며 다수의 볼트공을 갖는 플랜지로 구성되는 개폐부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하고, 상기 밀봉판은 두 개의 반원(semicircle) 판으로 조립되는 것이 바람직하다.And a through hole through which the fluid inlet (or the connecting part) and the fluid outlet (or the connecting part) penetrate, a through hole through which the fluid inlet penetrates in the center, and seals the through hole. Forming a through-hole through which the fluid inlet penetrates in the center and the fluid outlet side sealing plate for sealing the through-hole, it is preferably configured to further comprise an opening and closing portion consisting of a flange having a plurality of bolt holes along the periphery Preferably, the sealing plate is assembled into two semicircle plates.
여기서, 상기 개구에는, 상기 개폐부 플랜지와 면하게 플랜지를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the opening further comprises a flange facing the opening / closing flange.
또한, 상기 개구에는, 외곽을 따라 다수의 볼트공이 형성되는 플랜지가 마련되는 것이 바람직하다. In addition, the opening is preferably provided with a flange for forming a plurality of bolt holes along the outer periphery.
그리고 상기 수직형 열교환기모듈은, 별도의 개구 구성없이 상기 케이싱내로 공기를 유입하는 급기구를 수직형 열교환기모듈이 출입되는 개구(41')로 이용하는 것이 바람직하다.The vertical heat exchanger module preferably uses an air supply port for introducing air into the casing as an
여기서, 상기 개구(41')에는, 급기를 원활히 안내하는 루버(louvers)가 구성될 수 있다.Here, a louver may be formed in the
다음으로, 상기 수직형 열교환기 모듈은, 상기 유체유입구의 연결부와 연결하는 복수의 연결부를 갖는 유체유입연결헤더와, 상기 유체유출구의 연결부와 연결하는 복수의 연결부를 갖는 유체유출연결헤더를 더 포함하여 확장연결되는 것이 바람직하다.Next, the vertical heat exchanger module further includes a fluid inflow connection header having a plurality of connection parts connecting to the connection part of the fluid inlet, and a fluid outlet connection header having a plurality of connection parts connecting to the connection part of the fluid outlet. It is preferable that the expansion connection.
다음으로, 상기 케이싱내에 구성되는 복수의 수평형 열교환기모듈은, 수직방향으로 확장 연결되는 것이 바람직하나, 수평방향으로도 확장연결을 할 수 있다. Next, the plurality of horizontal heat exchanger modules configured in the casing are preferably extended in the vertical direction, but may be extended in the horizontal direction.
다음으로, 상기 케이싱내에 구성되는 복수의 수직형 열교환기모듈은, 수평방향으로 확장 연결되는 것이 바람직하나, 수직방향으로도 확장연결을 할 수 있다.Next, the plurality of vertical heat exchanger modules configured in the casing are preferably extended in the horizontal direction, but may be extended in the vertical direction.
다음으로, 상기 열교환기모듈은, 유체유입구 연결부 및 유체유출구 연결부의 확장연결이 상기 케이싱내에서 이루어지는 구조를 갖는 것이 바람직하나, 필요에 따라 상기 케이싱외부에서 연결될 수도 있다.Next, the heat exchanger module preferably has a structure in which the expansion connection of the fluid inlet connection part and the fluid outlet connection part is made in the casing, but may be connected to the outside of the casing if necessary.
여기서, 상기 연결부는, 플랜지(flange)인 것이 바람직하나, 기계식이음부재 (mechanical joint) 등 다른방식의 연결부로도 적용할 수 있다. In this case, the connecting portion is preferably a flange, but may be applied to other types of connecting portions such as mechanical joints.
그리고 상기 연결부에는 밀봉재(sealer)가 게재되는 것이 바람직하다.And it is preferable that a sealer (sealer) is placed on the connection portion.
다음으로, 상기 열교환기 모듈은, 제조, 운반, 조립 및 해체가 용이하게 주어진 열교환부하를 복수로 분할하고, 그 분할 부하의 열교환 능력을 갖도록 제조되는 열교환기모듈을 연속적으로 확장 조립하는 구조를 갖는 것이 바람직하며, 상기 케이싱내에, 상기 열교환기모듈과 상기 레일이 복수로 구성되는 것이 바람직하다.Next, the heat exchanger module has a structure in which a plurality of heat exchanger loads which are easily manufactured, transported, assembled and dismantled are divided into a plurality, and the heat exchanger module which is manufactured to have heat exchange capability of the divided loads is continuously expanded and assembled. Preferably, in the casing, it is preferable that the heat exchanger module and the rail are configured in plural.
