KR20110100436A - 대향류식 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되며, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 중앙 사각형 영역에는 공기의 제1 및 제2 방향 이동을 가이드하는 다수의 측벽이 양면으로 각각 돌출 형성된 주름판이 형성되며, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 양측 주변 삼각형 영역에는 상기 측벽으로의 공기의 이동을 가이드하는 가이드벽이 양면으로 각각 교차하여 돌출 형성된 가이드판이 형성되며, 상기 주변 삼각형 영역의 일측에 대향하여 배치되고 공기가 상기 가이드판의 가이드벽 및 상기 주름판의 측벽을 통해서 제1 방향으로 이동하도록 유입 및 배출되는 제1 유입구 및 제1 배출구가 형성되고, 상기 제1 유입구 및 제1 배출구가 형성되지 않은 가이드판의 모서리 및 상기 주름판의 모서리에는 각각 제1 격벽이 형성된 제1 열교환부와; 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되는 평판, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 일측에 대향하여 배치되고 제2 방향으로 공기가 유입 및 배출되는 제2 유입구 및 제2 배출구, 및 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 타측에 각각 형성된 제2 격벽으로 이루어진 제2 열교환부;를 포함하되, 상기 제1 열교환부의 제1 격벽 상측에 상기 제2 열교환부의 평판이 적층되는 방식으로, 상기 제1 및 제2 열교환부가 교대로 다수 적층되어 형성되고, 상기 제1 교환부의 제1 격벽 및 상기 제2 열교환부의 제2 격벽은 발포체로 각각 이루어지는, 대향류식 열교환기를 개시한다. 본 발명에 의하면, 조립 및 분해를 원활하게 하여 내부공간에 흡착된 오염물질의 제거, 청소, 소제 및 교체를 용이하게 하고, 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

대향류식 열교환기{Counterflow Heat Exchanger}

본 발명은 대향류식 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조립 및 분해를 원활하게 하여 내부공간에 흡착된 오염물질의 제거, 청소, 소제 및 교체를 용이하게 하고, 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 대향류식 열교환기에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 대향류식 열교환기는 열교환기의 내부에 공기가 이동하는 골과 마루가 형성된 측벽이 형성되어, 고온의 공기가 열교환기의 일단으로 유입하여 열교환기의 타단으로 배출되고, 저온의 공기가 열교환기의 타단으로 유입하여 열교환기의 일단으로 배출되어 측벽의 면접촉에 의해 열교환이 이루어지는 구조이다.

하지만, 종래의 대향류식 열교환기는 시트(sheet) 형상의 평판을 개별적으로 제작하고 열압착 또는 접착제를 사용하여 다수의 시트를 적층하여 고정시켜 다수의 시트가 적층되어 일체형으로 완성되므로 사용 중 내부 공간에 유입되어 흡착된 오염물질의 제거를 위한 열교환기의 내부 공간의 청소 또는 소제가 용이하지 못한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조립 및 분해를 원활하게 하여 내부공간에 유입되어 흡착된 오염물질의 제거, 청소, 소제 및 교체를 용이하게 하고, 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 대향류식 열교환기를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되며, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 중앙 사각형 영역에는 공기의 제1 및 제2 방향 이동을 가이드하는 다수의 측벽이 양면으로 각각 돌출 형성된 주름판이 형성되며, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 양측 주변 삼각형 영역에는 상기 측벽으로의 공기의 이동을 가이드하는 가이드벽이 양면으로 각각 교차하여 돌출 형성된 가이드판이 형성되며, 상기 주변 삼각형 영역의 일측에 대향하여 배치되고 공기가 상기 가이드판의 가이드벽 및 상기 주름판의 측벽을 통해서 제1 방향으로 이동하도록 유입 및 배출되는 제1 유입구 및 제1 배출구가 형성되고, 상기 제1 유입구 및 제1 배출구가 형성되지 않은 가이드판의 모서리 및 상기 주름판의 모서리에는 각각 제1 격벽이 형성된 제1 열교환부와; 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되는 평판, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 일측에 대향하여 배치되고 제2 방향으로 공기가 유입 및 배출되는 제2 유입구 및 제2 배출구, 및 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 타측에 각각 형성된 제2 격벽으로 이루어진 제2 열교환부;를 포함하되, 상기 제1 열교환부의 제1 격벽 상측에 상기 제2 열교환부의 평판이 적층되는 방식으로, 상기 제1 및 제2 열교환부가 교대로 다수 적층되어 형성되고, 상기 제1 교환부의 제1 격벽 및 상기 제2 열교환부의 제2 격벽은 발포체로 각각 이루어지는, 대향류식 열교환기를 제공한다.

