KR101190496B1 - 전열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 함수율이 10 내지 15Wt%가 되는 플레이트와 지지리브로 이루어지는 전열교환소자가 구비되어 공기의 유동이 보다 원활하게 되는 전열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 전열교환기는, 플레이트와, 상기 플레이트의 상하면에 형성되어 플레이트를 지지하는 지지리브가 구비되는 다수의 전열교환소자와; 상기 다수의 전열교환소자 사이에 각각 삽입되어, 공기의 유동을 안내하는 다수의 안내판을 포함하는 구성을 가지며; 상기 다수의 지지리브에는 공기의 유동이 가능한 요홈이 형성되고, 상기 다수의 지지리브는, 다수의 제 1 지지리브와, 다수의 제 2 지지리브를 포함하고, 상기 다수의 제 1 지지리브 각각은 상기 플레이트의 일측선단면에 접하고, 상기 플레이트의 타측후단면에서 이격되며, 상기 다수의 제 2 지지리브 각각은 상기 플레이트의 타측후단면에 접하고, 상기 플레이트의 일측선단면에서 이격되며, 상기 플레이트 상에서 상기 다수의 제 1 지지리브와 상기 다수의 제 2 지지리브가 교번하여 배치된다.

그리고, 상기 플레이트(222)는, 함수율이 10 내지 15Wt%인 상태에서 상기 다수의 지지리브(224)와 함께 사출성형 된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 처짐이 방지되는 전열교환소자의 플레이트 제조가 가능하여 환기장치의 성능이 향상되는 이점이 있다.

환기장치, 전열교환기, 전열교환소자, 사출, 습도, 함수율

Description

전열교환기 및 그 제조방법 {TOTAL HEAT EXCHANGER ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

도 1은 종래기술에 의한 환기장치의 사시도.

도 2는 종래기술에 의한 환기장치의 분해사시도.

도 3은 종래기술에 의한 전열교환소자의 구성도.

도 4는 본 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 전열교환기가 채용된 환기장치의 분해사시도.

도 5는 본 발명에 의한 전열교환기의 바람직한 실시예가 채용된 환기장치의 내부 구성을 보인 절결 사시도.

도 6은 본 발명에 의한 전열교환기의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.

도 7은 본 발명에 의한 전열교환기의 구성을 보인 분해사시도.

도 8은 도 7의 I-I'부 단면도.

도 9는 본 발명에 의한 전열교환기의 제조방법을 개략적으로 보인 블럭 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50. 본체케이스 60. 전열교환기

220. 전열교환소자 222. 플레이트

224. 지지리브 226. 요홈

230. 테두리가이드 232. 체결공

S300. 습도조절단계 S302. 습도측정과정

S304. 가습과정 S310. 소자형성단계

S320. 안내판삽입단계

본 발명은 전열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 함수율이 10 내지 15Wt%가 되는 플레이트와 지지리브로 이루어지는 전열교환소자가 구비되어 공기의 유동이 보다 원활하게 되는 전열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

근래에 에너지 절약을 위한 방편과 소음 등의 문제로 점차 인간의 주거공간은 기밀화 및 단열화 되는 경향으로 나아가고 있다. 그러나, 이러한 폐쇄공간의 공기는 시간이 지남에 따라 점차 이산화탄소로 변함과 동시에 오염되어 생명체의 호흡을 저해하게 한다.

따라서, 사무실이나 차량과 같이, 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 된 곳은 수시로 환기를 시켜야 한다, 이 때 통상적으로 전열교환 방식을 이용한 환기장치가 이용된다. 이것은 실내공기 온도를 유지하면서 외부공기를 급기하고, 실내공기를 배기하기 위해서이다.

도 1에는 종래 환기장치의 외관이 사시도로 도시되어 있으며, 도 2에는 종래 환기장치의 분해사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 종래의 전열교환소자의 구성이 도시되어 있다.

이에 도시된 바에 따르면, 외관을 형성하고 있는 본체케이스(10) 한 측면에 외부공기를 흡입할 수 있도록 외부공기 흡입구(12)가 형성되어 있다. 상기 외부공기 흡입구(12)의 내부에는 상기 흡입공(12)으로부터 흡입되는 외부공기가 아래에서 설명할 전열교환기(14)로 도달할 수 있도록 전열교환기(14)와의 사이에 흡입덕트(도시되지 않음)가 형성되어 외부공기의 통로가 될 수 있도록 형성된다.

외부로부터 흡입되는 공기와 실내에서 외부로 배출되는 공기의 열교환을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같은 전열교환기(14)가 상기 본체케이스(10)의 내부 중앙에 구비되는데, 일반적으로 마름모형의 단면을 가지도록 구성된다.

