KR100803376B1 - 열교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 열교환장치 내에 다수개가 복층으로 적층된 단위열교환판은 프레임의 내측에 부착 설치되어 공기의 혼합됨을 차단하는 중앙열교환막과 상기 중앙열교환막의 일측면에 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루는 내측공기흐름유도리브와 상기 중앙열교환막을 경계로 하며, 내측공기흐름유도리브에 대응하는 외측공기흐름유도리브와 상기 내측공기흐름유도리브의 외측면에 부착된 외측전열막과 상기 내측공기흐름유도리브와 외측공기흐름유도리브에 의해 형성되는 공기흐름경로상에는 기류의 와류현상을 일으키도록 하는 다수의 와류형성수단이 부가 설치되어 열교환장치의 공기 흐름경로상에 변화를 주어 열교환효율을 향상하도록 한 것이다.

열교환판, 공기흐름유도리브, 옵셋스트립(offset strip), 턱, 전열막

Description

열교환장치{Heat Exchange Device}

도 1은 본 발명이 적용된 열교환장치의 구성을 보인 사시도.

도 2는 본 발명 실시예의 단위열교환판 적층상태 부분분리 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예 단위열교환판의 사시도.

도 4는 도3의 구성을 보인 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 와류형성수단에 의한 와류형성상태도로서,

a)는 옵셋스트립에 의한 수평방향와류형성과정을 보인 것이고,

b)는 턱에 의한 상하방향와류형성과정을 보인 것임.

도 6은 종래의 기술에 따른 열교환기를 나타낸 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 단위열교환판

110: 프레임 111: 폴대삽입홀

120: 내측공기유입구 121: 내측공기배출구

130: 내측공기흐름유도리브 140: 외측공기흐름유도리브

150: 옵셋스트립(offset strip) 160: 턱

170: 중앙열교환막 180: 외측전열막

190: 외측공기유입구 191: 외측공기배출구

200: 열교환케이스

210: 내측공기유입관 220: 내측공기배출관

230: 외측공기유입관 240: 외측공기배출관

250: 중앙차단벽 260: 폴대

270: 상부/하부스펀지

본 발명은 열교환장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 실내에서 배출되는 공기와 실외에서 유입되는 공기가 서로 혼합되지 않으면서 상호 교차 통과하면서 열교환이 이루어지는 열교환장치의 공기흐름 경로 상에 변화를 주어 열교환효율을 향상하도록 한 열교환장치에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 공조기의 작동시 열손실을 최소화하기 위한 장치로써 각 가정, 사무실 및 식당 등의 장소에서 실내의 오염된 공기는 외부로 배출시키고 실외의 신선한 공기는 내부로 유입시키면서 실내를 환기시키기 위한 환기장치 내에 설치되어 실내에서 유출되는 실내공기와 실내로 유입되는 실외공기 사이에서 열교환이 일어나도록 하는 것을 말한다.

종래 기술의 열교환기는 도 6에서 나타낸 것과 같이, 상하로 일정간격 이격 된 복층 열교환판(10)으로 구성되고 이들 각 층마다 반복적으로 열교환판(10)을 사이에 두고 실내에서 배출되는 공기와 실외에서 실내로 유입되는 공기가 교차 유동되면서 열교환이 이루어지도록 하는 사각박스 형상으로 구성되어 있다.

상기 열교환기를 상세히 살펴보면, 육면체 형상 중 실내와 실외를 구분하도록 하는 건물의 벽체(11)를 기준으로 해서 실외로 노출된 일측면에 실외로 부터 공기가 유입되는 실외공기유입구(12)가 형성되고 이 실외공기유입구(12)를 따라 직선방향으로 관통되어 실내로 연통되며, 또한, 상기 실외공기유입구(12)가 형성된 면과 직각으로 면접하고 실내에 배치되어 있는 일측면에는 실내로 부터 공기가 유출되는 실내내기유출구(14)가 형성되고 이 실내공기유출구(14)를 따라 직선방향으로 관통되어 실외로 연통되는 구조를 갖는다.

그리고, 상기 각 실외공기유입구(12)와 실내공기유출구(14)의 양단에는 각각 밀폐벽(16,18)이 형성되어 각각 양측으로 새지 않고 직진하도록 하여 실외에서 유입되는 공기와 실내에서 유출되는 공기가 상호 섞이지 않고, 각각 양측으로 직진하여 실내공기 또는 실외공기가 흐르도록 되어 있다.

