KR20160026786A

KR20160026786A - 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20160026786A
Application number: KR1020150121756A
Authority: KR
Inventors: 권성만; 오규철; 진원재
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-03-09
Also published as: US10215498B2; EP3187809A1; EP3187809A4; CN107003075A; JP2017521629A; US20170276434A1

Abstract

본 발명은 건채널과 습채널을 형성하기 위한 복수의 격벽판과 열교환부와 에어가이드를 간단한 공정에 의해 일체로 제조할 수 있는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 에어가이드 일체형 증발 냉각기는 다수의 격벽판(10,20,30,40); 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 사이에 위치하여, 중앙부에 서로 이격되어 배치되어 열교환부(54,64)를 이루는 다수의 바(52,62)와, 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 가장자리에 배치되어 유체의 흐름 방향을 결정하는 가이드부(51,61)로 이루어지는 간극부(50,60)를 포함하여 이루어진다.

Description

에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법{Evaporative cooler integrated with air-guide and manufacturing method thereof}

본 발명은 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 증발식 냉방 및 제습장치에 적용될 수 있는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 냉방 및 제습 장치인 에어컨은 냉매를 사용하며, 냉매의 누설에 의한 오존층 파괴와 지구 온난화 문제의 주범으로 인식되고 있다. 이러한 냉매 사용의 문제점을 감안하여 실내 배기와 실외 흡입 공기 사이의 현열 및 잠열 전달을 통해 환기부하를 경감시키는 에너지 환기장치들이 개발되었다.

그러나 종래 환기장치들은 잠열회수율이 현열회수율에 비하여 현저히 낮아 냉방부하 증가에 대응할 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 종래 에너지 환기장치의 문제점을 고려하여 재생 증발식 냉방기술이 개발되었다.

재생 증발식 냉방기술은 물의 증발 냉각 효과를 이용하여 공기의 온도를 낮추는 것으로, 물 이외의 냉매를 사용하지 않기 때문에 기존의 에어컨이 가지는 문제점을 해결할 수 있으며, 냉방부하를 충분히 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 재생 증발식 냉방기에 적용되는 냉각기는, 습채널과 건채널이 연속 반복적으로 형성되어 있다. 건채널은 실내 공기와 실외 공기가 혼합되어 통과하고, 건채널을 통과한 공기의 일부를 물이 적셔져 있는 습채널을 통해 추기(exhaust)시켜 물의 증발을 유도하게 된다. 물이 습채널의 표면에서 증발되면 습채널 표면이 냉각되면서 건채널을 통과하는 공기로부터 열을 흡수하게 되고, 건채널을 통과한 공기는 냉각되어 실내로 공급된다. 건채널과 습채널이 열교환되는 부분에는 접촉면적의 증가를 위하여 반복적으로 다수회 절곡된 핀을 사용하게 된다.

이때 추기 공기와 물이 공급되는 습채널과 냉각된 실내 공기를 공급하는 건채널은 서로 완전하게 분리가 되어 있어야 한다. 이를 위하여 상기 습채널과 건채널이 교번하여 반복 형성된 구조의 하부와 상부에 각각 습채널용과 건채널용의 에어가이드를 설치하게 된다.

이러한 예로 대한민국 등록특허 10-1055668호에는 건채널부와 습채널부가 반복적으로 배열되어 접합되는 단위모듈(본 발명의 열교환부)과, 습채널부의 출구측에 형성되어 추기 공기와 실내 공기를 분리시키는 습채널 안내 덕트를 포함하여 구성되는 것으로, 상기 안내 덕트(본 발명의 에어가이드)를 습채널부의 내측 또는 외측에 끼우는 결합부를 더 포함하는 특징이 있는 것이다.

그러나 이처럼 건채널부와 습채널부를 별도로 만들어 접합하여 단위모듈을 만들고, 다시 단위모듈의 상부와 하부에 에어가이드를 결합하는 방식은 각각의 부품을 별도로 제작해야 하며, 이를 조립해야 하는 공정이 요구되기 때문에 제조비용이 증가하게 되며, 특히 단위모듈과 에어가이드 사이에서 누수가 발생하거나 습채널과 건채널 각각의 추기 공기와 실내 공기가 혼합되어 냉각 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.

