KR20170085468A

KR20170085468A - 판형 열교환기

Info

Publication number: KR20170085468A
Application number: KR1020170088292A
Authority: KR
Inventors: 조형석; 안성국; 성대훈
Original assignee: 조형석
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2017-07-24

Abstract

본 발명은 용접식 판형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접에 따른 열손상을 방지하는 구조를 갖는 용접식 판형 열교환기에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 다수의 판이 적층되어서 형성된 열교환부; 상기 열교환부를 내부에 수용하고, 개방된 양단에 각각 제1, 제2 유입측 개구부가 형성되고, 상기 제2 유입측 개구부에 인접하여 위치하는 제1 배출측 개구부와, 상기 제1 유입측 개구부에 인접하여 위치하는 제2 배출측 개구부를 구비하는 케이스; 상기 제1 유입측 개구부를 덮는 제1 입구부; 상기 제2 유입측 개구부를 덮는 제2 입구부; 및 상기 제1 배출측 개구부를 덮는 제1 출구부와, 상기 제2 배출측 개구부를 덮는 제2 출구부를 포함하며, 상기 제1, 제2 입구부 각각은 상기 케이스에 서로 마주보도록 용접되는 두 측면 지지부재와, 상기 두 측면 지지부재에 용접되는커버부재를 구비하는 것을 제공한다.

Description

판형 열교환기 {PLATE HEAT EXCHANGER OF WELDING TYPE}

본 발명은 용접식 판형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용접에 따른 열손상을 방지하는 구조를 갖는 용접식 판형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 하나의 유체로부터 다른 유체로 물리적인 접촉이 없이 열을 전달하기 위한 것이다. 즉, 유체가 서로 섞이지 않고 열만 전달하는 것으로, 하나의 유체를 간접적으로 가열하고나 냉각하고자 할 때 사용하는 장치이다.

열교환기 중 적층된 다수의 열전달 플레이트를 이용하는 판형 열교환기는 열교환 성능이 우수하기 때문에 많이 사용되고 있다. 판형 열교환기는 일반적으로 용접에 의해 제작되는데, 등록특허 등록번호 제10-0911158호에 용접식 판형 열교환기의 일 예가 도시되어 있다. 상기 선행특허문헌에 기재된 용접식 판형 열교환기는 케이스의 양단에 유입구가 형성된 부재가 용접되는데, 이 용접 과정에서 케이스 내부에 수용된 열전달 플레이트에 열적 크랙 등의 열손상이 발생하는 경우가 있어서, 이에 대한 대책이 필요하다.

본 발명의 목적은 제조과정에서 용접에 의한 열손상이 방지되는 용접식 판형 열교환기를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

다수의 판이 적층되어서 형성된 열교환부; 상기 열교환부를 내부에 수용하고, 개방된 양단에 각각 제1, 제2 유입측 개구부가 형성되고, 상기 제2 유입측 개구부에 인접하여 위치하는 제1 배출측 개구부와, 상기 제1 유입측 개구부에 인접하여 위치하는 제2 배출측 개구부를 구비하는 케이스; 상기 제1 유입측 개구부를 덮는 제1 입구부; 상기 제2 유입측 개구부를 덮는 제2 입구부; 및 상기 제1 배출측 개구부를 덮는 제1 출구부와, 상기 제2 배출측 개구부를 덮는 제2 출구부를 포함하며,상기 두 입구부 각각은 상기 케이스에 서로 마주보도록 용접되는 두 측면 지지부재(132, 133, 142, 143)와, 상기 두 측면 지지부재에 용접되는 커버부재(131,141)를 구비하며, 상기 두 출구부는 각각은 상기 케이스에 서로 마주보도록 용접되는 두 측면지지부재(152, 153, 162, 163)와, 상기 두 측면 지지부재에 용접되는 커버부재(151, 161)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접식 판형 열교환기가 제공된다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 케이스에 용접되는 두 입구부가 케이스에 서로 마주보도록 용접되는 두 측면 지지부재와 두 측면 지지부재에 용접되는 커버부지를 구비하므로 용접에 의한 열교환부의 열손상을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접식 판형 열교환기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 용접식 판형 열교환기의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 용접식 판형 열교환기에서 제1, 제2 입구측 결합부재와, 제1, 제2 출구측 결합부재를 분리하여 도시한 사시도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접식 판형 열교환기를 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 용접식 판형 열교환기의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 용접식 판형 열교환기에서 제1, 제2 입구측 결합부재와, 제1, 제2 출구측 결합부재를 분리하여 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접식 판형 열교환기(100)는 두 유체 사이의 열교환이 이루어지는 열교환부(120)와, 열교환부(120)가 내부에 수용되는 케이스(110)와, 제1 유체가 유입되는 제1 입구부(130)와, 제2 유제가 유입되는 제2 입구부(140)와, 제1 유체가 배출되는 제1 출구부(150)와, 제2 유체가 배출되는 제2 출구부(160)를 포함한다.

