KR20080103170A

KR20080103170A - 열매체순환용 냉열판

Info

Publication number: KR20080103170A
Application number: KR1020070050140A
Authority: KR
Inventors: 김천석; 이홍원; 이혁원; 정준기; 이주환
Original assignee: 한국생명공학연구원
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2008-11-27

Abstract

본 발명은 통상의 열매체(熱媒體)가 순환되는 냉열판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부가 개방된 직육면체형상으로 일측면에는 열매체유가 유입되는 유입구가, 타측면에는 상기 열매체유가 배출되는 유출구가 형성되는 상부케이싱; 및 상기 상부케이싱의 하부에 부합되는 형상으로 일체로 용접부착되며 상부에는 다수개의 직선형상의 돌출부가 일정간격으로 형성되어 상기 상부케이싱과 일체로 용접부착된 상태에서 내부 일측 끝단에는 유입로가 내부 타측 끝단에는 유출로가 형성되며, 상기 돌출부 사이에는 상기 유입로와 유출로를 연결하는 관통로가 형성되는 하부바닥판; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 열매체순환용 냉열판에 관한 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 별도의 파이프를 설치하지 않고도 하부가 개방된 상부케이싱과 가운데부분에 다수개의 돌출부가 프레스가공된 하부바닥판을 상하 일체로 용접부착하여 내부에 각각의 유로(流路)가 형성된 냉열판을 단시간 내에 간단하게 제조할 수 있어 제작시간 및 소요비용을 크게 감소시켜 생산효율을 증대시킬 수 있으며, - 50℃ 이하의 초저온 상태로 점도가 높아진 열매체가 냉열판 내부를 순환하는 경우에도 돌출부의 선단부쪽 좌우양측면에 라운드지게 형성된 만곡부에 의해 유입로에서 관통로로 자연스럽게 꺽여 유입되면서 유동저항없이 열매체의 순환이 원활하게 이루어질 수 있으며 이에 따라 적정온도 조건을 지속적으로 유지할 수 있고 에너지 소모가 적어 에너지 효율성이 증대될 수 있다.

또한, 다수개의 냉열판을 일정간격으로 상하 적층하여 간단하게 다층식 선반 구조로 조립설치할 수 있어 냉열판이 상하 적층된 다층식 선반위에 가열 또는 냉각시키고자 하는 물체를 다량으로 올려놓고 한꺼번에 가열 또는 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

열매체, 상부케이싱, 하부바닥판, 돌출부, 유출로, 관통로

Description

열매체순환용 냉열판 {A cooling and heating plate for heating medium circulation}

도 1은 본 발명에 따른 열매체순환용 냉열판의 분해 조립도

도 2는 본 발명에 따른 열매체순환용 냉열판의 횡단면개략도

도 3은 본 발명에 따른 열매체순환용 냉열판의 종단면개략도(도 2의 A-A'선분의 단면도)

도 4는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 열매체순환용 냉열판이 상하 일정간격으로 다수개 적층되어 다층식 선반구조로 조립된 상태의 단면개략도

도 5는 종래 열매체순환용 냉열판의 단면개략도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 냉열판 2. 상부케이싱

3. 하부바닥판 4. 유입구

5. 유출구 6. 돌출부

7. 관통로 8. 유입로

9. 유출로 10a, 10b. 곡면부

11. 지지대 12. 유입연결관

13. 유출연결관

100. 냉열판 101. 외부케이싱

102. 유입파이프 103. 유출파이프

104. 연결파이프

본 발명은 통상의 열매체(熱媒體)가 순환되는 냉열판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하부가 개방된 직육면체형 케이스로 일측면에는 유입구가 형성되어 있고 타측면에는 유출구가 형성된 상부케이싱과, 상기 상부케이싱의 하부에 일체로 용접부착되며 상면부 가운데부분에는 다수개의 긴 직선형상의 돌출부가 일정간격으로 나란히 프레스가공된 상태로 돌출형성되어 있어 상기 상부케이싱과 상하 일체로 용접부착된 상태에서는 내부 일측끝단에 가로방향으로 길게 유입로가 형성되고 내부 타측끝단에는 가로방향으로 길게 유출로가 형성되며 상기 다수개의 돌출부 사이에는 각각 유입로와 유출로를 연결하는 관통로가 세로방향으로 형성되도록 되어 있는 하부바닥판을 포함하는 것을 특징으로 하는 열매체순환용 냉열판에 관한 것이다.

