KR20100059140A

KR20100059140A - 환기덕트용 전열교환기 소자

Info

Publication number: KR20100059140A
Application number: KR1020080117802A
Authority: KR
Inventors: 전범수
Original assignee: 전범수
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2010-06-04

Abstract

본 발명은 환기덕트용 전열교환기 소자에 관한 것이다. 배기덕트(24)와 급기덕트(26)가 교차하는 지점에 배치되는 전열교환기를 구성하기 위하여 공기가 유동하는 채널통로(18)의 방향이 직교를 이루어 상하 교대로 배열될 수 있도록 한 정사각형의 판상체(10)로 구성된다. 본 발명에 따라서, 상기 판상체(10)의 변부에서 대향된 쌍을 이루는 일측쌍의 변부에 상기 판상체(10)의 표면으로부터 상향돌출된 두개의 돌선(12)(12')을 형성하여 이들 사이에 기다란 요홈선(13)을 형성하고 타측쌍의 변부에는 상기 판상체(10)의 평면으로부터 하향돌출된 하향돌출선(14)을 형성하며, 상기 판상체(10)의 전면에 일정한 폭을 갖는 대형 정사각형 구획부(S1)와 중앙의 소형 정사각형 구획부(S2)를 형성하고 상기 판상체(10)의 전면변부와 상기 각 구획부(S1, S2)에 의하여 사각형의 대형섹션(P1), 중간섹션(P2)과 소형섹션(P3)을 구획하여, 상기 대형섹션(P1)과 상기 소형섹션(P3)에 상향 파상벽(16a)을 형성하고, 상기 중간섹션(P2)에는 하향파상벽(16b)을 형성하여 구성된다.

환기덕트, 전열교환기, 판상체, 파상벽, 채널통로.

Description

환기덕트용 전열교환기 소자 {HEAT EXCHANGE ELEMENT FOR VENTILATING DUCT}

본 발명은 환기덕트용 전열교환기 소자에 관한 것으로, 특히 배기덕트와 급기덕트의 교차지점에 배치하여 배기되는 공기와 급기되는 공기 사이의 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 전열교환기에 사용되는 전열교환기 소자에 관한 것이다.

통상적으로, 환기덕트에서 배기덕트와 급기덕트의 교차지점에 설치되어 배기덕트를 통하여 배기되는 공기와 급기덕트를 통하여 급기되는 공기 사이의 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 동절기에 배기되는 공기의 온열이 급기되는 공기에 전달되고 하절기에는 배기되는 공기의 냉기가 급기되는 공기에 전달될 수 있도록 하여 실내공조시스템의 공조효과에 일조할 수 있도록 하는 전열교환기가 사용된다. 이러한 통상적인 전열교환기에 사용되는 전열소자는 배기공기가 지날 수 있는 배기채널과, 이러한 배기채널과 상하 교대로 배치되어 있으며 배기채널의 배기방향과는 직교를 이루는 방향으로 급기공기가 급기되는 급기채널을 갖는다. 통상적으로 이들 배기채널과 급기채널을 구성하는 구성요소는 동일한 구조이나 이들 채널을 통하여 지나는 배기공기 또는 급기공기의 방향은 서로 직교를 이룬다. 따라서, 종래의 전열교환기는 동일한 구조의 채널구성요소를 다량으로 제조한 다음 이들 각각을 상하 교대로 배치하여 배기채널과 급기채널을 구성할 수 있도록 한다. 종래 전형적인 채널구조는 마치 골판지의 구성과 유사하게 단위단면의 형태가 삼각형인 파상형(波狀形)으로 절곡된 파상벽(波狀壁)의 상하측 형성되는 삼각형 단면의 채널통로를 다수 갖는 것이 알려져 있으며 사용된 재질은 종이 또는 합성수지인 것이 알려져 있다.

예를 들어, 상기 언급된 바와 같이, 골판지의 구성과 유사하게 단위단면의 열교환기 소자의 경우, 이러한 전열교환기 소자는 정사각형의 판상체로 구성되고 전면에 걸쳐 동일한 방향으로 삼각형 단면의 채널통로가 다수 형성된다. 그리고, 전열교환기 소자를 구성하는 이러한 판상체는 다수가 적층되어 전열교환기를 구성한다. 이들 판상체가 적층될 때, 제1 판상체상에 이러한 제1 판상체의 채널통로의 방향과 서로 직교를 이루는 제2 판상체가 적층되며 이들 제1 판상체와 제2 판상체 사이에는 평면상의 평판체가 배치된다. 이와 같이 채널통로가 서로 직교를 이루는 두개의 판상체 사이에 평판체가 배치되는 방식으로 다수의 판상체가 적층되어 전열교화기 적층체를 구성하게 된다. 잘 알려진 바와 같이 전열교환기 소자에서 단위단면의 형태가 삼각형인 지그재그형 단면벽으로 채널통로를 형성하는 것은 표면적을 증가시켜 열전달효율을 높이기 위한 것이다. 이러한 종래기술의 전열교환기 소자는 이들이 적층될 때 이들 사이에 배치되어 서로 직교를 이루는 채널통로를 분리하는 평판체가 필수적으로 사용되어야 한다.

