KR20090044185A

KR20090044185A - Heat exchanger

Info

Publication number: KR20090044185A
Application number: KR1020070110155A
Authority: KR
Inventors: 장인성; 장인영; 백민곤; 정효승
Original assignee: (주)에이치제이테크; 장인성
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-07

Abstract

열교환 장치가 개시된다. 그러한 열교환 장치는 일측에 제1 유입구가 연결되어 유체가 유입되며, 상기 유체에 열교환이 이루어진 후 타측에 연결된 제1 배출구를 통하여 유체가 배출되는 쉘과, 상기 쉘의 내측에 길이방향으로 배치됨으로써 유로를 형성하는 적어도 하나 이상의 베플과, 상기 쉘의 내측에 배치되며, 내부에 유체가 흐름으로써, 상기 유체가 상기 쉘의 내부를 흐르는 유체와 열교환이 이루어지는 복수개의 전열관과, 그리고 상기 복수개의 전열관에 구비되어 유체간의 열교환을 활성화시키는 히트 파이프를 포함한다.A heat exchange device is disclosed. The heat exchange device has a shell in which fluid is discharged through a first outlet connected to the other side after the heat exchange is made to the first inlet connected to one side, and the fluid is disposed in the longitudinal direction inside the shell. At least one baffle forming a, and disposed inside the shell, the fluid flows therein, the fluid is provided with a plurality of heat pipes and the heat exchange with the fluid flowing inside the shell, and the plurality of heat pipes And heat pipes to activate heat exchange between the fluids.

열, 교환, 전열관, 쉘, 베플, 파이프, 헤더 Heat, exchange, heat pipe, shell, baffle, pipe, header

Description

Heat exchanger

본 발명은 열교환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쉘의 내부 구조를 개선하고, 세관형 히트 파이프를 구비함으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 열 교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to a heat exchanger that can improve the heat exchange efficiency by improving the internal structure of the shell, and having a tubular heat pipe.

일반적으로, 열교환기는 고온의 유체가 가진 열에너지를 저온유체로 보내는 장치이며, 가열기, 냉각기, 증발기, 응축기 등에 사용된다. Generally, a heat exchanger is a device that sends thermal energy of a high temperature fluid to a low temperature fluid, and is used in a heater, a cooler, an evaporator, a condenser, and the like.

이러한 열교환기는 그 용도에 따라 여러 형태로 구분되는데, 두 유체 사이에 격판이 있는 격판식(Shell & Tube형), 축열기를 장치하여 열을 전하는 축열식(재생식), 두 유체가 직접 접촉하는 직접 접촉식 등 3종류로 구분된다.These heat exchangers are divided into various types according to their use, including a diaphragm (Shell & Tube type) having a diaphragm between the two fluids, a regenerative type (regenerated type) that transfers heat by installing a regenerator, and a direct contact between the two fluids. It is divided into three types such as contact type.

격판식은 두 유체가 완전히 분리되어 있기 때문에, 화학공업, 식품공업 등에서와 같이 유체의 혼합을 피해야 하는 경우나 연소가스로 가열하는 보일러 등에 쓰인다. 그리고, 축열식은 다공성 재질이나 물결모양의 금속판을 겹친 회전 축열체를 두 유체 속으로 교대로 통과시켜 열을 교환하는 방식이다. 직접접촉식은 가장 효과적으로 열교환이 되지만 두 유체가 혼합되기 때문에 기체와 액체처럼 분리 가능한 유체 사이에서만 사용된다.Since the two fluids are completely separated, they are used in cases where the mixing of fluids is to be avoided, such as in the chemical industry and the food industry, or in a boiler heated by combustion gas. And, the regenerative type is a method of exchanging heat by alternately passing the rotating regenerative body superimposed on a porous material or a wavy metal plate into the two fluids. Direct contact is the most effective heat exchanger but is only used between separable fluids such as gas and liquid because the two fluids are mixed.

이러한 열교환기는 통상적으로 외관을 형성하며 유체가 유입/유출되는 쉘과, 이 쉘의 내부에 배치되어 유체의 통로가 되는 전열관과, 쉘의 내부에 다단으로 배치되어 유체를 순환시키는 베플로 이루어진다. Such a heat exchanger is typically made of a shell into which the fluid is introduced / extracted, a heat transfer tube disposed inside the shell to become a passage of the fluid, and a bevel disposed in the shell in multiple stages to circulate the fluid.

