KR20170129997A - 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법 - Google Patents

배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기가스에서 나오는 폐열을 회수하여 작동유체를 가열하기 위한 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부에 배치되는 제1파티션과 하부에 배치되는 제2파티션이 겹치는 폭을 제한함으로써 작동유체의 흐름을 원활하게 하면서 열교환 성능도 향상시킬 수 있으며, 파티션 조립바에 간격유지홈을 형성함으로써, 복수의 파티션을 소정 간격으로 손쉽게 조립할 수 있는 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법{Heat exchanger for recovering exhaust gas waste heat and manufacturing method thereof}
본 발명은 배기가스에서 나오는 폐열을 회수하여 작동유체를 가열하기 위한 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상부에 배치되는 제1파티션과 하부에 배치되는 제2파티션이 겹치는 폭을 제한함으로써 작동유체의 흐름을 원활하게 하면서 열교환 성능도 향상시킬 수 있으며, 파티션 조립바에 간격유지홈을 형성함으로써, 복수의 파티션을 소정 간격으로 손쉽게 조립할 수 있는 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적인 자동차는 화석연료를 연소시켜 발생하는 에너지를 기계적 운동에너지로 변환시켜 주는 기계이다. 여기서, 화석연료의 연소시 발생하는 에너지는 모두가 기계적 운동에너지로 변환되지 못하고, 발생한 에너지의 일부는 배기가스와 냉각수를 통하여 열에너지 형태로 외부로 배출된다.
최근에는 배기가스와 냉각수를 통해 외부로 버려지는 열에너지를 회수하기 위하여 여러 가지 방법들이 시도되고 있다. 그 중 하나의 방법으로 자동차의 배기가스와 냉각수를 통해 배출되는 열에너지를 이용하여 증기를 생산하고, 이증기를 이용해 터빈을 회전시키는 랭킨 사이클이 개발되고 있다.
랭킨 사이클은 작동유체를 고압으로 가압하는 펌프, 운동에너지로 변환되지 않고 방출되는 열에너지를 회수하여 작동유체를 고온의 증기상태로 만드는 증기발생기, 가열된 작동유체를 팽창시켜 회전구동력을 발생시키는 팽창기 및 팽창된 작동유체를 응축시키는 응축기를 포함한다.
이러한 랭킨 사이클은 팽창기에 발전기를 설치하여 전기적 에너지로 생산하거나, 기구장치를 설치하여 기계적 운동에너지로 생산할 수 있다.
한편, 종래기술에 따른 랭킨 사이클에 적용되는 증기발생기는 폐열과 작동유체 사이의 열교환을 수행하여 폐열을 회수하는 열교환기로서, 폐열 회수 과정에서 액상의 작동유체는 과열증기까지 상 변화하면서 비체적이 증가한다.
여기서, 작동유체는 엔탈피가 높은 물 등을 사용하는데, 이와 같이 엔탈피가 높은 물을 작동유체로 사용하는 경우, 동일한 열량을 회수하더라고 작동유체의 유량을 크게 줄일 수 있어 각 핵심부품의 사이즈를 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 8은 종래기술에 따른 랭킨 사이클에 적용되는 증기 발생기의 단면도이다.
종래기술에 따른 랭킨 사이클은 도 8에 도시된 바와 같이, 폐열을 회수하는 열교환기로서 관다발형 증기 발생기(1)를 사용할 수 있다.
이러한 관다발형 증기 발생기에 관한 기술은 대한민국 등록특허 제10-0442119호, 대한민국 공개특허 제10-2012-0048251호 등 다수에 개시되어 있다.
관다발형 증기 발생기(1)는 다수의 관(2) 내부에 배기가스와 같은 폐열원이 이동하고, 다수의 관(2) 외부, 즉 다수의 관(2)을 둘러싸는 하우징(3) 내부에는 작동유체가 이동하면서 폐열원과 작동유체 사이에 열교환을 수행하도록 구성된다.
여기서, 하우징(3) 내부에는 열전달 성능을 향상시키고, 구조적 안전성을 높이기 위해 복수의 격벽(4)이 설치된다. 격벽(4)은 관(2)에 수직한 방향으로 하우징(3) 중간에 다수가 설치된다. 여기서, 격벽(4)은 하우징(3) 단면 전체를 차단할 경우, 유체의 흐름을 방해하게 된다.