그런데 종래의 열교환기를 형성하는 각각의 열교환판(10)의 표면에는 공기의 흐름을 제어하는 공기흐름유도리브가 없거나 단순한 형태로 구성되어 각 열교환판(10) 사이를 흐르는 공기가 일정하게 규칙적으로 흐름경로를 따라 흘러가게 되므로 열교환판(10)을 통한 열교환이 충실하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 열교환부재인 열교환판 상의 공기흐름 경로에 별도의 유도리브를 형성하여 공기 흐름 경로 상에 다수의 와류형성수단을 설치하여 공기의 흐름에 변화를 줌으로써 열교환효율을 높이도록 한 열교환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내에서 외부로 유출되는 실내공기와 실외에서 실내로 유입되는 실외공기가 각각 유입되어 교차 유동되는 과정에서 상호 열교환이 이루어지도록 케이스의 내부에 다수개의 단위열교환판이 일정간격 이격되게 복층으로 적층되어 구성된 열교환장치에 있어서, 상기 단위열교환판은 둘레 일부분에 일정 두께를 가지며, 다수의 폴대삽입홀이 형성되고 내측공기의 유입구와 배출구가 형성된 프레임과; 상기 프레임의 내측에 부착 설치되어 공기의 혼합됨을 차단하며, 열전달 및 수분전달기능을 갖는 중앙열교환막와; 상기 중앙열교환막의 일측면에 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루도록 일측면에 균일한 높이로 돌출되게 형성된 다수의 내측공기흐름유도리브와; 상기 중앙열교환막를 경계로 하며, 내측공기흐름유도리브에 대응하여 상호 교차되게 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루도록 균일한 높이로 돌출되게 형성된 다수의 외측공기흐름유도리브와; 상기 내측공기흐름유도리브의 외측면에 부착된 외측전열막을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 단위열교환판의 내측공기흐름유도리브와 외측공기흐 름유도리브에 의해 형성되는 공기흐름경로상에는 기류의 와류현상을 일으키도록 하는 다수의 와류형성수단이 부가 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 와류형성수단은 내/외측공기흐름유도리브를 따라 평행하게 형성되는 기류에 수평방향의 와류현상을 일으키도록 하는 옵셋스트립(offset strip)과 상하방향의 와류현상을 일으키도록 관로쪽으로 돌출되게 형성된 턱을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 열교환장치의 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명 실시예의 단위열교환판 적층상태 부분분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 단위열교환판의 사시도이며, 도 4는 도3의 구성을 보인 평면도이다.

본 발명은 열교환장치 케이스(200)내에 설치되어 내측공기유입관(210)을 통하여 실내에서 외부로 유출되는 실내공기와 외측공기유입관(230)을 통하여 실외에서 실내로 유입되는 실외공기가 각각 유입되어 교차 유동되는 과정에서 상호 열교환이 이루어지도록 케이스(200)의 내부에 다수개의 단위열교환판(100)이 일정간격 이격되게 복층으로 적층되어 구성된 것이다.

상기 열교환케이스(200)의 내측에 삽입 설치된 다수개의 단위열교환판(100)은 폴대(260)에 의해 정확하게 정렬되어 밀착 고정되어 유입구와 배출구가 일정하게 정렬되도록 하였으며, 상부와 하부에는 각각 상부/하부스펀지(270)가 부가되어 소음 진동을 완화하는 완충기능을 하도록 하였다.

또한, 상기 열교환케이스(200)의 중앙차단벽(250)에 의해 실내의 공기와 실 외의 공기가 각각 유입/ 유출되면서 상호 혼합되지 않고 분리될 수 있도록 하였으며, 복층으로 적층된 단위열교환판(100)의 모든 내측공기유입구(120)는 상기 케이스(200)의 내측공기유입관(210)과 일치되도록 하며, 상기 모든 단위열교환판(100)의 외측공기유입구(190) 역시 상기 케이스(200)의 외측공기유입관(230)에 일치되도록 하였다.

따라서 각각의 내측공기배출구(121)는 내측공기배출관(220)에 일치되게 되며, 외측공기배출구(191) 역시 외측공기배출관(240)과 일치되게 된다.

상기 단위열교환판(100)은 내측공기흐름유도리브(130)와 외측공기흐름유도리브(140)가 일체로 형성된 프레임(110)과 중앙열교환막(170) 및 외측전열막(180)을 포함한다.

상기 프레임(110)은 둘레 일부분에 일정 두께를 가지며, 다수의 폴대삽입홀(111)이 형성되고 내측공기의 유입구(120)와 배출구(121)가 형성되어 있다.

상기 중앙열교환막(170)은 상기 프레임(110)의 내측에 부착 설치되어 공기의 혼합됨을 차단하며, 열전달 및 수분전달기능을 갖는다.

상기 내측공기흐름유도리브(130)은 상기 중앙열교환막(170)의 일측면에 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루도록 일측면에 균일한 높이로 돌출되게 형성된 것으로 일정한 간격으로 다수개 형성되어 있다.

또한 외측공기흐름유도리브(140)는 상기 중앙열교환막(170)을 경계로 하며, 내측공기흐름유도리브(130)에 대응하여 상호 교차되게 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루도록 균일한 높이로 돌출되게 형성된 것으로 일정한 간격으로 다수개 형성되어 있다.

상기 내측공기흐름유도리브(130)의 외측면에는 외측전열막(180)가 밀착되어 구성된 것으로 내측공기흐름통로를 형성하게 된다.

