KR101582146B1

KR101582146B1 - 습-건식 다중유로열교환기

Info

Publication number: KR101582146B1
Application number: KR1020150020017A
Authority: KR
Inventors: 서종대; 이병천
Original assignee: (주)풍천엔지니어링
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-01-05

Abstract

본 발명은, 유체의 냉각, 응축 또는 가열 중 어느 하나로 열교환하는 다중유로열교환기에 관한 것으로서, 본 발명은, 소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b); 일측단부는 유체가 연통하게 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 복수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 평형관(11)의 길이 방향을 따라 일측 평판부(11b)또는 양측 평판부(11b)중 어느 하나에 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성되며, 평형관(11)의 평판부(11b)표면을 타고 흐르는 열교환매체의 흐름을 들락날락하게 전환하여 평형관(11)의 표면에서 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상하도록 하는 내향유도부 및 외향유도부로 구성되는 흐름전환부를 갖는 다중유로전열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기를 특징으로 한다.
이에 의하여, 본 발명에 따른 습-건식 다중유로열교환기는, 습식냉각(증발냉각)열교환기, 건식냉각(현열냉각)열교환기 및 습식냉각과 건식냉각을 겸용하는 열교환기로 용이하게 적용할 수 있고, 다중유로전열관의 외표면에 낙하되는 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시킬 수 있으며, 전열관의 외표면을 따라 유동하는 열교환매체의 유동저항을 저감할 수 있고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상할 수 있고, 열교환기의 크기와 중량을 감소시킬 수 있는 습-건식 다중유로열교환기가 제공된다.

Description

습-건식 다중유로열교환기{wet and dry type multi-flow path heat exchanger}

본 발명은 열교환유체의 냉각, 응축 또는 가열 중 어느 하나로 열교환하는 다중유로전열관(multi-flow path flat tube)을 갖는 다중유로열교환기에 관한 것으로서, 상세하게는 다중유로전열관의 외표면에 낙하되는 열교환매체(냉각수)의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시키고, 열교환매체의 유동 저항을 저감하며, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성(速成)을 증가시키어 열교환효율을 향상할 수 있고, 열교환기의 크기와 중량을 감소시킬 수 있는 습-건식 다중유로열교환기에 관한 것이다.

열교환기(heat exchanger)는 온도가 높은 유체로부터 전열벽(heat transfer wall)을 통해 온도가 낮은 유체에 열을 전달하여 열교환하는 장치를 말하며, 이러한 열교환기는 유체의 냉각(cooling), 응축(condensation), 가열(heating), 제습(dehumidify)등을 수행하는 장치 또는 시스템에 널리 이용된다.

그리고 열교환기는 열교환매체(heat exchange medium; 熱交換媒體)와 열교환유체(heat exchange fluid; 被熱交換流體)의 유동 방향에 따라;

열교환매체(저온의 냉각수, 냉각공기, 냉수, 온수, 증기 등)와 열교환유체(고온의 냉각수, 냉매, 냉방공기, 난방공기 등)가 상호 교차하며 유동하는 직교류 열교환기(直交流熱交換器; cross flow heat exchanger),

열교환매체와 열교환유체가 상호 반대 방향으로 유동하는 대향류 열교환기(對向流熱交換器; counter flow heat exchanger),

열교환매체와 열교환유체가 같은 방향으로 유동하는 병류 열교환기(竝流熱交換器; parallel flow heat exchanger)의 형식으로 대분 된다.

또한 전열관(heat transfer tube)의 구조에 따른 열교환기의 형식은,

유체유입측헤더와 유체유출측헤더, 일측단부는 유체유입측헤더에 연결되고 타측단부는 유체유출측헤더에 연결되며 직관(straight tube; 直管)과 곡관(curved tube; 曲管)을 연속되게 형성하여 이루는 다수의 사형 전열관으로 구성되는 사형류 열교환기(serpentine flow type heat exchanger; 蛇形流熱交換器)와,

유체유입측헤더와 유체유출측헤더, 일측단부는 유체유입측헤더에 연결되고 타측단부는 유체유출측헤더에 연결되는 다수의 직관형 전열관으로 구성되는 평행흐름 열교환기(parallel flow type heat exchanger; 平行流熱交換器)의 형식으로 대분된다.

일반적으로 전열관 내로 유동하는 냉수(chilled water), 온수(hot water)또는 증기(steam)}를 열교환매체로 하고 전열관 외측으로 유동하는 냉방(cooling)또는 난방(heating)의 공기를 열교환유체로 하여 현열 열교환(sensible heat exchange)을 하는 공기조화기(air handler, air conditioner etc.)와,

전열관내로 유동하는 냉각수(cooling water)를 열교환유체로 하고 전열관 외측으로 유동하는 냉각 공기를 열교환매체로 하여 현열 열교환을 하는 공랭식 냉각기(air cooled type cooler)와,

전열관내로 유동하는 냉매(refrigerant)를 열교환유체로 하고 전열관 외측으로 유동하는 냉각 공기를 열교환매체로 하여 현열 열교환을 하는 공랭식 응축기 또는 실외기(air cooled type condenser or outdoor unit)의 열교환기는;

그 단면 형상이 원형(circular), 계란형(oval), 타원형(elliptical)등의 관상체인 전열관의 외표면에 박판의 전열핀(heat transfer fin)을 구성한 핀앤튜브 열교환기(fin and tube heat exchanger)가 주로 이용된다.

여기서, 핀앤튜브 열교환기의 전열관은 동관(copper tube)또는 알루미늄관(aluminium tube)등으로서 직경은 9mm(3/8"), 12mm(1/2"), 15mm(5/8")의 범위에서 주로 사용된다.

그리고 전열관내로 유동하는 고온의 냉각수, 냉각오일 등을 열교환유체로 하고 전열관 외측으로 유동하는 저온의 냉각수와 냉각 공기를 열교환매체로 하여 증발 냉각(evaporative cooling)열교환을 통해 냉각유체를 냉각하는 밀폐식 냉각탑(closed circuit type cooling tower)과,

전열관내로 유동하는 고온의 냉매를 열교환유체로 하고 전열관 외측으로 유동하는 저온의 냉각수와 냉각 공기를 열교환매체로 하여 증발냉각을 통해 냉매를 응축하는 증발냉각식 응축기(evaporative condenser)의 열교환기는;

그 단면 형상이 원형, 계란형 , 타원형 등의 관상체인 나관(bare tube)의 전열관을 직관부와 곡관부로 연속적으로 형성하여 이루는 사형 열교환기(serpentine type heat exchanger)가 주로 이용된다.

여기서, 사형 열교환기의 전열관은, 동관(copper tube), 스테인레스관(stainless tube)또는 아연도금철관(hot-dip galvanized steel tube)등으로서 직경은 15mm(5/8"), 20mm(3/4"), 25mm(1")의 범위에서 주로 사용된다.

또한, 전열관내로 유동하는 고온의 냉각수를 열교환유체로 하고 전열관 외측으로 유동하는 냉각 공기를 열교환매체하여 현열 열교환을 하는 자동차 등의 엔진 냉각용 방열기 또는 냉각기(radiator or cooler)의 열교환기는;

다중유로가 형성된 평형관(flat tube)의 외표면에 편평부와 굴곡부가 연속되게 절곡된 사형핀(serpentine type fin)을 경납땜(brazing)으로 접합한 다중유로열교환기(multi-flow path heat exchanger)가 이용된다.

여기서, 고효율화와 소형화가 요구되는 엔진 냉각용 다중유로열교환기의 전열관은, 알루미늄합금(aluminium alloy)을 소재로 하여 압출성형(extrusion moulding)으로 제조되는 다중유로 평형관으로서, 평형관 내에 형성된 다수 유로의 높이는 10mm 이내의 미세 유로(micro channel)로 적용하는 것이 일반적이다.

다음으로, 핀앤튜브 열교환기는, 공기조화기의 전형적인 열교환기로서, 어느 형식의 열교환기보다 그 적용이 단연 지배적이지만, 별개의 전열관 표면과 전열핀의 접촉 간극으로부터 발생되는 열접촉저항(thermal contact resistance)에 따른 고질적인 열교환 효율저하 문제는 각각의 전열관과 전열핀을 결합하는 구조상 완전히 해소하기가 곤란하고, 열교환 효율 향상을 위해 전열관의 형상{(타원형, 나선형(spiral type), 주름형(Corrugation type)등}과 전열핀의 구조 개발에 한정됨으로 열교환기의 크기 감소와 열교환 성능향상의 현격한 개발효과를 얻는데 한계가 있다.

따라서, 국내외 산업계에서는 전통적인 핀앤튜브 열교환기로는 더 이상의 현격한 개발 효과를 구현하는데 한계가 있음에 따라, 오래전부터 핀앤튜브 열교환기 보다 고효율이고 소형화를 특징으로 하는 엔진 냉각용 다중유로열교환기를 응용한 공기조화기 및 공랭식 응축기용 다중유로열교환기를 개발하여 왔고, 최근에 들어 다중유로열교환기를 채용한 응축기와 공기조화기들의 출현하고 있다.

그 예로, 라디에이터 전문메이커(위니아만도, 모딘코리아 등)로부터 자동차용 고효율 라디에이터(방열기)의 기술을 응용하여 개발된 다중유로열교환기를 채용한 실외기(SCC; Super Compact Condenser / outdoor unit)가 캐리어, 삼성전자 및 엘지전자 등이 공급하고 있다.

개발자는 마이크로채널 방식의 SCC 실외기는 기존 핀앤드튜브 열교환기를 채용한 실외기 대비 냉방효율은 30% 가량 향상되고, 제품의 부피는 32% 가량 감소한 것을 특징으로 내세우고 있다.

그리고 세계적인 다국적 냉각탑 전문 메이커인 미국의 Baltimore Aircoil Company는 냉각 응축용량이 33ton, 58ton, 85ton의 연령초 시리즈(The Trillium Series™ Condenser)공랭식 응축기를 개발하여 2012년부터 제품을 공급하고 있다.

또한 2011년도 제15회 에너지위너상에서 대상을 수상한 하우젠 스마트 에어컨(AF-HD152**M/L, AF-HD182**C/L, AF-HD202**/232***/252, 총 7개 모델)은 세계 최초로 미세 채널 열교환기(micro-channel heat exchangers)의 신기술을 적용하여 열교환 성능을 크게 개선하고 크기 및 무게를 획기적으로 감소시킨 새로운 열교환기 개념이 도입된 에어컨 시대의 장을 열었다.

