KR101315594B1 - 판형 열교환기 - Google Patents

판형 열교환기 Download PDF

Info

Publication number
KR101315594B1
KR101315594B1 KR1020130076511A KR20130076511A KR101315594B1 KR 101315594 B1 KR101315594 B1 KR 101315594B1 KR 1020130076511 A KR1020130076511 A KR 1020130076511A KR 20130076511 A KR20130076511 A KR 20130076511A KR 101315594 B1 KR101315594 B1 KR 101315594B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate
fluid
heat exchanger
sebron
fluid guide
Prior art date
Application number
KR1020130076511A
Other languages
English (en)
Inventor
김훈
Original Assignee
김훈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김훈 filed Critical 김훈
Priority to KR1020130076511A priority Critical patent/KR101315594B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101315594B1 publication Critical patent/KR101315594B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 판형 열교환기에 관한 것으로서, 모서리에 각각 유체 유입구와 유체 유출구가 서로 이격되어 형성되는 판상의 플레이트; 상기 플레이트 중앙부분의 표면에 돌출부와 함몰부를 포함하여 형성되며, V자형 또는 물결 무늬가 반복되는 형상으로 마련되는 세브론부; 상기 세브론부의 단부로부터 상기 유체 유입구 또는 유체 유출구가 형성된 방향으로 기울어진 격자 무늬 형상으로 마련되는 유체 가이드부; 및 상기 유체 가이드부의 단부에서 유체 유입구 또는 유체 유출구의 사이에 형성되는 선 형상의 연결부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 유체의 경로 흐름을 개선하여 낮은 압력손실에서 높은 성능을 구비함과 동시에 열교환 효율을 향상시키고, 장치의 내구성도 증대시킬 수 있다.