그리고, 쉘의 일측에는 유체가 유입되는 유입구가 구비되고, 쉘의 타측에는 전열관의 유체와 열교환을 완료한 유체가 배출되는 배출구가 구비된다.In addition, one side of the shell is provided with an inlet through which the fluid is introduced, and the other side of the shell is provided with a discharge port through which the fluid having completed heat exchange with the fluid of the heat transfer pipe is discharged.

따라서, 고온의 유체가 상기 쉘의 유입구를 통하여 내부를 통과한 후 배출구로 배출되는 과정에서 전열관 내부의 유체와 열교환이 이루어질 수 있다. Therefore, heat may be exchanged with the fluid inside the heat transfer pipe in the process of discharging the hot fluid through the inlet of the shell and then into the outlet.

그리고, 상기 전열관은 이 전열관의 내외측을 각각 통과하게 되는 고온유체와 저온유체간에 관벽을 매개로 하여 실질적인 열교환이 이루어지게 된다.In addition, the heat exchanger tube is substantially heat exchanged through the pipe wall between the high temperature fluid and the low temperature fluid which respectively pass through the inner and outer sides of the heat transfer tube.

상기 열교환기의 전열성능 향상 방법은 쉘측 및 튜브측 으로 구분되며, 튜브측의 전열효율을 향상시키기 위하여 전열관의 관벽에 표면코팅(surface coating)이나 일체형 거칠기 가공한 전열관을 사용하며, 일반적으로는 스파이럴관,콜게이트관 및 low fin 튜브를 사용하여 전열성능 향상을 꾀하고 있다. 그러나 셀측 전열성능 향상기법은 baffle 수를 증가시키는 방법 이외에는 별다른 방법이 없으며, 단점으로는 베플수의 증가에 따라 압력손실이 증가하므로 에너지 소비를 촉진하게 된다. 또한 기존의 베플에서는 쉘측의 유체흐름이 베플 선단에 와류(소용돌이)가 형성되어 전열면적의 정체영역(dead zone)이 형성되므로 정체구역에서 파울링(fouling)에 의한 부식이나 파공을 초래하기 쉬운 문제점으로 인하여 전열성능이 현저히 저감되는 등의 문제점이 있다. The heat transfer performance improvement method of the heat exchanger is divided into the shell side and the tube side, and in order to improve the heat transfer efficiency of the tube side, a surface coating or integrally roughened heat transfer tube is used on the tube wall of the heat transfer tube. It is trying to improve heat transfer performance by using pipe, corrugated pipe and low fin tube. However, the cell-side heat transfer performance improvement technique has no method other than increasing the number of baffles. The disadvantage is that pressure loss increases with increasing number of baffles, which promotes energy consumption. In addition, in the conventional baffles, the fluid flow on the shell side forms a dead zone of the heat transfer area due to the formation of a vortex (vortex) at the tip of the baffle, which leads to corrosion or porosity caused by fouling in the stagnant zone Due to this, there is a problem that the heat transfer performance is significantly reduced.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 쉘의 내측에 배치된 베플의 구조를 개선함으로써 열 교환효율을 향상시킬 수 있는 열교환장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat exchange apparatus that can improve the heat exchange efficiency by improving the structure of the baffle disposed inside the shell.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전열관의 외측에 구비되는 히트 파이프의 구조를 개선함으로써 효율을 향상시킬 수 있는 열교환장치를 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention to provide a heat exchanger that can improve the efficiency by improving the structure of the heat pipe provided on the outside of the heat transfer pipe.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예는 일측에 제1 유입구가 연결되어 유체가 유입되며, 상기 유체에 열교환이 이루어진 후 타측에 연결된 제1 배출구를 통하여 유체가 배출되는 쉘; 상기 쉘의 내측에 길이방향으로 배치됨으로써 유로를 형성하는 적어도 하나 이상의 베플; 상기 쉘의 내측에 배치되며, 내부에 유체가 흐름으로써, 상기 유체가 상기 쉘의 내부를 흐르는 유체와 열교환이 이루어지는 복수개의 전열관; 그리고 상기 복수개의 전열관에 구비되어 유체간의 열교환을 활성화시키는 히트 파이프를 포함하는 열교환장치를 제공한다.In order to achieve the object as described above, the preferred embodiment of the present invention is the first inlet is connected to the fluid is introduced into one side, the heat is exchanged to the fluid after the shell is discharged through the first outlet connected to the other side ; At least one baffle disposed in the longitudinal direction of the shell to form a flow path; A plurality of heat transfer tubes disposed inside the shell and configured to exchange heat with the fluid flowing inside the shell by flowing a fluid therein; And a heat pipe provided in the plurality of heat transfer tubes to activate heat exchange between the fluids.

