KR20160118463A - 플레이트형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플레이트형 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플레이트 열교환기의 입구에서 출구를 따라 이동하는 유체의 이동거리와 속도를 증가시키면서 열손실 구간을 최소화하여 열효율 및 제품 품질이 향상될 수 있도록 발명한 것이다.
본 발명의 구성은, 직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 및 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)가 각각 구비된 구성판(10)이 연속 적층되면서 형성된 관로를 따라 직수와 난방수의 유체가 상호 혼합되지 않고 이동하게 구성된 플레이트형 열교환기(1)에 있어서;
상기 구성판(10)은 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b)를 일측 상부와 하부에 형성하고, 상기 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b) 사이를 구분하는 차단벽(40)을 형성하면서, 상기 난방수 투입구(30a)와 난방수 배출구(30b)가 형성된 타측 상부와 하부는 연결공간(C)을 형성하여, 상기 직수 투입구(20a)로 공급된 유체가 "ㄷ"형의 관로를 따라 직수 배출구(20b) 방향으로 이동하게 구성된다.
또, 상기 차단벽(40)은 구성판(10) 자체에 돌출된 리브형상을 갖고형성되어, 적층되는 타 구성판(10)과 돌출 선단부가 접합되면서 관로가 형성되거나, 리브형상을 갖고 구성판(10)에 하부가 접합되고, 적층되는 타 구성판(10)에 상부가 접합되어 형성되게 하여 달성된다.

Description

플레이트형 열교환기{PLATE TYPE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 플레이트형 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플레이트 열교환기의 입구에서 출구를 따라 이동하는 유체의 이동거리와 속도를 증가시키면서 열손실 구간을 최소화하여 열효율 및 제품 품질이 향상될 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로, 보일러에 사용되는 플레이트형 열교환기는 버너부에서 발생된 연소열과 열교환 효율의 향상을 위해 플레이트 챔버를 적층해 사용하고 있었다.

상기의 플레이트형 열교환기(1)는, 대한민국 실용신안 등록번호 제0275401호에서 도 1 및 도 2에서 도시된 것과 같이 직사각형의 플레이트 형상을 갖고 상측에는 직수 및 난방수의 배출구(20b),(30b)와 투입구(20a),(30a)가 대각선의 위치에 각각 구비되게 하고, 하측에 상기 구성판(10)의 관로와 위치 배열이 반대인 다른 구성판(10)을 상호 엇갈리는 형태로 다수개 적층시켜 접합 구성되었다.

상기 구성판은, 직수 및 난방수의 배출구(20b),(30b)와 투입구(20a),(30a)를 따라 흐르는 유체가 상호 혼합되지 않도록 관로가 엇갈리게 형성되도록 적층되는 것이다.

다시 말해서, 상기 직수와 난방수의 유체는 적층된 구성판(10)에서 상,하로 엇갈려 관로를 이동하면서 상호 열교환 작용이 이루어지게 하였다.

그러나, 상기의 구성판(10)이 적층되어 구비된 관로는 도 3에서와 같은 예 로서, 직수 투입구(20a)를 통해 직수 배출구(20b) 방향으로 이동하는 유체가 난방수 투입구(30a)와 난방수 배출구(30b)가 있는 코너 공간부(S)에서 유체의 이동속도와 흐름이 늦어 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 구성판(10)에서 유체의 이동을 위해 형성시킨 리브(11)로 인하여 직수 투입구(20a)에서 직수 배출구(20b)로 신속히 유체가 이동되나, 직사각형 구성판(10)의 코너 공간부(S)에서는 유체의 이동이 원활하지 못하였다.

다시 말해서, 구성판(10)이 적층된 상태에서 직수 투입구(20a)를 통해 직수 배출구(20b) 방향으로 이동하는 유체는 난방수 투입구(30a)와 난방수 배출구(30b)가 있는 코너 공간부(S)에서 유체의 이동속도가 늦어지게 되고, 난방수 투입구(30a)를 통해 난방수 배출구(30b) 방향으로 이동하는 유체는 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b)가 있는 코너 공간부(S)에서 유체의 이동속도가 늦어지는 폐단이 있었다.

대한민국 등록실용신안공보 20-0275401호 - 판형열교환기의 내압구조(등록일자 2002년 04월 30일).