특히 건채널부와 습채널부에는 단면이 파형인(다수 절곡되어진) 핀(fin)을 포함하게 되는데, 이 핀의 제조가 어렵고 제조비용이 많이 소요되는 문제점을 예측할 수 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1207551호에는 금속재질의 열교환몸체와 합성수지재질의 가이드부재가 결합된 구성이 나타나 있다. 이러한 구조의 상기 열교환몸체와 가이드부재 사이에는 누수 및 누기가 발생하는 것을 방지하기 위해 실링부재를 적용하여야 하나, 실링부재의 조립이 용이하지 않고, 실링부재를 적용하더라도 기밀유지가 어려워 가이드부재의 조립부를 통해 누수된 증발수가 시스템 내부의 제습로터로 유입되어 냉방 능력 저하 및 로터의 고장을 유발하여 제품의 신뢰성을 확보하기가 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 건채널과 습채널을 형성하기 위한 복수의 격벽판과 열교환부와 에어가이드를 간단한 공정에 의해 일체로 제조할 수 있는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 다수 회 반복 절곡된 핀을 제조하지 않고도 열교환부의 습채널과 건채널의 표면적을 증가시킬 수 있는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 열교환부의 건채널과 습채널을 분리하는 판을 종래에 비해 더 얇게하여 열교환이 용이하도록 하면서도, 충분한 강성을 유지할 수 있는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 에어가이드 일체형 증발 냉각기는, 다수의 격벽판(10,20,30,40); 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 사이에 위치하여, 중앙부에 서로 이격되어 배치되어 열교환부(54,64)를 이루는 다수의 바(52,62)와, 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 가장자리에 배치되어 유체의 흐름 방향을 결정하는 가이드부(51,61)로 이루어지는 간극부(50,60)를 포함하여 이루어진다.

상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)은 일정 간격 이격된 제1 내지 제3격벽판(10,20,30)을 포함하고; 상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20) 사이에는 실내공기와 외기가 유동하는 건채널(DC)이 형성되고; 상기 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 사이에는 물과 추기 공기가 유동하는 습채널(WC)이 형성된 것일 수 있다.

상기 간극부(50,60)는 상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20) 사이에 구비되는 제1간극부(50)와 상기 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 사이에 구비되는 제2간극부(60)로 이루어지고; 상기 제1간극부(50)에서의 유체 흐름은 상기 제2간극부(60)에서의 유체 흐름과 대향류를 형성하는 것일 수 있다.

상기 격벽판(10,20,30,40) 각각에는, 일측으로 돌출되거나, 복수 개 중 일부는 일측으로 돌출되고 나머지는 타측으로 돌출된 복수의 부각(11,21,31,41)이 형성된 것일 수 있다.

상기 부각(11,21,31,41) 중 건채널(DC) 방향으로 돌출된 부각(11,21,31,41)은 상기 실내공기와 외기의 흐름 방향과 평행한 방향으로 길이를 갖도록 형성된 것일 수 있다.

상기 부각(11,21,31,41)은, 인접한 다른 격벽판의 부각과 접하는 것일 수 있다.

상기 가이드부(51,61)는 상기 격벽판(10,20,30,40)의 일측과 타측 가장자리에 서로 대향하도록 한 쌍이 구비되고, 상기 격벽판(10,20,30,40)과 접촉되는 면이 접합되어, 상기 한 쌍의 가이드부(51,61) 사이의 개방된 일측을 통해 상기 유체가 유입되고, 상기 한 쌍의 가이드부(51,61) 사이의 개방된 타측을 통해 상기 유체가 유출되는 것일 수 있다.

상기 바(52;bar)는 상기 격벽판(10,20,30,40)의 대각선 방향인 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 나란하게 배열된 복수로 이루어진 것일 수 있다.

상기 가이드부(51,61)과 바(52,62)는 알루미늄 클래드로 이루어지되, 외층이 내측에 비해 용융점이 낮은 알루미늄으로 이루어지고; 상기 클래드의 외층이 가열에 의해 녹아 상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)는 상기 격벽판(10,20,30,40)에 일체로 접합되는 것일 수 있다.

상기 다수의 바(52,62)는 내부가 중공으로서 단면이 직사각형인 파이프 형상으로 이루어지고, 상기 바(52,62)의 일측면과 타측면은 이웃하는 격벽판에 각각 접촉 결합되며, 상기 유체는 이웃하는 바(52,62) 사이의 공간(53,63) 사이와 상기 바(52,62) 내부 공간을 통해 유동하는 것일 수 있다.

본 발명에 의한 에어가이드 일체형 증발 냉각기 제조방법은, 다수의 격벽판(10,20,30,40); 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 사이에 위치하여, 중앙부에 서로 이격되어 배치되어 열교환부(54,64)를 이루고 내층과 외층의 클래드로 이루어진 다수의 바(52,62)와, 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 가장자리에 배치되어 유체의 흐름 방향을 결정하고 내층과 외층의 클래드로 이루어진 가이드부(51,61)로 이루어지는 간극부(50,60);를 포함하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기의 제조 방법으로서, a) 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)과 상기 바(52,62) 및 상기 가이드부(51,61)를 준비하는 단계; b) 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40) 중 어느 하나의 상부에 상기 바(52,62)와 상기 가이드부(51,61)를 배열한 후, 그 다음 격벽판(10,20,30,40)을 덮은 후 상기 바(52,62)와 상기 가이드부(51,61)를 배열하는 과정을 반복 수행하는 단계; c) 상기 b) 단계의 결과물을 가열하여, 상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)에서 상기 내층보다 용융점이 낮은 외층이 녹아, 상기 격벽판(10,20,30,40)과 상기 바(52,62) 및 상기 가이드부(51,61)가 접합되도록 하는 단계를 포함한다.

