KR101808018B1 - 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 산업용(목용탕, 사우나, 소각장, 냉난방 열병합시설, 염색공장 등) 열교환기에 있어서, 탱크본체 내 동파이프를 지지하면서 냉매와 열교환수(폐수)의 열교환시 지그재그 열교환 유로를 형성하도록 하는 베플이 합성수지재로 형성되도록 하되, 상기 베플의 지지공(및 연결공)에는 완충용 가스켓이 형성되어 관통된 동파이프와의 충격(열교환수의 유량 유속 변위 및 일렁이는 물결에 따라 미세 떨림이나 유동이 발생하면 이격된 공차 사이에서 발생하는 충격)시 이를 완충하도록 하는 바, 이는 동파이프의 크랙이나 파손(터짐)을 방지하도록 형성되고, 특히 동파이프 외주면에는 열교환수의 유속에 따라 무동력 킥킹을 조장하도록 하는 스케일 흡착, 침착 방지용 진동킥커가 형성되며, 상기 베플의 면상에는 열교환수의 체류시간을 최대한 증대시킬 수 있도록 에어포일 구조의 유속 지연블럭이 형성되어 냉매와 열교환수의 열교환 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 유로 분할커버 중 냉매의 초기 유입측 구획부에 확산부재가 형성되어 최초 구동시 유입된 고압축 냉매의 진입을 균등 분산시켜 다발관 형태의 여러 동파이프에 균일한 분포로 냉매의 공급이 이루어지도록 함으로써, 열교환이 원활하게 지속될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 플렌지의 통공에 결합된 동파이프의 단부가 확관 결합되도록 하되, 확관시에는 쐐기형 요홈과 포밍부가 결합 형태로 끼움 고정되도록 형성되어 냉매의 입출시 이음부 단부에서의 벌어짐이나 균열 파손이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기{Heat Exchanger for industrial}

본 발명은 산업용(목용탕, 사우나, 소각장, 냉난방 열병합시설, 염색공장 등) 열교환기에 있어서, 탱크본체 내 동파이프를 지지하면서 냉매와 열교환수(폐수)의 열교환시 지그재그 열교환 유로를 형성하도록 하는 베플이 합성수지재로 형성되도록 하되, 상기 베플의 지지공(및 연결공)에는 완충용 가스켓이 형성되어 관통된 동파이프와의 충격(열교환수의 유량 유속 변위 및 일렁이는 물결에 따라 미세 떨림이나 유동이 발생하면 이격된 공차 사이에서 발생하는 충격)시 이를 완충하도록 하는 바, 이는 동파이프의 크랙이나 파손(터짐)을 방지하도록 형성되고, 특히 동파이프 외주면에는 열교환수의 유속에 따라 무동력 킥킹을 조장하도록 하는 스케일 흡착, 침착 방지용 진동킥커가 형성되며, 상기 베플의 면상에는 열교환수의 체류시간을 최대한 증대시킬 수 있도록 에어포일 구조의 유속 지연블럭이 형성되어 냉매와 열교환수의 열교환 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 유로 분할커버 중 냉매의 초기 유입측 구획부에 확산부재가 형성되어 최초 구동시 유입된 고압축 냉매의 진입을 균등 분산시켜 다발관 형태의 여러 동파이프에 균일한 분포로 냉매의 공급이 이루어지도록 함으로써, 열교환이 원활하게 지속될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 플렌지의 통공에 결합된 동파이프의 단부가 확관 결합되도록 하되, 확관시에는 쐐기형 요홈과 포밍부가 결합 형태로 끼움 고정되도록 형성되어 냉매의 입출시 이음부 단부에서의 벌어짐이나 균열 파손이 방지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 열교환기는 고온의 유체로부터 저온의 유체에 열을 전달하는 장치로써 일반적으로 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 이용된다.

이와 같은 열교환기는 산업현장에서의 폐열 회수, 자동차 및 중장비의 엔진 과열, 에어컨, 냉장고 또는 난방을 위한 히터, 동력발생, 냉동, 공기정화, 식품제조공정, 화학공정, 기름정제 및 운송수단 등에 다양하게 사용되고 있다.

한편, 방열 또는 발열수단으로서 근래에는 히트파이프(Heat pipe)가 여러 분야에서 널리 이용되고 있는데 이는 진공상태의 금속관 내에 비점이 낮고 증발잠열이 큰 작동유체를 주입하여 제작되는 것으로 저압의 조건에서 작동유체가 쉽게 액체에서 증기로 상변화한다는 특징을 이용하여 상변화시의 잠열로써 열을 효율적으로 전달함과 아울러 전자파로부터 자유로운 장점이 있다.