본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안 하여 창안한 것으로, 전열교환기 소자를 구성하는 정사각형의 판상체가 그 전면을 통하여 수개의 섹션으로 분할되어 상면에 일측방향으로 향하는 채널통로가 형성되고 하면에는 타측방향으로 향하는 채널통로가 형성되며 이러한 판상체가 적층될 때 상하인접한 판상체가 90°회전된 상태로 배치되어 적층되는 전열교환기 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위하여, 본 발명에 있어서는 배기덕트와 급기덕트가 교차하는 지점에 배치되는 전열교환기를 구성하기 위하여 공기가 유동하는 채널통로의 방향이 직교를 이루어 상하 교대로 배열될 수 있도록 한 정사각형의 판상체로 구성되는 환기덕트용 전열교환기 소자를 제공한다. 본 발명에 따라서, 상기 판상체의 변부에서 대향된 쌍을 이루는 일측쌍의 변부에 상기 판상체의 표면으로부터 상향돌출된 두개의 돌선을 형성하여 이들 사이에 기다란 요홈선을 형성하고 타측쌍의 변부에는 상기 판상체의 평면으로부터 하향돌출된 하향돌출선을 형성하며, 상기 판상체의 전면에 일정한 폭을 갖는 대형 정사각형 구획부와 중앙의 소형 정사각형 구획부를 형성하고 상기 판상체의 전면변부와 상기 각 구획부에 의하여 사각형의 대형섹션, 중간섹션과 소형섹션을 구획하여, 상기 대형섹션과 상기 소형섹션에 상향 파상벽을 형성하고, 상기 중간섹션에는 하향파상벽을 형성하여 구성됨을 특징으로 한다. 상기 상향파상벽은 상기 요홈선에 평행하고 상기 하향파상벽은 상기 하향돌출선에 평행하 다. 상기 판상체는 얇은 플라스틱판 또는 종이로 만들어질 수 있다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전열교환기 소자를 보인 것이다. 본 발명의 전열교환기 소자는 얇은 플라스틱판 또는 종이로 만들어지는 정사각형의 판상체(10)로 구성된다. 이러한 판상체(10)의 4개 변부을 가지며 대향된 쌍을 이루는 일측쌍의 변부에 판상체(10)의 평면으로부터 상향돌출된 두개의 돌선(12)(12')을 형성하여 이들 사이에 기다란 요홉선(13)이 형성되게 하고, 타측쌍의 변부에는 판상체(10)의 평면으로부터 하향돌출된 하향돌출선(14)이 형성된다. 이러한 판상체(10)의 상면과 하면에서 이후 상세히 설명되는 채널통로를 형성하기 위하여 판상체(10)의 전면이 수개의 섹션으로 나누어지고 이들 섹션에 단위단면의 형태가 삼각형인 파상벽(16a, 16b)이 판상체(10)의 각 방향, 즉 각 요홈선(13)과 하향돌출선(14)에 평행한 방향으로 형성되어 있다. 예를 들어, 도 1에서 요홈선(12)은 Y축에 평행하고 하향돌출선(14)은 X축에 평행하다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 전열교환기 소자를 구성하는 판상체(10)에 구획된 수개의 섹션에 채널통로를 형성하는 파상벽(16a, 16b)이 형성되는 것을 보이고 있다.

도 6에서, 판상체(10)에는 예를 들어 도면의 좌우 양측에 대향된 쌍의 요홈선(13)이 형성되고 도면의 상하 양측에 대향된 쌍의 하향돌출선(14)이 형성되어 있는 것으로 설명된다.

판상체(10)의 전면은 도 6에서 보인 바와 같이 일정한 폭(d)을 갖는 대형 정사각형 구획부(S1)와 중앙의 소형 정사각형 구획부(S2)가 형성되어 있다. 이들 구획부(S1)(S2)에 의하여 판상체(10)의 전면변부와 대형 정사각형 구획부(S1) 사이에 사각형의 대형섹션(P1), 대형 정사각형 구획부(S1)와 소형 정사각형 구획부(S2) 사이의 중간섹션(P2)과, 소형 정사각형 구획부(S2)내의 소형섹션(P3)이 구획된다.