Description

판형 열교환기{PLATE-TYPE HEAT EXCHANGER}
본 발명은 판형 열교환기에 관한 것이다.
열교환기는 일반적으로 열교환매체의 유입 및 배출이 이루어지는 한 쌍의 헤더탱크와, 상기 헤더탱크들을 연결하여 열교환매체를 그 내부로 유통시키면서 열교환을 이루어지게 하는 튜브로 구성된다.
이 때 형태별로 열교환기를 크게 두 종류로 나눌 수 있는데, 다수 개의 튜브를 탱크에 삽입하는 형태로 이루어지는 핀-튜브 타입 열교환기와, 다수 개의 플레이트가 적층되어 튜브부 및 탱크부가 형성되는 플레이트 타입 열교환기 즉 판형 열교환기로 구분될 수 있다.
이 중 판형 열교환기의 경우 핀-튜브 타입 열교환기에 비해 조립이 간편하고 필요 부품수가 적어서 생산성이 좋으며 부피를 줄일 수 있어 엔진 룸 공간 확보에 유리한 장점 등이 있어 널리 사용되고 있다.
특히 판형 열교환기는 플레이트의 형상을 변화시킴으로써 핀-튜브 타입 열교환기에 비해 좀 더 복잡하고 다양화된 유로 설계가 가능하다.
이에 따라 판형 열교환기는 수냉식 오일 쿨러와 같이 2종의 유체가 유통하면서 서로 열교환을 일으키는 경우에 적용되는 것이 바람직하다.
한편 종래의 판형 열교환기는 전열판에 형성되는 세브론의 면적 및 피치만을 고려하여 열교환 효율을 결정하였으며 판형 열교환기에 흐르는 유체의 방향 또는 압력손실을 크게 고려하지 않았다.
특히 압력 손실을 해소하는 방안으로 판형 열교환기의 적층량을 증가시키는 방법을 사용하였는데, 이러한 방법은 열교환기의 크기 및 중량을 증가시키는 문제점을 낳고 있다.
관련된 종래의 기술로는, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1206858호(등록일 12.11.26.)가 있었으며, 상기 종래의 기술은 세브론부와 유체 분배 가이드를 구성하여 유체의 경로 흐름을 개선할 수 있는 방법에 대해 기재하고 있었으나, 열교환 효율의 극대화 및 유로 내부의 부식과 파손을 방지하는 부분에서 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은, 유체의 경로 흐름을 개선하여 낮은 압력손실에서 높은 성능을 구비함과 동시에 열교환 효율을 향상시키고, 장치의 내구성 또한 증대시킬 수 있는 기술을 제공하는 데 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 모서리에 각각 유체 유입구와 유체 유출구가 서로 이격되어 형성되는 판상의 플레이트; 상기 플레이트 중앙부분의 표면에 돌출부와 함몰부를 포함하여 형성되며, V자형 또는 물결 무늬가 반복되는 형상으로 마련되는 세브론부; 상기 세브론부의 단부로부터 상기 유체 유입구 또는 유체 유출구가 형성된 방향으로 기울어진 격자 무늬 형상으로 마련되는 유체 가이드부; 및 상기 유체 가이드부의 단부에서 유체 유입구 또는 유체 유출구의 사이에 형성되는 선 형상의 연결부; 를 포함하는 판형 열교환기에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 세브론부의 돌출부와 함몰부는 라운드지도록 형성된다.
또한, 상기 세브론부는 세브론부의 길이방향을 따라 돌출 형성되는 하나 이상의 미세주름부분을 더 포함한다.
여기서, 상기 세브론부는 세브론부의 길이방향에서 수직한 방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 미세주름부분을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 플레이트 다수개가 상호 대면되도록 적층되어 열교환기를 구성한다.
본 발명에 의해, 유체의 경로 흐름을 개선하여 낮은 압력손실에서 높은 성능을 구비함과 동시에 열교환 효율을 향상시키고, 장치의 내구성도 증대시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 판형 열교환기의 미세주름부분을 나타낸 정면도 및 부분 확대 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 따라서 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
이하에서 설명하는 본 발명의 판형 열교환기는 다수의 판형 플레이트가 적층되어 형성되며, 플레이트 상에 마련된 유체 입출구를 통해 유입 또는 유출되는 유체를 플레이트 전면에 유도 분배할 수 있도록 지원한다. 이러한 기능 지원을 통하여 본 발명의 판형 열교환기는 크로스타입과 유사한 유체 이동로를 확보함으로서 유체 입출구의 위치구성을 보다 용이하게 하고, 또한 격자무늬 형태로 형성되는 유체 가이드를 이용하여 유체 유입구 또는 유체 유출구에서 발생하는 유체에 의한 압력을 분산시켜 효과적인 열교환을 수행할 수 있도록 지원한다. 또한 본 발명은 세브론부 상에 미세주름부분을 형성하여 열교환 면적 증대를 통환 열교환 효율의 극대화를 구현한다.
도 1 은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 구성을 나타낸 정면도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 판형 열교환기의 미세주름부분을 나타낸 정면도 및 부분 확대 사시도이다.
도 1 내지 도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기는 다수개의 플레이트(10)가 적층형태로 결합되며, 모서리에 각각 유체 유입구(12)와 유체 유출구(14)가 서로 이격되어 형성되는 판상의 플레이트(10); 상기 플레이트(10) 중앙부분의 표면에 돌출부와 함몰부를 포함하여 형성되며, V자형 또는 물결 무늬가 반복되는 형상으로 마련되는 세브론부(20); 상기 세브론부(20)의 단부로부터 상기 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14)가 형성된 방향으로 기울어진 격자 무늬 형상으로 마련되는 유체 가이드부(30); 및 상기 유체 가이드부(30)의 단부에서 유체 유입구 (12)또는 유체 유출구(14)의 사이에 형성되는 선 형상의 연결부(40); 를 포함한다.
