KR20240020481A - Airfoil corrugated plate heat exchanger - Google Patents
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Abstract
에어포일 주름 판형 열교환기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기는 다수의 전열판이 적층되어 형성되는 판 조립체와 판 조립체의 일측면에 결합되는 제1고정 플레이트와 판 조립체의 타측면에 결합되고 제1유체와 제2유체가 출입하는 제2고정 플레이트를 포함하는 판형 열교환기로서, 전열판은, 제1단부에 형성되고 제1분배 패턴을 가지는 제1분배 영역; 제2단부에 형성되고 제2분배 패턴을 가지는 제2분배 영역; 제1분배 영역과 제2분배 영역 사이에 형성되고 열전달 주름 패턴을 가지는 열전달 영역; 제1단부에 형성되어 제1유체가 흐르는 제1 포트 홀; 제2단부에 형성되어 제1유체가 흐르는 제2 포트 홀; 제2단부에 형성되고 제2분배 영역과 연결되어 제2유체가 흐르는 제3 포트 홀; 및 제1단부에 형성되고 제1분배 영역과 연결되어 제2유체가 흐르는 제4 포트 홀을 포함할 수 있다.An airfoil corrugated plate heat exchanger is disclosed. An airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a plate assembly formed by stacking a plurality of heat transfer plates, a first fixed plate coupled to one side of the plate assembly, and a first fixed plate coupled to the other side of the plate assembly, and a first fluid and a first fixed plate are coupled to the other side of the plate assembly. A plate heat exchanger including a second fixed plate through which two fluids enter and exit, wherein the heat transfer plate includes: a first distribution area formed at a first end and having a first distribution pattern; a second distribution region formed at the second end and having a second distribution pattern; a heat transfer area formed between the first distribution area and the second distribution area and having a heat transfer wrinkle pattern; a first port hole formed at the first end through which the first fluid flows; a second port hole formed at the second end through which the first fluid flows; a third port hole formed at the second end and connected to the second distribution area through which the second fluid flows; And it may include a fourth port hole formed at the first end and connected to the first distribution area through which the second fluid flows.
Description
본 발명은 에어포일 주름 판형 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어포일 형상의 주름으로 이루어지는 열전달 채널이 형성되는 판형 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to an airfoil corrugated plate heat exchanger, and more specifically to a plate heat exchanger in which a heat transfer channel made of airfoil-shaped corrugations is formed.
열교환기는 두 개 또는 그 이상의 유체 사이에서 열을 교환할 수 있게 고안된 장치를 말한다. 열교환기는 유체의 냉각 또는 유체의 온도를 높이는 난방의 목적으로 서로 다른 유체의 열을 교환할 수 있도록 사용된다.A heat exchanger is a device designed to exchange heat between two or more fluids. Heat exchangers are used to exchange heat between different fluids for the purpose of cooling the fluid or heating to increase the temperature of the fluid.
열교환기는 전력 생산, 열회복, 식음료, 화학산업 그리고 전자기기와 같은 수많은 산업에서 응용되고 있다. 그중에서도 높은 열 수력적 성능 그리고 콤팩트한 설치 공간과 확장성 등의 이점으로 인해 판형 열교환기가 가장 일반적으로 사용되고 있다.Heat exchangers have applications in numerous industries such as power generation, heat recovery, food and beverage, chemical industry and electronics. Among them, plate heat exchangers are the most commonly used due to their advantages such as high thermal hydraulic performance, compact installation space, and expandability.
판형 열교환기는 한 쌍의 고정 프레임 사이에 얇고 주름진 복수 개의 전열판을 적층한 판 조립체를 고정시키고, 적층된 전열판들에 의해 한정되는 열전달 채널들을 통해 상대적으로 고온의 유체와 상대적으로 저온의 유체를 교대로 흐르게 함으로써 유체들 간의 열교환이 일어나게 하는 장치이다.A plate heat exchanger fixes a plate assembly consisting of a plurality of thin, corrugated heat transfer plates stacked between a pair of fixed frames, and alternately flows a relatively high temperature fluid and a relatively low temperature fluid through heat transfer channels defined by the stacked heat transfer plates. It is a device that causes heat exchange between fluids by allowing them to flow.
복수 개의 전열판이 순차적으로 적층되어 열전달 채널을 형성하는 판 조립체(plate pack)는 한 쌍의 고정 프레임 사이에 고장력 조임 볼트 등의 체결수단으로 고정될 수 있다.A plate pack, in which a plurality of heat transfer plates are sequentially stacked to form a heat transfer channel, may be fixed between a pair of fixed frames using fastening means such as high-tensile fastening bolts.