다음으로, 상기 열교환기모듈의 상부 또는 저부 중 어느 한곳에는, 상기 전열관의 외표면을 유동하며 열교환하는 유체(냉각수)를 냉각 및 낙하되는 유체를 분산하는 필러(필름형 또는 비말형)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. Next, any one of the top or bottom of the heat exchanger module, further comprises a filler (film type or droplet type) for dispersing the fluid to cool and drop the fluid (cooling water) for the heat exchange while flowing the outer surface of the heat transfer tube. It is preferable to configure.
본 발명에 따르면, 직관의 전열관을 각 헤더에 직접 연결하는 사다리형상의 열교환기모듈 구조로서, 제조가 간편하고, 복수의 열교환기 모듈을 확장 연결함으로 운반, 조립 및 해체 작업이 간편하며, 동파 등의 손상시 그 손상부가 있는 열교환기모듈 만 분리 및 반출하여 보수할 수 있음으로 보수가 간편하고, 긴지름을 갖는 전열관의 구성을 통해 전열 표면적의 확대 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 전열관내를 유동하는 유체의 유동저항을 감소할 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있는 모듈형 열교환기을 제공할 수 있다. According to the present invention, as a ladder-shaped heat exchanger module structure directly connecting the heat pipes of the straight pipe to each header, it is easy to manufacture, easy to transport, assemble and dismantle work by expanding the connection of a plurality of heat exchanger modules, It is easy to repair and repair heat exchanger module that has the damaged part in case of damage, and it is easy to repair, and it is possible to increase heat transfer surface area and improve heat exchange efficiency through the configuration of heat pipe with long diameter. It is possible to provide a modular heat exchanger that can reduce the flow resistance of the fluid to reduce the maintenance cost.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
설명에 앞서, 본 발명의 목적, 특징 및 장점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이 며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기술의 기능 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Prior to the description, the objects, features and advantages of the present invention, and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings, and accordingly, Those skilled in the art will be able to easily practice the present invention. In the following description of the present invention, a detailed description of functions and functions of the known technology that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
그리고 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일부호를 적용하여 대표적으로 일실시 예에서 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In various embodiments, components having the same configuration will be described in one embodiment by applying the same reference numerals, and in other embodiments, only the configuration different from the embodiment will be described.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 측면도이고, 도 2는 도 1의 개략적인 부분파단 전면도이며, 도 3은 도 1의 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 1의 모듈형 열교환기를 배치한 냉각탑의 개략적인 측면도이 다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예는 복수의 수평형 열교환모듈(10a)을 갖는 모듈형 열교환기(1a)의 구성 및 일례로, 대향류형 냉각탑(2a)에 적용한 것으로서, 1 is a schematic side view of a modular heat exchanger according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic partial cutaway front view of FIG. 1, FIG. 3 is a schematic plan view of FIG. 1, and FIG. 4 is 1 is a schematic side view of a cooling tower in which the modular heat exchanger of FIG. 1 is disposed. As shown in these figures, the first embodiment of the present invention is a configuration and an example of a