본 발명에 따른 판형 열교환기는 복수의 플레이트(10)를 포함한다. 복수의 플레이트(10)는 소정 간격으로 적층하여 배치되어 그들 사이에 작동 유체가 유동하도록 한다. 플레이트(10) 각각의 표면에는 돌출부 및 함몰부로 이루어지는 세브론부(20)가 형성된다. 상기 복수의 플레이트(10)는 소정 간격으로 적층하여 배치되어 그들 사이에 작동 유체가 유동하도록 하는데, 상기 복수의 플레이트(10)는 적층식으로 결합되어 그들 사이에 작동 유체가 유입 및 유출되도록 복수의 유동 경로를 형성한다.
여기서, 플레이트(10)는 도 1 에서와 같이, 상부 모서리 양측에 각각 유체 유입구(12)와 유체 유출구(14)를 형성하며, 하부 모서리 양측에 각각 유체 유입구(12)와 유체 유출구(14)를 형성한다.
여기서, 유체 유입구(12)를 통하여 유체가 유입된 후 해당 유체가 세브론부(20)를 거쳐 유체 유출구(14)로 유동하도록 지원한다. 이에 따라 유체는 세브론부(20)를 거치면서 자신이 가진 에너지를 세브론부(20)와 교환하게 된다. 특히 본 발명에 따른 판형 열교환기를 이루는 플레이트(10)는 세브론부(20)의 단부에 형성된 유체 가이드부(30) 및 연결부(40)를 마련하여 유체 유입구(12)를 통하여 유입된 유체가 연결부(40) 및 유체 가이드부(30)를 거쳐 세브론부(20) 전체에 고르게 유포된 후, 다시 유체 가이드부(30) 및 연결부(40)를 거쳐 유체 유출구(14)로 유출될 수 있도록 지원함으로써 열교환 효율을 개선할 수 있다.
세브론부(20)는 플레이트(10)의 중앙부분에 돌출부와 함몰부를 포함하여 물결 무늬가 반복되는 형상으로 형성되며, 이 면적에서 유체간의 열 교환이 이루어진다.
여기서, 상기 돌출부와 함몰부는 라운드지도록 형성되는데, 돌출부와 함몰부를 라운드지도록 형성한 것은 기존의 각진 형태로 마련되는 요부와 철부의 점접촉을 약간의 면접촉으로 구현함으로써, 전열 효율 증대, 강도 향상, 변형 및 응력집중 최소화, 내구성 및 내식성의 증대 효과를 기대하기 위함이다.
또한, 세브론부(20)는 도 2 에서와 같이, 세브론부(20)의 길이방향을 따라 돌출 형성되는 하나 이상의 미세주름부분(22)을 더 포함한다.
여기서, 미세주름부분(22)은 세브론부(20)가 형성하는 돌출부와 함몰부 상에 형성되며, 단위부피당 전열면적을 극대화하여 장치의 소형화를 구현할 수 있고, 미세주름부분(22)을 라운드 지도록 형성하여 낮은 유속에서도 작동 유체의 난류 형성을 용이하게 유도함과 동시에 유체와 공기의 접촉을 방지(미세주름부분 끼리의 접촉으로 인한 플레이트 간의 밀폐)하여 유체에 의한 플레이트(10)의 오염을 방지하는 효과를 발휘한다.
또한, 미세주름부분(22)은 세브론부(20)의 길이방향에서 수직한 방향으로 돌출 형성시킬 수도 있으며, 이러한 미세주름부분(22)의 형성 방향은 열교환기의 설치 환경에 따라 상이하게 적용될 수 있다.
유체 가이드부(30)는 세브론부(20)에서 난류형태로 유동된 작동 유체를 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14) 방향으로 안내하기 위한 구성으로 세브론부(20)의 단부에서 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14) 방향으로 기울어진 격자 무늬 형상으로 마련된다.
여기서, 유체 가이드부(30)는 세브론부(20)와 같이 돌출부와 함몰부를 형성하며 전체적인 형상은 격자 무늬 형태의 삼각형을 이루며, 플레이트(10) 상부측에 형성된 유체 가이드부(30)는 세브론부(20)의 상단부를 밑변으로하는 삼각형 형태로 마련되며, 플레이트(10) 하부측에 형성된 유체 가이드부(30)는 세브론부(20)의 하단부를 밑변으로하는 역삼각형 형태로 마련된다.
또한, 유체 가이드부(30)를 유체 유입구 또는 유체 유출구 방향으로 향하는 격자무늬 형태로 형성시킴으로써, 유체 유입 및 유체 유출이 빠르고 정확하게 이루어질 수 있으며, 유체 가이드부의 높이를 상이하게 조절하여 작동 유체의 난류 유도 및 유입, 유출 촉진을 다양하게 설정할 수 있다.
바람직하게는, 유체 가이드부(30)의 단면상 높이를 상기 유체 가이드부(30)가 상기 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14) 방향으로 향할수록 높게 형성할 수 있으며, 격자 형태의 무늬를 구비하므로 양 방향(유체 유입구와 유체 유출구 방향)으로 각각 유체 가이드부(30)의 높이를 중심부분보다 높게 형성할 수도 있고, 이에 의해, 전열 효율 증대, 강도 향상, 변형 및 응력집중 최소화, 내구성 및 내식성의 증대 효과를 발휘할 수 있다.
연결부(40)는 유체 가이드부(30)에 의해 안내된 유체를 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14)로 직접적으로 안내하는 경로를 제공하는 구성으로 유체 가이드부(30)의 단부에서 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14) 사이에 직선 형태의 유체 이동 경로를 형성하도록 마련된다.
여기서, 연결부(40)의 형성방향은 유체 유입구(12) 또는 유체 유출구(14)를 향하는 방향으로 형성되며, 바람직하게는 도 1 에서와 같이, 플레이트(10)의 중심선을 기준으로 각각의 유입구 또는 유출구를 향해 대향되는 방향으로 형성될 수 있다.
전술한 구성으로 마련되는 플레이트(10)는 다수개가 대면적으로 적층되어 열교환기를 이루게되며, 적층에 따라 세브론부(20)와 유체 가이드부(30)와 연결부(40)가 유체의 이동 경로를 형성하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 판형 열교환기는, 유체의 경로 흐름을 상이한 형상으로 마련되는 세브론부와 유체 가이드부와 연결부로 형성시킴으로써, 경로 흐름을 개선하고, 낮은 압력손실에서 높은 성능을 구비함과 동시에 열교환 효율을 향상시키고, 장치의 내구성도 증대시킬 수 있다.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 플레이트
12 : 유체 유입구 14 : 유체 유출구
20 : 세브론부
22 : 미세주름부분
30 : 유체 가이드부
40 : 연결부