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적은 열교환기에서 관로를 구성하고 있는 구성판에 투입구와 배출구의 위치를 변경하여, 관로를 따라 이동하는 유체의 이동거리와 유속을 증가 시켜 열손실 구간을 최소화시킬 수 있도록 한 플레이트형 열교환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 구성판의 투입구와 배출구를 일 측 한 방향에 위치시키면서, 상기 입구와 출구 사이에 차단벽을 형성하여 유체가 관로를 따라 최대 거리로 이동할 수 있도록 한 플레이트형 열교환기를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여,

직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 및 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)가 각각 구비된 구성판(10)이 연속 적층되면서 형성된 관로를 따라 직수와 난방수의 유체가 상호 혼합되지 않고 이동하게 구성된 플레이트형 열교환기(1)에 있어서;

상기 구성판(10)은 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b)를 일측 상부와 하부에 형성하고, 상기 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b) 사이를 구분하는 차단벽(40)을 형성하면서, 상기 난방수 투입구(30a)와 난방수 배출구(30b)가 형성된 타측 상부와 하부는 연결공간(C)을 형성하여, 상기 직수 투입구(20a)로 공급된 유체가 "ㄷ"형의 관로를 따라 직수 배출구(20b) 방향으로 이동하게 구성된다.

또, 상기 차단벽(40)은 구성판(10) 자체에 돌출된 리브형상을 갖고형성되어, 적층되는 타 구성판(10)과 돌출 선단부가 접합되면서 관로가 형성되거나, 리브형상을 갖고 구성판(10)에 하부가 접합되고, 적층되는 타 구성판(10)에 상부가 접합되어 형성되게 하여 달성된다.

그리고, 상기 직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 및 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)에서 어느 하나의 투입구와 배출구를 통해 유체가 이동되고, 다른 하나의 투입구와 배출구를 통해 배기가스가 이동되게 구성하는 것도 가능하다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 의하면, 구성판이 적층되면서 차단벽에 의해 관로의 이동거리와 유체의 이동속도를 향상시켜 열교환 효율을 증대시킬 수 있다.

또, 상기와 같이 열교환 효율을 증대시켜 구성판의 적층수를 절감함으로써, 열교환기의 크기를 소형화시킬 수 있어 원가를 절감시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 종래 판형 열교환기의 외형을 도시한 사시도.
도 2는 종래 판형 열교환기의 단면도.
도 3은 종래 구성판의 정면도.
도 4는 본 발명인 구성판의 사시도.
도 5는 본 발명인 구성판을 따라 유체의 이동흐름을 도시한 정면도.
도 6은 본 발명인 구성판의 확대도.

이하, 첨부된 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성과 작동 예를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명인 플레이트형 열교환기는 플레이트 열교환기의 입구에서 출구를 따라 이동하는 유체의 이동거리와 속도를 증가시키면서 열손실 구간을 최소화하여 열효율 및 제품 품질이 향상될 수 있도록 발명한 것이다.

우선, 본 발명인 열교환기는 크게 직사각형의 구성판(10)을 적층시켜 직수와 난방수가 서로 혼합되지 않고 이동되면서, 상호 열교환하게 구성된다.

그리고, 상기 구성판(10)은 일측에 직수 투입구(20a)와 배출구(20b)가 구비되고, 다른 일측에는 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)가 형성된다.

또, 구성판(10)의 표면에는 유체의 흐름을 가이드하면서 표면적을 증대시키는 다수개의 리브(11)가 형성되며, 테두리를 따라 날개부가 절곡되어 다른 구성판(10)이 적층되면 날개부를 접합시킴으로써, 내부에 관로가 형성된다.

상기 구성과 같이 직수와 난방수의 유체가 적층된 구성판(10)에서 상,하로 엇갈려 관로를 이동하게 함으로써, 열교환을 이루도록 하는 것은 일반적이지만, 본 발명은 여기에 상기 유체의 이동거리와 속도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 도 4에서와 같이 구성판(10)에 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b)를 일측 상부와 하부에 형성하고, 상기 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b) 사이를 구분하는 차단벽(40)을 형성하면서, 다른 일측 상부와 하부에 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)를 형성한다.