열교환영역을 형성하는 케이싱(40)과; 상기 케이싱에 마련되어 급기를 상기 케이싱내로 안내하는 개구(41') 및 루버(45)와, 집수조(46)와, 상기 집수조(46)의 일영역에 마련되는 냉각유체유출구(61)와, 다수의 살수노즐(미부호)을 갖는 살수부 (60a)와, 상기 살수부(60a)와 냉각유체유출구(61) 사이에 연결되는 냉각유체공급관 (66)과, 상기 냉각유체공급관(66)에 마련되는 살수펌프(65)와, 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(70)와, 상기 케이싱의 상부에 마련된 배기구(미부호)에 배치되는 축류식 송풍팬부(80a)로 구성되는 대향류형 냉각탑(2a)이 마련되어 있다.A
다음으로, 일측에 연결부(11)를 갖는 유체유입구(12)가 구성되는 제1헤더 (13)와, 상기 제1헤더(13)와 마주하게 수평으로 배치되는 제2헤더(14)와, 상기 제1헤더(13)의 길이 방향의 중앙에 마련되는 유로격판(19)과, 상기 유체유입구(12)로부터 최외측의 제1헤더(13)에 구성되며 연결부(18)를 갖는 유체유출구(17)와, 복수의 볼트공을 갖으며, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)의 양측에 마련되는 복수의 고정브래킷(20)과, 상기 고정브래킷(20)과 볼트체결로 결합되는 한 쌍의 프레임 (21)과, 긴지름의 중심축이 공기(또는 냉각수) 유체의 유동방향으로 수직되게 배치되 며, 일측단부는 상기 제1헤더(13)에 연결되고 타측 단부는 상기 제2헤더(14)에 연결되는 함몰부(16)가 형성된 다수의 전열관(15a)과, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더 (14)사이에 배치되며 상기 다수의 전열관(15a)이 관통하는 다수의 관통공(미부호)과, 상기 프레임(21)에 볼트체결로 고정되며 양측단부에 복수의 볼트공을 갖는 결합부(미부호)로 구성되는 전열관지지부재(22)를 포함하는 열교환기모듈(10a)을 마련하고 있다.Next, a
다음으로, 상기 케이싱(40)의 일측에는 복수로 설치되는 상기 열교환기모듈 (10a)이 출입할 수 있는 크기로 개구(41)를 마련하고 있다.Next, an
그리고 상기 개구(41)에는, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 개구(41)의 외곽으로 다수의 볼트공을 갖는 플랜지를 더 포함하여 마련하고 있다. Although not shown in the figure, the
또한, 상기 열교환기모듈(10a)의 설치 후 상기 개구(41)를 폐쇄하고, 상기 열교환기모듈(10a)의 분리 및 반출시 상기 개구(41)를 개방하는 수단으로써, 상기 유체유입구 측 연결부(11)와 유체유출구 측 연결부(18)가 관통하는 관통구(미부호)와, 중앙에 상기 유체유입구(12)가 관통하는 관통홀(미부호)을 형성하며 상기 관통구(미부호)를 밀봉하는 유체유입구측 밀봉판(미부호)과, 중앙에 상기 유체유출구 (17)가 관통하는 관통홀(미부호)을 형성하며 상기 관통구(미부호)를 밀봉하는 유체유출구측 밀봉판(미부호)과, 외곽을 따라 마련되며 다수의 볼트공을 형성하는 플랜지(미부호)로 구성되는 개폐부(42)를 더 포함하여 마련하고 있다.In addition, as a means for closing the
다음으로, 상기 열교환기모듈(10a)에 결합된 한 쌍의 프레임(21)과 마주하게 한 쌍의 레일(25a)이 상기 개구(41)의 양측 케이싱(40)의 내측에 볼트체결로 고정되어 있다. Next, a pair of
다음으로, 상기 전열관(15a)은, 전열 표면적이 보다 확대되는 긴지름을 갖는 피넛(peanuts)형상의 구조로서, 일례로, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 1단(또는 1열)으로 배치하고 있으나, 그 이상의 단(또는 열)으로도 배치할 수 있다. Next, the
다음으로, 상기 케이싱(40) 내에는, 일례로서, 4조의 열교환기모듈(10a) 및 레일(25a)을 수직으로 확장 연결하여 배치한 모듈형 열교환기(1a)를 마련하고 있 다. Next, the
다음으로, 상기 4조의 열교환기모듈(10a)의 상부에는 출입이 용이하게 분할된 대향류형 필러(30a)가 배치되어 있다.Next, the
다음은, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 조립 설치 및 해체에 대하여 설명하기로 한다. Next, the assembly and disassembly according to the first embodiment of the present invention will be described.
먼저, 상기 열교환기모듈(10a)의 4조를 연속적으로 확장 조립되는 수직간격으로 상기 케이싱(40)에 4조의 상기 레일(25a)을 볼트체결로 고정한다.First, four sets of
그 다음, 4조의 상기 레일(25a)에 4조의 상기 열교환기모듈(10a)의 프레임 (21)이 지지되도록 하여 상기 레일(25a)을 따라 상기 케이싱(40)내로 반입한다.Then, four sets of
그 다음, 상기 개구(41)를 작업공간으로 하여 상기 4조의 열교환기모듈 (10a)에 구성된 각각의 유체유입구측 연결부(11)와 유체유출구 측의 연결부(18)를 연결한다.Then, each of the fluid inlet
그 다음, 상기 개폐부(42)를 상기 개구(41)에 볼트체결로 장착하여 상기 개구(41)를 폐쇄하고, 상기 유체유입구측 연결부(11)와 유체유출구 측의 연결부(18)가 관통하는 관통구와 상기 유체유입구(12)와 유체유출구(17) 사이에 공간을 밀봉판(미부호)을 볼트체결(또는 나사부재)로 장착하여 폐쇄함으로 조립 및 설치는 완료된다.Then, the opening and closing
다음으로, 상기 4조의 열교환기모듈(10a) 중 보수를 위하여 하나 또는 그 이상을 상기 케이싱(40)의 외부로 반출할 때에는,Next, when carrying out one or more of the four heat exchanger module (10a) for repair to the outside of the
먼저, 상기 밀봉판(미부호)을 분리한다.First, the sealing plate (unsigned) is removed.
