WO2021177612A1 - 판형 열교환기 - Google Patents

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WO2021177612A1
WO2021177612A1 PCT/KR2021/001649 KR2021001649W WO2021177612A1 WO 2021177612 A1 WO2021177612 A1 WO 2021177612A1 KR 2021001649 W KR2021001649 W KR 2021001649W WO 2021177612 A1 WO2021177612 A1 WO 2021177612A1
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WO
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heat transfer
transfer surface
rib
ribs
plate
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/001649
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English (en)
French (fr)
Inventor
유상훈
이상열
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/08—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F3/042—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element
    • F28F3/046—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of local deformations of the element the deformations being linear, e.g. corrugations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits

Definitions

  • the present disclosure relates to a plate heat exchanger.
  • the present disclosure relates to a plate heat exchanger capable of improving heat transfer performance by reducing a flow cross-sectional area of a refrigerant.
  • an air conditioner refers to a device that cools and cools a room through a process of compression, condensation, expansion, and evaporation of a refrigerant.
  • the indoor heat exchanger provided in the indoor unit functions as a condenser through which high-temperature and high-pressure refrigerant passes
  • the outdoor heat exchanger provided in the outdoor unit functions as an evaporator through which the low-temperature and low-pressure refrigerant passes.
  • the indoor heat exchanger functions as an evaporator
  • the outdoor heat exchanger functions as a condenser.
  • Such a heat exchanger is provided as a plate heat exchanger, so that heat transfer between different fluids (ie, water and a refrigerant) can be effectively achieved.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0006122 discloses a configuration in which heat exchange can be efficiently performed in a flow path formed between a plurality of heat transfer plates.
  • the present disclosure aims to solve the above and other problems.
  • Another object may be to provide a plate heat exchanger capable of improving heat transfer performance by reducing a flow cross-sectional area of a refrigerant.
  • Another object may be to provide a plate heat exchanger capable of blocking or guiding the flow of refrigerant by providing ribs on the plate.
  • Another object may be to provide a plate heat exchanger capable of simplifying the manufacturing process by forming ribs while implementing a wave shape on the plate.
  • the first plate having a wave-shaped first heat transfer surface through which a first fluid flows;
  • a second plate having a wave-shaped second heat transfer surface through which a second fluid flows, the second plate comprising: a second plate stacked with the first plate; and a rib provided on a part of the first heat transfer surface, wherein the wave shape of the first heat transfer surface is alternately formed with ridges and valleys, and the ribs are the ribs of the first heat transfer surface
  • a plate heat exchanger extending from the valley toward the crest and contacting the second plate.
  • a plate heat exchanger capable of improving heat transfer performance by reducing a flow cross-sectional area of a refrigerant.
  • a plate heat exchanger capable of blocking or guiding the flow of a refrigerant by providing a rib on the plate.
  • a plate heat exchanger capable of simplifying a manufacturing process by forming ribs while implementing a wave shape on a plate.
  • FIG. 1 is a perspective view of a plate heat exchanger according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG 2 is a front view of a first plate according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 3 is an enlarged view of a rib provided on a first plate according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a rear view of FIG. 3 ;
  • FIG. 5 is a graph for explaining an increase in heat exchange efficiency of a plate heat exchanger according to an embodiment of the present disclosure.
  • 6 to 9 are views showing various examples of the shape and arrangement of ribs according to an embodiment of the present disclosure.
  • module and “part” for the components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have a meaning or role distinct from each other by themselves.
  • the plate heat exchanger 1 includes a plurality of plates 10 and 20 stacked on each other.
  • a direction in which the plurality of plates 10 and 20 are stacked on each other in the plate heat exchanger 1 may be referred to as a front-rear direction FR.
  • the plurality of plates 10 and 20 may extend long in the vertical direction UD.
  • the left-right direction LR may be a direction perpendicular to the front-rear direction FR and the vertical direction UD.
  • the length in the vertical direction (UD) of the plate heat exchanger (1) is illustrated and described as being longer than the length in the left and right direction (LR), but the vertical direction of the plate heat exchanger (1) It is also possible that the length in (UD) is approximately equal to or shorter than the length in the left-right direction (LR).