그러나, 종래의 열교환기는 냉매를 순환 공급하는 동파이프가 탱크본체 내에 내장됨에 있어서 유로를 설정하는 베플로 하여금 지지 고정되도록 하는데 이때의 베플은 통상 금속판으로 형성되어 관통 결합(용접할 수 없음-용접하면 수축 팽창에 따라 동파이프 변형시 뒤틀림이나 변형이 발생되어 동파이프 파손을 야기함)되면서 지지 중인 동파이프가 열교환수의 지속적인 유속 변위에 따라 물결이 발생되면 동시에 같이 진동을 일으켜 베플의 관통공 사이에는 미세 충격이 지속적으로 발생되는 바, 이는 잦은 충격에 의해 해당 부위가 터지거나 파손되어 장치 전체를 수리해야 하는 문제가 발생된다.

또한, 종래에는 열교환수가 보통 폐수로부터 폐열을 회수하려는 것으로 이는 결국 동파이프 외주면에 스케일의 흡착 침착이 계속됨으로써, 열교환수와의 열교환 효율이 사용기간에 비례하여 저하되는 문제가 발생된다.

또한, 종래에는 열교환수가 열교환기의 탱크본체를 경유하면서 동파이프로 하여금 열교환을 일으킨 후 베플에 의해 지그재그 방향으로 단순 경유하면서 배수되는 바, 이 역시 열교환 효율이 낮은 문제로 대두되고 있는 실정이다.

또한, 종래에는 동파이프의 길이방향 단부에 플렌지가 용접 결합됨에 있어서, 통공에 동파이프의 단부가 접합되는 형태인데 이러한 용접구조는 고압축의 냉매 유입 또는 순환시 이음 연결부 단부가 파손되어 보강책이 논의되고 있는 실정이고, 특히 냉매의 초기 유입시 유로 분산용 커버를 통해 고압 형태의 냉매가 하나의 중공관 형태로 유입되면 다발관 형태의 동파이프에 냉매가 균일하게 분포되지 못하여 열교환수와의 열교환시 차등적인 열교환이 이루어져 이 또한 효율 저하를 야기하는 문제가 된다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1433256호(2014.08.18. 등록)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 산업용(목용탕, 사우나, 소각장, 냉난방 열병합시설, 염색공장 등) 열교환기에 있어서, 탱크본체 내 동파이프를 지지하면서 냉매와 열교환수(폐수)의 열교환시 지그재그 열교환 유로를 형성하도록 하는 베플이 합성수지재로 형성되도록 하되, 상기 베플의 지지공(및 연결공)에는 완충용 가스켓이 형성되어 관통된 동파이프와의 충격(열교환수의 유량 유속 변위 및 일렁이는 물결에 따라 미세 떨림이나 유동이 발생하면 이격된 공차 사이에서 발생하는 충격)시 이를 완충하도록 하는 바, 이는 동파이프의 크랙이나 파손(터짐)을 방지하도록 형성되고, 특히 동파이프 외주면에는 열교환수의 유속에 따라 무동력 킥킹을 조장하도록 하는 스케일 흡착, 침착 방지용 진동킥커가 형성되며, 상기 베플의 면상에는 열교환수의 체류시간을 최대한 증대시킬 수 있도록 에어포일 구조의 유속 지연블럭이 형성되어 냉매와 열교환수의 열교환 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유로 분할커버 중 냉매의 초기 유입측 구획부에 확산부재가 형성되어 최초 구동시 유입된 고압축 냉매의 진입을 균등 분산시켜 다발관 형태의 여러 동파이프에 균일한 분포로 냉매의 공급이 이루어지도록 함으로써, 열교환이 원활하게 지속될 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 플렌지의 통공에 결합된 동파이프의 단부가 확관 결합되도록 하되, 확관시에는 쐐기형 요홈과 포밍부가 결합 형태로 끼움 고정되도록 형성되어 냉매의 입출시 이음부 단부에서의 벌어짐이나 균열 파손이 방지되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일방향으로 길이를 갖는 탱크본체(100)의 양단부에 다수개의 통공(111)을 갖는 플렌지(110)가 형성되고, 상기 탱크본체(100)의 외주면 선상 중 일측과 타측에는 내부 공간부와 연통된 입수관(120)과 배수관(130)이 각각 형성되며, 상기 탱크본체(100) 선상 중 중앙부 면상에는 물빼기용 드레인(140)이 형성되고, 상기 탱크본체(100)의 내부 공간부에는 길이방향을 따라 동파이프(200)가 다수 내장되도록 형성되며, 상기 동파이프(200)는 길이방향 양단부가 플렌지의 통공(111)과 대응되면서 삽입 결합되도록 하되, 상기 동파이프(200)는 설정된 갯수가 공급, 리턴용 각 1조씩 다발관 형태로 분할조를 이루도록 형성되면서 냉매의 공급과 리턴 순환라인을 이루도록 형성되고, 상기 플렌지(110)에 의해 양단부가 연결된 동파이프(200)의 축선 상에는 다수개의 베플(300)이 결합되도록 하되, 상기 베플(300)은 면상에 지지공(310)과 연결공(320)이 형성되어 동파이프(200)가 지지공(310)을 관통하도록 형성되며 가이드봉(400)은 연결공(320)에 관통되도록 형성되고, 상기 가이드봉(400)은 동파이프(200)와 간섭없이 일측 플렌지(110)에 연결되는 환봉으로서 베플(300) 간격 사이마다에는 등간격 조절용 스페이서 바(500)가 끼워져 베플(300)이 설정된 간격으로 등간격 배치되도록 형성되고, 상기 베플(300)은 합성수지재로서 지지공(310)과 연결공(320)에 완충용 가스켓(600)이 결합되도록 형성되고, 상기 베플(300)은 탱크본체(100) 내에 등간격 배열시 유입된 열교환수가 지그재그로 유입경로를 바꾸며 배수되도록 탱크본체(100)의 내경 면적 대비 2/3 면적으로 형성되도록 하되, 이웃한 베플과 장착된 형상이 서로 반대되면서 열교환수 흐름이 지그재그 방향으로 설정되도록 형성되며, 상기 동파이프(200)가 결합된 각 플렌지(110)의 외측 단부에는 유로 분할커버(700)가 결합되도록 하되, 상기 유로 분할커버(700)는 개구된 공간부 내주연에 구획리브(710)가 다수 형성되어 냉매의 최초 주입(A)과 리턴(B~F) 및 배출(D) 구획이 일련의 라인으로 설정되어 냉매의 순환사이클을 도모하도록 형성되고, 상기 유로 분할커버(700) 중 냉매의 초기 유입 구획부(720)가 구비된 유로 분할커버(700-1)는 냉매 주입공(750)과 냉매 배출공(760)이 형성되도록 하되, 상기 초기 유입 구획부(720)가 형성된 냉매 주입공(750)의 일측에는 유입된 냉매의 균등 분산유도를 위한 확산부재(730)가 더 구성되어 이루어진다.