이에 따라, 하우징(3)의 단면 일부만을 차단하도록 격벽(4)을 설치하여 나머지 공간을 통해 유체가 통과할 수 있도록 형성하는 구성이 기재되어 있다.
이와 함께, 격벽(4, 본 발명의 파티션)은 작동유체의 유동 방향을 따라서 엇갈려 배치되어 작동유체의 유동방향을 지그재그로 바꿈으로써, 유동 길이를 증가시키고, 난류 강도를 높여 열전달 성능을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 종래기술에 따른 랭킨 사이클에 적용되는 관다발형 증기 발생기(1)에서 격벽(4)은 유체가 지나가는 공간을 확보하기 위해 하우징(3) 단면의 일부만을 차단하도록 형성된다.
여기서, 랭킨 사이클의 작동유체로서 엔탈피가 높은 물 등의 유체를 사용하는 경우가 있는데, 엔탈피가 높은 유체를 작동유체로 사용하는 경우, 동일한 열량을 회수하더라도 작동유체의 유량을 크게 줄일 수 있어 각 핵심부품의 사이즈를 줄일 수 있는 장점이 있었다.
반면, 엔탈피가 높은 유체를 작동유체로 사용하는 경우에는 작동유체의 유량이 작아지는 단점이 있다.
이에 따라, 종래기술에 따른 랭킨 사이클에 적용되는 관다발형 증기 발생기(1)는 엔탈피가 높은 작동유체를 적용하는 경우, 유체의 유량이 작아짐에 따라 작동유체가 격벽(4)을 넘어가면서 관(2) 전체에 분포되지 못하여 열전달 성능이 감소하는 문제점이 있었다.
또 종래기술에 따른 랭킨 사이클에 적용되는 관다발형 증기 발생기(1)는 증기발생기의 작동유체가 유입부에서 토출부까지 흐르면서 폐열을 회수함에 따라, 고온 고압의 기체상태로 상 변화가 이루어지면서 비체적이 증가하게 된다.
하지만, 모든 격벽(4)이 하우징(3)의 동일한 면적을 차단하기 때문에 유로 단면에서 작동유체의 유속이 급격하게 증가하여 작동유체의 유동 압력 손실이 증가하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1384336호
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상부에 배치되는 제1파티션과 하부에 배치되는 제2파티션이 겹치는 폭을 제한함으로써 작동유체의 흐름을 원활하게 하면서 열교환 성능도 향상시킬 수 있는 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 파티션 조립바에 간격유지홈을 형성함으로써, 복수의 파티션을 소정 간격으로 손쉽게 조립할 수 있는 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기는 내부에 작동유체가 이동하는 이동공간이 형성되고 작동유체가 유입 및 배출되는 유입관과 배출관이 결합되는 원통 형상의 하우징과; 상기 하우징의 내부에 설치되어 내부에 배기가스가 이동하는 다수의 튜브와; 상기 하우징의 양단에 배치되고 상기 다수의 튜브가 삽입되는 다수의 제1결합공이 형성되는 한 쌍의 헤더와; 상기 하우징의 양단에 배치되고 상기 배기가스가 유입 및 배출하는 한 쌍의 탱크와; 상기 튜브가 삽입되는 다수의 제2결합공이 형성되고, 상기 하우징의 단면 일부를 차단하여 상기 작동유체가 이동할 수 있도록 반원 형상으로 이루어지는 복수의 파티션과; 상기 복수의 파티션을 연결하는 복수의 파티션 조립바;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 파티션은 상기 하우징의 상부를 차단하는 제1파티션과, 상기 하우징의 하부를 차단하는 제2파티션으로 구성되며, 상기 제1파티션과 제2파티션이 교번하는 구조로 배치되고, 상기 제1파티션의 하단과 제2파티션의 상단이 상기 하우징의 가로 방향 중심선을 기준으로 겹쳐지되, 상기 하우징의 지름 대비 15% 이내의 폭으로 겹쳐지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 파티션의 외주면에는 복수의 끼움홈이 형성되며, 상기 파티션 조립바에는 상기 끼움홈에 억지 끼움되며 소정 간격으로 간격유지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 끼움홈은 상기 간격유지홈이 인입되는 개구부와, 상기 개구부에서 연장되며 상기 간격유지홈의 지름보다 큰 폭으로 이루어지는 한 쌍의 돌기부와, 상기 돌기부에서 연장되며 상기 간격유지홈을 수용하는 수용부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 튜브는 나선 형 홈이 형성되는 스파이럴 