KR101833911B1 - A heat exchanger - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유체와 열매체의 이동경로의 사이에 상변환물질을 배치하여, 상변환물질을 통한 간접열교환에 의해 유체와 열매체의 열교환을 수행하도록 함으로써, 상변환물질의 축열된 잠열에 의해 열매체의 지속적인 순환이 없어도 유체와 상변환물질이 열교환을 하도록 됨에 따라, 전체적인 에너지의 사용효율을 극대화할 수 있도록;
유체와 열매체가 이동하는 관통공이 형성된 격판을 가지는 다수의 플레이트들이 상기 격판의 일측에 유체 및 열매체가 각각 이동하는 사이 간극을 가지면서 적층되고, 상기 관통공들을 각각 연결하는 연결체를 통해 상기 사이 간극들을 선택적으로 연결하여 유체 및 열매체가 각각 독립적으로 이동하는 각각의 통로들을 구성하도록 되며; 상기 유체 및 열매체가 이동하는 각각의 통로를 구성하는 사이 간극들의 사이에는, 상변환물질이 수용된 사이 간극이 위치되면서 배치되어 상기 상변환물질을 통해 상기 유체와 열매체 간의 열교환이 이루어지도록 된 열교환기를 제공한다.According to the present invention, a phase change material is disposed between a fluid and a path of a heat medium to perform heat exchange between the fluid and the heat medium by indirect heat exchange through the phase change material, In order to maximize the use efficiency of the whole energy as the fluid and the phase change material heat exchange without the continuous circulation,
A plurality of plates each having a diaphragm having a through hole through which fluid and a heat medium move are formed are laminated while having a gap between the fluid and the heating medium respectively moving to one side of the diaphragm, To form respective passages in which the fluid and the heat medium independently move; And a heat exchanger disposed between the gaps constituting respective passages through which the fluid and the heating medium move, the gap being interposed between the fluid and the heating medium, the heat exchanger being disposed through the phase change material do.

Description

열교환기{A heat exchanger}A heat exchanger

본 발명은, 유체와 열매체의 열교환이 구현되도록 된 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유체와 열매체의 이동경로의 사이에 상변환물질을 배치하여, 상변환물질을 통한 간접열교환에 의해 유체와 열매체의 열교환을 수행하도록 함으로써, 상변환물질의 축열된 잠열에 의해 열매체의 지속적인 순환이 없어도 유체와 상변환물질이 열교환을 하도록 됨에 따라, 전체적인 에너지의 사용효율을 극대화할 수 있도록 된 열교환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger in which heat exchange between a fluid and a heat medium is realized and more particularly to a heat exchanger in which a phase change material is disposed between a fluid and a heat medium transfer path, The present invention relates to a heat exchanger capable of maximizing the utilization efficiency of energy as a result of heat exchange between a fluid and a phase change material even when there is no continuous circulation of the heat medium due to the latent heat accumulated in the phase change material .

일반적으로, 열교환기는 열매체가 순환사이클에 의해 순환하는 중에 유체와의 열접촉을 통해 열교환하여 유체의 열에너지를 원하는 목적에 따라 흡열 또는 가열하도록 된 것이다.Generally, a heat exchanger is heat exchanged through thermal contact with a fluid during circulation of the heat medium by a circulation cycle, so that the heat energy of the fluid is absorbed or heated according to a desired purpose.

이러한, 열교환기는 다양한 분야에 적용되고 있으며, 그 중 하나로, 압축공기(또는 배기가스) 중에 포함된 수분을 냉각하여 응축시킨 뒤, 제거하는 냉동식 공기건조기에 적용되어 사용된다. The heat exchanger is applied to various fields. One of the heat exchangers is applied to a freeze-type air dryer in which moisture contained in compressed air (or exhaust gas) is cooled, condensed and then removed.

이와 같은, 공기 건조기는, 유체(압축공기, 배기가스)의 이동경로 상에 저온의 열매체(냉매)를 통해 유체를 냉각시켜 내부에 함유된 수분을 냉각하여 응축한 후, 제거하여 유체를 건조하게 된다.In such an air dryer, a fluid is cooled through a low-temperature heating medium (refrigerant) on a moving path of fluid (compressed air and exhaust gas), and the water contained therein is cooled and condensed, do.

즉, 냉매를 이용하여 열교환기에서 압축공기를 냉각하여 내부의 응축된 수증기를 세퍼레이터(separator)를 통해 외부로 배출, 제거함으로써 건조공기를 만들게 된다.That is, the compressed air is cooled in the heat exchanger by using the refrigerant, and the condensed water vapor inside the condenser is discharged to the outside through a separator to remove the dry air.

