KR101942572B1 - 열교환 파이프용 유체 혼류장치 - Google Patents

열교환 파이프용 유체 혼류장치 Download PDF

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KR101942572B1 KR1020170116312A KR20170116312A KR101942572B1 KR 101942572 B1 KR101942572 B1 KR 101942572B1 KR 1020170116312 A KR1020170116312 A KR 1020170116312A KR 20170116312 A KR20170116312 A KR 20170116312A KR 101942572 B1 KR101942572 B1 KR 101942572B1
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Abstract

본 발명은 열교환장치에 장착되어 유체들 간의 열을 교환시키는 열교환 파이프의 중공에 내입되어 유동되는 유체를 혼류시키는 유체 혼류장치에 관한 것으로서, 보다 상세하면 나선형으로 꼬아지며 길이가 형성되는 구성을 하며 열교환 파이프의 중공에 내입되는 구성을 하여, 열교환 파이프 중공에서 유동되는 유체를 혼류시킬 수 있고, 상기와 같은 유체의 혼류는 열교환 파이프 중공에서 유동되는 유체 중 중공 외측에 인접된 유체 일부와 중공의 중앙쪽에 위치된 유체의 다른 일부의 온도를 일정하게 유지시켜, 열교환 파이프의 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 유체 혼류장치에 관한 것이다.

Description

열교환 파이프용 유체 혼류장치{Fluid mixing apparatus for heat exchange pipe}
본 발명은 열교환장치에 장착되어 유체들 간의 열을 교환시키는 열교환 파이프의 중공에 내입되어 유동되는 유체를 혼류시키는 유체 혼류장치에 관한 것으로서, 보다 상세하면 나선형으로 꼬아지며 길이가 형성되는 구성을 하며 열교환 파이프의 중공에 내입되는 구성을 하여, 열교환 파이프 중공에서 유동되는 유체를 혼류시킬 수 있고, 상기와 같은 유체의 혼류는 열교환 파이프 중공에서 유동되는 유체 중 중공 외측에 인접된 유체 일부와 중공의 중앙쪽에 위치된 유체의 다른 일부의 온도를 일정하게 유지시켜, 열교환 파이프의 열교환 효율을 증가시킬 수 있는 유체 혼류장치에 관한 분야이다.
일반적으로 열교환기는 산업 현장에서의 폐열 회수, 자동차 및 중장비의 엔진 과열 방지, 에어컨, 냉장고 또는 난방을 위한 히터, 동력 발생, 냉동, 공기 정화, 식품 제조 공정, 화학 공정, 기름 정제 및 운송 수단 등에 다양하게 사용되고 있다.
상기와 같은 열교환기의 내부에는 유체를 이송하면서 외부와 열 교환하기 위한 열교환 파이프가 설치되어 있어, 열교환 파이프를 통해 유체를 이송시켜 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)와 열 교환을 수행하거나, 열교환 파이프를 통해 이송되는 유체의 흡열 및 방열을 수행하기도 한다.
또한 열교환 파이프는 열 전달이 우수한 동파이프 또는 스테인레스 파이프를 사용하고 있으며, 열교환 면적을 향상시키기 위해 코일 형태로 절곡하거나 그 외주연에 냉각핀을 구비한 것을 사용하기도 한다.
아울러 열교환 파이프의 내경을 통해 이송되는 유체가 빠른 속도로 직진성을 띠며 이송될 경우 파이프의 내경 중심부를 흐르는 유체의 열이 파이프의 내측벽으로 전달되지 않아 충분한 열교환이 이루어지지 못하거나 유체의 충분한 흡열 및 방열이 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
다음은 유체 혼류장치가 구비된 열교환기에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1294109호는 나선형 유도편이 삽입된 핀 파이프형 열교환기에 관한 것으로서, 핀 파이프의 외부에 나선형 방열핀이 일체로 형성된 열교환기에 있어서, 상기 핀 파이프의 내부에는 유도편이 삽입되고, 상기 유도편은 평판을 트위스트 하여 나선형으로 형성되며, 상기 유도편의 나선형으로 꼬여진 익편의 외측 가장자리에는 홈이 형성되고, 상기 홈은 한 개, 두 개 또는 세 개의 익편들을 건너서 형성되며, 상기 나선형 유도편의 선단은 트위스트가 이루어지지 않은 평면 수직편으로 구성되어 핀 파이프로 유입된 유체가 양측으로 분할되어 진입된 후 나선형 와류 및 회전을 형성하여 이동되며, 상기 유도편은 접촉부에 금속파우더가 입혀진 상태로 핀 파이프의 내부에 삽입되고, 핀 파이프에 열을 가하여 금속파우더를 용융(熔融)시켜 접합되도록 한 열교환기를 제시하였다.