튜브인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 복수의 파티션은 상기 하우징의 최전단부 영역에 배치된 파티션을 기준으로 후방에 배치될수록 미리 설정된 기준 각도만큼 증가하면서 회전한 구조로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기 제조방법은 다수의 제1결합공 및 복수의 파티션 끼움홀이 형성되는 한 쌍의 헤더를 마련하는 S1단계와; 다수의 제2결합공이 형성되며 외주면에는 복수의 끼움홈이 형성되는 복수의 파티션을 마련하는 S2단계와; 소정 간격으로 간격유지홈이 형성되는 복수의 파티션 조립바를 마련하는 S3단계와; 상기 파티션 조립바의 일단부는 상기 헤더의 파티션 끼움홀에 삽입하고, 상기 간격유지홈은 상기 파티션의 끼움홈에 결합하는 S4단계와; 상기 S4단계의 조립체를 원통 형상의 하우징에 삽입하고, 상기 파티션 조립바의 타단부에 나머지 헤더의 파티션 끼움홀에 삽입하는 S5단계와; 상기 하우징의 양단에는 한 쌍의 헤더를 결합하고, 외주면에는 유입관과 배출관을 결합하는 S6단계와; 상기 S6단계의 조립체를 브레이징하는 S7단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법은 상부에 배치되는 제1파티션과 하부에 배치되는 제2파티션이 겹치는 폭을 제한함으로써 작동유체의 흐름을 원활하게 하면서 열교환 성능도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법은 파티션 조립바에 간격유지홈을 형성함으로써, 복수의 파티션을 소정 간격으로 손쉽게 조립할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 일실시예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 하우징이 제거된 상태의 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 1의 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 파티션에 파티션 조립바가 결합하는 모습을 도시하는 사시도 및 정면도이다.
도 7은 도 2와 다른 구조로 파티션이 배치된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기를 제조하는 각 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 종래 열교환기의 구조를 도시하는 사시도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 일실시예를 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 하우징이 제거된 상태의 사시도이며, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 도 1의 분해 사시도이다. 그리고 도 5 및 도 6은 본 발명의 파티션에 파티션 조립바가 결합하는 모습을 도시하는 사시도 및 정면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기(200)는 배기가스에서 나오는 폐열을 회수하여 작동유체의 온도를 올리는 역할을 하는 것으로서, 원통 형상의 하우징(210)과, 상기 하우징(210)의 내부에 설치되어 내부에 배기가스가 이동하는 다수의 튜브(220)와, 상기 하우징(210)의 양단에 배치되고 상기 다수의 튜브(220)가 삽입되는 다수의 제1결합공(233)이 형성되는 한 쌍의 헤더(230)와, 상기 튜브(220)가 삽입되는 다수의 제2결합공(257)이 형성되고, 상기 하우징(210)의 단면 일부를 차단하여 상기 작동유체가 이동할 수 있도록 반원 형상으로 이루어지는 복수의 파티션(250)과, 복수의 파티션(250)을 연결하는 복수의 파티션 조립바(260)와, 작동유체가 유입 및 배출되는 유입관(281) 및 배출관(282)을 포함한다.
상기 하우징(210)은 양측이 완전 개방된 원통 형상이며 내부에 작동유체가 이동하는 이동공간(211)이 형성되고, 외주면에는 한 쌍의 관통홀(213a,213b)이 형성된다.
상기 한 쌍의 관통홀(213a,231b)에는 작동유체가 유입 및 배출되는 유입관(281)과 배출관(282)이 결합하며, 도시된 바와 같이 하우징(210)의 상단에 형성될 수도 있으나, 예시에 불과하므로 각 관통홀(213a,231b)의 위치를 변경할 수도 있다.