열교환부(120)는 다수의 판이 이격된 형태로 적층된 판형 구조로서, 도시되지는 않았으나, 이격된 두 판 사이에 형성된 공간에는 제1 유체가 흐르는 제1 유로와, 제2 유체가 흐르는 제2 유로가 형성된다. 제1 유로(미도시)와 제2 유로(미도시)는 적층방향을 따라서 교대로 형성된다. 열교환부(120)의 제1 단부에는 제1 유로(미도시)와 연결되어서 제1 유체가 유입되는 제1 유입부(121)가 마련된다. 열교환부(120)의 제2 단부에는 제2 유로(미도시)와 연결되어서 제2 유체가 유입되는 제2 유입부(미도시)가 마련된다. 열교환부(120)의 측면에는 제2 유입부(미도시)에 인접하여 위치하고 제1 유로(미도시)와 통하는 제1 배출부(123)와, 제1 유입부(121)에 인접하여 위치하고 제2 유로(미도시)와 통하는 제2 배출부(124)가 마련된다. 제1 배출부(123)를 통해서는 제1 유입부(121)를 통해서 열교환부(120)로 유입된 제1 유체가 제1 유로(미도시)를 따라 흐른 후 열교환부(120)로부터 배출된다. 제2 배출부(124)를 통해서는 제2 유입부(미도시)를 통해서 열교환부(120)로 유입된 제2 유체가 제2 유로(미도시)를 따라 흐른 후 열교환부(120)로부터 배출된다. 본 발명은 열교환부(120)로서 적층형 판형 구조를 갖는 종래의 모든 형태를 포함하며, 그 예로서 등록특허공보 등록번호 제10-0911158호에 기재된 것일 수 있다. 열교환부(120)는 SUS 재질로 이루어진다.

케이스(110)는 열교환부(120)를 내부에 수용한다. 케이스(110)는 둘레방향을 따라서 차례대로 위치하는 제1, 제2, 제3 측벽(110a, 110b, 110c, 110d)를 구비한다. 제1 측벽(110a)와 제2 측벽(110c)이 대향하며, 제2 측벽(110b)과 제2 측벽(110d)이 대향한다. 케이스(110)에는 제1, 제2 유입측 개구부(111, 112)와, 제1, 제2 배출측 개구부(113, 114)가 마련된다. 제1 유입측 개구부(111)와 제2 유입측 개구부(112) 각각은 케이스(110)의 양단이 개방되어서 형성된다. 제1 유입측 개구부(111)를 통해서는 열교환부(120)의 제1 유입부(121)가 케이스(110)의 외부로 노출된다. 제2 유입측 개구부(112)를 통해서는 열교환부(120)의 제2 유입부(미도시)가 케이스(110)이 외부로 노출된다. 제1 배출측 개구부(113)는 제2 유입측 개구부(111)에 인접하여 열교환부(120)의 제1 배출부(123)를 노출시키도록 직사각형 형태로 제1 측벽(110a)에 형성된다. 제2 배출측 개구부(114)는 제1 유입측 개구부(112)에 인접하여 열교환부(120)의 측면을 노출하도록 직사각형 형태로 제1 측벽(110a)에 형성된다. 케이스(110)는 스틸 재질로 이루어진다.

제1 입구부(130)는 케이스(110)의 제1 유입측 개구부(111)를 덮도록 형성된다. 제1 입구부(130)는 제1A, 제2A 측면 지지부재(132, 133)와, 제1 커버부재(131)를 구비한다.

제1A 측면 지지부재(132)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제2 측벽(110b)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제1A 측면 지지부재(132)는 케이스(110)의 제2 측벽(110b)의 폭과 동일한 폭을 갖는다. 제1A 측면 지지부재(132)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제2 측벽(110b)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 바깥쪽으로 더 연장된다.

제2A 측면 지지부재(133)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제4 측벽(110d)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제2A 측면 지지부재(133)는 케이스(110)의 제4 측벽(110d)의 폭과 동일한 폭을 갖는다. 제2A 측면 지지부재(133)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제4 측벽(110c)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 바깥쪽으로 더 연장된다.

