KR19990068827A - The disk type heat exchanger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스크형 열교환기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 보일러의 예열기나 절탄기 및 냉동기의 증발기나 응축기등에 사용되어지는 각종 관형 열교환기 및 판형 열교환기의 장점만을 취하므로서 높은 전열효율을 가지면서도 사용온도 및 사용압력의 범위를 획기적으로 넓히고, 동일한 효율과 사용온도 및 사용압력하에서 설치면적을 최소화하고 제품의 경량화를 가능하게 하며, 전열판과 가스켓 재질의 다양한 선택을 가능하게 하여 하나의 제품만으로도 각종 열교환기에서 필요로하는 기능을 충분히 달성하게 하므로서 호환성을 증대시킴과 동시에 열교환기의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a disk heat exchanger, and more particularly, it has high heat transfer efficiency while taking advantage of various tubular heat exchangers and plate heat exchangers used in boiler preheaters, coal mills and freezer evaporators or condensers. It significantly widens the range of temperature and working pressure, minimizes the installation area under the same efficiency, working temperature and working pressure, and makes the product lighter. It also enables various selection of heat transfer plate and gasket material. The present invention relates to increasing the compatibility while making it possible to achieve the functions required by the present invention and to facilitate the maintenance and repair of the heat exchanger.
본 발명에 의한 디스크형 열교환기는, 금속제 원판의 외주연에 중심선에 대하여 대칭되도록 동일한 지름을 가지는 2개의 통공(6a)이 뚫리고 원판과 통공(6a)의 가장자리부분을 제외한 원판의 전면(全面)에 사선(斜線)형상의 요철부(6b)가 구비된 제 1전열판(6)을 형성하고, 상기 제 1전열판(6) 2개를 등지게 하여 각각의 통공(6a)을 서로 대응접촉시키고 상기 통공(6a)의 내주면 전체를 용접하므로서 요철부(6b)에 의하여 하나의 외부유로(8)를 형성하게 되는 전열판 단위결합체(16a)를 형성하고, 상기 전열판 단위결합체(16a)를 각각의 제 1전열판(6)의 외주면끼리 대응접촉시켜 상기 외주면 전체를 용접하므로서 요철부(6b)와 통공(6a)에 의하여 내부유로(7)를 형성하게 되는 원통형상의 전열판 블록(16)을 형성하고, 플랜지부(4)를 구비한 유입관(2a)과 배출관(3a)이 상기 2개의 통공(6a)에 대응되도록 관통되어진 원판형상의 외통커버(5)를 상기 전열판 블록(16)의 일측단에 용접하여 형성하고, 일측상부에 플랜지부(4)를 구비한 유입관(2)과 타측하부에 플랜지부(4)를 구비한 배출관(3)이 결합되어진 원통형상의 외통(1) 내부로 상기 전열판 블록(16)을 삽입하고 상기 외통커버(5)를 상기 외통(1)의 일측면에 결합하여 형성한 것을 특징으로 하며, 상기 제 1전열판(6)의 외주연에는 가스켓 홈(26c)을 구비한 제 2 전열판(26)을 형성하고, 상기 제 1전열판(6)과 제 2전열판(26)을 등지게 하여 각각의 통공(6a)을 서로 대응접촉시키고 상기 통공(6a)의 내주면 전체를 용접하므로서 전열판 단위결합체(16a)를 형성하고, 상기 전열판 단위결합체(16a)를 제 2전열판(26)에 형성된 가스켓홈(26c)에 가스켓(20)을 삽입하여 제 1전열판(6)의 외주면에 대응접촉시키고 상기 외통커버(5)측으로 가압하여 밀착시켜서 전열판 블록(16)을 형성하거나, 상기 제 2전열판(26)에 형성된 통공(6a)의 외주연에는 가스켓홈(36c)을 구비한 제 3전열판(36)을 형성하고, 상기 제 2 전열판(26)과 제 3전열판(36)을 동일방향으로 순차적으로 배치하여 제 2전열판(26)에는 외주연에 형성된 가스켓 홈(26c)에 가스켓(20)을 삽입하고, 제 3전열판(36)에는 통공(6a)의 외주연에 형성된 가스켓 홈(36c)에 가스켓(30)을 삽입하여 상기 외통커버(5)측으로 가압하여 밀착시켜서 전열판 블록(16)을 형성할 수 있다.The disc heat exchanger according to the present invention has two through holes 6a having the same diameter so as to be symmetrical with respect to the center line on the outer periphery of the metal disc, and is formed on the entire surface of the disc except the edges of the disc and the through holes 6a. A first heat transfer plate 6 having an oblique concave-convex portion 6b is formed, and the first heat transfer plate 6 is backed up so that the respective through holes 6a correspond to each other. The entire inner circumferential surface of 6a is welded to form a heat transfer plate unit assembly 16a which forms one external flow path 8 by the uneven portion 6b, and the heat transfer plate unit assembly 16a is formed on each first heat transfer plate. The outer circumferential surfaces of (6) are made to correspond to each other to weld the entire outer circumferential surface to form a cylindrical heat transfer plate block 16 which forms the inner flow path 7 by the uneven portion 6b and the through hole 6a, and the flange portion ( 4, the inlet pipe (2a) and the discharge pipe (3a) having the above 2 An inlet pipe (2) having a disk-shaped outer cylinder cover (5) perforated to correspond to the two through holes (6a) by welding to one end of the heat transfer plate block (16), and having a flange portion (4) on one upper side. And the heat transfer plate block 16 into the cylindrical outer cylinder 1 to which the discharge pipe 3 having the flange portion 4 is coupled to the lower side of the other side, and the outer cylinder cover 5 is attached to the outer cylinder 1. The second heat transfer plate 26 having a gasket groove 26c is formed at an outer circumference of the first heat transfer plate 6, and the first heat transfer plate 6 and the second heat transfer plate 26 are formed on the side of the first heat transfer plate 6. The heat transfer plate 26 is backed up so that the respective through holes 6a correspond to each other, and the entire inner circumferential surface of the through hole 6a is welded to form the heat transfer unit unit assembly 16a, and the heat transfer unit unit assembly 16a is formed as a second. The gasket 20 is inserted into the gasket groove 26c formed on the heat transfer plate 26 to correspond to the outer circumferential surface of the first heat transfer plate 6. A third heat transfer plate provided with a gasket groove 36c on the outer periphery of the through hole 6a formed in the second heat transfer plate 26 by pressing toward the outer cylinder cover 5 to be in close contact with each other. 36, and the second heat transfer plate 26 and the third heat transfer plate 36 are sequentially disposed in the same direction, so that the gasket 20 is formed in the gasket groove 26c formed at the outer circumference of the second heat transfer plate 26. The gasket 30 is inserted into the gasket groove 36c formed at the outer circumference of the through hole 6a and inserted into the third heat transfer plate 36 so as to be pressed against the outer cover 5 so as to be in close contact with each other to form the heat transfer plate block 16. can do.
Description
본 발명은 디스크형 열교환기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 보일러의 예열기나 절탄기 및 냉동기의 증발기나 응축기등에 사용되어지는 각종 관형 열교환기 및 판형 열교환기의 장점만을 취하므로서 높은 전열효율을 가지면서도 사용온도 및 사용압력의 범위를 획기적으로 넓히고, 동일한 효율과 사용온도 및 사용압력하에서 설치면적을 최소화하고 제품의 경량화를 가능하게 하며, 전열판과 가스켓 재질의 다양한 선택을 가능하게 하여 하나의 제품만으로도 각종 열교환기에서 필요로하는 기능을 충분히 달성하게 하므로서 호환성을 증대시킴과 동시에 열교환기의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있는 것에 관한 것이다The present invention relates to a disk heat exchanger, and more particularly, it has high heat transfer efficiency while taking advantage of various tubular heat exchangers and plate heat exchangers used in boiler preheaters, coal mills and freezer evaporators or condensers. It significantly widens the range of temperature and working pressure, minimizes the installation area under the same efficiency, working temperature and working pressure, and makes the product lighter. It also enables various selection of heat transfer plate and gasket material. The present invention relates to increasing compatibility while making it possible to achieve the functions required by the machine and to facilitate maintenance and repair of the heat exchanger.