상기 튜브(220)는 배기가스가 이동할 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 상기 제1결합공(233) 및 제2결합공(257)에 결합되고 수평하게 배치된다.
그리고 상기 튜브는 작동유체와의 열교환 효율을 높이기 위해 나선형 홈이 형성되는 스파이럴 튜브인 것이 바람직하다.
상기 헤더(230)는 상술한 제1결합공(233)을 통해 튜브를 고정 내지 지지함과 동시에 상기 하우징(210)의 양단을 밀폐시켜 상기 작동유체가 양측으로 이동하지 못하도록 차단하는 역할을 한다. 그리고 상기 헤더(230)에는 상기 파티션 조립바(260)의 단부가 끼움결합하는 파티션 조립바 끼움홀(231)이 형성된다.
상기 탱크(240)는 상기 배기가스가 상기 튜브(220) 내로 유입 및 배출되도록 안내하는 역할을 하며 상기 하우징(210)의 양단에 끼워진다.
상기 파티션(250:250a,250b)은 상기 하우징(210)의 상부를 차단하는 제1파티션(250a)과, 상기 하우징(210)의 하부를 차단하는 제2파티션(250b)으로 이루어지며, 상기 제1파티션(250a)과 제2파티션(250b)이 교번하는 구조로 배치된다.
여기서, 유입관(281)과 배출관(282)이 하우징(210) 상단의 좌우로 배치된 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 유입관(281) 및 배출관(282)과 가장 가까운 영역에는 제1파티션(250a)이 배치되도록 하는 것이 바람직한데, 만일 제2파티션(250b)이 배치되는 경우에는 상기 유입관(281)을 통해 공급된 작동유체가 하부에 배치된 제2파티션(250b)에 막히게 되어 유량이 현저히 저하되기 때문이다.
그리고 상기 제1파티션(250a)의 하단과 제2파티션(250b)의 상단이 상기 하우징(210)의 가로 방향 중심선(215)을 기준으로 겹쳐지는데, 이는 상기 작동유체가 제1파티션(250a)과 제2파티션(250b)을 교대로 타고 넘으면서 지그재그 방향으로 이동하여 난류를 형성하고 열교환 성능을 높이기 위함이다.
다만, 상기 제1파티션(250a)의 하단과 제2파티션(250b)의 상단이 겹쳐지는 폭이 과다하게 커지는 경우에는 작동유체가 원활히 흐르지 못하고, 겹쳐지지 않는 경우에는 난류 형성이 어렵고 열교환 효율이 저하되는 문제가 있다.
따라서 상기 제1파티션(250a)의 하단과 제2파티션(250b)의 상단이 겹쳐지는 폭은 상기 하우징(210)의 지름 대비 15% 이내로 제한하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 5~15%이다.
본 발명의 파티션 조립바(260)는 복수의 파티션(250)을 일체로 결합하되, 조립과정에서 파티션(250)을 일정한 간격으로 유지할 수 있도록 파티션(250)의 간격과 개수에 대응하는 복수의 간격유지홈(262)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 간격유지홈(262)은 외주면을 따라 요입된 구조로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 파티션 조립바(260)는 상기 제1파티션(250a)의 간격에 대응하는 간격유지홈(262)이 형성된 제1파티션 조립바(260)와, 상기 제2파티션(250b)의 간격에 대응하는 간격유지홈(262)이 형성된 제2파티션 조립바(260)로 구분할 수 있다.
한편, 상기 파티션(250)의 외주면에는 상기 파티션 조립바(260)가 결합할 수 있도록 복수의 끼움홈(251)이 형성된다.
상기 끼움홈(251)은 상기 간격유지홈(262)이 인입되는 개구부(252)와, 상기 개구부(252)에서 연장되며 상기 간격유지홈(262)의 지름보다 큰 폭으로 이루어지는 한 쌍의 돌기부(253)와, 상기 돌기부(253)에서 연장되며 상기 간격유지홈(262)을 수용하는 수용부(254)로 이루어질 수 있다.