이때, 전열판의 테두리 부분에는 개스킷(gasket)을 설치하여, 전열판이 적층되었을 때 두 전열판이 개스킷을 사이에 두고 서로 밀착되게 함으로써 열전달 채널을 통해 흐르는 유체의 누수를 방지하게 된다. 이러한 구조에서 상대적으로 고온의 유체와 상대적으로 저온의 유체는 서로 독립된 열전달 채널을 따라 흐르면서 전열판을 통한 열전달을 수행할 수 있다.At this time, a gasket is installed on the edge of the heat transfer plate, so that when the heat transfer plates are stacked, the two heat transfer plates come into close contact with each other with the gasket in between, thereby preventing leakage of fluid flowing through the heat transfer channel. In this structure, a relatively high-temperature fluid and a relatively low-temperature fluid can transfer heat through a heat transfer plate while flowing along independent heat transfer channels.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 유체가 열전달 채널에 균일하게 분포되어 흐를 수 있는 에어포일 주름 판형 열교환기를 제공하는 것이다.One problem that the present invention seeks to solve is to provide an airfoil corrugated plate heat exchanger through which fluid can be uniformly distributed and flow in a heat transfer channel.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 열전달 채널에서 발생하는 압력강하를 최소화할 수 있는 에어포일 주름 판형 열교환기를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an airfoil corrugated plate heat exchanger that can minimize the pressure drop occurring in the heat transfer channel.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 단순한 구조로 형성된 에어포일 주름 판형 열교환기를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an airfoil corrugated plate heat exchanger formed with a simple structure.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기는, 다수의 전열판이 적층되어 형성되는 판 조립체와 판 조립체의 일측면에 결합되는 제1고정 플레이트와 판 조립체의 타측면에 결합되고 제1유체와 제2유체가 출입하는 제2고정 플레이트를 포함하는 판형 열교환기로서, 전열판은, 제1단부에 형성되고 제1분배 패턴을 가지는 제1분배 영역; 제2단부에 형성되고 제2분배 패턴을 가지는 제2분배 영역; 제1분배 영역과 제2분배 영역 사이에 형성되고 열전달 주름 패턴을 가지는 열전달 영역; 제1단부에 형성되어 제1유체가 흐르는 제1 포트 홀; 제2단부에 형성되어 제1유체가 흐르는 제2 포트 홀; 제2단부에 형성되고 제2분배 영역과 연결되어 제2유체가 흐르는 제3 포트 홀; 및 제1단부에 형성되고 제1분배 영역과 연결되어 제2유체가 흐르는 제4 포트 홀을 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a plate assembly formed by stacking a plurality of heat transfer plates, a first fixed plate coupled to one side of the plate assembly, and the other side of the plate assembly. A plate heat exchanger including a second fixed plate coupled to and through which the first fluid and the second fluid enter and exit, wherein the heat transfer plate includes: a first distribution area formed at the first end and having a first distribution pattern; a second distribution region formed at the second end and having a second distribution pattern; a heat transfer area formed between the first distribution area and the second distribution area and having a heat transfer wrinkle pattern; a first port hole formed at the first end through which the first fluid flows; a second port hole formed at the second end through which the first fluid flows; a third port hole formed at the second end and connected to the second distribution area through which the second fluid flows; And it may include a fourth port hole formed at the first end and connected to the first distribution area through which the second fluid flows.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 판 조립체는, 홀수 번째 또는 짝수 번째에 배치되는 전열판이 일측면과 후측면의 중앙을 관통하는 회전축을 중심으로 180도 회전하여 적층될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the plate assembly of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention has heat transfer plates arranged in odd or even numbers centered on a rotation axis that passes through the center of one side and the rear side. It can be rotated 180 degrees and stacked.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 열전달 주름 패턴은 전열판의 길이방향 중심평면을 기준으로 상부로 돌출되는 에어포일 형상의 제1주름과 하부로 돌출되는 에어포일 형상의 제2주름이 교호적으로 배열될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the heat transfer wrinkle pattern of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention is divided into an airfoil-shaped first wrinkle that protrudes upward and a lower portion based on the longitudinal center plane of the heat transfer plate. The protruding airfoil-shaped second wrinkles may be arranged alternately.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 열전달 주름 패턴은 상기 제1주름이 두 번 이상 연속되는 제1연속주름과 제2주름이 두 번 이상 연속되는 제2연속주름이 교호적으로 배열될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the heat transfer wrinkle pattern of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention has a first continuous wrinkle in which the first wrinkle is continuous at least twice and a second wrinkle in which the first wrinkle is continuous at least twice. The second continuous wrinkles may be arranged alternately.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 열전달 주름 패턴은 전열판의 길이방향 중심선을 기준으로 양쪽이 제1단부 또는 제2단부 방향으로 경사지게 연장될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the heat transfer wrinkle pattern of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention may be inclined to extend on both sides toward the first end or the second end with respect to the longitudinal center line of the heat transfer plate. there is.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 전열판은, 제1분배 영역과 열전달 영역 사이에 형성되는 제1분리 홈 영역; 및 제2분배 영역과 열전달 영역 사이에 형성되는 제2분리 홈 영역을 더 포함할 수 있다.In addition, in order to achieve the above object, the heat transfer plate of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention includes a first separation groove area formed between the first distribution area and the heat transfer area; And it may further include a second separation groove area formed between the second distribution area and the heat transfer area.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 제1주름의 에어포일 형상은 제2주름의 에어포일 형상과 상이하게 형성될 수 있다.Additionally, in order to achieve the above object, the airfoil shape of the first wrinkle of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention may be formed differently from the airfoil shape of the second wrinkle.