상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)는 알루미늄 클래드로 이루어진 것일 수 있다.

상기 b)단계에서, 하나의 격벽판(10,20,30,40)을 사이에 두고 이웃하는 간극부(50,60)를 유동하는 유체의 유동방향이 대향류가 되도록 상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)를 배열하는 것일 수 있다.

본 발명의 에어가이드 일체형 증발 냉각기는, 복수의 격벽판과 그 격벽판 사이에 에어가이드인 제1간극부와 제2간극부가 일체로 결합되도록 하여, 누수 및 누기의 발생을 방지하고, 열교환 효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 격벽판에 부각(embossing)을 형성하여 격벽판의 두께를 얇게하여도 충분한 강성을 가지도록 함으로써, 얇은 격벽판의 사용에 의해 열교환부의 열교환 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 제1간극부와 제2간극부의 바(bar)를 이용하여 각각 습채널부와 건채널부의 내측 표면적을 증가시킴으로써, 종래와 같은 핀을 가공할 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 격벽판과 제1간극부 및 제2간극부를 한 번의 브레이징 공정으로 상호 접합시킴으로써, 기계적인 결합에 필요한 부가 구성요소를 배제하고, 공정 시간을 단축할 수 있으며, 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어가이드 일체형 증발냉각기의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합상태 사시도이다.
도 3(a)는 도 1에서 제1격벽판(10)과 제1간극부(50)가 겹쳐진 상태의 구성도, 도 3(b)는 도 1에서 제2격벽판(20)과 제1간극부(50)가 겹쳐진 상태의 구성도이다.
도 4는 도 3(a)에서 A-A 단면도이다.
도 5는 도 1에서 제3격벽판(20)과 제2간극부(60)의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어가이드 일체형 증발 냉각기 제조공정 순서도이다.

이하, 본 발명 에어가이드 일체형 증발 냉각기 및 그 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어가이드 일체형 증발냉각기의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 결합상태 사시도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어가이드 일체형 증발 냉각기(100)는, 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)과, 상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)의 사이와 상기 제3격벽판(30)과 제4격벽판(40)의 사이에 각각 위치하여 건채널(DC)의 열교환부와 건채널(DC)의 유체 흐름방향을 결정하는 한 쌍의 제1간극부(50)와, 상기 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30)의 사이에 위치하여 습채널(WC)의 열교환부와 습채널(WC)의 유체 흐름방향을 결정하는 제2간극부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40) 각각은 두께가 얇은 판상이고, 전체적으로 마름모 형상에서 꼭지점 부분이 절개된 팔각형의 형상이다. 이러한 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)은 그 두께가 얇은 것이며, 얇은 두께에 의해 변형이 되는 것을 방지할 수 있도록 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40) 각각에는 일방향 또는 양방향으로 다수의 부각(embossing)(11,21,31,41)이 형성되어 있다.

상기 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)의 사이에 선택적으로 삽입 설치되는 제1간극부(50)와 제2간극부(60)는 서로 유사한 형상이지만, 상기 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)의 사이에 위치하였을 때, 서로 반대의 대각선 방향(즉, 대향류 방향)으로 공기가 이동할 수 있는 통로를 제공하는 점에서 차이가 있다.

즉, 제1격벽판(10)과 제1간극부(50) 및 제2격벽판(20)으로 이루어지는 건채널(DC)을 통과하는 공기의 기류방향은 도면 상에서 좌하측에서 우상측을 향하는 방향이 되고, 습채널(WC)을 통과하는 물과 추기 공기는 좌상측에서 우하측을 향하는 방향이 되도록 상기 제1간극부(50)와 제2간극부(60)의 형상은 차이가 있다.

상기 건채널(DC)은 실내 공기와 실외 공기가 혼합되어 통과하고, 건채널(DC)을 통과한 공기의 일부를 물이 적셔져 있는 습채널(WC)을 통해 외부로 추기(exhaust)시켜 물의 증발을 유도하게 된다. 물이 습채널(WC)의 표면에서 증발되면 습채널(WC) 표면이 냉각되면서 건채널(DC)을 통과하는 공기로부터 열을 흡수하게 되고, 건채널(DC)을 통과한 공기는 냉각되어 실내로 공급된다. 상기 습채널(WC)을 통해 외부로 추기되는 공기는 건채널(DC)과는 별도의 유로를 통해 유입된 실내 공기인 것으로 구성할 수도 있다.

도 3(a)는 도 1에서 제1격벽판(10)과 제1간극부(50)가 겹쳐진 상태의 구성도, 도 3(b)는 도 1에서 제2격벽판(20)과 제1간극부(50)가 겹쳐진 상태의 구성도이다.

습채널(WC)의 일측에 구비되는 건채널(DC)은 제1격벽판(10)과 제1간극부(50) 및 제2격벽판(20)으로 이루어진다.