그 다음, 상기 개폐부(42)를 상기 개구(41)로부터 분리한다.Then, the opening and closing
그 다음, 상기 개구(41)를 통해 각 연결부(11, 18)의 연결을 분리한다.Then, the connection of each of the connecting
그 다음, 상기 레일(25a)을 따라 열교환기모듈(10a)을 상기 케이싱(40) 외부로 반출함으로써, 열교환기모듈(10a)의 분리 및 반출은 완료된다.Then, by carrying out the
보수후 재조립 및 설치는, 상기 레일(25a)의 장착만 제외하고 최초 조립 및 설치 순서와 동일하다.Reassembly and installation after repair are the same as the initial assembly and installation procedure except for the mounting of the
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 부분파단 측면도이고, 도 6은 도 5의 개략적인 정면도이며, 도 7은 도 5의 모듈형 열교환기를 배치한 냉각탑의 개략적인 측면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예는 복수의 수직형 열교환모듈(10b)을 갖는 모듈형 열교환기(1b)의 구성 및 일례로, 직교류형 냉각탑(2b)에 적용한 것으로서, 전술한 실시 예와는 달리, FIG. 5 is a schematic partial cutaway side view of a modular heat exchanger according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic front view of FIG. 5, and FIG. 7 is a schematic view of a cooling tower in which the modular heat exchanger of FIG. 5 is disposed. It is a side view. As shown in these figures, the second embodiment of the present invention is a configuration and an example of a
열교환영역을 형성하는 케이싱(40)과; 상기 케이싱에 마련되어 급기를 상기케이싱내로 안내하는 개구(41')와, 다수의 살수공(미부호)과 살수조(미부호)로 구성되는 살수부(60b)와, 집수조(46)와, 상기 집수조 일영역에 마련되는 냉각유체유출구(61)와, 상기 살수부(60b)와 냉각유체유출구(61) 사이에 연결되는 냉각유체공급관(66)과, 상기 냉각유체공급관(66)에 마련되는 살수펌프(65)와, 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(70)와, 상기 케이싱의 상부에 마련된 배기구(미부호)에 배치되는 축류식 송풍팬부(80a)으로 구성되는 직류형 냉각탑(2a)이 마련되어 있다.A
다음으로, 일측에 연결부(11)를 갖는 유체유입구(12)가 구성되는 제1헤더 (13)와, 상기 제1헤더(13)와 마주하게 수직으로 배치되는 제2헤더(14)와, 상기 제1헤더(13)의 길이 방향의 중앙에 마련되는 유로격판(19)과, 상기 유체유입구(12)로부터 최외측의 제2헤더(14)에 구성되며 연결부(18)를 갖는 유체유출구(17)와, 상기 제2헤더(14)의 길이 방향의 일영역에 마련되는 유로격판(19')과, 복수의 볼트공을 갖으며, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)의 상부와 하부에 각각 마련되는 복수의 고정브래킷(20)과, 상기 상부에 마련되는 고정브래킷(20)과 볼트체결로 결합되며 낙하되는 냉각유체(냉각수)를 전열관(15b)의 영역으로 안내하는 경사부(미부호)를 갖는 한 쌍의 프레임(21')과, 상기 하부에 마련되는 고정브래킷(20)과 볼트체결로 결합되는 한 쌍의 프레임(21)과, 공기 유체의 유동방향으로 긴지름의 중심축이 상기 제1헤더 및 제2헤더의 수직면에서 내측으로 30~60°(a2) 범위 또는 외측으로 100~ 130°(a1)범위내에서 경사지게 배치되며, 일측단부는 상기 제1헤더(13)에 연결되고 타측 단부는 상기 제2헤더(14)에 연결되는 다수의 타원형 전열관(15b)과, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 배치되며 상기 다수의 전열관(15b)이 관통하는 다수의 관통공(미부호)과, 상기 프레임(21)에 볼트체결로 고정되며 양측단부에 복수의 볼트공을 갖는 결합부(미부호)로 구성되는 전열관지지부재(22)를 포함하는 열교환기모듈(10b)을 마련하고 있다.Next, a
다음으로, 상기 케이싱(40)의 양측에 마련되는 상기 개구(41')는, 상기 케이싱(40)내에 설치되는 상기 열교환기모듈(10b)의 전면 외곽이 출입할 수 있는 크기로 하여 마련하고 있다.Next, the
그리고 상기 열교환기모듈(10b)의 설치 후 상기 개구(41')를 폐쇄하고, 상기 열교환기모듈(10a)의 분리 및 반출시 상기 개구(41')를 개방하는 수단으로써, 루버 (45)를 더 포함하여 마련하고 있다.After the