이때, 응축수가 제거된 저온의 건조공기는 토출되기 전에 별도의 열교환공간에서 습공기와 또 한 번의 열교환을 수행하여 데워져 상대습도가 낮아지고 건조도는 추가적으로 높아지도록 할 수 있으며, 또한, 고온의 입구공기는 예냉되는 효과가 있어 냉매의 냉각 순환 시스템을 구성하는 증발기의 냉동부하를 줄일 수 있는 구성을 적용할 수도 있다. At this time, the low-temperature dry air from which the condensed water has been removed is subjected to another heat exchange with the humidifier in a separate heat exchange space before being discharged, so that the relative humidity can be lowered and the degree of drying can be further increased. The air can be precooled, and the refrigeration load of the evaporator constituting the cooling circulation system of the refrigerant can be reduced.

상기와 같은, 공기 건조기는, 냉매의 냉각순환(refrigerating circuit) 시스템을 통해 지속적으로 냉각된 상태로 상기 유체와 열교환하도록 되어 있는바, 부하가 0%에서 100%로 수시로 변동하는 공기 건조기의 부하 특성에 의해 상기 냉매의 냉각순환 시스템의 온(on)/오프(off) 제어를 통한 온도 조절이 힘든 문제점이 있다.The air dryer as described above is adapted to perform heat exchange with the fluid in a state in which it is continuously cooled through a refrigerating circuit system of the refrigerant. The load characteristic of the air dryer in which the load varies from 0% to 100% It is difficult to control the temperature by controlling the on / off state of the cooling circulation system of the refrigerant.

이에 따라, 기존에는 상기 냉매의 냉각순환 시스템을 상시 운전하면서 필요시 냉매를 바이패스(by-pass)시켜 온도를 조절하고 있는 실정이다.Accordingly, in the past, the refrigerant circulation system of the refrigerant is always operated, and the temperature is controlled by bypassing the refrigerant when necessary.

그러나, 이 경우에는 공기 건조기의 부하 특성에 따른 부하 값에 관계없이 냉매의 냉각순환 시스템이 상시 운전하기 때문에 에너지의 사용효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.However, in this case, since the cooling circulation system of the refrigerant always operates irrespective of the load value according to the load characteristics of the air dryer, there is a problem that the efficiency of energy usage is remarkably deteriorated.

그리고, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 축냉조와 펌프를 이용하여 간접냉각 방식으로 상기 냉매의 냉각순환 시스템의 온(on)/오프(off) 제어를 통해 온도를 조절하도록 된 공기 건조기가 제안되어 사용되고 있으며, 이 경우에는 글리콜의 현열을 이용하여 유체와의 열교환이 이루어지기 때문에 축냉조(탱크)가 크고 이를 열교환이 이루어지는 열교환기로 순환시키기 위한 별도의 펌프가 구비되어야만 하기 때문에 비용이 증대하는 문제점이 있었다.In order to solve the above-mentioned problems, there has been proposed an air dryer in which the temperature is controlled through the on / off control of the cooling circulation system of the refrigerant in an indirect cooling system using a shaft cooling apparatus and a pump In this case, since the heat exchange with the fluid is performed by using the sensible heat of the glycol, a separate pump for circulating the refrigerant to the heat exchanger in which the tank is large and the heat exchanger is required to be provided, There was a problem.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 유체와 열매체의 이동경로의 사이에 상변환물질을 배치하여, 상변환물질을 통한 간접열교환에 의해 유체와 열매체의 열교환을 수행하도록 함으로써, 상변환물질의 축열된 잠열에 의해 열매체의 지속적인 순환이 없어도 유체와 상변환물질이 열교환을 하도록 됨에 따라, 전체적인 에너지의 사용효율을 극대화할 수 있도록 된 열교환기를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for disposing a phase change material between a fluid and a transfer path of a heat medium, And a heat medium is exchanged between the fluid and the phase change material by the latent heat of the phase change material, the heat exchanger can maximize the utilization efficiency of the whole energy as the fluid and the phase change material heat exchange without the continuous circulation of the heat medium .