본 발명에 의한 대향류식 열교환기에 있어서, 상기 제1 격벽이 형성된 제1 열교환부의 가이드판이 외측 방향으로 연장 형성되고, 상기 연장된 가이드판이 절곡되어 삼각형 단면의 화살촉 형상을 형성하여 상기 제2 열교환부의 제2 유입구로의 공기의 유입을 가이드하는 제1 가이드부재, 및 상기 제2 격벽이 형성된 제2 열교환부의 평판으로부터 외측 방향으로 연장 형성되고, 상기 연장된 평판이 절곡되어 삼각형 단면의 화살촉 형상을 형성하여 상기 제1 열교환부의 제1 유입구로의 공기의 유입을 가이드하는 제2 가이드부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 대향류식 열교환기에 있어서, 상기 제1 가이드부재는 상기 연장된 가이드판이 삼각형 단면을 갖도록 절곡된 후 압착되어 화살촉 형상으로 형성되고, 상기 제2 가이드부재는 상기 연장된 평판이 삼각형 단면을 갖도록 절곡된 후 압착되어 화살촉 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 대향류식 열교환기에 있어서, 상기 제1 열교환부의 주름판과 가이드판은 합성수지에 의해서 일체 형상으로 성형되어 형성될 수 있건, 상기 제1 열교환부의 주름판과 가이드판은 분리 형성되며, 상기 제1 열교환부의 주름판은 흡습제가 함침된 전열교환지로 형성되고, 상기 제1 열교환부의 가이드판은 합성수지로 형성되되, 상기 주름판과 가이드판은 열압착에 의해 조립 결합할 수 있다.

본 발명에 의한 대향류식 열교환기에 있어서, 상기 제2 열교환부의 평판은 합성 수지 또는 흡습제가 함침된 전열교환지일 수 있다.

본 발명에 의하면, 발포체로 격벽을 형성함으로써, 조립 및 분해를 원활하게 하여 내부 공간에 흡착된 오염물질의 제거, 청소, 소제 및 교체를 용이하게 할 수 있고, 내부 공간의 오염물질의 원활한 제거로 인하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 유입구의 상하에 화살촉 형상의 가이드부재를 형성함으로써, 유입구를 통한 공기의 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1a은 본 발명에 의한 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 개략적인 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 측면도이다.
도 2a은 본 발명에 의한 대향류식 열교환기의 제2 열교환부의 개략적인 평면도이다.
도 2b는 도 2a의 대향류식 열교환기의 제2 열교환부의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 대향류식 열교환기의 적층 구조를 예시한 사시도이다.
도 4a는 도 1a의 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 다른 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 4b는 도 1a의 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 다른 예를 도시한 결합 사시도이다.

이하, 상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a은 본 발명에 의한 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 개략적인 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 측면도이다. 도 2a은 본 발명에 의한 대향류식 열교환기의 제2 열교환부의 개략적인 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 대향류식 열교환기의 제2 열교환부의 측면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 의한 대향류식 열교환기의 적층 구조를 예시한 사시도이다. 한편, 도 4a는 도 1a의 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 다른 예를 도시한 분해 사시도이고, 도 4b는 도 1a의 대향류식 열교환기의 제1 열교환부의 다른 예를 도시한 결합 사시도이다.

도 1a 내지 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 대향류식 열교환기(100)는 교대로 적층되는 다수의 제1 열교환부(110) 및 제2 열교환부(120)로 이루어진다.

제1 열교환부(110)는 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되되, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 주름판(111)과, 가이드판(112)과, 제1 유입구 및 제1 배출구(113,114)와, 제1 격벽(115)으로 구체적으로 구성된다.

