KR20210112654A

KR20210112654A - 판형 열교환기

Info

Publication number: KR20210112654A
Application number: KR1020200027924A
Authority: KR
Inventors: 이상열; 유상훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-09-15
Also published as: WO2021177612A1; US20210278138A1; CN115485521A

Abstract

판형 열교환기가 개시된다. 본 개시의 판형 열교환기는, 제1 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제1 전열면을 구비하는 제1 플레이트; 제2 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제2 전열면을 구비하는 제2 플레이트;로서, 상기 제1 플레이트와 상호 적층되는 제2 플레이트; 그리고, 상기 제1 전열면의 일부에 구비되는 리브를 포함하고, 상기 제1 전열면의 웨이브 형상은 마루(ridge)와 골(groove)이 번갈아 형성되고, 상기 리브는 상기 제1 전열면의 상기 골에서 상기 마루를 향해 돌출되어 상기 제2 플레이트에 접촉된다.

Description

판형 열교환기{PLATE HEAT EXCHANGER}

본 개시는 판형 열교환기에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 냉매의 유동 단면적을 줄여 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 판형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 통해 실내를 냉난방시키는 장치를 말한다. 실내를 난방하는 경우에는, 실내기에 구비되는 실내 열교환기는 고온, 고압의 냉매가 통과하는 응축기로 기능하며, 실외기에 구비되는 실외 열교환기는 저온, 저압의 냉매가 통과하는 증발기로 기능한다. 반대로, 실내를 냉방하는 경우에는, 실내 열교환기는 증발기로 기능하고, 실외 열교환기는 응축기로 기능한다.

이와 같은 열교환기는 판형 열교환기로 구비되어 서로 다른 유체(즉, 물과 냉매) 간에 열전달이 효과적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 대한민국 공개특허 제10-2008-0006122호는 다수의 전열판 사이에 형성되는 유로에서 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있는 구성을 개시하고 있다.

다만, 판형 열교환기를 유동하는 유체의 유동 단면적을 조절을 통해 열전달 성능을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있는 구성의 연구 및 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2008-0006122(2008.01.16.)

본 개시는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

또 다른 목적은 냉매의 유동 단면적을 줄여 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 판형 열교환기를 제공하는 것일 수 있다.

또 다른 목적은 플레이트에 리브를 구비함으로써 냉매의 유동을 가로막거나 가이드할 수 있는 판형 열교환기를 제공하는 것일 수 있다.

또 다른 목적은 플레이트에 웨이브 형상을 구현하면서 리브를 형성하여 제조 공정을 간소화할 수 있는 판형 열교환기를 제공하는 것일 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따르면, 제1 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제1 전열면을 구비하는 제1 플레이트; 제2 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제2 전열면을 구비하는 제2 플레이트;로서, 상기 제1 플레이트와 상호 적층되는 제2 플레이트; 그리고, 상기 제1 전열면의 일부에 구비되는 리브를 포함하고, 상기 제1 전열면의 웨이브 형상은 마루(ridge)와 골(groove)이 번갈아 형성되고, 상기 리브는 상기 제1 전열면의 상기 골에서 상기 마루를 향해 연장되어 상기 제2 플레이트에 접촉되는 판형 열교환기를 제공한다.

본 개시에 따른 공기조화기의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 냉매의 유동 단면적을 줄여 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 판형 열교환기를 제공할 수 있다.

본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 플레이트에 리브를 구비함으로써 냉매의 유동을 가로막거나 가이드할 수 있는 판형 열교환기를 제공할 수 있다.

본 개시의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 플레이트에 웨이브 형상을 구현하면서 리브를 형성하여 제조 공정을 간소화할 수 있는 판형 열교환기를 제공할 수 있다.

본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 판형 열교환기의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 실시 예에 따른 제1 플레이트의 정면도이다.
도 3은 본 개시의 실시 예에 따른 제1 플레이트에 구비되는 리브를 확대한 도면이다.
도 4는 도 3의 후면도이다.
도 5는 본 개시의 실시 예에 따른 판형 열교환기의 열교환 효율 상승을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6 내지 9는 본 개시의 실시 예에 따른 리브의 형상 및 배치의 다양한 예를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 설명에서, 특정 도면을 참조하여 실시 예를 설명하더라도, 필요한 경우, 상기 특정 도면에 나타나지 않은 참조 번호를 언급할 수 있으며, 상기 특정 도면에 나타나지 않은 참조 번호는, 다른 도면에(in the other figures) 상기 참조 번호가 나타난 경우에 사용한다.