다음으로, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)의 상부 및 하부의 모서리를 지지하도록 두 쌍의 레일(25b)이 상기 개구(41')의 양측 케이싱(40)의 내측에 볼트체결 로 고정되어 있다.Next, two pairs of
본 실시예에서는, 냉각탑의 급기구를 열교환기모듈(10b)의 출입 개구(41')로 적용하는 것을 일례로 두고있으나, 전술한 제1실시예와 같이, 열교환기모듈(10b)의 출입 개구(41)와 개폐부(42)를 별도로 구성할 수도 있다.In the present embodiment, the supply port of the cooling tower is applied to the inlet and outlet opening 41 'of the
다음으로, 상기 전열관(15a)은, 전열 표면적이 보다 확대되는 긴지름을 갖는 타원 형상의 구조로서, 일례로, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 2단(또는 2열)으로 배치하고 있으나, 그 이하 또는 이상의 단(또는 열)으로도 배치할 수 있다. Next, the
다음으로, 상기 케이싱(40) 내에는, 일례로서, 3조의 열교환기모듈(10b)을 수평으로 확장연결 및 두 쌍의 레일(25b)을 배치한 모듈형 열교환기(1b)를 마련하고 있다. Next, in the
다음으로, 상기 3조의 열교환기모듈(10a)의 상부에는 출입이 용이하게 분할된 직교류형 필러(30b)가 배치되어 있다.Next, the
다음으로, 상기 3조의 열교환기모듈(10a)의 유체유입구(12)의 연결부(11)와 연결하는 복수의 연결부(미부호)를 갖는 유체유입연결헤더(51)와, 상기 유체유출구 (17)의 연결부(18)와 연결하는 복수의 연결부(미부호)를 갖는 유체유출연결헤더 (52)가 마련되어 있다. Next, the fluid
다음으로, 상기 한 쌍의 유체유입연결헤더(51)에는 유체를 공급하는 유체유입관(63)이 연결되어 있고, 상기 한 쌍의 유체유출연결헤더(52)에는 유체를 유출하는 유체유출관(64)이 연결되어 있다.Next, the pair of fluid
다음은, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 조립 설치 및 해체에 대하여 설명하기로 한다. Next, the assembly and disassembly according to the second embodiment of the present invention will be described.
먼저, 상기 열교환기모듈(10b)의 3조를 연속적으로 확장 조립되는 수평간격으로 상기 케이싱(40)에 상기 두 쌍의 레일(25b)을 볼트체결로 고정한다.First, the two pairs of
그 다음, 상기 상기 두 쌍의 레일(25b) 사이에 상기 3조의 열교환기모듈 (10b)이 지지되도록 하여 상기 레일(25b)을 따라 상기 케이싱(40)내로 반입한다.Then, the three sets of
그 다음, 상기 개구(41') 및 상기 송풍팬부(80a)의 하부공간을 작업공간으로 하여 상기 3조의 열교환기모듈(10b)에 구성된 각각의 연결부(11, 18)와 상기 유체유입연결헤더(51) 및 유체유출연결헤더(52)에 구성된 각각의 연결부(미부호)를 연결한다.Then, each of the connecting
그 다음, 상기 개구(41')에 상기 루버(45)를 장착하면 조립 및 설치는 완료된다.Then, when the
다음으로, 상기 3조의 열교환기모듈(10b) 중 보수를 위하여 하나 또는 그 이상을 상기 케이싱(40)의 외부로 반출할 때에는, 조립설치의 역순으로 하면된다.Next, when carrying out one or more of the three sets of
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 부분파단 측면도이고, 도 9는 도 8의 개략적인 정면도이며, 도 10은 도 8의 도 8의 개략적인 평면도이고, 도 11은 도 8의 모듈형 열교환기를 배치한 냉각탑의 개략적인 측면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예는 복수의 수평형 열교환모듈(10c)을 갖는 모듈형 열교환기(1c)의 구성 및 일례로, 압입통풍식 대향류형 냉각탑(2c)에 백연저감 열교환기로 적용한 것으로서, FIG. 8 is a schematic partial cutaway side view of a modular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a schematic front view of FIG. 8, FIG. 10 is a schematic plan view of FIG. 8 of FIG. 8, and FIG. 11 is a schematic side view of a cooling tower in which the modular heat exchanger of FIG. 8 is arranged. As shown in these figures, the third embodiment of the present invention is a configuration and an example of a