상기 제1간극부(50)는 공기가 지나는 방향을 결정하는 한 쌍의 가이드부(51;51a,51b)와, 상기 가이드부(51)와는 분리되어 있고 상기 제1격벽판(10)의 대각선 방향인 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 나란하게 배열되는 다수의 바(52;bar)로 이루어진다.

도 3(a)와 도 1 및 도 2를 각각 참조하면, 상기 건채널(DC)의 일부를 이루는 제1간극부(50)의 한 쌍의 가이드부(51a,51b)는 도면상에서 제1격벽판(10)의 가장자리 둘레에 서로 대향되도록 위치하되, 좌하측과 우상측이 개방되도록 위치하게 된다.

상기 일측의 가이드부(51a)는 가이드몸체부(51-1a), 상기 가이드몸체부(51-1a)의 상측 단부에서 연장된 제1가이드연장부(51-2a), 상기 가이드몸체부(51-1a)의 하측 단부에서 연장된 제2가이드연장부(51-3a)로 이루어진다.

상기 가이드몸체부(51-1a)는 8각형으로 이루어진 제2격벽판(20)의 좌상측 변과 동일한 길이를 갖도록 경사지게 구비된다.

상기 제1가이드연장부(51-2a)는 상기 제2격벽판(20)의 상측 변과 동일한 길이를 갖도록 상기 가이드몸체부(51-1a)의 상측 단부에서 수평 방향으로 절곡되어 연장된다.

상기 제2가이드연장부(51-3a)는 상기 제2격벽판(20)의 좌측 변과 동일한 길이를 갖도록 상기 가이드몸체부(51-1a)의 하측 단부에서 수직방향으로 절곡되어 하향 연장되되, 상기 다수의 바(52)의 측부에 위치한다.

상기 타측의 가이드부(51b)는 상기 일측의 가이드부(51a)와 동일한 형상으로서, 가이드몸체부(51-1a)와 마주보도록 위치하는 가이드몸체부(51-1b), 제1가이드연장부(51-2a)와 마주보도록 위치하는 제1가이드연장부(51-2b), 제2가이드연장부(51-3a)와 마주보도록 위치하는 제2가이드연장부(51-3b)로 이루어진다.

또한, 이와 같은 구조에서 좌하측의 경사진 개방부(DCI)로 유입되는 공기는 상기 다수의 바(52)와 이들 사이의 공간(53)으로 이루어진 건채널 열교환부(54)를 통해 상향 이동하게 된다. 이때 건채널 열교환부(54)는 습채널(WC)의 열교환부(64)와 접촉에 의해 열교환이 이루어지고, 건채널 열교환부(54)를 지나는 공기는 열교환에 의해 냉각된다. 건채널 열교환부(54)에서 냉각된 공기는 실내 냉방을 위하여 상기 제1,2격벽판(10,20)의 우상측 개방부(DCO)를 통해 실내로 배출된다.

상기 바(52)는 내부가 중공(中空)으로서 단면이 직사각형인 파이프 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 바(52)의 일측면은 제1격벽판(10)에 접촉 결합되고, 타측면은 제2격벽판(20)에 접촉 결합된다. 건채널(DC)을 통과하는 공기는 이웃하는 바(52) 사이의 공간(53) 및 중공(中空)인 바(52)의 내부 공간을 통해 유동하게 된다. 상기 바(52)는 종래의 핀을 대신하여 건채널 열교환부(54)의 표면적을 증가시켜 원활한 열교환이 이루어질 수 있게 한다.

이와 같은 구조의 건채널(DC)의 일부를 이루는 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)에는 상기 건채널(DC)의 공기 유동 방향과 평행한 소정 길이의 부각(11,21)이 각각 형성되어 있다. 상기 부각(11,21)은 공기 유동 통로가 될 뿐만 아니라 앞서 언급한 바와 같이 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)의 형상이 유지될 수 있는 강성을 부여한다.

상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)의 부각(11,21)은 각각 상기 바(52)와 가이드부(51)의 돌출된 높이의 절반으로 이루어지고, 제1격벽판(10)의 부각(11)과 제2격벽판(20)의 부각(21)은 단부가 서로 접하는 것으로 이루어질 수 있다.

상기 부각(11,21)은 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20) 각각에 다수로 형성되어 있으며, 설치상태에서 상하로 배치된다.

이 경우 다수의 부각(11,21)은 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)의 일측 방향으로만 돌출되도록 구성할 수도 있고, 양측 방향으로 돌출되도록 구성할 수도 있다.

다수의 부각(11,21)이 일측 방향으로만 돌출되는 경우, 제1격벽판(10)에 형성된 다수의 부각(11)이 전부 우측면에서 우측으로 돌출되고, 제2격벽판(20)에 형성된 다수의 부각(21)은 전부 좌측면에서 좌측으로 돌출되는 것으로 구성할 수 있다.