일반적으로 열교환기는 2개의 유체간에 상호 열교환을 시키므로서 한쪽을 가열함과 동시에 다른 한쪽은 냉각하는 목적에 사용되는 것으로서 그 사용상의 목적에 따라, 유체를 가열하여 소정의 온도까지 유체온도를 상승시키는 목적으로 사용하는 가열기(Heater), 유체를 소정의 온도까지 가열하여 다음의 조작으로 효율을 양호하게 하기 위한 목적으로 사용되는 예열기(Preheater), 일반적으로 유체로서 기체를 사용하며 유체를 재차가열하여 과열상태로 조작하기 위한 목적으로 사용되는 과열기(Super-heater), 액체를 가열하여 잠열(潛熱: 물질에 가해진 열이 온도변화에 사용되지 않고 상태변화에 사용되는 열)을 주므로서 액체를 증발시켜 발생한 증기를 사용하는 목적을 가지는 증발기(Vaporizer), 장치중에 응축한 물질을 재가열하여 증발시킬 목적으로 사용되는 리보일러(Reboiler), 유체를 냉각하여 소정의 온도까지 유체온도를 저하시키는 목적으로 사용되는 냉각기(Cooler), 냉매를 사용하여 유체온도를 빙점이하의 저온으로 냉각시키는 목적에 사용되는 심냉기(Chiller), 응축성냉매를 사용하여 잠열을 탈취하므로서 증기를 액화시키는 목적에 사용하는 응축기(Condenser)등이 알려져 있으며, 열교환기의 구조별로 분류하면 유체상호간의 열을 교환하게 되는 전열부의 형상에 따라 크게 관형 열교환기와 판형 열교환기 및 블록형 열교환기로 구별되어지며 가장 보편적으로 사용되어지는 것은 관형 열교환기이다.Generally, a heat exchanger is used for heating one side and cooling the other while mutually exchanging heat between two fluids. The purpose of heating a fluid according to its purpose is to raise the fluid temperature to a predetermined temperature. Heater used for heating, preheater used for the purpose of improving the efficiency by the following operation by heating the fluid to a predetermined temperature, generally using gas as the fluid, and reheating the fluid Super-heater used for the purpose of manipulating the furnace, vapor generated by evaporating the liquid by heating the liquid to give latent heat (潛 熱: heat applied to the state, not used for temperature change) Vaporizer with the purpose of using, for the purpose of reheating and evaporating the condensed material in the device Is a reboiler, a cooler used for cooling a fluid to lower the fluid temperature to a predetermined temperature, and a deep chiller used for cooling a fluid temperature to a low temperature below freezing point using a refrigerant. Condenser used for the purpose of liquefying steam by deodorizing latent heat by using a condensable refrigerant, and classified according to the heat exchanger structure according to the shape of the heat exchanger to exchange heat between fluids It is largely divided into tubular heat exchanger, plate heat exchanger and block heat exchanger, and the most commonly used tubular heat exchanger.
상기에 상술한 바와 같이 사용목적별로 다양한 종류의 열교환기가 있고 그 목적에 부합되도록 구조별로 상기 3종류의 열교환기를 선택하여 사용하게 되므로서 하나의 사용목적별로 3가지의 구조가 선택가능하고 각각의 종류에 대하여 그 구조 및 작용관계를 하나하나의 적용예를 들어서 일일이 구체적으로 설명하기는 난해한점이 있으며, 비록 각각의 종류별로 상이한 사용목적을 가진다 하더라도 그 구조면에서는 거의 동일하고 작동유체의 면에서도 가열유체와 피가열유체의 종류 및 상기 가열유체와 피가열유체가 유입되고 배출되어지는 순환경로에 다소 차이가 있고 그 작동원리는 동일하므로 다음으로부터 설명되어지는 열교환기의 모든 작용관계의 원리는 열교환기에 통상적으로 사용되어지며 폐열을 이용하여 피가열유체를 가열하는 가열기를 중심으로 설명하기로 한다.As described above, there are various types of heat exchangers for each purpose of use, and the three types of heat exchangers are selected and used for each structure so as to meet the purpose thereof. It is difficult to explain in detail the structure and the working relationship of each one by using one application example, although each type has a different purpose of use, it is almost the same in terms of structure and heating fluid in terms of working fluid. And the kind of the fluid to be heated and the circulation paths through which the heated fluid and the heated fluid are introduced and discharged are slightly different and the operating principle is the same. Used to heat the fluid to be heated by using waste heat It will be described mainly.
종래의 관형 열교환기는 일측상부에 고온의 보일러 폐가스가 배출되어지는 연도나 고온으로 가열되어진 냉각수 배출구등과 연결되어 상기 고온의 폐가스나 고온의 냉각수등을 가열유체로서 열교환기의 내부로 유입하게 되는 유입구와 타측하부에 상기의 가열유체가 외부로 전열작용을 하고 저온으로 배출되어지는 배출구를 구비한 원통형상의 외통이 형성되고, 상기 외통의 내부에는 전열관을 지지하는 역할을 하는 2개의 관판이 외통의 좌.우 내측면과 소정의 간격을 두고 외통의 내주면에 용접되어 형성된다.The conventional tubular heat exchanger is connected to a flue gas discharged at a high temperature or a coolant outlet heated at a high temperature on one side of the tubular heat exchanger so that the hot waste gas or hot coolant flows into the heat exchanger as a heating fluid. And a cylindrical outer cylinder having an outlet for discharging the heating fluid to the outside and discharging at a low temperature under the other side, and inside the outer cylinder there are two tube plates which serve to support the heat transfer tube. It is formed by welding to the inner peripheral surface of the outer cylinder at a predetermined interval from the right inner surface.
그리고, 상기 외통의 외부로부터 저온의 피가열유체가 유입되는 유입관과 전열관 내부를 유동하면서 고온의 폐가스나 고온의 냉각수등의 가열유체의 전열작용으로 인하여 소정의 온도까지 가열되어진 고온의 피가열유체를 보일러의 급탕실이나 난방등의 목적으로 사용하기 위한 배관과 연결되어 고온의 피가열유체를 외통의 외부로 배출하게 되는 배출관을 구비한 전열관을 외통의 좌.우 내측면에 용접된 2개의 관판을 관통하면서 절곡되어지도록 외통의 내부에서 다수개의 유(∪)자관으로 절곡시키거나, 전열관으로서 다수개의 직관을 사용하여 상기 2개의 관판을 관통시키고 180°로 굽은 형상의 리턴밴드(Return bend)를 사용하므로서 다수개의 유(∪)자관으로 절곡시켜 관판과 용접하여 형성된 것이 알려져있다.The hot heated fluid being heated to a predetermined temperature due to the heat transfer action of a heating fluid such as hot waste gas or high temperature cooling water while flowing inside the inflow pipe and the heat transfer pipe into which the low-temperature heated fluid flows from the outside of the outer cylinder. Pipes welded to the left and right inner sides of the outer tube with a heat pipe having a discharge tube connected to a pipe for the purpose of heating a boiler's hot water supply or heating and discharging high-temperature heated fluid to the outside of the outer cylinder. Bending the inside of the outer cylinder to be bent while penetrating through the plurality of pipes, or using a plurality of straight pipes as a heat transfer pipe penetrates the two tube plates and a return bend of 180 ° bent shape It is known to be formed by bending a plurality of oil pipes by use and welding the tube plate.
상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 관형 열교환기는 접합구조의 대부분이 용접식이기 때문에 작동유체의 종류에 거의 제한을 받지 않으면서도 고온 및 고압에 잘견디는 장점은 있으나, 분해가 사실상 불가능하기 때문에 사용중에 내부에 발생할 수 있는 스케일의 청소가 힘들고 사용중에 전열관이나 용접부위가 부식하므로서 누수등의 문제가 발생하더라도 수리가 곤란한 문제점이 있었으며, 상기 열교환기의 구조자체가 제품의 대형화를 초래하므로 설치면적이 많이 소요되고 제품의 과도한 자체중량으로 인하여 운반 및 취급이 어려운 문제점이 있었다.The conventional tubular heat exchanger having the above configuration has the advantage of being able to withstand high temperature and high pressure without being limited to the kind of working fluid because most of the joint structure is welded, but since it is virtually impossible to disassemble, it is used during use. It was difficult to clean the scale that could occur and the leak occurred due to corrosion of the heat pipe or welded part during use, and it was difficult to repair.Therefore, the structure of the heat exchanger caused the product to be enlarged, which required a lot of installation area. And there is a problem that is difficult to transport and handle due to the excessive weight of the product.