본 발명에 따라서, 이들 각 섹션(P1, P2, P3)에 삼각단면의 채널통로를 형성하는 파상벽(16a, 16b)이 형성된다.

도 7에서 보인 바와 같이, 판상체(10)의 변부에 인접한 대형섹션(P1)과 중앙의 소형섹션(P3)에는 상향돌출되고 삼각단면의 채널통로가 판상체(10)의 요홈선(13)에 평행한 Y축 방향으로 향하는 상향파상벽(16a)이 형성된다.

한편, 도 8에서 보인 바와 같이, 구획부(S1)(S2) 사이의 중간섹션(P2)에는 하향돌출되고 삼각단면의 채널통로가 판상체(10)의 하향돌출선(14)에 평행한 X축 방향으로 향하는 하향파상벽(16b)이 형성된다.

따라서, 상향파상벽(16a)과 하향파상벽(16b)은 섹션(P1, P2, P3)에 평면상으로 교차배치된다.

판상체(10)의 일측쌍의 변부에 요홈선(13)을 형성하기 위하여 형성된 돌선(12)(12') 및 타측쌍의 변부에 형성된 하향돌출선(14)의 높이는 판상체(10)에서 상향 또는 하향 돌출되는 파상벽(16a, 16b)의 높이와 같다.

도 9, 도 10 및 도 12에서 보인 바와 같이, 판상체(10)에 형성된 상향파상벽(16a)의 상부측에는 다수의 삼각형 단면으로 이루어지는 채널통로(18)가 요홈 선(13)과 평행하게 형성된다. 마찬가지로 판상체(10)에 형성된 하향파상벽(16b)는 하향돌출선(14)에 평행한 채널통로(18)를 형성할 것이다.

전열교환기 소자인 이러한 판상체(10)는 도 3과 도 4, 그리고 도 11 내지 도 15에서 보인 바와 같은 방식으로 다수가 상하로 적층된다.

먼저, 예를 들어 두개의 판상체(10)가 적층되는 경우, 도 3 및 도 12 에서 보인 바와 같이 제1의 판상체(10)상에 제2의 판상체(10)가 배치된다. 이때, 상부에 얹히는 제2 판상체(10)는 하부의 제1 판상체(10)에 대하여 90°회전되게 배치된 상태에서 중첩되게 적층된다. 즉, 도 1에서 보인 판상체(10)를 기준이 되는 제1 판상체(10)인 것으로 가정할 때, 동일한 판상체(10)가 제1 판상체(10)에 대하여 90°회전되게 배치됨으로서, 제1 판상체(10)의 일측쌍의 변부에 형성된 요홈선(13)에 대하여 상부의 제2 판상체(10)의 타측쌍의 변부에 형성된 하향돌출선(14)이 대응하여 결합될 것이다. 또한 하부의 제1 판상체(10)의 파상벽(16a)에 대하여 상부의 제2 판상체(10)의 파상벽(16b)은 이들이 각각 형성하는 채널통로의 방향이 평행하게 배치되어 전체적으로는 다수의 삼각형 단면으로 이루어진 채널통로(18)가 형성된다.

이와 같이 결합된 하부의 제1 판상체(10)의 요홈선(13)과 상부의 제2 판상체(10)의 돌출선(14)은 스냅방식으로 삽입되어 결합되거나 결합상태에서 초음파 접착 등으로 접착고정될 수 있다.

하부의 제1 판상체(10)에 대하여 상부의 제2 판상체(10)가 적층되었을 때 양측의 결합된 요홈선(13)과 하향돌출선(14)사이에 하부 및 상부의 각 판상체(10)에 형성된 파상벽(16a, 16b)은 상기 언급된 바와 같이 하부의 제1 판상체(10)의 요홈 선(13)에 평행한 다수의 채널통로(18)를 형성한다.

이와 같은 방식으로 다수의 판상체(10)가 적층되는 것이 도 15에 도시되어 있다. 이와 같이 적층된 판상체(10)는 이들 사이에 각 층 마다 90°로 교차하는 채널통로(18)를 형성한다.

이와 같이, 90°회전된 상태로 배치되어 적층된 판상체(10)의 적층물은 도 16에서 보인 바와 같이 각 모서리부분이 "L"형 지지대(22)에 의하여 지지되어 하나의 유니트로서 취급될 수 있다.