주름판(111)은 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 중앙 사각형 영역에 형성되고, 주름판(111)에는 공기의 제1 및 제2 방향 이동(A,B)을 각각 가이드하는 다수의 측벽(111-1)이 양면으로 각각 돌출 형성된다. 즉, 주름판(111)은 골과 마루로 이루어진 다수의 측벽(111-1)의 상측 및 하측으로 공기의 제1 및 제2 방향 이동 통로(A,B)를 형성한다. 여기서, 주지하는 바와 같이, 제1 방향(A)으로 이동하는 고온의 공기와 제2 방향(B)으로 이동하는 저온의 공기는 주름판(111)과의 면접촉에 의해서 열을 상호 교환하게 된다. 한편, 고온 공기의 제1 방향(A) 이동과 저온 공기의 제2 방향(B) 이동은 상호 반대 방향이다.

가이드판(112)은 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 양측 주변 삼각형 영역에 형성되고, 가이드판(112)에는 측벽(111-1)으로의 공기의 이동을 가이드하는 제1 및 제2 가이드벽(112-1,112-2))이 양면으로 각각 교차하여 돌출 형성된다. 즉, 도 1a에 도시된 바와 같이, 제1 가이드벽(112-1)은 상측의 공기의 제1 방향(A) 이동을 가이드하고, 제2 가이드벽(112-2)은 하측의 공기의 제2 방향(B) 이동을 가이드한다.

제1 유입구 및 제1 배출구(113,114)는, 주변 삼각형 영역의 일측에 대향하여 각각 배치되고, 공기가 가이드판(112)의 제1 가이드벽(112-1) 및 주름판(111)의 측벽(111-1)을 통해서 제1 방향(A)으로 이동하도록 하는 유입 통로 및 배출 통로의 역할을 각각 수행한다. 여기서, 제1 유입구 및 제1 배출구(113,114)에는 공기가 이동하는 다수의 통공들이 형성될 수 있다.

제1 격벽(115)은 제1 유입구(113) 및 제1 배출구(114)가 형성되지 않은 가이드판(112)의 모서리 및 주름판(111)의 모서리에 에둘러서 각각 형성된다. 여기서, 제1 격벽(115)은 제1 및 제2 열교환부(110,120)의 조립 결합시 내부 공간을 기밀하게 밀폐하여 열교환 효율을 향상시킨다. 또한, 제1 격벽(115)은 발포체, 예컨대 스폰지 발포체로 이루어짐으로써, 제1 격벽(115)과 가이드판(112) 및 주름판(111)의 단순 결합에 의해서 제1 열교환부(110)를 용이하게 형성하여 제1 및 제2 열교환부(110,120)의 조립 결합을 용이하게 할 수 있다.

여기서, 제1 열교환부(110)의 주름판(111)과 가이드판(112)은 합성수지에 의해서 하나의 동일한 성형틀에 의해서 일체 형상으로 성형되어 형성되어 제1 열교환부(110)를 간단하고 신속하게 제작할 수 있다. 또는, 도 4a 및 4b를 참조하면, 제1 열교환부(110)의 주름판(111)과 가이드판(112)은 분리 형성될 수 있으며, 제1 열교환부(110)의 주름판(111)은 흡습제가 함침된 전열교환지로 형성되고, 제1 열교환부(110)의 가이드판(112)은 합성수지로 형성되어, 주름판(111)과 가이드판(112)은 열압착에 의해 조립 결합됨으로써, 전열교환지로 형성된 주름판(111)에 의한 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 여기서, 흡습제는 염화칼슘, 염화리튬, 또는 염화나트륨을 포함할 수 있다. 여기서, 주름판(111)에 도시된 점선은 주름판(111)과 가이드판(112)의 중첩 영역을 나타내는 것이다.

제2 열교환부(120)는 평판(121)과, 제2 유입구 및 제2 배출구(122,123)와, 제2 격벽(124)으로 구체적으로 구성된다.

평판(121)은 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되고, 제1 열교환부(110)의 주름판(111)의 측벽(111-1)의 상측 마루 또는 하측 골과 선접촉하여 주름판(111)에 의한 공기의 제1 및 제2 방향(A,B) 이동 통로를 밀폐할 수 있다. 여기서, 평판(121)은 합성 수지로 이루질 수도 있으나, 흡습제가 함침된 전열교환지로 이루어져서 공기의 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

제2 유입구 및 제2 배출구(122,123)는 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 일측에 대향하여 배치되고, 평판(121)과 선접촉하는 제1 열교환부(110)의 가이드판(112)의 제2 가이드벽(112-2) 및 주름판(111)의 측벽(111-1)을 통해서 제2 방향(B)으로 공기가 이동하도록 하는 유입 통로 및 배출 통로의 역할을 각각 수행한다. 여기서, 제2 유입구 및 제2 배출구(122,123)에는 공기가 이동하는 다수의 통공들이 형성될 수 있다.