상기와 같은 전열교환기(14)는 통상 온도 차이가 발생하는 각각의 공기를 서로 다른 유로를 통하게 함으로써, 상기 서로 다른 유로의 층을 형성하는 고효율의 열교환막에 의하여 잠열을 교환하는 습기와 현열을 교환하는 열에 의해서 전열교환을 일으키는 원리를 따른다.

상기 전열교환기(14)는 일반적으로 직교류형 칸막이판 타입의 구조를 갖는다. 즉, 도 3에는 상기 전열교환기(14)의 일예가 상세히 도시되어 있는데, 도시된 바와 같이, 전열교환기는 특수 가공지인 다수의 플레이트(15)가 적층을 이루는 구성을 가진다.

상기 플레이트(15)은 일반적으로 플라스틱 재질로 구성되며, 이러한 플레이 트(15) 사이에는 자바라 형상으로 주름진 종이재질의 간격판(15')이 구비된다. 한편, 상기 간격판(15')의 주름은 일반적으로 삼각형의 단면을 가지도록 형성되며, 이러한 주름은 상하에 형성되는 각각의 간격판(15')에 서로 교차되도록 형성된다.

즉, 예를 들어 도 3에 상세히 도시된 바와 같이, 어느 플레이트(15)의 상측에 형성되는 간격판(15')이 좌우방향으로 주름이 형성되면, 상기 플레이트(15)의 하측에 형성되는 간격판(15')에는 주름이 전후방향으로 형성된다. 따라서, 급기와 배기가 서로 교차되면서 상기 전열교환기(14)를 통과하므로, 급기와 배기의 혼합이 방지되는 것이다.

한편, 전열교환기는 상기와 같이 플레이트(15)이 플라스틱으로 구성되고, 간격판(15')이 종이로 구성되기도 하지만, 이와는 반대로 플레이트(15)이 종이로 구성되고, 간격판(15')이 플라스틱으로 구성되어 서로 접착되도록 구성되기도 한다.

상기 외부공기 흡입구(12)으로부터 전열교환기(14)를 통과한 외부공기는 본체케이스(10)에 형성되어 있는 외부공기 급기부(도시되지 않음)에 의해 상기 흡입공(12)과는 반대측에 형성되어 있는 외부공기 급기공(16)을 통해 실내로 급기된다.

상기 외부공기 급기공(16)의 측면에는 실내의 공기가 상기 환기장치의 본체케이스(10) 내부로 흡입되는 실내공기 흡입구(18)가 형성된다. 그리고, 상기 외부공기 흡입구(12)의 측면에는 상기 실내공기 흡입구(18)로부터 환기장치의 내부로 흡입된 실내공기가 배출되는 실내공기 배기공(20)이 형성된다.

상기 전열교환기(14)는 네 귀퉁이에는 전후로 길게 전열교환기 지지프레임(22)이 형성되어 있으며, 이러한 전열교환기(14)의 하부에는 프리필터(24)가 설 치된다. 상기 프리필터(24)는 외부의 공기중에 섞여있는 이물을 걸러내는 역할을 하는 것으로, 이러한 프리필터(24)는 상기 전열교환기(14)와는 별개로 형성되어 착탈된다.

한편, 상기와 같은 전열교환기의 좌우측에는 실내공기를 외부로 강제 배출하기 위한 팬(fan)과, 실외공기가 실내로 강제 유입되도록 하는 팬(fan)이 각각 구비된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 환기장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기와 같은 종래의 구성에서는 전열교환기를 구성하는 플레이트(15)나 간격판(15') 중 적어도 하나는 종이 재질로 이루어지는데, 이러한 종이 재질은 처짐이 일어나는 문제점이 있다. 즉, 종이 재질의 중앙부분이 아래로 처지는 형상이 생긴다.

따라서, 이러한 종이 재질의 처짐 현상으로 인해, 압력손실이 증가되는 문제점이 있다. 즉, 전열교환기를 통과하는 풍량의 손실이 발생하여, 전체적으로는 환기장치의 효율 저하를 초래하게 된다. 그리고, 이로 인해 회전을 발생시키는 모터(도시되지 않음)의 회전수(RPM) 및 소음이 증가하는 문제점도 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전열교환소자의 플레이트 양면에 지지리브가 구비되고, 이러한 지지리브에는 공기의 유동을 위한 다수의 요홈이 형성되는 전열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 전열교환소자를 구성하는 종이의 처짐이 방지되는 전열교환기의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전열교환기는, 플레이트와, 상기 플레이트의 상하면에 형성되어 플레이트를 지지하는 지지리브가 구비되는 다수의 전열교환소자와; 상기 다수의 전열교환소자 사이에 각각 삽입되어, 공기의 유동을 안내하는 다수의 안내판을 포함하는 구성을 가지며; 상기 다수의 지지리브에는 공기의 유동이 가능한 요홈이 형성되고, 상기 다수의 지지리브는, 다수의 제 1 지지리브와, 다수의 제 2 지지리브를 포함하고, 상기 다수의 제 1 지지리브 각각은 상기 플레이트의 일측선단면에 접하고, 상기 플레이트의 타측후단면에서 이격되며, 상기 다수의 제 2 지지리브 각각은 상기 플레이트의 타측후단면에 접하고, 상기 플레이트의 일측선단면에서 이격되며, 상기 플레이트 상에서 상기 다수의 제 1 지지리브와 상기 다수의 제 2 지지리브가 교번하여 배치된다.

