KR101108846B1 - 다수의 구조물을 가진 수평 판 삽입 콤팩트형 액체 냉각기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 구조물을 가진 수평 판 삽입 콤팩트형 액체 냉각기로서, 상측에 유입구(12)가 형성되고, 유입구(12)와 마주하는 하측의 위치에 유출구(14)가 형성되며 일측이 개방된 반응기의 본체(10); 본체(10)의 내부 공간을 상하로 분할하도록 배치되고, 본체(10)의 개방되는 쪽에서 상하 방향으로 관통되는 홀(24)이 형성된 평판(20); 평판(20)의 상측과 하측에 유체의 흐름 방향에 대하여 수직면을 가지도록 복수 개로 배치되고 유체가 흐를 때에 와류가 발생하도록 하여 유체의 흐름을 지연시키도록 하는 구조물(22); 본체(10)의 안쪽에서 평편(20)의 상측과 하측에 각각 배치되고, 냉매가 흐르도록 하여 유체와 열교환이 이루어지도록 하는 냉매관(30); 및 냉매관(30)의 일측이 고정되고 본체(10)의 개방된 부분의 단부에 체결고정되는 뚜껑(32);을 포함한다.

냉각기, 구조물, 평판, 유체, 열교환, 터뷸런스, 토출부

Description

다수의 구조물을 가진 수평 판 삽입 콤팩트형 액체 냉각기{Compact liquid cooler with many structures on horizontal plate in cooler.}

본 발명은 냉각기 특히 냉각기의 부피를 줄이면서도 냉각의 효율을 극대화 되도록 하는 구조의 액체 냉각기이다.

냉각기는 여러 분야에서 다양하게 쓰이고 있다.
열교환이 효율적으로 이루어지지 않을 경우 시스템에 영향을 초래하여 문제가 발생하게 된다.
대부분의 냉각기는 냉매와 냉각을 시켜야 할 액체 사이에 접촉면적을 넓게 하거나 열교환이 이루어져야 할 액체가 냉매와의 접촉시간을 길게 하기 위하여 반응기를 크고 길게 하거나 여러 개의 반응기를 직렬 혹은 병렬로 연결하여 사용하였다.
종래의 열교환기는 첨부도면 도 1에 나타낸 바와 같이 냉각기 본체의 내부에 상부실과 하부실로 분할되도록 하는 대격벽이 배치되고, 상부실과 하부실에는 복수의 소격벽이 수직방향으로 지그 배치된다.
상부실과 하부실에는 냉매관이 좌우 양쪽 방향으로 다발로 배치되어 냉매관 다발을 구성한다.
냉각기 본체의 어느 한쪽에는 상부실에 배치된 냉매관 다발과 하부실에 배치된 냉매관 다발이 통하도록 배치된다.
또한, 냉각기 본체의 다른 한쪽은 하부실에 배치된 냉매관 다발에 냉매를 공급하도록 하는 냉매입구가 배치되고, 상부실에 배치된 냉매관 다발에서 상기 냉매를 배출되도록 하는 냉매출구가 배치된다.
즉, 냉각수 입구에서 냉각수가 유입되면, 상부실에서 지그재그로 진행하면서 냉매관 다발과 열교환하고 냉각수는 하부실로 유입된 후에 다시 지그재그로 진행하면서 하부실에 배치된 냉매관 다발과 열교환한 후에 냉각수 출구를 통하여 배출된다.
이와 같은 종래의 냉각기는 구조가 복잡하고, 부피가 커져 결과적으로 이 냉각기가 설치된 시스템의 크기가 커지는 단점이 있었다.

본 발명에 따른 유체 냉각기는 열 교환 공간을 상부와 하부로 나누어 유체가 냉매관과 반응하는 반응시간을 늘리고, 유체의 흐름에 강한 와류를 형성시켜 열전달 효율을 높이도록 하고, 유체 냉각기의 전체적인 크기를 소형화하도록 하는 다수의 구조물을 가진 수평 판 삽입 콤팩트형 액체 냉각기를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 유체 냉각기는 열 교환 공간을 상부와 하부로 나누어 유체가 냉매관과 반응하는 반응시간을 늘리고 유체에 강한 와류를 형성시켜 열전달 효율을 높임으로써 콤팩트한 냉각기를 만드는데 있는 것이다.

삭제

본 발명에 따른 유체 냉각기는 유체의 흐름을 지연시킴으로써 반응에 소요되는 시간을 늘릴 수 있고 이로써 종래의 냉각기보다 냉각 효율을 높일 수 있으며, 유체 냉각기의 전체적인 크기는 콤팩트하게 소형화를 구현할 수 있다.