Claims (5)

  1. 모서리에 각각 유체 유입구와 유체 유출구가 서로 이격되어 형성되는 판상의 플레이트;
    상기 플레이트 중앙부분의 표면에 돌출부와 함몰부를 포함하여 형성되며, V자형 또는 물결 무늬가 반복되는 형상으로 마련되는 세브론부;
    상기 세브론부의 단부로부터 상기 유체 유입구 또는 유체 유출구가 형성된 방향으로 기울어진 격자 무늬 형상으로 마련되는 유체 가이드부; 및
    상기 유체 가이드부의 단부에서 유체 유입구 또는 유체 유출구의 사이에 형성되는 선 형상의 연결부; 를 포함하며,
    상기 세브론부는 세브론부의 길이방향 또는 길이방향에서 수직한 방향으로 돌출 형성되는 하나 이상의 미세주름부분을 더 포함하며,
    상기 미세주름부분은 라운드지도록 형성되어 상기 플레이트의 적층 시, 각 플레이트에 형성된 미세주름부분이 서로 접촉되어 플레이트 상호 간이 밀폐되도록 마련되며,
    상기 유체 가이드부의 높이는,
    상기 유체 유입구와 유체 유출구 방향으로 근접할 수록 유체 가이드부 중심부분보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는
    판형 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세브론부의 돌출부와 함몰부는 라운드지도록 형성되는 것을 특징으로 하는
    판형 열교환기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트 다수개가 상호 대면되도록 적층되어 마련되는 것을 특징으로 하는
    판형 열교환기.


KR1020130076511A 2013-07-01 2013-07-01 판형 열교환기 KR101315594B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130076511A KR101315594B1 (ko) 2013-07-01 2013-07-01 판형 열교환기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130076511A KR101315594B1 (ko) 2013-07-01 2013-07-01 판형 열교환기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101315594B1 true KR101315594B1 (ko) 2013-10-08

Family

ID=49637886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130076511A KR101315594B1 (ko) 2013-07-01 2013-07-01 판형 열교환기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101315594B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07260386A (ja) * 1994-03-28 1995-10-13 Hisaka Works Ltd プレート式熱交換器
US6702005B1 (en) * 1993-02-19 2004-03-09 Alfa Laval Corporate Ab Plate heat exchanger
KR20090006320U (ko) * 2007-12-21 2009-06-25 주식회사 에스아이이엔지 폐열회수장치의 핀플레이트
KR20110005913A (ko) * 2008-06-13 2011-01-19 알파 라발 코포레이트 에이비 열 교환기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6702005B1 (en) * 1993-02-19 2004-03-09 Alfa Laval Corporate Ab Plate heat exchanger
JPH07260386A (ja) * 1994-03-28 1995-10-13 Hisaka Works Ltd プレート式熱交換器
KR20090006320U (ko) * 2007-12-21 2009-06-25 주식회사 에스아이이엔지 폐열회수장치의 핀플레이트
KR20110005913A (ko) * 2008-06-13 2011-01-19 알파 라발 코포레이트 에이비 열 교환기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6333973B2 (ja) 熱交換器用プレートおよび熱交換器
JP6357480B2 (ja) フィン−チューブ方式の熱交換器
US20140158328A1 (en) Plate for heat exchanger, heat exchanger and air cooler comprising a heat exchanger
EP2682703B1 (en) Plate for heat exchanger, heat exchanger and air cooler comprising a heat exchanger.
US6286588B1 (en) Evaporator
KR101206858B1 (ko) 판형 열교환부 및 이의 적층으로 구성되는 판형 열교환기
US20120125583A1 (en) Heat exchanger
CN103868380A (zh) 一种板式热交换器
JP2019530845A (ja) 熱交換板および熱交換器
KR101900232B1 (ko) 판형 열교환기
EP2682702B1 (en) Plate for heat exchanger, heat exchanger and air cooler comprising a heat exchanger.
EP2246655A1 (en) Heat exchanger
CN104515422A (zh) 翅片及具有该翅片的换热器
JP2017129335A (ja) 熱交換器及び熱交換方法
KR101315648B1 (ko) 판형 열교환기
US20140008046A1 (en) Plate for heat exchanger, heat exchanger and air cooler comprising a heat exchanger
CN103512400B (zh) 一种板管式换热器
CN104034189A (zh) 点波图案的衬垫式热交换器
KR101315594B1 (ko) 판형 열교환기
JP4874365B2 (ja) プレート式熱交換器及びその熱交換器を用いた冷凍サイクル装置
JP5763462B2 (ja) ヘッダープレートレス熱交換器
CN205388435U (zh) 滞留区扰动板片
KR100739483B1 (ko) 판형 열교환기
JP2016130625A (ja) 熱交換器および熱交換器用金属薄板状プレート
CN215766636U (zh) 一种换热器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180731

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190930

Year of fee payment: 7