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 제1연속주름의 에어포일 형상은 제2연속주름의 에어포일 형상과 상이하게 형성될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the airfoil shape of the first continuous wrinkle of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to the embodiment of the present invention may be formed differently from the airfoil shape of the second continuous wrinkle.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 판 조립체는, 제1연속주름의 제1주름은 서로 상이한 에어포일 형상으로 형성되고, 제2연속주름의 제2주름은 서로 상이한 에어포일 형상으로 형성될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the plate assembly of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention has the first continuous wrinkles formed in different airfoil shapes, and the second continuous wrinkles The second wrinkles may be formed in different airfoil shapes.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 판 조립체는, 홀수 번째에 위치하는 전열판의 열전달 주름 패턴과 짝수 번째에 위치하는 전열판의 열전달 주름 패턴이 길이방향 중심평면을 기준으로 서로 반대방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.In addition, in order to achieve the above problem, the plate assembly of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention has a length of the heat transfer wrinkle pattern of the heat transfer plate located at odd numbers and the heat transfer wrinkle pattern of the heat transfer plate located at even numbers. They may be formed to protrude in opposite directions based on the direction center plane.
본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기에 의하면, 유체가 열전달 채널에 균일하게 분포되어 흐를 수 있으므로, 에어포일 주름 판형 열교환기의 열전달 성능을 향상시킬 수 있다.According to the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention, the fluid can be uniformly distributed and flow in the heat transfer channel, so the heat transfer performance of the airfoil corrugated plate heat exchanger can be improved.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기에 의하면, 열전달 채널에서 발생하는 압력강하를 최소화할 수 있으므로, 에어포일 주름 판형 열교환기의 열 수력 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, according to the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention, the pressure drop occurring in the heat transfer channel can be minimized, and thus the thermal hydraulic performance of the airfoil corrugated plate heat exchanger can be improved.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기에 의하면, 에어포일 주름 판형 열교환기를 단순한 구조로 형성할 수 있으므로, 에어포일 주름 판형 열교환기의 생산 및 유지보수 비용을 절감할 수 있다.In addition, according to the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention, the airfoil corrugated plate heat exchanger can be formed with a simple structure, thereby reducing production and maintenance costs of the airfoil corrugated plate heat exchanger.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 사시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 분해 사시도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 전열판의 평면도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 A-A´선에 따른 전열판의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 판 조립체의 일부 확대 단면도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 에어포일 주름의 개략적인 개념도를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 판 조립체의 일부 확대 단면도를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기의 에어포일 주름의 개략적인 개념도를 나타낸 것이다.
도 9는 에어포일 형상의 종류를 개략적으로 나타낸 것이다.Figure 1 shows a perspective view of an airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows an exploded perspective view of an airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a top view of the heat transfer plate of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 schematically shows a cross section of the heat transfer plate along line AA′ of FIG. 3.
Figure 5 shows an enlarged cross-sectional view of a portion of the plate assembly of an airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows a schematic conceptual diagram of the airfoil corrugation of the airfoil corrugated plate heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 shows an enlarged cross-sectional view of a portion of the plate assembly of an airfoil corrugated plate heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a schematic conceptual diagram of the airfoil corrugation of an airfoil corrugated plate heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 schematically shows types of airfoil shapes.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, descriptions of already known functions or configurations will be omitted to make the gist of the present invention clear.
도면에 나타난 X, Y, Z 축은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 임의로 정한 것으로, X축이 전(화살표 쪽), 후(화살표 반대쪽) 방향을 지시하고, Y축은 좌, 우방향을 지시하며, Z축은 상, 하방향을 지시하는 것으로 정의한다. The X, Y, and Z axes shown in the drawing are arbitrarily determined for the convenience of explanation and not for the purpose of limiting rights. The and the Z-axis is defined as indicating the upward and downward directions.
이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.Each direction described below is based on this, except where otherwise specifically limited.
발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정, 앞쪽), 후(배, 뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것이고, 이하에서 설명되는 각 방향은 이와 다르게 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 이에 기초한 것이다.In the description and claims of the invention, directions such as up (up), down (bottom), left and right (lateral or lateral), anterior (forward, front), posterior (belly, rear), etc. are not intended to limit rights. For convenience of explanation, the relative positions between drawings and structures are set as a standard, and each direction described below is based on this, except where otherwise specifically limited.