도 1을 참조하면, 판형 열교환기(1)는 상호 적층되는 복수개의 플레이트들(10, 20)을 포함한다.

판형 열교환기(1)에서 복수개의 플레이트들(10, 20)이 상호 적층되는 방향을 전후방향(FR)이라 할 수 있다. 또한, 복수개의 플레이트들(10, 20)은 상하방향(UD)에서 길게 연장될 수 있다. 좌우방향(LR)은 전후방향(FR)과 상하방향(UD)에 수직한 방향일 수 있다. 한편, 설명의 편의를 위하여 판형 열교환기(1)의 상하방향(UD)에서의 길이가 좌우방향(LR)에서의 길이보다 더 긴 것으로 도시하고 설명하고 있으나, 판형 열교환기(1)의 상하방향(UD)에서의 길이가 좌우방향(LR)에서의 길이와 대략 동일하거나 더 짧은 경우도 가능하다. 또한, 판형 열교환기(1)의 복수개의 플레이트들(10, 20)이 3 개로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 복수개의 플레이트들(10, 20)의 개수에 제한이 있는 것은 아니다.

제1 엔드 플레이트(50)는 복수개의 플레이트들(10, 20) 중에 최전방에 위치한 플레이트의 전방을 덮을 수 있다. 이때, 제1 엔드 플레이트(50)와 상기 최전방의 플레이트 사이에 유체가 유동하는 유로가 형성될 수 있다. 제2 엔드 플레이트(30)는 복수개의 플레이트들(10, 20) 중에 최후방에 위치한 플레이트의 후방을 덮을 수 있다. 이때, 제2 엔드 플레이트(30)와 상기 최후방의 플레이트 사이에 유체가 유동하는 유로가 형성될 수 있다. 또한, 제2 엔드 플레이트(30)에서 후방으로의 유체의 유동이 차단될 수 있다.

전방 커버(60)는 제1 엔드 플레이트(50)에 결합되어 제1 엔드 플레이트(50)의 전방을 덮을 수 있다. 후방 커버(40)는 제2 엔드 플레이트(30)에 결합되어 제2 엔드 플레이트(50)의 후방을 덮을 수 있다.

전방 커버(60), 제1 엔드 플레이트(50) 및 복수개의 플레이트들(10, 20) 각각에 제1 유체(R)와 제2 유체(W)가 유입되거나 토출되는 포트(port)가 형성될 수 있다. 여기서, 포트는 홀(hole)로 칭할 수 있다.

예를 들면, 제2 유체(W)는 전방 커버(60)의 유입포트(61)를 통해 유입되어, 제1 엔드 플레이트(50)의 유입포트(51)와 복수개의 플레이트들(10, 20)의 유입포트(11, 21)를 연결하는 제1 유로를 유동할 수 있다. 그리고, 상기 제1 유로를 유동하는 제2 유체(W) 중 일부는 복수개의 플레이트들(10, 20) 중 일부의 전열면(미부호)을 따라 하측으로 유동될 수 있다. 또한, 상기 제1 유로 및/또는 상기 전열면을 유동하는 제2 유체(W)는 제2 유로에서 합지되어 전방 커버(60)의 토출포트(62)를 통해 외부로 토출될 수 있다. 여기서, 상기 제2 유로는 상기 복수개의 플레이트들(10, 20)의 토출포트(12, 22)와 제1 엔드 플레이트(50)의 토출포트(52)를 연결할 수 있다. 한편, 제2 유체(W)는 물일 수 있다.