또한, 작동유체의 양에 따른 전열면적의 증감이 불가능하므로 작동유체의 양에 따라 다양한 크기와 전열면적을 가지는 열교환기를 따로 제작하여야 하는 번거러움이 있었으며, 작동유체가 화학성이 강한 경우 상기 전열관 및 관판등을 고가의 자재로 제작하게 되어 제품의 제작비용이 상승하게 되며, 고가의 제작비용을 들여 제품을 제작하더라도 상기 열교환기의 전열효율이 매우 낮기 때문에 경제적인 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.In addition, it is impossible to increase or decrease the heat transfer area according to the amount of working fluid, and there was a need to separately manufacture a heat exchanger having various sizes and heat transfer areas according to the amount of working fluid.If the working fluid is chemically strong, the heat transfer pipe and tube plate, etc. The production cost of the product is increased by the production of expensive materials, and even if the product is manufactured at an expensive production cost, the heat transfer efficiency of the heat exchanger is very low, resulting in economic waste.
그리고, 종래의 판형 열교환기의 경우는 직사각판 형상의 고정플레이트의 전방에 고온으로 가열되어진 냉각수등이 가열유체로서 유입되는 제 1유입관과 열교환기의 내부를 순환하면서 고온의 냉각수등의 가열유체가 외부로 전열작용을 하고 저온으로 배출되어지는 제 1배출관이 상하로 관통되어 형성되고, 저온의 피가열유체가 유입되는 제 2유입관과 열교환기의 내부를 순환하면서 고온의 가열유체의 전열작용으로 인하여 소정의 온도까지 가열되어진 피가열유체를 난방등의 목적으로 재사용되어지는 곳으로 보내기 위하여 고온의 피가열유체를 배출하는 제 2배출관이 상기 제 1유입관 및 제 1배출관과 좌우대칭이 되도록 고정플레이트의 전방에 관통되어 형성되며, 고정플레이트의 상부 및 하부의 중앙에는 전열판과 이동플레이트를 안내하는 역할을 하는 2개의 프레임이 결합되어 형성되고, 고정플레이트의 외주연에는 다수개의 가압볼트가 삽입되어지는 삽입공이 형성된다.In the case of the conventional plate heat exchanger, a heating fluid such as high temperature coolant is circulated inside the heat exchanger and the first inlet pipe through which the coolant, which is heated to a high temperature, in front of the rectangular plate-shaped fixed plate is introduced as a heating fluid. Is heat-transmitted to the outside and discharged at a low temperature, the first discharge pipe is formed by penetrating up and down, and the heat transfer action of the high-temperature heating fluid while circulating inside the heat exchanger and the second inlet pipe to which the low-temperature heated fluid flows in In order to transfer the heated fluid heated to a predetermined temperature to a place where it is reused for the purpose of heating, the second discharge pipe discharging the heated fluid to be symmetrical with the first inlet pipe and the first discharge pipe. Is formed through the front of the fixed plate, the center of the upper and lower parts of the fixed plate to guide the heat transfer plate and the moving plate The two frames are coupled to each other, the outer periphery of the fixing plate is formed with an insertion hole into which a plurality of pressure bolts are inserted.
상기 고정플레이트에 형성된 2쌍의 유입관과 배출관에 대응하는 4개의 통공이 뚫리고 상부 및 하부의 중앙에는 상기 프레임에 결합되어지는 안내홈이 형성되며 전면(全面)에 각종형상의 요철부가 구비된 직사각판 형상을 한 금속재질의 전열판을 상기 4개의 통공이 서로 대응되도록 수 십개에 해당하는 상기 전열판을 동일방향으로 배치하므로서 전열판 블록을 형성하며, 상기 전열판 블록을 형성하는 각각의 전열판에는 작동유체의 누출를 방지하고 유입관 및 배출관을 통하여 순환하는 가열유체와 피가열유체를 혼합시키지 않고 교대로 순환시키기 위하여 통공과 전열판 외주면에 홈을 형성하여 서로 좌우 대칭이 되는 가스켓을 순차적으로 삽입한다.Four through holes corresponding to the two pairs of inlet and outlet pipes formed on the fixed plate are formed, and guide grooves coupled to the frame are formed at the center of the upper and lower sides, and the rectangular shape having various irregularities on the front surface is provided. The plate-shaped metal plate is arranged in the same direction so that the four through holes correspond to each other to form a heat transfer plate block to form a heat transfer plate block, each heat transfer plate forming the heat transfer plate block to prevent the leakage of the working fluid In order to prevent and circulate alternately without mixing the heated fluid and the heated fluid circulating through the inlet and outlet pipes, grooves are formed on the outer circumferential surface of the through hole and the heat transfer plate, and the gaskets are symmetrically inserted.
상기와 같이 형성된 전열판 블록을 고정플레이트측으로 가압하기 위하여 고정플레이트의 외주면에 형성된 다수개의 삽입공으로 긴 막대형상의 가압볼트를 삽입하여 고정플레이트와 동일한 크기와 형상을 가지는 이동플레이트에 관통시키고 이동플레이트의 후면으로 돌출된 나사부에 너트를 체결하여 고정플레이트 방향으로 조이므로서 각각의 전열판에 삽입된 가스켓에 의하여 전열판 블록전체를 탄력적으로 밀착시키므로서 내부유로를 형성하게 되며, 작동유체의 양에 따라서 상기 너트를 풀고 이동플레이트를 후방으로 이동시킨 후 가스켓이 삽입된 전열판을 증가시켜 설치하거나 기존에 설치되어 있던 전열판의 일부를 제거하여 다시 이동플레이트를 고정플레이트측으로 가압고정하게 한 것이 알려져 있다.In order to press the heat transfer plate block formed as described above, a long rod-shaped pressure bolt is inserted into a plurality of insertion holes formed on the outer circumferential surface of the fixed plate and penetrated through the movable plate having the same size and shape as the fixed plate and the rear side of the movable plate. By tightening the nut to the screw portion protruding in the direction of the fixing plate to the fixing plate direction by the gasket inserted into each of the heating plate elastically close contact with the entire heating plate block to form an internal flow path, the nut according to the amount of working fluid After loosening and moving the moving plate backwards, it is known that the gasket is installed by increasing the heat transfer plate or by removing a part of the heat transfer plate that has been previously installed to press-fix the moving plate to the fixed plate side again.
상기와 같은 구성과 작용관계를 가지는 종래의 판형 열교환기는, 전열판사이의 간격이 좁고 3차원적인 유로를 제공하므로서 100 %의 난류흐름을 유도하며 전열효율이 매우 높고 전열면적이 상대적으로 작으므로 고급재질의 판을 사용하더라도 비용의 상승폭이 적으며, 분해 및 조립이 용이하므로 유지보수와 전열면적의 증감이 용이하다는 장점은 있으나, 사각형의 전열판 둘레를 가스켓으로 싸고 있는 형상이며 사각형의 단면은 내압이 단면 전체에 균일하게 작용하지 않고 국부적으로 강한 압력이 작용하므로서 압력의 분배가 고르지 않아 작동유체가 유출될 우려가 있으므로 16 바아(BAR)이상의 고압에서는 사용하기 힘든 단점이 있었으며, 판의 형상에 적용되어지는 가스켓의 종류가 한정적이고 고온하에서는 국부적으로 작용하는 압력에 의하여 가스켓의 밀봉성이 저하되므로 180℃이상의 고온에서는 사용하기 힘든 문제점이 있었다.The conventional plate heat exchanger having the above-described configuration and working relationship has a narrow gap between the heat transfer plates and provides a three-dimensional flow path, thereby inducing a turbulent flow of 100%, a very high heat transfer efficiency, and a relatively small heat transfer area. Even if the plate is used, the cost rises little and it is easy to disassemble and assemble, so it is easy to maintain and increase the heat transfer area.However, the shape of the rectangular plate is wrapped with a gasket. As there is a risk of uneven distribution of pressure due to local strong pressure acting uniformly on the whole and working fluid leakage, there is a disadvantage that it is difficult to use at high pressure of more than 16 bar (BAR). The type of gasket is limited and applied under local pressure under high temperature. Since the sealability of the gasket decreases in the above high temperature 180 ℃ had a tough problem to use.