전술한 바와 같이 현재까지는 고 효율의 다중유로열교환기를 채용한 범위가 공기를 열교환유체(냉방 및 난방 공기)또는 열교환매체(냉각공기)로 하는 가정용 에어컨 실내기의 증발기(evaporator)와 실외기의 응축기(condenser), 그리고 냉동기용 중.소형 공랭식 응축기에 한정되지만, 다중유로열교환기의 중. 대형화의 개발이 이루어질 경우 그 적용의 범위는 더욱 확대되어 종래기술의 핀앤드튜브 열교환기와 나관의 전열관을 이용하는 사형 열교환기의 대체가 폭넓게 이루어질 것으로 전망된다.

다음은, 첨부한 도 36 내지 도면 37을 참조하여 종래기술의 열교환기에 대하여 설명하기로 한다.

종래기술 1의 고효율 응축기(SCC; super compact condenser)및 증발기 용 플랫튜브 열교환기(100a)는, 도 36.에 도시하고 있는 바와 같이,

제 1 및 제 2 헤더 탱크(150a, 150b), 상기 제 1 및 제 2 헤더 탱크(110, 120)에 병렬로 배열되며 서로 다른 용량의 냉매가 흐르도록 튜브 내의 채널 폭을 서로 다른 면적으로 형성한 복수 냉매 유동홀(112)을 갖는 복수의 플랫튜브(110a), 열을 방출하며 플랫튜브(110a)각각의 사이에 동일한 간격으로 배치되는 냉각핀 (130), 제 1 및 제 2 헤더 탱크(150a, 150b)각각에 연결되는 냉매입구튜브(151)와 냉매출구튜브(152), 원하는 방향으로 냉매를 유동시키기 위하여 구획하며 제 1 및 제 2 헤더탱크(150a, 150b)내에 구성되는 분할부재(155)를 포함하는 플랫튜브 열교환기(100a)를 게시하고 있다.

그리고 종래기술 1의 플랫튜브(110a)열교환기에 의하면, 열교환기의 채널 면적과 공기의 접촉 면적에 비례하는 채널들을 통해서 열전달량 및 냉매 유동량을 증가시킬 수 있고, 냉매 튜브의 국부적 위치에서 열전달량 또는 전제적인 열전달량을 증가시킬 수 있으며, 튜브전단부에 흐르는 냉매량을 증가시키므로 전단부의 열전달 효과를 극대화시킬 수 있으며, 채널 내부에 그루브(grooves)를 형성하여 열전달 효과를 극대화시킬 수 있고, 공기의 접촉면인 플랫튜브(110a)외벽에 리블렛(riblets)을 형성하여 접촉 면적을 증대시키고 압력 손실을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.라고 기술하고 있다.

도 37.에 도시하고 있는 바와 같이, 종래기술 2의 사형 열교환기(100b)는, 습식냉각(증발냉각)밀폐식 냉각탑(closed circuit type cooling tower)과 증발냉각 응축기(evaporative condenser)에 적용되는 전형적인 열교환기로서, 종래기술 2의 사형 열교환기(100b)는 하나의 유로를 갖는 나관(bare tube)을 전열관으로 이용하는 것이어서, 다중유로를 갖는 평형관을 전열관으로 특징하는 본 발명과 그 구조와 유체 유동작용이 상이한 것이지만, 본 발명의 적용 대상에 포함되는 습식 냉각(증발 냉각)밀폐형 냉각탑 및 증발냉각 응축기의 종래기술로 대비하고자 설명하기로 한다.

도면에 도시하고 있는 바와 같이, 유체유입관(151)및 유체유입 매니폴드 (150a), 유체유출관(152)및 유체유출 매니폴드(150b), 상기 유체유입 매니폴드 (150a)및 유체유출 매니폴드(150b)사이에 연결되며 제 1 회로(110b1), 제 2 회로(110b2)및 제 3 회로(110b3)의 3중 회로 사형(triple circuit serpentine)을 이루는 사형 열교환기(100b)를 게시하고 있다.

그리고 종래기술 2의 사형 열교환기(100b)에 의하면, 공기와 물 스프레이의 균일한 유동을 촉진시킬 수 있고, 본질적으로 열교환기를 통하는 공기의 유동은 동일한 저항을 준수할 수 있으며, 낮은 압력 강하량과 높은 열성능으로 열전달과 압력 강하간의 균형을 유지할 수 있고, 효율적인 열전달로 열교환 효율을 향상할 수 있다.라고 기술하고 있다.

특허문헌0001 미국등록특허 7,059,399호 공보 / 도면 3. 특허문헌0002 미국등록특허 제US 7,779,898호 공보 / 도면 3.

그런데, 전술한 종래기술 1과 같은 플랫튜브 열교환기는, 냉각공기를 열교환매체로 하여 열교환유체인 냉매를 응축하는 공랭식 응축기(실외기)와 냉매를 열교환매체로 하여 열교환유체인 냉방 공기를 냉각하는 증발기(실내기)에 채용되는 플랫튜브 열교환기로서, 그 적용이 공기 대 냉매의 열교환기에 만 한정되기 때문에 습식냉각(증발냉각)열교환기로는 적합하지 않고, 플랫튜브의 전단부와 후단부는 그 구조가 반구형으로서 공기가 진입하며 접촉하는 전단에는 그 접촉작용에 의해 유동저항이 발생될 수 있고, 후단에는 진출하는 공기의 와류가 발생될 수 있으며, 냉매의 열교환이 용이하도록 미세 체널(micro- channels)구조로 형성된 다중유로를 갖는 플랫튜브 열교환기는 그 구조 내지 작용상 중. 대용량의 열교환유체가 유동하는 열교환기(습식냉각 밀폐형 냉각탑, 증발냉각 응축기 등)로 적용하기가 곤란한 문제점이 있다.

그리고 종래기술 2와 같은 사형 열교환기는, 용접으로 조립(결합)되는 육중(heavy)한 구조로서, 나관으로 이용되는 전열관은, 동관, 스테인레스관 또는 아연도금철관 중 선택적으로 이용될 수 있지만, 동관을 이용할 경우 전열관내의 체수의 중량으로 쳐짐이 발생되어 배수의 불완전에 따른 동파를 초래할 수 있고, 스테인레스관을 이용할 경우 코스트(cost)가 증가됨은 물론 작업성이 불리하기 때문에 보다 저렴하고 자체지지강도가 높은 아연도금철관을 이용하는 것이 지배적이지만, 아연도금철관은 다른 비철금속의 전열관 대비 열전달 효율이 낮아 그 낮은 열전달 효율을 벌충하기 위해 더 많은 전열관을 배치함에 따라 장치(장비)의 중량과 케이싱 크기가 증가될 수 있고,

공기는 상향 유동되고 열교환매체는 하향 유동되는 대향류형 사형 열교환기는, 전열관의 반구 형상의 저면에 수직 상승하는 공기 접촉에 따른 잠재적인 수막(water film)결핍 영역이 발생되고, 공기는 수평방향으로 유동되고 열교환매체는 하향 유동되는 직교류형 사형 열교환기는, 송풍팬의 흡인력 작용에 의해 전열관의 후단 방향(공기 흡인방향)으로 낙하 열교환매체가 편향되게 유동함으로 급기구측 사형 열교환기의 하부 전열관에 수막 결핍 영역이 발생되어 열교환 효율을 저하시킬 수 있으며,

상부면이 반구 형상인 종래의 사형 열교환기의 전열관은 낙하 열교환매체의 접촉면의 구조(곡면)상 낙하 열교환매체가 전열관 상부 곡면에 충돌과 동시에 전열관의 외표면에서 일부의 열교환매체가 이탈될 수 있고, 낙하 열교환매체의 입자가 클수록 이탈량이 증가되며, 전열관 외표면의 구조(circular tube)상 이탈 열교환매체의 재접촉률이 낮아 낙하 열교환매체의 우회유동(by-pass)에 따른 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 열교환매체(냉각공기 및 저온의 냉각수)가 유동되는 열교환 영역내에 전열관의 점유영역이 크므로 공기유동의 압력손실이 크고, 나관을 전열관으로 채용하는 특성상 열교환기의 크기 감소나 열교환 효율 향상에는 제약이 따르며, 동급 용량의 냉동기 가격과 견주어 볼 만큼 고가의 제품이지만, 코스트 절감에도 한계가 있으고, 동급 냉각용량의 개방형 냉각탑 대비 설치면적은 약 2배, 소비동력 또한 약 2배에 이르므로 설치면적과 소비동력 감소에도 제약이 따르는 등의 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 습식냉각(증발냉각)밀폐식 냉각탑과 증발냉각 응축기, 그리고 습식냉각과 건식냉각을 겸용하는 습-건식 밀폐식 냉각탑과 증발냉각 응축기의 전형적인 열교환기인 종래기술의 사형 열교환기는, 미국등록특허 제 3,132,190호(HEAT EXCHANGE APPARATUS / Dec.9. 1955)에서 J.ENGALITCHEFF,JR이 발명한 밀폐식 열교환기에서 참고할 수 있듯이, 설계의 기본(fundamentals)은 거의 변화 없이 지지구조, 배열구조, 결합구조 등의 구조적인 개량을 이루어 왔지만 여전히 오래전부터 지탱해 온 구식의 열교환기로서 에너지 절약과 경제적인 운영을 위하여 고효율의 열교환기로 대체하는 연구개발은 피할 수 없는 산업계의 당면과제라 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 습식냉각(증발냉각)열교환기, 건식냉각(현열냉각)열교환기 및 습식냉각과 건식냉각을 겸용하는 열교환기로 적용할 수 있고, 전열관 외표면에서 낙하 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시킬 수 있으며, 전열관의 외표면을 따라 유동하는 공기의 유동저항을 저감할 수 있고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상할 수 있으며, 열교환기의 크기와 중량을 감소시킬 수 있는 습-건식 다중유로열교환기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

유체의 냉각, 응축 또는 가열 중 어느 하나로 열교환하는 열교환기에 있어서,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b);

일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 복수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 일측 평판부(11b)또는 양측 평판부(11b)중 어느 하나에 상기 평형관 (11)의 중심방향으로 함몰되게 형성되며, 상기 평형관(11)의 평판부(11b)표면을 타고 흐르는 열교환매체의 흐름을 들락날락하게 전환하여 상기 평형관(11)의 표면에서 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상하도록 하는 내향유도부 및 외향유도부로 구성되는 흐름전환부를 갖는 다중유로전열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기를 제공한다.

여기서, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관내를 유동하는 유체가 수평 방향(또는 수직 방향)으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽(55)을 구성할 수 있고, 상기 유로구획벽(55)의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응할 수 있다.

그리고 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)는, 그 단면 형상이 원형, 사각형, 직사각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하나 다른 단면 형상으로도 적용할 수 있다.