제2 격벽(124)은 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 타측에, 즉 제2 유입구 및 제2 배출구(122,123)가 형성되지 않은 모서리에 각각 형성된다. 여기서, 제2 격벽(124)은 제1 및 제2 열교환부(110,120)의 조립 결합시 내부 공간을 기밀하게 밀폐하여 열교환 효율을 향상시킨다. 또한, 제2 격벽(124)은 발포체, 예컨대 스폰지 발포체로 이루어짐으로써, 제2 격벽(124)과 평판(121)의 단순 결합에 의해서 제2 열교환부(120)를 용이하게 형성하여 제1 및 제2 열교환부(110,120)의 조립 결합을 용이하게 할 수 있다.

전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 제1 및 제2 열교환부(110,120)는 제1 열교환부(110)의 제1 격벽(115) 상측에 제2 열교환부(120)의 평판(121)이 적층되는 방식으로, 교대로 다수 적층되어 형성된다. 예컨대, 제1 열교환부(110)의 주름판(111)의 양측면, 예컨대 주름판(111)의 골과 마루가 제2 열교환부(120)의 평판(121)과 선접촉하도록 적층됨으로써, 제1 열교환부(110)에 의해 제공되는 제1 및 제2 방향(A,B)으로의 공기 이동 통로가 밀폐될 수 있다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 열교환부(110,120)는 해당 가이드부재(116,125)를 더 포함할 수 있다.

즉, 제1 가이드부재(116)는, 제1 격벽(115)이 형성된 제1 열교환부(110)의 가이드판(112)이 외측 방향으로 연장 형성되고, 연장된 가이드판(112)이 절곡되어 삼각형 단면의 화살촉 형상을 형성하여, 제1 열교환부(110)과 제2 열교환부(120)의 결합 형성시, 제2 열교환부(120)의 제2 유입구(122)로의 공기의 유입을 가이드한다. 또한, 제2 가이드부재(125)는, 제2 격벽(124)이 형성된 제2 열교환부(120)의 평판(121)으로부터 외측 방향으로 연장 형성되고, 연장된 평판(121)이 절곡되어 삼각형 단면의 화살촉 형상을 형성하여, 제1 열교환부(110)과 제2 열교환부(120)의 결합 형성시, 제1 열교환부(110)의 제1 유입구(113)로의 공기의 유입을 가이드한다. 여기서, 제1 가이드부재(116)는 연장된 가이드판(112)이 삼각형 단면을 갖도록 절곡된 후 압착되어 화살촉 형상으로 형성되고, 제2 가이드부재(125)는 연장된 평판이 삼각형 단면을 갖도록 절곡된 후 압착되어 화살촉 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 가이드부재(116,125)는 해당 유입구(122,113)로 유입되는 공기를 분기시켜 해당 유입구(122,113)를 통과하는 공기의 양 및 속도를 증가시켜서 공기의 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

한편, 구체적으로 도시되어 있지는 않으나, 적층된 제1 및 제2 열교환부의 최외각의 제1 및 제2 열교환부(110,120)는, 해당 격벽(115,124)을 각각 압착하는 압착부(미도시), 및 압착부를 관통하여 최외각의 제1 또는 제2 열교환부(110,120)의 격벽(115,124)에 삽입되는 볼트(미도시)에 의해서 고정 결합될 수 있다. 즉, 압착부 및 볼트에 의해 결합되어 적층되는 제1 및 제2 열교환부(110,120)는 조립 및 분리가 용이하여, 제1 및 제2 열교환부(110,120) 내부 공간 및 내부 구성 요소의 소제 및 교체를 용이하게 할 수 있다. 예컨대, 열압착 또는 접착제를 사용하지 않고, 제1 및 제2 열교환부(110,120)를 다수 적층시켜 대향류식 열교환기(100)를 형성함으로써, 대향류식 열교환기(100)의 조립 및 분해를 원활하게 하여 제1 및 제2 열교환부(110,120)의 내부 공간에 유입되어 흡착된 오염물질의 제거, 청소, 소제 및 교체를 용이하게 할 수 있고, 내부 공간의 오염물질의 원활하고 용이한 제거로 인하여 공기의 열교환 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