상기 다수의 지지리브는, 사출성형에 의해 상기 플레이트와 일체로 형성됨을 특징으로 한다.

상기 플레이트는, 함수율이 10 내지 15Wt%인 상태에서 상기 다수의 지지리브와 함께 사출성형됨을 특징으로 한다.

상기 전열교환소자의 테두리에는, 공기의 유동을 가이드하고 상기 플레이트를 지지하는 테두리가이드가 더 형성됨을 특징으로 한다.

상기 테두리가이드에는 모따기가 이루어져, 공기의 유동이 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 지지리브 또는 테두리가이드에는, 상기 다수의 전열교환소자 체결을 위한 체결공이 관통 형성됨을 특징으로 한다.

상기 플레이트와 안내판은 동일 재질로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 전열교환기의 제조방법은, 전열교환소자를 구성하는 플레이트의 습도를 조절하는 습도조절단계와, 상기 플레이트를 이용하여 사출 성형에 의해 전열교환소자를 형성하는 소자형성단계와; 상기 다수의 전열교환소자 사이에 안내판을 각각 삽입하여 고정하는 안내판삽입단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 습도조절단계는, 상기 플레이트의 습도를 측정하는 습도측정과정과, 상기 플레이트를 가습하는 가습과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 습도조절단계는, 상기 종이의 함수율은 10 내지 15Wt%가 되도록 조절하는 단계임을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 전열교환소자의 플레이트 처짐이 방지되어 전열교환기의 성능이 향상되는 이점이 있다.

도 4 및 도 5에는 본 발명에 의한 제조방법에 의해 생성되는 전열교환소자가 채용되는 환기장치의 분해사시도 및 내부 구성이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 대략 사각박스 형상의 본체케이스(50)가 외관을 형성한다. 상기 본체케이스(50)는 제품 전체의 외관을 형성하며, 내부 구조물의 설치를 지지하여 보호하고, 외부로부터 이물이 제품 내부로 유입되는 것을 차단하는 역할을 동시에 수행하게 된다.

상기 본체케이스(50)의 좌측면에는 외부공기가 흡입되는 입구가 되는 외부공기 흡입구(52)가 측방으로 돌출되게 설치된다. 상기 본체케이스(50)의 좌측면 선단부에는 흡입구장착홀(도시되지 않음)이 형성되어 상기 외부공기 흡입구(52)가 삽입되어 고정된다.

상기 외부공기 흡입구(52)의 내부에는 상기 흡입구(52)로부터 흡입되는 외부공기가 아래에서 설명할 전열교환기(60)로 도달할 수 있도록 전열교환기(60)와의 사이에 좌측흡입덕트(54)가 형성된다. 즉, 상기 좌측흡입덕트(54)는 흡입되는 외부의 공기가 원할하게 흐르도록 안내하는 흡입통로의 역할을 한다.

상기 본체케이스(50)의 내측 중앙부에는 전열교환기(60)가 구비된다. 상기 전열교환기(60)는 일반적으로 육각기둥 형상을 가지며, 이러한 전열교환기(60) 내부에는 다수의 유로가 형성되어, 흡입 및 배출되는 공기가 서로 열교환하게 된다.

상기 본체케이스(50)의 내부 상하면에는 전후로 길게 전열교환기(60)를 지지하는 지지프레임(62)이 구비된다. 상기 지지프레임(62)은 상기 전열교환기(60)의 하중을 지지하여 전열교환기(60)가 견고히 지지되게 함과 동시에 전열교환기(60)의 전후방 착탈시 가이드레일 역할도 하게 된다.

상기 지지프레임(62)은 상기 본체케이스(50) 내부의 상면과 하면에 서로 마주보도록 서로 대칭되게 형성되는데, 이러한 지지프레임(62)에는 상기 전열교환기(60)가 전후방으로 슬라이딩되도록 안내하는 가이드돌기(64,64')가 형성된다. 즉, 상기 지지프레임(62)의 좌측부에는 상방으로 일정부분이 돌출되어 좌측가이드돌기(64)를 형성하고 있으며, 우측부에는 상방으로 일정부분이 돌출된 우측가이드돌기(64')가 형성되어 있다.