이에, 상기 베플의 완충용 가스켓(600)은 밀착링 밴드(610)와 쿠션부재(620)로 구성되도록 하되, 상기 밀착링 밴드(610)는 일측에 고정판(611)이 형성되고, 타측에 탄성판(612)이 형성되며, 상기 고정판(611)은 베플의 지지공(310)과 연결공(320)의 일측 단부 바깥 면상에 부착되도록 형성되고, 상기 탄성판(612)은 고정판(611)으로부터 연장된 것으로 고정판(611)과 반대되는 측단이 자유단으로 형성되면서 지지공(310)과 연결공(320)의 내부에 삽입되도록 하되, 상기 탄성판(612)은 동파이프 또는 가이드봉을 향해 만곡된 볼록부가 밀착되도록 형성되며, 상기 쿠션부재(620)는 베플에 형성된 결합홈(330)에 일측 고정구(621)가 삽입되고 타측 완충면(622)이 동파이프 또는 가이드봉을 향해 돌출되도록 하되, 상기 완충면(622)은 탄성판(612)의 볼록부 내에 수납되어 동파이프 또는 가이드봉의 외주면으로 직접 노출되거나 닿지 않으면서 탄성판(612)의 밀착과 함께 충격발생시 완충 작용을 조장하도록 형성된다.

이때, 상기 베플(300)은 면상에 에어포일 형상의 유체 지연블럭(340)이 다수 형성되도록 하되, 상기 유체 지연블럭(340)은 열교환수가 유입되는 방향 측에 대하여 유속감소홈(341)을 갖는 유선부(342)가 형성되고, 상기 유선부(342)와 대향되는 반대측에는 유선부(342) 대비 좁은 직경을 갖는 모서리부(343)가 형성되어 유입된 열교환수가 유선부의 유속감소홈(341)을 통해 열교환수 흐름이 지연되면서 열교환 효율이 증대되도록 형성된다.

이에, 상기 동파이프(200)는 축선 중 어느 일측 선상에 유량, 유속 변위(세기 또는 흐름)에 따라 동파이프 외주면을 타격하도록 하는 진동킥커(800)가 구비되도록 하되, 상기 진동킥커(800)는 연질 고무볼(810)을 기준으로 일방향 및 타방향으로 분기된 코일 스프링(820)이 형성되고, 코일 스프링(820)의 외측 단부는 동파이프(200) 선상에 기 결합된 고무밴드(830)에 연결되어 유량, 유속 변위시 열교환수의 일렁임 변화에 의해 연질 고무볼(810)이 동파이프(200)의 외주면을 지속적으로 가격하여 스케일이 흡착 및 침착되는 것을 방지하도록 형성된다.