또한 상기 종래기술은 유체의 내·외부에 잔류하는 열이 고속적으로 고르게 섞이면서 나선형 유도편이 삽입된 핀 파이프에 전달되어 방열핀을 통해 발산되는 열의 전달이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과를 실현하였으나, 유도편이 핀 파이프(열교환 파이프) 내에 고정된 상태를 가지 못하여, 핀 파이프 내에서 유동되는 유체에 의한 유도편의 흔들림이 발생하고 그에 의한 소음이 발생하는 문제가 발생하였으며, 상기 유도편이 핀 파이프의 길이와 유사하기 때문에 유도편에 의한 유체의 유동성이 작아져 핀 파이프의 중공에 점진적으로 슬러지가 고착되는 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1294109호(2013.08.01.) 대한민국 등록특허공보 제10-1194570호(2012.10.19.) 대한민국 등록특허공보 제10-1536552호(2015.07.07.) 대한민국 등록특허공보 제10-1716086호(2017.03.07.)
본 발명은 열교환 파이프 내에서 유동되는 유체를 혼류시키는 장치의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 유체 혼류장치는 단순히 나선형의 외주를 가지는 형태로 구성되어 열교환 파이프의 중공 전체적인 부분에 내입되는 구성을 하기 때문에, 열교환 파이프의 중공에 쉽게 내입시키기 어려운 문제가 있었고;
특히, 종래 유체 혼류장치는 열교환 파이프 중공에 견고히 고정된 상태를 이루지 못하여, 열교환 파이프 중공으로 유동되는 유체의 유동압에 의하여 쉽게 흔들리고, 그에 따른 소음이 발생하는 문제가 발생였으며,
또한 흔들리는 유체 혼류장치와 열교환 파이프의 중공 내부면 간의 간섭에 의하여 발생한 열교환 파이프 중공 내부면의 스크래치에 의하여 열교환 파이프가 쉽게 부식되고 손상되는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
나선형으로 꼬아지며 길이가 형성되고, 복수 개의 열교환 파이프 간의 결합으로 이루어지는 열교환 파이프 라인의 중공에 내입되는 열교환 파이프용 유체 혼류장치를 제시하고;
또한 상기 유체 혼류장치는 상기 복수 개의 열교환 파이프 중, 어느 하나의 열교환 파이프인 제1열교환 파이프와 상기 제1열교환 파이프와 연결되는 다른 열교환 파이프인 제2열교환 파이프의 연결부분에 끼워지며 열교환 파이프 라인의 중공에 내입되도록 구성되는 열교환 파이프용 유체 혼류장치를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 열교환 파이프용 유체 혼류장치는 복수 개의 열교환 파이프가 서로 연결되는 연결부분에 체결된 상태로 열교환 파이프의 일부분에만 내입되는 구성을 하기 때문에, 열교환 파이프의 중공에 쉽게 내입시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
특히, 열교환 파이프 간의 연결부분에 유체 혼류장치의 일부분이 끼워지며 고정되기 때문에, 열교환 파이프의 중공에서 유동되는 유체의 유동압이 유체 혼류장치에 강하게 가해지더라도 유체 혼류장치의 흔들림이 없고, 유체 혼류장치의 흔들림으로 인한 소음 및 손상이 발생하지 않는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열교환 파이프용 유체 혼류장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열교환 파이프용 유체 혼류장치가 열교환 파이프에 장착되는 상태를 나타내는 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열교환 파이프용 유체 혼류장치가 장착된 열교환 파이프를 나타내는 부분 단면 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열교환 파이프용 유체 혼류장치가 장착된 열교환 파이프 라인을 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 열교환 파이프용 유체 혼류장치가 장착된 열교환 파이프 라인을 나타내는 측단면도.