그리고, 상기 전열교환기(60)의 좌우 측단인 모서리부에는 교환기가이드(66)가 더 설치된다. 상기 교환기가이드(66)는 전후로 길게 형성되어, 상기 전열교환기(60)의 측단부를 지지함과 동시에 전후방 이동을 안내한다. 또한, 상기 교환기가 이드(66)에는 아래에서 설명할 필터(68)가 전후방으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 필터지지부(도시되지 않음)가 더 형성되기도 한다.

상기 전열교환기(60)의 하부 좌측에는 필터(68)가 설치된다. 상기 필터(68)는 외부로부터 흡입되는 공기속의 이물을 걸러내는 여과작용을 하는 것이다. 즉, 상기 필터(68)는 외부공기에 섞여있는 이물을 걸러내어 실내로 공급되는 공기의 청정도를 높이는 한편, 상기 전열교환기(60)를 이물로부터 보호하는 역할을 한다.

그리고, 상기의 전열교환기(60)는 전후에 두 개가 구비됨이 일반적이며, 이러한 전열교환기(60)는 상기 전열교환기(60)의 지지프레임(62)에 의해 지지되고 전후로 슬라이딩 된다. 따라서, 상기 전열교환기(60)의 전면에는 전후방 이동을 용이하게 하는 손잡이(71)가 더 구비된다.

상기 본체케이스(50)의 좌측 후단부에는 실내공기가 외부로 배출되는 실내공기 배출구(56)가 구비되는데, 이러한 배출구(56)는 상기 본체케이스(50)에 형성되는 배출구장착홀(도시되지 않음)에 삽입되어 고정된다. 그리고, 상기 배출구장착홀의 내부에는 아래에서 설명할 배기팬(100)에 의해 강제 송풍되는 실내공기를 상기 실내공기 배출구(56)로 안내하는 좌측배출덕트(58)가 형성된다.

상기 본체케이스(50)의 우측 선단부 즉, 상기 외부공기 흡입구(52)가 설치되는 위치와 반대측에는 외부공기 송출구(82)가 형성된다. 상기 송출구(82)는 상기 본체케이스(50)의 우측면에 형성되는 송출구장착홀(84)에 삽입되고 상기 본체케이스(50)의 우측면으로부터 우측방으로 소정크기로 돌출되게 설치된다. 그리고, 상기 송출구장착홀(84)의 내부에는 아래에서 설명할 급기팬(150)으로부터 강제 송풍되는 외부공기를 상기 송출구(82)로 안내하는 우측배기덕트(86)가 형성된다.

상기 본체케이스(50)의 우측 후단부 즉, 상기 실내공기 배출구(56)가 설치되는 위치의 반대측에는 실내공기 흡입구(88)가 구비된다. 상기 실내공기 흡입구(88)는 상기 본체케이스(50)의 우측면으로부터 우측방으로 돌출되게 설치되는 것으로, 상기 본체케이스(50)의 우측면 후단부에 형성되는 원형의 실내흡입구장착홀(90)에 고정된다. 그리고, 상기 실내흡입구장착홀(90)의 내부에는 상기 실내공기 흡입구(88)로부터 흡입되는 공기를 상기 전열교환기(60)로 안내하는 우측흡입덕트(92)가 형성된다.

한편, 상기 우측흡입덕트(92)의 내부에는 상기 실내공기 흡입구(88)를 통해 흡입되는 실내공기가 선택적으로 상기 전열교환기(60)로 흘러가도록 하는 댐퍼(94)가 구비된다. 즉, 상기 댐퍼(94)는 아래에서 설명할 콘트롤박스(200)의 제어에 따라 상기 우측흡입덕트(92)를 개폐한다. 따라서, 상기 댐퍼(94)가 상기 우측흡입덕트(92)를 차폐하면 상기 실내공기 흡입구(88)를 통해 흡입되는 실내공기는 상기 전열교환기(60)를 통과하지 않고, 바로 상기 실내공기 배출구(56)를 통해 외부로 배출되는 것이다.

상기 실내공기 배출구(56)와 외부공기 흡입구(52) 사이에는 상기 실내공기 배기팬(100)이 구비된다. 상기 배기팬(100)은 상기 실내공기 흡입구(88)를 통해 흡입되는 공기를 상기 배출구(56)로 강제 송풍하는 역할을 하는 것으로 바람직하게는 시로코팬(sirroco fan)으로 구성된다.

상기 외부공기 송출구(82)와 실내공기 배출구(56) 사이에는 상기 배기 팬(100)과 같은 형상의 급기팬(150)이 설치되어 외부의 공기를 상기 외부공기 송출구(82)로 강제 송출한다. 따라서, 상기 외부공기 흡입구(52)를 통해 흡입된 외부공기는 상기 급기팬(150)에 의해 상기 우측배기덕트(86)로 안내되어 상기 외부공기 송출구(82)를 통해 실내로 토출된다.