다수의 부각(11,21)이 양측 방향으로 돌출되는 경우, 제1격벽판(10)에 형성된 다수의 부각(11) 중 일부는 우측으로 돌출되고 나머지 부각(11)은 좌측으로 돌출되고, 제2격벽판(20)에 형성된 다수의 부각(21) 중 일부는 우측으로 돌출되고 나머지 부각(21)은 좌측으로 돌출되는 것으로 구성할 수 있다. 이와 같이 다수의 부각(11,21)은 돌출되는 방향에 차이가 있고, 상부와 하부의 부각(11,21)을 상하로 교번하여 돌출되도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 다수의 부각(11,21)이 양측 방향으로 돌출된 경우에는, 격벽판(10,20,30,40)들을 연속으로 중첩시켰을 때 각각에서 좌우측으로 돌출된 부각(11,21,31,41)들이 서로 접하면서 공간을 형성하게 된다.

도면에서는 부각(11,21)의 길이가 상대적으로 짧은 것으로 도시하였으나, 제1,2격벽판(10,20)의 마주하는 두 변에 양끝이 위치하도록 긴 장방형의 구조일 수 있다.

상기에서는 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)에 형성된 부각(11,21)에 대해 설명하였으나, 제3격벽판(30)과 제4격벽판(40)에 형성된 부각(31,41)도 동일한 형상으로 이루어진다.

도 4는 도 3(a)에서 A-A 방향의 단면도이다.

도 4를 참조하면 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)에서 서로 마주보는 방향으로 각각 돌출되는 부각(11,21)의 일부는 서로 접하고 있으며, 도시되어 있지 않지만 서로 반대 방향으로 돌출된 다른 부각(11,21)들은 서로 이격되어 공간을 형성한다.

제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)의 사이 가장자리에는 한 쌍의 가이드부(51;51a,51b)가 위치하여 공기가 누설되는 것을 방지하면서, 일정한 방향(DCI에서 DCO)으로의 공기 흐름을 만들게 된다.

이와 같이 본 발명은 제1격벽판(10)과 제1간극부(50) 및 제2격벽판(20)을 이용하여 일측 건채널(DC)을 형성할 수 있다. 상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20)은 상기 바(52)가 위치하는 영역이 열교환부(54)가 되고, 나머지 영역이 상기 가이드부(51)에 의해 공기의 흐름 방향이 결정되는 에어가이드부(55,56)가 된다.

즉, 본 발명은 열교환부(54)와 그 열교환부(54)의 상하부에 각각 마련되는 에어가이드부(55,56)를 일체로 형성할 수 있게 된다.

도 5는 도 1에서 제3격벽판(30)과 제2간극부(60)의 구성도이다.

도 5를 참조하면 습채널(WC)은 제2격벽판(20)과 제2간극부(60) 및 제3격벽판(30)으로 이루어진다. 습채널(WC)은 좌상측에서 물과 추기 공기가 유입되고, 물이 증발되어 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 및 제2간극부(60)를 냉각시킴으로써 건채널(DC)을 통과하는 공기를 냉각시키게 된다.

상기 제2간극부(60)는 공기가 지나는 방향을 결정하는 한 쌍의 가이드부(61;61a,61b)와, 상기 가이드부(61)와는 분리되어 있고 상기 제2격벽판(20)의 대각선 방향인 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 나란하게 배열되는 다수의 바(62;bar)로 이루어진다.

상기 일측의 가이드부(61a)는 가이드몸체부(61-1a), 상기 가이드몸체부(61-1a)의 상측 단부에서 연장된 제1가이드연장부(61-2a), 상기 가이드몸체부(61-1a)의 하측 단부에서 연장된 제2가이드연장부(61-3a)로 이루어진다.

상기 가이드몸체부(61-1a)는 8각형으로 이루어진 제3격벽판(30)의 우상측 변과 동일한 길이를 갖도록 경사지게 구비된다.

상기 제1가이드연장부(61-2a)는 상기 제3격벽판(30)의 상측 변부와 동일한 길이를 갖도록 상기 가이드몸체부(61-1a)의 상측 단부에서 수평 방향으로 절곡되어 연장된다.

상기 제2가이드연장부(61-3a)는 상기 제3격벽판(30)의 우측 변부와 동일한 길이를 갖도록 상기 가이드몸체부(61-1a)의 하측 단부에서 수직방향으로 절곡되어 하향 연장되되, 상기 다수의 바(62)의 측부에 위치한다.

상기 타측의 가이드부(61b)는 상기 일측의 가이드부(61a)와 동일한 형상으로서, 가이드몸체부(61-1a)와 마주보도록 위치하는 가이드몸체부(61-1b), 제1가이드연장부(61-2a)와 마주보도록 위치하는 제1가이드연장부(61-2b), 제2가이드연장부(61-3a)와 마주보도록 위치하는 제2가이드연장부(61-3b)로 이루어진다.

상기 바(62)는 건채널(DC)을 이루는 제1간극부(50)의 바(52)와 동일한 방향인 제2격벽판(10)의 대각선 방향인 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 나란하게 배열되어 있다.