공기요란(Turbulance)으로 번역되는 효과를 냉매에 적용하여 방해물을 용접 설치하는 기술이다.
냉각기는 각 분야에 광범위하게 쓰이는 매우 중요한 장치이다.
열이 발생하는 장치에 있어서 신속한 열교환이 이루어지지 않을 경우 장치에 심각한 문제가 야기된다.
이를 방지하기 위하여 반드시 열교환기 즉 유체 냉각기를 장착해야한다.
냉각기는 점점 장치가 작아지는 추세이므로 유체 냉각기 또한 부피가 작아져야 한다.
이하,첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액체 냉각기에서 본체(10)의 내측에 냉매관(30)과 평판(30)을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에서 터뷸런스를 설명하기 위한 예시도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액체 냉각기에서 본체(10)와 냉매관(30)의 조립구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 다수의 구조물을 가진 수평 판 삽입 콤팩트형 액체 냉각기는 반응기의 본체(10) 내에 평판(20)을 배치하고, 평판(20)의 상하측에 각각 냉매관(30)을 배치한 것이다.
상술한 반응기의 본체(10)는 상측에 유입구(12)가 형성되고, 유입구(12)와 마주하는 하측의 위치에 유출구(14)가 형성되며 일측이 개방되게 제공된다.
상술한 평판(20)은 본체(10)의 내부 공간을 상하로 분할하도록 배치되고, 본체(10)의 개방되는 쪽에서 상하 방향으로 관통되는 홀(24)이 형성된다.
한편, 평판(20)의 상측과 하측에 유체의 흐름 방향에 대하여 수직면을 가지도록 구조물(22)이 복수 개로 배치되고, 구조물(22)은 유체가 흐를 때에 와류가 발생하도록 하여 유체의 흐름을 지연시킨다.
냉매관(30)은 본체(10)의 안쪽에서 평편(20)의 상측과 하측에 각각 배치되고, 냉매가 흐르도록 하여 유체와 열교환이 이루어지도록 한다.
한편, 냉매관(30)의 일측이 뚜껑(32)에 고정되고, 본체(10)의 개방된 부분의 단부에 볼트(34)와 같은 체결구성요소로 체결고정된다.
도 2에 나타낸 정면도와 도 3은 본 발명에서 터뷸런스 효과를 구현하도록 하는 구조물(22)을 측면을 나타낸 것으로, 가운데 배치된 평판(20)을 사이로 동일한 위치에 사각 구조물(22)로 용접되어 배치된다.
상술한 구조물(22)은 용량에 따라 수량이 결정될 수 있다.

냉매관(30)과 구조물(22)은 반대편 플랜지의 가이드 홈에 안착된다.

이와 같이 냉매관(30)이 고정되면 터뷸런스에 의한 냉매관(30)의 흔들림을 잡아 줄 수 있다.

도 3은 터뷸런스의 모양을 나타내며 일종의 와류라고 볼 수 있다.

도 4에서는 모든 구조물(22)이 조립이 완료된 모습이며 유체(액체)의 냉각이 콤팩트한 케이스에서 2회 이상 발생한다.
상기 발명은 냉각기의 본체(10)의 내부의 중앙에 평판(20)을 삽입하므로 써 상부실과 하부실로 나누어지고 나누어진 부분으로 열 교환이 이루어져야 할 목적 유체가 흐르게 되는 것이다.
한편 유체가 흐르도록 하기 위하여 평판(20)의 한쪽에 홀(24)이 형성된 것이다.
또한, 평판(20)에 형성된 복수의 구조물(22)은 유체의 흐름과 수직 방향으로 배치되어 있고, 이러한 배치의 구성은 유체가 이 구조물(22)에 부딪치면서 와류를 형성하게 하여 유체와 냉매 사이의 열 교환 효율을 높이게 한다.
또한, 구조물(22)은 일렬로 배치되어 있다.
냉각이 되어야 할 목적 유체는 냉각기의 본체(10)의 유입구(12)로 흘러들어와 평판(20)의 상부실을 흐르고 홀(24)을 통하여 하부실로 이동하며 하부실에서 흘러 유출구(14)를 통해 배출된다.
이때 유체는 복수의 구조물(22)과 부딪치며 흘러가는데, 열 교환이 이루어져야 할 목적 유체는 상부실에 배치된 첫 번째 냉매관(30)과 마주치면서 1차 열교환이 이루어지고, 하부실에 배치된 두 번째 냉매관(30)과 마주치면서 2차 열교환이 이루어진다.
좀 더 상세하게는, 평판(20)으로 구분되는 상부실에서는 다수의 구조물(22)에 의하여 유체에는 도 3에 나타낸 바와 같은 강한 와류가 형성이 되고, 이로써 유체의 흐름이 지연되면서 유체가 머무르는 시간이 늘어나 열교환의 효율이 극대화되는 것이다.
또한, 홀(24)을 통하여 유체는 평판(20)으로 구분되는 하부실에 유입되고, 하부실에서도 상술한 바와 같은 열교환이 이루어지면서 유출구(14)를 통하여 배출된다.

도 1은 종래의 열교환기를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액체 냉각기에서 냉매관과 평판을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에서 터뷸런스를 설명하기 위한 예시도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 액체 냉각기에서 본체와 냉매관의 조립구성을 설명하기 위한 도면이다.
*부호의 설명*
10: 본체
12: 유입구
14: 유출구
20: 평판
22: 구조물
24: 홀
30: 냉매관
32: 뚜껑
34: 체결 볼트

Claims (3)

1. 상측에 유입구(12)가 형성되고, 상기 유입구(12)와 마주하는 하측의 위치에 유출구(14)가 형성되며 일측이 개방된 반응기의 본체(10);

   상기 본체(10)의 내부 공간을 상하로 분할하도록 배치되고, 상기 본체(10)의 개방되는 쪽에서 상하 방향으로 관통되는 홀(24)이 형성된 평판(20);

   상기 평판(20)의 상측과 하측에 유체의 흐름 방향에 대하여 수직면을 가지도록 복수 개로 배치되고 유체가 흐를 때에 와류가 발생하도록 하여 유체의 흐름을 지연시키도록 하는 구조물(22);

   상기 본체(10)의 안쪽에서 상기 평편(20)의 상측과 하측에 각각 배치되고, 냉매가 흐르도록 하여 상기 유체와 열교환이 이루어지도록 하는 냉매관(30); 및

   상기 냉매관(30)의 일측이 고정되고 상기 본체(10)의 개방된 부분의 단부에 체결고정되는 뚜껑(32);

   을 포함하는 다수의 구조물을 가진 수평 판 삽입 콤팩트형 액체 냉각기.
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