예를 들면, 제1 유체(R)는 전방 커버(60)의 유입포트(63)를 통해 유입되어, 제1 엔드 플레이트(50)의 유입포트(53)와 복수개의 플레이트들(10, 20)의 유입포트(13, 23)를 연결하는 제3 유로를 유동할 수 있다. 그리고, 상기 제3 유로를 유동하는 제1 유체(R) 중 일부는 복수개의 플레이트들(10, 20) 중 일부의 전열면(미부호)을 따라 상측으로 유동될 수 있다. 또한, 상기 제3 유로 및/또는 상기 전열면을 유동하는 제1 유체(R)는 제4 유로에서 합지되어 전방 커버(60)의 토출포트(64)를 통해 외부로 토출될 수 있다. 여기서, 상기 제4 유로는 상기 복수개의 플레이트들(10, 20)의 토출포트(14, 24)와 제1 엔드 플레이트(50)의 토출포트(54)를 연결할 수 있다. 한편, 제1 유체(R)는 냉매일 수 있다. 예를 들면, 제1 유체(R)는 R410A 또는 R32일 수 있다.

도 1 및 2를 참조하면, 복수개의 플레이트들(10, 20)은 전후방향(FR)에서 상호 적층되는 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 플레이트(10)는 제1 유체(R)가 유동하는 제1 전열면(110)을 구비할 수 있다. 또한, 제2 플레이트(20)는 제2 유체(W)가 유동하는 제2 전열면(210)을 구비할 수 있다.

제1 플레이트(10)의 제1 전열면(110)은 마루(ridge, 111)와 골(groove, 112)이 번갈아 형성되는 웨이브(wave) 형상일 수 있다. 예를 들면, 제1 전열면(110)의 웨이브는 전면에서 영문자 V 형상 혹은 역-V 형상(inverted-V shape)으로 형성될 수 있다. 이와 같은 제1 전열면(110)의 형상은 쉐브론(chevron) 형상으로 칭할 수 있다. 그리고, 전술한 제1 플레이트(10)에 대한 설명은 제2 플레이트(20)에도 동일하게 적용될 수 있다.

이에 따라, 제1 전열면(110)을 유동하는 제1 유체(R)의 열전달 면적이 증대되고, 제2 전열면(210)을 유동하는 제2 유체(W)의 열전달 면적이 증대되어 양자 간의 열전달 성능이 향상될 수 있다.

예를 들면, 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)는 열전도율이 우수하고, 압력에 대한 내압성이 우수한 금속 재질로 제조될 수 있다. 예를 들면, 제1 플레이트(10)와 제2 플레이트(20)는 스테인리스 재질을 포함할 수 있다.

도 2 및 3을 참조하면, 판형 열교환기(1)는 제1 전열면(110)의 일부에 구비되는 리브(120, rib)를 포함할 수 있다. 이때, 리브(120)는 제1 전열면(110)의 골(112)에서 마루(111)를 향해 돌출되어 이에 인접하는 제2 플레이트(20)에 접촉될 수 있다.

이에 따라, 리브(120)는 제1 전열면(110) 상의 제1 유체(R)의 유동을 가로막아, 제1 유체(R)의 유동 단면적이 줄어들어 제1 유체(R)의 유속이 증가할 수 있다. 즉, 열 대류의 특성을 고려하면, 제1 유체(R)의 유속 상승에 대응해 제1 유체(R)와 제2 유체(W) 간의 열전달 성능이 향상될 수 있다. 리브(120)에 의해 제1 유체(R)또한, 리브(120)는 제1 전열면(110) 상의 제1 유체(R)의 유동을 가이드할 수 있다.

도 3 및 4를 참조하면, 리브(120)는 제1 플레이트(10)에서 프레스 되면서 마루(111)와 함께 형성될 수 있다. 즉, 제1 플레이트(10)에 웨이브 형상의 제1 전열면(110)을 구비함과 동시에 리브(120)가 형성되어 제조 공정이 간소화될 수 있다.

이때, 리브(120)는 제1 플레이트(10)의 전면에서 전방으로 돌출된 형상이면서, 제1 플레이트(10)의 후면에서 전방으로 함몰된 형상이므로, 제2 플레이트(20)를 유동하는 제2 유체(W)의 유동 단면적은 리브(120)의 유무와 상관없이 그대로 유지될 수 있다.