본 발명은, 특히 공기 건조기에 적용되어 열을 흡수하여 녹거나 열을 배열하여 얼도록 된 상변환물질(phase changing material)의 잠열을 이용한 축냉효과를 극대화시켜 별도의 축냉조와 펌프가 없더라도 원활하게 유체의 열교환을 구현하도록 됨에 따라, 특히 공기 건조기에 적용되어 일반적인 간접 냉각식 공기건조기보다 저렴한 비용으로 운전될 뿐만 아니라, 축냉용량이 기존의 간접 냉각식 공기건조기보다 커서 냉매의 냉각 순환 시스템의 내구성에 치명적인 잦은 온/오프 제어를 개선할 수 있어, 내구성을 획기적으로 개선할 수 있도록 된 열교환기를 제공하는 것에 있다.In particular, the present invention is applied to an air dryer to maximize a cooling effect by using latent heat of a phase changing material which is absorbed and melted or arranging heat to freeze, As fluid heat exchange is implemented, it is applied to air driers in particular, and is operated at a lower cost than general indirect cooling type air driers. Moreover, since the cooling capacity is larger than that of conventional indirect cooling type air driers, the durability of the cooling circulation system And it is an object of the present invention to provide a heat exchanger capable of improving fatal frequent on / off control and dramatically improving durability.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열교환기는, 유체와 열매체가 이동하는 관통공이 형성된 격판을 가지는 다수의 플레이트들이 상기 격판의 일측에 유체 및 열매체가 각각 이동하는 사이 간극을 가지면서 적층되고, 상기 관통공들을 각각 연결하는 연결체를 통해 상기 사이 간극들을 선택적으로 연결하여 유체 및 열매체가 각각 독립적으로 이동하는 각각의 통로들을 구성하도록 되며; 상기 유체 및 열매체가 이동하는 각각의 통로를 구성하는 사이 간극들의 사이에는, 상변환물질이 수용된 사이 간극이 위치되면서 배치되어 상기 상변환물질을 통해 상기 유체와 열매체 간의 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.
상기한 상변환물질이 수용된 사이 간극은 2열의 사이 간극으로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the heat exchanger of the present invention has a plurality of plates each having a diaphragm formed with a through hole through which a fluid and a heat medium move, a plurality of plates having a gap between the fluid and the heat medium, And selectively connecting the interstices through a connecting member connecting the through-holes, thereby forming respective passages in which the fluid and the heating medium move independently of each other; Wherein a gap is formed between the fluid and the gap between the fluids and the gap between the fluids and the space between the fluids and the heat medium. do.
And a gap between the phase-change material and the phase-transition material is formed between the two rows.

상기한 상변환물질은 파라핀으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The phase-change material is characterized by being made of paraffin.

상기한 연결체는, 링(ring) 형태를 가지는 연결링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The connecting body is characterized in that it is formed of a connecting ring having a ring shape.

상기한 연결체는, 상기 관통공의 주변부에서 타 플레이트를 구성하는 격판측 방향으로 연장되어 밀착되는 연장돌부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The connecting body is formed of an extending protrusion which is extended in the direction of the partition plate constituting the other plate at the peripheral portion of the through hole and is closely contacted.

상기한 연결체는, 링(ring) 형태를 가지는 연결링으로 이루어지며, 상기 연결링은 상기 관통공의 주변부에서 타 플레이트를 구성하는 격판측 방향으로 파여진 수용홈을 가지는 연장돌부의 수용홈에 수용되며, 상기 연장돌부의 돌출된 면은 타 플레이트를 구성하는 격판의 관통공 주변면에 밀착되도록 된 것을 특징으로 한다.The connecting member is formed of a connecting ring having a ring shape, and the connecting ring is formed in a receiving groove of an extending protruding portion having a receiving groove formed in the direction of the partition plate constituting the other plate at the peripheral portion of the through- And the protruding surface of the extended protrusion is brought into close contact with the peripheral surface of the through hole of the diaphragm constituting the other plate.

상기한 격판에는 요철이 형성된 것을 특징으로 한다.The above-mentioned diaphragm is characterized in that unevenness is formed.

상기한 요철은 상기 격판의 중심에서 양단으로 갈수록 경사각을 형성하면서 형성되되, 유체와 열매체가 이동하는 방향으로 중앙부위가 꼭지점을 형성하도록 된 것을 특징으로 한다.The concavities and convexities are formed at an inclination angle from the center of the diaphragm to both ends of the diaphragm, and the center portion forms a vertex in a direction in which the fluid and the heating medium move.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 열교환기는, 다수의 플레이트가 상변환물질을 사이에 마련하면서 유체와 열매체가 이동하는 통로를 구성하면서 적층됨에 따라, 상기 유체와 열매체간의 열교환이 상기 상변환물질의 잠열을 통해 간접적으로 이루어지도록 되어 있어, 상변환물질의 축열된 잠열에 의해 열매체의 지속적인 순환이 없어도 유체와 상변환물질이 열교환을 하도록 됨에 따라, 전체적인 에너지의 사용효율을 극대화할 수 있는 효과를 가진다.The heat exchanger of the present invention as described above is characterized in that heat exchange between the fluid and the heat medium is caused by latent heat of the phase change material as a plurality of plates are stacked while forming a passage through which the fluid and the heat medium move, The fluid and the phase change material are heat-exchanged even if the heat medium is not continuously circulated by the latent heat of the phase change material. Therefore, the efficiency of using the entire energy can be maximized.

