KR101157711B1 - 순환유로가 구비된 판형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 판형 열교환기의 외각 모서리부에서 열매체의 흐름이 정체되는 사각지대 현상을 해소하여 열교환효율을 향상시킬 수 있도록 하고자, 본 발명은, 다단으로 적층된 열교환판의 양측에 전열유로의 포트구역을 형성하여서 된 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 있어서, 상기 열교환판은 상기 포트구역의 외측 모서리부를 따라 순환유로가 형성된 구성임을 특징으로 하는 순환유로가 구비된 판형 열교환기를 제안하는 것이다.

판형 열교환기, 열교환판, 전열유로, 포트구역, 순환유로.

Description

순환유로가 구비된 판형 열교환기{Plate heat exchanger}

본 발명은 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 판형 열교환기의 외각 모서리부에서 열매체의 흐름이 정체되는 사각지대 현상을 해소하여 열교환효율을 향상시키는 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로, 판형 열교환기는 파형(波型)으로 가공한 열교환판을 일정한 간격으로 여러 장을 적층하여 조립된 열교환기의 일종으로, 상기의 열교환판은 일정한 패턴의 전열유로(Herringbone) 및 외측 모서리부에 가열/피가열 열매체가 유입 또는 유출되는 포트홀이 형성되어 있다.

상기와 같은 판형 열교환기에 관한 종래의 기술로는 국내공개특허 제:2003-71249호의 '판형 열교환기' 이외에도 다수의 건으로 공지된 바에 있으며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편 상기의 종래기술에 따른 판형 열교환기의 열교환판을 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 종래의 기술에 따른 판형 열교환기의 열교환판을 예시한 사시도이다. 상기 도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 판형 열교환기는 다단으로 적층되는 열교환판(1)의 양측 모서리부 중앙에 포트홀(4)을 가지는 포트구역(3)이 형성되어 있어서, 상기 포트구역(3)으로 유입된 가열/피가열 열매체가 전열유로(2)를 따라 흐르면서 열교환하도록 이루어진다.

하지만, 상기의 열교환판의 외각 모서리 즉, 상기 포트구역(3)의 외측 가장자리부에서는 열매체의 흐름이 원활하지 못할 뿐만 아니라 열매체의 흐름이 국부적으로 정체되는 등, 판형 열교환기의 열교환 사각지대로 작용하였다. 이로 인해 판형 열교환기의 열교환효율이 저하되는 단점과, 상기 판형 열교환기의 모서리부위가 고온 또는 고압, 고압으로 공급되는 열매체의 영향으로 열 집중현상이 발생함은 물론 열교환판의 열적 변형을 유발하게 되며, 쉽게 손상 및 파손되는 등, 판형 열교환기의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

또한 상기의 도면에서처럼, 상기 열교환판의 포트구역에 다른 열교환판과의 간격을 유지하기 위한 돌출부(5)를 형성하였지만, 상기의 돌출부(5)로 인해 열매체의 흐름이 더욱더 정체됨은 물론 상기와 같은 문제점들이 가중되는 원인으로 작용하였던 것이다.

본 발명에서는 판형 열교환기의 외가 모서리부를 따라 순환유로를 형성함으로써, 포트홀로 유입 및 유출되는 가열/피가열 열매체가 전열유로는 물론 포트구역의 주변 특히, 모서리부를 따라 원활하게 순환되도록 하여 열교환효율을 향상시키는데 목적이 있다.

본 발명은, 다단으로 적층되는 열교환판의 양측에 포트구역이 구비되고 상기 포트구역에 각층의 전열유로가 연결되어 있는 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 있어서, 상기 열교환판의 모서리 중앙부에 포트홀을 가지는 포트구역이 구비되되, 상기 포트구역의 일측에서부터 외각 모서리부 둘레를 따라 형성되는 순환유로를 통해 가열/피가열 열매체가 흐르게 되면서 열교환 사각지대를 해소하며; 상기 열교환판의 상부와 하부에 결합되는 커버에 포트홀이 형성된 것을 특징으로 하는 순환유로가 구비된 판형 열교환기를 제안한다.

본 발명의 순환유로가 구비된 판형 열교환기는 열교환판의 외측 모서리부를 따라 순환유로를 형성함으로써, 판형 열교환기의 모서리부에 발생하는 열교환의 사각지대 현상을 해소하며 판형 열교환기의 성능을 향상시키고 열교환효율을 극대화하는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 판형 열교환기의 외각 모서리부에서 가열/피가열 열매체가 정체됨으로 인한 열 집중현상을 해소하여 열교환판의 변형 및 손상을 방지함은 물 론 열교환기의 수명을 현저히 연장할 수 있으며, 탁월한 안전성을 제공하는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하며, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순환유로가 구비된 판형 열교환기의 구성을 도시한 분리사시도이며, 도 3은 본 발명의 순환유로가 구비된 판형 열교환기의 열교환판을 평면으로 나타낸 도면이다.