각 모서리부분이 "L"형 지지대(22)로 지지된 판상체(10)의 적층물은 환기덕트를 구성하는 배기덕트(24)와 급기덕트(26)가 교차하는 지점에 배치된다(도 17).

배기덕트(24)와 급기덕트(26)가 교차하는 지점에 배치된 판상체(10)의 적층물은 전열교환기를 구성하며 각 판상체(10)의 층 마다 상하교대로 90°회전된 상태로 배치된 일측방향의 채널통로(18)들은 예를 들어 도 17에서 보인 바와 같이 배기덕트(24)의 배기되는 공기가 지날 수 있도록 하고 타측방향의 채널통로(18)들은 예를 들어 급기덕트(32)의 급기되는 공기가 지날 수 있도록 하여 상하 채널통로(18)을 통한 열교환이 이루어질 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 전열교환기 소자를 구성하는 하나의 판상체를 보인 사시도.

도 2는 도 1에서 보인 판상체의 한 모서리부분을 보인 부분확대 사시도.

도 3은 두개의 판상체가 서로 90°회전되게 배치된 상태에서 결합되는 것을 보인 사시도.

도 4는 수개의 판상체가 상하로 적층되고 상하로 90°회전되게 배치되는 채널을 통하여 급기 또는 배기가 이루어질 수 있음을 설명하는 사시도.

도 5는 본 발명의 전열교환기 소자를 구성하는 판상체의 평면도.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 전열교환기 소자를 구성하는 판상체의 전면이 구획되어 형성된 섹션에 상면으로 돌출되는 파상벽에 의하여 형성되는 일측방향의 채널통로와 하면으로 돌출되는 파상벽에 의하여 형성되는 타측방향의 채널통로가 형성되는 것을 보인 설명도.

도 9는 도 5의 IX-IX 선 단면도.

도 10은 도 5의 X-X 선 단면도.

도 11은 두개의 전열교환기 소자가 결합된 것을 보인 단면도.

도 12는 두개의 전열교환기 소자가 결합되는 것을 보인 측면도.

도 13은 두개의 전열교환기 소자가 결합된 상태를 보인 측면도.

도 14는 결합된 전열교환기 소자의 변부가 결합된 것을 보인 부분확대도.

도 15는 다수의 판상체가 적층되는 것을 보인 적층구조의 정면도.

도 16은 적층된 전열교환기가 각 모서리에서 "L"형 지지대로 안정되게 지지되는 것을 보인 평면도.

도 17는 본 발명이 사용되는 전열교환기가 배치된 환기덕트의 개략구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 판상체, 13: 요홈선, 14: 하향돌출선, 16a: 상향 파상벽, 16b: 하향 파상벽, 18: 채널통로.

Claims

배기덕트(24)와 급기덕트(26)가 교차하는 지점에 배치되는 전열교환기를 구성하기 위하여 공기가 유동하는 채널통로(18)의 방향이 직교를 이루어 상하 교대로 배열될 수 있도록 한 정사각형의 판상체(10)로 구성되는 환기덕트용 전열교환기 소자에 있어서, 상기 판상체(10)의 변부에서 대향된 쌍을 이루는 일측쌍의 변부에 상기 판상체(10)의 표면으로부터 상향돌출된 두개의 돌선(12)(12')을 형성하여 이들 사이에 기다란 요홈선(13)을 형성하고 타측쌍의 변부에는 상기 판상체(10)의 평면으로부터 하향돌출된 하향돌출선(14)을 형성하며, 상기 판상체(10)의 전면에 일정한 폭을 갖는 대형 정사각형 구획부(S1)와 중앙의 소형 정사각형 구획부(S2)를 형성하고 상기 판상체(10)의 전면변부와 상기 각 구획부(S1, S2)에 의하여 사각형의 대형섹션(P1), 중간섹션(P2)과 소형섹션(P3)을 구획하여, 상기 대형섹션(P1)과 상기 소형섹션(P3)에 상향 파상벽(16a)을 형성하고, 상기 중간섹션(P2)에는 하향파상벽(16b)을 형성함을 특징으로 하는 환기덕트용 전열교환기 소자.
제1항에 있어서, 상기 상향파상벽(16a)이 상기 요홈선(13)에 평행하고 상기 하향파상벽(16b)은 상기 하향돌출선(14)에 평행함을 특징으로 하는 환기덕트용 전열교환기 소자.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 판상체(10)가 얇은 플라스틱판 또는 종이 로 만들어짐을 특징으로 하는 환기덕트용 전열교환기 소자.