상기 바(62)는 내부가 중공(中空)으로서 단면이 직사각형인 파이프 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 바(62)의 일측면은 제2격벽판(20)에 접촉 결합되고, 타측면은 제3격벽판(30)에 접촉 결합된다. 습채널(WC)을 통과하는 물과 추기 공기는 이웃하는 바(62) 사이의 공간(63) 및 중공(中空)인 바(62)의 내부 공간을 통해 유동하게 된다. 상기 바(62)는 종래의 핀을 대신하여 습채널 열교환부(64)의 표면적을 증가시켜 원활한 열교환이 이루어질 수 있게 한다.

상기 습채널(WC)에 공급되는 물과 추기 공기는 건채널(DC)과는 완전히 분리되어야 하므로, 제2간극부(60)의 가이드부(61)는 도면상에서 좌상측과 우하측이 개방되도록 상기 제2격벽판(20)의 가장자리 둘레에 접하도록 구비된다.

이와 같은 구조에서 물과 추기 공기는 좌상측 개방부(WCI)로 공급되어, 상기 바(62) 사이의 공간(63)인 열교환부(64)를 통해 하향 이동하고, 다시 우하측 개방부(WCO)를 통해 외부로 배출된다.

상기 제3격벽판(30)에 형성된 부각(31)도 제2격벽판(20)의 부각(21)과 마찬가지로 일부는 우측으로 돌출되고 나머지 부각(31)은 좌측으로 돌출되는 것으로 구성할 수 있다.

상기 제2격벽판(20)의 부각(21)과 제3격벽판(30)의 부각(31)이 서로 마주보는 방향으로 돌출되어 단부가 서로 접하도록 구성된 경우 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 사이에 공간이 형성되고, 물은 상기 부각(21,31)에 의해 바(62)의 상단을 향해 흐르도록 가이드되어 균일한 증발이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 다수의 부각(31)은 돌출되는 방향에 차이가 있고, 상부와 하부의 부각(31)을 상하로 교번하여 돌출되도록 구성할 수도 있다.

이처럼 습채널(WC)를 이루는 제2격벽판(20), 제2간극부(60) 및 제3격벽판(30)은 상기 제2간극부(60)의 바(62)가 접하는 위치에 열교환부(64)가 형성되고, 다른 부분은 물과 추기 공기의 흐름 방향을 결정하는 에어가이드부(65,66)를 형성하는 것으로, 열교환부(64)와 에어가이드부(65,66)를 일체로 형성하여 그 사이에서 누수 및 누기가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 습채널(WC)과 건채널(DC)은 유체의 흐름 방향이 열교환부(54,64)에서는 180도 반대방향이 되고, 에어가이드부(55,56,65,66)에서는 직교하게 되어, 전체적으로 대향류의 흐름이 형성된다. 또한, 습채널(WC)과 건채널(DC)은 대향류 상호간에 유체가 혼입되는 누수 및 누기를 방지함으로써 열교환 효율을 보다 높일 수 있게 된다. 이는 건채널(DC)을 지나는 온도가 높은 외기가 낮은 온도의 습채널(WC)로 유입되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

상기 제2격벽판(20)과 제2간극부(60) 및 제3격벽판(30)은 습채널(WC)을 이루고, 상기 제3격벽판(30)의 반대면에 접하는 제1간극부(50)와 제4격벽판(40)은 다시 건채널(DC)을 이루게 된다.

즉, 본 발명은 습채널(WC)을 중앙에 두고, 양측면에 건채널(DC)이 마련된 구조일 수 있으며, 다수의 습채널(WC)과 건채널(DC)이 교대로 반복 배치되는 구조로 구성할 수도 있다.

또한, 건채널(DC)과 습채널(WC)을 한쌍으로 하는 구조, 즉 습채널(WC)의 일측면에만 건채널(DC)을 형성하는 구조로 할 수 있으며, 이때의 구조는 위의 도면들에서 제1격벽판(10), 제1간극부(50), 제2격벽판(20), 제2간극부(60), 제3격벽판(30)으로 이루어지는 구조가 된다.

또한, 위의 예들에서 건채널(DC)과 습채널(WC)의 위치를 변경하는 것도 가능하게 된다. 이때에는 건채널(DC)의 양측면에 습채널(WC)이 위치하게 된다.

상기 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)과 제1간극부(50), 제2간극부(60)는 모두 알루미늄 재질로 구성할 수 있으며, 특히 습채널(WC)을 이루는 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 및 제2간극부(60)는 물이 표면에 잘 퍼질 수 있도록 친수성 재질로 표면 처리가 된 것을 사용할 수 있다.

