KR20180033488A - manufacturing method of cooling water waste heat recovering heat exchanger - Google Patents

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KR20180033488A
KR20180033488A KR1020180034554A KR20180034554A KR20180033488A KR 20180033488 A KR20180033488 A KR 20180033488A KR 1020180034554 A KR1020180034554 A KR 1020180034554A KR 20180034554 A KR20180034554 A KR 20180034554A KR 20180033488 A KR20180033488 A KR 20180033488A
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정기석
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(주)해송엔지니어링
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Abstract

The present invention relates to a heat exchanger for recovering waste heat from cooling water and the like and raising the temperature of operating oil and a manufacturing method thereof. More specifically, the heat exchanger can be easily manufactured since a tube plate, a tube frame, and a turbulator are each formed in a flat structure in which edge regions are not bent. In addition, the heat exchanger can be miniaturized as compared with a conventional heat exchanger since the turbulator is installed in the tube frame. Moreover, stacking orders of the tube frame and the turbulator and correct assembly orders of all components can be visually verified by forming anti-assembling protrusions on the tube frame, so assembling failure can be prevented.

Description

폐열회수용 열교환기 제조방법{manufacturing method of cooling water waste heat recovering heat exchanger}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a waste heat recovery heat exchanger,

본 발명은 냉각수 등에서 나오는 폐열을 회수하여 작동유의 온도를 올리기 위한 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 튜브 플레이트, 튜브 프레임 및 터뷸레이터는 각각 테두리 영역이 절곡되지 않은 평평한 구조로 이루어지기 때문에 제조가 용이하고, 튜브 프레임 내에 터뷸레이터가 삽설되기 때문에 기존의 열교환기에 비해 소형화할 수 있으며, 튜브 프레임에 역조립방지돌기를 형성함으로써, 튜브 프레임 및 터뷸레이터의 적층 순서 및 전체 부품의 올바른 조립 순서를 시각적으로 확인할 수 있어 조립 불량을 방지할 수 있는 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waste heat recovery heat exchanger for recovering waste heat from cooling water or the like to raise the temperature of a hydraulic fluid and a method of manufacturing the same. More particularly, the tube plate, Since the turbulators are installed in the tube frame, the tubes can be downsized as compared with the conventional heat exchangers. By forming the anti-assembling protrusions on the tube frame, the order of stacking the tube frames and the turbulators, To a waste heat recovering heat exchanger capable of visually confirming the correct assembling order of parts, thereby preventing assembling failure and a manufacturing method thereof.

일반적으로 차량에는 실내 냉방을 목적으로 한 공조 시스템 뿐 아니라 라디에이터(radiator)나 오일 쿨러(oilcooler)와 같은 열교환기 형태로 된 냉각 시스템이 구비된다.Generally, a vehicle is provided with a cooling system in the form of a heat exchanger such as a radiator or an oil cooler as well as an air conditioning system for indoor cooling purposes.

라디에이터는 엔진의 온도가 일정 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 엔진 내부를 순환하면서 연소에 의해 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수가 워터펌프에 의해 순환되어 상기 라디에이터를 통과하면서 외부에 열을 방출하여 엔진의 과열을 방지하며 최적의 운전상태가 유지되도록 하는 열교환기이다.The radiator is configured to prevent the temperature of the engine from rising to a predetermined temperature or more. The radiator circulates the high-temperature cooling water circulating in the engine while absorbing the heat generated by the combustion, passes through the radiator, It is a heat exchanger that dissipates heat to prevent engine overheating and maintain optimal operating conditions.

또한, 자동차의 엔진이나 변속기와 같은 부품에는 윤활작용 및 기밀유지를 위하여 오일이 충전되는데, 오일이 너무 뜨거워지면 오일의 점성이 낮아져서 상기 목적한 기능(즉 윤활작용 및 기밀유지)을 발휘할 수 없게 되며 특히 윤활이 잘 이루어지지 않음으로써 엔진 등의 부품이 손상될 우려가 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 상기 오일을 냉각하는 수단이 오일 쿨러이다.In addition, oil is filled in parts such as an engine or a transmission of an automobile in order to lubricate and maintain airtightness. When the oil becomes too hot, the viscosity of the oil becomes low and the desired function (i.e., lubrication and air tightness) Particularly, since the lubrication is not performed well, the parts such as the engine may be damaged. In order to prevent such a phenomenon, the means for cooling the oil is an oil cooler.

