KR20200136789A - 열효율 개선을 위한 교환기제조방법 - Google Patents

열효율 개선을 위한 교환기제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 히팅장치 등의 열교환기에서 열매체와 대상 매체간에 열교환되도록 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트 및 그 제조방법을 제공한다. 이 열교환 플레이트는 상면과 하면 및 좌우측면을 갖 고, 좌우측면에 서로 대응되는 열매체 유입구와 유출구가 형성되며, 상면과 하면 사이의 주위 테두리가 밀폐되어 열매체 유입구 및 유출구와 연통되는 열매체 흐름공간이 내부에 형성되고, 열매체 유입구로부터 열매체 유출구 방향?으?로? 나열되 도록 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로부터 열매체 흐름공간 방향으로 융기되도록 형성되는 다수개의 엠보싱을 구비 한다. 본 발명에 따른 열교환기를 위한 열교환 플레이트의 제조방법은 제 1 플레이트, 제 2 플레이트, 제 1 실링바 및 제 2 실링바를 준비한 후, 서로 대응되는 다수개의 엠보싱이 맞닿도록 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 맞대고, 맞닿은 엠보싱 이 서로 부착되도록 용접한 다음, 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 각 측면으로 제 1 실링바와 제 2 실링바를 삽입시켜 결 합시키고, 제 1 실링바 및 제 2 실링바를 제 1 플레이트와 제 2 플레이트에 용접하므로써 이루어진다

Description

열효율 개선을 위한 교환기제조방법{A stud on the mehtod of manufacturing exchange for the improvement of thermal efficinency}
탱크를 위한 히팅장치는 그 장치적인 구조면에서는 우수한 점이 있으나, 열효율 문제에 있어서는 개선의 필요성이 대두되었다. 즉 본 출원인이 제안한 선박의 오일 히팅장치 는 가열된 기체(이하 '열매체'라 한다)가 순환되는 히팅튜브가 오일내에 장입된 상태에서 오일에 접촉는 구조를 가지고 있 지만, 열매체의 열원이 효과적으로 오일에 작용하도록 하여 열효율을 높일 필요가 있는 것이다.
따라서 본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 제안된 것으로, 각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 탱크를 위한 히팅장치 등의 열교환기의 열효율을 극대화시킬 수 있는 새로운 형태의 열교환기를 위한 열교환 플레이트 및 그의 제조방법를 제 공하는 것을 목적으로 한다.
열교환기를 구성하기 위해서는 두 매체{통상 선박 오일 히팅장치에서는 가열된 기체와 오일탱크의 오일이 된다}간에 열교 환이 일어나도록 하기 위한 열교환 요소가 필요하다. 이때 두 매체간에 열교환이 이루어지도록 하는 열교환 요소로 열교환 플레이트를 적용하는 형태에 대해 다음과 같이 다양한 기술이 제안되어 있다.
대한민국 공개실용신안공보 공개번호 제86-3047호 "플레이트 핀 타입 열 교환기"는 단순히 사각형태로 형성되는 판형 플 레이트핀을 연결튜브에 다수개 순차적으로 결합시켜 구성되는 열교환 플레이트를 보이고 있다.
대한민국 공개실용신안공보 공개번호 제91-3046호 "열교환기의 열교환판"은 요철판과 평판형의 격판이 상호접합되도록 하고, 요철판의 요철방향이 직교되도록 여러 겹으로 중첩되어 구성되는 열교환 플레이트를 제안하고 있다.
대한민국 등록특허공보 공고번호 제10-0215129호 "판형열 교환기용 다층플레이트"는 가스킷을 이용해 밀봉효과를 얻고, 2개의 플레이트 요소 사이에 형성된 홈이 유체의 입구와 출구 셋트와 연통하도록 된 열교환 플레이트를 제안하고 있다.
본 발명은 열교환기를 위한 열교환 플레이트 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 각종 난방기구, 폐열회 수기구, 선박의 오일 히팅장치 등의 열교환기에서 두 매체간에 효과적으로 열교환할 수 있도록 하기 위한 열교환기를 위한 열교환 플레이트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 이와 같은 점을 고려하여 제안된 것으로, 각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 탱크를 위한 히팅장 치 등의 열교환기의 열효율을 극대화시킬 수 있는 새로운 형태의 열교환기를 위한 열교환 플레이트 및 그의 제조방법를 제 공하는 것을 목적으로 한다
본 발명에 따른 열교환기를 위한 열교환 플레이트 및 그의 제조방법에 의하면, 열매체 유입구를 통해 유입되는 열매체가 열매체 흐름공간상에 형성되는 엠보싱에 의해 지체되면서 열매체 유출구로 빠져나가도록 하므로써, 열매체가 열매체 흐름 공간상에서 종래에 비해 상대적으로 긴 지체시간을 가지므로 대상 매체와의 접촉시간이 증가되어 종래에 비해 높은 열효 율을 얻을 수 있다. 또한 본 발명에 따른 열교환 플레이트는 기존 열매체의 특성을 변화시키지 않고, 그 구조적인 특징으로 열매체와 대상 매체간의 열교환 효율을 높이도록 하므로 다양한 열교환기에 쉽게 적용할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 열 교환 플레이트의 제조방법은 특수가공법을 도입하지 않고도 통상의 프레스공법과 용접법을 적용하여 열교환플레이트를 제조할 수 있도록 하므로 효과적으로 구조적인 안정을 얻으면서도 비교적 낮은 비용으로 용이하게 제작할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 열교환기를 위한 열교환 플레이트의 기술적 사상을 설명하기 위한 열교환 플레이트의 사 시도 및 단면도;
도 2는 본 발명에 따른 열교환기를 위한 열교환 플레이트의 변형된 기술적 사상을 설명하기 위한 열교환 플레이트의 횡방 향 단면도;
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 열교환 플레이트의 조립과정을 순차적으로 보여주는 도면들; 도 4는 도 3c에서 라인 B-B'을 따라 절취하여 보여주는 단면도;
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 열교환 플레이트의 조립과정을 순차적으로 보여주는 도면들; 도 6은 도 5e에서 라인 C-C'을 따라 절취하여 보여주는 단면도;
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환 플레이트를 사용하여 구성되는 열교환 유니트를 보여주는 사시도;
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환 플레이트를 사용하여 구성되는 수평형 열교환기의 일례를 보여주는 도 면;
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열교환 플레이트를 사용하여 구성되는 수직형 열교환기의 일례를 보여주는 도 면이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 히팅장치 등 의 열교환기에서 열매체와 대상 매체간에 열교환되도록 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트를 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 열교환기를 위한 열교환 플레이트는 상면과 하면 및 좌우측면을 갖고, 상기 좌우측면에 서로 대응되는 열매체 유입구와 유출구가 형성되며, 상면과 하면 사이의 주위 테두리가 밀폐되어 상기 열매체 유입구 및 유출구와 연통되는 열매 체 흐름공간이 내부에 형성되고, 상기 열매체 유입구로부터 상기 열매체 유출구 방향으로 나열되도록 상기 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로부터 상기 열매체 흐름공간 방향으로 융기되도록 형성되는 다수개의 엠보싱을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 열교환기를 위한 열교환 플레이트에서 상기 다수개의 엠보싱 각각은 상기 열매체 흐름공간내에 서 타면의 내면에 맞닿아 사이에 틈이 발생되지 않도록 결합되고, 주변둘레가 밀폐되어 상기 상면과 하면을 관통하는 대상 매체 흐름홀이 각각 형성되도록 할 수 있다.
10 : 열교환 플레이트 12 : 상면
13 : 열매체 흐름공간 14 : 하면
16 : 좌측면 17 : 열매체 유입구
18 : 우측면 19 : 열매체 유출구
20 : 엠보싱 22 : 제 1 엠보싱
23, 25 : 대상 매체 흐름홀 24 : 제 2 엠보싱
30 : 제 1 플레이트 32, 42 : 바디
34 : 열매체 유입구 제 1 연장부 36 : 열매체 유출구 제 1 연장부
40 : 제 2 플레이트 44 : 열매체 유입구 제 2 연장부
46 : 열매체 유출구 제 2 연장부
52 : 제 1 실링바 54, 64 : 플레이트 측면부
56, 66 : 열매체 유입구 연장부 58, 68 : 열매체 유출구 연장부
62 : 제 2 실링바 70 : 실링 부싱
80 : 열교환 유니트
81, 91, 102 : 열매체 유입관 82, 92 : 열매체 유입 매니폴드
84, 94 : 열매체 유출 매니폴드 85, 95, 108 : 열매체 유출관
90 : 수평형 열교환기 96 : 서포터
100 : 수직형 열교환기
104 : 하부 매니폴드 106 : 상부 매니폴드
110 : 대상 매체 유입관 112 : 대상 매체 유출관

Claims (1)

  1. 각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 히팅장치 등의 열교환기에서 열매체와 대상 매체간에 열교환되도록 하는 열교 환기를 위한 열교환 플레이트에 있어서,
    상면과 하면 및 좌우측면을 갖고, 상기 좌우측면에 서로 대응되는 열매체 유입구와 유출구가 형성되며, 상기 상면과 하면 사이의 주위 테두리가 밀폐되어 상기 열매체 유입구 및 유출구와 연통되는 열매체 흐름공간이 내부에 형성되고, 상기 열매 체 유입구로부터 상기 열매체 유출구 방향으로 나열되도록 상기 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면으로부터 상기 열매체 흐름공간 방향으로 융기되도록 형성되는 다수개의 엠보싱을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이 트.

    청구항 2.
    제 1 항에 있어서,상기 다수개의 엠보싱 각각은 상기 열매체 흐름공간내에서 타면의 내면에 맞닿아 사이에 틈이 발생되지 않도록 결합되고, 주변둘레가 밀폐되어 상기 상면과 하면을 관통하는 대상 매체 흐름홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트.

    청구항 3.
    제 1 항에 있어서,상기 다수개의 엠보싱 각각은 상기 상면으로부터 상기 열매체 흐름공간 방향으로 융기되도록 형성되는 제 1 엠보싱 및,상기 제 1 엠보싱과 대응되어 상기 하면으로부터 상기 열매체 흐름공간 방향으로 융기되도록 형성되는 제 2 엠보싱을 구 비하고, 상기 제 1 엠보싱과 제 2 엠보싱은 서로 맞닿아 사이에 틈이 발생되지 않도록 결합되는 것을 특징으로 하는 열교환 기를 위한 열교환 플레이트.

    청구항 4.

    각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 히팅장치 등의 열교환기에서 열매체와 대상 매체간에 열교환되도록 하는 열교 환기를 위한 열교환 플레이트에 있어서,
    일측으로부터 타측으로 나열되면서 하방향으로 융기되도록 형성되는 다수개의 제 1 엠보싱을 갖는 제 1 플레이트와상기 제 1 플레이트의 제 1 엠보싱과 대응되도록 일측으로부터 타측으로 나열되면서 상방향으로 융기되도록 형성되는 다 수개의 제 2 엠보싱을 갖는 제 2 플레이트 및상기 제 1 플레이트와? 제 2 플레이트의 테두리를 이루도록 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트에 결합되므로써, 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 열매체 흐름공간이 형성되도록 하고, 상기 제 1 플레이트 및 제 2 플레이트의 양측에 서로 대응되고 상기 열매체 흐름공간과 연통되는 열매체 유입구와 열매체 유출구가 형성되도록 하는 사이드 실링바를 포 함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트.

    청구항 5.
    제 4 항에 있어서,상기 제 1 플레이트의 제 1 엠보싱과 제 2 플레이트의 제 2 엠보싱은 서로 맞닿아 사이에 틈이 발생되지 않도록 결합되고, 주변둘레가 밀폐되어 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 관통하는 대상 매체 흐름홀이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트.

    청구항 6.
    제 5 항에 있어서,상기 대상 매체 흐름홀상에는 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트에 압착되어 결합되는 실링 부싱이 결합되는 것을 특징 으로 하는 열교환 플레이트.

    청구항 7.
    제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 제 1 플레이트는 양측에 형성되어 상기 열매체 유입구 및 열매체 유출구의 상면을 이루는 제 1 연장부를 구비하고,상기 제 2 플레이트는 상기 제 1 연장부와 대응되도록 양측에 형성되어 상기 열매체 유입구 및 열매체 유출구의 하면을 이 루는 제 2 연장부를 구비하며,
    상기 사이드 실링바는 상기 열매체 유입구로부터 열매체 유출구로 연속되는 형상을 갖도록 형성되어 상기 제 1 플레이트 와 제 2 플레이트의 사이에 삽입되어 결합되므로써 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 일측면의 테두리 및 상기 제 1 연장부와 제 2 연장부의 일측면의 테두리를 이루는 제 1 실링바 및,상기 제 1 실링바의 반대측에서 상기 열매체 유입구로부터 열매체 유출구로 연속되는 형상을 갖도록 형성되어 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트?의? 사이에 삽입되어 결합되므로써 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 타측면의 테두리 및 상 기 제 1 연장부와 제 2 연장부의 타측면의 테두리를 이루는 제 2 실링바를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트.

    청구항 8.
    각종 난방기구, 폐열회수기구, 선박의 오일 히팅장치 등의 열교환기에서 열매체와 대상 매체간에 열교환되도록 하는 열교 환기를 위한 열교환 플레이트의 제조방법에 있어서,평탄한 금속판을 프레스가공하여 일측으로부터 타측으로 나열되면서 융기되는 다수개의 엠보싱을 서로 대응되도록 성형 하므로써 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 준비하는 단계와상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 맞대었을 때 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 양측면에 삽입되어 결합되므로 써 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 내측의 열매체 흐름공간이 형성되도록 하고, 상기 열매체 흐름공간과 연통되는 열매체 유입구와 열매체 유출구가 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 양측에 서로 대응되어 형성되도록 하는 제 1 실 링바와 제 2 실링바를 준비하는 단계와서로 대응되는 다수개의 엠보싱이 맞닿도록 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 맞대고, 상기 맞닿은 엠보싱이 서로 부 착되도록 용접하는 단계 및상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트의 각 측면으로 상기 제 1 실링바와 제 2 실링바를 삽입시켜 결합시키고, 상기 제 1 실 링바 및 제 2 실링바를 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트에 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기를 위한 열교환 플레이트의 제조방법.

    청구항 9.
    제 8 항에 있어서,상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트를 준비하는 단계는 상기 다수개의 엠보싱을 성형할 때 상기 엠보싱의 중심에 대상 매 체 흐름홀이 서로 맞닿는 엠보싱에 서로 대응되도록 형성하는 단계를 포함하고,상기 맞닿은 엠보싱이 서로 부착되도록 용접하는 단계는 상기 매체 흐름홀 주위를 용접하는 것을 특징으로 하는 열교환기 를 위한 열교환 플레이트의 제조방법.
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