KR101472877B1 - 열교환기 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기 플레이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유로를 흐르는 유체의 흐름에 따른 열교환이 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 열교환기 플레이트에 관한 것이다.

Description

열교환기 플레이트{HEAT EXCHANGE PLATE}

본 발명은 열교환기 플레이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유로를 흐르는 유체의 흐름에 따른 열교환이 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 열교환기 플레이트에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 하나의 유체로부터 다른 하나의 유체로의 열전달을 이용하여 목적하는 유체를 가열하거나 냉각시키는 장치를 말한다.

이와 같은 열교환기 중 판형 열교환기는 전방 프레임 및 후방 프레임 사이에 얇고 주름진 복수개의 열교환기 플레이트를 적층시키고, 그 적층된 열교환기 플레이트 사이에 형성된 유로를 통해 가열유체와 피가열유체를 교대로 흐르게 하여 유체들 간의 열교환이 일어날 수 있도록 한다.

그러나, 종래의 판형 열교환기는 서로 대향류로 흐르는 가열유체와 피가열유체 사이의 열교환이 효율으로 이루어지지 못한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1338727호(2013.12.06.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 유로를 흐르는 유체의 흐름에 따른 열교환이 효율적으로 이루어지도록 하기 위한 열교환기 플레이트를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전,후면을 가지며, 직사각형으로 이루어지는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는, 상,하부 양측에 각각 제1,2출입구가 형성되며, 상기 제1,2출입구 중 어느 하나의 출입구로는 외부로부터 유체가 유입되고, 다른 하나의 출입구로는 유입된 유체가 배출되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플레이트를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 플레이트는, 상,하단부 사이 중앙부에 열교환부가 형성되고, 그 열교환부를 중심으로 상,하부에 한 쌍의 믹싱부가 형성되며, 상기 한 쌍의 믹싱부와 상기 제1,2출입구와의 사이로 복수의 분배부가 형성되고, 상기 유체는, 상기 제1,2출입구 중 어느 하나의 출입구로 유입되어 상기 열교환부의 상부 또는 하부 중 어느 한 곳의 분배부와 믹싱부 및 상기 열교환부를 순차적으로 통과하면 열교환이 이루어지며, 상기 열교환기의 상부 또는 하부 중 다른 한 곳에 위치되는 분배부와 믹싱부 및 다른 하나의 출입구를 순차적으로 통과하면서 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 복수의 분배부는, 각각 복수의 일자형 유로를 가지며, 그 복수의 일자형 유로는, 상기 플레이트의 각 모서리부에서 상기 제1출입구 또는 2출입구를 중심으로 상기 믹싱부 방향으로 방사 형태로 형성되며, 상기 유로는, 중앙으로부터 양측 방향으로 갈수록 그 유로를 이루는 상,하,좌,우 폭이 커지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 한 쌍의 믹싱부는, 각각 마름모 형태를 이루는 복수의 돌출편; 및 상기 복수의 돌출편 간의 사이로 서로 연통되는 믹싱유로를 포함하며, 상기 돌출편은, 상기 열교환부로부터 상기 플레이트의 상단부 또는 하단부 방향으로 갈수록 개수가 늘어나는 삼각 형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 복수의 돌출편은, 각각 상기 플레이트의 상단부 또는 하단부에 인접한 최상층부로부터 상기 열교환부와 인접한 최하층부로 갈수록 인접하는 돌출편 간의 이격거리가 좁아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 복수의 돌출편은, 각각 최상층부로부터 최하층부로 갈수록 면적이 커지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유로를 흐르는 유체의 흐름에 따른 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열교환기 플레이트에서 분배부를 나타낸 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환기 플레이트에서 믹싱부를 나타낸 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열교환기 플레이트를 나타낸 사용 상태도이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 보면, 본 발명에 따른 열교환기 플레이트(1)는 전,후면을 가지며, 직사각형으로 이루어지는 플레이트(10)를 포함하고, 그 플레이트(10)의 상,하부 양측에는 각각 제1,2출입구(11a,11b)가 형성된다.

상기 제1,2출입구(11a,11b) 중 어느 하나의 출입구로는 외부로부터 유체가 유입되고, 다른 하나의 출입구로는 유입된 유체가 배출된다.

상기 열교환기 플레이트(1)는 도 4에 도시된 바와 같이 복수개가 순차적으로 적층되어 서로 인접하는 열교환기 플레이트(1) 간에 유로를 형성하는 열교환기 플레이트 조립체(미도시)를 이룬다.