주행 중에는 엔진에서 많은 열이 발생하기 때문에 냉각수 및 오일이 고온이 되는 바, 각각 라디에이터 및 오일쿨러에 의해 냉각이 이루어진다. 이때, 오일 쿨러는 외부 공기와의 열교환을 이용하여 오일을 냉각시키는 공랭식과, 오일에 비하여 상대적으로 온도가 낮은 냉각수와의 열교환을 이용하여 오일을 냉각시키는 수냉식으로 나뉜다. 수냉식 오일 쿨러가 공랭식 오일 쿨러보다 효율이 높기 때문에, 현재는 수냉식 오일 쿨러의 채용이 점차 로 확대되고 있는 실정이다.During driving, the engine generates a lot of heat, so that the cooling water and the oil become high temperature, and cooling is performed by the radiator and the oil cooler, respectively. In this case, the oil cooler is divided into an air-cooling type in which oil is cooled using heat exchange with outside air and a water-cooling type in which oil is cooled by heat exchange with cooling water having a relatively lower temperature than oil. Since water-cooled oil coolers are more efficient than air-cooled oil coolers, the adoption of water-cooled oil coolers is gradually expanding.

한편, 열교환기는 일반적으로 열교환매체의 유입 및 배출이 이루어지는 한 쌍의 헤더탱크와, 상기 헤더탱크들을 연결하여 열교환매체를 그 내부로 유통시키면서 열교환을 이루어지게 하는 튜브로 구성된다. 이 때 형태별로 열교환기를 크게 두 종류로 나눌 수 있는데, 다수 개의 튜브를 탱크에 삽입하는 형태로 이루어지는 핀-튜브 타입 열교환기와, 다수 개의 플레이트가 적층되어 튜브부 및 탱크부가 형성되는 플레이트 타입 열교환기(판형 열교환기)이다. 이 중 판형 열교환기의 경우 핀-튜브 타입 열교환기에 비해 조립이 간편하고 필요 부품 수가 적어서 생산성이 좋으며 부피를 줄일 수 있어 엔진 룸 공간 확보에 유리한 등 여러 장점이 있어 널리 사용되고 있다.On the other hand, the heat exchanger generally comprises a pair of header tanks through which the heat exchange medium is introduced and discharged, and a tube which connects the header tanks to heat exchange medium while circulating the heat exchange medium therein. In this case, the heat exchanger can be roughly divided into two types according to the type. The heat exchanger includes a fin-tube type heat exchanger in which a plurality of tubes are inserted into a tank, a plate type heat exchanger in which a plurality of plates are stacked to form a tube portion and a tank portion Plate type heat exchanger). In the case of the plate heat exchanger, the plate heat exchanger is widely used because it is easier to assemble than the pin-tube type heat exchanger, the number of parts required is small, the productivity is good, the volume is reduced,

특히 판형 열교환기는 플레이트의 형상을 변화시킴으로써 핀-튜브 타입 열교환기에 비해 좀더 복잡하고 다양화된 유로 설계가 가능하여, 특히 수냉식 오일 쿨러와 같이 2종의 유체가 유통하면서 서로 열교환을 일으키는 경우 판형 열교환기가 적용되는 것이 바람직하다.In particular, by changing the shape of a plate, a plate heat exchanger can be designed in a more complicated and diverse manner than a fin-tube type heat exchanger. In particular, in the case where two kinds of fluids circulate with each other, such as a water-cooled oil cooler, .

판형 열교환기가 수냉식 오일 쿨러에 적용되는 경우, 냉각수가 흐르는 층과 오일이 흐르는 층이 교대로 적층 배치되는 형태로 형성된다. 이 때 물론 냉각수와 오일이 서로 섞이지 않도록 유로가 형성되어야 함은 당연하며, 무엇보다도 한 층 내에서의 냉각수의 흐름 및 오일의 흐름이 각각 원활하면서도 균일하게 이루어지도록 유로를 구성해야 한다. 이를 위해 플레이트 상에 리브 등을 구비하여 유체의 흐름을 조절하도록 하는 다양한 구조들이 개시되고 있다. 이와 같이 이종의 열교환매체가 통과하면서 서로 열교환하도록 형성된 열교환기를 이종 열교환기라고 하며, 대개 판형 열교환기로 형성된다.When the plate heat exchanger is applied to a water-cooled oil cooler, a layer in which cooling water flows and a layer in which oil flows are alternately stacked. In this case, it is a matter of course that a passage should be formed so that the cooling water and the oil are not mixed with each other. Of course, it is necessary to construct the passage so that the flow of the cooling water and the flow of the oil in one layer are smooth and uniform. Various structures have been disclosed for providing ribs and the like on the plate to control the flow of the fluid. The heat exchanger, which is configured to exchange heat with each other while passing different kinds of heat exchange media, is referred to as a dissimilar heat exchanger, and is generally formed as a plate heat exchanger.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1243676호에는 도 9를 참조하면, 복수 개의 플레이트(500)가 적층되어 제1열교환매체가 유동하는 제1매체공간(100)과 제2열교환매체가 유동하는 제2매체공간(200)이 교대로 형성되며, 상기 플레이트(500)에는 상기 제1매체공간(100)으로 제1열교환매체를 각각 유입 및 배출시키도록 통공 형태로 형성되는 제1매체유입구(121) 및 제1매체배출구(122)와; 상기 제1매체유입구(121) 및 상기 제1매체배출구(122) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제1열교환매체를 수용 및 유동시키는 제1매체탱크부(110)와; 상기 제2매체공간(200)으로 제2열교환매체를 각각 유입 및 배출시키는 제2매체유입구(221) 및 제2매체배출구(222)와; 상기 제2매체유입구(221) 및 상기 제2매체배출구(222) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제2열교환매체를 수용 및 유동시키는 제2매체탱크부(210);가 구비되고, 상기 제1매체공간(100) 및 상기 제2매체공간(200)에는 판형의 핀(300)이 삽입 개재되는 판형 열교환기(1000)가 개시되어 있다.9, a plurality of plates 500 are stacked to form a first medium space 100 through which the first heat exchange medium flows and a second medium space 100 through which the second heat exchange medium flows, A first medium inlet 121 formed in a through-hole shape for introducing and discharging a first heat exchange medium into and from the first medium space 100, A first media outlet 122; A first medium tank portion 110 formed in a recessed or protruded shape in the vicinity of the first medium inlet 121 and the first medium outlet 122 to receive and flow the first heat exchange medium; A second medium inlet 221 and a second medium outlet 222 for respectively introducing and discharging the second heat exchange medium into the second medium space 200; A second medium tank portion 210 formed in a recessed or protruded shape in the vicinity of the second medium inlet 221 and the second medium outlet 222 to receive and flow the second heat exchange medium, A plate type heat exchanger 1000 in which a plate-shaped fin 300 is inserted and interposed in the first medium space 100 and the second medium space 200 is disclosed.