열교환영역을 형성하는 케이싱(40)과; 상기 케이싱에 마련되어 급기를 상기케이싱내로 안내하는 개구(41')와, 상기 열교환영역에 배치되는 필러(30a)와, 상기 필러(30a)의 하부에 배치되는 집수조(46)와, 상기 집수조(46)의 일영역에 마련되는 냉각유체유출구(61)와, 다수의 살수노즐(미부호)을 갖는 살수부(60a)와, 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(70)와, 상기 케이싱의 상부에 마련된 배기구(미부호)와, 상기 개구(41')와 인접하게 상기 케이싱(40) 내에 배치되는 원심식 송풍팬부(80b)로 구성되는 압입통풍식 대향류형 냉각탑(2a)이 마련되어 있다.A
다음으로, 상기 케이싱(40)의 배기구(미부호)에 결합되는 열교환기 케이싱 (40')과, 일측에 연결부(11)를 갖는 유체유입구(12)가 구성되는 제1헤더(13)와, 상기 제1헤더 (13)와 마주하게 수평으로 배치되는 제2헤더(14)와, 상기 제1헤더(13)의 길이 방향의 중앙에 마련되는 유로격판(19)과, 상기 유체유입구(12)로부터 최외측의 제1헤더 (13)에 구성되며 연결부(18)를 갖는 유체유출구(17)와, 복수의 볼트공을 갖으며, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)의 양측에 마련되는 복수의 고정브래킷(20)과, 상기 고정브래킷(20)과 볼트체결로 결합되는 한 쌍의 프레임(21)과, 긴지름의 중심축이 공기 유체의 유동방향으로 수직되게 배치되며, 일측 단부는 상기 제1헤더(13)에 연결되고 타측 단부는 상기 제2헤더(14)에 연결되는 다수의 타원형 전열관(15b)과, 상기 전열관을 수용하여 배치되는 다수의 전열핀(35)과, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 배치되며 상기 다수의 전열관(15b)이 관통하는 다수의 관통공(미부호)과, 상기 프레임(21)에 볼트체결로 고정되며 양측단부에 복수의 볼트공을 갖는 결합부(미부호)로 구성되는 전열관지지부재(22)를 포함하는 열교환 기모듈(10c)을 마련하고 있다.Next, a
다음으로, 상기 열교환기 케이싱(40')의 양 단부에는 다수의 볼트공이 형성되는 플랜지가 마련되고, 상기 열교환기 케이싱(40')의 일측에는 복수로 설치되는 상기 열교환기모듈 (10c)이 출입할 수 있는 크기로 개구(41)를 마련하고 있다.Next, both ends of the heat exchanger casing 40 'are provided with flanges having a plurality of bolt holes formed therein, and one side of the heat exchanger casing 40' has a plurality of
그리고, 상기 개구(41)에는, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 개구(41)의 외곽으로 다수의 볼트공을 갖는 플랜지를 더 포함하여 마련하고 있다. Although not shown in the figure, the
또한, 전술한 제1실시 예와 마찬가지로, 상기 열교환기모듈(10c)의 설치 후 상기 개구(41)를 폐쇄하고, 상기 열교환기모듈(10c)의 분리 및 반출시 상기개구 (41)를 개방하는 수단으로써, 상기 유체유입구 측 연결부(11)와 유체유출구측 연결부(18)가 관통하는 관통구(미부호)와, 중앙에 상기 유체유입구(12)가 관통하는 관통홀(미부호)을 형성하며 상기 관통구(미부호)를 밀봉하는 유체유입구측 밀봉판 (미도시)과, 중앙에 상기 유체유출구(17)가 관통하는 관통홀(미도시)을 형성하며 상기 관통구(미부호)를 밀봉하는 유체유출구측 밀봉판(미부호)과, 외곽을 따라 마련되며 다수의 볼트공을 형성하는 플랜지(미부호)로 구성되는 개폐부(42)를 더 포함하여 마련하고 있다.In addition, as in the first embodiment described above, the
다음으로, 상기 열교환기모듈(10c)에 결합된 한 쌍의 프레임(21)과 마주하게 한 쌍의 레일(25a)이 상기 개구(41)의 양측 케이싱(40)의 내측에 볼트체결로 고정되어 있다.Next, a pair of
다음으로, 상기 전열관(15b)은, 전열 표면적이 보다 확대되는 긴지름을 갖는 타원 형상의 구조로서, 일례로, 상기 제1헤더(13)와 제2헤더(14)사이에 2단(또는 2 열)로 배치하고 있으나, 그 이하 또는 이상의 단(또는 열)으로도 배치할 수 있다. Next, the
다음으로, 상기 케이싱(40') 내에는, 일례로서, 2조의 열교환기모듈(10c) 및 레일(25a)을 수직으로 확장 연결하여 배치한 모듈형 열교환기(1c)를 마련하고 있 다. Next, in the
다음으로, 상기 2조의 열교환기모듈(10c)의 각각 유체유입구(12) 연결부(11)에는 고온 유체유입관(67)이 연결되어 있고, 각각 유체유출구(17) 연결부(18)와 상기 살수부(60a) 사이에는 고온 유체공급관(68)이 연결되어 있다.Next, a high temperature