본 발명은 열교환장치에 장착되어 유체들 간의 열을 교환시키는 열교환 파이프(20)의 중공에 내입되어 유동되는 유체를 혼류시키는 유체 혼류장치(10)에 관한 것으로서, 나선형으로 꼬아지며 길이가 형성되고, 복수 개의 열교환 파이프(20) 간의 결합으로 이루어지는 열교환 파이프 라인의 중공에 내입되는 열교환 파이프용 유체 혼류장치에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 5를 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 의한 유체 혼류장치(10)는 공기조화기의 응축기나 증발기, 자동차의 라디에이터 또는 전자부품 냉각용 히트싱트 등과 같은 열교환장치에 장착되는 열교환 파이프(20)의 중공에 내입되어, 열교환 파이프(20) 중공 내부에서 유동되는 유체를 혼류시킴으로써 열교환 파이프(20)의 외부에서 유동되는 유체(이하, “제1유체(30)”라 칭함.)와 열교환 파이프(20) 중공 내부에서 유동되는 유체(이하, “제2유체(31)”라 칭함.) 간의 열교환 효율성을 증가시키는 용도로 사용된다.
또한 상기 제1유체(30)와 제2유체(31)는 기체상태 또는 액체상태 중 어느 하나의 상(像)을 가질 수 있고, 서로 다른 온도를 가져, 제1유체(30)의 온도를 제2유체(31)로 전달하거나 제2유체(31)의 온도를 제1유체(30)로 전달하여, 유체들 간의 열이 상호 교환될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 설명에 있어서는 상기 제1유체(30)의 온도가 제2유체(31)의 온도보다 더 낮고, 상기 제2유체(31)는 제1유체(30)의 냉각열을 전달받아 냉각되는 경우를 바람직한 실시예로 설명하겠다.
아울러 본 발명에 의한 유체 혼류장치(10)가 장착되는 열교환 파이프(20)는 단일의 열교환 파이프(20)가 일정의 길이를 가져 열교환 파이프 라인을 형성할 수도 있고, 복수 개의 열교환 파이프(20)가 서로 연결되어 일정 길이의 열교환 파이프 라인을 형성하는 구성을 할 수 있다.
다만, 본 발명에 의한 유체 혼류장치(10)는 일정 길이를 가지는 열교환 파이프 라인의 중공(이하, 열교환 파이프(20) 중공과 동일한 의미임.)에 내입되는 구성을 하기 때문에, 열교환 파이프 라인의 중공에 대한 유체 혼류장치(10)의 원활한 내입을 위하여, 상기 열교환 파이프 라인은 복수 개의 열교환 파이프(20) 간의 결합으로 이루어진 형태를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 유체 혼류장치(10)는 나선형으로 꼬아지며 일정의 길이를 가진 형태로 구성된다.
구체적으로, 상기 유체 혼류장치(10)는 열교환 파이프(20)의 내부에 열교환 파이프(20)의 길이방향으로 길이를 가지며 형성된 중공의 내경보다는 작은 크기의 외경을 가지도록 구성되어 열교환 파이프(20)의 중공에 길이방향으로 내입될 수 있고, 길이방향으로 일정의 피치(pitch)를 가지며 나선형으로 꼬아진 형태로 구성되어, 열교환 파이프(20)의 중공에서 유동되는 상기 제2유체(31)가 유체 혼류장치(10)를 통과할 때 회전되어 와류에 따른 유체의 혼류가 발생할 수 있도록 하는 구성을 한다.
즉, 일반적으로 열교환 파이프(20)의 중공에서 유동되는 제2유체(31)는 열교환 파이프(20)로 제2유체(31)를 공급하는 펌프의 압력에 의하여 유동압이 형성되나, 회전성을 가지지는 못한 상태로 열교환 파이프(20)의 일단에서 타단으로 유동된다.