상기 제1간극부(50)와 제2간극부(60)는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우 가이드부(51,61)와 바(52,62)는 내층은 알루미늄 3000계열이고 외층은 용융 온도가 낮은 알루미늄 4000계열로 이루어진 알루미늄 클래드(Clad)로 구성함으로써 한 번의 브레이징(Brazing)에 의해 일체로 제조 가능하다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 구성도로서, 앞서 설명한 본 발명에 따른 에어가이드 일체형 증발 냉각기(100)를 다수로 제작하고, 이를 상호 결합하여 용량이 큰 에어가이드 일체형 증발 냉각기(200)로 만들 수 있다.

이 경우 에어가이드 일체형 증발 냉각기(100)들을 상호 결합하는 방법으로는 소정의 온도로 가열하여 접착제를 용해시켜 접착시키는 브레이징(Brazing)을 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어가이드 일체형 증발냉각기(100)의 제조공정 순서도로서, 도 7과 앞서 설명한 도 1 내지 도 5를 각각 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어가이드 일체형 증발 냉각기(100)의 제조방법을 설명한다.

먼저, 동일한 형상의 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)을 제작한다(단계 S10).

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 마름모 형상에서 꼭지점이 따진 팔각형 형상의 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)을 제작한다(단계 S10). 이때 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)들은 다양한 방법으로 제작될 수 있으며, 대각선 방향으로 방향성을 가지는 부각(11,21,31,41)을 함께 형성한다.

그 다음, 상기 제1 내지 제4격벽판(10,20,30,40)의 가장자리 일부에 접하여 유체 흐름 방향을 결정하는 가이드부(51, 61)를 제작한다(단계 S20).

상기 가이드부(51,61)는 그 적용에 따라 건채널(DC)과 습채널(WC)을 형성하는 것으로 설명되었으나 그 형상은 서로 동일한 것이다.

설명의 편의상 상기 S10단계와 구분하여 설명하나 S20단계는 S10단계와 동시에 진행될 수 있다.

그 다음, 열교환부(54,64)를 형성하기 위한 바(52, 62)를 제작한다(단계 S30). S30단계 역시 상기 S10단계 및 S20단계와 동시에 이루어질 수 있다.

이하에서 설명하는 S40단계부터 S60단계는 상기 S10단계부터 S30단계에서 준비된 구성품을 적층하는 단계이다.

먼저, 상기 제1격벽판(10)의 상부에 한 쌍의 가이드부(51a,51b)와 상기 한 쌍의 가이드부(51a,51b) 사이에 위치하는 다수의 바(52)를 배열하고, 제2격벽판(20)을 덮어 건채널(DC)을 형성한다(단계 S40).

그 다음, 상기 제2격벽판(20)의 상부에 한 쌍의 가이드부(61a,61b)와 다수의 바(62)를 배열하되, 상기 가이드부(61a,61b)의 배열이 상기 가이드부(51a,51b)의 배치와는 180도 회전된(mirror) 방향이 되도록 배열한 후, 제3격벽판(30)을 덮어 습채널(WC)를 형성한다(단계 S50).

그 다음, 상기 제3격벽판(30)의 상부에 한 쌍의 가이드부(51a,51b)와 다수의 바(52)를 배열하되, 제1격벽판(10)의 상부에 배열되는 가이드부(51a,51b)와 다수의 바(52)의 배열과 동일하게 되도록 한 후, 제4격벽판(40)을 덮어 건채널(DC)을 형성한다(단계 S60).

이와 같이 제1격벽판(10), 제1간극부(50), 제2격벽판(20), 제2간극부(60), 제3격벽판(30), 제1간극부(50) 및 제4격벽판(60)을 차례로 적층한다. 이 경우 제1간극부(50)와 제2간극부(60)는 서로 동일 위치에서 열교환부(54,64)를 형성하는 바(52,62)를 각각 구비하며, 유체의 흐름 방향이 서로 대각선 방향(열교환부 영역에서는 반대 방향, 에어가이드 영역에서는 직교 방향)이 되도록 배치된 가이드부(51,52)를 포함한다.

상기 S60 단계의 결과물을 가열로에 넣고 브레이징(Brazing)에 의해 상호 접합한다(단계 S70).

즉, S60 단계의 결과물을 설정된 온도로 가열하게 되면, 용융점이 낮은 알루미늄 4000계열로 이루어진 가이드부(51,61)와 바(52,62)의 외층이 녹아 제1격벽판(10) 내지 제4격벽판(40)과의 사이에 접합이 이루어진다.

따라서 본 발명은 격벽판들(10,20,30,40)과 간극부들(50,60)은 서로 기구적으로 결합하지 않고, 한 번의 브레이징(Brazing)에 의해 일체로 접합되므로 제조 공정이 간단해진다.