특히, 공기 건조기에 적용될 경우, 상기 상변환물질의 잠열을 이용한 축냉효과를 극대화함에 따라, 별도의 축냉조와 펌프가 없더라도 원활하게 유체의 열교환을 구현하게 되어 종래의 간접 냉각식 공기건조기보다 저렴한 비용으로 운전될 뿐만 아니라, 축냉용량이 기존의 간접 냉각식 공기건조기보다 커서 냉매의 냉각 순환 시스템의 내구성에 치명적인 잦은 온/오프 제어를 개선하여, 내구성을 획기적으로 개선할 수 있는 효과를 가진다.In particular, when the present invention is applied to an air dryer, it maximizes the cooling effect by using the latent heat of the phase change material. Therefore, the heat exchange of the fluid can be smoothly performed even without the separate cooling and pump, And the on / off control is frequent, which is more durable to the cooling circulation system of the refrigerant than the conventional indirect cooling type air drier. Thus, the durability can be remarkably improved.

이와 더불어, 유체와 열매체의 사이에 상변환물질이 배치되는 구성을 단순한 구조를 통해 구현하고 대량생산이 용이함에 따라 경제적으로 제공할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention has the effect of providing a structure in which a phase change material is disposed between a fluid and a heating medium through a simple structure, and economically providing mass production.

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 열교환기가 적용된 공기건조기를 보인 개략 사시 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 열교환기가 적용된 공기건조기를 보인 개략 사시 예시도.
도 3 및 도 4는, 본 실시 예에 의한 열교환기를 구성하는 플레이트의 일 예를 보인 개략 단면 예시도.
도 5는, 본 실시 예에 의한 열교환기를 구성하는 플레이트 및 연결링의 결합상태를 보인 개략 단면 예시도.
도 6은, 본 실시 예에 의한 열교환기의 일 부위를 확대하여 보인 일부 발췌 단면 예시도.
도 7은, 본 실시 예에 의한 열교환기에서 유체가 이동하는 통로를 보인 개략 예시도.
도 8은, 본 실시 예에 의한 열교환기에서 열매체가 이동하는 통로를 보인 개략 예시도.
도 9 내지 도 11은, 본 실시 예에 의한 열교환기를 구성하는 플레이트의 다른 예를 보인 개략 예시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view showing an air dryer to which a heat exchanger according to an embodiment of the present invention is applied; FIG.
2 is a schematic perspective view showing an air dryer to which a heat exchanger according to the present embodiment is applied;
Fig. 3 and Fig. 4 are schematic cross-sectional exemplary views showing an example of a plate constituting the heat exchanger according to the present embodiment. Fig.
Fig. 5 is a schematic cross-sectional exemplary view showing a state of engagement of a plate and a connecting ring constituting a heat exchanger according to the present embodiment. Fig.
FIG. 6 is an enlarged partial cross-sectional view of one portion of a heat exchanger according to the present embodiment. FIG.
Fig. 7 is a schematic view showing a passage through which a fluid moves in the heat exchanger according to the present embodiment; Fig.
8 is a schematic view showing a passage through which a heating medium moves in a heat exchanger according to the present embodiment.
Figs. 9 to 11 are schematic views showing another example of the plate constituting the heat exchanger according to the present embodiment. Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 열교환기를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1 내지 도 8은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 열교환기를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 열교환기(1)는, 유체와 열매체가 각각 이동하는 공간상에서 열교환을 하도록 된 것으로, 주로 수분이 함유된 유체(압축공기,배기가스)의 열을 냉온의 열매체(냉매)에서 흡열하여, 수분을 응축시켜 제거함으로써 공기를 건조하는 공기 건조기에 적용된다.1 to 8 illustrate a heat exchanger according to an embodiment of the present invention. The heat exchanger 1 according to the present embodiment is adapted to perform heat exchange on a space where a fluid and a heating medium respectively move, The present invention is applied to an air dryer in which heat of a fluid (compressed air, exhaust gas) containing moisture is absorbed by a heating medium (coolant) in a cold state, and water is condensed and removed to dry the air.

즉, 유체(압축공기, 배기가스)에 대하여 냉온의 열매체(냉매)가 상호 간의 열교환을 통해 유체의 열을 흡수하여 수분의 응축함으로써 건조하게 된다.That is, the cooling medium (refrigerant) for cooling the fluid (compressed air and exhaust gas) absorbs the heat of the fluid through mutual heat exchange and condenses moisture to dry.