상기의 결과, 일정의 내경을 가지는 열교환 파이프(20)의 중공 내에서 유동되는 제2유체(31)라할지라도, 열교환 파이프(20) 중공의 외부쪽에서 유동되는 제2유체(31)의 일부와 중공의 중앙쪽에서 유동되는 제2유체(31)의 다른 일부는 열교환 파이프(20)의 외부에 위치된 상기 제1유체(30)에 서로 다른 양의 열을 전달하게 되고, 결과적으로는 열교환 파이프(20) 중공의 중앙쪽에서 유동되는 제2유체(31)의 다른 일부의 열이 제1유체(30)에 온전하게 전달되지 못하여, 제2유체(31)에 의한 제1유체(30)의 열교환 효율성이 떨어지게 된다.
이에 대하여, 본 발명에 의한 유체 혼류장치(10)는 길이방향으로 나선형으로 꼬아진 형태를 가지기 때문에, 열교환 파이프(20)의 중공에서 유동되는 제2유체(31)가 유체 혼류장치(10)를 통과할 때, 열교환 파이프(20) 중공의 외부쪽에서 유동되는 제2유체(31)의 일부와 중공의 중앙쪽에서 유동되는 제2유체(31)의 다른 일부가 서로 혼합되어 혼류된 상태를 이룰 수 있도록 하여, 열교환 파이프(20) 중공에서 유동되는 제2유체(31)가 열교환 파이프(20) 중공의 어떠한 부분이라도 균일한 온도를 유지하며 제1유체(30)에 냉각열을 전달할 수 있도록 하는 효과를 실현시킨다.
또한 상기 구성의 유체 혼류장치(10)는 열교환 파이프 라인을 형성시키는 복수 개의 열교환 파이프(20)의 중공 일정부분에 항상 고정된 상태를 유지할 수 있으면 열교환 파이프(20)와 다양한 체결관계를 가지며 열교환 파이프(20) 중공에 장착되는 구성을 할 수 있고, 바람직하게는 상기 유체 혼류장치(10)는 복수 개의 열교환 파이프(20) 중, 어느 하나의 열교환 파이프인 제1열교환 파이프(21)와 상기 제1열교환 파이프(21)와 연결되는 다른 열교환 파이프인 제2열교환 파이프(22)의 연결부분에 끼워지며 열교환 파이프 라인의 중공에 내입되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)는 복수 개의 열교환 파이프(20) 중 서로 인접되어 상호 연결되는 두 개의 파이프로서, 복수 개의 열교환 파이프(20) 중 어느 하나의 파이프는 제1열교환 파이프(21)에 해당할 수 있고, 상기 제1열교환 파이프(21)와 연결되는 다른 파이프는 상기 제2열교환 파이프(22)에 해당될 수 있다.
아울러 상기 구성의 유체 혼류장치(10)는 서로 연결되는 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)의 연결부분에 체결되어, 제1열교환 파이프(21)의 중공 또는 제2열교환 파이프(22)의 중공 중 어느 하나 이상의 중공에 내입되는 구성을 할 수 있다.
즉, 상기와 같이 유체 혼류장치(10)가 서로 연결되는 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)의 연결부분에 해당하는 파이프 중공의 내부에 끼워지며 내입되는 구성을 하면, 복수 개의 열교환 파이프(20)의 중공에 대한 유체 혼류장치(10)의 장착 용이성을 향상시킬 수 있다.
아울러 상기 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)는 일정의 연결부분을 형성하며 상호 연결될 수 있으면 다양한 방식의 연결관계를 가지며 상호 체결되는 구성을 할 수 있고, 바람직하게는 상기 제2열교환 파이프(22)의 일측에는 상기 제1열교환 파이프(21)의 타측 외경과 대응하는 내경이 형성된 확관부(22a)가 형성되도록 구성되고, 상기 확관부(22a)는 제1열교환 파이프(21)의 타측 일부분을 내입시키며 체결되어 상기 연결부분이 형성하는 구성을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 구성의 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)는 서로 끼움체결되는 방식으로 연결되는데, 이때, 상기 제2열교환 파이프(22)의 일측에 형성된 확관부(22a)는 상기 제1열교환 파이프(21)의 타측 외경과 동일한 내경을 가지도록 구성되어, 제1열교환 파이프(21)의 타측 말단 일부분이 상기 확관부(22a)에 끼워져 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)가 상호 연결될 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 확관부(22a)와 제1열교환 파이프(21)의 타측 말단 일부분은 접착제를 이용한 접합 방식 또는 용접을 이용한 접합 방식으로 상호 기밀성 있게 연결되는 구성을 할 수 있다.