이와 같은 본 발명에 따른 열교환장치는 전열관에 구비되는 히트 파이프의 형상을 나선 혹은 지그재그 형상으로 개선함으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.Such a heat exchange apparatus according to the present invention has an advantage of improving heat exchange efficiency by improving the shape of the heat pipe provided in the heat transfer pipe into a spiral or zigzag shape.

또한, 히트 파이프의 내측에 냉매를 봉입함으로써 전열관으로부터 전도된 열에 의하여 냉매가 기화 및 응축을 반복함으로써 열교환 효율이 향상될 수 있는 장점이 있다.In addition, by enclosing the refrigerant inside the heat pipe, the heat exchange efficiency may be improved by repeating vaporization and condensation of the refrigerant by heat conducted from the heat transfer tube.

그리고, 쉘 내부에 배치되는 베플의 배치구조를 길이방향으로 개선하여 쉘측 유체와 전열관측 유체간의 열 접촉시간을 증가시킴으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that the heat exchange efficiency can be improved by increasing the thermal contact time between the shell-side fluid and the heat-transfer fluid by improving the arrangement structure of the baffle disposed inside the shell in the longitudinal direction.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환장치의 구조를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the structure of the heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.

도1 내지 도3 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 열교환장치는 외관을 형성하며, 유체가 유입/유출되는 쉘(1)과, 상기 쉘(1)의 내측에 길이방향으로 배치됨으로써 유로를 형성하는 적어도 하나 이상의 베플(3)과, 상기 쉘(1)의 내측에 배치되며, 내부에 유체가 흐름으로써, 상기 유체가 상기 쉘(1)의 내부를 흐르는 유체와 열교환이 이루어지는 복수개의 전열관(5)과, 그리고 상기 복수개의 전열관(5)에 구비되어 유체간의 열교환을 활성화시키는 히트 파이프(7)를 포함한다.As shown in Figures 1 to 3, the heat exchanger proposed by the present invention forms an outer appearance, the fluid flows by being disposed in the longitudinal direction inside the shell (1) and the inside of the shell (1) At least one baffle (3) forming a, and a plurality of heat transfer tubes disposed inside the shell (1), the fluid flows therein, the fluid is heat exchanged with the fluid flowing inside the shell (1) (5) and a heat pipe 7 provided in the plurality of heat transfer tubes 5 to activate heat exchange between the fluids.

이러한 구조를 갖는 열교환장치에 있어서, 상기 쉘(1)은 내부에 공간이 형성되어 유체가 충전될 수 있는 통체형상이며, 바람직하게는 원통형상을 갖는다.In the heat exchanger having such a structure, the shell (1) has a cylindrical shape in which a space is formed to fill the fluid, and preferably has a cylindrical shape.

그리고, 상기 쉘(1)의 일측에는 제1 유입구(9)가 연결되고, 타측에는 제1 배출구(11)가 연결된다. 따라서, 고온의 유체가 제1 유입구(9)를 통하여 쉘(1)의 내부로 공급된 후, 전열관(5)의 내부를 흐르는 유체와 열교환을 이룬후 제1 배출 구(11)를 통하여 배출된다.The first inlet 9 is connected to one side of the shell 1, and the first outlet 11 is connected to the other side of the shell 1. Therefore, after the high temperature fluid is supplied into the shell 1 through the first inlet 9, heat is exchanged with the fluid flowing inside the heat pipe 5, and then discharged through the first outlet 11. .

그리고, 이러한 쉘(1)의 내부에는 적어도 하나 이상의 베플(3)이 배치된다. 이 베플(3)은 쉘(1)의 길이방향을 따라 배치되며, 서로 지그재그 형상을 이룬다. In addition, at least one baffle 3 is disposed inside the shell 1. The baffles 3 are arranged along the longitudinal direction of the shell 1 and form a zigzag shape with each other.

따라서, 쉘(1)의 내부를 흐르는 유체는 이 베플(3)이 형성한 지그재그 형상의 유로를 따라 흐르게 된다. Therefore, the fluid flowing inside the shell 1 flows along the zigzag flow path formed by the baffle 3.

이때, 유체가 다수의 베플(3) 사이를 흐르게 됨으로써 유체가 일정유로를 흐르게 되며, 전열관(5)과 접촉하는 시간이 증가함으로써 열교환 효율이 증가하게 된다.At this time, the fluid flows between the plurality of baffles 3, the fluid flows through a certain flow path, the heat exchange efficiency is increased by increasing the time to contact the heat transfer pipe (5).