도 1 내지 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어포일 주름 판형 열교환기(1)는, 다수의 전열판(100)이 적층되어 형성되는 판 조립체(10)와 판 조립체(10)의 일측면(후면)에 결합되는 제1고정 플레이트(200)와 판 조립체(10)의 타측면(전면)에 결합되고 제1유체와 제2유체가 출입하는 제2고정 플레이트(300)를 포함하는 판형 열교환기(1)에 관한 것이다.Referring to Figures 1 to 6, the airfoil corrugated
에어포일 주름 판형 열교환기(1)는 제1고정 플레이트(200)와 제2고정 플레이트(300) 사이에 판 조립체(10)가 결합되는 구조로 이루어진다.The airfoil corrugated plate heat exchanger (1) has a structure in which a plate assembly (10) is coupled between a first fixed plate (200) and a second fixed plate (300).
제1고정 플레이트(200)와 제2고정 플레이트(300)는 판 조립체(10)의 양면에 각각 결합되는 프레임에 해당한다.The
제2고정 플레이트(300)는 제1유체가 이동할 수 있는 제1포트(310) 및 제2포트(320)이 형성되고, 제2유체가 이동할 수 있는 제3포트(330) 및 제4포트(340)이 형성될 수 있다.The
제1유체 및 제2유체는 물과 같은 물질이거나 냉매 R410A, R32, R290, R134a, CO2 일 수 있다.The first fluid and the second fluid may be a material such as water or a refrigerant R410A, R32, R290, R134a, or CO2.
이하, 제1유체는 제2유체보다 상대적으로 고온의 유체인 경우를 기준으로 설명한다.Hereinafter, the description will be based on the case where the first fluid is a fluid with a relatively higher temperature than the second fluid.
도 1 내지 6을 참조하면, 전열판(100)은, 제1단부(110)에 형성되고 제1분배 패턴(112)을 가지는 제1분배 영역(111); 제2단부(120)에 형성되고 제2분배 패턴(122)을 가지는 제2분배 영역(121); 제1분배 영역(111)과 제2분배 영역(121) 사이에 형성되고 열전달 주름 패턴(131)을 가지는 열전달 영역(130); 제1단부(110)에 형성되어 제1유체가 흐르는 제1 포트 홀; 제2단부(120)에 형성되어 제1유체가 흐르는 제2 포트 홀; 제2단부(120)에 형성되고 제2분배 영역(121)과 연결되어 제2유체가 흐르는 제3 포트 홀; 및 제1단부(110)에 형성되고 제1분배 영역(111)과 연결되어 제2유체가 흐르는 제4 포트 홀을 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 6, the
전열판(100)은 제1유체와 제2유체 사이에 열교환이 일어나는 구성으로서 대략 직사각형의 판재 다수가 적층되어 판 조립체(10)를 이룰 수 있다.The
전열판(100)은 열전달 영역(130)을 기준으로 오른쪽의 제1단부(110)에 제1분배 영역(111)이 형성되고, 왼쪽의 제2단부(120)에 제2분배 영역(121)이 형성될 수 있다.The
전열판(100)은 제1단부(110)에 제1포트 홀(113) 및 제4포트 홀(114)이 형성될 수 있다.The
전열판(100)은 제2단부(120)에 제2포트 홀(123) 및 제3포트 홀(124)이 형성될 수 있다.The
제1유체는 제1포트 홀(113) 및 제2포트 홀(123)을 통해서 제1열전달 채널(11)을 길이방향 중 어느 하나의 방향으로 흐를 수 있다.The first fluid may flow through the
제2유체는 제3포트 홀(124) 및 제4포트 홀(114)을 통해서 제2열전달 채널(12)을 길이방향 중 어느 하나의 방향으로 흐를 수 있다.The second fluid may flow through the
제1유체와 제2유체는 같은 방향으로 흐르거나 반대 방향으로 흐를 수 있다.The first fluid and the second fluid may flow in the same direction or in opposite directions.
