KR20160139530A - 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명인 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환는 제1유체가 유입되어 배출되도록 유입관과 배출관이 형성된 하우징;과, 상기 하우징에 관통 결합되어 제2유체가 유입되어 배출되는 인렛튜브와, 아웃렛튜브가 형성된 제2유체튜브;와, 상기 하우징 내부에 나선형으로 이루어져 양단이 상기 인렛튜브와 상기 아웃렛튜브를 상호 연결되고, 복수 개가 적층된 형상으로 설치되는 열교환튜브;와, 상기 하우징의 내부 저면에 설치되어 상기 배출관에서 배출된 제1유체가 상향통과되는 다공판; 상기 다공판 상측에 좌,우로 교대로 설치되어 상기 다공판을 통과한 제1유체가 지그재그로 유동되게 가이드하는 배플; 및 상기 열교환튜브 사이에는 인접한 열교환튜브의 상,하측이 끼워지도록 상,하측에 복수 개의 안착홈이 형성되어 일정 간격이 유지되게 하는 간격유지판이 포함된 것을 특징으로 한다.

Description

배플 및 간격유지판이 구비된 열교환기{Heat exchanger with baffle and spacing plate}

본 발명은 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환에 관한 것으로, 열교환기 내부에 유체 흐름을 가이드하고 유속을 증가시키며, 열교환튜브를 안정적으로 적층할 수 있는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환에 관한 기술이다.

열교환기는 제1유체와 제2유체에 의해 열교환하는 기기이고, 본 발명과 관련된 스파이럴 열교환기는 유체가 유동되는 튜브 형태가 코일형태로 감겨진 형상으로 흐를 수 있도록 배치된 열교환기로 전열면적을 넓힌 열교환기이다.

본 발명과 관련된 스파이럴 타입의 열교환기에 관련된 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1384758호 '열교환기'에 개시되어 있다.

통상적으로 하우징 내부에 유체가 채워지도록 하는 열교환기는 하우징의 저면으로 유입되어 수위가 채워져 상부로 배출되도록 하는 것이 열교환을 효율적으로 할 수 있는 방법이다.

그러나, 하우징 내부에 유체가 채워져 상향이동되는데 하우징의 체적이 크므로 이동속도가 떨어지게 되고, 결국 효과적으로 유체를 빨리 공급해주지 못해 열교환효율이 떨어지는 문제점이 있어왔다.

또한, 종래에는 하우징 내부에 유입된 유체와 열교환 하는 열교환튜브를 안정적으로 적층시킬 수 없는 문제점이 있어왔다.

KR 10-1204014 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하우징의 저면으로 채워져 공급되는 유체의 이동을 빠르게 하여 열교환튜브와 열교환을 신속하게 할 수 있는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 하우징 내부에 유체와 열교환하는 열교환튜브를 안정적으로 적층시킬 수 있는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환는 제1유체가 유입되어 배출되도록 유입관과 배출관이 형성된 하우징;과, 상기 하우징에 관통 결합되어 제2유체가 유입되어 배출되는 인렛튜브와, 아웃렛튜브가 형성된 제2유체튜브;와, 상기 하우징 내부에 나선형으로 이루어져 양단이 상기 인렛튜브와 상기 아웃렛튜브를 상호 연결되고, 복수 개가 적층된 형상으로 설치되는 열교환튜브;와, 상기 하우징의 내부 저면에 설치되어 상기 배출관에서 배출된 제1유체가 상향통과되는 다공판; 상기 다공판 상측에 좌,우로 교대로 설치되어 상기 다공판을 통과한 제1유체가 지그재그로 유동되게 가이드하는 배플; 및 상기 열교환튜브 사이에는 인접한 열교환튜브의 상,하측이 끼워지도록 상,하측에 복수 개의 안착홈이 형성되어 일정 간격이 유지되게 하는 간격유지판이 포함된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배플은 상기 열교환튜브 사이로 끼워지는 수평판으로 구성되되, 일측은 원호형으로 형성되어 상기 하우징 내측면과 일부 밀착되고, 타측은 상기 하우징의 내측면과 이격되어 제1유체가 통과되는 것을 특징으로 한다.

상기 간격유지판은 복수개가 일정각도로 배치되며, 상기 간격유지판 중 제1유체의 흐름과 직교되는 간격유지판의 중앙부에 상기 제1유체의 통과되는 제1유체통로공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

하우징 내부에 배플이 좌,우측에 설치되어 하우징 내부의 제1유체가 흐르는 체적을 구획하여 제1유체를 지그재그 방향으로 흐르도록 유도함으로써 제1유체 투입 속도가 빨라지게 되어 열교환 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 간격유지판의 안착홈에 열교환튜브가 끼워져 적층되는 구조를 제공하여 열교환튜브를 용접없이 적층할 수 있다.