또한, 격벽판들(10,20,30,40)과 간극부들(50,60)의 사이에서 유체의 누설이 발생하지 않으며, 체결을 위한 별도의 기구적인 수단을 사용하지 않기 때문에 부피를 줄이고 제조비용의 증가를 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

10:제1격벽판 20:제2격벽판
30:제3격벽판 40:제4격벽판
50:제1간극부 60:제2간극부
11,21,31,41:부각 51,61:가이드부
52,62:바

Claims

다수의 격벽판(10,20,30,40);
상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 사이에 위치하여, 중앙부에 서로 이격되어 배치되어 열교환부(54,64)를 이루는 다수의 바(52,62)와, 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 가장자리에 배치되어 유체의 흐름 방향을 결정하는 가이드부(51,61)로 이루어지는 간극부(50,60);
를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제1항에 있어서,
상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)은 일정 간격 이격된 제1 내지 제3격벽판(10,20,30)을 포함하고;
상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20) 사이에는 실내공기와 외기가 유동하는 건채널(DC)이 형성되고;
상기 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 사이에는 물과 추기 공기가 유동하는 습채널(WC)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제2항에 있어서,
상기 간극부(50,60)는 상기 제1격벽판(10)과 제2격벽판(20) 사이에 구비되는 제1간극부(50)와 상기 제2격벽판(20)과 제3격벽판(30) 사이에 구비되는 제2간극부(60)로 이루어지고;
상기 제1간극부(50)에서의 유체 흐름은 상기 제2간극부(60)에서의 유체 흐름과 대향류를 형성하는 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제2항에 있어서,
상기 격벽판(10,20,30,40) 각각에는, 일측으로 돌출되거나, 복수 개 중 일부는 일측으로 돌출되고 나머지는 타측으로 돌출된 복수의 부각(11,21,31,41)이 형성된 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제4항에 있어서,
상기 부각(11,21,31,41) 중 건채널(DC) 방향으로 돌출된 부각(11,21,31,41)은 상기 실내공기와 외기의 흐름 방향과 평행한 방향으로 길이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제4항에 있어서,
상기 부각(11,21,31,41)은, 인접한 다른 격벽판의 부각과 접하는 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제1항에 있어서,
상기 가이드부(51,61)는 상기 격벽판(10,20,30,40)의 일측과 타측 가장자리에 서로 대향하도록 한 쌍이 구비되고, 상기 격벽판(10,20,30,40)과 접촉되는 면이 접합되어, 상기 한 쌍의 가이드부(51,61) 사이의 개방된 일측을 통해 상기 유체가 유입되고, 상기 한 쌍의 가이드부(51,61) 사이의 개방된 타측을 통해 상기 유체가 유출되는 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제7항에 있어서,
상기 바(52;bar)는 상기 격벽판(10,20,30,40)의 대각선 방향인 수평 방향으로 일정 간격 이격되어 나란하게 배열된 복수로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제1항에 있어서,
상기 가이드부(51,61)과 바(52,62)는 알루미늄 클래드로 이루어지되, 외층이 내측에 비해 용융점이 낮은 알루미늄으로 이루어지고;
상기 클래드의 외층이 가열에 의해 녹아 상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)는 상기 격벽판(10,20,30,40)에 일체로 접합되는 것을 특징으로 에어가이드 일체형 증발 냉각기
제1항에 있어서,
상기 다수의 바(52,62)는 내부가 중공으로서 단면이 직사각형인 파이프 형상으로 이루어지고, 상기 바(52,62)의 일측면과 타측면은 이웃하는 격벽판에 각각 접촉 결합되며, 상기 유체는 이웃하는 바(52,62) 사이의 공간(53,63) 사이와 상기 바(52,62) 내부 공간을 통해 유동하는 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기
다수의 격벽판(10,20,30,40);
상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 사이에 위치하여, 중앙부에 서로 이격되어 배치되어 열교환부(54,64)를 이루고 내층과 외층의 클래드로 이루어진 다수의 바(52,62)와, 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)의 가장자리에 배치되어 유체의 흐름 방향을 결정하고 내층과 외층의 클래드로 이루어진 가이드부(51,61)로 이루어지는 간극부(50,60);
를 포함하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기의 제조 방법으로서,
a) 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40)과 상기 바(52,62) 및 상기 가이드부(51,61)를 준비하는 단계;
b) 상기 다수의 격벽판(10,20,30,40) 중 어느 하나의 상부에 상기 바(52,62)와 상기 가이드부(51,61)를 배열한 후, 그 다음 격벽판(10,20,30,40)을 덮은 후 상기 바(52,62)와 상기 가이드부(51,61)를 배열하는 과정을 반복 수행하는 단계;
c) 상기 b) 단계의 결과물을 가열하여, 상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)에서 상기 내층보다 용융점이 낮은 외층이 녹아, 상기 격벽판(10,20,30,40)과 상기 바(52,62) 및 상기 가이드부(51,61)가 접합되도록 하는 단계;
를 포함하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 제조방법
제11항에 있어서,
상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)는 알루미늄 클래드로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 제조방법
제11항에 있어서,
상기 b)단계에서, 하나의 격벽판(10,20,30,40)을 사이에 두고 이웃하는 간극부(50,60)를 유동하는 유체의 유동방향이 대향류가 되도록 상기 가이드부(51,61)와 바(52,62)를 배열하는 것을 특징으로 하는 에어가이드 일체형 증발 냉각기 제조방법