이와 같은 열교환기 플레이트 조립체는 이미 공지되어 사용되고 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 플레이트(10)는 복수개가 겹쳐져 적층될 때 유로를 형성할 수 있도록 표면이 볼록하거나, 오목한 형태를 가지는 요철이 형성될 수 있다.

상기 제1,2출입구(11a,11b)는 각각 복수의 상기 플레이트(10)가 적층될 때 물 등의 열매체를 포함하는 유체가 순환, 이동되는 유체관로는 물론, 그 유체관로로부터 전달되는 유체가 상기 플레이트(10)의 내부로 유입 및 배출되는 출입구의 역할을 병행할 수 있다.

상기 플레이트(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 상,하단부 사이 중앙부에 열교환부(13)가 형성되고, 그 열교환부(13)를 중심으로 상,하부에 한 쌍의 믹싱부(14)가 형성된다.

상기 한 쌍의 믹싱부(14)와 상기 제1,2출입구(11a,11b)와의 사이로는 복수의 분배부(15)가 형성된다.

상기 제1출입구(11a)는 상기 플레이트(10)의 상부 양측 모서리부에 형성되고, 상기 제2출입구(11b)는 그 플레이트(10)의 하부 양측 모서리부에 형성된다.

이때, 상기 열교환기 플레이트(1)는 상기 제1출입구(11a) 또는 상기 제2출입구(11b)를 통해 유입되는 유체가 상기 열교환부(13)로 균일하게 전달되도록 형성되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 상기 플레이트(10)는 유체와의 접촉면적이 증대되도록 상기 제1,2출입구(11a,11b)의 각 내주면으로부터 외측으로 함몰되는 복수의 접촉공간(12)이 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 유체와 접하는 접촉면적의 증대를 통해 열전달이 효율적으로 이루어지도록 하는 한편, 상기 제1,2출입구(11a,11b) 중 어느 하나의 출입구를 통해 배출되는 유체가 균일하게 상기 열교환부(13) 방향으로 전달될 수 있도록 하기 위함으로 이해될 수 있다.

상기 복수의 분배부(15)는 각각 상기 제1출입구(11a) 또는 상기 제2출입구(11b)에서 배출되는 유체가 상기 한 쌍의 믹싱부(14)로 고르게 전달될 수 있도록 복수의 일자형 유로(15a)를 가지며, 그 복수의 일자형 유로(15a)는 상기 플레이트(10)의 모서리부에서 상기 제1,2출입구(11a,11b)를 중심으로 상기 한 쌍의 믹싱부(14) 방향으로 방사 형태로 형성된다.

즉, 상기 복수의 분배부(15)는 도 2에 도시된 바와 같이 각각 중앙에 위치되는 길이가 짧은 한 쌍의 단요철(15b) 사이로 형성되는 유로의 폭(A)이 그 단요철(15b)을 중심으로 양측에 길이가 긴 장요철(15c) 간의 사이로 형성되는 유로의 폭(B)보다 상대적으로 좁게 형성된다.

이는, 상기 분배부(15)를 이루는 상기 복수의 일자형 유로(15a)를 통해 상기 믹싱부(14)로 전달되는 유체의 도달 시간이 일정하게 유지될 수 있도록 하기 위함으로 이해될 수 있다.

상기 한 쌍의 믹싱부(14)는 각각 복수의 돌출편(14a) 및 그 복수의 돌출편(14a) 간의 사이로 서로 연통되는 믹싱유로(14b)를 형성한다.

상기 한 쌍의 믹싱부(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 열교환부(13)로부터 상기 플레이트(10)의 상단부 또는 하단부 방향으로 갈수록 상기 돌출편(14a)의 개수가 늘어나는 삼각 형태를 이룬다.

다시 말하면, 상기 한 쌍의 믹싱부(14)는 상기 플레이트(10)의 상, 하단부로부터 상기 열교환부(13) 방향으로 갈수록 상기 돌출편(14a)의 개수가 늘어나면서 유체가 흐르는 상기 믹싱유로(14b)가 분기되어 면적이 확장되는 형태를 이룬다.

이때, 상기 한 쌍의 믹싱부(14)는 도 3에 도시된 바와 같이 각각 상기 믹싱유로(14b)의 최상층부(C)로부터 최하층부(D) 사이로 유입되는 유체가 상기 열교환부(13)에 전달되는 시간이 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 최상층부(C)는 상기 플레이트(10)의 상단부 또는 하단부에 인접한 위치로 그리고, 상기 최하층부(D)는 상기 열교환부(13)와 인접한 위치로 이해될 수 있다.