그리고, 쉘(1)의 양단부에는 제1 및 제2 헤더(13,15)가 구비됨으로써 유체가 유입 혹은 유출될 수 있다.The first and second headers 13 and 15 are provided at both ends of the shell 1 to allow fluid to flow in or out.

즉, 쉘(1)의 일측에는 제1 헤더(13)가 구비되며, 제1 헤더(13)는 제1 관판(17)에 의하여 쉘(1)의 내부와 구획된다. 또한, 쉘(1)의 타측에는 제2 헤더(15)가 구비되며, 제2 헤더(15)는 제2 관판(19)에 의하여 쉘(1)의 내부와 구획된다.That is, the first header 13 is provided at one side of the shell 1, and the first header 13 is partitioned from the inside of the shell 1 by the first tube plate 17. In addition, a second header 15 is provided on the other side of the shell 1, and the second header 15 is partitioned from the inside of the shell 1 by the second tube plate 19.

이러한 제1 헤더(13)는 그 내부에 분리판(22)이 구비됨으로써 내부 공간이 2부분으로 분할될 수 있다. 즉, 상기 제1 헤더(13)는 상기 분리판(22)에 의하여 제1 및 제2 공간(25)으로 분할된다.The first header 13 may be divided into two parts by providing a separator 22 therein. That is, the first header 13 is divided into first and second spaces 25 by the separating plate 22.

그리고, 분할된 제1 헤더(13)의 공간중 일측에 형성된 제1 공간(21)에는 제2 유입구(27)가 연결되고, 타측에 형성된 제2 공간(25)에는 제2 배출구(29)가 연결된다.In addition, a second inlet port 27 is connected to the first space 21 formed at one side of the space of the divided first header 13, and a second outlet 29 is formed at the second space 25 formed at the other side. Connected.

또한, 다수의 전열관(5)도 제1 공간(21)에 연통되는 제1 전열관부(26)와, 제 2 공간(25)에 연통되는 제2 전열관부(28)로 분리된다.The plurality of heat transfer tubes 5 are also separated into a first heat transfer tube portion 26 communicating with the first space 21 and a second heat transfer tube portion 28 communicating with the second space 25.

따라서, 제2 유입구(27)를 통하여 제1 헤더(13)의 제1 공간(21)으로 유입된 유체는 제1 전열관부(26)를 통하여 제2 헤더(15)로 공급된다.Accordingly, the fluid introduced into the first space 21 of the first header 13 through the second inlet 27 is supplied to the second header 15 through the first heat pipe part 26.

이때, 상기 제2 헤더(15)는 내부에 일정한 공간이 형성된 구조를 갖는다. 그리고, 제2 헤더(15)는 다수의 전열관(5)과 연통된다.At this time, the second header 15 has a structure in which a predetermined space is formed. The second header 15 communicates with the plurality of heat transfer tubes 5.

따라서, 상기 제1 전열관부(26)를 통과한 유체는 제2 헤더(15)에 저장되며, 다시 제2 전열관부(28)를 통하여 제2 공간(25)으로 공급된다.Therefore, the fluid passing through the first heat pipe part 26 is stored in the second header 15, and is supplied to the second space 25 through the second heat pipe part 28 again.

그리고, 제2 공간(25)으로 공급된 유체는 제2 배출구(29)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.In addition, the fluid supplied to the second space 25 may be discharged to the outside through the second discharge port 29.

결과적으로, 고온의 유체가 다수의 전열관(5)을 통하여 흐르는 동안, 쉘(1)측의 내부를 흐르는 유체와 열교환을 이루게 된다.As a result, while the high temperature fluid flows through the plurality of heat transfer tubes 5, heat exchange is performed with the fluid flowing inside the shell 1 side.

한편, 상기 전열관(5)은 그 표면에 히트 파이프(7)가 구비됨으로써 열교환 효율이 증가될 수 있다.On the other hand, the heat pipe (5) is provided with a heat pipe (7) on its surface can increase the heat exchange efficiency.

이러한 히트 파이프(7)는 다양한 형상이 가능하며, 도4a 내지 도4c 에 그 일예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 히트 파이프(7)는 일정 직경을 갖는 세관을 전열관(5)의 외주면에 길이방향을 따라 스파이럴 형상으로 권취한 형상이다.The heat pipe 7 can be of various shapes, one example of which is shown in FIGS. 4A to 4C. As shown in the drawing, the heat pipe 7 is a shape in which a tubule having a predetermined diameter is wound in a spiral shape along the longitudinal direction on the outer circumferential surface of the heat transfer pipe 5.

