KR20130051658A - 튜브형 이중 열교환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 튜브형 이중 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상호간 열교환 대상이 되는 유체가 각각 유동되는 복수개의 열교환부를 구비하되, 복수개의 열교환부의 튜브가 상호간 교번을 이루며 중첩되어 일체형을 이루도록 함으로써 제작이 간편하도록 하며, 열교환기의 설치공간이 협소한 경우에는 그에 맞춰 부피를 축소하여 설치가 가능하고, 설치공간에 고정물이 존재하는 경우에는 고정물을 피해 다수번 절곡되어 사용할 수 있어, 설치공간에 따라 형상변화가 가능하여 다양한 곳에 설치가 가능한 튜브형 이중 열교환기에 관한 것이다.

Description

튜브형 이중 열교환기{TUBE TYPE DOUBLE HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환 유체가 각각 유동되는 복수개의 열교환기가 상호간 중첩을 이루며 일체형으로 구성되며, 설치장소 및 설치공간에 대한 제약을 받지 않도록 형상변화가 가능한 열교환기에 관한 것이다.
판형열교환기는 유체의 종류 및 유로, 강도 등을 고려하여 성형된 다수의 플레이트를 적층시켜 그 층간으로 가열유체인 고온 다습의 압축공기와 수열유체인 냉매 등을 교대로 흐르게 하여 플레이트 사이를 지나는 공기의 열교환이 이루어지게 하는 장치이다. 즉, 플레이트 사이의 층간 유로에 의해 서로 다른 두 종류의 유체가 분리되어 대향류(counter flow)로 흐르게 되는 구조로, 고온과 저온의 유체가 한 층씩 교차되면서 열교환이 이루어지게 된다.
이러한 판형열교환기는 그 구조적 특성상 판형열교환기를 구성하고 있는 다수의 플레이트의 형상이 사각 판재형상을 가지며, 이러한 다수의 플레이트는 서로 등간격으로 나란하게 배열되어 일체를 이루어야 하기 때문에, 판형 열교환기의 부피가 커질 수밖에 없으며, 각 플레이트 제작 및 상호간 정확하게 대응시켜 일체를 이뤄야 하기 때문에 공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.
더불어, 일정한 부피와 형상을 가지는 이유로 인하여, 판형 열교환기가 설치되어야 하는 설치공간이 협소한 경우에는 설치 자체가 되지 않아, 설치공간을 별도로 넓히거나 설치위치를 변경해야 하는 등의 설치공간 제약이 뒤따랐으며, 설치공간 내에 고정물이 있는 경우에도 고정물을 피해 설치를 할 수 없어, 항시 일정범위의 정해져 있는 고정공간에만 설치가 가능하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상호간 열교환되고자 하는 유체가 각각 유동되는 복수개의 열교환부를 상호간 교번으로 적층시켜 일체형으로 구성함으로써 열교환이 되도록 하며, 설치공간이 협소한 경우에는 그 형상을 축소시켜 설치가 가능하고, 설치공간에 설치에 제약을 주는 고정물이 있는 경우에는 형상을 다양한 형태로 절곡하여 설치가 가능토록 함으로써, 설치공간에 따라 형상의 변화가 가능하여 다양한 협소공간에도 설치가 가능해 설치공간 및 위치에 제약을 받지 않고 광범위하게 사용될 수 있는 튜브형 이중 열교환기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)가 상호간 수평을 이루며 이격배치되는 제 1튜브형 열교환부(10); 상기 각 제 1튜브형 열교환부(10) 내부에 길이방향으로 다수 천공형성되어, 열교환 유체(A)가 유동되는 제 1튜브 유동홀(12); 상호간 수평을 이루는 다수의 제 2알루미늄 튜브(21)로 이루어지되, 상기 제 1알루미늄 튜브(11)의 이격부위마다 제 2알루미늄 튜브(21)가 배치되어, 제 1, 2알루미늄 튜브(11, 21)가 상호간 교번을 이루며 중첩으로 겹쳐지는 형태가 되도록 함으로써, 제 1튜브형 열교환부(10)와 일체형을 이루는 제 2튜브형 열교환부(20); 상기 제 2튜브형 열교환부(20) 내부에 길이방향으로 천공형성되어, 열교환 유체(A)와 열교환되는 열교환대상 유체(B)가 유동되는 제 2튜브 유동홀(22); 상기 다수의 제 1, 2튜브형 열교환부(10, 20)의 양단에 각각 연통결합되어 열교환 유체(A) 또는 열교환대상 유체(B)가 내입 및 토출되도록 하는 헤더부(30); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 알루미늄 튜브형태의 열교환기가 상호간 중첩되어 일체형으로 이루며 열교환되도록 하여 구성이 간단한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제작이 간편함으로 인해, 제작비 절감 및 인건비 감소, 제작효율 증대의 효과가 있다.
또한, 본 발명은 협소한 설치공간에서는 형상을 축소시켜 설치할 수 있어, 설치공간에 제약을 받지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 설치공간에 고정물이 있는 경우에도, 고정물을 피해 형상을 변화시켜 설치할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 튜브형 이중 열교환기를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 2는 도 1의 제 1, 2튜브연통홀을 나타내기 위한 일부 절단도.
도 3은 본 발명에 따른 튜브형 이중 열교환기의 형상변경을 나타낸 일실시예의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 튜브형 이중 열교환기의 또 다른 형상변경을 나타낸 일실시예의 평면도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 튜브형 이중 열교환기를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 튜브형 이중 열교환기는 제 1튜브형 열교환부(10), 제 1튜브 유동홀(12), 제 2튜브형 열교환부(20), 제 2튜브 유동홀(22), 헤더부(30)를 포함한다.