전열판(100)은 가상의 상부 평면과 가상의 하부 평면 사이에 평행하게 연장되는 가상의 중심평면(C)을 가질 수 있다.The
전열판(100)은 가상의 길이방향의 중심선(L)과 일측면과 후측면의 중앙을 관통하는 가상의 회전축(I)을 가질 수 있다.The
판 조립체(10)에 적층되는 전열판(100)의 개수는 특정 응용 분야의 설계 열부하에 기초하여 임의로 결정할 수 있다.The number of
판 조립체(10)는 필요한 설계 열부하에 따라서 전열판(100)의 개수를 조절할 수 있다.The
판 조립체(10)에 적층되는 다수의 전열판(100) 중에서 홀수 번째 또는 짝수 번째에 배치되는 전열판(100)들은 회전축(I)을 중심으로 180도 회전하여 적층될 수 있다.Among the plurality of
판 조립체(10)에서 홀수 번째 배치되는 전열판(100)들 또는 짝수 번째 배치되는 전열판(100)들을 회전축(I)을 중심으로 180도 회전하여 적층하면, 전열판(100)의 전면과 후면에 흐르는 유체의 종류를 다르게 할 수 있다.When the odd-numbered
판 조립체(10)는 적층되는 다수의 전열판(100) 사이마다 열전달 채널이 형성될 수 있다.The
열전달 채널은 상대적으로 고온의 제1유체가 이동하는 제1열전달 채널(11)과 상대적으로 저온의 제2유체가 이동하는 제2열전달 채널(12)로 구분할 수 있다.The heat transfer channel can be divided into a first
제1열전달 채널(11)은 홀수 번째 배치되는 전열판(100)들의 전면과 짝수 번째 배치되는 전열판(100)들의 후면에 사이에 형성될 수 있다.The first
제2열전달 채널(12)은 홀수 번째 배치되는 전열판(100)들의 후면과 짝수 번째 배치되는 전열판(100)들의 전면에 사이에 형성될 수 있다.The second
판 조립체(10)와 제1고정 플레이트(200) 또는 제2고정 플레이트(300) 사이에도 열전달 채널이 형성될 수도 있다.A heat transfer channel may also be formed between the
회전축(I)을 중심으로 180도 회전하여 짝수 번째 배치되는 전열판(100)들은 전면에 제2열전달 채널(12)이 형성되고 후면에 제1열전달 채널(11)이 형성될 수 있다.The
전열판(100)은 개스킷(400)이 결합되는 장착홈(160)이 형성될 수 있다.The
개스킷(400)은 제1유체 또는 제2유체의 압력과 온도가 변하는 경우에도 전열판(100) 사이의 밀봉을 유지할 수 있다.The
장착홈(160)은 제4포트 홀(114), 제1분배 영역(111), 열전달 영역(130), 제2분배 영역(121) 및 제3포트 홀(124)을 둘러싸는 폐루프를 형성할 수 있다.The mounting
장착홈(160)은 제1포트 홀(113)을 둘러싸는 폐루프와 제2포트 홀(123)을 둘러싸는 폐루프를 더 형성할 수 있다.The mounting
도 1 내지 6을 참조하면, 제1분배 영역(111)은 제4포트 홀(114)과 열전달 영역(130) 사이에 흐르는 제2유체가 균일하게 모이거나 분배되도록 하기 위한 부분이다.Referring to Figures 1 to 6, the
제1분배 영역(111)은 제1분배 패턴(112)을 포함할 수 있다.The
제1분배 패턴(112)의 형상은 제4포트 홀(114)과 열전달 영역(130)을 연결하는 모든 경로에서 제2유체가 균일하게 모이거나 분배되도록 형성될 수 있다.The shape of the
제1분배 패턴(112)은 제2유체가 제4포트 홀(114)과 열전달 영역(130)을 연결하는 모든 경로에서 동일한 흐름 저항을 받도록 형성될 수 있다.The
도 1 내지 6을 참조하면, 제2분배 영역(121)은 제3포트 홀(124)과 열전달 영역(130) 사이에 흐르는 제2유체가 균일하게 모이거나 분배되도록 하기 위한 부분이다.Referring to Figures 1 to 6, the
제2분배 영역(121)은 제2분배 패턴(122)을 포함할 수 있다.The
제2분배 패턴(122)의 형상은 제3포트 홀(124)과 열전달 영역(130)을 연결하는 모든 경로에서 제2유체가 균일하게 모이거나 분배되도록 형성될 수 있다.The shape of the
제2분배 패턴(122)은 제2유체가 제3포트 홀(124)과 열전달 영역(130)을 연결하는 모든 경로에서 동일한 흐름 저항을 받도록 형성될 수 있다.The
도 1 내지 6을 참조하면, 전열판(100)은 제1분배 영역(111)과 열전달 영역(130) 사이에 형성되는 제1분리 홈 영역(140) 및 제2분배 영역(121)과 열전달 영역(130) 사이에 형성되는 제2분리 홈 영역(150)을 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 to 6, the
제1분리 홈 영역(140)은 제1분배 영역(111)과 열전달 영역(130) 사이에 형성되는 사각형 평면홈이다.The first
열전달 영역(130) 또는 제1분배 영역(111)을 통과한 제2유체는 제1분리 홈 영역(140)에서 일시적으로 모이거나 혼합될 수 있다.The second fluid that has passed through the
제1분리 홈 영역(140)에 도착한 제2유체는 열전달 영역(130) 또는 제1분배 영역(111)으로 균일하게 분포되어 흐를 수 있다.The second fluid that arrives at the first