다만, 상기 등록특허를 포함한 대부분의 판형 열교환기는 적층되는 플레이트들의 테두리가 프레스 가공 등으로 절곡된 구조로 이루어지기 때문에 제조 단가가 상승하고 소형화하기 어렵다. 그리고 플레이트를 조립과정에서 각 플레이트의 적층 순서가 잘못되는 경우 제품 효율이 현저히 저하되며, 적층이 완료된 경우에는 적층 순서를 확인할 수 없는 문제가 있다.However, in most plate heat exchangers including the above-mentioned patent, since the edges of plates to be laminated are formed by bending by press working, the manufacturing cost is increased and it is difficult to miniaturize. If the order of stacking of the plates in the process of assembling the plates is wrong, the product efficiency is remarkably lowered, and when the stacking is completed, there is a problem that the order of stacking can not be confirmed.

대한민국 등록특허 제10-1243676호Korean Patent No. 10-1243676

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 튜브 플레이트, 튜브 프레임 및 터뷸레이터는 각각 테두리 영역이 절곡되지 않은 평평한 구조로 이루어지기 때문에 제조가 용이하고, 튜브 프레임 내에 터뷸레이터가 삽설되기 때문에 기존의 열교환기에 비해 소형화할 수 있는 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tube frame, a tube frame, and a turbulator each having a flat structure without a bending region, A turbulator is installed in the heat exchanger, and thus the heat exchanger can be downsized as compared with the conventional heat exchanger, and a manufacturing method thereof.

또한, 본 발명의 목적은 튜브 프레임에 역조립방지돌기를 형성함으로써, 튜브 프레임 및 터뷸레이터의 적층 순서 및 전체 부품의 올바른 조립 순서를 시각적으로 확인할 수 있어 조립 불량을 방지할 수 있는 폐열회수용 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a tube frame which is capable of visually confirming a stacking order of a tube frame and a turbulator and a correct assembling order of all the components by forming the anti- And a method for producing the same.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기는 바텀 엔드 플레이트 상에 튜브 플레이트를 적층하는 S1단계와; 상기 튜브 플레이트 상에 사각 틀 형상의 튜브 프레임을 적층하는 S2단계와; 상기 튜브 프레임 내에 사각 판 형상의 터뷸레이터를 끼우는 S3단계와; 상기 S1 내지 S3단계를 복수 회 반복하는 S4단계와; 상기 S4단계의 조립체 최상단에 튜브 플레이트 및 탑 엔드 플레이트를 순차적으로 적층하는 S5단계와; 상기 S5단계의 조립체를 브레이징하는 S6단계;를 포함하며, 상기 튜브 프레임은, 제1메인 프레임부와, 제1대각선 방향으로 마주보는 한 쌍의 제1서브 프레임부로 이루어지는 제1튜브 프레임; 및 제2메인 프레임부와, 제2대각선 방향으로 마주보는 한 쌍의 제2서브 프레임부로 이루어지는 제2튜브 프레임;으로 구성되며, 상기 제1튜브 프레임과, 제2튜브 프레임은 각 튜브 플레이트를 사이에 두고 교번하여 적층되되, 상기 튜브 플레이트, 튜브 프레임 및 터뷸레이터는 각각 테두리 영역이 절곡되지 않은 평평한 구조로 이루어지며, 상기 터뷸레이터는, 상기 튜브 프레임과 동일한 두께로 이루어지고 상기 튜브 프레임의 내측 테두리에 대응하는 구조로 이루어져 상기 튜브 프레임에 끼움 결합되면 하나의 평평한 판 구조가 되어 조립성 향상 및 소형화를 구현할 수 있는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a waste heat recovery heat exchanger including: a step S1 of laminating a tube plate on a bottom end plate; A step S2 of laminating a rectangular tube frame on the tube plate; A step S3 of inserting a rectangular turbulator in the tube frame; Repeating steps S1 to S3 a plurality of times; A step S5 of sequentially laminating a tube plate and a top end plate at the uppermost end of the assembly in step S4; And brazing the assembly of step S5, wherein the tube frame comprises: a first tube frame including a first main frame part and a pair of first subframe parts opposed to each other in a first diagonal direction; And a second tube frame comprising a second main frame part and a pair of second subframe parts opposed to each other in a second diagonal direction, wherein the first tube frame and the second tube frame are disposed between the respective tube plates Wherein the tube plate, the tube frame, and the turbulator are each formed in a flat structure having no bending region, wherein the turbulator has the same thickness as the tube frame, and the inner frame And when fitted into the tube frame, it becomes a flat plate structure, thereby improving assembling property and miniaturization.

또한, 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기 제조방법에서는 터뷸레이터는 길이 방향의 중심을 기준으로 2개로 분할된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Also, in the method for manufacturing a heat exchanger for waste heat recovery according to the present invention, the turbulator is divided into two parts based on the center in the longitudinal direction.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기 제조방법은 튜브 플레이트, 튜브 프레임 및 터뷸레이터는 각각 테두리 영역이 절곡되지 않은 평평한 구조로 이루어지기 때문에 제조가 용이하고, 튜브 프레임 내에 터뷸레이터가 삽설되기 때문에 기존의 열교환기에 비해 소형화할 수 있는 효과가 있다.Since the tube plate, the tube frame, and the turbulator have a flat structure in which the rim area is not bent, the manufacturing method is easy, and the turbulator is provided in the tube frame It is possible to reduce the size of the heat exchanger compared with the conventional heat exchanger.

또한, 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기 제조방법은 튜브 프레임에 역조립방지돌기를 형성함으로써, 튜브 프레임 및 터뷸레이터의 적층 순서 및 전체 부품의 올바른 조립 순서를 시각적으로 확인할 수 있어 조립 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the method of manufacturing a heat exchanger for waste heat recovery according to the present invention can visually confirm the order of stacking of tube frames and turbulators and the correct assembling sequence of all parts by forming anti-assembling protrusions on the tube frame, There is an effect that can be done.

도 1은 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기의 일실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 튜브 플레이트 상하로 튜브 프레임 및 터뷸레이터가 배치된 모습을 도시하는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 터뷸레이터의 구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1, 2순환유체가 오프셋 핀을 통과하면서 이동하는 모습을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 튜브 플레이트에 사이에 배치된 터뷸레이터를 통해 순환유체가 이동하는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기를 제조하는 각 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 종래 열교환기의 구조를 도시하는 사시도이다.1 is a sectional view showing an embodiment of a waste heat recovery heat exchanger according to the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view of Fig. 1, and Fig. 3 is an exploded perspective view showing a tube frame and a turbulator arranged above and below the tube plate of the present invention.
4 is a plan view of Fig.
5 is a perspective view showing the structure of a turbulator according to the present invention.
6 is a view showing a state where the first and second circulating fluids of the present invention move while passing through the offset pin.
7 is a cross-sectional view showing a state in which circulating fluid moves through a turbulator disposed between the tube plate of the present invention.
8 is a view showing each process of manufacturing a waste heat recovery heat exchanger according to the present invention.
9 is a perspective view showing a structure of a conventional heat exchanger.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

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.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may vary depending on the intention of the user, the operator, or the precedent. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기의 일실시예를 도시하는 단면도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 튜브 플레이트 상하로 튜브 프레임 및 터뷸레이터가 배치된 모습을 도시하는 분해 사시도이고, 도 4는 도 1의 평면도이며, 도 5는 본 발명의 터뷸레이터의 구조를 도시한 사시도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view of a waste heat recovery heat exchanger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1, FIG. 3 is a cross- FIG. 4 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the turbulator of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기(100)는 냉각수에서 나오는 폐열을 회수하여 작동유의 온도를 올리는 역할을 하는 것으로서, 크게 다수의 최하단에 배치되는 사각 판 형상의 바텀 엔드 플레이트(101)와, 최상단에 배치되는 사각 판 형상의 탑 엔드 플레이트(103)와, 상기 바텀 엔드 플레이트(101)와 탑 엔드 플레이트(103) 사이에 적층되는 다수의 튜브 플레이트(110), 튜브 프레임(131,132) 및 터뷸레이터(151,152)를 포함할 수 있다.1 to 5, the waste heat recovery heat exchanger 100 according to the present invention plays a role of recovering the waste heat from the cooling water to raise the temperature of the operating oil, and is mainly composed of a rectangular plate- A plurality of tube plates 110 stacked between the bottom end plate 101 and the top end plate 103, and a plurality of tube plates 110 which are stacked between the bottom end plate 101 and the top end plate 103. The bottom end plate 101, the rectangular top end plate 103, Tube frames 131,132 and turbulators 151,152.

상기 탑 엔드 플레이트(103)에는 제1순환유체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 제1관통홀(104,104a) 및 상기 제2순환유체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 제2관통홀(105,105a)이 형성될 수 있으나, 이는 예시에 불과하므로, 예를 들어 탑 엔드 플레이트에는 제1관통홀이 형성되고, 바텀 엔드 플레이트에는 제2관통홀이 형성되는 등 관통홀의 위치를 변경할 수도 있다.The top end plate 103 is provided with a pair of first through holes 104 and 104a through which the first circulating fluid is supplied and discharged and a pair of second through holes 105 and 105a through which the second circulating fluid is supplied and discharged, The position of the through hole may be changed, for example, the first through hole is formed in the top end plate and the second through hole is formed in the bottom end plate.

본 발명에서 제1순환유체는 냉각수이고, 제2순환유체는 작동유인 것을 예시할 수 있다.In the present invention, it can be illustrated that the first circulating fluid is cooling water and the second circulating fluid is working fluid.

상기 제1관통홀(104,104a) 및 제2관통홀(105,105a)에는 각각 제1, 2순환유체가 유입 및 배출될 수 있도록 파이프(160)가 설치된다.A pipe 160 is installed in the first through holes 104 and 104a and the second through holes 105 and 105a so that the first and second circulating fluids can flow in and out, respectively.

상기 튜브 플레이트(110)는 사각 판 형상으로 이루어지며, 제1대각선 방향(X)으로 마주보는 한 쌍의 제1모서리 영역에는 제1순환유체가 공급 및 배출되는 한 쌍의 제1홀(111,111a)이 형성되고, 상기 제1대각선 방향(X)과 교차하는 제2대각선 방향(Y)으로 마주보는 다른 한 쌍의 제2모서리 영역에는 제2순환유체가 공급 및 배출되는 제2홀(113,113a)이 형성된다.The tube plate 110 is formed in a rectangular plate shape and has a pair of first holes 111 and 111a in which a first circulating fluid is supplied and discharged in a pair of first corner areas facing in a first diagonal direction X And the other of the pair of second corner areas facing in the second diagonal direction Y intersecting with the first diagonal direction X is formed with second holes 113 and 113a Is formed.

상기 튜브 프레임(131,132)은 상하로 이웃하는 한 쌍의 튜브 플레이트(110) 사이마다 배치되며 사각 틀 형상의 메인 프레임부(135)와, 상기 메인 프레임부(135)와 일체로 형성되며 상기 제1홀(111,111a) 또는 제2홀(113,113a)에 연통되는 링 형상의 서브 프레임부(137,137a)로 이루어진다.The tube frames 131 and 132 are disposed between the upper and lower pair of tube plates 110 and include a main frame part 135 having a rectangular frame shape and a main frame part 135 integrally formed with the main frame part 135, Shaped subframe portions 137 and 137a communicating with the holes 111 and 111a or the second holes 113 and 113a, respectively.

상기 메인 프레임부(135)는 한 쌍의 튜브 플레이트 사이에 순환유체가 흐를 수 있는 공간을 마련하는 스페이서 역할을 하며, 상기 서브 프레임부(137)는 상기 제1홀(111,111a) 또는 제2홀(113,113a)과 연통되어 순환유체가 상하로 이동할 수 있도록 하되 상기 메인 프레임부(135)에 삽설되는 튜브 프레임(131,132) 쪽으로 이동하지 못하도록 구획하는 역할을 한다.The main frame part 135 serves as a spacer for providing a space through which a circulating fluid can flow between the pair of tube plates, and the sub frame part 137 includes the first holes 111 and 111a, (130, 113a) so as to move the circulating fluid upward and downward, but not to move toward the tube frames (131, 132) inserted in the main frame part (135).

상기 튜브 프레임(131,132)은 제1메인 프레임부(135)와, 상기 제2대각선 방향(Y)으로 마주보는 한 쌍의 제1서브 프레임부(137)로 이루어지는 제1튜브 프레임(131) 및 제2메인 프레임부(135)와, 상기 제1대각선 방향(X)으로 마주보는 한 쌍의 제2서브 프레임부(137)로 이루어지는 제2튜브 프레임(132)으로 구성된다.The tube frames 131 and 132 include a first tube frame 131 formed of a first main frame part 135 and a pair of first sub frame parts 137 facing in the second diagonal direction Y, 2 main frame section 135 and a second tube frame 132 composed of a pair of second subframe sections 137 facing in the first diagonal direction X. [

그리고 상기 제1튜브 프레임(131)과, 제2튜브 프레임(132)은 각 튜브 플레이트(110)를 사이에 두고 교번하여 적층된다.The first tube frame 131 and the second tube frame 132 are alternately stacked with the tube plates 110 interposed therebetween.

상기 제1, 2메인 프레임부(135)에는 각각 제1변(108)에 형성되는 제1역조립방지돌기(136a,136c)와, 상기 제1변(108)과 마주보는 제2변(109)에 형성되는 제2역조립방지돌기(136b,136d)가 마련된다.The first and second main frame portions 135 are formed with first anti-assembling protrusions 136a and 136c formed on the first side 108 and second side opposite to the first side 108 The second anti-assembling protrusions 136b and 136d are formed.

상기 제1메인 프레임부(135)에 마련된 제1, 2역조립방지돌기(136a,136b)는 길이 방향의 중심선(Z)을 기준으로 일측으로 편심 배치되며 상기 중심선(Z)에서부터 이격되는 거리가 다르게 구성된다.The first and second anti-assembling protrusions 136a and 136b provided on the first main frame part 135 are eccentrically disposed at one side with respect to the center line Z in the longitudinal direction and are spaced apart from the center line Z .

그리고 상기 제2메인 프레임부(135)에 마련된 제1, 2역조립방지돌기(136c,136d)도 상기 중심선(Z)을 기준으로 타측으로 편심 배치되며 상기 중심선(Z)에서부터 이격되는 거리가 다르게 구성된다.The first and second anti-assembling protrusions 136c and 136d provided on the second main frame part 135 are also eccentrically disposed on the other side with respect to the center line Z and the distance from the center line Z is different .

상기 제1메인 프레임부(135) 및 제2메인 프레임부(135)가 교대로 적층되면 상기 한 쌍의 제1역조립방지돌기(136a,136c) 사이의 폭(A)과, 한 쌍의 제2역조립방지돌기(136b,136d)의 폭(B)이 다르게 된다.(A≠B)When the first main frame part 135 and the second main frame part 135 are alternately stacked, the width A between the pair of first anti-assembling protrusions 136a and 136c, (B) of the two anti-assembling protrusions 136b and 136d are different from each other (A ≠ B).

만일 작업자가 조립과정에서 제1메인 프레임부(135)와 제2메인 프레임부(135) 중 어느 하나의 순서를 잘못 적층하는 경우에는 제1, 2역조립방지돌기의 수직 배열 및 폭이 달라져 쉽게 인식할 수 있어 불량률을 낮추는 데 큰 도움이 된다.If the operator mistakes the order of any one of the first main frame part 135 and the second main frame part 135 in the assembling process, the vertical arrangement and width of the first and second anti- This helps us to lower the defect rate.

상기 터뷸레이터(151,152)는 사각 판 형상으로 이루어지고, 상기 튜브 프레임(131,132) 내에 삽입될 수 있도록 상기 튜브 프레임(131,132)보다 작은 길이와 폭으로 이루어진다.The turbulators 151 and 152 are formed in a rectangular plate shape and have a length and width smaller than that of the tube frames 131 and 132 so as to be inserted into the tube frames 131 and 132.

그리고 상기 터뷸레이터(151,152)는 상기 서브 프레임부(137)의 테두리에 끼워지도록 요입된 구조의 한 쌍의 홈부(154)와, 상기 제1홀(111,111a) 또는 제2홀(113,113a)과 연통되는 홀부(156)로 이루어진다.The turbulators 151 and 152 may include a pair of grooves 154 that are recessed so as to fit into the rim of the subframe portion 137 and a pair of second holes 113 and 113a, And a hole portion 156 communicating therewith.

상기 터뷸레이터(151,152)도 상기 제1튜브 프레임(131) 및 제2튜브 프레임(132)에 대응하도록 제1터뷸레이터(151)와, 제2터뷸레이터(152)로 구분할 수 있는데, 상기 제1터뷸레이터(151)는 제1대각선 방향(X)으로 한 쌍의 홈부(154)가 배치되고, 제2대각선 방향(Y)으로 한 쌍의 홀부(156)가 배치되며, 제2터뷸레이터(152)는 제1대각선 방향(X)으로 한 쌍의 홀부(156)가 배치되고, 제2대각선 방향(Y)으로 한 쌍의 홈부(154)가 배치된다.The turbulators 151 and 152 may be divided into a first turbulator 151 and a second turbulator 152 so as to correspond to the first tube frame 131 and the second tube frame 132, The turbulator 151 has a pair of grooves 154 arranged in a first diagonal direction X and a pair of holes 156 arranged in a second diagonal direction Y and a second turbulator 152 A pair of hole portions 156 are arranged in the first diagonal direction X and a pair of groove portions 154 are arranged in the second diagonal direction Y. [

상기 터뷸레이터(151,152)는 제1순환유체 또는 제2순환유체가 이동할 수 있도록 도 5에 도시된 바와 같이, 요철 구조의 오프셋 핀(158)이 길이방향으로 엇갈리도록 배치되는 구조인 것을 예시할 수 있다.As shown in FIG. 5, the turbulators 151 and 152 may be arranged such that the offset pins 158 having the concavo-convex structure are arranged to be staggered in the longitudinal direction so that the first circulating fluid or the second circulating fluid can move have.

*도 6은 본 발명의 제1, 2순환유체가 오프셋 핀을 통과하면서 이동하는 모습을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 튜브 플레이트에 사이에 배치된 터뷸레이터를 통해 순환유체가 이동하는 모습을 도시하는 단면도이다.6 is a view showing a state where the first and second circulating fluids of the present invention are moved while passing through the offset pin, and Fig. 7 is a view showing a state where the circulating fluid moves through the turbulator disposed between the tube plates of the present invention Fig.

도 6 내지 도 7을 함께 참조하면, 제1순환유체는 좌측 하부 모서리 영역에 배치된 제1홀(111)들을 따라 하측으로 공급되며 제1터뷸레이터(151)에 형성된 오프셋 핀(158)을 통과하면서 우측 상부 모서리 영역에 배치된 제1홀(111a)들을 통해 상측으로 배출된다.6 to 7, the first circulating fluid is supplied downward along the first holes 111 arranged in the lower left corner region and passes through the offset pin 158 formed in the first turbulator 151 And is discharged upward through the first holes 111a disposed in the upper right corner area.

그리고 제2순환유체는 우측 하부 모서리 영역에 배치된 제2홀(113)들을 통해 하측으로 공급되어 제2터뷸레이터(152)에 형성된 오프셋 핀(158)을 통과하면서 좌측 상부 모서리 영역에 배치된 제2홀(113a)들을 통해 상측으로 배출된다.The second circulating fluid is supplied downward through the second holes 113 disposed in the lower right corner area and passes through the offset pin 158 formed in the second turbulator 152, And is discharged upward through the two holes 113a.

이와 같이 제1순환유체와 제2순환유체는 튜브 플레이트(110)를 사이에 두고 서로 반대 방향으로 흐르면서 열 교환이 이루어진다.Thus, the first circulating fluid and the second circulating fluid are heat exchanged while flowing in opposite directions with the tube plate 110 therebetween.

상기 터뷸레이터(151,152)를 구성하는 다수의 오프셋 핀(158)은 상하 한 쌍의 튜브 플레이트(110)와 접합된다.The plurality of offset pins 158 constituting the turbulators 151 and 152 are joined to the pair of upper and lower tube plates 110.

이하에서는 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 상술한 실시예에서 설명한 구성요소에 대해서는 그 자세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a method for manufacturing a waste heat recovery heat exchanger according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of the constituent elements described in the above embodiments is omitted.

도 8은 본 발명에 따른 폐열회수용 열교환기를 제조하는 각 과정을 도시한 도면이다.8 is a view showing each process of manufacturing a waste heat recovery heat exchanger according to the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저 상기 바텀 엔드 플레이트(101) 상에 튜브 플레이트(110)를 적층한다.(S1단계)8, a tube plate 110 is first laminated on the bottom end plate 101 (step S1)

다음으로, 상기 튜브 플레이트(110) 상에 사각 틀 형상의 제2튜브 프레임(132)을 적층한다.(S2단계)Next, a second tube frame 132 having a square frame shape is laminated on the tube plate 110 (Step S2)

그 다음으로, 상기 제2튜브 프레임(132) 내에 사각 판 형상의 제2터뷸레이터(152)를 끼워 넣는다.(S3단계)Next, a rectangular turbulator 152 is inserted into the second tube frame 132 (step S3)

그 다음으로, 제2튜브 프레임(132) 상에 튜브 플레이트(110) 및 제1튜브 프레임(131)을 적층하고 상기 제1튜브 프레임(131)에 제1터뷸레이터(151)를 끼워 넣어 상하로 이웃하는 튜브 프레임과 터뷸레이터가 교대로 적층되도록 하는 과정을 반복한다.(S4단계)Next, the tube plate 110 and the first tube frame 131 are stacked on the second tube frame 132, the first turbulator 151 is inserted into the first tube frame 131, Repeating the step of alternately stacking the neighboring tube frames and turbulators (step S4)

그 다음으로, 상기 S4단계의 조립체 최상단에 튜브 플레이트(110) 및 탑 엔드 플레이트(103)를 순차적으로 적층한다.(S5단계)Next, the tube plate 110 and the top end plate 103 are sequentially stacked on the uppermost end of the assembly in step S4 (step S5)

그 다음으로, 상기 탑 엔드 플레이트(103)에 형성된 한 쌍의 제1관통홀(104,104a)과, 한 쌍의 제2관통홀(105,105a)에 각각 파이프(160)를 체결한 다음 조립체를 브레이징 접합하면(S6단계), 열교환기의 조립이 완료된다.Next, a pipe 160 is fastened to a pair of first through holes 104 and 104a formed in the top end plate 103 and a pair of second through holes 105 and 105a, respectively, (Step S6), the assembly of the heat exchanger is completed.