또한 상기와 같은 단위열교환판(100)이 일정한 방향으로 규칙적으로 적층시켜 고정함으로써 각 단위열교환판(100)의 외측공기흐름유도리브(140)에 의해 형성된 사이공간에는 외측공기흐름통로가 형성되게 된다.

상기 단위열교환판(100)의 내측공기흐름유도리브(130)와 외측공기흐름유도리브(140)에 의해 형성되는 공기흐름경로상에는 진행하는 기류의 와류현상을 일으키도록 하는 다수의 와류형성수단이 부가 설치되어 있다.

상기 와류형성수단은 내/외측공기흐름유도리브(130)(140)를 따라 평행하게 형성되는 기류에 수평방향의 와류현상을 일으키도록 하는 옵셋스트립(offset strip)(150)이 공기흐름통로의 중간부위에 형성되어 있다.

또한 상기 와류형성수단은 내/외측공기흐름유도리브(130)(140)를 따라 평행하게 형성되는 기류에 상하방향의 와류현상을 일으키도록 관로쪽으로 돌출되게 형성된 턱(160)을 더 포함한다.

도 5는 본 발명에 따른 와류형성수단에 의한 와류형성상태도로서, a)는 옵셋스트립에 의한 수평방향와류형성과정을 보인 것이고, b)는 턱에 의한 상하방향와류형성과정을 보인 것으로서 일정하게 흐르는 기류에 변화를 주어 열교환을 촉진시키도록 하는 것이다.

도 5a에 도시된 바와 같이 내/외측공기흐름유도리브(130)(140)의 사이에는 군데군데 섬 형상으로 설치된 옵셋스트립(offset strip)(150)에 의해 공기의 흐름과정에서 수평방향의 와류가 발생하도록 하여 보다 많은 열교환효과를 얻도록 하는 것입니다.

또한 도 5b에 도시된 바와 같이 바닥면을 일정하게 하지 않고 턱(160)을 형성하므로서 상기 턱(160)에 의해 상하방향으로 와류가 형성되게 됨으로써 보다 많은 열교환효과를 얻을 수 있게 되는 것입니다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 열교환기는 열교환장치내의 공기흐름경로상에 변화를 주어 공기의 흐름 경로상에서 와류현상이 발생하여 보다 활발하게 열교환이 이루어지도록 하므로서 짧은 구간을 통하여 이루어지는 열교환을 보다 효율적으로 이루어지도록 함으로써 열교환을 촉진하는 것으로 실내공조장치의 가동에 따른 열손실을 극소화하여 에너지절약 효과가 매우 우수한 기술이다.

Claims (4)

1. 실내에서 외부로 유출되는 실내공기와 실외에서 실내로 유입되는 실외공기가 각각 유입되어 교차 유동되는 과정에서 상호 열교환이 이루어지도록 케이스(200)의 내부에 다수개의 단위열교환판(100)이 일정간격 이격되게 복층으로 적층되어 구성된 열교환장치에 있어서,

   상기 단위열교환판(100)은

   둘레 일부분에 일정 두께를 가지며, 다수의 폴대삽입홀(111)이 형성되고 내측공기의 유입구(120)와 배출구(121)가 형성된 프레임(110)과; 상기 프레임(110)의 내측에 부착 설치되어 공기의 혼합됨을 차단하며, 열전달 및 수분전달기능을 갖는 중앙열교환막(170)와; 상기 중앙열교환막(170)의 일측면에 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루도록 일측면에 균일한 높이로 돌출되게 형성된 다수의 내측공기흐름유도리브(130)와; 상기 중앙열교환막(170)를 경계로 하며, 내측공기흐름유도리브(130)에 대응하여 상호 교차되게 여러갈래의 공기흐름 경로를 이루도록 균일한 높이로 돌출되게 형성된 다수의 외측공기흐름유도리브(140)와; 상기 내측공기흐름유도리브(130)의 외측면에 부착된 외측전열막(180);과, 상기 외측전열막의 상부면과 하부면에 각각 부가되어 소음과 진동을 완화하는 완충기능을 하는 상부/하부스펀지(270)를 포함하여 이루어지되,

   상기 단위열교환판(100)의 내측공기흐름유도리브(130)와 외측공기흐름유도리브(140)에 의해 형성되는 공기흐름경로상에는 진행하는 기류의 와류현상을 일으키도록 하는 다수의 와류형성수단이 부가 설치되고,

   상기 와류형성수단은

   내/외측 공기흐름유도리브(130)(140)를 따라 평행하게 형성되는 기류에 수평방향의 와류현상을 일으키도록 하는 "

   

   " 형상의 옵셋스트립(offset strip)(150)과, 내/외측공기흐름유도리브(130)(140)를 따라 평행하게 형성되는 기류에 상하방향의 와류현상을 일으키도록 관로쪽으로 돌출되게 형성된 턱(160)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환장치.
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