다음은, 본 발명의 제 3실시 예에 따른 조립 설치 및 해체에 대한 설명은 전술한 제 1실시예와 같거나 유사한 것이어서 그 설명을 생략한다. Next, the description of the assembling installation and disassembly according to the third embodiment of the present invention is the same as or similar to the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 부분파단 측면도이다. 도면에 도시한 바와 같이 본 발명의 제4 실시예는, 전술한 실시예와는 달리, 상기 케이싱(40) 내에 일례로, 두개의 열교환기모듈(1c)을 수직으로 확장 연결하여 배치하고 있다. 12 is a schematic partial cutaway side view of a modular heat exchanger according to a fourth exemplary embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the fourth embodiment of the present invention, unlike the above-described embodiment, is arranged in the
다음은, 본 발명의 제 4실시 예에 따른 조립 설치 및 해체에 대한 설명은 전술한 제 1, 제3실시 예와 같거나 유사한 것이어서 그 설명을 생략한다. Next, the description of the assembling installation and disassembly according to the fourth embodiment of the present invention is the same as or similar to the above-described first and third embodiments, and a description thereof will be omitted.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 모듈형 열교환기와 그 적용 대상을 일례로 냉각탑으로 하여 바람직한 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 기술적 사상이나 필수적인 특징에서 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 변형된 구성 및 적용을 용이하게 구현해낼 수 있을 것이다. Although the preferred embodiments have been described with reference to the accompanying drawings, the modular heat exchanger of the present invention as an example of a cooling tower, but in the technical field to which the present invention belongs without departing from the spirit or essential features of the present invention. Those skilled in the art will be able to easily implement modified configurations and applications.
그리고 본 발명의 모듈형 열교환기는 실시예에 일례로 적용한 냉각탑은 물론 공기조화기, 공랭식 냉각기, 유체 가열기 및 폐열회수장치 등에도 적용되는 것임은 자명한 것이다. In addition, it is obvious that the modular heat exchanger of the present invention is applied to an air conditioner, an air-cooled cooler, a fluid heater, and a waste heat recovery device as well as a cooling tower applied as an example.
그러므로 전술한 실시 예들은 그 실시 예가 특정하는 기술적구성 및 작용만으로 한정하는 것이 아니라, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이므로, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이고, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 변형과 그 변형으로부터 얻은 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. Therefore, the above-described embodiments are not limited only to the technical configuration and operation specified by the embodiments, but exemplify preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention will be limited only by the contents described in the claims, and All variations within the scope equivalent to and differences from the variations will be construed as being included in the present invention.