통상의 동결건조장치나 냉·난방장치 등과 같이 열을 방출하여 물체를 가온시키거나 또는 열을 흡수하여 물체를 냉각시키는 장치는 일반적으로 열매체(熱媒體)가 순환되는 냉열판이 구비되어 있어 상기 장치들의 발열작동 또는 흡열작동시 각각의 사이클(cycle)에 따라 냉열판 내부를 순환하는 열매체에 의해 물체가 가열 또는 냉각되도록 되어 있다.

상기와 같이 열매체가 순환되는 종래의 냉열판(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 얇은 직육면체형 케이싱으로 되어 있는 외부케이싱(101)이 구비되어 있고 상기 외부케이싱(101)은 내부 일측끝단에 가로방향으로 길게 유입파이프(102)가 관통삽입되어 있고 내부 타측끝단에는 가로방향으로 길게 유출파이프(103)가 관통삽입되어 있으며 상기 유입파이프(102)와 유출파이프(103) 사이에는 세로방향으로 다수개의 연결파이프(104)가 일정간격으로 나란히 연통설치되어 있어 상기 유입파이프(102)를 통해 유입된 열매체가 다수개의 연결파이프(104)를 거쳐 유출파이프(103)로 배출되면서 냉열판(100) 전체를 소정의 온도로 가온 또는 냉각시키도록 되어 있다.

그러나, 상기 종래의 냉열판(100)은 외부케이싱(101)의 내부에 별도의 유입파이프(102)와 유출파이프(103)와 다수개의 연결파이프(104)를 삽입 설치해야 하고 상기 유입파이프(102)와 유출파이프(103)와 다수개의 연결파이프(104)가 각각 연통되도록 위치에 맞게 다수개의 구멍을 천공한 상태에서 서로 용접부착해야 하므로 전체적인 제조공정이 복잡하고 어려우며 제조시간이 장시간 소요되는 문제점이 있었으며, 특히 - 50℃ 이하의 초저온 상태로 유지되는 열매체유가 사용될 경우에는 열매체의 특성상 저온에서 점도가 점차 증가하여 유동성이 저하되는데 상기 유입파이프(102)와 다수개의 연결파이프(104)가 연통된 부분은 직각을 이루도록 형성되어 있어 상기 초저온상태의 열매체가 유입파이프(102)에서 직각으로 연통된 유출파이프(104)로 자연스럽게 꺽여 유입되지 못하고 흐름성이 크게 저하되면서 유동저항이 증가하여 전체적인 열매체의 순환이 원활하게 이루어지지 않아 정확한 온도조건을 지속적으로 유지하기 어렵고 에너지 소모가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 별도의 파이프들을 사용하지 않고 상부케이싱과 하부바닥판만으로 내부에 유로(流路)가 형성된 냉열판을 단시간내에 간단하게 제조하며, 초저온 상태에서 점도가 높아진 열매체가 순환되는 경우에도 유입로에서 관통로로 자연스럽게 꺽여 유입되면서 열매체의 순환이 원활하게 이루어지도록 하는 것에 그 목적이 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 열매체순환용 냉열판은 하부가 개방된 직육면체형상으로 일측면에는 열매체유가 유입되는 유입구가, 타측면에는 상기 열매체유가 배출되는 유출구가 형성되는 상부케이싱; 및 상기 상부 케이싱의 하부에 부합되는 형상으로 일체로 용접부착되며 상부에는 다수개의 직선형상의 돌출부가 일정간격으로 형성되어 상기 상부케이싱과 일체로 용접부착된 상태에서 내부 일측끝단에는 유입로가 내부 타측끝단에는 유출로가 형성되며, 상기 돌출부 사이에는 상기 유입로와 유출로를 연결하는 관통로가 형성되는 하부바닥판; 을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 유입로는 상부케이싱의 유입구와 연통되고, 상기 유출로는 상부케이싱의 유출구와 연통되어 있다.