상기 본체케이스(50)의 우측 선단에는 콘트롤박스(200)가 설치된다. 상기 콘트롤박스(200)의 내부에는 제어부가 형성되어, 환기장치의 운전조건을 제어하게 된다. 즉, 전원을 단속하여 환기장치을 온(on)/오프(off)시키며, 상기 급기팬(150)과 배기팬(100)의 팬 회전수를 제어하여 풍량을 조절한다. 한편, 상기 댐퍼(94)의 드라이버(도시되지 않음)를 조절하여 전열교환 모드 또는 일반환기 모드의 선택이 가능토록 환기방식을 제어한다.

상기 본체케이스(50)의 전면에는 환기장치이 건물의 천정에 설치되도록 하는 천정고정구(202)가 설치된다. 그리고, 상기 본체케이스(50)의 전면 중앙부에는 점검구(204)가 형성된다. 상기 점검구(204)의 전면에는 점검도어(206)가 구비되어 상기 점검구(204)를 선택적으로 개폐하게 된다. 따라서, 상기 전열교환기(60)를 교환하거나 점검할 필요가 있을 경우에는 상기 점검도어(206)를 열고 전열교환기(60)를 인출하여 작업을 할 수 있게 된다.

한편, 상기 배기팬(100)과 급기팬(150)의 외부에는 팬하우징(210)이 형성된다. 상기 팬하우징(210)은 배기팬(100)과 급기팬(150)을 감싸도록 형성된다.

도 6 내지 도 8에는 상기 전열교환기(60)의 구성이 보다 구체적으로 도시되어 있다. 즉, 도 6과 도 7에는 상기 전열교환기(60)의 외관 사시도 및 분해사시도 가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 7의 I-I'부 단면이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 전열교환기(60)는 다수개의 전열교환소자(220)와 다수의 안내판(240) 등으로 이루어진다. 즉, 상기 다수의 전열교환소자(220)가 적층을 이루게 되는데, 이러한 다수의 전열교환소자(220) 사이에 안내판(240)이 각각 삽입되어 고정된다.

그리고, 상기 전열교환기(60)를 구성하는 전열교환소자(220)는 열전달율이 큰 전도성 플라스틱 재질 및 종이 재질로 이루어진다. 즉, 아래에서 설명할 지지리브(224)는 플라스틱과 같은 수지재질로 이루어짐이 바람직하며, 플레이트(222)는 종이 재질로 이루어짐이 바람직하다.

상기 전열교환소자(220)는 실내공기의 유로와 실외공기의 유로를 구획하는 플레이트(222)와, 상기 플레이트(222)의 양면에 돌출 형성되는 지지리브(224)를 포함한 구성을 가진다. 즉, 종이 재질로 이루어지는 플레이트(222)와, 상기 플레이트(222)의 상하면(도 6 및 도 7에서)에 형성되어 상기 플레이트(222)를 지지하는 지지리브(224)로 이루어진다.

그리고, 상기 다수의 전열교환소자(220) 사이에는 안내판(240)이 각각 하나씩 삽입되어 고정된다. 상기 안내판(240)은 다수개가 구비되어 상기 전열교환소자(220) 사이에 각각 삽입되어 부착되는데, 이러한 안내판(240)은 상기 플레이트(222)와 같은 재질로 이루어짐이 바람직하다. 즉 상기 안내판(240)도 상기 플레이트(222)와 같이 종이 재질로 이루어지며, 상기 플레이트(222)와 동일한 육각형의 평면을 가지도록 형성되어, 공기의 유동을 안내하게 된다.

따라서, 상기와 같은 다수의 플레이트(222)가 상기 지지리브(224)에 의해 소정간격으로 적층되고, 이러한 다수의 플레이트(222) 사이에 상기 안내판(240)이 삽입되어 부착되면, 상기 안내판(240)과 플레이트(222)사이의 공간에는 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 공기유로가 형성된다.

상기 플레이트(222)의 상하면에 형성되는 상기 지지리브(224)는 상기 플레이트(222)와 일체로 형성된다. 즉, 상기 지지리브(224)와 플레이트(222)는 사출성형에 의해 동시에 일체로 형성된다.

보다 구체적으로는, 상기 플레이트(222)는 함수율이 10 내지 15Wt%인 상태에서 상기 지지리브(224)와 사출성형에 의해 제작되는데, 이러한 과정은 아래에서 상세히 살펴본다.