제1 커버부재(131)는 절곡된 판부재로서, 직사각형 형상의 제1 단부벽(1311)과, 직사각형 형상이고 제1 단부벽(1311)의 일측단으로부터 연장된 제1A 연장부(1312)와, 직사각형 형상이고 제1 단부벽(1311)의 타측단으로부터 연장된 제2A 연장부(1313)를 구비한다. 제1 단부벽(1311)에는 제1 유체를 위한 제1 입구(131a)가 마련된다. 제1A 연장부(1312)와 제2A 연장부(1313)는 서로 대향한다. 제1A 연장부(1312)의 끝단 일부가 케이스(110)의 제1 측벽(110a)과 겹친다. 제2A 연장부(1313)의 끝단 일부가 케이스(110)의 제3 측벽(110c)과 겹친다. 제1 커버부재(131)의 테두리 에지가 제1A, 제2A 측면 지지부재(132, 133)의 테두리 에지 및 케이스(110)의 제1, 제3 측벽(110a, 110c)과 용접된다. 제1 입구부(130)의 용접이 케이스(110)의 단부와 용접이 이루어지지 않으므로 용접에 의한 열변형을 방지할 수 있게 된다.

제2 입구부(140)는 케이스(110)의 제2 유입측 개구부(112)를 덮도록 형성된다. 제2 입구부(140)는 제1B, 제2B 측면 지지부재(142, 143)와, 제2 커버부재(141)를 구비한다.

제1B 측면 지지부재(142)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제2 측벽(110b)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제1B 측면 지지부재(142)는 케이스(110)의 제2 측벽(110b)의 폭과 동일한 폭을 갖는다. 제1B 측면 지지부재(142)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제2 측벽(110b)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 바깥쪽으로 더 연장된다.

제2B 측면 지지부재(143)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제4 측벽(110d)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제2B 측면 지지부재(133)는 케이스(110)의 제4 측벽(110d)의 폭과 동일한 폭을 갖는다. 제2B 측면 지지부재(133)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제4 측벽(110c)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 바깥쪽으로 더 연장된다.

제2 커버부재(131)는 절곡된 판부재로서, 직사각형 형상의 제2 단부벽(1411)과, 직사각형 형상이고 제2 단부벽(1411)의 일측단으로부터 연장된 제1B 연장부(1412)와, 직사각형 형상이고 제2 단부벽(1411)의 타측단으로부터 연장된 제2B 연장부(1413)를 구비한다. 제2 단부벽(1411)에는 제2 유체를 위한 제2 입구(141a)가 마련된다. 제1B 연장부(1412)와 제2B 연장부(1413)는 서로 대향한다. 제1B 연장부(1412)의 끝단 일부가 케이스(110)의 제1 측벽(110a)과 겹친다. 제2B 연장부(1413)의 끝단 일부가 케이스(110)의 제3 측벽(110c)과 겹친다. 제2 커버부재(141)의 테두리 에지가 제1B, 제2B 측면 지지부재(142, 143)의 테두리 에지 및 케이스(110)의 제1, 제3 측벽(110a, 110c)과 용접된다. 제2 입구부(140)의 용접이 케이스(110)의 단부와 용접이 이루어지지 않으므로 용접에 의한 열변형을 방지할 수 있게 된다.

제1 출구부(150)는 케이스(110)의 제1 배출측 개구부(123)를 덮도록 형성된다. 제1 출구부(150)는 제1A, 제2A 측면 지지부재(152, 153)와, 제1 커버부재(151)를 구비한다.

제1A 측면 지지부재(152)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제2 측벽(110b)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제1A 측면 지지부재(152)는 제1 배출측 개구부(123)보다 작지 않은 폭을 갖는다. 제1A 측면 지지부재(152)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제2 측벽(110b)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 제1 측벽(110a) 쪽으로 더 연장된다.

제2A 측면 지지부재(153)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제4 측벽(110d)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제2A 측면 지지부재(153)는 제1 배출측 개구부(123)보다 작지 않은 폭을 갖는다. 제2A 측면 지지부재(153)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제4 측벽(110d)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 제1 측벽(110a) 쪽으로 더 연장된다.