또한, 상기 돌출부는 유입로와 관통로가 연통되는 선단부 좌우측면에 각각 외측으로 라운드진 곡면부가 돌출 형성되어 있다.

또한, 상기 상부케이싱과 하부바닥판이 일체로 용접부착된 냉열판은 상하 다수개가 일정간격으로 적층되는 다층식 선반구조로 구성되며, 상기 상하 적층된 냉열판의 양측면에는 각각 다수개의 지지대가 형성되어 다층식 선반구조로 고정지지되고, 상하 적층된 냉열판의 각 유입구와 유출구에는 상하로 각각 연결되는 유입연결관과 유출연결관이 수직으로 연통설치 된다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 열매체순환용 냉열판(1)은 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 통상의 동결건조장치나 냉·난방장치 등과 같이 열을 방출하여 물체를 가온시키거나 또는 열을 흡수하여 물체를 냉각시키는 장치에서 사용되는 것으로, 상부케이싱(2)과 하부바닥판(3)이 상하로 맞닿아 용접부착된 상태로 내부에는 통상의 열매체(熱媒體)가 순환되면서 인접되게 위치된 물체를 소정의 온도로 가온 또는 냉각시키도록 되어 있다.

상기 상부케이싱(2)은 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 내열성(耐熱性) 및 내동성(耐凍性)이 강한 금속재질로 되어 있으며 하부가 개방된 얇은 직육면체형 케이스로 일측면에는 통상의 열매체가 유입되는 유입구(4)가 형성되어 있고 타측면에는 상기 유입구(4)와 반대쪽에 상기 열매체가 배출되는 유출구(5)가 형성되어 있다.

상기 하부바닥판(3)은 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 상부케이싱(2)과 동일하게 내열성 및 내동성이 강한 금속재질로 되어 있으며 상부케이싱(2)의 개방된 하부에 부합되는 사각판형상으로 상부케이싱(2)의 측면판 하단과 맞닿은 부분이 일체로 용접부착되면서 내부에 열매체가 순환되는 유로(流路)를 형성하도록 되어 있다.

상기 하부바닥판(3)은 상면부 가운데부분에 긴 직선형상으로 된 다수개의 돌출부(6)가 일정간격으로 나란히 프레스가공된 상태로 돌출형성되어 있고 상기 돌출 부(6)는 상면부가 상부케이싱(2)의 내측 하면부와 맞닿는 높이로 돌출형성되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 돌출부(6)의 상면부와 상부케이싱(2)의 내측 하면부가 맞닿은 상태에서 통상의 스폿용접 등을 통해 일체로 용접부착되도록 되어 있으며, 상기 상부케이싱(2)과 하부바닥판(3)이 상하 일체로 용접부착된 상태에서는 내부 일측 끝단에 가로방향으로 길게 유입로(8)가 형성되고 내부 타측 끝단에는 가로방향으로 길게 유출로(9)가 형성되며 상기 다수개의 돌출부(6) 사이에는 각각 상기 유입로(8)와 유출로(9)를 연결하는 관통로(7)가 세로방향으로 다수 형성되도록 되어 있다.

또한, 상기 유입로(8)는 상부케이싱(2)의 유입구(4)와 연통되도록 형성되어 있고 상기 유출로(9)는 상부케이싱(2)의 유출구(5)와 연통되도록 형성되어 있다.

또한, 상기 다수개의 돌출부(6)는 유입로(8)와 관통로(7)가 서로 연통되는 부분인 선단부쪽 좌우양측면에 각각 외측으로 라운드진 곡면부(10a)(10b)가 돌출 형성되어 있어 초저온 상태에서 점도가 높아진 열매체가 상기 곡면부(10a)(10b)를 따라 자연스럽게 유입로(8)에서 관통로(7)로 꺽여 유입되면서 유동저항이 커지거나 흐름성이 저하되는 것을 방지하도록 되어 있다.

상기에 부가하여, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 곡면부(10a)(10b)가 형성된 돌출부(6)간의 최단거리(W₁)는 곡면부(10a)(10b)가 형성되지 않은 돌출부(6)간의 최 단거리(W₂)보다 좁게 형성되어 있어 좁게 라운드진 곡면부(10a)(10b)사이를 유동저항없이 자연스럽게 통과한 열매체는 좀더 넓은 공간으로 유입되면서 유입로(8)에서 관통로(7)로의 순환이 더욱 원활하게 이루어지도록 되어 있다.