제2분리 홈 영역(150)은 제2분배 영역(121)과 열전달 영역(130) 사이에 형성되는 사각형 평면홈이다.The second
열전달 영역(130) 또는 제2분배 영역(121)을 통과한 제2유체는 제2분리 홈 영역(150)에서 일시적을 저장되거나 혼합될 수 있다.The second fluid that has passed through the
제2분리 홈 영역(150)에 도착한 제2유체는 열전달 영역(130) 또는 제2분배 영역(121)으로 균일하게 분포되어 흐를 수 있다.The second fluid arriving at the second
도 1 내지 6, 9를 참조하면, 열전달 영역(130)은 제1유체와 제2유체 사이의 열교환의 대부분이 이루어지는 부분이다.Referring to FIGS. 1 to 6 and 9, the
열전달 영역(130)은 제1유체 및 제2유체와 접촉하는 유효면적 및 체류시간을 증가시키기 위한 열전달 주름 패턴(131)이 형성될 수 있다.The
열전달 주름 패턴(131)은 중심평면(C)을 기준으로 상부로 돌출되는 에어포일 형상의 제1주름(132)과 하부로 돌출되는 에어포일 형상의 제2주름(133)이 교호적으로 배열되도록 형성될 수 있다.The heat
에어포일 형상은 비행기의 날개를 수직으로 자른 것과 같은 유선형의 형상을 의미하고, 제1주름(132) 및 제2주름(133)은 에어포일 형상의 상반부를 이용할 수 있다.The airfoil shape refers to a streamlined shape similar to a vertically cut airplane wing, and the
에어포일의 형상은 early airfoil, laminar flow airfoil, later airfoil, circular arc airfoil, Clark 'Y' airfoil 그리고 double wedge airfoil 을 비롯한 다양한 유형의 에어포일 형상을 사용하여 열전달 주름 패턴(131)을 생성할 수 있고, 에어포일의 받음각은 0° ~ 90° 사이의 값을 취할 수 있다.The heat
에어포일의 시위선은 전열판(100)의 중심평면(C)에 위치할 수 있다.The chord line of the airfoil may be located at the center plane (C) of the
에어포일 형상의 열전달 주름 패턴(131)은 열 전달 속도 증가시킬 수 있고, 열전달 영역(130)의 표면에 침전물 축적되는 것을 감소시킬 수 있으며, 열전달 영역(130)의 구조를 강화시킬 수 있다.The airfoil-shaped heat
에어포일 형상의 열전달 주름 패턴(131)은 대량의 유체에 난류를 발생시키고 경계층을 파괴하여 유효면적과 체류시간 및 열전달 계수를 증진시킬 수 있다.The airfoil-shaped heat
에어포일 형상의 열전달 주름 패턴(131)은 매끄러운 곡선으로 형성되는 열전달 영역(130)에서 열전달 면적의 증가와 압력강하의 감소에 기여할 수 있다.The airfoil-shaped heat
열전달 주름 패턴(131)은 전열판(100)의 중심평면(C)을 기준으로 제1주름(132)이 위로 돌출되고, 제2주름(133)이 아래로 돌출되도록 형성될 수 있다.The heat
열전달 주름 패턴(131)은 전열판(100)의 중심평면(C)을 기준으로 제1주름(132)의 뒷전에 제2주름(133)의 앞전이 이어지는 형태가 반복되도록 형성될 수 있다.The heat
피치(P)는 전열판(100)의 중심평면(C)에서 제1주름(132) 또는 제2주름(133)의 앞전부터 뒷전까지의 거리를 의미한다.Pitch (P) refers to the distance from the leading edge to the trailing edge of the
깊이(D)는 전열판(100)의 중심평면(C)에서 제1주름(132) 또는 제2주름(133)의 가장 돌출된 지점까지의 거리를 의미한다.Depth (D) refers to the distance from the center plane (C) of the
제1주름(132)의 에어포일 형상은 제2주름(133)의 에어포일 형상과 동일하거나 상이하게 형성될 수 있다.The airfoil shape of the
에어포일 형상의 열전달 주름 패턴(131)이 형성되면, 열전달 영역(130) 전체에서 유체가 골고루 혼합될 수 있고, 열전달 영역(130)에서 마찰로 인해 발생하는 압력강하를 최소화할 수 있다.When the airfoil-shaped heat
열전달 주름 패턴(131)은 전열판(100)의 길이방향 중심선(L)을 기준으로 양쪽이 대칭되게 형성될 수 있다.The heat
열전달 주름 패턴(131)은 전열판(100)의 길이방향 중심선(L)을 기준으로 양쪽이 제1단부(110) 또는 제2단부(120) 방향으로 경사지게 연장되어 형성될 수 있다.The heat
열전달 주름 패턴(131)은 셰브론 패턴(chevron pattern)으로서 전열판(100)의 길이방향 중심선(L)을 기준으로 경사각(θ)를 가지며 양쪽으로 연장되어 형성될 수 있다.The heat
경사각(θ)는 0°~ 90°사이의 값을 가질 수 있다.The inclination angle (θ) may have a value between 0° and 90°.