또한, 가열유체와 피가열유체가 액체와 액체 또는 액체와 증기로 제한되어 사용되어지며 작동유체가 가스켓과 화학반응을 일으키는 액체일 경우에는 사용할 수 없으므로 액체와 증기 및 가스등의 다양한 형태의 작동유체를 가지는 열교환기에는 적용할 수 없는 문제점이 있었으며, 상기의 열교환기를 고온 및 고압에 적용할 경우 전열판 및 플레이트의 두께가 매우 두꺼워지게되므로 운반 및 취급이 어려운 문제점이 있었다.In addition, heating fluids and heated fluids are limited to liquids and liquids or liquids and vapors, and they cannot be used when the working fluids are liquids that cause chemical reactions with gaskets. There was a problem that can not be applied to the heat exchanger, and when the heat exchanger is applied to a high temperature and high pressure, the thickness of the heat transfer plate and plate is very thick, there was a problem that is difficult to transport and handle.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 디스크형 열교환기는 요철부가 구비된 전열판을 원판형상으로 제작하고, 용접 및 가스켓의 설치를 가능하게 하므로서 판형 열교환기와 같은 높은 전열효율을 가지면서도 사용온도 및 사용압력의 범위를 획기적으로 넓히고, 동일한 효율과 사용온도 및 사용압력하에서 설치면적을 최소화하고 제품의 경량화를 가능하게 하며, 전열판과 가스켓 재질의 다양한 선택을 가능하게 하여 하나의 제품만으로도 각종 열교환기에서 필요로하는 기능을 충분히 달성하게 하므로서 호환성을 증대시킴과 동시에 열교환기의 유지 및 보수를 용이하게 하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, the disk-type heat exchanger according to the present invention is made of a heat transfer plate with a concave-convex portion in the shape of a disk, it is possible to install a welding and gasket high heat transfer such as a plate heat exchanger It has a thermal efficiency and significantly widens the range of operating temperature and pressure, minimizes the installation area under the same efficiency and operating temperature and pressure, enables lighter weight of the product, and enables various selection of heat transfer plate and gasket material. It is a technical object of the present invention to increase the compatibility and to facilitate the maintenance and repair of the heat exchanger at the same time by sufficiently achieving the functions required by various heat exchangers with only the product.
도 1은 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 사시도.1 is a perspective view of a disc heat exchanger according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 제 1전열판을 나타내는 정면도.Figure 2 is a front view showing a first heat transfer plate of the disc type heat exchanger according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 제 2전열판을 나타내는 정면도.3 is a front view showing a second heat transfer plate of the disc heat exchanger according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 제 3전열판을 나타내는 정면도.Figure 4 is a front view showing a third heat transfer plate of the disc heat exchanger according to the present invention.
도 5의 (가) 및 (나)는 본 발명의 일실시예를 나타내는 전체단면도 및 일부확대 단면도.Figure 5 (a) and (b) is an overall cross-sectional view and partly enlarged cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
도 6의 (가) 및 (나)는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 전체단면도 및 일부확대 단면도.6 (a) and 6 (b) are an overall cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
도 7의 (가) 및 (나)는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 전체단면도 및 일부확대 단면도.Figure 7 (a) and (b) is an overall cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
6 : 제 1전열판 16 : 전열판 블록 16a : 전열판 단위결합체DESCRIPTION OF SYMBOLS 1st heat exchanger plate 16 heat exchanger block 16a: heat exchanger unit assembly
26 : 제 2전열판 36 : 제 3 전열판 6a : 통공26: second heat transfer plate 36: third heat transfer plate 6a: through hole
6b : 요철부 26c,36c : 가스켓 홈 7 : 내부유로6b: Uneven portion 26c, 36c: Gasket groove 7: Internal flow path
8 : 외부유로 20,30 : 가스켓8: external flow path 20, 30: gasket
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.When explaining the present invention for achieving the above object with reference to the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 제 1전열판을 나타내는 정면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 제 2전열판을 나타내는 정면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 제 3전열판을 나타내는 정면도이며, 도 5의 (가) 및 (나)는 본 발명의 일실시예를 나타내는 전체단면도 및 일부확대 단면도이고, 도 6의 (가) 및 (나)는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 전체단면도 및 일부확대 단면도이며, 도 7의 (가) 및 (나)는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 전체단면도 및 일부확대 단면도이고 도면 중 미설명 부호 1은 외통, 2,2a는 유입관, 3,3a는 배출관, 1a,4는 플랜지부, 5는 외통커버, 6c는 용접부, 9는 체결부, 21은 가압플레이트, 21a는 가압봉이다.1 is a perspective view of a disc heat exchanger according to the present invention, Figure 2 is a front view showing a first heat transfer plate of the disc heat exchanger according to the present invention, Figure 3 is a second heat transfer plate of the disc heat exchanger according to the present invention. 4 is a front view showing a third heat exchanger plate of a disc heat exchanger according to the present invention, and FIG. 5 (a) and (b) are a full sectional view and a partially enlarged cross-sectional view showing an embodiment of the present invention. 6 (a) and (b) are a full cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, Figure 7 (a) and (b) is a whole showing another embodiment of the present invention In the drawings, reference numeral 1 denotes an outer cylinder, 2,2a denotes an inlet pipe, 3,3a denotes an outlet tube, 1a, 4 denotes a flange portion, 5 denotes an outer cylinder cover, 6c denotes a welded portion, 9 denotes a fastening portion, 21 Silver pressurizing plate, 21a is a pressurizing rod.
본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 일실시예를 도 2 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the disc type heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 5 as follows.
본 발명은 금속제 원판의 외주연에는 중심선에 대하여 서로 대칭되는 동일한 지름을 가지는 2개의 통공(6a)이 뚫리고 원판과 통공(6a)의 가장자리부분을 제외한 원판의 전면(全面)에 사선(斜線)형상의 요철부(6b)가 구비된 제 1전열판(6)을 형성하고, 상기 제 1전열판(6) 2개를 등지게 하여 각각의 통공(6a)을 서로 대응접촉시키고 상기 통공(6a)의 내주면 전체를 용접하므로서 각각의 제 1전열판(6) 전면에 구비된 사선형상의 요철부(6b)가 서로 엇갈리게 배치되어 하나의 외부유로(8)를 형성하게 되는 전열판 단위결합체(16a)를 형성한다.According to the present invention, two perforations 6a having the same diameter, which are symmetrical with respect to the center line, are drilled on the outer circumference of the metal disc, and an oblique shape is formed on the entire surface of the disc except the edge of the disc and the perforations 6a. A first heat transfer plate 6 provided with the uneven portion 6b of each other, and make the two first heat transfer plates 6 back to each other so that the respective through holes 6a correspond to each other and the inner circumferential surface of the through holes 6a. By welding the whole, the diagonal plate-shaped uneven | corrugated parts 6b provided in the front surface of each 1st heat exchanger plate 6 mutually alternately, and the heat exchanger unit assembly 16a which forms one external flow path 8 is formed.
상기의 전열판 단위결합체(16a)를 작동유체의 양에 따라 적절한 갯수를 선택하여 각각의 제 1전열판(6) 외주면끼리 대응접촉시켜 상기 외주면 전체를 용접하므로서 사선형상의 요철부(6b)와 통공(6a)에 의하여 내부유로(7)를 형성하게 되는 원통형상의 전열판 블록(16)을 형성하고, 플랜지부(4)를 구비한 유입관(2a)과 배출관(3a)이 상기 2개의 통공(6a)에 대응되도록 관통되어진 원판형상의 외통커버(5)를 상기 전열판 블록(16)의 일측단에 결합되어진 제 1전열판(6)에 형성된 2개의 통공(6a)에 대응시켜 전극판 블록과 용접하여 형성하고, 일측상부에 플랜지부(4)를 구비한 유입관(2)과 타측하부에 플랜지부(4)를 구비한 배출관(3)이 결합되어진 원통형상의 외통(1) 내부로 상기 전열판 블록(16)을 삽입하고 상기 외통커버(5)를 상기 외통(1)의 일측면에 결합하여 형성한 구성으로 이루어진다.By selecting an appropriate number of the heat transfer plate unit assembly 16a according to the amount of working fluid, the outer circumferential surfaces of each of the first heat transfer plates 6 are brought into contact with each other to weld the entire outer circumferential surface to form a diagonal concave-convex portion 6b and a hole ( The cylindrical heat transfer plate block 16 forming the internal flow path 7 is formed by 6a), and the inlet pipe 2a and the discharge pipe 3a provided with the flange portion 4 are the two through holes 6a. The outer cylindrical cover 5 penetrated so as to correspond to the two through holes 6a formed in the first heat transfer plate 6 coupled to one end of the heat transfer plate block 16 is formed by welding with the electrode plate block. The heat transfer plate block 16 is formed into a cylindrical outer cylinder 1 in which an inlet pipe 2 having a flange portion 4 on one side and a discharge pipe 3 having a flange portion 4 on the other side are coupled thereto. And insert the outer cylinder cover (5) to one side of the outer cylinder (1) It consists of a castle.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 일실시예에 대한 조립 및 작용관계를 도 1 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.If described in detail with reference to Figures 1 and 5 the assembly and operation of the embodiment of the disk-type heat exchanger according to the present invention having the above configuration as follows.