상기 제 1튜브형 열교환부(10)는 알루미늄 재질의 튜브 형태를 가지는 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)로 이루어지는 것으로서, 상기 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)는 상호간 수평을 이루며 이격배치되어, 다수개의 제 1알루미늄 튜브(11)가 일체로 제 1튜브형 열교환부(10)를 구성하는 것이다.
또한, 상기 제 1튜브형 열교환부(10)의 양단에는 각각 헤더부(30)가 결합되는데, 상기 헤더부(30)는 양단이 밀폐된 관체 형상을 가지며, 열교환 유체(A)가 유입 또는 유출될 수 있도록 하는 유입출구(31)를 외주연에 돌출형성하고 있다.
다시 말해, 상기 복수개의 헤더부(30)에 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)의 양단이 각각 연통결합되어 배열됨으로써, 상기 복수개의 헤더부(30) 중 일측으로 유입된 열교환 유체(A)는 헤더부(30)에서 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)의 내부를 길이방향으로 유동 후, 나머지 헤더부(30)를 통해 배출되는 형태를 가진다.
상기 제 1튜브 유동홀(12)은 전술된 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)의 내부에 길이방향으로 천공형성되어, 제 1알루미늄 튜브(11) 내부로 열교환 유체(A)가 유동될 수 있도록 하는 것으로, 이러한 상기 제 1튜브 유동홀(12)은 다수의 제 1알루미늄 튜브(11) 내부에 각각 상호간 이격되며 다수개씩 형성되도록 하며, 그 형상은 사각단면, 원형단면 등 다양한 단면형상으로 천공될 수 있음이다. (이는 후술될 제 2튜브 유동홀(22)에도 동일하게 적용된다.)
상기 제 2튜브형 열교환부(20)는 전술된 제 1튜브형 열교환부(10)와 동일한 형태를 가지는 것으로, 알루미늄 재질의 튜브 형태를 가지는 다수의 제 2알루미늄 튜브(21)가 상호간 수평을 이루며 이격배치되어 일체를 이루는 것이다.
이러한, 상기 제 2튜브형 열교환부(20)의 양단에도, 제 1튜브형 열교환부(10)와 마찬가지로 헤더부(30)가 각각 연통결합되도록 하는데, 다수의 제 2알루미늄 튜브(21) 양단이 복수개의 헤더부(30) 사이에서 헤더부(30)의 외주연에 길이방향으로 순차적으로 연통되는 형태를 가지는 것이다. 또한, 상기 제 2튜브형 열교환부(20)와 연통되는 각 헤더부(30)에는 전술된 제 1튜브형 열교환부(10) 내부를 유동하는 열교환 매체와 열교환되는 열교환대상 유체(B)가 유입 및 유출될 수 있는 유입출구(31)가 돌출형성된다.
또한, 이러한, 상기 제 2튜브형 열교환부(20)를 이루는 다수의 제 2튜브형 열교환부(20)는, 상호간 이격배치되어 있는 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)의 상호간 이격부위마다 배치되어, 상기 제 1알루미늄 튜브(11)와 제 2알루미늄 튜브(21)가 상호간 교번으로 이루며 중첩으로 배치되는 형태를 가지도록 한다.(ex: 제 1알루미늄 튜브(11), 제 2알루미늄 튜브(21), 제 1알루미늄 튜브(11), 제 2알루미늄 튜브(21)…) 이로써, 상기 제 2튜브형 열교환부(20)는 제 2튜브형 열교환부(20)와 일체형을 이루게 되어, 제 1튜브형 열교환부(10)를 유동하는 열교환 매체와 제 2튜브형 열교환부(20)를 유동하는 열교환대상 유체(B) 상호간이 열교환을 하되, 제 1, 2알루미늄 튜브(11, 21)가 교번으로 중첩되는 형태이기에, 열교환 매체가 고온 유체이고 열교환대상 유체(B)가 저온 유체라 가정할 경우, 각 층마다(다수의 제 1, 2알루미늄 튜브(11, 21)) 유동되는 유체는 고온, 저온, 고온, 저온… 의 방식으로 교번을 이루며 상호간의 열교환이 이루어지게 된다.
물론, 상호간 중첩되는 형태의 적층되는 형상을 가지는 다수의 제 1, 2알루미늄 튜브(11, 21) 상호간은, 상호간의 접촉부위를 접착수단에 의해 상호간 일체가 되도록 하는데, 상기 접착수단이라 함은, 다양한 접착제를 이용하거나 또는 용접 등이 해당될 수 있으며, 다수의 제 1, 2알루미늄 튜브(11, 21) 상호간을 일체로 접착할 수 있는 것이라면 접착수단은 다양한 수단이 사용될 수 있음이다.
상기 제 2튜브 유동홀(22)은 전술된 제 1튜브 유동홀(12)과 동일한 형태를 가지는 것으로서, 상기 제 2튜브 유동홀(22)은 전술된 다수의 제 2알루미늄 튜브(21) 내부에 길이방향으로 천공형성되되, 다수개를 상호간 이격시켜 천공형성한다.
즉, 상기 다수의 제 2튜브 유동홀(22)은 각 제 2알루미늄 튜브(21) 내부로 열교환대상 유체(B)가 유동될 수 있는 통로를 형성하도록 하는 것이다.
더불어, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 튜브형 이중 열교환기의 경우, 설치공간에 따라 형상을 변형시킬 수 있는데, 일체를 이루고 있는 제 1, 2튜브형 열교환부(10, 20)를 다수번 원을 그리며 회오리 형상으로 말아 사용하는 것이다. 이러한 경우는 열교환기의 설치공간이 협소한 경우에 사용되는 것으로, 기존의 열교환기는 고정된 공간에 사용될 수밖에 없지만, 본 발명의 튜브형 이중 열교환기는 사용공간에 따라 본 발명의 열교환기가 차지하는 공간면적으로 감소시켜 사용될 수 있기에, 장소 및 공간에 구애받지 않고 설치가 가능해진다.
또한, 본 발명의 튜브형 이중 열교환기가 설치되는 설치공간에 다양한 고정물이 설치되어 있는 경우에도 형상을 변형시켜 설치할 수 있는데, 다시 말해, 본 발명의 튜브형 이중 열교환기를 설치시 고정물이 있는 위치에서는 길이방향을 향해 국부적으로 다수번 절곡시켜 절곡부(C)를 형성해 고정물을 피하면서 열교환기의 설치가 가능토록 하는 것이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 제 1튜브형 열교환부 11: 제 1알루미늄 튜브
12: 제 1튜브 연통홀 20: 제 2튜브형 열교환부
21: 제 2알루미늄 튜브 22: 제 2튜브 연통홀
30: 헤더 31: 유입출구
A: 열교환 유체 B: 열교환대상 유체
C: 절곡부