전술한 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 대향류식 열교환기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 대향류식 열교환기 110 : 제1 열교환부
111 : 주름판 112 : 가이드판
113 : 제1 유입구 114 : 제1 배출구
115 : 제1 격벽 111-1 : 측벽
112-1 : 제1 가이드벽 112-2 : 제2 가이드벽
120 : 제2 열교환부 121 : 평판
122 : 제2 유입구 123 : 제2 배출구
124 : 격벽 116 : 제1 가이드부재
125 : 제2 가이드부재

Claims (5)

1. 육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되며, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 중앙 사각형 영역에는 공기의 제1 및 제2 방향 이동을 가이드하는 다수의 측벽이 양면으로 각각 돌출 형성된 주름판이 형성되며, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 양측 주변 삼각형 영역에는 상기 측벽으로의 공기의 이동을 가이드하는 가이드벽이 양면으로 각각 교차하여 돌출 형성된 가이드판이 형성되며, 상기 주변 삼각형 영역의 일측에 대향하여 배치되고 공기가 상기 가이드판의 가이드벽 및 상기 주름판의 측벽을 통해서 제1 방향으로 이동하도록 유입 및 배출되는 제1 유입구 및 제1 배출구가 형성되고, 상기 제1 유입구 및 제1 배출구가 형성되지 않은 가이드판의 모서리 및 상기 주름판의 모서리에는 각각 제1 격벽이 형성된 제1 열교환부와;
   육각형 평면을 갖는 입체 형상으로 형성되는 평판, 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 일측에 대향하여 배치되고 제2 방향으로 공기가 유입 및 배출되는 제2 유입구 및 제2 배출구, 및 상기 육각형 평면을 갖는 입체 형상의 평판의 모서리 타측에 각각 형성된 제2 격벽으로 이루어진 제2 열교환부;를 포함하되,
   상기 제1 열교환부의 제1 격벽 상측에 상기 제2 열교환부의 평판이 적층되는 방식으로, 상기 제1 및 제2 열교환부가 교대로 다수 적층되어 형성되고, 상기 제1 교환부의 제1 격벽 및 상기 제2 열교환부의 제2 격벽은 발포체로 각각 이루어지는, 대향류식 열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 격벽이 형성된 제1 열교환부의 가이드판이 외측 방향으로 연장 형성되고, 상기 연장된 가이드판이 절곡되어 삼각형 단면의 화살촉 형상을 형성하여 상기 제2 열교환부의 제2 유입구로의 공기의 유입을 가이드하는 제1 가이드부재, 및
   상기 제2 격벽이 형성된 제2 열교환부의 평판으로부터 외측 방향으로 연장 형성되고, 상기 연장된 평판이 절곡되어 삼각형 단면의 화살촉 형상을 형성하여 상기 제1 열교환부의 제1 유입구로의 공기의 유입을 가이드하는 제2 가이드부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대향류식 열교환기.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 가이드부재는 상기 연장된 가이드판이 삼각형 단면을 갖도록 절곡된 후 압착되어 화살촉 형상으로 형성되고,
   상기 제2 가이드부재는 상기 연장된 평판이 삼각형 단면을 갖도록 절곡된 후 압착되어 화살촉 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 대향류식 열교환기.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 열교환부의 주름판과 가이드판은 합성수지에 의해서 일체 형상으로 성형되어 형성되거나,
   상기 제1 열교환부의 주름판과 가이드판은 분리 형성되며, 상기 제1 열교환부의 주름판은 흡습제가 함침된 전열교환지로 형성되고, 상기 제1 열교환부의 가이드판은 합성수지로 형성되되,
   상기 주름판과 가이드판은 열압착에 의해 조립 결합하는 것을 특징으로 하는 대향류식 열교환기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2 열교환부의 평판은 합성 수지 또는 흡습제가 함침된 전열교환지인 것을 특징으로 하는 대향류식 열교환기.

Images