또한, 상기 평형관(11)은, 내측 폭(iw)이 15mm~50mm 사이에서 형성될 수 있으나, 동급 유량(flow rate)의 원형관(circular tube)대비 평형관(11)내측을 유동하는 유체의 중심에서 상기 평형관(11)의 내측벽 사이의 열전달거리(td)를 단축하여 열교환 속성을 향상하고 보다 큰 유체유동량을 수용하여 중 대형 열교환기에 적용할 수 있도록 상기 평형관(11)의 내측 폭(iw)은 20mm 또는 25mm의 크기에서 선택되는 것이 바람직하다.

상기 평형관(11)의 수직 단면에서의 내측 높이(ih) 또는 수평 단면에서의 내측 길이(il)는 상기 평형관(11)의 내측 폭(iw)의 3배에서 6배 이내에서 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 흐름전환부는, 내향유도부(15a)와 외향유도부(15b)의 단면 형상이 "〈"자형의 경사면으로 이루어지는 흐름전환부(14a)와, 내향으로 경사 곡면을 갖는 내향유도부(15a')와 외향으로 경사 곡면을 갖는 외향유도부(15b')의 연결 단면 형상이 "（"자형(원호 형상)의 곡면으로 이루어지는 흐름전환부(14b)중 어느 하나인 것이 바람직하나, 열교환매체의 흐름을 들락날락하게 전환하는 작용이 용이한 다른 형상으로도 적용할 수 있다.

또한, 상기 흐름전환부는, 상기 내향유도부(15a)로부터 유도된 열교환매체가 고이면서 외향으로 흐르게 안내하며, 상기 평형관(11)의 평판부(11b)측면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되어 상기 내향유도부(15a)와 일체하게 형성되는 도랑부(18)로 구성되는 흐름전환부(14c)로 적용할 수 있다.

여기서, 상기 도랑부(18)는, 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 길게 형성되고, 일측(상측)의 평판부(11b)와 상기 내향유도부(15a)의 표면을 타고 흐르는 열교환매체가 고이고, 고인 열교환매체가 넘쳐 타측(하측)평판부(11b)의 표면으로 타고 흐르도록 안내하는 상기 도랑부(18)의 단면 형상은 반구형인 것이 바람직 하나, 열교환매체가 고이고, 고인 열교환매체가 넘쳐 타측 평판부(11b)의 표면으로 흐르도록 안내하는 작용이 용이한 다른 형상으로도 적용할 수 있다.

상기 내향유도부(15a, 15a')와 외향유도부(15b, 15b')사이의 중심에서 양방향의 경사각도(a)는, 하향 유동하는 열교환매체의 들락날락 흐름이 유지되어 낙하 열교환매체의 가속 억지와 동시에 유체의 이탈을 감소시키도록 90 °~ 130 °사이에서 이루어질 수 있다.

그리고 상기 흐름전환부는, 상기 평형관(11)의 일측 평판부(11b)또는 양측 평판부(11b)중 어느 하나에 복수개로 구성할 수도 있다.

다음으로, 종래의 평평한 외표면을 갖는 단순 다중유로 평형관의 열교환매체의 유동 작용에 있어, 산포압력(spray pressure)과 중력(gravity)으로 가속된 낙하(fall)열교환매체의 상당량은 전열관의 외표면과 접촉하면서 유동하고 일부는 전열관 사이의 공간으로 우회유동된다.

상기 평형관의 표면에 접촉된 낙하 열교환매체라도 접촉면에 충돌(collision)과 동시에 접촉면을 따라 흐르는 열교환매체와 접촉면에서 이탈하는 열교환매체로 분할될 수 있다.

그리고 상기 평형관의 표면을 따라 흐르는 열교환매체는 그 크기(넓이 또는 두께)가 일정하지 않을 뿐만이 아니라 흐름의 형태도 불규칙하여 평판부가 수직으로 배치할 경우 흐름의 가속과 매체의 하중, 공기의 기류 영향으로 평판부 표면에서 이탈하여 접촉 결핍영역 발생을 초래하는 경향이 있다.

또한, 상기 평판부를 수평 또는 소정의 경사각도로 배치할 경우라도 평판부의 표면을 따라 흐르는 열교환매체는 그 크기(넓이 또는 두께)가 일정하지 않을 뿐만이 흐름의 형태도 불규칙하여 평판부 표면에서 열교환매체가 편향되게 흐르거나 접촉 결핍영역 발생을 초래하는 경향이 있다.

따라서, 본 발명의 상기 흐름전환부(14a, 14b, 14c)는, 종래의 단순 다중유로 평형관의 전열관에서 발생되는 문제를 해결하는 핵심 구성으로서, 일측 평판부(11b)표면을 따라 흐르는 열교환매체를 내향으로 유도하여 가속을 제지함과 동시에 흐름 전환 과정에서 불규칙적(매체 입자 크기, 매체의 흐름, 수막의 균형 등)으로 유동하는 열교환매체는 일시적으로 안정되어 균형 흐름을 도모한 후 타측 평판부(11b)표면을 따라 열교환매체가 흐르도록 외향으로 흐름을 유도하여 열교환매체의 이탈량과 접촉 결핍영역을 감소시킴과 상기 평형관(11)내측을 유동하는 유체의 중심에서 상기 평형관(11)의 내측벽 사이의 열전달거리(td)를 단축시킴에 따라 열교환 속성을 향상하는 작용을 하게 된다.

상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)와 타단의 유로(12)에는 반구형상의 원주부(11a)가 형성될 수 있다.

그리고 상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)또는 일단의 유로(12)와 타단의 유로(12)중 어느 하나에는 삼각형 형상으로 외향 확장되게 형성되며 열교환매체의 접촉면을 증가시키고 유동저항을 감소시키는 유동안내부(16)가 형성될 수 있다.

또한, 상기 평형관(11)의 일측 원주부(11a)단부에는, 낙하되는 열교환매체의 마찰 이탈을 흡수함과 동시에 고이게 하여 열교환매체가 상기 평형관(11)의 표면을 따라 연속적으로 고르게 흐르도록 하는 마찰완충부를 형성할 수 있다.

상기 마찰완충부는, 상기 평형관(11)의 일측 원주부(11a)에서 내측으로 원호(circular arc)형상으로 함몰되게 형성되는 원호 형상의 마찰완충부(19a)또는 상기 평형관(11)의 일측 단부 양측에 물막이벽(trench wall)을 구비하여 형성되는 도랑(trench)형상의 마찰완충부(19b)중 어느 하나일 수 있다.

여기서, 상기 마찰완충부(19a, 19b)로 불규칙하게 낙하되는 열교환매체인 냉각수는 일차적으로 소정의 깊이로 고여 흐름이 안정화된 후 상기 평판부(11b)의 표면을 따라 균일하게 흐르게 됨으로서 수직으로 낙하되는 냉각수의 가속 제지와 접촉 결픽영역을 감소시키게 된다.

그리고 상기 마찰완충부(19b)를 이루는 한 쌍의 물막이벽은 열교환열을 전달하는 전열핀(30a, 30b)의 기능도 가진다.

또한, 상기 마찰완충부(19a, 19b)는, 상기 평형관(11)의 내측폭(iw)의 크기에 따라 그 깊이는 5mm~15mm 사이에서 형성되는 것이 바람직하다.

상기 마찰완충부(19a, 19b)는, 상기 평형관(11)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

그리고 상기 평형관(11)에는, 열교환매체의 흐름을 원활히 안내함과 동시에 전열면적을 증가시키며 상기 평형관(11)의 일단에서 확장하여 경사평형관(11')을 일체하게 형성할 수 있다.

또한, 상기 평형관(11)의 내측면에는, 열교환 열을 효율적으로 전달하여 열교환 속성(速成)을 향상하며 소정의 높이와 간격으로 형성되는 다수의 내측돌출부(17a)가 형성될 수 있다.

상기 평형관(11)의 외측면에는, 열교환 열을 효율적으로 전달하여 열교환 속성을 향상하며 소정의 높이와 간격으로 형성되는 다수의 외측돌출부(17b)가 형성될 수 있다.

그리고 상기 외측돌출부(17b)와 내측돌출부(17a)는 상기 평형관(11)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

또한, 상기 평형관(11)은, 상기 평형관(11)의 외측으로 유동하는 열교환매체(냉각수와 냉각공기)를 왕래하게 하고 전열면적을 더욱 확대하여 열교환 효율을 향상하며, 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 전열판의 복수의 평형관(11)사이에 일체하게 형성될 수 있다.

여기서, 상기 전열판은, 전열핀(30a, 30b)의 채용을 대체하는 수단이 될 수 있다.

상기 전열판은 일측 평형관(11)의 원주부(11a)의 중심과 마주하는 타측 평형관(11)의 원주부(11a)의 중심 사이에 단판 구조로 일체하게 형성되는 것이 바람직하나, 일측 평형관(11)의 평판부(11b)와 마주하는 타측 평형관(11)의 평판부(11b)사이에 복수판 구조로 일체하게 형성할 수도 있고 복수의 평형관(11)사이에 다른 구조의 전열판을 일체하게 형성할 수 있다.

그리고 복수의 평형관(11)사이 형성되는 상기 전열판의 단면의 형상은 상기 평형관(11)의 배치구조에 따라 "｜"자 형상(21a), ∥"자 형상(21b), "Z"자 형상(1c), "〈"자 형상(21d), "（"자 형상(21e)등으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 전열판에 형성되는 복수의 유동구(22)는, 상기 평형관(11)의 표면을 타고 흐르는 열교환매체인 냉각수와 냉각공기가 효율적으로 유동되고 전열판의 자체지지력을 유지하기 위하여 충분한 크키로 하여 지그재그(zigzag)형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 복수의 평형관(11)사이에 일체하게 형성하는 "∥"자 형상(복수 판)의 전열판은, 복수의 전열판 내측 공간에서 냉각수가 평판부(11b)의 표면을 타고 원활히 흐르도록, 상기 복수의 유동구(22)는 상기 평판부(11b)표면에서 인접하게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 전열판은 그 단면이 파형(corrugate)으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 전열판은, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에 형성된 평형관(11)삽입구(미도시)에 상기 평형관(11)의 단부가 용이하게 삽착할 수 있도록 전열판의 단부는 소정의 폭으로 제거할 수 있다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 연결되는 상기 평형관(11)의 평판부(11b)외측면에는, 열교환열을 전달하며, 소정의 높이와 폭으로 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡되고 굴곡부(32)표면이 상기 평판부(11b)의 외측면과 접합하는 결합부(33)가 되는 사형 전열핀(30a, 30b)이 장착될 수 있다.