Claims (3)

  1. 다수의 제 1알루미늄 튜브(11)가 상호간 수평을 이루며 이격배치되는 제 1튜브형 열교환부(10);
    상기 각 제 1튜브형 열교환부(10) 내부에 길이방향으로 다수 천공형성되어, 열교환 유체(A)가 유동되는 제 1튜브 유동홀(12);
    상호간 수평을 이루는 다수의 제 2알루미늄 튜브(21)로 이루어지되, 상기 제 1알루미늄 튜브(11)의 이격부위마다 제 2알루미늄 튜브(21)가 배치되어, 제 1, 2알루미늄 튜브(11, 21)가 상호간 교번을 이루며 중첩으로 겹쳐지는 형태가 되도록 함으로써, 제 1튜브형 열교환부(10)와 일체형을 이루는 제 2튜브형 열교환부(20);
    상기 제 2튜브형 열교환부(20) 내부에 길이방향으로 천공형성되어, 열교환 유체(A)와 열교환되는 열교환대상 유체(B)가 유동되는 제 2튜브 유동홀(22);
    상기 다수의 제 1, 2튜브형 열교환부(10, 20)의 양단에 각각 연통결합되어 열교환 유체(A) 또는 열교환대상 유체(B)가 내입 및 토출되도록 하는 헤더부(30);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 튜브형 이중 열교환기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2튜브형 열교환부(10, 20)는
    접착수단에 의해 상호간 일체형을 이루되,
    일체형을 이루는 상태에서 다수번 원을 그리며 회오리 형태로 감겨 사용됨으로써, 설치공간 제약을 받지않도록 하는 것을 특징으로 하는 튜브형 이중 열교환기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2튜브형 열교환부(10, 20)는
    접착수단에 의해 상호간 일체형을 이루되,
    다수의 고정물을 피해 길이방향으로 다수번 절곡되는 형태로 사용됨으로써, 설치공간에 따라 형상을 변경하여 사용될 수 있도록 하는 튜브형 이중 열교환기.
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Free format text: TRIAL NUMBER: 2013101008055; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20131114

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