본 발명에 따른 모듈형 열교환기는, 직관의 전열관을 각 헤더에 직접 연결하는 사다리형상의 열교환기모듈 구조로서, 제조가 간편하고, 복수의 열교환기 모듈을 확장 연결함으로 운반, 조립 및 해체 작업이 간편하며, 동파 등의 손상시 그 손상부가 있는 열교환기모듈 만 분리 및 반출하여 보수할 수 있음으로 보수가 간편하고, 긴지름을 갖는 전열관의 구성을 통해 전열 표면적의 확대 및 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 전열관내를 유동하는 유체의 유동저항을 감소할 수 있고, 유지보수비용을 절감할 수 있는 산업상의 이점이 있다.Modular heat exchanger according to the present invention is a ladder heat exchanger module structure that directly connects the heat pipe of the straight pipe to each header, easy to manufacture, easy to transport, assemble and dismantle work by expanding the connection of a plurality of heat exchanger modules It can be repaired by separating and carrying out only the heat exchanger module with the damaged part in case of damage such as freezing, and it is easy to repair, and it is possible to expand the heat transfer surface area and improve heat exchange efficiency through the configuration of the heat pipe having a long diameter. There is an industrial advantage that can reduce the flow resistance of the fluid flowing in the heat pipe, and can reduce the maintenance cost.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 측면도, 1 is a schematic side view of a modular heat exchanger according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 개략적인 부분파단 전면도,FIG. 2 is a schematic partial cutaway front view of FIG. 1;
도 3은 도 1의 개략적인 평면도,3 is a schematic plan view of FIG.
도 4는 도 1의 모듈형 열교환기를 배치한 냉각탑의 개략적인 측면도, 4 is a schematic side view of a cooling tower in which the modular heat exchanger of FIG. 1 is arranged;
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 부분파단 측면도, 5 is a schematic partial sectional side view of a modular heat exchanger according to a second embodiment of the present invention;
도 6은 도 5의 개략적인 정면도, 6 is a schematic front view of FIG. 5;
도 7은 도 5의 모듈형 열교환기를 배치한 냉각탑의 개략적인 측면도, 7 is a schematic side view of a cooling tower in which the modular heat exchanger of FIG. 5 is arranged;
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 부분파단 측면도, 8 is a schematic partial sectional side view of a modular heat exchanger according to a third embodiment of the present invention;
도 9는 도 8의 개략적인 정면도,9 is a schematic front view of FIG. 8;
도 10은 도 8의 도 8의 개략적인 평면도,10 is a schematic plan view of FIG. 8 of FIG. 8;
도 11은 도 8의 모듈형 열교환기를 배치한 냉각탑의 개략적인 측면도, 11 is a schematic side view of a cooling tower in which the modular heat exchanger of FIG. 8 is arranged;
도 12는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 모듈형 열교환기의 개략적인 부분파단 측면도, 12 is a schematic partial sectional side view of a modular heat exchanger according to a fourth embodiment of the present invention;
도 13은 종래 일체형 습식열교환기의 개략적인 측면도,13 is a schematic side view of a conventional integrated wet heat exchanger,
도 14는 도 13의 개략적인 전면도,14 is a schematic front view of FIG. 13;
도 15는 종래 일체형 건식 열교환기의 개략적인 사시도이다.15 is a schematic perspective view of a conventional integrated dry heat exchanger.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>
1a, 1b, 1c : 모듈형 열교환기 2a, 2b, 2c : 냉각탑1a, 1b, 1c:
10a, 10b, 10c : 열교환기모듈 11, 18 : 연결부10a, 10b, 10c:
12 : 유체유입구 13 : 제1헤더12: fluid inlet port 13: the first header
14 : 제2헤더 15a, 15b : 전열관14:
16 : 함몰부 17 : 유체유출구16: depression 17: fluid outlet
19, 19' : 유로격판 20, 20' : 고정브래킷19, 19 ':
21, 21' : 프레임 22 : 전열관지지부재21, 21 ': Frame 22: Heat pipe support member
25a, 25b : 레일 30a, 30b: 필러25a, 25b:
35 : 전열핀 40, 40' : 케이싱35:
41, 41' : 개구 42 : 개폐부41, 41 ': opening 42: opening and closing portion
45 : 루버 46 : 집수조45: louver 46: sump
51 : 유체유입연결헤더 52 : 유체유출연결헤더51: fluid inflow connection header 52: fluid outflow connection header
60a, 60b : 살수부 61 : 냉각유체유출구60a, 60b: watering part 61: cooling fluid outlet
63 : 유체유입관 64 : 유체유출관63: fluid inlet pipe 64: fluid outlet pipe
65 : 살수펌프 66 : 냉각유체공급관65: spraying pump 66: cooling fluid supply pipe
67 : 고온유체유입관 68 : 고온유체공급관67: high temperature fluid inlet pipe 68: high temperature fluid supply pipe
70 : 엘리미네이터 80a, 80b :송풍팬부 70: eliminator 80a, 80b: blowing fan part
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