그리고 상기 평형관(11)의 평판부(11b)가 수직 또는 수평으로 배치되는 경우 상기 전열핀(30a)의 결합부(33)는 상기 평판부(11b)의 외측면과 평행하게 결합되고, 상기 전열핀(30a)의 측단부(35)의 단면은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 측부면(53)과 평행한 각도{(또는 상기 결합부(33)면으로부터 90°각도(fca1)}로 형성되어 상기 전열핀(30a)은, 상기 편평부(31)측에서 볼 때 직사각형(rectangular)으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 전열핀(30b)은, 상기 결합부(33)가 상기 평판부(11b)의 외측 경사면과 평행하게 결합되고, 상기 전열핀(30b)의 측단부(35)의 단면은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 측부면(53)과 평행한 각도{(또는 상기 측단부(35)의 단면이 상기 측부면(53)과 평행하게 되는 결합부(33)면사이의 각도(fca2)}로 형성되어 상기 전열핀(30b)은, 상기 편평부(31)측에서 볼 때 평행사변형(parallelogram)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 전열핀(30a, 30b)은, 단위 제품으로 절곡하여 제조하는 것이 바람직하나, 다수의 전열핀(30a, 30b)을 분할할 수 있도록 소정의 크기로 절곡된 반제품의 전열핀(30a', 30b')을 소정의 폭(fw)과 측단부(35)의 각도로 절단하여 제조할 수도 있다.

상기 전열핀(30a, 30b)의 폭(fw)은, 전열핀(30a, 30b)이 상기 평형관(11)의 외측으로 벗어나지 않는 범위에서 열전달을 최대화할 수 있도록 상기 평형관(11)의 평판부(11b)폭과 대응하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 습식냉각(증발냉각)열교환기, 건식냉각(현열냉각)열교환기 및 습식냉각과 건식냉각을 겸용하는 열교환기로 용이하게 적용할 수 있고, 다중유로전열관의 외표면에 낙하되는 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시킬 수 있으며, 전열관의 외표면을 따라 유동하는 열교환매체의 유동저항을 저감할 수 있고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상할 수 있으며, 열교환기의 크기와 중량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 제1 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 2는 도 1의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도,
도 3은 도 1의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 4는 도 1의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 5는 도 1의 다중유로전열관 표면상에 열교환매체의 유동 작용을 개략적으로 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명 제2 실시예의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 7은 본 발명 제3 실시예의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 8은 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 9는 도 8의 다중유로전열관과 전열핀의 결합상태를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 10은 도 8의 경사각을 갖는 전열핀에 대한 제작의 일례를 개략적으로 나타낸 예시도,
도 11은 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 12는 본 발명 제5 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 13은 도 12의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 14는 본 발명 제6 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 주요부의 확대도,
도 15는 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 16은 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 17은 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 18은 도 16의 다중유로전열관과 전열핀의 결합상태를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 19는 본 발명 제8 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 20은 도 19의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 21은 본 발명 제9 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 22는 본 발명 제10 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 23은 도 22의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 24는 본 발명 제11 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 25는 본 발명 제12 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 26은 도 25의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 27은 본 발명 제13 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 28은 본 발명 제14 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 29는 도 28의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 30은 본 발명 제15 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 31은 도 30의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 32는 본 발명 제16 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 33은 도 32의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 측면도,
도 34는 본 발명 제17 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 주요부의 확대도,
도 35는 본 발명의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 여러가지 형식의 다중유로전열관에 대한 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도,
도 36는 종래기술의 플랫튜브 열교환기에 대한 사시도,
도 37은 종래기술의 사형 열교환기 조립체에 대한 사시도 및 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 기초하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명한 종래기술의 구성 및 그 구성의 작용은 본 발명의 요지를 분명하게 하기 위하여 상세한 설명은 생략하고, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일부호를 적용하여 대표적으로 일실시 예에서만 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명한다.

설명에 앞서, 본 명세서 및 특허 청구범위에 사용된 용어들은 발명을 서술하는 목적으로 적용된 것으로, 규정된 표준 용어로부터 전부 충족될 수는 없는 것이어서, 통상적이거나 사전적 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되고, 발명자가 발명에 대하여 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 것이므로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명 제1 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 2는 도 1의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도, 도 3은 도 1의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 4는 도 1의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 5는 도 1의 다중유로전열관 표면상에 열교환매체의 유동 작용을 개략적으로 나타낸 예시도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제1 실시예는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 한 쌍의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 상기 평형관 (11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 내향유도부(15a)및 외향유도부(15b)로 구성되며 그 단면 형상이 "〈"자형의 경사면으로 이루어지는 한 쌍의 흐름전환부(14a), 상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 형성된 유동안내부(16)로 구성되는 다중유로전열관 (10a)을 갖는 습-건식 다중유로열교환기(1aa)를 특징으로 한다.

그리고 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)는 상면, 하면, 전면, 후면 및 양측면으로 이루는 6면의 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10a)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10a)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽(55)이 구성되고, 상기 유로구획벽(55)의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 배치되는 상기 다중유로전열관(10a)은, 열교환매체의 우회 유동을 감소시키고 접촉을 증대하기 위하여 단면에서 볼 때 일단 열의 다중유로전열관(10a)은 평판부(11b)가 일방향으로 소정의 경사각도를 갖게 배치하고, 하단 열의 다중유로전열관(10a)은 평판부(11b)가 타방향으로 소정의 경사각도를 갖게 배치하는 것을 특징한다.

이와 같은 배치구조는 말단의 다중유로전열관(10a)까지 반복된다.

그리고 상기 내향유도부(15a)와 외향유도부(15b)사이의 중심에서 양방향의 경사각도(a)는, 하향 유동하는 열교환매체의 들락날락 흐름이 유지되어 낙하 열교환매체의 가속 억지와 동시에 유체의 이탈을 감소시키도록 90 °~ 130 °사이에서 이루어지는 것을 특징한다.

또한, 본 발명의 제1실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 한 쌍의 흐름전환부(14a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 상기 평형관(11)의 양측면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 다수의 흐름전환부(14a)를 형성할 수도 있다.

본 발명의 제1 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단의 유로(12)에 원주부(11a)를 형성할 수도 있다.

다음으로, 도 3.에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제1 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1aa)를 구성한 열교환장치(70a)에 대하여 상술하기로 한다.

대기 온도(냉각공기)에 따라 습식냉각(증발냉각)운전과 건식냉각 운전을 겸용하며 열교환유체를 냉각하는 습-건식 냉각 밀폐식 냉각탑 또는 냉매를 응축하는 습-건식 냉각 증발식 응축기에 속하는 상기 열교환장치(70a)는,

열교환영역과 급기영역 및 배기영역을 형성하는 케이싱(71), 상기 케이싱(71)의 상부면 중앙에 형성되는 배기구, 상기 급기영역과 면하게 상기 케이싱(71)의 측부에 형성되는 급기구(72), 상기 급기구(72)에 배치되는 루버(74), 상기 열교환영역에 배치되는 습-건식 다중유로열교환기(1aa), 상기 습-건식 다중유로열교환기(1aa)상부면에 열교환매체인 냉각수를 산포(sprinkling)하며 다수의 산포 노즐을 갖는 압력 산포식 산포부(74a), 상기 산포부(74a)의 상부에 배치되어 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(78), 상기 배기구에 구비되어 열교환을 마친 배기를 흡입하여 외부로 배출하며, 상기 배기영역에 매립 배치되는 매립형 팬실린더 및 상기 팬실린더 내측에 수용 배치되는 팬블레이드, 상기 팬브레이드를 구동하는 모터로 구성되는 매립형 송풍팬부(75a), 일영역에 열교환매체 유출구가 구비되는 집수조(76), 상기 산포부(74a)와 열교환매체 유출구사이에 연결되는 열교환매체 공급관, 상기 열교환매체 공급관에 장착되어 열교환매체를 순환하는 매체순환펌프(77)를 구성하고 있다.

그리고 상기 열교환장치(70a)는, 열교환매체인 냉각수와 냉각공기가 상호 역방향으로 유동하는 대향류형 열교환장치이다.

또한 제 1 실시예에서는, 상기 다중유로전열관(10a)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1aa)에 구성되는 것을 상술하였으나, 도면 5.에서 직교류형 다중유로전열관(10a)의 배치를 구조를 예시하고 있는 바와 같이, 직교류형 습-건식 다중유로열교환기뿐 만이 아니라, 열교환매체인 냉각수와 냉각공기가 같은 방향으로 유동하는 병류형(parallel flow type)습-건식 다중유로열교환기에도 상기 다중유로전열관(10a)의 배치각도를 달리하여 구성할 수 있다.

다음은, 본 발명의 제1 실시예의 구성에 따른 주요 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 습식운전모드에서 열교환장치(70a)가 가동(ON)되면 송풍팬부(75a), 매체순환펌프(77), 유체순환펌프(미도시)가 연동하여 가동(ON)된다.

그 다음, 송풍팬부(75a)의 흡인에 의하여 열교환매체인 냉각공기가 급기구(72)를 통해 유입되고 습-건식 다중유로열교환기(1aa)를 통해 열교환을 마친 후 외부로 배기되고,

매체순환펌프(77)에 의하여 공급되는 열교환매체인 냉각수는 산포부(74a)를 통해 습-건식 다중유로열교환기(1aa)에 산포되고 습-건식 다중유로열교환기(1aa)를 통과하며 열교환을 마친 냉각수는 집수조(76)을 걸쳐 매체순환펌프(77)를 통해 재순환하며,

열교환장치 또는 설비로부터 유체순환펌프(미도시)를 통해 습-건식 다중유로열교환기(1aa)로 유입된 열교환유체(냉각수 또는 냉매)는 열교환(냉각 또는 응축)을 마친 후 열교환장치 또는 설비로 공급되며 이와 같은 작용은 반복된다.

한편, 산포부(74a)로부터 직하방향으로 낙하되는 냉각수는 다중유로전열관(10a)의 표면상에 접촉하고 평형관(11)의 일측 평판부(11b)표면을 따라 수막을 형성하면서 하향으로 흐르는 냉각수는 흐름전환부(14a)의 내향유도부(15a)의 경사면을 따라 내향으로 유도되어 냉각수 흐름의 가속을 제지함과 동시에 흐름 전환 과정에서 불규칙적으로 유동하는 냉각수는 일시적으로 안정되어 균형 흐름을 도모한 후 외향유도부(15b)의 경사면을 따라 외향으로 유도되어 타측 평판부(11b)표면을 따라 수막을 형성하면서 하향으로 흐르게 된다.