상기에서 냉온의 열매체(냉매)는, 별도의 공지된 기술이 적용된 냉각 순환 시스템에 의해 냉각된 후 재순환되어 지속적으로 투입되는 유체와 열접촉을 통해 열교환하도록 되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the cooling medium (coolant) is cooled by a cooling circulation system to which another known technique is applied, and is then heat-exchanged through thermal contact with the continuously recycled fluid.

이러한 본 실시 예에 의한 열교환기(1)는, 상기 유체 및 열매체가 이동하는 관통공(21)이 다수 개가 형성된 격판(22)을 가지는 다수의 플레이트(2)들이 상기 격판(22)의 일측에 유체 및 열매체가 이동하는 사이 간극(23)을 가지면서 적층된다.The heat exchanger 1 according to the present embodiment includes a plurality of plates 2 having a diaphragm 22 having a plurality of through holes 21 through which the fluid and the heating medium move, And a gap 23 is formed between the fluid and the heating medium.

즉, 상기 플레이트(2)들이 사이 간극(23)을 가지면서 끼움 결합되며, 상기 관통공(21)을 통해 사이 간극(23)들이 서로 연결된다.That is, the plates 2 are fitted together with the interstices 23, and the interstices 23 are connected to each other through the through-holes 21.

이에 따라, 상기 사이 간극(23)들을 유체 및 열매체가 경유하면서 이동하게 된다.As a result, the interstices 23 move through the fluid and the heat medium.

상기에서 플레이트(2)는 상기 격판(22)과 상기 격판(22)의 외주면에서 상기 사이 간극(23) 측방향으로 연장형성된 측벽(24)을 포함하여 이루어지며, 상기 격판(22)과 상기 측벽(24)들의 사이 공간에 상기 사이 간극(23)이 형성되며, 상기 측벽(24)은 종단으로 갈수록 외측방향으로 경사진 경사면으로 이루어져, 다수의 플레이트(2)가 적층될 때, 끼움 결합이 용이하게 이루어지도록 되는 것이 가장 바람직하다.The plate 2 includes a partition wall 22 and side walls 24 extending in the direction of the gap 23 between the partition wall 22 and the partition wall 22. The partition wall 22, The gap 23 is formed in the space between the plates 24 and the side wall 24 is formed as an inclined surface that is inclined outwardly toward the end so that when the plates 2 are stacked, And most preferably,

상기에서 관통공(21)은, 상기 격판(22) 상에서 상하 좌우 네 모서리부위에 각각 형성되며, 유체 및 열매체가 상측과 하측의 관통공(21)들 사이를 통해 이동하도록 되는 것이 바람직하며, 각각 좌측 및 우측에 형성된 관통공(21)들을 유체 및 열매체가 각각 독립적인 공간을 가지면서 이동하도록 되는 것이 바람직하다.The through holes 21 are formed at the upper, lower, right, and left four corners of the diaphragm 22, and the fluid and the heating medium are allowed to move through the upper and lower through holes 21, It is preferable that the through holes 21 formed on the left and right sides are made to move with the fluid and the heating medium having independent spaces, respectively.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열교환기(1)는, 상기 관통공(21)들을 각각 연결하는 연결체(3)를 통해 상기 사이 간극(23)들을 선택적으로 연결하여 상기 유체 및 열매체가 각각 독립적으로 이동하는 유체통로(7)와 열매체통로(8)들을 구성하도록 되어 있다.The heat exchanger 1 according to the present embodiment thus configured selectively connects the interstices 23 through the connecting bodies 3 connecting the through holes 21 so that the fluid and the heating medium are independently So as to constitute the fluid passage (7) and the heating medium passage (8).

즉, 상기 연결체(3)를 통해 선택된 상기 관통공(21)들을 연결함과 아울러, 관통공(21)들과 사이 간극(23)들을 공간적으로 분리하여 선택된 관통공(21)과 선택된 사이 간극(23)들이 서로 연통되도록 하여 유체통로(7) 및 열매체통로(8)를 구성하게 된다.That is, the through holes 21 selected through the connector 3 are connected and the through holes 21 and the gaps 23 are spatially separated so that the selected through holes 21 and the selected gap (23) are communicated with each other to constitute the fluid passage (7) and the heating medium passage (8).

이에 따라, 배열된 사이 간극(23)들 중에서 선택된 위치의 사이 간극(23)들만 연결하여 유체통로(7) 및 열매체통로(8)를 구성할 수 있게 된다.As a result, only the gaps 23 between the arranged gaps 23 can be connected to constitute the fluid passage 7 and the heating medium passage 8.