상기 제 1전열판(6)의 외주연은 요철부(6b)의 오목면이나 볼록면의 어느 한면에 소정의 폭을 가지는 테두리 형상의 평면으로 형성되어 있고, 통공(6a)의 외주연은 전열판(6)의 외주연과는 다른 한면에 소정의 폭을 가지는 테두리 형상의 평면으로 형성되어 있으므로 2개의 제 1전열판(6)을 등지게 하여 2개의 통공(6a)을 대응접촉시켜 용접하게 되면 각각의 제 1전열판(6)의 외주연은 소정의 간격을 두고 이격되고, 각각의 제 1전열판(6)의 전면에 형성되어진 사선형상의 요철부(6b)가 엇갈리게 배치되므로 인하여 지그재그형상의 외부유로(8)가 형성되어진 하나의 전열판 단위결합체(16a)가 형성되어진다.The outer periphery of the first heat transfer plate 6 is formed in a flat surface having a predetermined width on one of the concave and convex surfaces of the uneven portion 6b, and the outer periphery of the through hole 6a is formed by the heat transfer plate ( The outer periphery of 6) is formed in the shape of an edge-shaped plane having a predetermined width on one surface thereof, so that the two first heat transfer plates 6 are equalized so that the two through holes 6a are brought into contact with each other to be welded. The outer circumference of the first heat transfer plate 6 is spaced apart at a predetermined interval, and the zigzag external flow path (6b) is alternately arranged to be arranged on the front surface of each first heat transfer plate 6 ( One heat transfer plate unit assembly 16a having 8) formed thereon is formed.
상기와 같이 형성되어진 전열판 단위결합체(16a)의 좌측 또는 우측에 동일하게 형성되어진 전열판 단위결합체(16a)를 배치하고 각각의 통공(6a)이 서로 대응되도록 외주연을 접촉시켜 용접하게 되면 용접된 외주연의 내부에는 양측에 각각 2개의 통공(6a)이 뚫리고 각각의 제 1전열판(6)의 전면에 형성되어진 사선형상의 요철부(6b)가 엇갈리게 배치되므로 인하여 지그재그형의 내부유로(7)가 형성되며, 작동유체의 양을 고려하여 용접되어지는 전열판 단위결합체(16a)의 수를 선택하고 각각의 통공(6a)이 대응되도록 외주연을 접촉시켜 순차적으로 용접하고 최종적으로 통공(6a)이 ??리지 않은 제 1전열판(6)을 일측단에 용접하므로서 다수개의 외부유로(8)와 관형상의 통공(6a)으로 연결되어지는 다수개의 내부유로(7)가 구비된 전열판 블록(16)이 형성되어진다.When the heat exchanger unit assembly 16a formed in the same manner is disposed on the left or right side of the heat transfer plate unit assembly 16a formed as described above, and the outer periphery contacts each other so that the respective through holes 6a correspond to each other, the welded outside In the inner periphery, two through holes 6a are drilled on both sides, and diagonally-shaped concave-convex portions 6b formed on the front surface of each first heat transfer plate 6 are alternately arranged. The number of heat transfer plate unit assemblies 16a to be welded is selected in consideration of the amount of working fluid, and the outer periphery is contacted so that the respective through holes 6a correspond to each other. The heat transfer plate block 16 having a plurality of inner flow passages 7 connected to the plurality of external flow passages 8 and the tubular through holes 6a by welding the unheated first heat transfer plate 6 to one end thereof is provided. Is formed.
상기와 같이 제 1전열판(6)의 통공(6a)부위를 먼저 용접하지 않고 제 1전열판의 외주연을 대응접촉시켜 용접하므로서 하나의 내부유로(7)를 형성하게 되는 전열판 단위결합체(16a)로서 전열판 블록(16)을 형성하여도 무방하지만 후자의 경우 상기 전열판 단위결합체(16a)간의 용접시 통공(6a)의 내부로 용접봉을 삽입하여 용접하여야 하고, 용접시 발생하게 되는 스케일이 지그재그형의 복잡한 구조를 가지는 내부유로(7)로 떨어지게 되면 상기 스케일의 제거가 어려운 문제점이 있으므로 가급적 전자의 용접방식을 택하는 것이 바람직하다.As the heat transfer plate unit assembly 16a which forms one inner flow path 7 by welding the outer periphery of the first heat transfer plate without contacting the through hole 6a of the first heat transfer plate 6 as described above, the corresponding periphery of the first heat transfer plate is welded. The heat transfer plate block 16 may be formed, but in the latter case, the welding rod must be inserted into the through hole 6a during welding between the heat transfer plate unit assemblies 16a, and the scale generated during the welding is zigzag-shaped. When it falls to the internal flow path 7 which has a structure, since it is difficult to remove the scale, it is preferable to use the former welding method if possible.
상기 전열판 블록(16)의 내부에 형성된 관형상의 통공(6a)에 대응되어지도록 플랜지부(4)를 구비한 유입관(2a)과 배출관(3a)이 관통되어지고 외주연에는 다수개의 체결공이 형성된 원판형상의 외통커버(5)를 상기 전열판 블록(16)의 일측단에 용접하고, 일측상부에 플랜지부(4)를 구비한 유입관(2)과 타측하부에 플랜지부(4)를 구비한 배출관(3)이 관통되어진 원통형상의 외통(1)의 내부로 상기 전열판 블록(16)을 삽입하고, 상기 외통(1)의 일측외주면에 형성된 플랜지부(1a)에 볼트와 너트 또는 다른 체결수단을 사용하여 상기 외통커버(5)를 결합시키며, 상기와 같이 볼트와 너트등의 체결수단을 사용하지 않고 외통(1)의 일측면에 상기 외통커버(5)를 용접하여 결합할 수도 있으나 유지관리 및 보수를 위하여 분해 조립이 용이하도록 전자의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.The inlet pipe 2a and the outlet pipe 3a having the flange portion 4 are formed to correspond to the tubular through holes 6a formed in the heat transfer plate block 16, and a plurality of fastening holes are provided at the outer periphery. The formed outer cylindrical cover 5 is welded to one end of the heat transfer plate block 16, and has an inlet pipe 2 having a flange portion 4 on one side and a flange portion 4 on the other lower side. Insert the heat transfer plate block 16 into the cylindrical outer cylinder 1 through which one discharge pipe 3 is penetrated, and bolts and nuts or other fastening means to the flange portion 1a formed on one outer peripheral surface of the outer cylinder 1. The outer cylinder cover 5 is coupled to each other, and the outer cylinder cover 5 may be welded to one side of the outer cylinder 1 without the use of fastening means such as bolts and nuts as described above. And use of the former method to facilitate disassembly and assembly for maintenance. Is recommended.
상기와 같이 조립된 디스크형 열교환기의 외통(1) 일측상부에 결합된 유입관(2)의 플랜지부(4)에 도면에 도시되어 있지 않은 보일러의 폐가스가 배출되어지는 연도나 고온으로 가열되어진 냉각수 배출구등을 연결하여 상기 고온의 폐가스나 냉각수를 가열유체로서 유입하게 되면, 상기의 가열유체는 원통형상의 외통(1)의 내주면과 전열판 블록(16)의 외주면 사이를 유동하면서 통공(6a)의 내주면과 전열판(6)의 외주면이 순차적으로 용접되어 있으므로 내부유로(7)속으로 유입되지 못하고 각각의 전열판 단위결합체(16a)에 형성된 외부유로(8)속으로 유입되므로서 전열판 블록(16)에 형성된 다수의 외부유로(8)속을 난류를 형성하면서 유동하여 전열판(6)을 통하여 피가열유체에 전열작용을 하고 외통(1)의 타측하부에 결합된 배출구(3)를 통하여 배출되어진다.The flange portion 4 of the inlet pipe 2 coupled to the upper side of the outer cylinder 1 of the disc type heat exchanger assembled as described above is heated to a flue or high temperature at which the waste gas of the boiler not shown in the drawing is discharged. When the high temperature waste gas or cooling water is introduced as a heating fluid by connecting a cooling water discharge port, the heating fluid flows between the inner circumferential surface of the cylindrical outer cylinder 1 and the outer circumferential surface of the heat transfer plate block 16 of the through hole 6a. Since the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the heat transfer plate 6 are sequentially welded, they cannot flow into the inner flow path 7 but flow into the outer flow path 8 formed in each heat transfer plate unit assembly 16a, thereby being transferred to the heat transfer plate block 16. A plurality of external flow paths (8) formed to flow while forming a turbulent heat transfer to the heated fluid through the heat transfer plate (6) is discharged through the discharge port (3) coupled to the other side lower portion of the outer cylinder (1).