그리고 다중유로전열관(10a)의 표면상에 형성된 수막과 냉각공기의 접촉에 의하여 발생되는 증발열(evaporation heat)이 다중유로전열관(10a)내측으로 유동하는 열교환매체(고온의 냉각수 또는 냉매)의 열을 흡수하여 냉각 또는 응축 열교환이 이루어진다.

다음으로, 중간계절(초봄,늦가을)과 겨울의 대기 온도는 습식냉각에서 건식냉각으로 전환할 수 있는 조건에 도달할 수 있다.

일반적으로 대기온도가 15°C 이내일 경우 습식 냉각운전에서 건식 냉각운전으로 전환할 수 있다.

습식 냉각운전에서 건식 냉각운전으로 전환한 건식운전모드에서의 작용은,

먼저, 건식운전모드에서 열교환장치(70a)가 가동(ON)되면 송풍팬부(75a), 유체순환펌프(미도시)가 연동하여 가동(ON)된다.

그 다음, 송풍팬부(75a)의 흡인에 의하여 열교환매체인 냉각공기가 급기구(72)를 통해 유입되고 습-건식 다중유로열교환기(1aa)를 통과하면서 현열냉각으로 열교환을 마친 후 외부로 배기되고,

열교환장치 또는 설비로부터 유체순환펌프를 통해 습-건식 다중유로열교환기(1aa)로 유입된 열교환유체(냉각수 또는 냉매)는 열교환(냉각 또는 응축)을 마친 후 열교환장치 또는 설비로 공급되며 이와 같은 작용은 반복된다.

다음은, 본 발명의 제1 실시예의 구성에 따른 상세한 효과에 대해서 설명한다.

먼저, 종래의 원형 튜브 또는 타원형 튜브의 전열관 대비 본 발명의 다중유로전열관(10a)은 수직 방향에서 전열관의 높이(수평 방향에서는 전열관의 폭)를 적어도 3배 이상으로 확장할 수 있음으로 전열면적을 대폭 증가시킬 수 있고 그와 같은 구조에 따라 열교환기의 크기와 중량을 현격하게 감소시키는 효과가 달성된다.

그리고 흐름전환부(14a)를 통하여 다중유로전열관(10a)의 외표면에 낙하되는 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시키는 효과가 달성된다.

또한, 평형관(11)의 하단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 형성되는 유동안내부(16)를 통해 열교환매체인 저온 냉각수의 접촉면(열교환면)을 증가시키고, 열교환매체인 냉각공기의 마찰 저항면을 최소화하여 유동저항 감소와 송풍팬부(75a)의 소비동력을 저감시키는 효과가 달성된다.

흐름전환부(14a)및 유동안내부(16)를 포함하는 다중유로전열관(10a)을 통하여 열교환 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율이 향상되는 효과가 달성된다.

습식냉각과 건식냉각을 겸용하는 습-건식 다중유로열교환기(1aa)가 제공됨으로써, 소비동력과 용수를 점감하여 운전비용이 절약되는 효과가 달성된다.

나관의 다중유로전열관(10a)으로 이루는 습-건식 다중유로열교환기(1aa)를 제공함으로써, 유지.보수가 간편하고 그 비용이 저감되는 효과가 달성된다.

도 6은 본 발명 제2 실시예의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치(70b)를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제2 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되는 다수의 다중유로전열관(10a)을 갖는 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1ab)를 특징으로 한다.

그리고 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)는 6면의 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 도면에는 도시하지 아니하였지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10a)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10a)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 수직으로 적층되게 배치되는 상기 다중유로전열관(10a)은, 열교환매체의 우회 유동을 감소시키고 접촉을 증대하기 위하여 종단면에서 볼 때 다중유로전열관(10a)의 평판부(11b)는 공기의 흐름 방향으로 소정의 경사각도를 갖게 배치하는 것을 특징한다.

그리고 본 발명 제2 실시예에서는 다중유로전열관(10a)을 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1ab)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10a)을 구성한 대향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제2 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ab)를 구성한 열교환장치(70b)에 대하여 상술하기로 한다.

대기 온도(냉각공기)에 따라 습식냉각(증발냉각)운전과 건식냉각 운전을 겸용하며 열교환유체를 냉각하는 습-건식 냉각 밀폐식 냉각탑 또는 냉매를 응축하는 습-건식 냉각 증발식 응축기에 속하는 열교환장치(70b)는, 전술한 실시예 와는 달리,

열교환영역과 배기영역을 형성하는 케이싱(71), 상기 케이싱(71)의 양 측부를 개구하여 형성되는 급기구(72), 상기 열교환영역에 배치되는 습-건식 다중유로열교환기(1ab), 상기 습-건식 다중유로열교환기(1ab)상부면에 열교환매체인 냉각수를 산포(sprinkling)하며 다수의 산포공을 갖는 산포조(미부호)로 구성되는 중력 산포식 산포부(74b), 상기 케이싱(71)의 상부면 중앙에 형성된 배기구에 배치되는 노출형 송풍팬부(75b), 상기 습-건식 다중유로열교환기(1ab)의 내측면에 배치되어 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(78)를 구성하고 있다.

다음으로, 본 발명 제2 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ab)는, 전술한 실시예와 달리, 중력산포식 산포부(74b)를 갖는 직교류형 열교환기(1ab)이지만, 그 구성에 따른 주요 작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명 제2 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ab)는, 전술한 실시예와 달리, 중력산포식 산포부(74b)를 갖는 직교류형 열교환기(1ab)이지만, 그 구성에 따른 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명 제3 실시예의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치(70c)를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제3 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되는 다수의 다중유로전열관(10a), 수직으로 배치되는 상기 다중유로전열관(10a)의 평판부(11b)외측면에 장착되며 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형핀으로 이루어지는 전열핀(30a)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1ac)를 특징한다.

여기서, 상기 굴곡부(32)표면은 상기 평판부(11b)의 외측면과 경납땜으로 접합하는 결합부(33)가 된다.

그리고 상기 전열핀(30a)의 측단부(35)의 단면은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 측부면(53)과 평행한 각도{(또는 상기 결합부(33)면으로부터 90°각도(fca1)}로 형성되어 상기 전열핀(30a)은, 상기 편평부(31)측에서 볼 때 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 후술할 도면 10에서 참고할 수 있듯이. 상기 전열핀(30a)은, 단위 규격으로 절곡하여 제조하는 것이 바람직하나, 다수의 전열핀(30a)을 분할할 수 있도록 소정의 크기로 절곡된 반제품의 전열핀(30a')을 소정의 폭(fw)과 측단부(35)의 각도로 절단하여 제조할 수도 있다.

도면에는 도시하지 아니하였지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10a)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10a)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 수평으로 소정의 간격을 두고 배치되는 상기 다수의 다중유로전열관(10a)은, 열교환매체의 우회 유동을 감소시키고 접촉 증대와 공기 유동공간을 확보하기 위하여 종단면에서 볼 때 상단 다중유로전열관(10a)과 하단 다중유로전열관(10a)의 중심은 소정의 간격으로 상호 어긋나게 배치하는 것을 특징한다.

그리고 본 발명 제3 실시예에서는 다중유로전열관(10a)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1ac)에 적용한 것을 일 실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10a)을 구성한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제3 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ac)를 구성한 열교환장치(70c)는, 전술한 실시예의 열교환장치(70a)대비 다중유로전열관(10a)에 전열핀(30a)을 부가 구성한 차이점이 있지만, 그 외의 구성은 대등한 것이어서 상기 열교환장치(70c)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명 제3 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ac)는, 전술한 실시예와 달리, 다중유로전열관(10a)에 전열핀(30a)을 부가 구성함에 따른 부가적인 열전달 작용이 있지만, 그 외의 구성에 따른 주요 작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명 제3실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ac)는, 전술한 실시예와 달리 다중유로전열관(10a)에 전열핀(30a)을 부가 구성함에 따른 부가적인 열전달 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8은 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 9는 도 8의 다중유로전열관과 전열핀의 결합상태를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 10은 도 8의 경사각을 갖는 전열핀에 대한 제작의 일례를 개략적으로 나타낸 예시도, 도 11은 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제4 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 한 쌍의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 한 쌍의 흐름전환부(14a)가 형성되는 다수의 다중유로전열관(10a), 낙하되는 열교환유체의 재 접촉율 향상, 접촉 결핍영역 감소 및 열교환 효율을 향상하기 위하여, 공기유동 방향으로 평판부(11b)가 하향경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층(vertically stacked)되게 배치하고 소정의 경사각을 갖는 평판부(11b)외측면에, 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형 전열핀(30b)을 장착한 제1열교환군(group; g1)과, 평판부(11b)가 상향 경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치한 제2열교환군(g2)이 수평방향으로 번갈아 배치된 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1ad)를 특징한다.

그리고 본 발명의 제4실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 한 쌍의 흐름전환부(14a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 상기 평형관(11)의 양측면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 다수의 흐름전환부(14a)를 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제4실시예에서는, 상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단의 유로(12)에 원주부(11a)를 형성할 수도 있다.

상기 전열핀(30b)은, 상기 결합부(33)가 상기 평판부(11b)의 외측 경사면과 평행하게 결합되고, 상기 전열핀(30b)의 측단부(35)의 단면은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 측부면(53)과 평행한 각도{(또는 상기 측단부 (35)의 단면이 상기 측부면(53)과 평행하게 되는 상기 결합부(33)면사이의 각도 (fca2)}로 형성되어 상기 전열핀(30b)은, 상기 편평부(31)측에서 볼 때 평행사변형인 것을 특징한다.

그리고 상기 전열핀(30b)은, 상기 평형관(11)의 평판부(11b)폭과 대응하는 폭(fw)을 갖는 것을 특징한다.

또한, 상기 전열핀(30b)은, 단위 규격으로 절곡하여 제조하는 것이 바람직하나, 다수의 전열핀(30b)을 분할할 수 있도록 소정의 크기로 절곡된 반제품의 전열핀(30b')을 소정의 폭(fw)과 측단부(35)의 각도로 절단하여 제조할 수도 있다.

그리고 도면에는 도시하지 아니하였지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10a)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10a)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명 제4 실시예에서는 다중유로전열관(10a)을 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1ad)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10a)을 구성한 대향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ad)를 구성한 열교환장치(70d)는, 전술한 실시예와 달리, 공기유동 방향으로 평판부(11b)가 하향경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치하고 소정의 경사각을 갖는 평판부(11b)외측면에, 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형 전열핀(30b)을 장착한 제1열교환군(g1)과, 평판부(11b)가 상향 경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치한 제2열교환군(g2)이 수평방향으로 번갈아 배치한 구성을 특징하지만, 그 외의 구성은 대등한 것이어서 상기 열교환장치(70d)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ad)는, 전술한 실시예와 달리, 공기유동 방향으로 평판부(11b)가 하향경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치하고 소정의 경사각을 갖는 평판부(11b)외측면에, 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형 전열핀(30b)을 장착한 제1열교환군(g1)과, 평판부(11b)가 상향 경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치한 제2열교환군(g2)이 수평방향으로 번갈아 배치한 구성에 따른 열교환매체의 유동과 열교환 작용이 특징되지만, 그 외의 구성에 따른 주요 작용은 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 작용에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

다음으로, 본 발명 제4 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ad)는, 공기유동 방향으로 평판부(11b)가 하향경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치하고 소정의 경사각을 갖는 평판부(11b)외측면에, 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형 전열핀(30b)을 장착한 제1열교환군(g1)과, 평판부(11b)가 상향 경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10a)을 수직 적층되게 배치한 제2열교환군(g2)이 수평방향으로 번갈아 배치한 구성에 따른 낙하되는 열교환유체의 재 접촉율 향상, 접촉 결핍영역 감소 및 열교환 효율향상의 부가 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 12는 본 발명 제5 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 13은 도 12의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제5 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 한 쌍의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 한 쌍의 흐름전환부(14a), 상기 평형관(11)의 내측면을 따라 소정의 높이와 간격으로 형성되어 열교환열을 효율적으로 전달하여 열교환 속성을 향상하는 다수의 내측돌출부(17a)로 구성되는 다중유로전열관(10b)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1b)를 특징으로 한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10b)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10b)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명의 제5 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 한 쌍의 흐름전환부(14a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 상기 평형관(11)의 양측면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 다수의 흐름전환부(14a)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제5 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양단의 유로(12)에 원주부(11a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)를 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제5 실시예에서는 다중유로전열관(10a)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1b)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10b)을 구성한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제5 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1b)는, 전술한 실시예와 달리, 상기 평형관(11)의 내측면을 따라 소정의 높이와 간격으로 다수의 내측돌출부(17a)를 부가 형성하여 열교환열을 효율적으로 전달하고 열교환 속성을 향상하는 작용과 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 14는 본 발명 제6 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 주요부의 확대도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제6 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며 다수의 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 다수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 내향유도부(15a)및 상기 내향유도부(15a)로부터 유도된 열교환매체가 고이면서 외향으로 흐르게 안내하며 상기 내향유도부(15a)와 일체하게 형성되는 도랑부(18)로 구성되는 한 쌍의 흐름전환부(14c), 상기 평형관(11)일단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 형성된 유동안내부(16)로 구성되는 다중유로전열관 (10c)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1c)를 특징으로 한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10c)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10b)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명의 제6 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 한 쌍의 흐름전환부(14c)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 상기 평형관(11)의 양측면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 다수의 흐름전환부(14c)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제6 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)에 유동안내부(16)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단의 유로(12)에 원주부(11a)를 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제6 실시예에서는 다중유로전열관(10c)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1c)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10c)을 구성한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제6 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1c)는, 전술한 실시예와 달리, 내향유도부(15a)와 도랑부(18)로 구성되는 한 쌍의 흐름전환부 (14c)를 구성하고, 그 구성에 의하여 상기 평형관(11)의 상측 평판부(11b)의 표면을 따라 흐르는 열교환매체를 상기 도랑부(18)로 유도하여 고이면서 균형화 (equiponderation)된 열교환유체를 하측 평판부(11b)의 표면을 따라 균일하게 흐르게 안내하여 수직으로 흐르는 열교환매체의 가속을 제지하고 매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시키는 작용과 그에 따른 열교환 향상 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 15는 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 16은 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 17은 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기를 구성한 열교환장치를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 18은 도 16의 다중유로전열관과 전열핀의 결합상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제7 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a')와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b'), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b')에 연결되며 다수의 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 다수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)일단과 타단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 형성된 유동안내부(16), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 한 쌍의 흐름전환부(14a)가 형성되는 다수의 다중유로전열관 (10d), 냉각공기의 접촉 결핍영역 감소 및 열교환 효율을 향상하기 위하여, 공기유동 방향으로 평판부(11b)가 하향경사지게 한 다수의 다중유로전열관(10d)을 수직 적층되게 배치하고 소정의 경사각을 갖는 평판부(11b)외측면에, 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형 전열핀(30b)을 장착한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1d)를 특징한다.

그리고 상기 유체유입구측헤더(50a')와 유체유출구측헤더(50b')는 원형의 관상체(pipe)인 것을 특징한다.

또한, 상기 유체유입구측헤더(50a')와 유체유출구측헤더(50b')에는, 다중유로전열관(10d)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10d)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽(55)이 구성되고, 상기 유로구획벽(55)의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a')와 유체유출구측헤더(50b')의 내측 단면형상과 대응하게 원판형인 것을 특징한다.

본 발명의 제7 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 한 쌍의 흐름전환부(14a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 상기 평형관(11)의 양측면에 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 다수의 흐름전환부(14a)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제7 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 일단과 타단의 유로(12)에 유동안내부(16)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 원주부(11a)를 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제7 실시예에서는 다중유로전열관(10d)을 직교류형 건식 다중유로열교환기(1d)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10c)을 구성한 대향류형 건식 다중유로열교환기와 병류형 건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 습식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 도 17.에 도시하고 있는 바와 같이, 프레임(58)에 수용 장착된 건식 다중유로열교환기(1d)를 갖는 본 발명의 제7 실시예의 열교환장치(70e)는, 열교환유체를 냉각하는 건식 냉각 밀폐식 냉각탑, 냉매를 응축하는 건식 냉각 응축기 또는, 열교환장치에서 배출되는 포화습공기를 가열하여 백연(plume)발생을 저감하는 백연저감장치, 공기조화기 등의 열교환기에 속할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제7 실시예의 건식 다중유로열교환기(1d)는, 전술한 실시예와 달리, 상기 평형관(11)일단과 타단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)를 형성하여 열교환매체인 공기가 진입되는 선단부{일단 유동안내부(16)}의 마찰 면을 최소화함과 동시에 공기를 원활(smoothness)안내하고 공기가 진출되는 후단부{타단 유동안내부(16)}에 형성된 안내면을 통해 공기 와류를 방지하는 작용과 그 작용에 따른 공기의 유동저항과 공기접촉 결핍영역을 감소시키는 상세한 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 19는 본 발명 제8 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 20은 도 19의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제8 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며 다수의 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 다수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 상기 평형관(11)의 일측 평판부(11b)면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성되며 내향으로 경사 곡면을 갖는 내향유도부(15a'), 상기 내향유도 부(15a')와 일체하며 외향으로 경사곡면을 갖는 외향유도부(15a')로 구성되는 다수의 흐름전환부(14b), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 상기 평형관(11)의 타측 평판부(11b)면의 중앙에 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성되는 흐름전환부(14b)로 구성되는 다중유로전열관(10e), 상기 평판부(11b)외측면에 장착되며 편평부와 굴곡부가 연속되게 절곡된 사형핀으로 이루어지는 전열핀(30a)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1ea)를 특징한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10e)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10e)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명의 제8 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 타측면 중앙에 하나의 흐름전환부(14b)가 형성되는 것을 상술하였으나, 상기 평형관(11)의 타측면에 다수의 흐름전환부(14b)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제8 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 일단과 타단의 유로(12)에 원주부(11a)를 형성하는 것을 일실시예로 나타내고 있으나 상기 평형관(11)의 일단 유로(12)에 유동안내부(16)를 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 제8 실시예에서는 다중유로전열관(10e)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1ea)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10e)을 구성한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제8 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1ea)는, 전술한 실시예와 달리, 일측 평판부(11b)면에 형성된 다수의 흐름전환부(14b)와 타측 평판부(11b)면 중앙에 형성된 흐름전환부(14b)를 통한 열교환매체의 흐름전환 빈도를 더욱 확대하는 작용에 따라 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 더욱 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 더욱 증가시키어 열교환효율을 향상하는 상세한 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 21은 본 발명 제9 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제9 실시예에서 는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며 다수의 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 다수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 일측 평판부 (11b)면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성되는 다수의 흐름전환부(14b), 상기 평형관(11)의 타측 평판부(11b)면의 중앙에 형성되는 흐름전환부 (14b)로 구성되는 다중유로전열관(10e)을 갖는 직교류형 습-건식 다중유로열교환기 (1eb)를 특징한다.

그리고 소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 연결되는 다중유로전열관(10e)은, 열교환매체인 냉각수가 열교환기 밖으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 공기 흐름 방향으로 소정의 하향 경 각도로 배치하고 있다.

또한, 낙하되는 열교환유체의 재 접촉율 향상, 접촉 결핍영역 감소 및 열교환 효율을 향상하기 위하여, 다수의 다중유로전열관(10e)을 수직 적층되게 배치한 제1열교환군(g1)은 다수의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)가 하측을 향하고 하나의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)는 상측을 향하게 구성하고 있고,

다수의 다중유로전열관(10e)을 수직 적층되게 배치한 제2열교환군(g2)은 다수의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)가 상측을 향하고 하나의 흐름전환부 (14b)가 형성된 평판부(11b)는 하측을 향하게 구성하고 있다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)는 상면, 하면, 전면, 후면 및 양측면으로 이루는 6면의 직사각형인 것을 특징한다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10e)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10e)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 본 발명의 제9 실시예에서는 다중유로전열관(10e)을 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1eb)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10e)을 구성한 대향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제9 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1eb)는, 전술한 실시예와 달리, 다수의 다중유로전열관(10e)을 수직 적층되게 배치한 제1열교환군(g1)은 다수의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)가 하측을 향하고 하나의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)는 상측을 향하게 구성하고, 다수의 다중유로전열관(10e)을 수직 적층되게 배치한 제2열교환군(g2)은 다수의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)가 상측을 향하고 하나의 흐름전환부(14b)가 형성된 평판부(11b)는 하측을 향하게 구성하여 열교환매체의 흐름전환 빈도와 접촉영역을 더욱 확대하는 작용에 따라 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 더욱 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 더욱 증가시키어 열교환효율을 향상하는 상세한 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 22는 본 발명 제10 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 23은 도 22의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제10 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되는 평형관(11), 열교환매체의 흐름을 원활히 안내함과 동시에 전열면적을 증가시키며 상기 평형관(11)의 일단에서 확장하여 일체하게 형성되는 경사평형관(11'), 상기 평형관(11)과 경사평형관(11')의 내측공간을 다수의 격벽(13)으로 구획하여 형성하는 다수의 유로(12), 상기 평형관 (11)과 경사평형관(11')의 양측 평판부(11b)면에 내측방향으로 함몰되게 형성되는 다수의 흐름전환부(14b)로 구성되는 다중유로전열관(10f)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1fa)를 특징한다.