상기 다수의 지지리브(224)는 상기 플레이트(222)의 상하면에 각각 형성되며, 이러한 플레이트(222)의 상하면에 형성되는 상기 지지리브(224)의 형상은 서로 대칭되게 형성된다. 즉, 상기 지지리브(224)는 상기 플레이트(222)의 상면에 형성되는 상지지리브(224')와, 상기 플레이트(222)의 하면에 형성되는 하지지리브(224")로 이루어지며, 이러한 상지지리브(224')와 하지지리브(224")는 서로 대칭되는 형상을 가지도록 형성된다.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 플레이트(222)의 상면에 형성되는 상지지리브(224')는 상기 플레이트(222)의 좌측선단면(222a)으로부터 우측후단면(222b)에 이르도록 형성되며, 상기 플레이트(222)의 하면에 형성되는 하지지리브(224")는 상기 플레이트(222)의 좌측후단면(222c)으로부터 우측선단면(222d)에 이르도록 형성 된다.(도 7의 점선 참조)

상기에서 설명한 바와 같이 상기 플레이트(222)의 상하면에 형성되는 상지지리브(224')와 하지지리브(224")는 서로 대칭되는 형상을 가지므로, 이하에서는 상기 상지지리브(224')를 예로 들어, 지지리브(224)의 구성을 보다 상세하게 설명한다.

상기 지지리브(224)는 소정 크기의 두께를 가지도록 형성되며, 2부분에서 소정 각도로 절곡된다. 즉, 상기 상지지리브(224')의 중앙부는 상기 플레이트(222)의 선단 및 후단면과 평행하게 좌우(도 6 및 도 7에서)로 길게 형성되며, 이러한 상지지리브(224')의 좌측 부분은 전방으로 절곡되어 상기 플레이트(222)의 좌측후단면(222c)과 평행을 이룬다. 그리고, 상기 상지지리브(224')의 우측부분은 상기 후방으로 절곡되어 상기 플레이트(222)의 우측선단면(222d)과 평행을 이루게 된다.

한편, 상기 다수의 상지지리브(224')는 그 형상이 서로 동일하지 않다. 즉, 도시된 바와 같이 상기 다수의 지지리브(224) 중 최선단의 것은 우측단이 상기 플레이트(222)의 우측후단면(222b)에 접하고, 좌측단은 상기 플레이트(222)의 좌측선단면(222a)에 접하지 아니하고 좌측선단면(222a)으로부터 소정 거리 이격된 위치에서 끝난다.

그리고, 상기 지지리브(224) 중 선단으로부터 2번째의 것은, 상기에서 설명한 최선단의 것과 반대로 되어 있다. 즉, 좌측단이 상기 플레이트(222)의 좌측선단면(222a)에 접하고, 우측단은 상기 플레이트(222)의 우측후단면(222b)에 접하지 아 니하고 소정 거리 이격된 위치에서 끝난다.

상기와 같은 지지리브(224)의 형상은 반복된다. 즉, 3번째의 지지리브(224)는 상기에서 설명한 첫번째와 같이 우측단이 상기 플레이트(222)의 우측후단면(222b)에 접하고, 4번째의 지지리브(224)는 상기에서 설명한 2번째의 것과 같이 상기 플레이트(222)의 좌측선단면(222a)에 접하도록 형성된다.

이와 같이 상기 지지리브(224)가 상기 플레이트(222)의 좌측선단면(222a)과 우측후단면(222b)에 모두 접하도록 연결되지 않도록 하는 것은, 공기의 유동을 보다 원활하게 하기 위함이다. 즉, 상기 다수의 지지리브(224) 중 첫번째와 2번째 사이의 공간이 막혀 공기의 유동이 원활하지 않는 경우에도 첫번째와 2번째 지지리브(224) 사이의 공간으로 유입되는 공기가 2번째와 3번째의 지지리브(224) 사이의 공간을 통해 유동 가능하게 되는 것이다.

상기 다수의 지지리브(224)에는 다수의 요홈(226)이 형성된다. 상기 요홈(226)은 도 6에 도시된 바와 같이 소정 크기로 형성되며, 공기의 유동이 가능하도록 한다. 즉 상기 요홈(226)은 상기 다수의 지지리브(224) 사이 공간을 통해 좌우로 유동하는 공기가 상기 지지리브(224)를 관통하여 전후로도 유동 가능하도록 하는 것이다.

즉, 상기 다수의 지지리브(224) 중 첫번째와 2번째 사이의 공간이 막혀 공기의 유동이 원활하지 않는 경우에는, 2번째 지지리브(224)에 형성된 요홈(226)을 통해 공기가 2번째 지지리브(224) 후방으로 유동 가능하게 되는 것이다.

상기 전열교환소자(220)의 테두리에는, 공기의 유동을 가이드하고 상기 플레 이트(222)를 지지하는 테두리가이드(230)가 더 형성된다. 상기 테두리가이드(230)는 상기 플레이트(222)의 상면과 하면에 서로 대칭되는 위치에 형성된다. 상기 플레이트(222)의 상면에 형성되는 테두리가이드(230)는 도시된 바와 같이 상기 플레이트(222)의 선단 중앙부와 우측선단면(222d) 상측 그리고, 상기 플레이트(222)의 후단 중앙부와 좌측선단면(222a) 상측에 각각 형성된다.