상기 파티션 조립바(260)의 간격유지홈(262)은 상기 개구부(252)를 통해 인입되어 억지끼움 방식으로 돌기부(253)를 통과하여 수용부(254) 내에 고정된다. 이때 상기 파티션 조립바(260)의 지름은 적어도 수용부(254)의 지름보다 크게 구성된다.
도 3을 다시 참조하여 본 발명에서 배기가스에서 열을 회수하는 과정을 살펴보도록 한다.
먼저, 작동유체는 유입관(281)을 통해 공급되어 하우징(210) 내부의 이동공간을 통해 이동하게 된다.
이때, 하우징(210) 내부에 배치되 제1파티션(250a) 및 제2파티션(250b)을 거치면서 상하로 지그재그 방향으로 이동한 다음, 배출관(282)을 통해 배출된다.
다음으로, 상기 배출관(282)에 가깝게 배치된 탱크(240)를 통해 공급된 배기가스는 다수의 튜브(220)로 유입되어 상기 작동유체와 반대방향으로 흐르면서 열교환을 통해 열에너지를 상기 작동유체로 공급한 다음 배출된다.
도 7은 도 2와 다른 구조로 파티션이 배치된 모습을 도시하는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서는 복수의 파티션(250)이 상하로 배치되지 않고, 상기 하우징(210)의 최전단부 영역에 배치된 파티션(250)을 기준으로 후방에 배치될수록 미리 설정된 기준 각도만큼 증가하면서 회전한 구조로 배치되는 것이 특징이다.
이와 같이 파티션들이 순차적으로 기준 각도만큼 회전하도록 배치하면, 작동유체의 전체적인 흐름이 나선형으로 회전하기 때문에 난류 형성이 잘 이루어짐과 동시에 앞서 설명한 바와 같이 작동유체가 지그재그 방식으로 흐르는 것에 비해 원활해지는 장점이 있다.
그리고 상기 기준 각도(255)는 상기 하우징(210)의 중심을 회전축으로 하여 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 것을 기준으로 정해지는데, 30~60°인 것을 예시할 수 있다.
상기 기준 각도(255)가 30°미만인 경우에는 직후방에 배치되는 파티션 간에 겹쳐지는 면적이 커지므로, 상기 작동유체의 회전 및 난류 형성이 충분히 이루어지지 않아 열교환 효율이 저하되고, 60°를 초과하는 경우에는 지그재그 방식에 가까워져 하우징 내 내부 압력이 상승하고 작동유체의 유량이 현저히 감소하게 되므로, 상기 범위 내로 제한하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 상술한 실시예에서 설명한 구성요소에 대해서는 그 자세한 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기를 제조하는 각 과정을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 배기가스 폐열회수용 열교환기의 제조방법은 다수의 제1결합공(233) 및 복수의 파티션 조립바 끼움홀(231)이 형성되는 한 쌍의 헤더(230)를 마련하는 S1단계와, 다수의 제2결합공(257)이 형성되며 외주면에는 복수의 끼움홈(251)이 형성되는 복수의 파티션(250)을 마련하는 S2단계와, 소정 간격으로 간격유지홈(262)이 형성되는 복수의 파티션 조립바(260)를 마련하는 S3단계와, 상기 파티션 조립바(260)의 일단부는 어느 하나의 헤더의 파티션 조립바 끼움홀(231)에 삽입하고, 상기 간격유지홈(262)은 상기 파티션의 끼움홈(251)에 결합하는 S4단계와, 상기 S4단계의 조립체(290a)를 원통 형상의 하우징(210)에 삽입하고, 상기 파티션 조립바(260)의 타단부에 나머지 헤더(230)의 파티션 조립바 끼움홀(231)에 삽입하는 S5단계와, 상기 하우징(210)의 양단에는 한 쌍의 헤더(230)를 결합하고, 외주면에는 유입관(281)과 배출관(282)을 결합하는 S6단계와, 상기 S6단계의 조립체(290b)를 브레이징하여 접합하는 S7단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 S4단계에서는 상기 파티션 조립바에 마련된 복수의 간격유지홈을 상기 끼움홈에 억지 끼움함으로써, 복수의 파티션의 간격을 설정된 범위로 유지할 수 있고, 조립과정을 간단하게 수행할 수 있는 장점이 있다.