  • the plurality of plates 10 and 20 of the plate heat exchanger 1 consists of three, the number of the plurality of plates 10 and 20 is not limited.
  • the first end plate 50 may cover the front of the plate positioned at the front among the plurality of plates 10 and 20 . In this case, a flow path through which the fluid flows may be formed between the first end plate 50 and the frontmost plate.
  • the second end plate 30 may cover the rear of the plate positioned at the rearmost among the plurality of plates 10 and 20 . In this case, a flow path through which the fluid flows may be formed between the second end plate 30 and the rearmost plate. In addition, the flow of the fluid backward from the second end plate 30 may be blocked.
  • the front cover 60 may be coupled to the first end plate 50 to cover the front of the first end plate 50 .
  • the rear cover 40 may be coupled to the second end plate 30 to cover the rear of the second end plate 50 .
  • Ports through which the first fluid R and the second fluid W are introduced or discharged are formed in the front cover 60, the first end plate 50, and the plurality of plates 10 and 20, respectively.
  • the port may be referred to as a hole.
  • the second fluid W is introduced through the inlet port 61 of the front cover 60 , the inlet port 51 of the first end plate 50 and the plurality of plates 10 and 20 .
  • a first flow path connecting the inlet ports 11 and 21 of the may flow.
  • a portion of the second fluid W flowing through the first flow path may flow downward along a heat transfer surface (unsigned) of some of the plurality of plates 10 and 20 .
  • the second fluid W flowing through the first flow path and/or the heat transfer surface may be combined in the second flow path and discharged to the outside through the discharge port 62 of the front cover 60 .
  • the second flow path may connect the discharge ports 12 and 22 of the plurality of plates 10 and 20 and the discharge ports 52 of the first end plate 50 .
  • the second fluid W may be water.
  • the first fluid R is introduced through the inlet port 63 of the front cover 60 , the inlet port 53 of the first end plate 50 and the plurality of plates 10 and 20 .
  • a third flow path connecting the inlet ports 13 and 23 of the may flow.
  • a portion of the first fluid R flowing through the third flow path may flow upward along a heat transfer surface (unsigned) of some of the plurality of plates 10 and 20 .
  • the first fluid R flowing through the third flow path and/or the heat transfer surface may be combined in the fourth flow path and discharged to the outside through the discharge port 64 of the front cover 60 .
  • the fourth flow path may connect the discharge ports 14 and 24 of the plurality of plates 10 and 20 and the discharge ports 54 of the first end plate 50 .
  • the first fluid R may be a refrigerant.
  • the first fluid R may be R410A or R32.
  • the plurality of plates 10 and 20 may include a first plate 10 and a second plate 20 that are mutually stacked in the front-rear direction FR.
  • the first plate 10 may include a first heat transfer surface 110 through which the first fluid R flows.
  • the second plate 20 may include a second heat transfer surface 210 through which the second fluid W flows.
  • the first heat transfer surface 110 of the first plate 10 may have a wave shape in which ridges 111 and grooves 112 are alternately formed.
  • the wave of the first heat transfer surface 110 may be formed in an English letter V shape or an inverted-V shape on the front side.
  • Such a shape of the first heat transfer surface 110 may be referred to as a chevron shape.
  • the above-described description of the first plate 10 may be equally applied to the second plate 20 .
  • the heat transfer area of the first fluid R flowing through the first heat transfer surface 110 is increased, and the heat transfer area of the second fluid W flowing through the second heat transfer surface 210 is increased. Heat transfer performance may be improved.
  • first plate 10 and the second plate 20 may be made of a metal material having excellent thermal conductivity and excellent pressure resistance against pressure.
  • the first plate 10 and the second plate 20 may include a stainless material.
  • the plate heat exchanger 1 may include ribs 120 (ribs) provided on a portion of the first heat transfer surface 110 .
  • the rib 120 may protrude from the valley 112 of the first heat transfer surface 110 toward the floor 111 and contact the second plate 20 adjacent thereto.