또한, 상기 유로 분할커버의 확산부재(730)는 냉매 확산기(731)와 균등 방사기(732)로 구성되도록 하되, 상기 냉매 확산기(731)는 관통구(731-1)와 삽입홈(731-2)을 갖는 함체로서 일측에 냉매 주입공(750)과 대응되어 끼움 결합되도록 결합턱(731-3)이 형성되고, 상기 관통구(731-1) 상에는 냉매의 스월식 분산을 유도하도록 다수개의 블레이드가 구비된 분산휀(731-4)이 형성되며, 상기 균등방사기(732)는 복수의 격자식 그릴망(732-1) 사이에 타공망(732-2)이 삽입된 후 냉매 확산기의 삽입홈(731-2)에 내장되도록 형성되어 최초 구동시 주입된 고압축 냉매가 균등 분산되면서 다발관 형태의 동파이프에 균일한 분포로 공급되도록 형성된다.

이와 같이, 본 발명은 산업용(목용탕, 사우나, 소각장, 냉난방 열병합시설, 염색공장 등) 열교환기에 있어서, 탱크본체 내 동파이프를 지지하면서 냉매와 열교환수(폐수)의 열교환시 지그재그 열교환 유로를 형성하도록 하는 베플이 합성수지재로 형성되도록 하되, 상기 베플의 지지공(및 연결공)에는 완충용 가스켓이 형성되어 관통된 동파이프와의 충격(열교환수의 유량 유속 변위 및 일렁이는 물결에 따라 미세 떨림이나 유동이 발생하면 이격된 공차 사이에서 발생하는 충격)시 이를 완충하도록 하는 바, 이는 동파이프의 크랙이나 파손(터짐)을 방지하도록 형성되고, 특히 동파이프 외주면에는 열교환수의 유속에 따라 무동력 킥킹을 조장하도록 하는 스케일 흡착, 침착 방지용 진동킥커가 형성되며, 상기 베플의 면상에는 열교환수의 체류시간을 최대한 증대시킬 수 있도록 에어포일 구조의 유속 지연블럭이 형성되어 냉매와 열교환수의 열교환 효율이 크게 향상되도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 유로 분할커버 중 냉매의 초기 유입측 구획부에 확산부재가 형성되어 최초 구동시 유입된 고압축 냉매의 진입을 균등 분산시켜 다발관 형태의 여러 동파이프에 균일한 분포로 냉매의 공급이 이루어지도록 함으로써, 열교환이 원활하게 지속될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 플렌지의 통공에 결합된 동파이프의 단부가 확관 결합되도록 하되, 확관시에는 쐐기형 요홈과 포밍부가 결합 형태로 끼움 고정되도록 형성되어 냉매의 입출시 이음부 단부에서의 벌어짐이나 균열 파손이 방지되도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 일 예시도,
도 2는 도 1의 확대 단면도 및 다발관 분할조 형태의 동파이프와 유로 분할커버를 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 동파이프가 유로 분할커버에 결합된 상태로서 베플이 결합되 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 동파이프가 가이드봉에 의해 베플에 결합된 상태를 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 탱크본체와 유로 분할커버를 나타낸 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 동파이프가 베플과 결합된 상태를 나타낸 확대 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 실시예로서, 동파이프가 플렌지에 결합시 확관된 것을 나타낸 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 동파이프 및 가이드봉이 베플의 통공에 삽입시 완충용 가스켓에 의해 지지 고정되는 것을 나타낸 예시도,
도 8 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 베플의 면상에 유체 지연블럭이 형성된 것을 나타낸 예시도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 동파이프의 외주면에 진동킥커가 구비된 것을 나타낸 예시도,
도 11 내지 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 유로 분할커버 중 주입구 측에 냉매의 균등 분산 분포 유도를 위한 확산부재가 부설된 것을 나타낸 예시도이다.

다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.

먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 열교환기는 탱크본체(100)로 유입된 열교환수가 베플(300)에 의해 지그재그 형태로 유입, 배수(회수)되도록 하되, 상기 베플을 축선방향으로 관통하는 다수개의 동파이프(200)는 주입된 냉매가 일련의 구획 사이클로 순환하도록 형성되어 열교환수와 냉매가 서로 열교환되면서 폐열을 회수하도록 형성된다.

이에, 상기 탱크본체(100)는 도 1 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 일방향으로 길이를 갖는 원통으로서, 양단부에 다수개의 통공(111)을 갖는 플렌지(110)가 형성되고, 상기 탱크본체(100)의 외주면 선상 중 일측과 타측에는 내부 공간부와 연통된 입수관(120)과 배수관(130)이 각각 형성되며, 상기 탱크본체(100) 선상 중 중앙부 면상에는 물빼기용 드레인(140)이 형성된다. 이러한 탱크본체는 일반적인 금속재로 형성된다.

