KR101388032B1 - 열교환기의 전열판 고정장치 - Google Patents

열교환기의 전열판 고정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열교환기의 전열판 고정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 상호 이격간격을 두고 배열되는 전열판과, 전열판의 배열방향을 따라 연장되는 내측면을 가지며 내측면상에 전열판의 단부가 끼워져 장착가능한 조립부가 형성되는 고정측판을 포함하는 열교환기의 전열판 고정장치에 관한 것이다.

Description

열교환기의 전열판 고정장치{APPARATUS FOR FIXING HEAT EXCHANGE PLATE OF HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기의 전열판 고정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환기의 전열판을 처짐없이 고정, 지지하기 위한 열교환기의 전열판 고정장치에 관한 것이다.
일반적으로 열교환기는 산업용 시설, 공기조화용 시설 등에서 외부로 배기되는 배가스 등에 포함된 열을 회수하여 다른 생산설비나 실내로 공급하는 유체 대 유체 방식의 열 회수에 이용되고 있다.
이러한 열교환기는 내부에 구비되는 열교환 모듈의 형태에 따라 판형 열교환기, 히트 파이프형 열 교환기, 디스크형 열교환기 등으로 분류된다.
판형 열교환기는 복수개의 전열판을 이격 간격을 두고 서로 평행하게 중첩시킨 구조를 가지며, 각각의 전열판 사이가 유체가 일방향으로 흐르는 유로가 되고, 각각의 유로에 고온 유체와 저온 유체를 교대로 공급하여 전열판을 통해 열교환함으로써 열을 회수한다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제0778751호(2007.11.16. 등록, 발명의 명칭 : 열교환기 스케일 제거방법 및 장치)가 있다.
본 발명은 열교환기의 전열판 사이를 통과하는 유체의 유압이나 자중에 의해 전열판이 쳐지는 것을 방지할 수 있는 열교환기의 전열판 고정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 따른 열교환기의 전열판 고정장치는, 상호 이격간격을 두고 배열되는 전열판; 및 상기 전열판의 배열방향을 따라 연장되는 내측면을 가지며, 상기 내측면상에 상기 전열판의 단부가 끼워져 장착가능한 조립부가 형성되는 고정측판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조립부는, 상기 고정측판의 내측면상에 함몰되게 형성되며, 상기 전열판의 단부를 따라 직선형으로 연장되는 조립홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조립부는, 상기 고정측판의 내측면상에 돌출되게 형성되며, 상기 전열판의 단부를 따라 직선형으로 연장되고 상기 전열판의 양면에 각각 접하는 한쌍의 돌출부가 구비되는 조립턱부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 조립부는, 상기 전열판의 배열방향을 따라 복수개가 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 고정측판은, 상기 조립부 사이에 형성되며, 오목한 곡면을 이루며 함몰되고, 상기 조립부를 따라 직선형으로 연장되는 곡면부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 고정측판은, 상기 곡면부 내부에 격벽을 이루어 형성되며, 상기 고정측판의 내측면에 접촉되는 유체의 유동을 상기 전열판의 배열방향을 따라 가이드하는 가이드부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의하면 전열판의 단부를 고정측판의 조립부에 끼워 장착하는 것에 의해 고정측판상에 전열판의 단부를 견고하게 고정시킬 수 있다.
이에 따라, 전열판 사이에 위치되는 가스켓 뿐만 아니라 고정측판에 의해서도 전열판을 그 배열방향으로 견고하게 고정, 지지할 수 있다.
따라서, 전열판 사이를 통과하는 유체의 유압이나 자중에 의해 전열판이 쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 전열판의 변형, 처짐에 의한 유체의 유동 불안정을 해결할 수 있어 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치가 설치된 열교환기를 도시한 요부분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치가 설치된 열교환기를 도시한 요부분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치의 고정측판을 도시한 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 고정측판이 설치된 열교환기의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치는, 전열판(110)과 고정측판(120)을 포함하며, 열교환기(100)에 구비되는 전열판(110)과 고정측판(120)간 접촉부에 적용될 수 있다.