열전달 채널의 간격(G)는 인접하는 한 쌍의 전열판(100)의 중심평면(C) 사이의 거리를 기준으로 한다.The spacing (G) of the heat transfer channels is based on the distance between the center planes (C) of a pair of adjacent heat transfer plates (100).
제1유체 또는 제2유체는 제1분배 영역(111)과 제2분배 영역(121)에 의해 열전달 영역(130) 전체를 빠짐 없이 흐를 수 있다.The first fluid or the second fluid can flow throughout the entire
도 7 내지 8을 참조하면, 열전달 주름 패턴(131)은 에어포일 형상의 제1주름(132)이 두 번 이상 연속되는 제1연속주름(134)과 에어포일 형상의 제2주름(133)이 두 번 이상 연속되는 제2연속주름(135)이 교호적으로 배열되도록 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, the heat
제1연속주름(134)의 에어포일 형상은 제2연속주름(135)의 에어포일 형상과 동일하거나 상이하게 형성될 수 있다.The airfoil shape of the first
제1연속주름(134)을 이루는 복수의 제1주름(132)은 서로 동일하거나 상이한 에어포일 형상으로 형성될 수 있다.The plurality of
제2연속주름(135)을 이루는 복수의 제2주름(133)은 서로 동일하거나 상이한 에어포일 형상으로 형성될 수 있다.The plurality of
판 조립체(10)는, 홀수 번째 위치하는 전열판(100)의 열전달 주름 패턴(131)과 짝수 번째에 위치하는 전열판(100)의 열전달 주름 패턴(131)이 길이방향 중심평면(C)을 기준으로 서로 반대방향으로 돌출되어 형성될 수 있다.The
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. Although specific embodiments of the present invention have been described and shown above, it is known in the art that the present invention is not limited to the described embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. This is self-evident to those who have it.
따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.Accordingly, such modifications or variations should not be understood individually from the technical idea or viewpoint of the present invention, and the modified embodiments should be regarded as falling within the scope of the claims of the present invention.
1: 판형 열교환기
10: 판 조립체
11: 제1열전달 채널
12: 제2열전달 채널
100: 전열판
110: 제1단부
111: 제1분배 영역
112: 제1분배 패턴
113: 제1포트 홀
114: 제4포트 홀
120: 제2단부
121: 제2분배 영역
122: 제2분배 패턴
123: 제2포트 홀
124: 제3포트 홀
130: 열전달 영역
131: 열전달 주름 패턴
132: 제1주름
133: 제2주름
134: 제1연속주름
135: 제2연속주름
140: 제1분리 홈 영역
150: 제2분리 홈 영역
160: 장착홈
200: 제1고정 플레이트
300: 제2고정 플레이트
310: 제1포트
320: 제2포트
330: 제3포트
340: 제4포트
400: 개스킷
I: 회전축
C: 중심평면
L: 중심선
P: 피치
G: 채널 간격
D: 깊이1: plate heat exchanger 10: plate assembly
11: first heat transfer channel 12: second heat transfer channel
100: heating plate 110: first end
111: first distribution area 112: first distribution pattern
113: 1st port hole 114: 4th port hole
120: second end 121: second distribution area
122: Second distribution pattern 123: Second port hole
124: Third port hole 130: Heat transfer area
131: Heat transfer wrinkle pattern 132: First wrinkle
133: 2nd wrinkle 134: 1st continuous wrinkle
135: second continuous wrinkle 140: first separation groove area
150: Second separation groove area 160: Mounting groove
200: first fixing plate 300: second fixing plate
310: 1st port 320: 2nd port
330: 3rd port 340: 4th port
400: Gasket I: Rotating shaft
C: Center plane L: Center line
P: Pitch G: Channel spacing
D: depth
Claims (10)
상기 전열판은,
제1단부에 형성되고 제1분배 패턴을 가지는 제1분배 영역;
제2단부에 형성되고 제2분배 패턴을 가지는 제2분배 영역;
상기 제1분배 영역과 제2분배 영역 사이에 형성되고 열전달 주름 패턴을 가지는 열전달 영역;
상기 제1단부에 형성되어 상기 제1유체가 흐르는 제1 포트 홀;
상기 제2단부에 형성되어 상기 제1유체가 흐르는 제2 포트 홀;
상기 제2단부에 형성되고 상기 제2분배 영역과 연결되어 상기 제2유체가 흐르는 제3 포트 홀; 및
상기 제1단부에 형성되고 상기 제1분배 영역과 연결되어 상기 제2유체가 흐르는 제4 포트 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.It includes a plate assembly formed by stacking a plurality of heat transfer plates, a first fixing plate coupled to one side of the plate assembly, and a second fixing plate coupled to the other side of the plate assembly through which the first fluid and the second fluid enter and exit. As a plate heat exchanger,
The heating plate is,
a first distribution region formed at a first end and having a first distribution pattern;
a second distribution region formed at the second end and having a second distribution pattern;
a heat transfer area formed between the first distribution area and the second distribution area and having a heat transfer wrinkle pattern;
a first port hole formed at the first end through which the first fluid flows;
a second port hole formed at the second end through which the first fluid flows;
a third port hole formed at the second end and connected to the second distribution area through which the second fluid flows; and
An airfoil corrugated plate heat exchanger comprising a fourth port hole formed at the first end and connected to the first distribution area through which the second fluid flows.