따라서, 유체통로(7) 및 열매체통로(8)들을 지그재그 형태로 형성할 수 있음은 물론, 서로 대면하는 위치에 각각 형성할 수 있어 열교환효율을 구조적으로 높일 수 있다.Accordingly, the fluid passage 7 and the heating medium passage 8 can be formed in a zigzag shape, and at the positions facing each other, the heat exchange efficiency can be structurally enhanced.

상기에서 연결체(3)는, 링(ring) 형태를 가지는 연결링(31)으로 이루어져, 상기 관통공(21)들을 외부와 밀폐하면서 연결하도록 될 수 있으며, 상기 관통공(21)의 주변부에서 타 플레이트(2)를 구성하는 격판(22)측 방향으로 연장되어 밀착되는 연장돌부(32)로 이루어져 상기 관통공(21)들을 외부와 밀폐하면서 연결하도록 될 수도 있다. The connecting member 3 may be a connecting ring 31 having a ring shape so that the through holes 21 can be connected to the outside while being hermetically sealed. In the peripheral portion of the through hole 21, And an extension protruding portion 32 extending in the direction of the partition plate 22 constituting the other plate 2 so as to be in close contact with the through-holes 21 to seal the outside.

바람직하게는, 링(ring) 형태를 가지는 연결링(31)이 상기 관통공(21)의 주변부에서 타 플레이트(2)를 구성하는 격판(22)측 방향으로 파여진 수용홈(33)을 가지는 연장돌부(32)의 수용홈(33)에 수용되는 구조로 이루어지고, 상기 연장돌부(32)의 돌출된 면은 타 플레이트(2)를 구성하는 격판(22)의 관통공(21) 주변면에 밀착되도록 되도록 형성된 구조를 가지는 것이 가장 바람직하다.The connecting ring 31 having a ring shape preferably has a receiving groove 33 formed in the peripheral portion of the through hole 21 in the direction toward the partition plate 22 constituting the other plate 2 And the protruded surface of the extending protrusion 32 is formed so as to be in contact with the peripheral surface of the through hole 21 of the partition plate 22 constituting the other plate 2 It is most preferable to have a structure formed so as to be in close contact with the substrate.

한편, 상기한 격판(22)에는, 도 9 내지 도 11에서 도시된 바와 같이, 다수의 요철(4)이 형성되어, 이동되는 유체 및 열매체와 격판(22)과의 접촉면적을 향상시켜 열교환효율을 증대하도록 되는 것이 바람직하며, 상기한 요철(4)은 상기 격판(22)의 중심에서 양단으로 갈수록 경사각을 형성하면서 형성되되, 유체 및 열매체가 이동하는 방향으로 중앙부위가 꼭지점을 형성하도록 되는 것이 가장 바람직하다.9 to 11, a large number of irregularities 4 are formed in the diaphragm 22 to improve the contact area between the moving fluid and the heat medium and the diaphragm 22, thereby improving the heat exchange efficiency The concavities and convexities 4 are formed so as to form inclined angles from the center of the diaphragm 22 toward both ends of the diaphragm 22 so that the central portion forms apexes in the direction in which the fluid and the heating medium move Most preferred.

이에 따라, 사이 간극(23)을 이동하는 유체 및 열매체가 타 사이 공간과의 열교환면적을 효율적으로 증대시켜 열교환효율을 증대함은 물론, 이동되는 유체 및 열매체와 격판(22)과의 접촉면적을 증대시켜 대상 공기 중에 함유된 수분의 응축면적을 효율적으로 향상시키게 된다.Accordingly, the fluid and the heat medium moving through the gap 23 effectively increase the heat exchange area with the inter-rim space to thereby increase the heat exchange efficiency and increase the contact area between the moving fluid and the heat medium and the partition 22. [ So that the condensation area of water contained in the object air can be efficiently improved.

따라서, 공기의 건조 효율이 향상된다.Thus, the air drying efficiency is improved.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열교환기(1)에서, 상기 유체통로(7) 및 열매체통로(8)를 구성하는 사이 간극(23)들의 사이에는, 상변환물질(5)이 수용된 사이 간극(23)이 위치되면서 배치되어 상기 상변환물질(5)을 통해 상기 유체와 열매체간의 열교환이 이루어지도록 되어 있다.In the heat exchanger 1 according to the present embodiment having the above-described structure, between the interstices 23 constituting the fluid passage 7 and the heating medium passage 8, (23) are positioned to heat exchange between the fluid and the heat medium through the phase change material (5).