전열판(110)은 얇은 금속판으로 이루어지며, 몸체 전면(全面)에 걸쳐 유체의 유동을 지정경로로 유도하기 위해 돌출되거나 오목한 형상을 가지는 요철부(111)가 형성되고, 외곽부에는 유체가 관통가능한 관통홀부(112)가 형성된다.
전열판(110)은 복수개가 상호 이격간격을 두고 적층식으로 배열되며, 전열판(110) 사이에는 전열판(110) 사이를 유격없이 밀봉시키기 위한 가스켓(115)이 삽입된다.
가열유체(또는 냉각유체)와 피가열유체(또는 피냉각유체)는 가스켓(115)이 밀봉 형성하는 범위 내에서 전열판(110) 사이를 교호(交互)로 유동하게 된다.
상기와 같이 전열판(110) 사이의 공간을 통하여 서로 다른 유체를 교호로 유동시키는 작용, 원리에 대해서는 공지기술인 바 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전열판(110)은, 고정측판(120)과 조립가능한 단부 형상을 가진다면 요철부(111), 관통홀부(112)를 다양한 실시예로 적용가능하며 특정한 구조와 형상으로 한정되지 않는다.
고정측판(120)은 사각형 패널형상으로 형성되며, 복수개가 박스형상을 이루며 상호 연결되어 내부에 복수개의 전열판(110)이 적층되어 이루는 전열판 조립체(도면부호 미표기)를 수용가능한 하우징을 이룬다.
고정측판(120)은 전열판(110)의 배열방향을 따라 연장되는 내측면(121)을 가지며, 내측면(121)상에 전열판(110)의 단부가 끼워져 장착가능한 조립부(122)가 형성된다.
전열판(110)의 단부가 조립부(122)에 끼워져 장착됨으로써, 고정측판(120)과 전열판(110) 단부 사이는 유체의 누설이 불가능하게 밀봉된다.
또한, 전열판(110)을 조립부(122)가 형성된 고정측판(120)상의 지정위치에 견고하게 고정시킬 수 있다.
이에 따라, 전열판(110)이 상측에 위치된 다른 전열판(110)들의 하중이나, 전열판(110) 사이를 통과하는 유체의 흐름에 따른 유압에 의해 하향 가압력을 받게 되더라도 전열판(110)이 쳐지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.
조립부(122)는 전열판(110)의 배열방향을 따라 복수개가 이격되게 형성될 수 있다.
이때, 적층식으로 배열된 복수개의 전열판(110) 중 조립부(122)에 대응되게 위치되는 전열판(110)들이 복수개의 조립부(122) 각각에 끼워져 장착, 고정될 수 있다.
이에 따라, 복수개의 전열판(110)이 적층되어 이루는 전열판 조립체의 전 길이에 걸쳐 복수개의 개소에서 전열판(110)과 고정측판(120)간의 결합이 견고하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 열교환기의 전열판 고정장치를 구성하는 전열판(110), 고정측판(120)과는 무관한 열교환기(100)의 다른 구성과, 이를 포함한 열교환기(100)의 구조, 작동에 대해서는 공지기술을 따르는 바 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2, 3에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치에서, 조립부(122)는 조립홈부(122a)를 포함한다.
조립홈부(122a)는 고정측판(120)의 내측면(121)상에 함몰되게 형성되며, 전열판(110)의 단부를 따라 직선형으로 연장된다.
전열판(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 조립홈부(122a)상에 그 단부가 끼워져 장착되는 것에 의해 고정측판(120)상에 견고하게 고정될 수 있다.
전열판 조립체(복수개의 전열판(110)이 적층되어 이루는 조립체)를 이루는 전열판(110) 중 조립홈부(122a)와 결합되는 전열판(110)은 그 단부가 다른 전열판(110)에 비해 고정측판(120)측으로 더 돌출된 형상을 가진다.
도 3에 도시된 바와 같은 전열판 조립체의 구조에 의하면, 복수개의 전열판(110) 중 유체의 유압이 다른 전열판(110)에 비해 전열판(110) 배열방향으로 강하게 작용하게 되는 지점(예를 들어, 유로 전환을 위한 차단벽을 이루는 지점)이 발생된다.