상기와 연관하여, 제2열교환 파이프(22)의 확관부(22a)에 제1열교환 파이프(21)의 타측이 상기와 같이 끼움체결되어 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)가 연결되는 경우, 상기 유체 혼류장치(10)는 제2열교환 파이프(22)의 중공에 내입되고, 나선형의 길이를 형성하는 혼류부(11)와; 상기 혼류부(11)의 일측에 연결되되, 상기 제1열교환 파이프(21)의 타측 말단과 제2열교환 파이프(22)의 확관부(22a) 내의 단턱(22b) 사이에 형성된 체결홈(23)에 끼워져 고정되는 고정부(12);를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 구성의 유체 혼류장치(10)는 혼류부(11)와 고정부(12)를 포함하여 구성되고, 상기 혼류부(11)는 유체 혼류장치(10)의 일측 일부분에 해당하는 부분으로서 나선형의 외주가 형성되어 제2유체(31)가 와류를 형성할 수 있도록 회전시키는 구성이다.
이때, 상기 혼류부(11)의 길이는 열교환 파이프 라인의 길이, 내경 및 제2유체(31)의 유동속도에 따라 적절하게 조절될 수 있고, 나선형 외주의 피치 역시 적절하게 조절될 수 있다.
아울러 상기 고정부(12)는 유체 혼류장치(10)의 타측 일부분에 해당하는 부분으로서, 상기 혼류부(11)의 타측에 일측이 연결되고, 상기 혼류부(11)의 외주보다 더 큰 외주를 가지도록 구성되어 상기 제1열교환 파이프(21)의 일측 말단과 제2열교환 파이프(22)의 확관부(22a) 내부에 형성된 단턱(22b) 사이에 끼워지는 구성을 한다.
이때, 상기 고정부(12)는 제1열교환 파이프(21)의 중공에서 제2열교환 파이프(22)의 중공으로 유동되는 제2유체(31)가 고정부(12)에 의하여 간섭되어 유동성이 저하되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 구성의 고정부(12)는 상기 제1열교환 파이프(21)의 타측 말단과 제2열교환 파이프(22)의 확관부(22a) 내의 단턱(22b) 사이에 형성된 체결홈(23)에 끼워져 고정되는 구성을 하는데, 이때, 상기 단턱(22b)은 확관부(22a)의 안쪽임과 동시에 상기 확관부(22a)의 일측 내부에 해당하는 제2열교환 파이프(22)의 중공 일정부분에 형성된다.
더불어 상기 단턱(22b)과 제1열교환 파이프(21)의 타측 말단 사이에 형성된 체결홈(23)은 상기 확관부(22a)의 중공 일정부분에 해당되는 공간으로서, 상기 고정부(12)의 외주 일부분을 내입시켜 체결홈(23)에 끼워진 고정부(12)가 제2유체(31)의 유동압에 의하여 제2열교환 파이프(22)의 일측방향으로 이탈되지 않도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 연관하여, 상기 유체 혼류장치(10)가 혼류부(11)와 고정부(12)를 포함하여 구성되는 경우, 상기 혼류부(11)는 외주가 나선형태로 이루어져 유체 혼류장치(10)의 타측에서 일측으로 유동되는 제2유체(31)를 회전시킬 수 있고, 상기 고정부(12)는 상기 혼류부(11)를 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)의 연결부분에 견고히 체결시킬 수 있으면 다양한 형태로 구성될 수 있고, 바람직하게는 상기 혼류부(11)는 길이와 폭을 가지는 판상의 플레이트가 나선형태로 꼬아져 이루어지도록 구성되고; 상기 고정부(12)는 혼류부(11)의 길이방향에 대한 수직단면이 상기 혼류부(11)의 수직단면과 동일한 형태로 구성되되, 상기 혼류부(11)의 외주보다 더 외측으로 돌출된 걸림 날개(12a)를 구비하도록 구성되며, 상기 걸림 날개(12a)는 상기 체결홈(23)에 끼워지도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 구성의 혼류부(11)는 길이와 폭을 가지는 판상의 플레이트가 나선형태로 꼬아져 이루어지는 구성을 하기 때문에, 유동되는 제2유체(31)에 대한 혼류부(11)의 접촉면적이 넓어져 제2유체(31)의 회전속도를 증가시킬 수 있고, 혼류부(11)의 길이방향 중앙에 일정 부피를 가지는 중심재(중심축)가 미구성되기 때문에, 혼류부(11)와 제2열교환 파이프(22) 중공 사이에 형성된 유동로를 넓게 형성시켜 제2유체(31)의 유동량을 많게 확보시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
아울러 상기 혼류부(11)의 폭은 상기 제2열교환 파이프(22)의 중공 지름과 동일하거나 중공 지름보다 작은 길이로 구성되어, 혼류부(11)가 제2열교환 파이프(22)이 중공에 내입될 수 있도록 구성되는 것은 자명할 것이다.