상기의 도면들을 참조하면 본 발명은, 다단으로 적층되는 열교환판(10)의 양측에 포트구역(14)이 구비되고 상기 포트구역(14)에 각층의 전열유로(12,12')가 연결되어 있는 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 있어서, 상기 열교환판(10)의 모서리 중앙부에 포트홀(16)을 가지는 포트구역(14)이 구비되되, 상기 포트구역(14)의 일측에서부터 외각 모서리부 둘레를 따라 형성되는 순환유로(20)를 통해 가열/피가열 열매체가 흐르게 되면서 열교환 사각지대를 해소하며; 상기 열교환판(10)의 상부와 하부에 결합되는 커버(30)에 포트홀(16)이 형성된 것을 특징으로 한다.

위를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 판형 열교환기(100)는 전열유로(12,12')를 가지는 열교환판(10)들이 다단으로 적층되고, 상기 열교환판(10)의 상부와 하부에는 커버(30)가 결합된다. 상기 열교환판(10)은 일정한 간격으로 전열유로(12,12')들이 반복적으로 형성되어 있고, 양측 모서리부에는 포트홀(16)을 가지는 포트구역(14)을 형성하여 상기 포트구역(14)에 전열유로(12)가 연결된다.

즉, 상기 열교환판(10)은 일측의 포트홀(16)로 유입되는 외부의 가열/피가열 열매체가 각 층의 포트구역(14)을 거쳐 전열유로(12,12')를 따라 선택적으로 흐르면서 반대의 포트홀 및 프토구역을 통해 유입되는 다른 가열 또는 피가열 열매체와 상호 열교환된 후, 타측의 포트구역(14) 및 포트홀(16)을 통해 외부로 유출된다. 여기서, 상기의 열교환판(10)은 외각 모서리부가 둥글게 형성되며, 상기 모서리부 중앙부에 포트구역(14) 및 포트홀(16)이 마련된다. 아울러 상기 전열유로(12,12')는 열교환효율을 향상시키기 위해 일정한 각도로 형성되어 있다.

특히, 본 발명의 판형 열교환기(100)는 상기 포트구역(14)의 외측 모서리부를 따라 순환유로(20)가 형성된다. 상기 순환유로(20)는 포트구역(14)의 일측에서부터 외측 모서리부 둘레를 따라 형성되고 인접한 전열유로(12')와 선택적으로 연결되어 있어서, 상기 포트구역(14)의 열매체가 전열유로(12)는 물론 모서리부의 사각지대로도 흐르게 된다.

즉, 상기 포트구역(14)의 가열/피가열 열매체가 전열유로(12)로 흐름과 동시에 순환유로(20)를 따라 모서리부를 선회하면서 원활하게 열교환이 이루어지도록 한 것이다. 이는 상기 열교환판(10)의 모서리부에서 열매체의 흐름이 정체되는 사각지대 현상을 방지함은 물론 열교환 효율을 한층더 향상시킬 수가 있다.

아울러, 상기 순환유로(20)는 열교환판(10)의 구조에 따라 위로 볼록하거나 아래로 오목하게 형성된다. 이는 상기 판형 열교환기의 적용 분야 및 구조 등에 따라 상기 열교환판(10)의 전열유로(12) 및 포트구역(14)이 위/아래로 돌출 또는 요입되어 있으며, 상기 순환유로(20)도 역시 볼록하게 돌출 또는 오목하게 요입되도록 형성하여 상기의 전열유로(12')와 연결된다.

상기 열교환판(10)은 전열유로(12) 내지 포트구역(14), 순환유로(20)를 함께 통상의 프레스가공으로 가압 성형하는 것이 바람직하며, 또는 상기 순환유로(20)를 별도의 성형 공정을 통해 가공할 수도 있다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 순환유로가 구비된 판형 열교환기는 상기 열교환판(10)의 외각 모서리부에 순환유로(20)를 형성함으로써, 상기 판형 열교환기(100)의 모서리부에서 주로 발생하는 열교환의 사각지대를 해소할 뿐만 아니라, 판형 열교환기의 열교환 효율 및 성능을 한층더 향상시킬 수가 있게 된다.

도 1은 종래의 기술에 따른 판형 열교환기의 열교환판을 예시한 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순환유로가 구비된 판형 열교환기의 구성을 도시한 분리사시도.

도 3은 본 발명의 순환유로가 구비된 판형 열교환기의 열교환판을 평면으로 나타낸 도면.

Claims (1)

1. 다단으로 적층되는 열교환판(10)의 양측에 포트구역(14)이 구비되고 상기 포트구역(14)에 각층의 전열유로(12,12')가 연결되어 있는 순환유로가 구비된 판형 열교환기에 있어서,

   상기 열교환판(10)의 모서리 중앙부에 포트홀(16)을 가지는 포트구역(14)이 구비되되,

   상기 포트구역(14)의 외각 모서리부 둘레를 따라 형성되는 순환유로(20)를 통해 가열/피가열 열매체가 흐르게 되면서 열교환 사각지대를 해소하며;

   상기 열교환판(10)의 상부와 하부에 결합되는 커버(30)에 포트홀(16)이 형성된 것을 특징으로 하는 순환유로가 구비된 판형 열교환기.

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