  • the rib 120 blocks the flow of the first fluid R on the first heat transfer surface 110, so that the flow cross-sectional area of the first fluid R is reduced, so that the flow rate of the first fluid R can be increased. have. That is, considering the characteristics of thermal convection, heat transfer performance between the first fluid R and the second fluid W may be improved in response to an increase in the flow rate of the first fluid R.
  • the first fluid R by the rib 120 may guide the flow of the first fluid R on the first heat transfer surface 110 .
  • the rib 120 may be formed together with the floor 111 while being pressed by the first plate 10 . That is, the first plate 10 is provided with the wave-shaped first heat transfer surface 110 and the ribs 120 are formed at the same time, thereby simplifying the manufacturing process.
  • the second plate 20 flows through the second plate 20 .
  • the flow cross-sectional area of the fluid W may be maintained regardless of the presence or absence of the ribs 120 .
  • the optimum point of heat exchange efficiency corresponding to the increase in the flow rate of water may be different from the optimum point of the heat exchange efficiency in response to the increase in the flow rate of the refrigerant.
  • the first heat transfer surface 110 elongates in the vertical direction UD, and the crest 111 and the valley 112 of the first heat transfer surface 110 intersect in the vertical direction UD. It can be extended in the direction.
  • the first heat transfer surface 110 may be formed symmetrically in the left and right direction LR based on the virtual boundary Bo extending in the vertical direction UD. That is, the wave shape of the first heat transfer surface 110 may be symmetrical left and right with respect to the boundary Bo.
  • the rib 120 may include a plurality of ribs 121 , 122 , and 123 spaced apart from each other in the vertical direction UD.
  • the plurality of ribs 121 , 122 , and 123 may include a first rib 121 , a second rib 122 , and a third rib 123 .
  • the number of the plurality of ribs 121 , 122 , and 123 is not limited thereto.
  • the first rib 121 may be adjacent to the right side Er of the first heat transfer surface 110 .
  • the first rib 121 may extend long in the left-right direction LR.
  • One end of the first rib 121 may be positioned on the right side Er of the first heat transfer surface 110 , and the other end may be positioned on the boundary Bo.
  • the third rib 123 may be adjacent to the right side Er of the first heat transfer surface 110 .
  • the third rib 123 may extend long in the left-right direction LR.
  • One end of the third rib 123 may be positioned on the right side Er of the first heat transfer surface 11 , and the other end may be positioned on the boundary Bo.
  • the flow R1 of the first fluid R on the first heat transfer surface 110 flows through the first rib 121 , the second rib 122 and the third rib 123 from the inlet port 13 . It may lead to the discharge port 14 while bypassing.
  • the first rib 121 ′, the second rib 122 ′, and the third rib 123 ′ extend long in the left-right direction LR, from the edge of the first heat transfer surface 110 . can be spaced apart.
  • first rib 121 ′ may be spaced apart from the right side Er of the first heat transfer surface 110 by a first distance d1 , and the other end may be located at the boundary Bo.
  • One end of the second rib 122 ′ may be spaced apart from the left side El of the first heat transfer surface 110 by a second distance d2 , and the other end may be located at the boundary Bo.
  • One end of the third rib 123 ′ may be spaced apart from the right side Er of the first heat transfer surface 110 by a third distance d3 , and the other end may be located at the boundary Bo.
  • the first distance d1 , the second distance d2 , and the third distance d3 may be equal to each other.
  • the flow R2 of the first fluid R on the first heat transfer surface 110 flows from the inlet port 13 to the first rib 121 ′, the second rib 122 ′, and the third rib 123 . ') while bypassing the discharge port 14.
  • the flow R2 of the first fluid R may be divided into a first flow R21 and a second flow R22.
  • the first flow R21 may cross the boundary Bo.
  • the second flow R22 flows between one end of each of the first rib 121 ′, the second rib 122 ′, and the third rib 123 ′ and the edge of the first heat transfer surface 110 adjacent thereto. can be formed. That is, in the second flow R22 formed along the edge of the first heat transfer surface 110 , a vortex is generated in the flow R2 of the first fluid R to prevent the flow flow from being stagnant.