200 : 배기가스 폐열회수용 열교환기
210 : 하우징 211 : 이동공간
213a, 213b : 관통홀 215 : 가로 방향 중심선
220 : 튜브 230 : 헤더
231 : 파티션 조립바 끼움홀 233 : 제1결합공
240 : 탱크 250 : 파티션
250a : 제1파티션 250b : 제2파티션
251 : 끼움홈 252 : 개구부
253 : 돌기부 254 : 수용부
255 : 기준 각도 257 : 제2결합공
260 : 파티션 조립바 261a : 제1파티션 조립바
261b : 제2파티션 조립바 262 : 간격유지홈
281 : 유입관 282 : 배출관
290a,290b : 조립체

Claims (7)

  1. 내부에 작동유체가 이동하는 이동공간이 형성되고 작동유체가 유입 및 배출되는 유입관과 배출관이 결합되는 원통 형상의 하우징과;
    상기 하우징의 내부에 설치되어 내부에 배기가스가 이동하는 다수의 튜브와;
    상기 하우징의 양단에 배치되고 상기 다수의 튜브가 삽입되는 다수의 제1결합공이 형성되는 한 쌍의 헤더와;
    상기 하우징의 양단에 배치되고 상기 배기가스가 유입 및 배출하는 한 쌍의 탱크와;
    상기 튜브가 삽입되는 다수의 제2결합공이 형성되고, 상기 하우징의 단면 일부를 차단하여 상기 작동유체가 이동할 수 있도록 반원 형상으로 이루어지는 복수의 파티션과;
    상기 복수의 파티션을 연결하는 복수의 파티션 조립바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파티션은 상기 하우징의 상부를 차단하는 제1파티션과, 상기 하우징의 하부를 차단하는 제2파티션으로 구성되며, 상기 제1파티션과 제2파티션이 교번하는 구조로 배치되고,
    상기 제1파티션의 하단과 제2파티션의 상단이 상기 하우징의 가로 방향 중심선을 기준으로 겹쳐지되, 상기 하우징의 지름 대비 15% 이내의 폭으로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파티션의 외주면에는 복수의 끼움홈이 형성되며,
    상기 파티션 조립바에는 상기 끼움홈에 억지 끼움되며 소정 간격으로 간격유지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 끼움홈은 상기 간격유지홈이 인입되는 개구부와, 상기 개구부에서 연장되며 상기 간격유지홈의 지름보다 큰 폭으로 이루어지는 한 쌍의 돌기부와, 상기 돌기부에서 연장되며 상기 간격유지홈을 수용하는 수용부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 튜브는 나선 형 홈이 형성되는 스파이럴 튜브인 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 파티션은 상기 하우징의 최전단부 영역에 배치된 파티션을 기준으로 후방에 배치될수록 미리 설정된 기준 각도만큼 증가하면서 회전한 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기.
  7. 다수의 제1결합공 및 복수의 파티션 끼움홀이 형성되는 한 쌍의 헤더를 마련하는 S1단계와;
    다수의 제2결합공이 형성되며 외주면에는 복수의 끼움홈이 형성되는 복수의 파티션을 마련하는 S2단계와;
    소정 간격으로 간격유지홈이 형성되는 복수의 파티션 조립바를 마련하는 S3단계와;
    상기 파티션 조립바의 일단부는 상기 헤더의 파티션 끼움홀에 삽입하고, 상기 간격유지홈은 상기 파티션의 끼움홈에 결합하는 S4단계와;
    상기 S4단계의 조립체를 원통 형상의 하우징에 삽입하고, 상기 파티션 조립바의 타단부에 나머지 헤더의 파티션 끼움홀에 삽입하는 S5단계와;
    상기 하우징의 양단에는 한 쌍의 헤더를 결합하고, 외주면에는 유입관과 배출관을 결합하는 S6단계와;
    상기 S6단계의 조립체를 브레이징하는 S7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 폐열회수용 열교환기 제조방법.


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WO2022085879A1 (ko) * 2020-10-21 2022-04-28 한국가스공사 일원화 ghp 배열회수용 열교환 장치

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