조립홈부(122a)는 다른 전열판(110)에 비해 상기와 같이 유압이 강하게 작용하게 되는 전열판(110)의 단부에 대응되는 위치에 형성된다.
도 4, 5에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치에서, 고정측판(120)은 조립홈부(122a), 곡면부(123), 가이드부(124)를 포함한다.
조립홈부(122a)는 도 2, 3에 도시된 제1실시예와 마찬가지로, 복수개가 전열판(110)의 배열방향을 따라 상호 이격되게 형성된다.
전열판(110)의 단부는 조립홈부(122a)가 이루는 오목한 중공부상에 끼워져 장착, 고정된다.
곡면부(123)는 복수개의 조립홈부(122a) 사이에 오목한 곡면을 이루며 함몰되게 형성되고, 조립부(122)의 연장방향을 따라 직선형으로 연장된다.
도 5에 도시된 바와 같은 전열판 조립체의 구조에 의하면, 전열판(110)의 일단부는 조립홈부(122a)에 장착되고, 전열판(110)의 타단부는 고정측판(120)으로부터 이격된다.
유체는 전열판(110)의 타단부와 고정측판(120) 사이를 통과하면서 유동 방향이 전환된다.
곡면부(123)는 상기와 같이 유체가 전열판(110)의 타단부와 고정측판(120) 사이를 통과하면서 접촉하게 되는 부분에 형성된다.
전열판(110)의 타단부와 고정측판(120) 사이를 통과하는 유체는 곡면부(123)가 이루는 곡면을 타고 완만하게 상향 또는 하향 이동될 수 있다.
이에 따라, 90° 내지 180°로 급격하게 유동방향이 전환된 유동경로의 상측(또는 하측)에 위치되는 전열판(110)에 유압이 무리하게 작용하는 것을 방지할 수 있다.
가이드부(124)는 곡면부(123) 내부에 격벽을 이루도록 형성된다.
가이드부(124)는 고정측판(120)의 내측면(121)을 타고 이루어지는 유체의 유동, 보다 구체적으로는 곡면부(123) 내부로 진입된 유체의 유동을 전열판(110)의 배열방향을 따라 가이드한다.
곡면부(123) 내부로 진입된 유체는, 상향 또는 하향 유동되는 동안 가이드부(124)에 의해 가이드되어 측방향으로의 임의의 유동이 방지되고 직상방 또는 직하방으로만 이동된다.
이에 따라, 전열판(110)과 가스켓(115)에 의해 유도하고자 하는 유동경로로 명확하게 유체의 유동을 가이드하면서 열교환 효율을 안정적으로 구현할 수 있다.
도 6, 7에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치에서, 조립부(122)는 조립턱부(122b)를 포함한다.
조립턱부(122b)는 고정측판(120)의 내측면(121)상에 돌출되게 형성되고, 전열판(110)의 단부를 따라 직선형으로 연장되는 한쌍의 돌출부(122c)로 이루어진다.
한쌍의 돌출부(122c)는 전열판(110)의 두께에 대응되는 이격간격을 두고 배치되어 전열판(110)의 양면에 각각 접하게 된다.
전열판(110)의 단부는 한쌍의 돌출부(122c) 사이에 형성되는 오목한 중공부상에 끼워져 장착, 고정된다.
전열판(110)은 도 7에 도시된 바와 같이 조립턱부(122b)에 그 단부가 끼워져 장착되는 것에 의해 고정측판(120)상에 견고하게 고정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같은 전열판 조립체의 구조에 의하면, 도 3에 도시된 바와 마찬가지로, 복수개의 전열판(110) 중 유체의 유압이 다른 전열판(110)에 비해 전열판(110) 배열방향으로 강하게 작용하게 되는 지점이 발생된다.
조립턱부(122b)는 다른 전열판(110)에 비해 상기와 같이 유압이 강하게 작용하게 되는 전열판(110)의 단부에 대응되는 위치에 형성된다.