또한 상기 구성의 고정부(12)는 마치 상기 혼류부(11)의 일부분인 것과 같이, 혼류부(11)의 길이방향에 대한 수직단면이 상기 혼류부(11)의 수직단면과 동일한 형태로 구성되기 때문에, 고정부(12)로 유동되는 제2유체(31)를 혼류부(11)에 유동되기 이전부터 회전시키기 시작할 수 있고, 상기 혼류부(11)처럼 꼬여진 판상의 형태로 구성되어 제2열교환 파이프(22)의 중공과 고정부(12) 사이에 형성된 유동로의 공간을 넓게 형성시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이때, 상기 고정부(12)의 외주에 외측(제2열교환 파이프(22)의 중공 내주면 방향)으로 돌출형성된 걸림 날개(12a)는 상기 혼류부(11)보다 외측으로 더 바깥쪽으로 돌출되어, 고정부(12)를 상기 체결홈(23)에 끼움체결시킬 수 있도록 한다.
또한 상기 걸림 날개(12a)는 상기 체결홈(23)의 깊이와 동일하게 구성되어, 상기 고정부(12)가 체결홈(23)에 견고히 위치 고정된 상태를 유지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
아울러 상기 구성의 유체 혼류장치(10)가 장착되는 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22)의 복수 개들이 서로 순차적으로 연결되어 열교환 파이프 라인을 형성하게 되는데, 상기 제1열교환 파이프(21)는 “U”자형의 곡관으로 구성되고, 상기 제2열교환 파이프(22)는 “ㅡ”자형의 직관으로 구성되며, 상기 열교환 파이프 라인은 상기 제1열교환 파이프(21)와 제2열교환 파이프(22) 복수 개가 순차적으로 연결되어 지그재그 형태를 가지도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 구성의 “U”자형 제1열교환 파이프(21)와 “ㅡ”자형 제2열교환 파이프(22)는 상호 연결되어 열교환 파이프 라인이 가로 방향 또는 세로 방향으로 지그재그 형태를 이룰 수 있도록 하여, 단위 면적당 열교환 파이프(20)의 노출면적을 증가시켜 제1유체(30)에 열교환 파이프 라인의 표면을 더욱 넓게 노출시킴으로써 열교환 효율성을 증대시킬 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
보다 상세하면, 상기 “U”자형 제1열교환 파이프(21)의 양단부 각각에는 서로 다른 제2열교환 파이프(22) 일단이 각각 연결되고, 상기 “ㅡ”자형 제2열교환 파이프(22)의 양단부 각각에는 서로 다른 “U”자형 제1열교환 파이프(21)의 일단이 각각 연결되는 구성을 한다.
또한 상기와 같이 “U”자형 제1열교환 파이프(21) 복수 개와 “ㅡ”자형 제2열교환 파이프(22) 복수 개가 서로 순차적으로 연결되어 지그재그 형태의 열교환 파이프 라인을 형성시키는 경우, 상기 유체 혼류장치(10)는 “U”자형 제1열교환 파이프(21)의 제2유체(31) 배출방향에 해당하는 “U”자형 제1열교환 파이프(21)와 “ㅡ”자형 제2열교환 파이프(22)의 연결부분에 장착되도록 구성될 수 있다.