즉, 상기 히트 파이프(7)는 전열관(5)의 하부에 고정된 상태에서 일정 곡률의 나선궤적을 따라 타원형으로 감긴 후 전열관(5)의 상부에 고정되고, 이러한 형상을 반복함으로써 형성되는 스파이럴 형상을 갖는다. That is, the heat pipe 7 is wound in an elliptical shape along a spiral trajectory of a predetermined curvature while being fixed to the lower portion of the heat pipe 5, and is fixed to the top of the heat pipe 5, and is formed by repeating such a shape. Has

그리고, 이러한 히트 파이프(7)의 내부에는 냉매(C)를 봉입함으로써 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.The heat exchange efficiency can be improved by sealing the refrigerant C in the heat pipe 7.

이때, 상기 히트 파이프(7)는 전열관(5)의 표면에 용접등에 의하여 고정될 수 도 있고, 혹은 전열관(5)의 표면에 안착홈(h)을 형성하고, 이 안착홈(h)에 히트 파이프(7)를 용접에 의하여 고정하는 방식으로 고정될 수 있다. At this time, the heat pipe 7 may be fixed to the surface of the heat transfer pipe 5 by welding or the like, or to form a mounting groove (h) on the surface of the heat transfer pipe (5), the heat in the mounting groove (h) The pipe 7 can be fixed in a manner to fix it by welding.

히트 파이프(7)가 안착홈(h)에 고정되는 방식은 히트 파이프(7)와 전열관(5)의 접촉면적을 증가시킴으로서 열전도율을 높일 수 있다.The manner in which the heat pipe 7 is fixed to the seating groove h may increase the thermal conductivity by increasing the contact area between the heat pipe 7 and the heat transfer pipe 5.

그리고, 히트 파이프(7)의 내경은 약 1mm ~ 5mm 범위 이내인 것이 바람직하다. 그 이유는 히트 파이프(7)의 내경이 1mm미만일 경우 나선형 또는 지그재그형으로 굴곡시킬 때 굴곡부위의 내경이 극도로 좁아져 막히게 되거나 브레이징 가공시 그 열에 의해 쉽게 용융되어 구멍이 뚫리게 될 수 있다. 또한, 히트 파이프(7)의 내경이 5mm를 초과할 경우 모세관력에 의한 히트 파이프(7)의 작동이 원활하지 못하게 되는 문제점이 발생되기 때문이다. And, the inner diameter of the heat pipe 7 is preferably within the range of about 1mm to 5mm. The reason is that when the inner diameter of the heat pipe 7 is less than 1 mm, the inner diameter of the bent portion is extremely narrowed when being bent in a spiral or zigzag shape, or it may be easily melted and drilled by the heat during brazing. In addition, when the inner diameter of the heat pipe 7 exceeds 5mm, the problem that the operation of the heat pipe 7 due to the capillary force is not smooth.

도5a 내지 도5c 에는 이러한 히트 파이프 의 다른 실시예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 히트 파이프(33)는 전열관(31)의 하부에 고정된 상태로 전열관(31)을 감싸는 원형의 궤적을 따라 길이방향으로 진행한 형상을 갖는 차이점이 있다. 5a to 5c show another embodiment of such a heat pipe. As shown, the heat pipe 33 according to the present embodiment has a difference in the longitudinal direction along the circular trajectory surrounding the heat transfer pipe 31 in a state fixed to the lower portion of the heat transfer pipe 31.

이때, 히트 파이프(33)는 전열관(31)의 표면에 직접 용접 등에 의하여 고정되거나, 안착홈(h)을 형성하고, 이 안착홈(h)에 히트 파이프(33)가 고정된다.At this time, the heat pipe 33 is fixed to the surface of the heat transfer pipe 31 by direct welding or the like, or forms a seating groove h, and the heat pipe 33 is fixed to the seating groove h.

도6a 내지 도6c 에도 히트 파이프(43)의 또 다른 실시예가 도시된다. 즉, 히트 파이프(43)가 지그재그 형상을 가진 상태로 전열관(41)의 길이방향으로 배치된 구조를 갖는다. 6A-6C, another embodiment of a heat pipe 43 is also shown. That is, the heat pipe 43 has a structure arranged in the longitudinal direction of the heat transfer pipe 41 in a zigzag shape.