한편, 상기 테두리가이드(230)에는 모따기가 이루어져, 공기의 유동이 용이하도록 구성된다. 즉, 상세히 도시되지는 않았지만, 상기 플레이트(222)의 좌측부분과 우측부분에는 일정 각도를 가지는 모따기가 이루어진다. 이러한 모따기는 도 6과 같이 상기 다수의 전열교환소자(220)가 적층된 경우에, 상기 플레이트(222)와 안내판(240) 사이로 공기의 유입이 보다 원활하게 일어나도록 하기 위한 것이다.

상기 지지리브(224)와 테두리가이드(230)에는, 상기 다수의 전열교환소자(220) 체결을 위한 체결공(232)이 관통 형성된다. 상기 체결공(232)은 스크류(screw)나 연결관(도시되지 않음) 등이 삽입 가능하도록 형성되어, 상기 다수의 전열교환소자(220)가 견고하게 고정되도록 하기 위한 것이다.

상기 체결공(232)은 상기 지지리브(224)와 테두리가이드(230)에 각각 형성되는 외에, 상기 지지리브(224)에만 형성되거나, 상기 테두리가이드(230)에만 형성되도록 하는 것도 가능하다.

이하 상기에서 설명한 전열교환기(60)의 제조방법을 보다 상세하게 살펴본다.

도 9에는 상기 전열교환소자(220)를 제조하는 각 단계가 개략적으로 블럭 구 성도로 도시되어 있다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 전열교환기(60)의 제조방법은, 상기 전열교환소자(220)를 구성하는 종이 재질의 플레이트(222) 습도를 조절하는 습도조절단계(S300)와, 상기 습도조절단계(S300)에 의해 습도가 조절된 종이 재질의 플레이트(222)를 이용하여 사출 성형에 의해 전열교환소자(220)를 형성하는 소자형성단계(S310) 그리고, 상기 다수의 전열교환소자(220) 사이에 상기 안내판(240)을 각각 삽입하여 고정하는 안내판삽입단계(S320) 등으로 이루어진다.

상기 습도조절단계(S300)는, 상기 플레이트(222)의 재질이 되는 종이의 습도를 조절하는 과정으로, 이는 종이의 습도를 측정하는 습도측정과정(S302)과, 종이를 가습하는 가습과정(S304) 등으로 이루어진다.

상기 습도측정과정(S302)은 수분측정기(도시되지 않음)에 의해 자동으로 또는 작업자에 의해 수동으로 종이의 습도를 측정하는 과정이다. 그리고, 상기 가습과정(S304)은 가습장치(도시되지 않음)를 사용하여 자동으로 또는 작업자에 의해 수동으로 종이의 습도를 높이는 과정이다.

상기와 같은 습도측정과정(S302)과 가습과정(S304)은 경우에 따라 다수 반복적으로 수행된다. 즉, 상기 플레이트(222)의 재질이 되는 종이의 함수율이 설정 수치값이 될 때까지 반복적으로 수행된다.

그리고, 상기 플레이트(222)의 재질이 되는 종이의 함수율 설정값은 10 내지 15Wt%가 바람직하다. 이는 실험에 의해 도출한 값으로, 종이의 함수율을 10 내지 15Wt%로 유지하여 사출 성형을 한 경우에, 상기 플레이트(222)을 구성하는 종이의 인장강도가 가장 강해져서 상기 플레이트(222)의 처짐이 최소가 됨을 알 수 있었다.

이와 같이, 상기 습도측정과정(S302)에 의해 측정된 플레이트(222)의 함수율이 10 내지 15Wt%가 되지 못하는 경우에는, 상기 가습과정(S304)이 다시 행해지며, 상기 가습과정(S304)이 행해진 다음에는 다시 상기 습도측정과정(S302)이 행하여져 습도 측정치와 미리 설정된 플레이트(222)의 함수율 값(10 내지 15Wt%)을 비교하게 된다.

상기와 같은 과정에 의해 드디어, 상기 플레이트(222)의 함수율이 10 내지 15Wt%에 이르면, 상기 소자형성단계(S310)가 수행된다.

상기 소자형성단계(S310)는 사출성형기(도시되지 않음)에 의해 상기 전열교환소자(220)가 형성되는 단계이다. 이와 같이, 상기 소자형성단계(S310)가 수행되고 나면, 상기 플레이트(222)와 지지리브(224)로 구성되는 전열교환소자(220)가 나오게 되는 것이다.