즉, 열매체(냉매)와 유체(압축공기, 배기가스)의 사이에 상기 상변환물질(5)을 배치하여, 직접적인 열교환이 이루어지는 것이 방지하고, 상기 상변환물질(5)을 통해 간접적인 열교환이 이루어지도록 되어 있어, 상변환물질의 축열된 잠열에 의해 열매체의 지속적인 순환이 없어도 유체와 상변환물질이 열교환을 하도록 됨에 따라, 전체적인 에너지의 사용효율을 극대화할 수 있다.That is, the phase change material 5 is disposed between the heating medium (refrigerant) and the fluid (compressed air, exhaust gas) to prevent direct heat exchange, and indirect heat exchange through the phase change material 5 The fluid and the phase-change material are heat-exchanged even if the heat medium is not continuously circulated by the latent heat of the phase-change material. Therefore, the efficiency of using the entire energy can be maximized.

특히, 공기 건조기에 적용될 경우, 상기 상변환물질의 잠열을 이용한 축냉효과를 극대화함에 따라, 별도의 축냉조와 펌프가 없더라도 원활하게 유체의 열교환을 구현하게 되어 종래의 간접 냉각식 공기건조기보다 저렴한 비용으로 운전될 뿐만 아니라, 축냉용량이 기존의 간접 냉각식 공기건조기보다 커서 냉매의 냉각 순환 시스템의 내구성에 치명적인 잦은 온/오프 제어를 개선하여, 내구성을 획기적으로 개선할 수 있다.In particular, when the present invention is applied to an air dryer, it maximizes the cooling effect by using the latent heat of the phase change material. Therefore, the heat exchange of the fluid can be smoothly performed even without the separate cooling and pump, And the on / off control which is more serious than the conventional indirect cooling type air drier, which is critical to the durability of the cooling circulation system of the refrigerant, is improved and the durability can be remarkably improved.

상기에서, 상변환물질(5)은 파라핀으로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 상변환물질(5)이 수용되는 사이 간극(23)을 구성하는 플레이트(2)에는, 도 6에서 도시된 바와 같이, 상변환물질(5)을 주입하는 주입공(25)이 형성되는 것이 바람직하다.6, the phase change material 5 is preferably made of paraffin, and the plate 2 constituting the gap 23 between which the phase change material 5 is accommodated, An injection hole 25 for injecting the conversion material 5 is preferably formed.

미설명 부호, '11'은 '쎄퍼레이터(separator)'이고, '12'는 '오일필터'이다.'11' is 'separator', and '12' is 'oil filter'.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 열교환기의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effect of the heat exchanger according to the present embodiment will be described in detail.

본 실시 예에 의한 열교환기(1)는, 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 주로 대상 공기(압축공기, 배기가스)의 열을 흡수하여 함유된 수분을 제거하는 공기 건조기(10)에 적용되는 것으로, 도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 유체(대상공기)가 이동하는 유체통로(7)와 냉온의 열매체(냉매)가 이동하는 열매체통로(8)들의 사이에 상변환물질(5)이 배치되어, 열교환이 급격히 이루어지지 않고, 상기 상변환물질(5)을 통해 간접적으로 이루어지면서, 유체(대상공기)의 열을 흡열하게 된다.As shown in Figs. 1 and 2, the heat exchanger 1 according to this embodiment mainly includes an air dryer 10 for absorbing heat of target air (compressed air, exhaust gas) and removing moisture contained therein As shown in FIGS. 7 and 8, a phase-change material (liquid) is introduced between the fluid passage 7 through which the fluid (target air) moves and the heating medium passages 8 through which the cooling medium (coolant) 5) are arranged so that heat exchange is not abruptly performed but indirectly through the phase change material 5, and the heat of the fluid (target air) is absorbed.

이에 따라, 유체(대상공기)에 함유된 수분이 응축된 후, 별도의 쎄퍼레이터(separator)를 통해 외부로 배출 제거되어 유체가 건조된다.Accordingly, the moisture contained in the fluid (target air) is condensed and then discharged to the outside through a separate separator to dry the fluid.

상술한 바와 같이 본 실시 예에 의한 열교환기(1)는, 다수의 플레이트(2)가 상변환물질(5)을 사이에 마련하면서 유체 및 열매체가 이동하는 유테통로(7) 및 열매체통로(8)를 구성하는 사이 간극(23)을 가지면서 적층됨에 따라, 상기 상변환물질(5)을 통해 상기 유체 및 열매체 간의 열교환이 이루어지도록 되어 있어, 전체적인 에너지의 사용효율을 극대화하도록 된 것을 기술적 구성의 특징으로 한다.As described above, the heat exchanger 1 according to the present embodiment is configured such that the plurality of plates 2 are provided with the phase change material 5 therebetween while the fluid and the heating medium pass through the fluid passage 7 and the heating medium passage 8 The heat exchange between the fluid and the heat medium is performed through the phase change material 5, thereby maximizing the use efficiency of the entire energy. .