상기 판 조립체는,
홀수 번째 또는 짝수 번째에 배치되는 상기 전열판이 일측면과 후측면의 중앙을 관통하는 회전축을 중심으로 180도 회전하여 적층되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to paragraph 1,
The plate assembly is,
An airfoil corrugated plate heat exchanger, characterized in that the heat transfer plates arranged in odd or even numbers are stacked by rotating 180 degrees around a rotation axis that passes through the center of one side and the rear side.
상기 열전달 주름 패턴은 상기 전열판의 길이방향 중심평면을 기준으로 상부로 돌출되는 에어포일 형상의 제1주름과 하부로 돌출되는 에어포일 형상의 제2주름이 교호적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to paragraph 2,
The heat transfer wrinkle pattern is an airfoil characterized in that airfoil-shaped first wrinkles protruding upward and airfoil-shaped second wrinkles protruding downward are alternately arranged based on the longitudinal center plane of the heat transfer plate. Corrugated plate heat exchanger.
상기 열전달 주름 패턴은 상기 제1주름이 두 번 이상 연속되는 제1연속주름과 상기 제2주름이 두 번 이상 연속되는 제2연속주름이 교호적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to paragraph 3,
The heat transfer wrinkle pattern is an airfoil corrugated plate heat exchanger characterized in that first continuous wrinkles in which the first wrinkles are continuous at least twice and second continuous wrinkles in which the second wrinkles are continuous at least twice are alternately arranged. .
상기 열전달 주름 패턴은 상기 전열판의 길이방향 중심선을 기준으로 양쪽이 제1단부 또는 제2단부 방향으로 경사지게 연장되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to clause 3 or 4,
The heat transfer wrinkle pattern is an airfoil corrugated plate heat exchanger, characterized in that both sides extend obliquely toward the first end or the second end with respect to the longitudinal center line of the heat transfer plate.
상기 전열판은,
상기 제1분배 영역과 열전달 영역 사이에 형성되는 제1분리 홈 영역; 및
상기 제2분배 영역과 열전달 영역 사이에 형성되는 제2분리 홈 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to clause 3 or 4,
The heating plate is,
a first separation groove area formed between the first distribution area and the heat transfer area; and
An airfoil corrugated plate heat exchanger further comprising a second separation groove area formed between the second distribution area and the heat transfer area.
상기 제1주름의 에어포일 형상은 상기 제2주름의 에어포일 형상과 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to clause 3 or 4,
An airfoil corrugated plate heat exchanger, characterized in that the airfoil shape of the first wrinkle is formed differently from the airfoil shape of the second wrinkle.
상기 제1연속주름의 에어포일 형상은 상기 제2연속주름의 에어포일 형상과 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to clause 3 or 4,
An airfoil corrugated plate heat exchanger, characterized in that the airfoil shape of the first continuous wrinkles is formed differently from the airfoil shape of the second continuous wrinkles.
상기 제1연속주름의 제1주름은 서로 상이한 에어포일 형상으로 형성되고,
상기 제2연속주름의 제2주름은 서로 상이한 에어포일 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to clause 3 or 4,
The first wrinkles of the first continuous wrinkles are formed in different airfoil shapes,
An airfoil corrugated plate heat exchanger, characterized in that the second wrinkles of the second continuous wrinkles are formed in different airfoil shapes.
상기 판 조립체는,
홀수 번째에 위치하는 상기 전열판의 열전달 주름 패턴과 짝수 번째에 위치하는 상기 전열판의 열전달 주름 패턴이 상기 길이방향 중심평면을 기준으로 서로 반대방향으로 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 에어포일 주름 판형 열교환기.According to clause 3 or 4,
The plate assembly is,
An airfoil corrugated plate heat exchanger wherein the heat transfer wrinkle pattern of the odd-numbered heat transfer plate and the even-numbered heat transfer wrinkle pattern of the heat transfer plate are formed to protrude in opposite directions with respect to the longitudinal center plane. .
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2022
- 2022-08-08 KR KR1020220098569A patent/KR20240020481A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal |