KR20000035597A - 전열판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기통로용 공간이 있는 전열판 제조방법에 관한 것이다. 상기 전열판은 가열된 합성물질, 특히 합성물질포일로 압축공기를 이용하여 디프드로잉방식(deep drawing method)으로 제조된다. 전열판의 공기통로용 공간은 축연장선의 적어도 일부에 측면변위가 나타나는 유동채널을 형성한다. 상기 전열판이 적층될 때, 상기 측면변위는 상부 또는 하부에 위치된 플레이트의 유동채널의 에지에 인접한다.

Description

전열판 및 그 제조방법 {Heat transfer plate and method of producing heat transfer plates}

본 발명은 전열판 및 전열수단용 플레이트의 제조방법에 관한 것이다.

가장 신규한 응용을 위하여 전열수단을 사용하는 것으로 알려져 있다. 기본작동 모드는 고온 매개체가 저온 용매에 의하여 냉각되며, 저온 용매는 고온 용매에 의하여 가열되는 것이다. 이는 대개 용매들의 접촉없이 이루어진다. 예를 들어, 가정집에서 사용된다면, 유입되는 찬 공기는 유출되는 따뜻한 공기에 의하여 전열수단내에서 가열된다. 이러한 형태의 전열수단은 독일 특허번호 제 43 33 904호에 개시되어있다. 상기 전열수단은 평행한 유동채널을 따라 흐르는 두 줄기 유체용으로 제작된 것으로, 플레이트들이 층층이 쌓인 횡단면과 굴곡이 있는 측면으로 이루어 진다. 따라서, 위쪽에 위치한 플레이트는 아래에 위치한 플레이트의 유동채널을 덮는다. 다른 유체들이 측면에 인접한 유동채널을 통과할 수도 있다. 상기 플레이트들은 얇은 금속시트로 제조된 것이다. 상기 굴곡이 있는 측면을 규격대로 제조하는데 많은 노력이 필요하다.

독일 특허 제 296 20 248 U1호는 합성물질 또는 금속시트로 된 역류 전열수단을 개시하고 있다. 상기 전열수단은 측면 포일 플레이트로 구성되어 있다. 포일플레이트의 횡단측면은 지그재그형이며, 두 판들의 측면 상부는 서로 인접하고, 크기와 너비가 두 배로 큰 톱니가 규칙적으로 형성됨으로써 측면이 서로 맞물리지 않는다. 차후의 판은 상기 톱니위에 지지된다. 상기 지그재그형 횡단측면은 열 전도를 위하여 비교적 적은 표면을 제공한다. 높이가 두 배나 높은 톱니의 형성으로, 더욱 많은 표면들이 열 전도를 위하여 상실된다.

게다가, 영국특허 제 1 336 448 호는 쌍쌍이 결합된 플레이트 더미로 이루어진 전열수단을 개시하고 있다. 상기 플레이트들의 횡단면은 굴곡있는 측면을 드러낸다. 유동채널은 두 개의 플레이트가 연결되어 형성된다. 굴곡이 있는 횡단측면은 열전도를 위하여 작은 표면을 제공한다. 게다가 서로 교차하는 유동은 역류 전열수단과 비교하면 더욱 적은 열의 유동량을 수행한다.

본 발명의 목적은 전열수단용 플레이트 제조방법 및 상기 플레이트의 측면의 최적의 열 전도와 플레이트의 안정적인 적층 배치를 향상시키는데 있다.

본 발명의 목적은 전열수단용 플레이트 제조방법에 의하여 수행된다. 유체 통로용 공간을 가지고 있으며, 합성물질 특히, 합성물질 포일로 디프드로잉방식 (deep drawing method)을 통하여 생산되며, 상기 디프드로잉방식은 압축공기를 사용하여 실행된다. 적절한 유체는 액체 및 가스, 특히 공기이다. 상기 디프드로잉방식으로 성형하고 늘리는데는 금속보다 합성물질이 용이하다. 합성물질 포일 또는 합성물질이 더욱 가열된다면, 금속포일이나 금속에 비하여 디프드로잉방식으로 성형하는데 더욱 용이하다. 압축공기를 사용함으로써, 성형도구에 가해지는 압력 진공기술로 실행된 값의 8-9배의 값으로 실행된다는 장점이 있다. 따라서, 더욱 정확한 성형이 수행 가능해졌다. 높은 압력으로 복잡한 기하학 무늬가 있는 플레이트 측면의 생산이 가능해짐으로써 커다란 열전도표면이 발생한다. 게다가, 이러한 고압은 PVC보다는 환경친화적인 합성물질의 사용을 가능케 했다. 이러한 점에서, 압축공기의 도움으로 수행된 (진공)디프드로잉은 고압 또는 플라즈마-디프드로잉 (high pressure or plasma-deep drawing)이라고 불린다.

성형될 합성물질 포일은 일정한 스트레칭과 정확한 성형을 위하여 본 발명에 따른 방법에 이용된 압축공기로 약간 가열되어야 한다. 가공되어야 할 합성물질 포일은 일정한 강도로 성형되도록 성형도구의 표면에서 약간 냉각되어야 한다.

본 발명의 바람직한 응용에 있어서, 합성물질 포일은 본 발명에 의한 초기물질에 비하여 80%-300%로 스트레치된다. 따라서, 초기 물질에 비하면 거의 세 배에 가까운 열 전도에 적당한 표면이 생산된다. 게다가, 포일의 벽두께는 스트레칭으로 급감하여 전열수단으로 유입되는 두 용매 사이의 열 전도가 더욱 좋아진다.

본 발명의 또 다른 응용은 불연성 폴리프로필렌이 합성물질 포일로 사용될 수 있다. 게다가, 폴리프로필렌은 PVC보다 좋은 열전도성과 온도 안정성을 갖는다. 폴리스티롤, 폴리에틸렌, 메타크릴레이트, 또는 폴리카보네이트 등의 합성물질이 대체될 수도 있다.

본 발명의 신규한 변형은 상기 플레이트가 전면에지와 측면에지에서 서로 인접하여 유체를 밀봉하는 방식으로 결합한다는 것이다. 이런 식으로라면, 용매는 혼합되지 않는다.

본 발명의 다른 변형은 플레이트들이 접착, 압축, 열용접, 펄스 용접, 초음파 또는 진동용접에 의해 결합된다는 특징이 있다. 이것은 플레이트의 밀폐결합을 보장한다.

게다가, 본 발명 전열수단은 플레이트들간의 상호지지력이 좋으며 유동채널에서 고압으로 사용될 수 있다는 특징이 있다. 상기 방식으로 생산된 전열수단은 금속 전열수단보다 수명이 길다.

상기 플레이트의 실시예에서 유체통로용 공간은 축의 너비의 적어도 일부를 따라 측면변위가 나타나는 유동채널을 형성하며, 상기 측면변위는 플레이트가 적층되었을 때 위쪽 또는 아래에 위치된 플레이트의 유동채널의 에지에 인접한다는 특징이 있다. 상기 측면변위는 채널의 유동이 상기 측면변위에 의하여 상실된다는 장점을 가지고 있다. 이러한 차단은 전열값을 증가시키는 유동용매에 소란을 일으킨다.

게다가, 상기 변위는 유동경로를 연장시킨다. 그로인하여 연장된 유동경로는 전열수단내에서의 체류시간을 증가시키며 열전도시간도 증가시킨다. 측면변위의 또 다른 장점은 상부에 위치한 두 개의 플레이트가 서로 맞물리지 않도록 한다는 점이다. 상기 변위는 비교적 짧은 거리 또는 플레이트의 전거리에 이른다. 유동채널은 대개 서로 평행하게 연장한다.

바람직한 실시예에 있어서, 유동채널은 일직선, 지그재그, 커브형 또는, 수평 또는 수직으로 연장한다. 상기 형태의 유동채널은 용매를 일직선 방향에서 편향시킴으로써 다시 소란을 일으켜 전열값을 증가시킨다. 상기 편향은 용매가 전열수단에 머무르는 시간을 연장하며 그로인하여 전열시간도 연장시킨다.

또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 유동채널이 서로 교차하여 적층된다. 교차점에서 상기 용매는 일 평면에서 타 평면으로 이동할 수 있으며, 그로인하여 나선형유동을 발생시킨다. 상기 결합에 있어서, 유동채널의 방향은 전열수단을 통과하는 서로 다른 용매가 혼합하지 않는 방식, 상세하게는 일 평면내에서, 두 평면사이에서도 서로 섞이지 않는 방식으로 선택된다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 몇 개의 플레이트로 이루어진 전열수단의 사시도.

도 2는 두 채널의 측면 사시도.

도 3은 측면변위를 갖고 적층된 세 개의 플레이트의 채널측면에서 본 횡단면.

도 4는 각진 채널을 갖는 플레이트의 사시도.

도 5는 굴곡이 있는 채널을 갖는 플레이트의 평면도.

도 6은 채널이 지그재그형으로 놓이며, 아래쪽의 채널은 점선으로 표시되는 플레이트의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 전면 에지 2:측면 에지

10: 전열수단 11: 플레이트

12: 플레이트 13: 플레이트

14: 플레이트 15: 플레이트

16: 베이스면 17: 주변벽

18: 에지 19: 최단면

20: 최단면 30: 상부채널측면

31: 하부채널측면 32: 유동채널

33: 우측변위 34: 좌측변위

35: 채널측면 40: 변위(33)의 에지

41: 변위(34)의 에지 50: 지그재그형 채널측면

51: 유동채널 52: 전방

53: 중앙 54: 후방

60: 굴곡이 있는 유동채널

70: 지그재그형 유동채널(상부 플레이트)

71: 지그재그형 유동채널(하부 플레이트)

72: 교차점

본 발명 전열수단용 플레이트의 실시예는 도식화된 도면 및 첨부한 명세서에 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 플레이트들로 이루어진 전열수단의 사시도이다.

도 2는 두 채널 측면의 사시도이다.

도 3은 측면변위를 갖는 적층된 세 개의 플레이트의 채널측면에서 본 횡단면을 나타낸다.