도 5를 참조하면, 물의 유속 상승에 대응한 열교환 효율의 최적점과 냉매의 유속 상승에 대응한 열교환 효율의 최적점이 상이할 수 있다.

즉, 유동 단면적이 줄어들면, 유체의 유속이 상승하여 대류 열전달 계수가 증가하나, 유체의 압력 손실이 증가하며, 열교환 효율 측면에서 대류 열전달 계수와 유체의 압력 손실 간의 trade-off가 필요하다. 또한, 이와 같은 특성은 유체의 종류에 따라 다르게 나타날 수 있다.

그래프에 도시된 바와 같이, 유속 상승에 대응한 열교환 효율의 최적점은 냉매가 물에 비해 상대적으로 높음을 확인할 수 있다. 이에, 제1 전열면(110)에 구비되는 리브(120)를 통해, 냉매에 해당하는 제1 유체(R)의 유동 단면적을 줄여 유속 증가 및 열교환 효율을 상승시키는 것이 바람직하다.

도 6을 참조하면, 제1 전열면(110)은 상하방향(UD)에서 길게 연장되고, 제1 전열면(110)의 마루(111)와 골(112)은 상하방향(UD)에 교차하는 방향에서 길게 연장될 수 있다. 그리고, 제1 전열면(110)은 상하방향(UD)에서 연장되는 가상의 경계(Bo)를 기준으로 좌우방향(LR)에서 대칭되게 형성될 수 있다. 즉, 제1 전열면(110)의 웨이브 형상은 경계(Bo)를 기준으로 좌우로 대칭될 수 있다.

리브(120)는 상하방향(UD)에서 상호 이격되는 복수개의 리브들(121, 122, 123)을 포함할 수 있다. 복수개의 리브들(121, 122, 123)은 제1 리브(121), 제2 리브(122) 그리고 제3 리브(123)를 포함할 수 있다. 다만, 복수개의 리브들(121, 122, 123)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 리브(121)는 제1 전열면(110)의 우변(Er)에 인접할 수 있다. 제1 리브(121)는 좌우방향(LR)에서 길게 연장될 수 있다. 제1 리브(121)의 일단은 제1 전열면(110)의 우변(Er)에 위치하며, 타단은 경계(Bo)에 위치할 수 있다.

제2 리브(122)는 제1 전열면(110)의 좌변(El)에 인접할 수 있다. 제2 리브(122)는 좌우방향(LR)에서 길게 연장될 수 있다. 제2 리브(122)의 일단은 제1 전열면(110)의 좌변(El)에 위치하며, 타단은 경계(Bo)에 위치할 수 있다.

제3 리브(123)는 제1 전열면(110)의 우변(Er)에 인접할 수 있다. 제3 리브(123)는 좌우방향(LR)에서 길게 연장될 수 있다. 제3 리브(123)의 일단은 제1 전열면(11)의 우변(Er)에 위치하며, 타단은 경계(Bo)에 위치할 수 있다.

이에 따라, 제1 전열면(110) 상의 제1 유체(R)의 유동(R1)은 유입포트(13)로부터 제1 리브(121), 제2 리브(122) 및 제3 리브(123)를 우회하면서 토출포트(14)로 이어질 수 있다.

도 7을 참조하면, 제1 리브(121'), 제2 리브(122') 및 제3 리브(123')는 좌우방향(LR)에서 길게 연장되되, 제1 전열면(110)의 엣지로부터 이격될 수 있다.

제1 리브(121')의 일단은 제1 전열면(110)의 우변(Er)에서 제1 거리(d1)만큼 이격되며, 타단은 경계(Bo)에 위치할 수 있다. 제2 리브(122')의 일단은 제1 전열면(110)의 좌변(El)에서 제2 거리(d2)만큼 이격되며, 타단은 경계(Bo)에 위치할 수 있다. 제3 리브(123')의 일단은 제1 전열면(110)으 우변(Er)에서 제3 거리(d3)만큼 이격되며, 타단은 경계(Bo)에 위치할 수 있다. 예를 들면, 제1 거리(d1), 제2 거리(d2) 및 제3 거리(d3)는 상호 동일할 수 있다.