도 1은 종래에 따른 열교환기의 구성을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환의 구성을 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 주요부품 분해도.
도 4는 제1유체 및 제2유체 흐름을 도시한 도.
도 5는 간격유지판 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환의 구성사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 2의 주요부품 분해도이다.

도 2와 3을 참조하면, 본 발명인 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환는 크게 하우징(100)과, 제2유체튜브(200)와, 열교환튜브(300)와, 다공판(400) 및 배플(500)이 포함되어 이루어진다.

상기 하우징(100)은 제1유체가 투입되어 제2유체와 열교환할 수 있는 용기이다.

상기 하우징(100)은 내부에 열교환튜브(300), 다공판(400) 및 배플(500)이 설치될 수 있는 공간을 가진다.

상기 하우징(100)의 내부에 제1유체가 유입되어 배출될 수 있도록 유입관(120)과 배출관(140)이 형성되며, 여기서 유입관(120)은 상기 하우징의 상부에서 삽입되어 상기 다공판(400)을 관통하여 하단부가 상기 다공판(400)의 하부에 위치하여 제1유체를 공급하게 되고, 배출관(140)은 상기 하우징의 상부에서 구비되어 저면에서 채워진 제1유체가 상측으로 도달하게 되면 배출할 수 있게 된다.

상기 제2유체튜브(200)는 상기 하우징에 결합되어 제2유체의 유입과 배출이 이루어지도록 하는 통로이다.

여기서, 상기 제2유체튜브(200)는 인렛(Inlet)튜브(220)와 아웃렛(Outlet)튜브(240)로 구성되며, 상기 하우징에 삽입결합된 수직관 형태로 설치된다.

여기서, 인렛(Inlet)튜브(220)와 아웃렛(Outlet)튜브(240)는 각각 길이방향으로 상호 대응되게 복수 개의 분배구가 형성되어 상기 열교환튜브(300)와 연결되고, 여기서 열교환튜브(300)의 상호 결합을 용이하게 하기 위하여 지그재그로 형성한다.

상기 열교환튜브(300)는 상기 하우징(100)의 내부에서 설치되어 인렛튜브(220)와 아웃렛튜브(240)를 연통되게 열결함으로써 제1유체와 열교환되는 튜브이다.

여기서, 열교환튜브(300)는 나선형으로 형성되며, 양단이 상기 인렛튜브(220)와 상기 아웃렛튜브(240)의 대응되는 분배구에 상호 연결되도록 설치되고, 복수 개가 적층된 형상이 되게 된다.

상기 다공판(400)은 상기 하우징(100)의 내부 저면에 설치되어 상기 배출관에서 배출된 제1유체가 상향통과된다.

여기서, 상기 다공판(400)은 원판형으로 형성되며, 복수 개의 통공(420)이 형성되어 제1유체가 상측으로 통과할 수 있게 된다. 상기 다공판(400)의 통공(420)은 일정간격으로 다수 개 형성됨으로써 횡단면적에 대하여 균일하게 제1유체를 공급할 수 있는 이점이 있다.

상기 다공판(400)에는 유입관(120)이 관통해야 하므로 중앙부에 통공(440)이 형성되며, 상측에 상기 인렛튜브와 아웃렛튜브의 하부 외주면을 받치기 위한 원호형의 받침턱이 형성되어 제1유체의 이동에 의한 흔들림을 최소화할 수 있다.

상기 배플(500)은 상기 다공판 상측에 좌,우로 교대로 설치되어 상기 다공판(400)을 통과한 제1유체가 지그재그로 유동되게 가이드할 수 있다.

제1유체가 지그재그로 가이드할 수 있도록 상기 배플(500)은 중첩된 형태로 적층되어 제1유체가 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 최대한 수평방향으로 번갈아 이동하여 상승하게 된다.

상기 배플(500)은 상기 열교환튜브(500) 사이로 끼워지는 수평판으로 구성되되, 일측은 원호형으로 형성되어 상기 하우징 내측면과 일부 밀착되고, 타측은 상기 하우징의 내측면과 이격되어 제1유체가 통과되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기 배플(500)이 상기 하우징(100)의 내부 좌,우측에 번갈아 적층됨으로써 제1유체는 좌,우 방향으로 이동할 수 있게 된다.