이와 같이 제조된 본 발명의 폐열회수용 열교환기에 따르면, 튜브 플레이트, 튜브 프레임 및 터뷸레이터는 각각 테두리 영역이 절곡되지 않은 평평한 구조로 이루어지기 때문에 제조가 용이하고, 튜브 프레임 내에 터뷸레이터가 삽설되기 때문에 기존의 열교환기에 비해 소형화할 수 있는 장점이 있다.According to the waste heat recovering heat exchanger of the present invention thus manufactured, since the tube plate, the tube frame, and the turbulator are each formed in a flat structure without a bending region, the turbulators are inserted in the tube frame It can be miniaturized as compared with the conventional heat exchanger.

또한, 튜브 프레임에 역조립방지돌기를 형성함으로써, 튜브 프레임 및 터뷸레이터의 적층 순서 및 전체 부품의 올바른 조립 순서를 시각적으로 확인할 수 있어 조립 불량을 방지할 수 있다. In addition, by forming the anti-assembly prevention protrusions in the tube frame, it is possible to visually confirm the order of stacking the tube frame and the turbulator and the correct assembly order of all the components, thereby preventing the assembly failure.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 열교환기 101 : 바텀 엔드 플레이트
103 : 탑 엔드 플레이트 104 : 제1관통홀
105 : 제2관통홀 108 : 제1변
109 : 제2변 110 : 튜브 플레이트
111 : 제1홀 113 : 제2홀
131 : 제1튜브 프레임 132 : 제2튜브 프레임
135 : 메인 프레임부 136 : 역조립방지돌기
137 : 서브 프레임부 151 : 제1터뷸레이터
152 : 제2터뷸레이터 154 : 홈부
156 : 홀부 158 : 오프셋 핀
160 : 파이프 X : 제1대각선 방향
Y : 제2대각선 방향 Z : 중심선100: Heat exchanger 101: Bottom end plate
103: Top end plate 104: First through hole
105: second through hole 108: first side
109: second side 110: tube plate
111: first hole 113: second hole
131: first tube frame 132: second tube frame
135: main frame part 136: anti-assembling protrusion
137: Subframe unit 151: First turbulator
152: second turbulator 154: groove
156: hole part 158: offset pin
160: pipe X: first diagonal direction
Y: second diagonal direction Z: center line

Claims (1)

바텀 엔드 플레이트 상에 튜브 플레이트를 적층하는 S1단계와;
상기 튜브 플레이트 상에 사각 틀 형상의 튜브 프레임을 적층하는 S2단계와;
상기 튜브 프레임 내에 사각 판 형상의 터뷸레이터를 끼우는 S3단계와;
상기 S1 내지 S3단계를 복수 회 반복하는 S4단계와;
상기 S4단계의 조립체 최상단에 튜브 플레이트 및 탑 엔드 플레이트를 순차적으로 적층하는 S5단계와;
상기 S5단계의 조립체를 브레이징하는 S6단계;를 포함하며,
상기 튜브 프레임은,
제1메인 프레임부와, 제1대각선 방향으로 마주보는 한 쌍의 제1서브 프레임부로 이루어지는 제1튜브 프레임; 및 제2메인 프레임부와, 제2대각선 방향으로 마주보는 한 쌍의 제2서브 프레임부로 이루어지는 제2튜브 프레임;으로 구성되며,
상기 제1튜브 프레임과, 제2튜브 프레임은 각 튜브 플레이트를 사이에 두고 교번하여 적층되되,
상기 튜브 플레이트, 튜브 프레임 및 터뷸레이터는 각각 테두리 영역이 절곡되지 않은 평평한 구조로 이루어지며,
상기 터뷸레이터는,
상기 튜브 프레임과 동일한 두께로 이루어지고 상기 튜브 프레임의 내측 테두리에 대응하는 구조로 이루어져 상기 튜브 프레임에 끼움 결합되면 하나의 평평한 판 구조가 되어 조립성 향상 및 소형화를 구현할 수 있고,
상기 터뷸레이터는 길이 방향의 중심을 기준으로 2개로 분할된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폐열회수용 열교환기 제조방법.Stacking a tube plate on the bottom end plate;
A step S2 of laminating a rectangular tube frame on the tube plate;
A step S3 of inserting a rectangular turbulator in the tube frame;
Repeating steps S1 to S3 a plurality of times;
A step S5 of sequentially laminating a tube plate and a top end plate at the uppermost end of the assembly in step S4;
And brazing the assembly in step S5,
The tube frame includes:
A first tube frame including a first main frame part and a pair of first sub frame parts facing in a first diagonal direction; And a second tube frame including a second main frame part and a pair of second subframe parts opposed to each other in a second diagonal direction,
Wherein the first tube frame and the second tube frame are stacked alternately with each tube plate interposed therebetween,
The tube plate, the tube frame, and the turbulator are each formed in a flat structure having no bending region,
In the turbulator,
The tube frame has the same thickness as the tube frame and has a structure corresponding to the inner edge of the tube frame. When the tube frame is fitted to the tube frame, the assembly has a flat plate structure,
Wherein the turbulator is divided into two parts based on the center in the longitudinal direction.
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