KR20230104366A - 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜 및 이를 포함하는 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서, 상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 하는, 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 제공한다.

Description

루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜 및 이를 포함하는 열교환기 {Offset strip fin with louver surface and heat exchanger comprising the same}

본 발명은 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜 및 이를 포함하는 열교환기에 관한 것으로, 구체적으로는 열 저항을 감소시켜 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜 및 이를 포함하는 열교환기에 관한 것이다.

열교환기는 고체 벽으로 분리된 서로 다른 두 유체들의 열교환을 수행하는 장치로서 난방, 공기조화, 동력발생, 폐열회수, 화학공정 등의 산업분야에서 널리 사용되고 있다.

많은 형태의 열교환기가 있지만 확장된 열전달 표면을 가지는 휜(fin)형 열교환기의 경우 구조가 간단하고 제작이 용이하기 때문에 널리 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 옵셋 스트립 휜을 나타낸 도면이다.

옵셋 스트립 휜(offset strip fin)은 일반적으로 적층형 열교환기에 사용되며, 상부 및 하부의 별도의 영역에서 흐르는 냉매와 공기의 열교환을 목적으로 한다.

일반적인 옵셋 스트립 휜에서의 열전달 성능은 열 경계층(thermal boundary layer)이 성장하는 선단에서 가장 크고 뒤로 갈수록 줄어들게 된다.

이에 따라, 휜형 열교환기의 열전달 성능을 향상시키기 위해서 작동 유체 측의 휜 날개 형태를 변화시키는 연구가 진행되어 오고 있다.

KR 10-2014-0103522 A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 여러 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열 저항을 감소시켜 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜 및 이를 포함하는 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서, 상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 하는, 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 제공한다.

또한, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 편평한 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 편평한 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서, 상기 상부면과 하부면을 직각으로 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 하는, 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 제공한다.

아울러, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서, 상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되고, 상기 루우버는 공기가 유입되는 방향으로부터 반대 방향으로 갈수록 상기 양측면을 기준으로 높이가 낮아지게 경사진 것을 특징으로 하는, 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 제공한다.

게다가, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 편평한 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 편평한 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서, 상기 상부면과 하부면을 직각으로 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되고, 상기 루우버는 공기가 유입되는 방향으로부터 반대 방향으로 갈수록 상기 양측면을 기준으로 높이가 낮아지게 경사진 것을 특징으로 하는, 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 제공한다.

한편, 본 발명은 전술한 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 포함하는 열교환기가 개시된다.

기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

전술한 과제의 해결수단에 의하면 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 옵셋 스트립 휜의 양측면에 루우버를 형성함으로써, 열 저항을 감소시켜 열전달 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 옵셋 스트립 휜을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜에 의한 열전달 성능 향상을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 나타낸 도면이다.

옵셋 스트립 휜(offset strip fin)은 일반적으로 적층형 열교환기에 사용되며, 상부 및 하부의 별도의 영역에서 흐르는 냉매와 공기의 열교환을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 루우버 표면(12)을 갖는 옵셋 스트립 휜(10)은, 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서, 상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 루우버는 복수로 마련되어 일정 간격으로 배치되는데, 양측면 일부에 루우버 표면(12)이 형성될 수도 있고, 양측면 전체에 루우버 표면(12)이 형성될 수도 있다.

다른 구성으로, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 편평한 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 편평한 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜(10)으로서, 상기 상부면과 하부면을 직각으로 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 하는, 루우버 표면(12)을 갖는 옵셋 스트립 휜(10)을 제공할 수 있다.

이처럼 양측면에 형성되는 루우버는 복수로 마련되어 일정 간격으로 배치되는데, 편평한 양측면 일부에 루우버 표면(12)이 형성될 수도 있고, 양측면 전체에 루우버 표면(12)이 형성될 수도 있다.

또 다른 구성으로, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜(10)으로서, 상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되고, 상기 루우버는 공기가 유입되는 방향으로부터 반대 방향으로 갈수록 상기 양측면을 기준으로 높이가 낮아지게 경사진 것을 특징으로 하는, 루우버 표면(12)을 갖는 옵셋 스트립 휜(10)을 제공할 수도 있다.

즉, 루우버는 일부가 절개되어 공기 유동 방향에 대하여 비스듬히 꺽여진 형태를 이루고, 이러한 루우버는 복수로 마련되어 일정 간격으로 배치된다.

또 다른 구성으로, 본 발명은 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 편평한 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 편평한 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜(10)으로서, 상기 상부면과 하부면을 직각으로 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되고, 상기 루우버는 공기가 유입되는 방향으로부터 반대 방향으로 갈수록 상기 양측면을 기준으로 높이가 낮아지게 경사진 것을 특징으로 하는, 루우버 표면(12)을 갖는 옵셋 스트립 휜(10)을 제공할 수도 있다.

즉, 루우버는 일부가 절개되어 공기 유동 방향에 대하여 비스듬히 꺽여진 형태를 이루고, 복수개가 형성되어 일정 간격으로 배열되는 군단위로 형성된다.

이처럼 본 발명은 루우버 표면(Louvered Surface)(12)를 적용하여 옵셋 스트립 휜(10) 측면에서 열 경계층을 깨뜨리고, 다시 형성하는 방법으로 열전달 성능을 극대화할 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜에 의한 열전달 성능 향상을 설명하기 위한 도면이다.

열교환기에서 열전달 성능은 열 경계층(Thermal boundary layer)이 성장하는 선단에서 가장 크며, 뒤로 갈수록 줄어든다.

따라서, 도 3의 우측 그림과 같이 옵셋 스트립 휜의 경우 온도 경계층을 깨뜨리고 다시 성장시키는 방식으로 열전달 성능을 향상(열저항의 감소)시킬 수 있다.

추가적으로 루우버 표면을 갖는 열교환기의 특징인 경계층 파괴 및 재생성과 유동 혼합의 특성을 반영하여 옵셋 휜 측면의 편평한 영역에서 추가적인 열전달의 이점을 얻을 수 있다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

10 : 옵셋 스트립 휜
12 : 루우버 표면

Claims (5)

1. 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서,
   상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜.
   
2. 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 편평한 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 편평한 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서,
   상기 상부면과 하부면을 직각으로 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되는 것을 특징으로 하는,
   루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜.
   
3. 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서,
   상기 상부면과 하부면을 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되고,
   상기 루우버는 공기가 유입되는 방향으로부터 반대 방향으로 갈수록 상기 양측면을 기준으로 높이가 낮아지게 경사진 것을 특징으로 하는,
   루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜.
   
4. 박판 형태로 이루어지며, 상방으로 절곡되어 편평한 상부면을 형성하고 상기 상부면으로부터 하방으로 절곡되어 편평한 하부면을 형성하는 구조가 반복적으로 이루어진 옵셋 스트립 휜으로서,
   상기 상부면과 하부면을 직각으로 연결하는 양측면에는 루우버가 형성되고,
   상기 루우버는 공기가 유입되는 방향으로부터 반대 방향으로 갈수록 상기 양측면을 기준으로 높이가 낮아지게 경사진 것을 특징으로 하는,
   루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 따른 루우버 표면을 갖는 옵셋 스트립 휜을 포함하는 열교환기.

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