이때, 상기 지그재그 형상의 히트 파이프(43)는 전열관(41)의 상부 표면에 배치될 수도 있고, 하부 표면에 배치될 수도 있다. 이는 전열관(41)의 설계에 따라 적절하게 선택될 수 있다. At this time, the zigzag heat pipe 43 may be disposed on the upper surface of the heat transfer pipe 41, or may be disposed on the lower surface. This may be appropriately selected depending on the design of the heat transfer pipe 41.

그리고, 히트 파이프(43)는 전열관(41)의 표면에 직접 용접 등에 의하여 고정되거나, 안착홈(h)을 형성하고, 이 안착홈(h)에 히트 파이프(43)가 고정될 수 있다.The heat pipe 43 may be fixed to the surface of the heat transfer pipe 41 by direct welding, or may form a seating groove h, and the heat pipe 43 may be fixed to the seating groove h.

도7a 내지 도7c 에도 히트 파이프(53)의 또 다른 실시예가 도시된다. 도시된 바와 같이, 히트 파이프(53)는 전열관(51)의 하부표면에 지그재그형상으로 배치된 상태에서 히트 파이프(53)의 양측을 상부로 절곡시킴으로써 전열관(51)의 양측을 감싸는 형상을 갖는다.7A-7C, another embodiment of a heat pipe 53 is also shown. As shown in the drawing, the heat pipe 53 has a shape that wraps both sides of the heat pipe 51 by bending both sides of the heat pipe 53 upward while being arranged in a zigzag shape on the lower surface of the heat pipe 51.

이때, 상기 히트 파이프(53)는 상기한 바와 같이, 전열관(51)의 하부 표면에 배치되어 상부방향으로 절곡될 수도 있고, 반대로 상부 표면에 배치되어 하부 방향으로 절곡될 수도 있다. 이는 전열관(51)의 설계에 따라 적절하게 선택될 수 있다. In this case, as described above, the heat pipe 53 may be disposed on the lower surface of the heat transfer tube 51 and bent upwards, or may be disposed on the upper surface and bent downwards. This can be appropriately selected depending on the design of the heat transfer pipe 51.

그리고, 히트 파이프(53)는 전열관(51)의 표면에 직접 용접 등에 의하여 고정되거나, 안착홈(h)을 형성하고, 이 안착홈(h)에 히트 파이프(53)가 고정될 수 있다. The heat pipe 53 may be fixed to the surface of the heat transfer pipe 51 by direct welding, or may form a seating groove h, and the heat pipe 53 may be fixed to the seating groove h.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환기의 작동과정을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the operation of the heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 열교환기에 의하여 유체간 열교환을 진행하는 경우, 먼저, 제1 헤더(13)의 제2 유입구(27)를 통하여 고온의 유체를 공급한다. 제1 헤더(13)로 공급된 고온의 유체는 제1 전열관부(26)를 통과한 후, 제2 헤더(15)로 공급되며, 제2 전열관부(28)를 통하여 제2 헤더(15)로 공급된다.As shown in the drawing, when performing the heat exchange between the fluid by the heat exchanger proposed in the present invention, first, the high temperature fluid is supplied through the second inlet 27 of the first header (13). The high temperature fluid supplied to the first header 13 passes through the first heat pipe part 26, and then is supplied to the second header 15, and the second header 15 is passed through the second heat pipe part 28. Is supplied.

이때, 상기 쉘(1)의 내부에는 제1 유입구(9)를 통하여 유입된 유체가 다수의 베플(3) 사이를 흐르고 있는 상태이다.In this case, the fluid introduced through the first inlet 9 flows between the plurality of baffles 3 in the shell 1.

따라서, 전열관(5)의 내부를 흐르는 고온의 유체와 쉘(1)의 내부를 흐르는 유체간의 열교환이 전열관(5)의 관벽과 히트 파이프(7)를 통하여 이루어진다. Therefore, heat exchange between the high temperature fluid flowing inside the heat transfer pipe 5 and the fluid flowing inside the shell 1 takes place through the pipe wall of the heat transfer pipe 5 and the heat pipe 7.

여기서, 상기 히트 파이프(7)를 통하여 이루어지는 열교환 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. Here, the heat exchange process made through the heat pipe 7 will be described in more detail.