이러한 이유는, 종래에는 믹싱부를 통하여 열교환부에 전달되는 유체의 이동시간이 그 믹싱부의 형상 및 형상에 따른 이동경로에 따라 각각 상이하기 때문이다.

이를 위해, 상기 한 쌍의 믹싱부(14)는 각각 상기 돌출편(14a)이 마름모 형태를 이루며, 상기 최상측부(C)로부터 상기 최하층부(D)로 갈수록 면적이 크게 형성되는 것이 바람직하다.

이를 자세히 설명하면, 상기 열교환기 플레이트(1)는 상기 제1,2출입구(11a,11b) 중 상기 제1출입구(11a)로 유입되는 유체가 상기 열교환부(13)의 상부에 위치되는 상기 분배부(15)와 상기 믹싱부(14)를 통해 그 열교환부(13)로 거의 동일한 시간에 균일하게 전달된다.

그리고, 상기 열교환부(13)에서 열전달이 진행된 후 그 열교환부(13)의 하부에 위치되는 상기 믹싱부(14) 및 상기 분배부(15)를 거쳐 상기 제2출입구(11b)로 배출된다.

이로 인해, 상기 열교환기 플레이트(1)는 열교환 효율의 극대화를 기대할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 열교환기 플레이트를 실시하기 위한 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1 : 열교환기 플레이트 10 : 플레이트
11a : 제1출입구 11b : 제2출입구
12 : 접촉공간 13 : 열교환부
14 : 믹싱부 14a : 돌출편
14b : 믹싱유로 15 : 분배부
15a : 유로 15b : 단요철
15c : 장요철

Claims (6)

1. 전,후면을 가지며, 직사각형으로 이루어지는 플레이트를 포함하고,
   상기 플레이트는,
   상,하부 양측에 각각 제1,2출입구가 형성되며,
   상기 제1,2출입구 중 어느 하나의 출입구로는 외부로부터 유체가 유입되고, 다른 하나의 출입구로는 유입된 유체가 배출되며,
   상,하단부 사이 중앙부에 열교환부가 형성되고, 그 열교환부를 중심으로 상,하부에 한 쌍의 믹싱부가 형성되며, 상기 한 쌍의 믹싱부와 상기 제1,2출입구와의 사이로 복수의 분배부가 형성되고,
   상기 유체는,
   상기 제1,2출입구 중 어느 하나의 출입구로 유입되어 상기 열교환부의 상부 또는 하부 중 어느 한 곳의 분배부와 믹싱부 및 상기 열교환부를 순차적으로 통과하면서 열교환이 이루어지며,
   상기 열교환부의 상부 또는 하부 중 다른 한 곳에 위치되는 분배부와 믹싱부 및 다른 하나의 출입구를 순차적으로 통과하면서 외부로 배출되고,
   상기 복수의 분배부는,
   각각 복수의 일자형 유로를 가지며,
   그 복수의 일자형 유로는,
   상기 플레이트의 각 모서리부에서 상기 제1출입구 또는 2출입구를 중심으로 상기 믹싱부 방향으로 방사 형태로 형성되며,
   상기 제1,2출입구는,
   그 제1,2출입구 중 어느 하나의 출입구를 통해 배출되는 유체가 균일하게 상기 열교환부로 전달될 수 있도록 하는 한편, 유체와의 접촉면적이 증대되도록 각 내주면으로부터 외측으로 함몰되는 복수의 접촉공간이 형성되고,
   상기 분배부는,
   상기 복수의 일자형 유로를 통해 상기 믹싱부로 전달되는 유체의 도달 시간이 일정하게 유지될 수 있도록 중앙에 위치되는 길이가 짧은 한 쌍의 단요철 사이로 형성되는 유로의 폭이 그 단요철을 중심으로 양측에 길이가 긴 장요철 간의 사이로 형성되는 유로의 폭보다 좁게 형성되고,
   상기 한 쌍의 믹싱부는,
   각각 마름모 형태를 이루는 복수의 돌출편; 및
   상기 복수의 돌출편 간의 사이로 서로 연통되는 믹싱유로를 포함하며,
   상기 복수의 돌출편은,
   각각 상기 플레이트의 상단부 또는 하단부에 인접한 최상층부로부터 상기 열교환부와 인접한 최하층부로 갈수록 인접하는 돌출편 간의 이격거리가 좁아지는 한편, 최상층부로부터 최하층부로 갈수록 면적이 커지면서 그 최상층부로부터 그 최하층부 사이로 유입되는 유체가 상기 열교환부에 전달되는 시간이 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환기 플레이트.
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