이에 따라, 제1 전열면(110) 상의 제1 유체(R)의 유동(R2)은 유입포트(13)로부터 제1 리브(121'), 제2 리브(122') 및 제3 리브(123')를 우회하면서 토출포트(14)로 이어질 수 있다.

이때, 제1 유체(R)의 유동(R2)은 제1 유동(R21)과 제2 유동(R22)으로 구별될 수 있다. 여기서, 제1 유동(R21)은 경계(Bo)를 교차하며 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 유동(R22)은 제1 리브(121'), 제2 리브(122') 및 제3 리브(123') 각각의 일단과 이에 인접하는 제1 전열면(110)의 엣지 사이에 형성될 수 있다. 즉, 제1 전열면(110)의 엣지를 따라 형성되는 제2 유동(R22)은 제1 유체(R)의 유동(R2)에서 와류가 생성되어 유동 흐름이 정체되는 것을 방지할 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1 리브(121'')는 각각이 좌우방향(LR)에서 길게 연장되고, 좌우방향(LR)에서 상호 이격되는 복수개의 제1 리브들(121'')을 포함할 수 있다. 제2 리브(122'')는 각각이 좌우방향(LR)에서 길게 연장되고, 좌우방향(LR)에서 상호 이격되는 복수개의 제2 리브들(122'')을 포함할 수 있다. 제3 리브(123'')는 각각이 좌우방향(LR)에서 길게 연장되고, 좌우방향(LR)에서 상호 이격되는 복수개의 제3 리브들(123'')을 포함할 수 있다.

복수개의 제1 리브들(121'')은 제1 전열면(110)의 우변(Er)을 포함해 상호 제4 거리(d4)만큼 이격될 수 있다. 복수개의 제2 리브들(122'')은 제1 전열면(110)의 좌변(El)을 포함해 상호 제5 거리(d5)만큼 이격될 수 있다. 복수개의 제3 리브들(123'')은 제1 전열면(110)의 우변(Er)을 포함해 상호 제6 거리(d6)만큼 이격될 수 있다. 예를 들면, 제4 거리(d4), 제5 거리(d5) 및 제6 거리(d6)는 상호 동일할 수 있다.

이에 따라, 제1 전열면(110) 상의 제1 유체(R)의 유동(R3)은 유입포트(13)로부터 복수개의 제1 리브들(121''), 복수개의 제2 리브들(122'') 및 복수개의 제3 리브들(123'')을 우회하면서 토출포트(14)로 이어질 수 있다.

이때, 제1 유체(R)의 유동(R3)은 제1 유동(R31), 제2 유동(R32) 그리고 제3 유동(R33)으로 구별될 수 있다. 여기서, 제1 유동(R31)은 경계(Bo)를 교차하며 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 유동(R32)은 제1 리브(121''), 제2 리브(122'') 및 제3 리브(123'') 각각의 일단과 이에 인접하는 제1 전열면(110)의 엣지 사이에 형성될 수 있다. 또한, 제3 유동(R33)은 복수개의 제1 리브들(121'') 사이, 복수개의 제2 리브들(122'') 사이 및 복수개의 제3 리브들(123'') 사이에 형성될 수 있다. 즉, 제1 전열면(110)의 엣지를 따라 형성되는 제2 유동(R32)은 제1 유체(R)의 유동(R3)에 와류가 생성되는 것을 방지하고, 인접하는 리브들 사이에 형성되는 제3 유동(R33)은 제1 유체(R)의 유동(R3)에 난류를 일으켜 제2 유체(W)에 대한 열전달 성능을 향상시킬 수 있다.

도 9를 참조하면, 제1 리브(121''')는 각각이 좌우방향(LR)에 교차하는 방향에서 길게 연장되고, 좌우방향(LR)에서 상호 이격되는 복수개의 제1 리브들(121''')포함할 수 있다. 제2 리브(122''')는 각각이 좌우방향(LR)에 교차하는 방향에서 길게 연장되고, 좌우방향(LR)에서 상호 이격되는 복수개의 제2 리브들(122''')을 포함할 수 있다. 제3 리브(123''')는 각각이 좌우방향(LR)에 교차하는 방향에서 길게 연장되고, 좌우방향(LR)에서 상호 이격되는 복수개의 제3 리브들(123''')을 포함할 수 있다.