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and equivalent arrangements may be made therein without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. . Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 열교환기 10 : 공기 건조기
11 : 쎄퍼레이터 12 : 오일필터
2 : 플레이트 21 : 관통공
22 : 격판 23 : 사이 간극
24 : 측벽 25 : 주입공
3 : 연결체 31 : 연결링
32 : 연장돌부 33 : 수용홈
4 : 요철 5 : 상변환물질
7 : 유체통로 8 : 열매체통로1: Heat exchanger 10: Air dryer
11: Separator 12: Oil filter
2: plate 21: through hole
22: diaphragm 23: clearance between
24: side wall 25: injection hole
3: connector 31: connecting ring
32: extension protrusion 33: receiving groove
4: uneven 5: phase change material
7: fluid passage 8: heating medium passage

Claims (9)

유체 및 열매체가 이동하는 관통공이 형성된 격판 및 측벽을 가지는 다수의 플레이트들이 상기 격판의 일측에 유체 및 열매체가 이동하는 사이 간극을 가지면서 적층되고, 유체 및 열매체가 각각 독립적으로 이동하는 각각의 통로들을 구성하도록 되며,
상기 유체 및 열매체가 이동하는 각각의 통로를 구성하는 사이 간극들의 사이마다, 열을 흡수하여 녹거나 열을 배열하여 얼도록 되는 상변환물질이 수용된 사이 간극이 위치되면서 배치되어 상기 상변환물질의 잠열을 통해 상기 유체 및 열매체간의 간접적 열교환이 이루어지고,
상기 상변환물질이 수용된 사이 간극은 2열의 사이 간극으로 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.A plurality of plates having a diaphragm and a sidewall on which the fluid and the heat medium move are formed are laminated with a gap between the fluid and the heat medium moving on one side of the diaphragm and the respective passages in which the fluid and the heat medium respectively move independently Lt; / RTI >
Wherein the fluid and the heat medium are arranged in such a manner that a gap is formed between the spaces between the fluids and the spaces constituting the respective passages through which the phase change material is melted by absorbing and melting heat or arranging the heat, Indirect heat exchange is performed between the fluid and the heating medium,
And a gap between the phase-change material and the phase-change material is formed between two rows of the gap. 제1항에 있어서, 상기한 상변환물질은 파라핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger according to claim 1, wherein the phase-change material is made of paraffin. 제1항에 있어서, 유체 및 열매체가 각각 독립적으로 이동하는 각각의 통로들은 상기 관통공들을 각각 연결하는 연결체를 통해 상기 사이 간극들을 선택적으로 연결하여 구성되고, 상기 연결체는, 링(ring) 형태를 가지는 연결링과, 관통공의 주변부에서 타플레이트를 구성하는 격판측 방향으로 연장되어 밀착되는 연장돌부로 이루어지고, 상기 연결링은, 상기 관통공의 주변부에서 타 플레이트를 구성하는 격판측 방향으로 파여진 수용홈을 가지는 연장돌부의 수용홈에 수용되며, 상기 연장돌부의 돌출된 면은, 타 플레이트를 구성하는 격판의 관통공 주변면에 밀착되도록 된 것을 특징으로 하는 열교환기.[2] The apparatus according to claim 1, wherein each of the passages through which the fluid and the heating medium move independently is configured by selectively connecting the interstices through a connecting member connecting the through holes, And a connecting ring extending in the direction of a partition plate and constituting another plate at a peripheral portion of the through hole, wherein the connection ring is formed in a peripheral portion of the through hole in a partition plate side direction And the protruded surface of the extended protrusion is brought into close contact with the peripheral surface of the through hole of the diaphragm constituting the other plate. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 상변환물질이 수용되는 사이 간극을 구성하는 플레이트에는, 상기 상변환물질을 주입하도록 된 주입공이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.2. The heat exchanger according to claim 1, wherein an injection hole for injecting the phase change material is formed in a plate forming a gap between the phase change material and the phase change material. 제1항에 있어서, 상기 격판에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger according to claim 1, wherein the diaphragm is provided with concave and convex portions. 제7항에 있어서, 상기 요철은, 상기 격판의 중심에서 양단으로 갈수록 경사각을 형성하면서 형성되되, 유체 및 열매체가 이동하는 방향으로 중앙부위가 꼭지점을 형성하도록 된 것을 특징으로 하는 열교환기.The heat exchanger according to claim 7, wherein the concavities and convexities are formed while forming an inclination angle from the center of the diaphragm to both ends, and the central portion forms a vertex in a direction in which the fluid and the heating medium move. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 열교환기를 포함하는 공기 건조기.An air dryer comprising a heat exchanger according to any one of claims 1, 2, 3, 6, 7 and 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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