그리고, 상기 난방수 투입구(30a)와 난방수 배출구(30b)가 형성된 타측 상부와 하부는 연결공간(C)을 형성하여, 상기 직수 투입구(20a)로 공급된 유체가 "ㄷ"형의 관로를 따라 직수 배출구(20b) 방향으로 이동하게 구성한다.

즉, 하나의 예로서, 상기와 같이 형성된 구성판(10)을 적층시켜 직수의 이동흐름을 설명하면 도 5에서와 같이 직수 투입구(20a)를 통해 유입된 유체는 차단벽(40)에 막혀 도면상 우측으로 이동하여 연결공간을 통해 다시 좌측으로 이동되어 직수 배출구(20b)로 배출된다.

이때, 관로를 따라 이동하는 유체는 종래 넓은 공간을 대각선으로 이동하는 속도보다 본 발명에서와 같이 좁은 내부 관로를 따라 이동하므로, 유체의 이동속도가 빠르게 되면서도, 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b) 주변 코너부를 통과할 수 있는 것이다.

따라서, 적층된 구성판(10)에 엇갈려 이동하는 직수와 난방수의 유속을 빠르게 하면서도 열교환 효율이 증대시켜, 적층되는 구성판(10)의 개수를 절감시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 차단벽(40)은 도 5 및 도 6에서와 같이 구성판(10) 자체에서 유체의 이동을 가이드하는 리브와 같이 돌출되며, 직수 투입구(20a)와 배출구(20b)의 사이에서 길이방향으로 형성시켜, 적층되는 다른 구성판(10)의 저면에 접합되면서 관로가 형성된다.

다른 실시 예로는 상기 차단벽(40)을 별도로 형성한 상태에서 구성판(10)의 직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 사이에서 길이방향으로 접합시켜, 적층되는 다른 구성판(10)의 저면에 상기 차단벽(40)의 상부를 접합하는 것도 본 발명에 포함된다.

그리고, 본 발명의 또 다른 실시 직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 및 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)에서 어느 하나의 투입구와 배출구를 통해 유체가 이동되고, 다른 하나의 투입구와 배출구를 통해 배기가스가 이동되게 구성한다.

즉, 본 발명인 플레이트형 열교환기의 각각의 구성판(10)이 적층되면서 각 층의 관로를 따라 유체와 기체가 혼합되지 않고 이동되면서, 상호 열교환하게 구성하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 - 플레이트형 열교환기 10 - 구성판
20a - 직수 투입구 20b - 직수 배출구
30a - 난방수 투입구 30b - 난방수 배출구
40 - 차단벽 C - 연결공간

Claims (4)

1. 직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 및 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)가 각각 구비된 구성판(10)이 연속 적층되면서 형성된 관로를 따라 직수와 난방수의 유체가 상호 혼합되지 않고 이동하게 구성된 플레이트형 열교환기(1)에 있어서;
   상기 구성판(10)은 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b)를 일측 상부와 하부에 형성하고, 상기 직수 투입구(20a)와 직수 배출구(20b) 사이를 구분하는 차단벽(40)을 형성하면서, 상기 난방수 투입구(30a)와 난방수 배출구(30b)가 형성된 타측 상부와 하부는 연결공간(C)을 형성하여, 상기 직수 투입구(20a)로 공급된 유체가 "ㄷ"형의 관로를 따라 직수 배출구(20b) 방향으로 이동됨을 특징으로 한 플레이트형 열교환기.
   
2. 청구항 1에 있어서, 차단벽(40)은 구성판(10) 자체에 돌출된 리브형상을 갖고형성되어, 적층되는 타 구성판(10)과 돌출 선단부가 접합되면서 관로가 형성됨을 특징으로 한 플레이트형 열교환기.
   
3. 청구항 1에 있어서, 차단벽(40)은 리브형상을 갖고 구성판(10)에 하부가 접합되고, 적층되는 타 구성판(10)에 상부가 접합되어 형성됨을 특징으로 한 플레이트형 열교환기.
   
4. 청구항 1에 있어서, 직수 투입구(20a)와 배출구(20b) 및 난방수 투입구(30a)와 배출구(30b)에서 어느 하나의 투입구와 배출구를 통해 유체가 이동되고, 다른 하나의 투입구와 배출구를 통해 배기가스가 이동되게 구성함을 특징으로 한 플레이트형 열교환기.

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