즉, 도 4와 같이 상기 구성의 유체 혼류장치(10)는 “U”자형 제1열교환 파이프(21)의 중공에서 배출된 제2유체(31)를 혼류시켜 직관 형태의 제2열교환 파이프(22)의 중공으로 유동시키기 때문에, 직진성을 가지는 제2열교환 파이프(22)의 중공에서 유동되는 제2유체(31)는 회전되면서 제2열교환 파이프(22)의 중공에서 유동되어, 제2열교환 파이프(22)에 대한 제2유체(31)의 유동시간이 길어지게 되고, 그 결과 제2열교환 파이프(22)에서 유동되는 제2유체(31)와 제2열교환 파이프(22)의 외부에 위치한 제1유체(30)의 열교환 효율이 보다 증가될 수 있도록 하는 효과를 실현시킬 수 있다.
아울러 본 발명은 상기 “U”자형 제1열교환 파이프(21) 복수 개와 “ㅡ”자형 제2열교환 파이프(22) 복수 개의 순차적인 연결에 의하여 형성된 열교환 파이프 라인 중, 상기 “U”자형 제1열교환 파이프(21) 복수 개가 위치되는 영역에는 제1유체(30)가 미유동되고, “ㅡ”자형 제2열교환 파이프(22) 복수 개가 위치되는 영역에는 제1유체(30)가 유동될 수 있도록 하여, 복수 개의 열교환 파이프(20)로 이루어진 열교환 파이프(20) 라임의 일정부분은 열교환이 이루어지고 다른 일정부분은 열교환이 이루어지지 않는 대신에 열교환 파이프 라인을 일정의 하우징에 체결시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 상기와 같이 열교환 파이프 라인을 열교환 영역부분(Z1)과 비열교환 영역부분(Z2)으로 구분하면, 제1유체(30)의 유동영역을 설정할 수 있는 효과가 발휘되어, 제1유체(30)의 불필요한 유출을 방지시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 유체 혼류장치 11 : 혼류부
12 : 고정부 12a : 걸림 날개
20 : 열교환 파이프 21 : 제1열교환 파이프
22 : 제2열교환 파이프 22a : 확관부
22b : 단턱 23 : 체결홈
30 : 제1유체 31 : 제2유체
Z1 : 열교환 영역부분 Z2 : 비열교환 영역부분

Claims (5)

  1. 나선형으로 꼬아지며 길이가 형성되고, 복수 개의 열교환 파이프(20) 간의 결합으로 이루어지는 열교환 파이프 라인의 중공에 내입되되,
    상기 복수 개의 열교환 파이프(20) 중, 어느 하나의 열교환 파이프인 제1열교환 파이프(21)와 상기 제1열교환 파이프(21)가 연결되는 다른 열교환 파이프인 제2열교환 파이프(22)의 연결부분에 끼워지고,
    길이와 폭을 가지는 판상의 플레이트가 나선형태로 꼬아져 이루어진 혼류부(11);와,
    상기 혼류부(11)의 일측에 연결되되, 상기 제1열교환 파이프(21)의 타측 말단과 제2열교환 파이프(22)의 확관부(22a) 내의 단턱(22b) 사이에 형성된 체결홈(23)에 끼워져 고정되는 고정부(12);를 포함하여 구성되며,
    상기 고정부(12)는 상기 혼류부(11)의 길이방향에 대한 수직단면이 상기 혼류부(11)의 수직단면과 동일한 형태로 구성되되, 상기 혼류부(11)의 외주보다 더 외측으로 돌출된 걸림 날개(12a)를 구비하도록 하고,
    상기 걸림 날개(12a)는 상기 체결홈(23)에 끼워지도록 하며,
    상기 제2열교환 파이프(22)의 일측에는 상기 제1열교환 파이프(21)의 타측 외경과 대응하는 내경이 형성된 확관부(22a)가 형성되도록 구성되고,
    상기 확관부(22a)는 제1열교환 파이프(21)의 타측 일부분을 내입시키며 체결되어 상기 연결부분이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환 파이프용 유체 혼류장치.
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