  • the first rib 121 ′′ may include a plurality of first ribs 121 ′′ each extending long in the left-right direction LR and spaced apart from each other in the left-right direction LR.
  • the second rib 122 ′′ may include a plurality of second ribs 122 ′′ each extending in the left and right direction LR and spaced apart from each other in the left and right direction LR.
  • the third rib 123 ′′ may include a plurality of third ribs 123 ′′ each extending in the left-right direction LR and spaced apart from each other in the left-right direction LR.
  • the flow R3 of the first fluid R on the first heat transfer surface 110 is a plurality of first ribs 121 ′′ and a plurality of second ribs 122 ′ from the inlet port 13 . ') and the plurality of third ribs 123 ′′ may lead to the discharge port 14 while bypassing.
  • the flow R3 of the first fluid R may be divided into a first flow R31 , a second flow R32 , and a third flow R33 .
  • the first flow R31 may cross the boundary Bo.
  • the second flow R32 flows through one end of each of the first ribs 121 ′′, the second ribs 122 ′′, and the third ribs 123 ′′ and the first heat transfer surface 110 adjacent thereto. It may be formed between the edges.
  • the third flow R33 may be formed between the plurality of first ribs 121 ′′, between the plurality of second ribs 122 ′′, and between the plurality of third ribs 123 ′′.
  • the second flow R32 formed along the edge of the first heat transfer surface 110 prevents a vortex from being generated in the flow R3 of the first fluid R, and is formed between adjacent ribs.
  • the third flow R33 may cause turbulence in the flow R3 of the first fluid R to improve heat transfer performance with respect to the second fluid W.
  • each of the first ribs 121 ′′′′ has a plurality of first ribs 121 ′ that extend in a direction crossing the left and right directions LR and are spaced apart from each other in the left and right directions LR.
  • the second rib 122''' may include a plurality of second ribs 122''' each extending in a direction crossing the left-right direction LR and spaced apart from each other in the left-right direction LR.
  • the third rib 123''' may include a plurality of third ribs 123''' each extending in a direction crossing the left-right direction LR and spaced apart from each other in the left-right direction LR.
  • the plurality of first ribs 121 ′′′′ may be spaced apart from each other by a seventh distance d7 including the right side Er of the first heat transfer surface 110 .
  • the plurality of second ribs 122 ′′′′ may be spaced apart from each other by an eighth distance d8 including the left side El of the first heat transfer surface 110 .
  • the plurality of third ribs 123 ′′′′ may be spaced apart from each other by a ninth distance d9 including the right side Er of the first heat transfer surface 110 .
  • the seventh distance d7, the eighth distance d8, and the ninth distance d9 may be the same.
  • the flow R4 of the first fluid R on the first heat transfer surface 110 is a plurality of first ribs 121 ′′′′ and a plurality of second ribs 122 from the inlet port 13 . ''') and the plurality of third ribs 123''' may lead to the discharge port 14 while bypassing.
  • the flow R4 of the first fluid R may be divided into a first flow R41 , a second flow R42 , and a third flow R43 .
  • the first flow R41 may cross the boundary Bo.
  • the second flow R42 includes one end of each of the first ribs 121''', the second ribs 122''' and the third ribs 123''' and the first heat transfer surface adjacent thereto ( 110) may be formed between the edges.
  • the third flow R43 is between the plurality of first ribs 121''', between the plurality of second ribs 122''', and between the plurality of third ribs 123'''.
  • the second flow R42 formed along the edge of the first heat transfer surface 110 prevents a vortex from being generated in the flow R4 of the first fluid R, and is formed between adjacent ribs.
  • the third flow R43 may cause turbulence in the flow R4 of the first fluid R to improve heat transfer performance with respect to the second fluid W.
  • the plurality of first ribs 121''', the plurality of second ribs 122''' and the plurality of third ribs 123''' are inclinedly disposed to prevent turbulence and prevent turbulence. Promotion can be performed more smoothly.