제1 커버부재(151)는 절곡된 판부재로서, 직사각형 형상의 제1 단부벽(1511)과, 직사각형 형상이고 제1 단부벽(1511)의 일측단으로부터 연장된 제1A 연장부(1512)와, 직사각형 형상이고 제1 단부벽(1511)의 타측단으로부터 연장된 제2A 연장부(1513)를 구비한다. 제1 단부벽(1511)에는 제1 유체를 위한 제1 출구(151a)가 마련된다. 제1A 연장부(1512)와 제2A 연장부(1513)는 서로 대향한다. 제1A, 제2A 연장부(1512, 1513)의 끝단이 케이스(110)의 제1 측벽(110a)과 맞닿는다. 제1 커버부재(151)의 테두리 에지가 제1A, 제2A 측면 지지부재(152, 153)의 테두리 에지 및 케이스(110)의 제1 측벽(110a)과 용접된다. 제1 출구부(150)의 용접이 케이스(110)의 제1 배출측 개구부(123) 에지와 직접 용접이 이루어지지 않으므로 용접에 의한 열변형을 방지할 수 있게 된다.

제2 출구부(160)는 케이스(110)의 제2 배출측 개구부(124)를 덮도록 형성된다. 제2 출구부(160)는 제1B, 제2B 측면 지지부재(162, 163)와, 제2 커버부재(161)를 구비한다.

제1B 측면 지지부재(162)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제2 측벽(110b)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제1B 측면 지지부재(162)는 제2 배출측 개구부(124)보다 작지 않은 폭을 갖는다. 제1B 측면 지지부재(162)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제2 측벽(110b)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 제1 측벽(110a) 쪽으로 더 연장된다.

제2B 측면 지지부재(163)는 직사각형의 판부재로서, 케이스(110)의 제4 측벽(110d)에 용접되어서 케이스(110)에 결합된다. 제2B 측면 지지부재(163)는 제2 배출측 개구부(124)보다 작지 않은 폭을 갖는다. 제2B 측면 지지부재(163)의 끝단 일부는 케이스(110)의 제4 측벽(110d)와 겹치고, 나머지 부분은 케이스(110)의 제1 측벽(110a) 쪽으로 더 연장된다.

제2 커버부재(161)는 절곡된 판부재로서, 직사각형 형상의 제2 단부벽(1611)과, 직사각형 형상이고 제2 단부벽(1611)의 일측단으로부터 연장된 제1B 연장부(1612)와, 직사각형 형상이고 제2 단부벽(1611)의 타측단으로부터 연장된 제2B 연장부(1613)를 구비한다. 제2 단부벽(1611)에는 제2 유체를 위한 제2 출구(161a)가 마련된다. 제1B 연장부(1612)와 제2B 연장부(1613)는 서로 대향한다. 제1B, 제2B 연장부(1612, 1613)의 끝단이 케이스(110)의 제1 측벽(110a)과 맞닿는다. 제2 커버부재(161)의 테두리 에지가 제1B, 제2B 측면 지지부재(162, 163)의 테두리 에지 및 케이스(110)의 제1 측벽(110a)과 용접된다. 제2 출구부(160)의 용접이 케이스(110)의 제2 배출측 개구부(124) 에지와 직접 용접이 이루어지지 않으므로 용접에 의한 열변형을 방지할 수 있게 된다. 제1, 제2 입구부(130, 140)와, 제1, 제2 출구부(150, 160)는 스틸 재질로 이루어진다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 용접식 판형 열교환기
110 : 케이스
120 : 열교환부
130 : 제1 입구부
140 : 제2 입구부
150 : 제1 출구부
160 : 제2 출구부

Claims

다수의 판이 적층되어서 형성된 열교환부;
상기 열교환부를 내부에 수용하고, 개방된 양단에 각각 제1, 제2 유입측 개구부가 형성되고, 상기 제2 유입측 개구부에 인접하여 위치하는 제1 배출측 개구부와, 상기 제1 유입측 개구부에 인접하여 위치하는 제2 배출측 개구부를 구비하는 케이스;
상기 제1 유입측 개구부를 덮는 제1 입구부;
상기 제2 유입측 개구부를 덮는 제2 입구부; 및
상기 제1 배출측 개구부를 덮는 제1 출구부와, 상기 제2 배출측 개구부를 덮는 제2 출구부를 포함하며,
상기 두 입구부 각각은 상기 케이스에 서로 마주보도록 용접되는 두 측면 지지부재(132, 133, 142, 143)와, 상기 두 측면 지지부재에 용접되는 커버부재(131,141)를 구비하며,
상기 두 출구부는 각각은 상기 케이스에 서로 마주보도록 용접되는 두 측면지지부재(152, 153, 162, 163)와, 상기 두 측면 지지부재에 용접되는 커버부재(151, 161)를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접식 판형 열교환기.