이때, 상기 탱크본체(100)의 내부 공간부에는 길이방향을 따라 동파이프(200)가 다수 내장되도록 형성되며, 상기 동파이프(200)는 길이방향 양단부가 플렌지의 통공(111)과 대응되면서 삽입 결합되도록 형성된다.(도 1 내지 도 6 참조)

이에, 상기 플렌지는 금속재질로서 상술한 탱크본체의 개구된 양단부 중 일측단에 하나의 플렌지가 결합되면 베플이 결합된 후 나머지 타측단측 플렌지가 결합되도록 형성된다.

이때, 상기 동파이프(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 설정된 갯수가 공급, 리턴용 각 1조씩 다발관 형태로 분할조를 이루도록 형성되면서 냉매의 공급과 리턴 순환라인을 이루도록 형성된다.

즉, 본 발명에서의 상기 동파이프는 6개의 조가 공급과 리턴 구획을 개별적으로 이루도록 하는데, 하나의 조 마다에는 다발관 형태(20~30 개 내외)의 동파이프가 1조를 이루도록 형성된다.

이는 직경이 큰 대형관 대비 가느다란 직경의 작은 동파이프가 열교환 효율이 높기 때문이다.

이에, 상기 플렌지(110)에 의해 양단부가 연결된 동파이프(200)의 축선 상에는 다수개의 베플(300)이 결합되도록 형성된다.

이때, 상기 베플(300)은 면상에 지지공(310)과 연결공(320)이 형성되어 동파이프(200)가 지지공(310)을 관통하도록 형성된다.

이에, 상기 베플(300)은 재질이 폴리 계열의 합성수지재로서, 동파이프 대비 강도나 경도가 낮아 베플의 지지공과 연결공을 관통하는 동파이프가 열교환수의 유량, 유속 변위에 의해 유동이 발생하더라도 상처가 발생하지 않도록 함으로써, 종전 스틸판 대비 연결부 터짐, 파손을 현저하게 방지하도록 형성된다.

참고로, 상기 베플은 탱크본체 내주연에 대하여 대응되는 외주연을 갖는 것으로, 서로간 용접 접합하는 형태가 아니라 억지끼움 보다 덜한 형태로 삽입 결합된다.(종전 스틸재 베플도 열변형에 의해 수축 팽창시를 고려하여 용접하지 않음)

이에, 상기 베플(300)은 선택적인 실시예로서, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 면상에 에어포일 형상의 유체 지연블럭(340)이 다수 형성된다.

이때, 상기 유체 지연블럭(340)은 열교환수가 유입되는 방향 측에 대하여 유속감소홈(341)을 갖는 유선부(342)가 형성되고, 상기 유선부(342)와 대향되는 반대측에는 유선부(342) 대비 좁은 직경을 갖는 모서리부(343)가 형성되어 유입된 열교환수가 유선부의 유속감소홈(341)을 통해 열교환수 흐름이 지연되면서 열교환 효율이 증대되도록 형성된다.

이에, 상기 유체 지연블럭은 베플에 대하여 돌출된 일체형이거나 요홈에 수납된 독립체로서 설계사양에 따라 선택적으로 돌출된 갯수를 조절할 수 있도록 형성된다.

또한, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이 플렌지에 동파이프가 통공에 결합시 확관 결합되도록 하되, 상기 확관시에는 통공의 내주연에 요홈(111-1)이 형성되어 동파이프의 외경 단부가 확관시 포밍부(210)가 대응 확장되면서 요홈 또는 쐐기홈과 물림 고정되어 냉매의 입출시 벌어짐이나 균열 파손이 방지되도록 형성된다.

이에, 별도의 가이드봉(400)은 베플의 연결공(320)에 관통되도록 형성되고, 상기 가이드봉(400)은 동파이프(200)와 간섭없이 일측 플렌지(110)에 연결되는 환봉으로서 베플(300) 간격 사이마다에는 등간격 조절용 스페이서 바(500)가 끼워져 베플(300)이 설정된 간격으로 등간격 배치되도록 형성된다.

이러한 가이드 봉과 스페이서 바는 일측 플렌지를 기준으로 베플을 미리 조합하기 위한 것으로, 상기 가이드 봉은 환봉 형태이나 필요에 따라 중공파이프일 수도 있으며, 상기 스페이서 바는 중공관 형태로 거리차를 두기 위한 일종의 간격 유지구이다.

이때, 상기 베플(300)은 합성수지재로서 지지공(310)과 연결공(320)에 완충용 가스켓(600)이 결합되도록 형성된다.(도 8 참조)

즉, 상기 완충용 가스켓은 베플의 지지공과 연결공에 대응되어 결합되는 것으로, 상기한 바와 같이 동파이프와 가이드봉이 순수한 지지공과 연결공 자체에 삽입 관통되어 사용될 수 있으나 열교환수의 유량과 유속의 가변이 심할 경우 동파이프와 가이드봉의 축선이 지속적으로 유동되면서 흔들리는 것을 완충하도록 하기 위함이다.

이에, 상기 베플의 완충용 가스켓(600)은 밀착링 밴드(610)와 쿠션부재(620)로 구성되도록 하되, 상기 밀착링 밴드(610)는 일측에 고정판(611)이 형성되고, 타측에 탄성판(612)이 형성된다.

이때, 상기 고정판(611)은 베플의 지지공(310)과 연결공(320)의 일측 단부 바깥 면상에 부착되도록 형성되고, 상기 탄성판(612)은 고정판(611)으로부터 연장된 것으로 고정판(611)과 반대되는 측단이 자유단으로 형성되면서 지지공(310)과 연결공(320)의 내부에 삽입되도록 형성된다.

이에, 상기 탄성판(612)은 동파이프 또는 가이드봉을 향해 만곡된 볼록부가 밀착되도록 형성되며, 상기 쿠션부재(620)는 베플에 형성된 결합홈(330)에 일측 고정구(621)가 삽입되고 타측 완충면(622)이 동파이프 또는 가이드봉을 향해 돌출되도록 형성된다.

이때, 상기 완충면(622)은 탄성판(612)의 볼록부 내에 수납되어 동파이프 또는 가이드봉의 외주면으로 직접 노출되거나 닿지 않으면서 탄성판(612)의 밀착과 함께 충격발생시 완충 작용을 조장하도록 형성된다.

이에, 상기 쿠션부재의 완충면(622)은 "

" 형상으로 형성되고, 상기 고정구(621)는 "

" 형상으로 형성된다.

이때, 상기 완충면(622)은 물성이 연질 형태로 형성되고, 고정구(621)는 물성이 경질 또는 중질 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

이는 고정되는 고정구 측은 강한 내구성을 갖으며 고정되도록 하되, 완충면은 속빈 공간부와 연질 물성에 의해 완충 작용이 원활하도록 하기 위함이다.

이에, 상기 베플(300)은 탱크본체(100) 내에 등간격 배열시 유입된 열교환수가 지그재그로 유입경로를 바꾸며 배수되도록 탱크본체(100)의 내경 면적 대비 2/3 면적으로 형성되도록 하되, 이웃한 베플과 장착된 형상이 서로 반대되면서 열교환수 흐름이 지그재그 방향으로 설정되도록 형성된다.

이때, 상기 동파이프(200)가 결합된 각 플렌지(110)의 외측 단부에는 유로 분할커버(700)가 결합되도록 형성된다.(도 2, 도 5 참조)

이에, 상기 유로 분할커버(700)는 개구된 공간부 내주연에 구획리브(710)가 다수 형성되어 냉매의 최초 주입(A)과 리턴(B~F) 및 배출(D) 구획이 일련의 라인으로 설정되어 냉매의 순환사이클을 도모하도록 형성된다.

이때, 상기 유로 분할커버(700) 중 냉매의 초기 유입 구획부(720)가 구비된 유로 분할커버(700-1)는 냉매 주입공(750)과 냉매 배출공(760)이 형성되도록 하되, 상기 초기 유입 구획부(720)가 형성된 냉매 주입공(750)의 일측에는 유입된 냉매의 균등 분산유도를 위한 확산부재(730)가 더 구성되어 이루어진다.(도 11 내지 도 13 참조)

이때, 상기 유로 분할커버의 확산부재(730)는 냉매 확산기(731)와 균등 방사기(732)로 구성되도록 형성된다.

이에, 상기 냉매 확산기(731)는 관통구(731-1)와 삽입홈(731-2)을 갖는 함체로서 일측에 냉매 주입공(750)과 대응되어 끼움 결합되도록 결합턱(731-3)이 형성된다.

이때, 상기 관통구(731-1) 상에는 냉매의 스월식 분산을 유도하도록 다수개의 블레이드가 구비된 분산휀(731-4)이 형성된다.

이에, 상기 균등방사기(732)는 복수의 격자식 그릴망(732-1) 사이에 타공망(732-2)이 삽입된 후 냉매 확산기의 삽입홈(731-2)에 내장되도록 형성되어 최초 구동시 주입된 고압축 냉매가 균등 분산되면서 다발관 형태의 동파이프에 균일한 분포로 공급되도록 형성된다.

즉, 상기 분산휀은 주입된 냉매가 다발관 형태의 초기 유입측 동파이프 1조에 대하여 바로 직진하지 않고 측방향(원주방향)으로 분산하도록 방사형 블레이드를 갖는다.