  • a first plate having a wave-shaped first heat transfer surface through which a first fluid flows;
  • a second plate having a wave-shaped second heat transfer surface through which a second fluid flows, the second plate comprising: a second plate stacked with the first plate; and a rib provided on a part of the first heat transfer surface, wherein the wave shape of the first heat transfer surface is alternately formed with ridges and valleys, and the ribs are the ribs of the first heat transfer surface
  • a plate heat exchanger that protrudes from the valley toward the crest and contacts the second plate.
  • the first heat transfer surface is elongated in the vertical direction
  • the crest and the valley of the first heat transfer surface are elongated in a direction intersecting the vertical direction
  • the rib may further include a plurality of ribs spaced apart from each other in the vertical direction.
  • the plurality of ribs may include: a first rib adjacent to a right side of the first heat transfer surface; a second rib adjacent to the left side of the first heat transfer surface and positioned above the first rib; A third rib adjacent to the right side of the first heat transfer surface and positioned above the second rib may be further included.
  • each of the first rib, the second rib, and the third rib may extend long in the left-right direction.
  • the first heat transfer surface is formed symmetrically in the left and right directions based on an imaginary boundary extending in the vertical direction, and the first rib has one end of the first heat transfer surface. is located on the right side of the rib, the other end is located at the boundary, one end of the second rib is located on the left side of the first heat transfer surface, the other end is located at the boundary, and the third rib has one end of the first It is located on the right side of the heat transfer surface, and the other end may be located at the boundary.
  • the first heat transfer surface is formed symmetrically in the left and right directions based on an imaginary boundary extending in the vertical direction, and the first rib has one end of the first heat transfer surface. is spaced apart from the right side by a first distance, the other end is located at the boundary, one end of the second rib is spaced apart by a second distance from the left side of the first heat transfer surface, the other end is located at the boundary, and the third rib is located at the boundary.
  • One end of the rib may be spaced apart by a third distance from the right side of the first heat transfer surface, and the other end may be located at the boundary.
  • the first distance, the second distance, and the third distance may be the same.
  • the first rib further includes: a plurality of first ribs spaced apart from each other in a left-right direction
  • the second rib includes: a plurality of second ribs spaced apart from each other in a left-right direction.
  • the third rib may further include a plurality of third ribs spaced apart from each other in the left and right directions.
  • the plurality of first ribs are spaced apart from each other by a fourth distance including the right side of the first heat transfer surface
  • the plurality of second ribs include the first front
  • the plurality of third ribs may be spaced apart from each other by a fifth distance including the left side of the heating surface
  • the plurality of third ribs may be spaced apart from each other by a sixth distance including the right side of the first heat transfer surface.
  • the plurality of first ribs, the plurality of second ribs, and the plurality of third ribs may extend long in the left and right directions.
  • the plurality of first ribs, the plurality of second ribs, and the plurality of third ribs may extend long in a direction crossing the left and right directions.
  • the first fluid may be a refrigerant
  • the second fluid may be water
  • configuration A described in a specific embodiment and/or drawings may be combined with configuration B described in other embodiments and/or drawings. That is, even if the combination between the components is not directly described, it means that the combination is possible except for the case where it is described that the combination is impossible.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

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
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.
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 판형 열교환기의 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.
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.
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.

Claims (13)

  1. 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.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 제1 플레이트에서 프레스 되면서 상기 마루와 함께 형성되는 판형 열교환기.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 리브, 상기 제2 리브 및 상기 제3 리브 각각은,
    좌우방향에서 길게 연장되는 판형 열교환기.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 거리, 상기 제2 거리 및 상기 제3 거리는 상호 동일한 판형 열교환기.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 리브들, 상기 복수개의 제2 리브들 및 상기 복수개의 제3 리브들은 좌우방향에서 길게 연장되는 판형 열교환기.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 복수개의 제1 리브들, 상기 복수개의 제2 리브들 및 상기 복수개의 제3 리브들은 좌우방향에 교차하는 방향에서 길게 연장되는 판형 열교환기.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유체는 냉매이고,
    상기 제2 유체는 물인 판형 열교환기.
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