복수개의 제1 리브들(121''') 각각은 경계(Bo)로부터 우측으로 연장되는 가상의 선과 제1 각도(theta 1)를 이룰 수 있다. 여기서, 제1 각도(theta 1)는 예각일 수 있다. 복수개의 제2 리브들(122''') 각각은 경계(Bo)로부터 좌측으로 연장되는 가상의 선과 제2 각도(theta 2)를 이룰 수 있다. 여기서, 제2 각도(theta 2)는 예각일 수 있다. 복수개의 제3 리브들(123''') 각각은 경계(Bo)로부터 우측으로 연장되는 가상의 선과 제3 각도(theta 3)를 이룰 수 있다. 여기서, 제3 각도(theta 3)는 예각일 수 있다.

복수개의 제1 리브들(121''')은 제1 전열면(110)의 우변(Er)을 포함해 상호 제7 거리(d7)만큼 이격될 수 있다. 복수개의 제2 리브들(122''')은 제1 전열면(110)의 좌변(El)을 포함해 상호 제8 거리(d8)만큼 이격될 수 있다. 복수개의 제3 리브들(123''')은 제1 전열면(110)의 우변(Er)을 포함해 상호 제9 거리(d9)만큼 이격될 수 있다. 예를 들면, 제7 거리(d7), 제8 거리(d8) 및 제9 거리(d9)는 상호 동일할 수 있다.

이에 따라, 제1 전열면(110) 상의 제1 유체(R)의 유동(R4)은 유입포트(13)로부터 복수개의 제1 리브들(121'''), 복수개의 제2 리브들(122''') 및 복수개의 제3 리브들(123''')을 우회하면서 토출포트(14)로 이어질 수 있다.

이때, 제1 유체(R)의 유동(R4)은 제1 유동(R41), 제2 유동(R42) 그리고 제3 유동(R43)으로 구별될 수 있다. 여기서, 제1 유동(R41)은 경계(Bo)를 교차하며 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 유동(R42)은 제1 리브(121'''), 제2 리브(122''') 및 제3 리브(123''') 각각의 일단과 이에 인접하는 제1 전열면(110)의 엣지 사이에 형성될 수 있다. 또한, 제3 유동(R43)은 복수개의 제1 리브들(121''') 사이, 복수개의 제2 리브들(122''') 사이 및 복수개의 제3 리브들(123''') 사이에 형성될 수 있다. 즉, 제1 전열면(110)의 엣지를 따라 형성되는 제2 유동(R42)은 제1 유체(R)의 유동(R4)에 와류가 생성되는 것을 방지하고, 인접하는 리브들 사이에 형성되는 제3 유동(R43)은 제1 유체(R)의 유동(R4)에 난류를 일으켜 제2 유체(W)에 대한 열전달 성능을 향상시킬 수 있다.

특히, 복수개의 제1 리브들(121'''), 복수개의 제2 리브들(122''') 및 복수개의 제3 리브들(123''')이 경사지게 배치되어 전술한 와류 방지 및 난류 촉진이 보다 원활히 이루어질 수 있다.