즉, 전열관(5)의 내부를 통과하는 고온의 유체로부터 전도된 열이 전열관(5)의 외측에 연결된 히트 파이프(7)와의 접점(P)을 통하여 히트 파이프(7)로 전달된다. 그리고, 히트 파이프(7)로 전달된 열은 히트 파이프(7)의 내부에 봉입된 냉매(C) 중에서 접점부위(P)에 머물러 있던 일부 냉매(C)를 기화시키게 된다. That is, heat conducted from the high temperature fluid passing through the inside of the heat pipe 5 is transferred to the heat pipe 7 through the contact point P with the heat pipe 7 connected to the outside of the heat pipe 5. The heat transferred to the heat pipe 7 vaporizes some of the refrigerant C remaining in the contact portion P among the refrigerant C enclosed in the heat pipe 7.

기화된 냉매(C)는 나선형 또는 지그재그형상의 히트 파이프(7)를 통하여 접점부위(P)로부터 히트 파이프(7)의 양측으로 이동하게 되고, 히트 파이프(7)의 양측으로 이동한 기화된 냉매(C)는 히트 파이프(7)의 외부로 흐르는 유체에 열을 전달함과 동시에 응축되어 액화된다.The vaporized refrigerant C moves from the contact portion P to both sides of the heat pipe 7 through the spiral or zigzag heat pipe 7, and moves to both sides of the heat pipe 7. (C) condenses and liquefies while transferring heat to the fluid flowing out of the heat pipe (7).

그리고, 액화된 냉매(C)는 히트 파이프(7)의 형상에 의한 경사 또는 모세관력과 히트 파이프(7)내의 접점부위(P)에서 계속 기화가 진행되고 있는 냉매(C)에 의해 형성된 압력에 의해 히트 파이프(7)와 전열관(5)의 접점부위(P)로 복귀하게 된다.Then, the liquefied refrigerant (C) is inclined by the shape of the heat pipe (7) or capillary force and the pressure formed by the refrigerant (C) that is continuously evaporated at the contact point (P) in the heat pipe (7) This returns to the contact point P of the heat pipe 7 and the heat exchanger tube 5.

이와 같은 과정을 반복함으로써, 히트 파이프(7) 내부의 냉매(C)는 기화 및 응축을 반복하게 되고, 열교환은 히트 파이프(7)의 전체 구간에 걸쳐 지속적으로 균일하게 이루어질 수 있다.By repeating such a process, the refrigerant C inside the heat pipe 7 repeats vaporization and condensation, and the heat exchange can be continuously and uniformly carried out over the entire section of the heat pipe 7.

결과적으로, 전열관(5)의 내부를 흐르는 유체와 쉘(1)의 내부를 흐르는 유체가 전열관(5) 및 히트 파이프(7)를 매개로 하여 열교환이 효율적으로 진행될 수 있다.As a result, the heat exchange can be efficiently carried out between the fluid flowing inside the heat transfer pipe 5 and the fluid flowing inside the shell 1 via the heat transfer pipe 5 and the heat pipe 7.

한편, 상기 열교환기에서는 쉘 앤드 튜브형 열교환기를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 방식의 열교환기에도 적용가능하다. In the heat exchanger, the shell and tube heat exchanger has been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the heat exchanger can be applied to various types of heat exchanger.

예를 들면, 도8 에 도시되어 있는 바와 같은 공랭식 열교환기(60)에도 적용될 수 있다. 이 경우에는 전열관(61)의 히트 파이프(63)가 최대한 넓은 면적에 걸쳐 공기와 접촉될 수 있도록 도4 에 도시되어 있는 바와 같은 나선형상이나 도6 에 도시되어 있는 바와 같은 지그재그 형상의 히트 파이프(63)가 바람직하다.For example, it may be applied to the air-cooled heat exchanger 60 as shown in FIG. In this case, the heat pipe 63 of the spiral tube as shown in FIG. 4 or the zigzag-shaped heat pipe 63 as shown in FIG. 6 is provided so that the heat pipe 63 of the heat transfer pipe 61 can be contacted with air over the largest possible area. Is preferred.

혹은, 도9 에 도시된 바와 같이, 히트 파이프식 라디에이터(70)에도 적용될 수 있다. 즉, 이러한 히트 파이프식 라이에이터(70)는 온수관 또는 전기히터(72)가 내장된 본체(74)의 내부에 냉매(C)를 봉입하여 잠열을 이용하여 방열작용을 하는 방식이다.Alternatively, as shown in FIG. 9, it may also be applied to the heat pipe type radiator 70. That is, the heat pipe type writer 70 is a method of heat dissipation using latent heat by enclosing the refrigerant (C) in the body 74 in which the hot water pipe or the electric heater 72 is built.

도1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열 교환장치의 내부 구조를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing the internal structure of a heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.

도2 는 도1 의 평면도이다.2 is a plan view of FIG.