도 8, 9에 도시된 본 발명의 제4실시예에 따른 열교환기의 전열판 고정장치에서, 고정측판(120)은 조립턱부(122b), 곡면부(123), 가이드부(124)를 포함한다.
조립턱부(122b)는 도 6, 7에 도시된 제3실시예와 마찬가지로, 복수개가 전열판(110)의 배열방향을 따라 상호 이격되게 형성된다.
전열판(110)의 단부는 한쌍의 돌출부(122c)가 이루는 오목한 중공부상에 끼워져 장착, 고정된다.
곡면부(123)는 복수개의 조립턱부(122b) 사이에 오목한 곡면을 이루며 함몰되게 형성되고, 조립턱부(122b)의 연장방향을 따라 직선형으로 연장된다.
도 9에 도시된 바와 같은 전열판 조립체의 구조에 의하면, 도 5에 도시된 바와 마찬가지로, 전열판(110)의 일단부는 조립턱부(122b)에 장착되고, 전열판(110)의 타단부는 고정측판(120)으로부터 이격된다.
전열판(110)의 타단부와 고정측판(120) 사이를 통과하는 유체는 곡면부(123)가 이루는 곡면을 타고 완만하게 상향 또는 하향 이동될 수 있다.
이에 따라, 90° 내지 180°로 급격하게 유동방향이 전환된 유동경로의 상측(또는 하측)에 위치되는 전열판(110)에 유압이 무리하게 작용하는 것을 방지할 수 있다.
가이드부(124)는 도 4, 5에 도시된 제2실시예와 마찬가지로 곡면부(123) 내부에 격벽을 이루도록 형성된다.
가이드부(124)의 구조, 작용, 효과에 대해서는 본 발명의 제2실시예에 관한 설명에 구체적으로 기재되어 있으므로 그 중복 설명을 생략한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 의하면, 전열판(110)의 단부를 고정측판(120)의 조립부(122)에 끼워 장착하는 것에 의해 고정측판(120)상에 전열판(110)의 단부를 견고하게 고정시킬 수 있다.
이에 따라, 전열판(110) 사이에 위치되는 가스켓(115) 뿐만 아니라 고정측판(120)에 의해서도 전열판(110)을 그 배열방향으로 견고하게 고정, 지지할 수 있다.
따라서, 전열판(110) 사이를 통과하는 유체의 유압이나 자중에 의해 전열판(110)이 쳐지는 것을 방지할 수 있으며, 전열판(110)의 변형, 처짐에 의한 유체의 유동 불안정을 해결할 수 있어 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 열교환기 110 : 전열판
111 : 요철부 112 : 관통홀부
115 : 가스켓 120 : 고정측판
121 : 내측면 122 : 조립부
122a : 조립홈부 122b : 조립턱부
122c : 돌출부 123 : 곡면부
124 : 가이드부

Claims (6)

  1. 상호 이격간격을 두고 배열되는 전열판; 및
    상기 전열판의 배열방향을 따라 연장되는 내측면을 가지며, 상기 내측면상에 상기 전열판의 단부가 끼워져 장착가능한 조립부가 형성되는 고정측판;을 포함하고,
    상기 조립부는 상기 전열판의 배열방향을 따라 복수개가 이격되게 형성되며,
    상기 고정측판은, 상기 조립부 사이에 형성되며, 오목한 곡면을 이루며 함몰되고, 상기 조립부를 따라 직선형으로 연장되는 곡면부; 및
    상기 곡면부 내부에 격벽을 이루어 형성되며, 상기 고정측판의 내측면에 접촉되는 유체의 유동을 상기 전열판의 배열방향을 따라 가이드하는 가이드부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열판 고정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조립부는,
    상기 고정측판의 내측면상에 함몰되게 형성되며, 상기 전열판의 단부를 따라 직선형으로 연장되는 조립홈부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열판 고정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조립부는,
    상기 고정측판의 내측면상에 돌출되게 형성되며, 상기 전열판의 단부를 따라 직선형으로 연장되고 상기 전열판의 양면에 각각 접하는 한쌍의 돌출부가 구비되는 조립턱부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 전열판 고정장치.
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