또한, 원판형상의 외통커버(5)에 관통되어진 유입관(2a)을 통하여 저온의 피가열유체를 유입하게 되면, 상기의 피가열유체는 관형상으로 이루어진 통공(6a)을 통하여 전열판 블록(16)내부를 유동하면서 통공(6a)의 내주면과 전열판(6)의 외주면이 순차적으로 용접되어 있으므로 외부유로(8)속으로 누출되지 못하고 전열판(6)의 외주면을 용접하므로서 형성된 내부유로(7)속으로 유입되므로서 전열판 블록(16)의 내부에 형성된 다수의 내부유로(7)속을 난류를 형성하면서 유동하여 전열판(6)을 통한 가열유체의 전열작용으로 소정의 온도까지 가열되어지게 되고, 도면에 도시되어 있지 않은 보일러의 급탕실로 보내거나 난방등의 목적으로 사용하기 위한 배관이 플랜지부(4)에 의하여 연결되어 있는 배출관(3a)을 통하여 고온의 피가열유체를 배출하게 된다.In addition, when the low-temperature heated fluid flows through the inlet pipe 2a penetrating the disc-shaped outer cylinder cover 5, the heated fluid is transferred to the heat transfer plate block 16 through the tubular through hole 6a. As the inner circumferential surface of the through hole 6a and the outer circumferential surface of the heat transfer plate 6 are welded in sequence while flowing inside, the inner flow path 7 formed by welding the outer circumferential surface of the heat transfer plate 6 without leaking into the outer flow path 8. While flowing into the plurality of internal flow paths 7 formed inside the heat transfer plate block 16 while forming a turbulent flow to be heated to a predetermined temperature by the heat transfer action of the heating fluid through the heat transfer plate 6, The pipe to be sent to the hot water supply room of the boiler (not shown) or used for heating purposes is discharged from the high-temperature heated fluid through the discharge pipe 3a connected by the flange portion 4.
상기와 같은 조립 및 작용관계로서 이루어지는 본 발명에 의한 디스크형 열교환기는 원판형상의 전열판(6)을 용접접합하여 전열판 블록(16)을 형성하면서도 그 유로의 구성을 판형 열교환기와 동일한 헤링본(Herring bone: 판 소재에 있어서 압연방향에 대하여 어는 각도를 이루면서 서로 엇갈리게 형성되어 그 조합이 삼목의 줄기형 복지무늬와 같이 나타나는 모양을 말한다)형의 3차원적 유로를 구성하여 작동유체의 난류 및 와류의 흐름을 유도하므로 기존의 관형 열교환기의 4 ~ 5배에 해당하는 높은 전열효율을 가지면서도 용접식구조로 인하여 사용온도의 범위를 -196℃ ~ 450℃, 사용압력의 범위를 완전진공상태에서 100바아(BAR)까지 그 사용범위를 획기적으로 넓힐 수 있다.The disk heat exchanger according to the present invention having the above-described assembly and working relationship forms a heat transfer plate block 16 by welding the disc-shaped heat exchanger plate 6 to form a heat exchanger block 16. In the plate material, it forms a three-dimensional flow path of the working fluid, forming a staggered angle with respect to the rolling direction, and the combination appears like a stem-shaped welfare pattern of cedar. Induction process has a high heat transfer efficiency that is 4 to 5 times higher than that of a conventional tubular heat exchanger, but due to the welded structure, the operating temperature range is -196 ℃ to 450 ℃ and the operating pressure range is 100 bar (at full vacuum). BAR) can significantly expand its scope of use.
그리고, 동일한 전열효율과 사용온도 및 사용압력하에서는 판형의 구조를 가지므로 인하여 기존의 관형 열교환기 크기의 1/10로 제작가능하므로 설치면적을 최소화할 수 있고, 원통형상의 외통(1)의 내부에 원통형상의 전열판 블록(16)이 형성된 구조이므로 내압이 원형의 단면전체에 균일하게 작용하게 되어 기존의 판형 열교환기와 같이 고온 및 고압에 적용하기 위하여 플레이트 및 전열판의 두께를 두껍게 할 필요성이 없으므로 제품의 경량화가 가능하게 되므로 설치 및 운반이 용이하고, 기존의 판형 및 관형 열교환기에 비하여 전열면적이 상대적으로 작기 때문에 고온 및 고압하에서 사용하기 위하여 전열판(6)을 고가의 재질로 제작더라도 제품의 원가가 크게 상승되지 않는다.In addition, under the same heat transfer efficiency, use temperature, and use pressure, the plate has a plate-like structure, so that it can be manufactured in one tenth of the size of a conventional tubular heat exchanger, thereby minimizing the installation area. Since the cylindrical heat exchanger plate block 16 is formed, the internal pressure is uniformly applied to the entire circular cross section, so that it is not necessary to thicken the thickness of the plate and the heat transfer plate to be applied to high temperature and high pressure like the conventional plate heat exchanger. It is easy to install and transport, and the heat transfer area is relatively small compared to the conventional plate and tubular heat exchanger. Therefore, even if the heat exchanger plate 6 is made of expensive material for use under high temperature and high pressure, the cost of the product is greatly increased. It doesn't work.
그리고, 액체 : 액체, 액체 : 기체 , 기체 : 액체, 기체 : 기체 등의 다양한 종류의 가열유체와 피가열유체에 적용가능하고, 상기의 가열유체와 피가열유체가 모두 심하게 오염되거나 고점도, 고압력 등의 조건을 가진 유체이더라도 적용이 가능하므로 하나의 제품만으로도 높은 전열효율로서 각종 목적에 사용되어지는 열교환기에서 필요로 하는 기능을 충분히 달성하게 하여 제품의 호환성을 증대시키며, 상기 외통커버를 외통의 일측면에 용접하지 않고 볼트 및 너트등의 체결수단으로 플랜지결합한 경우는 전열판 블록(16)을 외통커버와 함께 외통의 내부로부터 분리가능하므로 작동유체의 양에 따른 전열판 블록(16)의 증감은 다소 힘들지만 전열판 블록(16)의 스케일 청소가 가능하고 작동유체의 누출면에 대한 검사와 유지보수가 용이하다.In addition, it is applicable to various types of heating fluids and heated fluids, such as liquid: liquid, liquid: gas, gas: liquid, gas: gas, and all of the above heating fluids and heated fluids are severely contaminated, high viscosity, high pressure, etc. It is possible to apply even the fluid with the condition that it is possible to achieve the function required in the heat exchanger used for various purposes with high heat transfer efficiency with only one product to increase the compatibility of the product, and to cover the outer cylinder cover If the flange plate is joined by fastening means such as bolts and nuts without welding to the side, the heat transfer plate block 16 can be detached from the inside of the outer cylinder together with the outer cylinder cover. Scale cleaning of the heat transfer plate block 16 is possible, and the inspection and maintenance of the leaking surface of the working fluid is easy.