본 개시의 일 측면에 따르면, 제1 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제1 전열면을 구비하는 제1 플레이트; 제2 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제2 전열면을 구비하는 제2 플레이트;로서, 상기 제1 플레이트와 상호 적층되는 제2 플레이트; 그리고, 상기 제1 전열면의 일부에 구비되는 리브를 포함하고, 상기 제1 전열면의 웨이브 형상은 마루(ridge)와 골(groove)이 번갈아 형성되고, 상기 리브는 상기 제1 전열면의 상기 골에서 상기 마루를 향해 돌출되어 상기 제2 플레이트에 접촉되는 판형 열교환기를 제공한다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 리브는, 상기 제1 플레이트에서 프레스 되면서 상기 마루와 함께 형성될 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 전열면은 상하방향에서 길게 연장되고, 상기 제1 전열면의 상기 마루와 상기 골은 상하방향에 교차하는 방향에서 길게 연장되고, 상기 리브는: 상하방향에서 상호 이격되는 복수개의 리브들을 더 포함할 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 복수개의 리브들은: 상기 제1 전열면의 우변에 인접하는 제1 리브; 상기 제1 전열면의 좌변에 인접하고, 상기 제1 리브보다 상측에 위치하는 제2 리브; 그리고, 상기 제1 전열면의 우변에 인접하고, 상기 제2 리브보다 상측에 위치하는 제3 리브를 더 포함할 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 리브, 상기 제2 리브 및 상기 제3 리브 각각은, 좌우방향에서 길게 연장될 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 전열면은 상하방향에서 연장되는 가상의 경계를 기준으로 좌우방향에서 대칭되게 형성되고, 상기 제1 리브는, 일단이 상기 제1 전열면의 우변에 위치하며, 타단이 상기 경계에 위치하고, 상기 제2 리브는, 일단이 상기 제1 전열면의 좌변에 위치하며, 타단이 상기 경계에 위치하고, 상기 제3 리브는, 일단이 상기 제1 전열면의 우변에 위치하며, 타단이 상기 경계에 위치할 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 전열면은 상하방향에서 연장되는 가상의 경계를 기준으로 좌우방향에서 대칭되게 형성되고, 상기 제1 리브는, 일단이 상기 제1 전열면의 우변에서 제1 거리만큼 이격되며, 타단이 상기 경계에 위치하고, 상기 제2 리브는, 일단이 상기 제1 전열면의 좌변에서 제2 거리만큼 이격되며, 타단이 상기 경계에 위치하고, 상기 제3 리브는, 일단이 상기 제1 전열면의 우변에서 제3 거리만큼 이격되며, 타단이 상기 경계에 위치할 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제3 거리는 상호 동일할 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 리브는: 좌우방향에서 상호 이격되는 복수개의 제1 리브들을 더 포함하고, 상기 제2 리브는: 좌우방향에서 상호 이격되는 복수개의 제2 리브들을 더 포함하고, 상기 제3 리브는: 좌우방향에서 상호 이격되는 복수개의 제3 리브들을 더 포함할 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 복수개의 제1 리브들은, 상기 제1 전열면의 우변을 포함해 상호 제4 거리만큼 이격되고, 상기 복수개의 제2 리브들은, 상기 제1 전열면의 좌변을 포함해 상호 제5 거리만큼 이격되고, 상기 복수개의 제3 리브들은, 상기 제1 전열면의 우변을 포함해 상호 제6 거리만큼 이격될 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 복수개의 제1 리브들, 상기 복수개의 제2 리브들 및 상기 복수개의 제3 리브들은 좌우방향에서 길게 연장될 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 복수개의 제1 리브들, 상기 복수개의 제2 리브들 및 상기 복수개의 제3 리브들은 좌우방향에 교차하는 방향에서 길게 연장될 수 있다.

또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제1 유체는 냉매이고, 상기 제2 유체는 물일 수 있다.

앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다(Certain embodiments or other embodiments of the invention described above are not mutually exclusive or distinct from each other. Any or all elements of the embodiments of the invention described above may be combined or combined with each other in configuration or function).

예를 들면 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다(For example, a configuration "A" described in one embodiment of the invention and the drawings and a configuration "B" described in another embodiment of the invention and the drawings may be combined with each other. Namely, although the combination between the configurations is not directly described, the combination is possible except in the case where it is described that the combination is impossible).

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다(Although embodiments have been described with reference to a number of illustrative embodiments thereof, it should be understood that numerous other modifications and embodiments can be devised by those skilled in the art that will fall within the scope of the principles of this disclosure. More particularly, various variations and modifications are possible in the component parts and/or arrangements of the subject combination arrangement within the scope of the disclosure, the drawings and the appended claims. In addition to variations and modifications in the component parts and/or arrangements, alternative uses will also be apparent to those skilled in the art).