이와 같은 과정에 의해, 다수의 상기 전열교환소자(220)가 성형되고 나면, 이러한 다수의 전열교환소자(220) 사이에 상기 안내판(240)을 삽입하여 부착한다. 즉, 상기 다수의 전열교환소자(220) 사이에 상기 안내판(240)을 삽입한 다음, 상기 안내판(240)을 상기 전열교환소자(220)를 구성하는 지지리브(224)에 접착제 등을 이용하여 부착한다.

이처럼 상기 다수의 전열교환소자(220) 사이에 다수의 안내판(240)이 삽입되어 부착되고 나면, 상기 다수의 전열교환소자(220)에 형성된 체결공(232)에 스크 류(screw)나 기타 체결부재를 삽입하여 상기 다수의 전열교환소자(220)가 서로 고정되도록 한다. 이렇게 되면, 상기 전열교환기(60)의 제조가 완성된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 전열교환기는 다수의 전열교환소자와 다수의 안내판 등으로 이루어지며, 이러한 전열교환소자는 종이 재질로 이루어지는 플레이트 및 지지리브로 구성된다. 그리고, 지지리브는 플레이트의 상하면에 형성되어 플레이트를 지지하게 된다. 따라서, 플레이트의 지지가 견고하여 종래와 같은 플레이트 처짐에 의한 유로 막힘 현상이 방지되는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 전열교환기에서는 다수의 지지리브에 공기의 유동이 가능한 요홈이 다수 형성된다. 따라서, 플레이트의 처짐에 의해 어느 양측 지지리브 사이의 공간이 막히는 경우에도 요홈을 통해 공기가 다른 부분으로 이동 가능하므로, 공기의 유동이 보다 원활해지는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 의한 전열교환기의 제조방법에서는, 전열교환소자 형성에 앞서 종이의 습도를 조절하는 단계가 더 구비된다. 즉, 플레이트를 구성하는 종이의 습도를 원하는 습도로 맞춘 다음, 사출 성형에 의해 전열교환소자를 만든다. 즉, 통상의 종이 함수율은 약 5 내지 7 Wt%이나, 본 발명에서는 종이의 함수율이 10 내지 15Wt%가 되도록 하여 사출 성형 작업을 한다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 의한 제조방법에 의한 전열교환소자를 사용하면, 환기장치의 성능이 월등히 향상된다. 즉, 실험에 의하여, 종래에는 압력손실이 24.80mmAq 이었으나, 본 발명에 의한 제조방법에 의한 경우에는 압력손실이 12.73mmAq로 되었다.

결국, 본 발명에 의한 제조방법에 의하여 제조된 전열교환소자를 사용하는 경우에는 종래에 비해, 약 50% 정도의 압력손실이 개선되는 효과를 가져온다. 따라서, 종이로 이루어지는 플레이트의 처짐 방지로, 환기장치의 성능 향상은 물론, 소음이 저하되는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 플레이트와, 상기 플레이트의 상하면에 형성되어 플레이트를 지지하는 지지리브가 구비되는 다수의 전열교환소자와;

   상기 다수의 전열교환소자 사이에 각각 삽입되어, 공기의 유동을 안내하는 다수의 안내판을 포함하는 구성을 가지며;

   상기 다수의 지지리브에는 공기의 유동이 가능한 요홈이 형성되고,

   상기 다수의 지지리브는, 다수의 제 1 지지리브와, 다수의 제 2 지지리브를 포함하고,

   상기 다수의 제 1 지지리브 각각은 상기 플레이트의 일측선단면에 접하고, 상기 플레이트의 타측후단면에서 이격되며,

   상기 다수의 제 2 지지리브 각각은 상기 플레이트의 타측후단면에 접하고, 상기 플레이트의 일측선단면에서 이격되며,

   상기 플레이트 상에서 상기 다수의 제 1 지지리브와 상기 다수의 제 2 지지리브가 교번하여 배치되는 전열교환기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 지지리브는,

   사출성형에 의해 상기 플레이트와 일체로 형성됨을 특징으로 하는 전열교환기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 플레이트는, 종이 재질로 이루어지며,

   함수율이 10 내지 15Wt%인 상태에서 상기 다수의 지지리브와 함께 사출성형됨을 특징으로 하는 전열교환기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전열교환소자의 테두리에는, 공기의 유동을 가이드하고 상기 플레이트를 지지하는 테두리가이드가 더 형성됨을 특징으로 하는 전열교환기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 테두리가이드에는 모따기가 이루어져, 공기의 유동이 용이하도록 하는 것을 특징으로 하는 전열교환기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 다수의 지지리브 또는 테두리가이드에는,

   상기 다수의 전열교환소자 체결을 위한 체결공이 관통 형성됨을 특징으로 하는 전열교환기.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 플레이트와 안내판은 동일 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 전열교환기.
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