이러한 구조로 인해 스월(회오리 처럼 회전)하는 냉매는 다시 타공망을 통해 냉매가 고른 분포로 진행하도록 형성됨으로써, 여러개의 다발관 형태인 초기 유입측 동파이프들에 균등한 분포로 냉매를 공급하도록 형성된다.

이때, 상기 동파이프(200)는 선택적인 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 축선 중 어느 일측 선상에 유량, 유속 변위(세기 또는 흐름)에 따라 동파이프 외주면을 타격하도록 하는 진동킥커(800)가 구비되도록 형성된다.

이에, 상기 진동킥커(800)는 연질 고무볼(810)을 기준으로 일방향 및 타방향으로 분기된 코일 스프링(820)이 형성되고, 코일 스프링(820)의 외측 단부는 동파이프(200) 선상에 기 결합된 고무밴드(830)에 연결되어 유량, 유속 변위시 열교환수의 일렁임 변화에 의해 연질 고무볼(810)이 동파이프(200)의 외주면을 지속적으로 가격하여 스케일이 흡착 및 침착되는 것을 방지하도록 형성된다.

즉, 상기 고무밴드에 일측이 연결된 코일 스프링의 타측에는 연질 고무볼이 형성된다.(연질 고무볼을 대칭으로 코일 스프링이 분기되는 형태임)

이러한 연질 고무볼은 열교환수의 물살에 의해 일렁이면 코일 스프링의 탄성에 의해 신축되면서 동파이프의 외주면을 약하게 나마 가격하여 스케일이 침착되는 것을 방지하도록 형성된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 ... 탱크본체 110 ... 플렌지
111 ... 통공 120 ... 입수관
130 ... 배수관 140 ... 드레인
200 ... 동파이프 210 ... 포밍부
300 ... 베플 310 ... 지지공
320 ... 연결공 330 ... 결합홈
340 .... 유체 지연블럭 341 ... 유속감소홈
342 ... 유선부 343 ... 모서리부
400 ... 가이드봉 500 ... 스페이서 바
600 ... 완충용 가스켓 610 ... 밀착링 밴드
611 ... 고정판 612 ... 탄성판
620 ... 쿠션부재 621 ... 고정구
622 ... 완충면
700, 700-1 ... 유로 분할커버 710 ... 구획리브
720 ... 초기 유입 구획부 730 ... 확산부재
731 ... 냉매 확산기 731-1 ... 관통구
731-2 ... 삽입홈 731-3 ... 결합턱
731-4 ... 분산휀 732 ... 균등 상사기
732-1 ... 격자식 그릴망 732-2 ... 타공망
750 ... 냉매 주입공 760 ... 냉매 배출공
800 ... 진동킥커 810 ... 연질 고무볼
820 ... 코일 스프링 830 ... 고무밴드

Claims (5)