Claims

제1 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제1 전열면을 구비하는 제1 플레이트;
제2 유체가 유동하는 웨이브 형상의 제2 전열면을 구비하는 제2 플레이트;로서, 상기 제1 플레이트와 상호 적층되는 제2 플레이트; 그리고,
상기 제1 전열면의 일부에 구비되는 리브를 포함하고,
상기 제1 전열면의 웨이브 형상은 마루(ridge)와 골(groove)이 번갈아 형성되고,
상기 리브는 상기 제1 전열면의 상기 골에서 상기 마루를 향해 돌출되어 상기 제2 플레이트에 접촉되는 판형 열교환기.
제1 항에 있어서,
상기 리브는,
상기 제1 플레이트에서 프레스 되면서 상기 마루와 함께 형성되는 판형 열교환기.
제1 항에 있어서,
상기 제1 전열면은 상하방향에서 길게 연장되고,
상기 제1 전열면의 상기 마루와 상기 골은 상하방향에 교차하는 방향에서 길게 연장되고,
상기 리브는:
상하방향에서 상호 이격되는 복수개의 리브들을 더 포함하는 판형 열교환기.
제3 항에 있어서,
상기 복수개의 리브들은:
상기 제1 전열면의 우변에 인접하는 제1 리브;
상기 제1 전열면의 좌변에 인접하고, 상기 제1 리브보다 상측에 위치하는 제2 리브; 그리고,
상기 제1 전열면의 우변에 인접하고, 상기 제2 리브보다 상측에 위치하는 제3 리브를 더 포함하는 판형 열교환기.
제4 항에 있어서,
상기 제1 리브, 상기 제2 리브 및 상기 제3 리브 각각은,
좌우방향에서 길게 연장되는 판형 열교환기.
제5 항에 있어서,
상기 제1 전열면은 상하방향에서 연장되는 가상의 경계를 기준으로 좌우방향에서 대칭되게 형성되고,
상기 제1 리브는,
일단이 상기 제1 전열면의 우변에 위치하며, 타단이 상기 경계에 위치하고,
상기 제2 리브는,
일단이 상기 제1 전열면의 좌변에 위치하며, 타단이 상기 경계에 위치하고,
상기 제3 리브는,
일단이 상기 제1 전열면의 우변에 위치하며, 타단이 상기 경계에 위치하는 판형 열교환기.
제5 항에 있어서,
상기 제1 전열면은 상하방향에서 연장되는 가상의 경계를 기준으로 좌우방향에서 대칭되게 형성되고,
상기 제1 리브는,
일단이 상기 제1 전열면의 우변에서 제1 거리만큼 이격되며, 타단이 상기 경계에 위치하고,
상기 제2 리브는,
일단이 상기 제1 전열면의 좌변에서 제2 거리만큼 이격되며, 타단이 상기 경계에 위치하고,
상기 제3 리브는,
일단이 상기 제1 전열면의 우변에서 제3 거리만큼 이격되며, 타단이 상기 경계에 위치하는 판형 열교환기.
제7 항에 있어서,
상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제3 거리는 상호 동일한 판형 열교환기.
제4 항에 있어서,
상기 제1 리브는:
좌우방향에서 상호 이격되는 복수개의 제1 리브들을 더 포함하고,
상기 제2 리브는:
좌우방향에서 상호 이격되는 복수개의 제2 리브들을 더 포함하고,
상기 제3 리브는:
좌우방향에서 상호 이격되는 복수개의 제3 리브들을 더 포함하는 판형 열교환기.
제9 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 리브들은,
상기 제1 전열면의 우변을 포함해 상호 제4 거리만큼 이격되고,
상기 복수개의 제2 리브들은,
상기 제1 전열면의 좌변을 포함해 상호 제5 거리만큼 이격되고,
상기 복수개의 제3 리브들은,
상기 제1 전열면의 우변을 포함해 상호 제6 거리만큼 이격되는 판형 열교환기.
제9 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 리브들, 상기 복수개의 제2 리브들 및 상기 복수개의 제3 리브들은 좌우방향에서 길게 연장되는 판형 열교환기.
제9 항에 있어서,
상기 복수개의 제1 리브들, 상기 복수개의 제2 리브들 및 상기 복수개의 제3 리브들은 좌우방향에 교차하는 방향에서 길게 연장되는 판형 열교환기.
제1 항에 있어서,
상기 제1 유체는 냉매이고,
상기 제2 유체는 물인 판형 열교환기.