본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 다른 실시예는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제 1전열판(6)의 외주연에 가스켓 홈(26c)을 구비한 제 2 전열판(26)을 형성하고, 상기 제 1전열판(6)과 제 2전열판(26)을 등지게 하여 각각의 통공(6a)을 서로 대응접촉시키고 상기 통공(6a)의 내주면 전체를 용접하므로서 전열판 단위결합체(16a)를 형성하고, 상기 전열판 단위결합체(16a)를 작동유체의 양에 따라 적절한 개수를 선택하여 제 2전열판(26)에 형성된 가스켓홈(26c)에 가스켓(20)을 삽입하여 제 1전열판(6)의 외주면에 대응접촉시키고 상기 외통커버(5)측으로 가압하여 밀착시키므로서 전열판 블록(16)을 형성하고, 상기의 전열판 블록(16)을 외통(1)의 내부로 삽입하여 상기 외통커버(5)를 상기 외통(1)의 일측면에서 플랜지 결합하여 형성한 구성으로 된다.Another embodiment of the disc type heat exchanger according to the present invention forms a second heat transfer plate 26 having a gasket groove 26c on the outer circumference of the first heat transfer plate 6 as shown in FIGS. 3 and 6. The first heat transfer plate 6 and the second heat transfer plate 26 are equal to each other so that the respective through holes 6a correspond to each other and the entire inner circumferential surface of the through holes 6a is welded to form the heat transfer unit unit 16a. In addition, by selecting an appropriate number of the heat transfer plate unit assembly (16a) according to the amount of working fluid to insert the gasket 20 into the gasket groove (26c) formed in the second heat transfer plate 26 to the outer peripheral surface of the first heat transfer plate (6) The heat transfer plate block 16 is formed by pressing the heat transfer plate block 16 into the outer cylinder 1 by pressing the contact portion to the outer cylinder cover 5 and making contact with the outer cylinder cover 5. It becomes the structure formed by flange-engagement in one side surface of the outer cylinder 1. As shown in FIG.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예의 경우 제 2전열판(26)의 외주연에 가스켓(20)을 삽입하여 전열판 블록(16)을 형성하고 가압수단을 사용하여 상기 전열판 블록(16)을 외통커버(5)측으로 가압하므로서 가스켓(20)이 제 1전열판(6)의 외주연에 탄력적으로 밀착되도록 하여 내부유로(7)를 구성한 점을 제외하고는 본 발명의 일실시예와 그 조립 및 작용관계에서 동일하므로 가스켓(20)을 삽입하고 가압수단을 사용하여 전열판 블록(16)을 형성하는 과정에 대하여 도 6를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.In another exemplary embodiment of the present invention having the above configuration, the gasket 20 is inserted into the outer periphery of the second heat transfer plate 26 to form the heat transfer plate block 16, and the heat transfer plate block 16 is formed by pressing means. Exemplary embodiments of the present invention and its assembly and construction except that the inner gasket 20 is configured to be elastically in close contact with the outer circumference of the first heat transfer plate 6 while being pressed toward the outer cylinder cover 5 side. The process of forming the heat transfer plate block 16 by inserting the gasket 20 and using the pressurizing means is described in detail with reference to FIG. 6 as follows in the working relationship.
상기 외통커버(5)의 내측외주연에 상기 전열판 블록(16)을 가압하면서 안내하는 역할을 하는 가압봉(21a)의 일단이 삽입되어지는 다수의 삽입홈을 형성하고, 상기 외통커버(5)가 결합되어지는 전열판 블록(16)의 일측단이 제 1전열판(6)인 경우는 외통커버(5)의 유입관(2a)과 배출관(3a)을 제 1전열판(6)의 통공(6a)에 대응시켜 용접하고 제 2전열판(26)인 경우는 외주연에 가스켓(20)을 삽입하고 상기 외통커버(5)의 유입관(2a)과 배출관(3a)을 제 2전열판(26)의 통공(6a)과 대응접촉시키며, 상기 전열판 블록(16)의 타측단에는 통공(6a)이 뚫리지 않은 제 2전열판(26)에 가스켓(20)을 삽입하여 형성한다.On the inner circumferential edge of the outer cylinder cover 5 forms a plurality of insertion grooves into which one end of the pressing rod 21a which serves to pressurize and guide the heat transfer plate block 16, and the outer cylinder cover 5 If one end of the heat transfer plate block 16 is coupled to the first heat transfer plate (6), the inlet pipe (2a) and the discharge pipe (3a) of the outer cylinder cover (5) through the opening (6a) of the first heat transfer plate (6) In the case of the second heat transfer plate 26, the gasket 20 is inserted into the outer circumference and the inlet pipe 2a and the discharge pipe 3a of the outer cover 5 are vented through the second heat transfer plate 26. The gasket 20 is inserted into the second heat transfer plate 26 through which the through hole 6a is not formed at the other end of the heat transfer plate block 16.
그리고, 외주연에 상기 외통커버(5)에 형성된 삽입홈에 대응되어지는 다수의 삽입공이 구비된 원판형상의 가압플레이트(21)를 상기 전열판 블록(16)의 타측단에 배치하고, 일단에 나사부가 형성된 다수개의 가압봉(21a)을 상기 나사부가 가압플레이트(21)의 후방으로 돌출되도록 삽입공의 내부로 삽입하여 외통커버의 삽입홈에 맞추어 넣고 가압플레이트(21)의 후방으로 돌출된 나사부에 너트를 체결하여 조이게 되면 각각의 제 2전열판(26)에 삽입된 가스켓(20)이 제 1전열판(6)의 외주연에 탄력적으로 밀착되므로서 통공(6a)과 사선형상의 요철부(6b)에 의하여 내부유로(7)가 형성된 전열판 블록(16)의 조립이 완료되어진다.In addition, a disc-shaped pressure plate 21 having a plurality of insertion holes corresponding to the insertion grooves formed in the outer cylinder cover 5 at an outer circumference thereof is disposed at the other end of the heat transfer plate block 16, and at one end of the screw portion. Is inserted into the insertion hole of the insertion hole so that the threaded portion protrudes to the rear of the pressing plate 21 is formed into a plurality of pressing rods 21a is inserted into the groove of the outer cover of the screw portion protruding to the rear of the pressing plate 21 When the nut is tightened and tightened, the gasket 20 inserted into each of the second heat transfer plates 26 is elastically in close contact with the outer circumference of the first heat transfer plate 6, so that the through hole 6a and the diagonal uneven portion 6b are provided. By the above, the assembly of the heat transfer plate block 16 on which the internal flow path 7 is formed is completed.
가스켓이 설치된 전열판 블록(16)을 가압하여 밀착시키므로서 내부유로를 형성한다는 점에서는 상기와 같이 가압봉(21a)이나 가압플레이트(21)를 사용하지 않과 다른 여러 가지 형태의 가압수단을 사용하여도 무방하나 상기와 같이 가압수단이 체결된 상태에서 외통(1)의 내부에 설치되지 않고 외통(1)의 외부에서 플랜지등의 가압수단을 사용하여 가스켓(20)이 설치된 전열판 블록(16)을 가압할 경우는 "○"링등의 밀봉재료를 사용하여 작동유체의 누출을 방지하여야 한다.In order to form an internal flow path by pressing the heat-transfer plate block 16 on which the gasket is installed, the pressure bar 21a or the pressure plate 21 is not used as described above. The heat transfer plate block 16 on which the gasket 20 is installed may be installed using pressure means such as a flange from the outside of the outer cylinder 1 without being installed inside the outer cylinder 1 while the pressing means is engaged as described above. In case of pressurization, sealing material such as "○" ring should be used to prevent leakage of working fluid.
본 발명의 다른 실시예로서 상기에 설명되어진 디스크형 열교환기는 본 발명의 일실시예에서 설명되어진 완전용접식에 비하여 사용온도와 사용압력의 범위가 다소 떨어지는 면이 있으나 완전용접식과 비교하여 큰 차이가 없고, 전열효율 및 동일조건하에서의 설치면적과 설치중량의 관점에서는 완전용접식과 거의 동일하며, 종래의 판형 열교환기에 비하여 전열판이 원판형상으로 제작되므로서 가스켓(20)에 국부적인 내압이 작용하지 않고 가스켓(20) 전면에 걸쳐 균일한 내압이 작용하므로 각종 유체에 대하여 가스켓(20)을 다양한 재질로서 제작할 수 있게 하여 각종 목적에 사용되어지는 열교환기에서 필요로 하는 기능을 충분히 달성하게 하므로서 제품의 호환성을 증대시키며, 각각의 전열판 단위결합체(16a)가 용접되지 않고 가스켓(20)으로 연결되어 있으므로 완전용접식에 비하여 전열판 블록(16)의 증감이 용이하므로 전열면적을 자유로이 조절할 수 있고, 전열판 블록(16)의 외주면에 형성된 스케일 제거뿐만 아니라 내부유로에 형성된 스케일의 제거도 가능하므로 상기 열교환기의 유지관리가 완전용접식에 비하여 용이하다.As another embodiment of the present invention, the disk type heat exchanger described above has a somewhat lower range of use temperature and pressure than the complete weld type described in one embodiment of the present invention, but has a large difference compared to the complete weld type. It is almost the same as the complete welding type in terms of heat transfer efficiency and installation area and installation weight under the same conditions, and the gasket 20 does not act as a local internal pressure on the gasket 20 because the heat transfer plate is made in the shape of a disc as compared with a conventional plate heat exchanger. (20) Since uniform internal pressure acts on the entire surface, it is possible to manufacture the gasket 20 with various materials for various fluids, so as to achieve the functions required by the heat exchanger used for various purposes, thereby improving the compatibility of the product. Each heating plate unit assembly 16a is connected to the gasket 20 without being welded. Since the heat transfer plate block 16 is easier to increase and decrease than the full welding type, the heat transfer area can be freely adjusted, and the scale formed on the inner flow path can be removed as well as the scale formed on the outer circumferential surface of the heat transfer plate block 16. Maintenance of the machine is easier than the complete welding method.