1. 일방향으로 길이를 갖는 탱크본체(100)의 양단부에 다수개의 통공(111)을 갖는 플렌지(110)가 형성되고, 상기 탱크본체(100)의 외주면 선상 중 일측과 타측에는 내부 공간부와 연통된 입수관(120)과 배수관(130)이 각각 형성되며, 상기 탱크본체(100) 선상 중 중앙부 면상에는 물빼기용 드레인(140)이 형성되고, 상기 탱크본체(100)의 내부 공간부에는 길이방향을 따라 동파이프(200)가 다수 내장되도록 형성되며, 상기 동파이프(200)는 길이방향 양단부가 플렌지의 통공(111)과 대응되면서 삽입 결합되도록 하되, 상기 동파이프(200)는 설정된 갯수가 공급, 리턴용 각 1조씩 다발관 형태로 분할조를 이루도록 형성되면서 냉매의 공급과 리턴 순환라인을 이루도록 형성되고, 상기 플렌지(110)에 의해 양단부가 연결된 동파이프(200)의 축선 상에는 다수개의 베플(300)이 결합되도록 하되, 상기 베플(300)은 면상에 지지공(310)과 연결공(320)이 형성되어 동파이프(200)가 지지공(310)을 관통하도록 형성되며 가이드봉(400)은 연결공(320)에 관통되도록 형성되고, 상기 가이드봉(400)은 동파이프(200)와 간섭없이 일측 플렌지(110)에 연결되는 환봉으로서 베플(300) 간격 사이마다에는 등간격 조절용 스페이서 바(500)가 끼워져 베플(300)이 설정된 간격으로 등간격 배치되도록 형성되고, 상기 베플(300)은 합성수지재로서 지지공(310)과 연결공(320)에 완충용 가스켓(600)이 결합되도록 형성되고, 상기 베플(300)은 탱크본체(100) 내에 등간격 배열시 유입된 열교환수가 지그재그로 유입경로를 바꾸며 배수되도록 탱크본체(100)의 내경 면적 대비 2/3 면적으로 형성되도록 하되, 이웃한 베플과 장착된 형상이 서로 반대되면서 열교환수 흐름이 지그재그 방향으로 설정되도록 형성되며, 상기 동파이프(200)가 결합된 각 플렌지(110)의 외측 단부에는 유로 분할커버(700)가 결합되도록 하되, 상기 유로 분할커버(700)는 개구된 공간부 내주연에 구획리브(710)가 다수 형성되어 냉매의 최초 주입(A)과 리턴(B~F) 및 배출(D) 구획이 일련의 라인으로 설정되어 냉매의 순환사이클을 도모하도록 형성되고, 상기 유로 분할커버(700) 중 냉매의 초기 유입 구획부(720)가 구비된 유로 분할커버(700-1)는 냉매 주입공(750)과 냉매 배출공(760)이 형성되도록 하되, 상기 초기 유입 구획부(720)가 형성된 냉매 주입공(750)의 일측에는 유입된 냉매의 균등 분산유도를 위한 확산부재(730)가 더 구성되는 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기에 있어서,
   상기 베플의 완충용 가스켓(600)은 밀착링 밴드(610)와 쿠션부재(620)로 구성되도록 하되, 상기 밀착링 밴드(610)는 일측에 고정판(611)이 형성되고, 타측에 탄성판(612)이 형성되며, 상기 고정판(611)은 베플의 지지공(310)과 연결공(320)의 일측 단부 바깥 면상에 부착되도록 형성되고, 상기 탄성판(612)은 고정판(611)으로부터 연장된 것으로 고정판(611)과 반대되는 측단이 자유단으로 형성되면서 지지공(310)과 연결공(320)의 내부에 삽입되도록 하되, 상기 탄성판(612)은 동파이프 또는 가이드봉을 향해 만곡된 볼록부가 밀착되도록 형성되며, 상기 쿠션부재(620)는 베플에 형성된 결합홈(330)에 일측 고정구(621)가 삽입되고 타측 완충면(622)이 동파이프 또는 가이드봉을 향해 돌출되도록 하되, 상기 완충면(622)은 탄성판(612)의 볼록부 내에 수납되어 동파이프 또는 가이드봉의 외주면으로 직접 노출되거나 닿지 않으면서 탄성판(612)의 밀착과 함께 충격발생시 완충 작용을 조장하도록 하는 것을 특징으로 하는 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 베플(300)은 면상에 에어포일 형상의 유체 지연블럭(340)이 다수 형성되도록 하되, 상기 유체 지연블럭(340)은 열교환수가 유입되는 방향 측에 대하여 유속감소홈(341)을 갖는 유선부(342)가 형성되고, 상기 유선부(342)와 대향되는 반대측에는 유선부(342) 대비 좁은 직경을 갖는 모서리부(343)가 형성되어 유입된 열교환수가 유선부의 유속감소홈(341)을 통해 열교환수 흐름이 지연되면서 열교환 효율이 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 동파이프(200)는 축선 중 어느 일측 선상에 유량, 유속 변위(세기 또는 흐름)에 따라 동파이프 외주면을 타격하도록 하는 진동킥커(800)가 구비되도록 하되, 상기 진동킥커(800)는 연질 고무볼(810)을 기준으로 일방향 및 타방향으로 분기된 코일 스프링(820)이 형성되고, 코일 스프링(820)의 외측 단부는 동파이프(200) 선상에 기 결합된 고무밴드(830)에 연결되어 유량, 유속 변위시 열교환수의 일렁임 변화에 의해 연질 고무볼(810)이 동파이프(200)의 외주면을 지속적으로 가격하여 스케일이 흡착 및 침착되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 유로 분할커버의 확산부재(730)는 냉매 확산기(731)와 균등 방사기(732)로 구성되도록 하되, 상기 냉매 확산기(731)는 관통구(731-1)와 삽입홈(731-2)을 갖는 함체로서 일측에 냉매 주입공(750)과 대응되어 끼움 결합되도록 결합턱(731-3)이 형성되고, 상기 관통구(731-1) 상에는 냉매의 스월식 분산을 유도하도록 다수개의 블레이드가 구비된 분산휀(731-4)이 형성되며, 상기 균등방사기(732)는 복수의 격자식 그릴망(732-1) 사이에 타공망(732-2)이 삽입된 후 냉매 확산기의 삽입홈(731-2)에 내장되도록 형성되어 최초 구동시 주입된 고압축 냉매가 균등 분산되면서 다발관 형태의 동파이프에 균일한 분포로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 동파이프 파손 방지구조와 열교환 성능이 개선된 산업용 열교환기.
   

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