그리고 소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 연결되는 다수의 다중유로전열관(10f)은 상단 다중유로전열관 (10e)군(group)과 하단 다중유로전열관(10e)군의 경사평형관(11')이 상호 엇갈리게 배치하고 있고 이와 같은 배치구조는 말단의 다중유로전열관(10f)까지 반복된다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10e)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10f)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 본 발명의 제10 실시예에서는 다중유로전열관(10f)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1fa)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10f)을 구성한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제9 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1fa)는, 전술한 실시예와 달리, 평형관(11)의 일단에서 확장하여 경사평형관(11')을 일체하게 형성하고, 상단 다중유로전열관(10f)군(group)과 하단 다중유로전열관(10f)군의 경사평형관(11')이 상호 엇갈리게 배치하여, 열교환매체의 흐름전환 빈도와 접촉영역을 더욱 확대, 열교환매체 흐름의 원활한 안내 작용에 따라 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 더욱 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 더욱 증가시키어 열교환효율을 향상하는 상세한 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 24는 본 발명 제11 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제11 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 다수의 흐름전환부(14b)를 형성하는 평형관(11)과 경사평형관(11')으로 구성되는 다중유로전열관(10f)을 갖는 병류형 습-건식 다중유로열교환기(1fb)를 특징한다.

그리고 소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 연결되는 다수의 다중유로전열관(10f)은, 상단 다중유로전열관(10f)군(group)과 하단 다중유로전열관(10f)군의 경사평형관(11')이 상측에 같은 각도로 배치하고 있고 이와 같은 배치구조는 말단의 다중유로전열관(10f)까지 반복된다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10f)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10f)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 본 발명의 제11 실시예에서는 다중유로전열관(10f)을 열교환매체인 냉각수와 냉각공기가 같은 방향으로 유동되는 병류형 습-건식 다중유로열교환기(1fb)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10f)을 구성한 직교류형 습-건식 다중유로열교환기와 대향류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제11 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1fb)는, 전술한 실시예와 달리, 다수의 상단 다중유로전열관(10f)군과 다수의 하단 다중유로전열관 (10f)군의 경사평형관(11')이 상측에 같은 각도로 배치한 병류형 열교환기로서, 열교환매체 흐름의 원활한 안내 작용에 따라 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 더욱 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 더욱 증가시키어 열교환효율을 향상하는 상세한 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 25는 본 발명 제12 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 26은 도 25의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제12 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며 다수의 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 다수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 한 쌍의 흐름전환부(14a), 상기 평형관(11)의 외측면을 따라 소정의 높이와 간격으로 형성되어 열교환열을 효율적으로 전달하여 열교환 속성을 향상하는 다수의 외측돌출부 (17b)로 구성되는 다중유로전열관(10g)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기 (1ga)를 특징으로 한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10g)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10b)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명의 제12 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양단의 유로(12)에 원주부(11a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단의 유로(12)에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제12 실시예에서는 다중유로전열관(10g)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1ga)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10g)을 구성한 직향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제2 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1b)는, 전술한 실시예와 달리, 상기 평형관(11)의 외측면을 따라 소정의 높이와 간격으로 다수의 외측돌출부(17b)를 부가 형성하여 열교환열을 효율적으로 전달하고 열교환 속성을 향상하는 작용과 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 27은 본 발명 제13 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제13 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되는 다중유로전열관(10g)을 갖는 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1gb)를 특징한다.

그리고 소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 연결되는 다중유로전열관(10g)은, 열교환매체인 냉각수가 열교환기 밖으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여 공기 흐름 방향으로 소정의 하향 경 각도로 배치하고 있다.

그리고 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10g)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10g)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

또한, 본 발명의 제13 실시예에서는 다중유로전열관(10g)을 직교류형 습-건식 다중유로열교환기(1gb)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10g)을 구성한 대향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제13 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1gb)는, 전술한 실시예와 달리, 다수의 다중유로전열관(10g)을 수직 적층되게 배치한 열교환군은 평판부(11b)가 공기 유동방향으로 하향 경사지게 배치하여 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 더욱 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 더욱 증가시키어 열교환효율을 향상하는 상세한 효과가 있지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 28은 본 발명 제14 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 29는 도 28의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제14 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되는 평형관(11)의 일측 원주부(11a)에서 내측으로 함몰되게 형성된 원호 형상의 마찰완충부(19a)를 갖는 다중유로전열관(10h), 수평으로 소정의 간격을 두고 배치되는 다수의 상기 다중유로전열관(10h)의 평판부(11b)외측면에 장착되며 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡된 사형핀으로 이루어지는 전열핀(30a)으로 구성된 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1h)를 특징한다.

도면에는 도시하지 아니하였지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10h)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10h)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 수평방향으로 배치되는 다수의 상기 다중유로전열관(10h)은, 열교환매체의 우회 유동을 감소시키고 접촉 증대와 공기 유동공간을 확보하기 위하여 종단면에서 볼 때 상단 다중유로전열관(10h)과 하단 다중유로전열관(10h)의 중심은 소정의 간격으로 상호 어긋나게 배치하는 것을 특징한다.

그리고 본 발명 제14 실시예에서는 다중유로전열관(10h)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1h)에 적용한 것을 일 실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10h)을 구성한 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제14 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1h)는, 전술한 실시예와 달리, 상기 마찰완충부(19a)로 불규칙하게 낙하되는 열교환매체인 냉각수가 소정의 깊이로 고이면서 흐름이 안정화된 후 상기 평판부(11b)의 표면을 따라 균일하게 흐르게 하여 수직으로 낙하되는 냉각수의 가속 제지, 냉각수의 이탈 및 접촉 결픽영역을 감소시키는 작용과 그 작용에 따른 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 주요 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 30은 본 발명 제15 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 31은 도 30의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제15 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되는 평형관(11)의 일측 원주부(11a)양측에 물막이벽을 구비하여 형성되는 도랑(trench)형상의 마찰완충부(19b)를 갖는 다중유로전열관(10j)으로 구성된 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1j)를 특징한다.

도면에는 도시하지 아니하였지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10j)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10j)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 수평방향으로 소정의 간격을 두고 배치되는 다수의 상기 다중유로전열관(10j)은, 열교환매체의 우회 유동을 감소시키고 접촉 증대와 공기 유동공간을 확보하기 위하여 종단면에서 볼 때 상단 다중유로전열관(10j)과 하단 다중유로전열관(10j)의 중심은 소정의 간격으로 상호 어긋나게 배치하는 것을 특징한다.

그리고 본 발명 제15 실시예에서는 다중유로전열관(10j)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1j)에 적용한 것을 일 실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10j)을 구성한 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제15 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1j)는, 전술한 실시예와 달리, 상기 마찰완충부(19b)로 불규칙하게 낙하되는 열교환매체인 냉각수가 소정의 깊이로 고이면서 흐름이 안정화된 후 상기 평판부(11b)의 표면을 따라 균일하게 흐르게 하여 수직으로 낙하되는 냉각수의 가속 제지, 냉각수의 이탈 및 접촉 결픽영역을 감소, 물막이 벽의 열전달 작용과 그 작용에 따른 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 주요 작용과 상세한 효과 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 32는 본 발명 제16 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도, 도 33은 도 32의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관의 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 측면도이다. 이들 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제16 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 일단과 타단에는 원주부(11a)가 형성되고 양측에는 평판부(11b)가 형성되며 중심방향을 따라 직렬로 구성되는 한 쌍의 평형관(11), 상기 한 쌍의 평형관(11)의 내측 공간을 격벽(13)으로 구획하여 형성한 복수의 유로(12), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 복수의 흐름전환부(14a), 직렬로 구성되는 일측 평형관(11)의 원주부(11a)중심과, 마주하는 타측 평형관(11)의 원주부(11a)중심 사이에 소정의 폭으로 일체하게 형성되며 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 단판 구조("｜"자 형상)의 전열판(21a)으로 구성되는 다중유로전열관(10k)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1k)를 특징으로 한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10k)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10k)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명의 제16 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양단에 원주부(11a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제16 실시예에서는 다중유로전열관(10k)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1k)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10k)을 구성한 직향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기에도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제16 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1k)는, 전술한 실시예와 달리, 직렬로 구성되는 한 쌍의 평형관(11)사이에 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 전열판(21a)을 일체하게 형성하여 효율적인 열교환열의 전달, 열교환 속성 향상, 평형관(11)의 지지 강화와 전열핀(30a, 30b)의 채용을 대체에 따른 작업성 편리 등의 작용과 그 작용에 따른 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 34는 본 발명 제17 실시예의 습-건식 다중유로열교환기 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도 및 주요부의 확대도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명 제17 실시예에서는,

소정의 간격을 두고 마주하게 배치된 유체유입구(미도시)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(미도시)를 갖는 유체유출구측헤더(50b), 일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 일단과 타단에는 원주부(11a)가 형성되고 양측에는 평판부(11b)가 형성되며 평행하게 구성되는 한 쌍의 평형관(11), 상기 한 쌍의 평형관(11)의 내측 공간을 격벽(13)으로 구획하여 형성한 복수의 유로(12), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 양측면의 중앙에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성된 복수의 흐름전환부(14a), 평행하게 구성된 일측 평형관(11)의 평판부(11b)와, 마주하는 타측 평형관(11)의 평판부(11b)사이에 소정의 폭으로 일체하게 형성되며 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "∥"자 형상(복수 판)의 전열판(21b)으로 구성되는 다중유로전열관(10m)을 갖는 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1m)를 특징으로 한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 다중유로전열관(10m)내를 유동하는 유체가 수평 방향으로 왕래하며 열교환을 이루도록 상기 다중유로전열관(10m)을 통해 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽이 구성되고, 상기 유로구획벽의 외곽 형상은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 내측 단면형상과 대응하게 직사각형인 것을 특징한다.

본 발명의 제17 실시예에서는, 상기 평형관(11)의 양단에 원주부(11a)가 형성되는 것을 일실시예로 상술하였으나, 일단에 삼각형 형상으로 외향 확장되게 유동안내부(16)를 형성할 수도 있다.