한편, 본 발명에서는 W₂가 W₁의 1.2~1.8 배로 유지되도록 형성하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에 따른 다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 냉열판(1)은 상하로 다수개가 일정간격으로 적층되어 다층식 선반구조로 설치될 수 있으며, 이 경우에는 다수개가 상하로 적층된 냉열판(1)의 양측면에 각각 다수개의 지지대(11)를 고정부착하여 다층식 선반형태로 고정지지되도록 하고 상하 적층된 냉열판(1)의 각 유입구(4)와 유출구(5)를 상하로 각각 연결하는 유입연결관(12)과 유출연결관(13)을 수직으로 연통설치하여 상기 유입연결관(12)을 통해 열매체가 각각의 냉열판(1)으로 유입되어 내부를 순환하면서 상기 유출연결관(13)을 통해 상하로 자연스럽게 배출되도록 할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 별도의 파이프를 설치하지 않고도 하부가 개방된 상부케이싱과 가운데부분에 다수개의 돌출부가 프레스가공된 하부바닥판을 상하 일체로 용접부착하여 내부에 각각의 유로(流路)가 형성된 냉열판을 단시간내에 간단하게 제조할 수 있어 제작시간 및 소요비용을 크게 감소시켜 생산효율을 증대시킬 수 있으며, - 50℃ 이하의 초저온 상태로 점도가 높아진 열매체가 냉열판 내부를 순환하는 경우에도 돌출부의 선단부쪽 좌우양측면에 라운드지게 형성된 만곡부에 의해 유입로에서 관통로로 자연스럽게 꺽여 유입되면서 유동저항없이 열매체의 순환이 원활하게 이루어질 수 있으며 이에 따라 적정온도 조건을 지속적으로 유지할 수 있고 에너지 소모가 적어 에너지 효율성이 증대될 수 있다.

또한, 다수개의 냉열판을 일정간격으로 상하 적층하여 간단하게 다층식 선반구조로 조립설치할 수 있어 냉열판이 상하 적층된 다층식 선반위에 가열 또는 냉각시키고자 하는 물체를 다량으로 올려놓고 한꺼번에 가열 또는 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

하부가 개방된 직육면체형상으로 일측면에는 열매체유가 유입되는 유입구(4)가, 타측면에는 상기 열매체유가 배출되는 유출구(5)가 형성되는 상부케이싱(2); 및 상기 상부케이싱(2)의 하부에 부합되는 형상으로 일체로 용접부착되며 상부에는 다수개의 직선형상의 돌출부(6)가 일정간격으로 형성되어 상기 상부케이싱(2)과 일체로 용접부착된 상태에서 내부 일측끝단에는 유입로(8)가 내부 타측끝단에는 유출로(9)가 형성되며, 상기 돌출부(6) 사이에는 상기 유입로(8)와 유출로(9)를 연결하는 관통로(7)가 형성되는 하부바닥판(3); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 열매체순환용 냉열판.
제 1항에 있어서,

상기 유입로(8)는 상부케이싱(2)의 유입구(4)와 연통되고, 상기 유출로(9)는 상부케이싱(2)의 유출구(5)와 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 열매체순환용 냉열판.
제 1항에 있어서,

상기 돌출부(6)는 유입로(8)와 관통로(7)가 연통되는 선단부 좌우측면에 각 각 외측으로 라운드진 곡면부(10a, 10b)가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열매체순환용 냉열판.
제 1항에 있어서,

상기 상부케이싱(2)과 하부바닥판(3)이 일체로 용접부착된 냉열판(1)은 상하 다수개가 일정간격으로 적층되는 다층식 선반구조로 구성되며, 상기 상하 적층된 냉열판(1)의 양측면에는 각각 다수개의 지지대(11)가 형성되어 다층식 선반구조로 고정지지되고, 상하 적층된 냉열판(1)의 각 유입구(4)와 유출구(5)에는 상하로 각각 연결되는 유입연결관(12)과 유출연결관(13)이 수직으로 연통설치 되는 것을 특징으로 하는 열매체순환용 냉열판.