도3 은 도1 에 도시된 열 교환장치의 분해 사시도이다.3 is an exploded perspective view of the heat exchanger shown in FIG.

도4(a) 는 도1 에 도시된 히트 파이프의 일 실시예를 보여주는 사시도이고, 도4(b) 는 종단면도이고, 도4(c) 는 횡단면도이다.FIG. 4 (a) is a perspective view showing one embodiment of the heat pipe shown in FIG. 1, FIG. 4 (b) is a longitudinal sectional view, and FIG. 4 (c) is a cross sectional view.

도5(a) 는 도1 에 도시된 히트 파이프의 다른 실시예를 보여주는 사시도이고, 도5(b) 는 종단면도이고, 도5(c) 는 횡단면도이다.Fig. 5 (a) is a perspective view showing another embodiment of the heat pipe shown in Fig. 1, Fig. 5 (b) is a longitudinal sectional view, and Fig. 5 (c) is a cross sectional view.

도6(a) 는 도1 에 도시된 히트 파이프의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이고, 도6(b) 는 종단면도이고, 도6(c) 는 횡단면도이다.FIG. 6 (a) is a perspective view showing another embodiment of the heat pipe shown in FIG. 1, FIG. 6 (b) is a longitudinal sectional view, and FIG. 6 (c) is a cross sectional view.

도7(a) 는 도1 에 도시된 히트 파이프의 또 다른 실시예를 보여주는 사시도이고, 도7(b) 는 종단면도이고, 도7(c) 는 횡단면도이다.Fig. 7 (a) is a perspective view showing another embodiment of the heat pipe shown in Fig. 1, Fig. 7 (b) is a longitudinal sectional view, and Fig. 7 (c) is a cross sectional view.

도8 은 도1 에 도시된 열 교환장치의 다른 실시예로써 공랭식 열교환 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 8 is a view schematically showing an air-cooled heat exchanger as another embodiment of the heat exchanger shown in FIG.

도9 는 도1 에 도시된 열 교환 장치의 또 다른 실시예로써 라디에이터 방식의 열교환 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 9 is a view schematically showing a radiator heat exchanger as another embodiment of the heat exchanger shown in FIG. 1.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉<Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 쉘 3 : 베플1: shell 3: baffle

5 : 전열관 7 : 히트 파이프 5: heat pipe 7: heat pipe

13, 15: 제1 및 제2 헤더 17,19: 제1 및 제2 관판 13, 15: first and second headers 17, 19: first and second tube plates

Claims

A shell into which a fluid is introduced through a first inlet connected to one side, and the fluid is discharged through a first outlet connected to the other side after heat exchange is performed to the fluid;

At least one baffle disposed in the longitudinal direction of the shell to form a flow path;

A plurality of heat transfer tubes disposed inside the shell and configured to exchange heat with the fluid flowing inside the shell by flowing a fluid therein; And

And a heat pipe provided in the plurality of heat transfer tubes to activate heat exchange between the fluids.

The shell of claim 1, further comprising: a first header provided at one end of the shell and separated from the inside of the shell by a first tube plate, and having a fluid flowing in and out; And a second header forming a space separated from the heat exchanger.

According to claim 2, wherein the first header is provided in the partition plate for partitioning the space into the first and second space, a second inlet pipe in fluid communication to the first space and the second, And a second discharge pipe communicating with the space to discharge the fluid.

The heat exchange apparatus of claim 3, wherein the plurality of heat transfer tubes comprise a first heat transfer tube portion communicating with the first space and into which the fluid is introduced, and a second heat transfer tube portion communicating with the second space and with which the fluid is discharged.

The heat exchange apparatus according to claim 1, wherein the heat pipe is fixed to the heat pipe and surrounds the heat pipe, and has a spiral shape extending along a spiral trajectory.

The heat exchanger according to claim 5, wherein the spiral trajectory formed by the heat pipe forms a circle or an elliptical shape around the heat pipe.

The heat exchanger of claim 1, wherein the heat pipe is fixed to the heat pipe and has a zigzag shape.

8. The heat exchanger of claim 7, wherein the heat pipes are bent at both ends of the zigzag shape to surround both sides of the heat transfer pipe.

The heat exchanger according to any one of claims 5 to 8, wherein the heat pipe includes a capillary tube, and a refrigerant can be enclosed therein.

The heat exchanger according to any one of claims 5 to 8, wherein the heat pipe is fixed to the surface of the heat pipe by welding.

The heat exchanger of claim 5, wherein the heat pipe is fixed to a seating groove formed in a surface of the heat pipe.