그리고 본 발명의 제17 실시예에서는 다중유로전열관(10m)을 대향류형 습-건식 다중유로열교환기(1m)에 적용한 것을 일실시예로 상술하였으나, 다중유로전열관(10m)을 구성한 직향류형 습-건식 다중유로열교환기와 병류형 습-건식 다중유로열교환기 등 다른 형식으로도 적용할 수 있음은 물론 건식 다중유로열교환기에도 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명 제17 실시예의 습-건식 다중유로열교환기(1k)는, 전술한 실시예와 달리, 평행하게 구성되는 일측 평형관(11)의 평판부(11b)와, 마주하는 타측 평형관(11)의 평판부(11b)사이에 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "∥"자 형상(복수 판)의 전열판(21b)을 일체하게 형성하여 효율적인 열교환열의 전달, 열교환 속성 향상, 평형관(11)의 지지 강화와 전열핀(30a, 30b)의 채용을 대체에 따른 작업성 편리 등의 작용과 그 작용에 따른 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 35는 본 발명의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 여러가지 형식의 다중유로전열관에 대한 구조를 개략적으로 나타낸 종단면도이다. 도면에 도시하고 있는 바와 같이, 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 여러가지 형식의 다중유로전열관은, 전술한 바람직한 실시예에서 설명하지는 아니하였지만 본 발명의 구성으로서,

다중유로전열관(10a)3개를 중심방향을 따라 소정의 간격을 두고 직렬로 구성하고, 상기 3개의 다중유로전열관(10a)사이에는 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "｜"자 형상의 전열판(21a)이 일체하게 형성하여 이루는 다중유로전열관(10n)을 특징하고 있다.

그리고 양단에 원주부가 형성되고 내측공간을 다수의 격벽으로 구획하여 다수의 유로가 형성된 다중유로전열관(10a')2개의 중심에서 상호 소정의 폭으로 벗어나게 구성하고, 2개의 다중유로전열관(10a)사이에는 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "Z"자 형상의 전열판(21c)이 일체하게 형성하여 이루는 다중유로전열관(10p)을 특징하고 있다.

또한, 다중유로전열관(10c)2개를 중심방향을 따라 소정의 간격을 두고 직렬로 구성하고, 2 개의 다중유로전열관(10a')의 평판부(11b)사이에는 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "〈"자 형상의 전열판(21d)이 일체하게 형성하여 이루는 다중유로전열관(10q)을 특징하고 있다.

그리고 다중유로전열관(10a)2개 중 하나는 수직으로, 다른 하나는 소정의 각도로 경사지게 구성하고, 2 개의 다중유로전열관(10a)사이에는 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "（"자 형상의 전열판(21e)이 일체하게 형성하여 이루는 다중유로전열관(10r)을 특징하고 있다.

또한, 다중유로전열관(10j)2개를 소정의 간격을 두고 평행하게 구성하고, 일측 평형관(11)의 평판부(11b)와, 마주하는 타측 평형관(11)의 평판부(11b)사이에 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 "｜"자 형상의 전열판(21a)을 일체하게 형성하여 이루는 다중유로전열관(10s)을 특징하고 있다.

상술한 본 발명의 습-건식 다중유로열교환기에 구성되는 다중유로전열관은, 효율적인 열교환열의 전달, 열교환 속성 향상, 평형관(11)의 지지 강화와 전열핀(30a, 30b)의 채용을 대체에 따른 작업성 편리 등의 작용과 그 작용에 따른 효과가 있는 것이지만, 그 외의 구성에 따른 작용과 상세한 효과는 전술한 실시예와 대등한 것이어서 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하였지만, 본 발명은 바람직한 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 치환, 변형 및 변경할 수 있음이 자명한 것이므로, 본 발명의 권리범위는 본 발명의 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 따른 습-건식 다중유로열교환기는, 습식냉각(증발냉각)열교환기, 건식냉각(현열냉각)열교환기 및 습식냉각과 건식냉각을 겸용하는 열교환기로 용이하게 적용할 수 있고, 다중유로전열관의 외표면에 낙하되는 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시킬 수 있으며, 전열관의 외표면을 따라 유동하는 열교환매체의 유동저항을 저감할 수 있고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상할 수 있으며, 열교환기의 크기와 중량을 감소시킬 수 있는 산업상의 이점이 있으므로 그 이용 가능성이 크다.

1aa, 1ab 1ac, 1ad, 1b, 1c, 1d, 1ea, 1eb, 1fa, 1fb, 1ga, 1gb,1h,1j, 1k, 1m : 습-건식 다중유로열교환기 10a, 10a', 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 10h, 10j, 10k, 10m, 10n, 10p, 10q, 10r, 10s : 다중유로전열관
11 : 평형관 11' : 경사평형관
11a : 원주부 11b : 평판부
12 : 유로 13 : 격벽
14a, 14b : 흐름전환부 15a, 15a' : 내향유도부
15b, 15b' : 외향유도부 16 : 유동안내부
17a : 내측돌출부 17b : 외측돌출부
18 : 도랑부 19a, 19b :마찰완충부
21a, 21b, 20c, 20d, 20e : 전열판 22 : 유동구
30a, 30b, 30a', 30b' : 전열핀 31 : 편평부
32 : 절곡부 33 : 결합부
34 : 공기통로 35 : 측단부
50a, 50a', 150a : 유입구측헤더 50b, 50b', 150b : 유출구측헤더
51,151 : 유체유입구 52, 152 : 유체유출구
53 : 측부면 55, 155 : 유로구획벽
57 : 공기배출구 58 : 프레임
70a, 70b, 70c, 70d, 70e : 열교환장치
71 : 케이싱 72 : 급기구
73: 루버 74a, 74b : 산포부
75a, 75b : 송풍팬부 76 : 집수조
77 : 매체순환펌프

Claims

유체의 냉각, 응축 또는 가열 중 어느 하나로 열교환하는 열교환기에 있어서,
소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 유체유입구(51)를 갖는 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구(52)를 갖는 유체유출구측헤더(50b);
일측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유입구측헤더(50a)에 연결되고 타측단부는 유체가 연통하게 상기 유체유출구측헤더(50b)에 연결되며, 격벽(13)으로 내측 공간을 구획하여 복수의 유로(12)를 형성하는 평형관(11), 상기 평형관(11)의 길이 방향을 따라 일측 평판부(11b)또는 양측 평판부(11b)중 어느 하나에 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되게 형성되며, 상기 평형관(11)의 평판부(11b)표면을 타고 흐르는 열교환매체의 흐름을 들락날락하게 전환하여 상기 평형관(11)의 표면에서 열교환매체의 이탈과 접촉 결핍영역을 감소시키고, 열교환이 이루어지는 영역과 열교환 속성을 증가시키어 열교환효율을 향상하도록 하는 내향유도부 및 외향유도부로 구성되는 흐름전환부를 갖는 다중유로전열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)에는, 상기 다중유로전열관내로 유입되고 유출되는 유체의 유로를 구획하는 복수의 유로구획벽(55)이 구성되는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)는, 그 단면 형상이 원형, 사각형, 직사각형 중 어느 하나의 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)은, 내측 폭(iw)이 15mm~50mm 사이에서 형성되는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 흐름전환부는, 내향유도부(15a)와 외향유도부(15b)의 단면 형상이 "〈"자형의 경사면으로 이루어지는 흐름전환부(14a)또는 내향유도부(15a')와 외향유도부(15b')의 연결 단면 형상이 "（"자형의 곡면으로 이루어지는 흐름전환부(14b)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흐름전환부는, 상기 내향유도부(15a)로부터 유도된 열교환매체가 고이면서 외향으로 흐르게 안내하며, 상기 평형관(11)의 측면에서 상기 평형관(11)의 중심방향으로 함몰되어 상기 내향유도부(15a)와 일체하게 형성되는 도랑부(18)로 구성되는 흐름전환부(14c)인 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제5항에 있어서,
상기 내향유도부(15a, 15a')와 외향유도부(15b, 15b')사이의 중심에서 양방향의 경사각도(a)는, 하향 유동하는 열교환매체의 들락날락 흐름이 유지되어 낙하 열교환매체의 가속억지와 동시에 유체의 이탈을 감소시키도록 90 °~ 130 °사이에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 흐름전환부는, 상기 평형관(11)의 일측 평판부(11b)또는 양측 평판부(11b)중 어느 하나에 복수개로 구성되는 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)의 일단의 유로(12)또는 일단의 유로(12)와 타단의 유로(12)중 어느 하나에는 삼각형 형상으로 외향 확장되게 형성되며 열교환매체의 접촉면을 증가시키고 유동저항을 감소시키는 유동안내부(16)를 더 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)의 일측 원주부(11a)단부에는, 낙하되는 열교환매체의 마찰 이탈을 흡수함과 동시에 고이게 하여 열교환매체가 상기 평형관(11)의 표면을 따라 고르게 흐르도록 하는 마찰완충부를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제10항에 있어서,
상기 마찰완충부는, 상기 평형관(11)의 일측 원주부(11a)에서 내측으로 원호 형상으로 함몰되게 형성되는 마찰완충부(19a)또는 상기 평형관(11)의 일측 단부 양측에 물막이벽을 형성하여 이루는 마찰완충부(19b) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)에는, 열교환매체의 흐름을 원활히 안내함과 동시에 전열면적을 증가시키며 상기 평형관(11)의 일단에서 확장하여 형성되는 경사평형관(11')을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)의 내측면에는, 열교환 열을 효율적으로 전달하여 열교환 속성을 향상하며 소정의 높이와 간격으로 형성되는 다수의 내측돌출부(17a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)의 외측면에는, 열교환 열을 효율적으로 전달하여 열교환 속성을 향상하며 소정의 높이와 간격으로 형성되는 다수의 외측돌출부(17b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 평형관(11)은, 복수의 평형관(11)사이에 일체하게 형성하여 전열면적 확대와 상기 평형관(11) 간의 지지를 강화하며, 열교환매체가 왕래하는 복수의 유동구(22)가 구비된 전열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제15항에 있어서,
상기 복수의 평형관(11)사이 형성되는 상기 전열판은, 그 단면의 형상이 "｜"자 형상(21a), "∥"자 형상(21b), "Z"자 형상(21c), "〈"자 형상(21d), "（"자 형상(21e) 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제1항에 있어서,
상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)사이에 연결되는 상기 평형관(11)의 평판부(11b)외측면에는, 열교환열을 전달하며 소정의 높이와 폭으로 편평부(31)와 굴곡부(32)가 연속되게 절곡되고 상기 굴곡부(32)표면이 상기 평판부(11b)의 외측면과 접합하는 결합부(33)가 되는 사형 전열핀(30a, 30b)을 더 포함하여 구비하는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.
제17항에 있어서,
상기 전열핀(30b)은, 상기 결합부(33)가 상기 평판부(11b)의 외측 경사면과 평행하게 결합되고, 상기 전열핀(30b)의 측단부(35)의 단면은 상기 유체유입구측헤더(50a)와 유체유출구측헤더(50b)의 측부면(53)과 평행한 각도로 형성되어 상기 결합부(33)와 측단부(35)의 외곽 형상은 평행사변형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 습-건식 다중유로열교환기.