그리고, 배플(500)은 상기 열교환튜브(500)의 사이에 끼워져 배치되게 되는데, 고정을 견고하게 하기 위해서 지주대설치공(540)이 형성되어 지주대가 관통할 수 있다. 그리고 도면번호 520은 아웃렛튜브(240)가 관통되도록 하는 아웃렛튜브설치공이다.

도 4는 제1유체 및 제2유체 흐름을 도시한 도이다.

도 4에서는 제1유체의 공급과 배출 및 제2유체의 공급과 배출을 나타내는 흐름을 화살표 모양으로 도시하였다.

먼저, 제2유체는 인렛튜브(220)를 통해 공급되어 인렛튜브(220)의 분배공을 통해 각 층에 적층된 열교환튜브(300)를 통과해 아웃렛튜브(240)의 분배공을 통해 배출되게 된다.

제1유체는 유입관(120)을 통해 하우징(100) 내부로 유입되어 하우징(100)의 저면으로 공급되고, 다공판(400)의 통공을 통하여 고르게 분배되어 좌,우에 설치된 배플(500)을 통해 좌,우로 지그재그로 이동하여 상기 열교환튜브(300)의 제2유체와 열교환하여 상기 배출관(140)을 향해 배출되게 된다.

도 5는 간격유지판 예시도이다.

도 5를 참조하면, 상기 열교환튜브 사이에는 인접한 열교환튜브의 상,하측이 끼워지도록 상측에 복수 개의 안착홈(620)이 형성되어 일정 간격이 유지되게 하는 간격유지판(600)이 더 구비되는 것을 특징으로 하고, 경우에 따라서는 상기 간격유지판(600)의 하측에 복수 개의 안착홈이 형성될 수 있다.

간격유지판(600)은 전,후,좌,우측인 4방향으로 배치되도록 하여 상기 열교환튜브를 안정적으로 받칠 수 있으며, 간격유지판(600)의 안착홈에 상기 열교환튜브를 끼워맞춤하도록 하여 별도의 용접작업이 필요없이 견고하기 지지할 수 있는 장점이 있다.

상기 간격유지판(600) 중 제1유체의 흐름과 직교되는 간격유지판의 중앙부에 상기 제1유체의 통과되는 제1유체통로공(660)이 형성되는 것을 특징으로 하여 상기 제1유체가 이동을 원활하게 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 하우징의 내부에 공급되는 제1유체의 공급속도를 높일 수 있도록 하여 열교환 효율을 높일 수 있는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 하우징 120: 유입관
140: 배출관 200: 제2유체튜브
220: 인렛튜브 240: 아웃렛튜브
300: 열교환튜브 400: 다공판
500: 배플 600: 간격유지판
620: 안착홈 660: 제1유체통로공

Claims (3)

1. 제1유체가 유입되어 배출되도록 유입관(120)과 배출관(140)이 형성된 하우징(100);과,
   상기 하우징에 관통 결합되어 제2유체가 유입되어 배출되는 인렛튜브(220)와, 아웃렛튜브(240)가 형성된 제2유체튜브(200);와,
   상기 하우징 내부에 나선형으로 이루어져 양단이 상기 인렛튜브와 상기 아웃렛튜브를 상호 연결되고, 복수 개가 적층된 형상으로 설치되는 열교환튜브(300);와,
   상기 하우징의 내부 저면에 설치되어 상기 배출관에서 배출된 제1유체가 상향통과되는 다공판(400);
   상기 다공판 상측에 좌,우로 교대로 설치되어 상기 다공판을 통과한 제1유체가 지그재그로 유동되게 가이드하는 배플(500); 및
   상기 열교환튜브 사이에는 인접한 열교환튜브의 상,하측이 끼워지도록 상,하측에 복수 개의 안착홈이 형성되어 일정 간격이 유지되게 하는 간격유지판(600)이 포함된 것을 특징으로 하는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배플(500)은,
   상기 열교환튜브 사이로 끼워지는 수평판으로 구성되되, 일측은 원호형으로 형성되어 상기 하우징 내측면과 일부 밀착되고, 타측은 상기 하우징의 내측면과 이격되어 제1유체가 통과되는 것을 특징으로 하는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 간격유지판(600)은 복수개가 일정각도로 배치되며,
   상기 간격유지판 중 제1유체의 흐름과 직교되는 간격유지판의 중앙부에 상기 제1유체의 통과되는 제1유체통로공(660)이 형성되는 것을 특징으로 하는 배플 및 간격유지판이 구비된 열교환기.

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