본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 또 다른 실시예는 도 4 및 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제 2전열판(26)에 형성된 통공(6a)의 외주연에 가스켓홈(36c)을 구비한 제 3전열판(36)을 형성하고, 수 십개의 상기 제 2 전열판(26)과 제 3전열판(36)을 동일방향으로 순차적으로 배치하여 제 2전열판(26)에는 외주연에 형성된 가스켓 홈(26c)에 가스켓(20)을 삽입하고, 제 3전열판(36)에는 통공(6a)의 외주연에 형성된 가스켓 홈(36c)에 가스켓(30)을 삽입하여 상기 외통커버(5)측으로 가압하여 밀착시키므로서 전열판 블록(16)을 형성하고, 상기의 전열판 블록(16)을 외통(1)의 내부로 삽입하여 상기 외통커버(5)를 상기 외통(1)의 일측면에서 플랜지 결합하여 형성한 구성으로 된다.Another embodiment of the disc type heat exchanger according to the present invention has a gasket groove (36c) in the outer periphery of the through hole (6a) formed in the second heat transfer plate 26, as shown in Figs. A third heat transfer plate 36 is formed, and the dozens of second heat transfer plates 26 and the third heat transfer plates 36 are sequentially disposed in the same direction, and thus the second heat transfer plates 26 have a gasket groove formed on an outer periphery ( Insert the gasket 20 into the 26c), insert the gasket 30 into the gasket groove (36c) formed in the outer periphery of the through hole (6a) in the third heat transfer plate (36) and press the gasket (30) to the outer cylinder cover (5) side for close contact. The heat transfer plate block 16 is formed, and the heat transfer plate block 16 is inserted into the outer cylinder 1 so that the outer cylinder cover 5 is formed by flange coupling at one side of the outer cylinder 1. Becomes
상기의 구성으로 이루어지는 본 발명의 또 다른 실시예의 경우는 제 2전열판(26)의 통공(6a) 외주연에 가스켓(30)이 삽입되어진 제 3전열판(36)과 전열판의 외주연에 가스켓(20)이 삽입되어진 제 2전열판(26)을 동일방향으로 순차적으로 배치하여 가압하므로서 가스켓(20,30)의 밀봉성으로 인하여 내부유로(7)와 외부유로(8)를 형성하게 되는 전열판 블록(16)을 구성하였다는 점을 제외하고는 본 발명의 일실시예에 기재된 조립 및 작용관계와 동일하며, 본 발명의 다른 실시예에서 가스켓이 설치된 전열판 블록(16)을 가압하는 가압수단의 구성에 관하여 구체적인 설명을 기재하였므로 본 발명에 의한 또 다른 실시예에 관한 조립 및 작용관계와 전열판 블록(16)을 가압하는 가압수단에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.In another embodiment of the present invention having the above-described configuration, the gasket 20 is formed on the outer circumference of the heat transfer plate and the third heat transfer plate 36 having the gasket 30 inserted into the outer circumference of the through hole 6a of the second heat transfer plate 26. The heat transfer plate block 16 which forms the inner flow path 7 and the outer flow path 8 due to the sealing property of the gaskets 20 and 30 by sequentially placing and pressurizing the second heat transfer plate 26 into which is inserted). The same as the assembly and working relationship described in one embodiment of the present invention, except that a) is configured, and in another embodiment of the present invention with respect to the configuration of the pressurizing means for pressing the heat transfer plate block 16 is installed Since the detailed description has been described, the detailed description of the assembling and working relationship and the pressing means for pressing the heat transfer plate block 16 according to another embodiment of the present invention will be omitted.
상기와 같이 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 디스크형 열교환기는 본 발명의 일실시예에서 설명되어진 완전용접식에 비하여 최고 사용온도가 350℃로 다소 떨어지지만 사용압력의 범위나 전열효율 및 동일조건하에서의 설치면적과 설치중량의 관점에서는 완전용접식과 거의 동일하며, 종래의 판형 열교환기에 비하여 전열판이 원판형상으로 제작되므로서 가스켓(20,30)에 국부적인 내압이 작용하지 않고 가스켓(20,30) 전면에 걸쳐 균일한 내압이 작용하므로 각종 유체에 대하여 가스켓(20,30)을 다양한 재질로서 제작할 수 있게 하여 각종 목적에 사용되어지는 열교환기에서 필요로 하는 기능을 충분히 달성하게 하므로서 제품의 호환성을 증대시키며, 각각의 전열판이 용접되지 않고 가스켓(20,30)으로 연결되어 있으므로 상기에 설명되어진 완전 용접식과 반 용접식에 비하여 전열면적이 증감이 매우 용이하고 각각의 전열판에 대한 스케일의 제거가 가능하므로 상기 열교환기의 유지관리가 매우 용이하다.As described above, the disc type heat exchanger according to another embodiment of the present invention has a maximum operating temperature slightly lowered to 350 ° C. as compared to the complete welding described in one embodiment of the present invention, but the operating pressure range, heat transfer efficiency, and the same conditions. In terms of installation area and installation weight under the same conditions, it is almost the same as the complete welding type, and since the heat transfer plate is made in the shape of a disc as compared with the conventional plate heat exchanger, the gaskets 20 and 30 do not act as a local internal pressure. Uniform internal pressure acts over the entire surface, enabling the gaskets 20 and 30 to be made of various materials for various fluids to fully achieve the functions required by heat exchangers used for various purposes, thereby increasing product compatibility. Each heating plate is connected to the gaskets 20 and 30 without being welded. The heat transfer area is increased or decreased very easily compared to the expression and anti-weld it is extremely easy maintenance of the heat exchanger, so the removal is possible on the scale for each of the heat transfer plate.
본 발명에 의한 디스크형 열교환기의 각종 성능을 기존에 사용되어지는 다른 종류의 열교환기와 비교한 내용을 표 1에 기재하였으며 상기 표 1에 기재된 비교항목중에서 최고 사용온도는 본 발명의 일실시예로서 기재된 완전용접식을 기준으로 한 것이며 다른 비교항목은 상기에 기재되어 있는 본 발명의 모든 실시예에 대하여공통적으로 적용된다.The performance of the disk type heat exchanger according to the present invention is described in Table 1 in comparison with other types of heat exchangers used in the prior art. Among the comparison items described in Table 1, the maximum use temperature is an embodiment of the present invention. The complete welds described are based on and other comparisons are commonly applied to all embodiments of the invention described above.
표 1Table 1
상기와 같이 본 발명에 의한 디스크형 열교환기는 전열판을 원판형상으로 제작하고 용접 및 가스켓의 설치를 가능하게 하므로서 기존의 관형 열교환기의 4 ~ 5배에 해당하는 높은 전열효율을 가지면서도 사용온도와 사용압력의 범위를 획기적으로 넓힐 수 있으며, 동일한 전열효율과 사용온도 및 사용압력하에서 설치면적을 최소화 할 수 있고 제품의 경량화가 가능하게 되어 열교환기의 설치 및 운반을 용이하게 하며, 전열판과 가스켓을 다양한 재질로서 제작할 수 있으므로 액체나 기체 또는 증기와 같은 다양한 작동유체에 적용이 가능하므로 하나의 제품만으로도 높은 전열효율로서 각종 목적에 사용되어지는 열교환기에서 필요로 하는 기능을 충분히 달성하게 하여 제품의 호환성을 증대시킴과 동시에 열교환기의 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, the disc type heat exchanger according to the present invention has a high heat transfer efficiency corresponding to 4 to 5 times that of a conventional tubular heat exchanger while manufacturing a heat exchanger plate in a disk shape and enabling welding and installation of a gasket. The range of pressure can be widened dramatically, the installation area can be minimized under the same heat transfer efficiency, operating temperature and working pressure, and the weight of the product can be reduced, making it easier to install and transport heat exchangers, and Since it can be manufactured as a material, it can be applied to various working fluids such as liquid, gas, or steam, so that only one product can achieve high function of heat transfer. In addition, it is possible to easily maintain and repair the heat exchanger. There are effective.
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