도 4는 각진 채널을 갖는 플레이트의 사시도이다.

도 5는 굴곡이 있는 채널을 갖는 플레이트의 평면도이다.

도 6은 채널이 지그재그형으로 놓이며, 아래쪽의 채널은 실선으로 표시되는 플레이트의 평면도이다.

도 1은 적층된 다섯 개의 플레이트(11,12,13,14,15)으로 이루어진 전열수단 (10)을 나타낸다. 첨부한 도면에 도시된 대로 형성된 각 플레이트들

(11,12,13,14,15)은 8각형의 베이스면(16)으로 구성된다. 상기 베이스면(16)은 다른 형태(예를 들어, 육각형)도 가능하다. 베이스면(16)의 평면과 90 〈Φ 〈180°의 각이진 주변벽(17)은 상기 베이스면(16)의 주위에 제공된다. 주변 벽(17)은 상기 베이스면(16)의 평면과 평행하게 연장하는 에지(18)와 합쳐지며, 상기 에지(18)는 전방에지(1)와 측면에지(2)에서 끝난다. 에지(18)와 결합하는 주변벽(17)은 상기 플레이트들(19,20)의 최단 양사이드에서 중단된다.

도 2는 고압의 디프드로잉방식에 의하여 합성물질로 제조된 상부베이스면 및 하부베이스면의 채널측면(30,31)을 보여준다. 정사각 또는 직사각형 횡단면의 유동채널(32)이 있는 전열수단은 두 개의 플레이트가 채널측면(30,31)과 접할때 실현된다. 상기 유동채널(32)은 상부채널측면(30)이 하부채널측면(31)의 유동채널을 덮을때 형성된다. 채널측면(30,31)들이 서로 맞물리지 않도록, 상부채널측면(30)은 우측으로 측면변위(33)하며, 하부채널측면(31)은 좌측으로 측면변위(34)한다.

도 3은 도 2에 따라 적층한 세 개의 채널측면(30,31,35)에서 본 횡단면을 나타낸다. 횡단면은 측면변위(33,34)를 포함하는 평면에 위치한다. 상기 측면변위 (34)는 변위(33)의 관점에서 좌측으로 옮기며 이로인하여 채널측면(31)에서 채널측면(30)을 안정적으로 지지한다. 상기 위치에서 채널측면(30,31)은 서로 접착되거나 용접될 수 있다. 따라서 본 전열수단은 유동채널의 고압에 사용되기에 적합하다. 한편, 작은 갭이 에지(40,41)사이에 발생한다. 상기 위치에서 용매가 일 평면에서 타 평면으로 이동하여 회전유동을 일으키며 그로인하여 전열과정에 긍정적인 영향을 미치는 소란을 일으킨다.

도 4는 정사각 또는 직사각 횡단면이 있는 유동채널(51)을 갖춘 채널측면 (50)을 나타낸다. 용매는 전방과 중앙에서 소정의 제 1방향으로 유입되며, 상기 제 1방향에서 소정의 각으로 연장하는 제 2방향으로 편향한다. 후방(54)에서, 용매는 다시 본래 제 1방향으로 편향한다. 이러한 변화는 전열수단에서 유동방향으로 반복적으로 발생한다.

유동채널의 형태에 의한 용매의 편향은 다양한 소란을 일으키며 전열값을 증가시키는 원인이 된다. 상기 편향은 또한 용매의 전열수단 체류시간을 연장시키어 전열시간을 연장시킨다.

도 5는 곡선(60)형 유동채널을 갖는 플레이트의 평면도를 나타낸다. 다른 플레이트들의 지지표면이 거대하므로, 상기 실시예는 고압 사용을 가능케 한다.

도 6은 지그재그형 유동채널(70,71)을 갖는 두 개의 플레이트 평면도를 나타낸다. 상부 플레이트의 지그재그형 유동채널(70)은 실선으로 나타나며, 하부 플레이트의 유동채널(71)은 점선으로 나타난다. 교차점(72)에서는 용매가 일 평면에서 타 평면으로 이동하여 회전유동을 발생시킨다.

본 전열판 제조방법에 있어서, 전열판은 공기통로용 공간을 가질수 있도록 형성된다. 상기 전열판은 가열된 합성물질 특히, 합성물질포일로 압축공기를 이용하여 디프드로잉방식으로 제조된다. 플레이트의 유체통로용 공간은 축연장선의 적어도 일부에 측면변위가 나타나는 유동채널을 형성한다. 상기 플레이트가 적층되었을 때, 상기 측면변위는 위쪽 또는 아래에 위치된 플레이트의 유동채널의 에지에 인접한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 디프드로잉 방식을 통해 압축공기를 사용하여 합성물질, 특히 합성물질 포일을 성형함으로써, 성형도구에 가해지는 압력 진공기술로 실행된 값의 8-9배의 값으로 성형, 실행할 수 있으며, 따라서, 더욱 정확한 성형을 수행할 수 있다는 장점이 있다. 본 발명의 합성물질 포일은 초기물질에 비해 80%-300%로 스트레치되기 때문에 높은 열전도율과 온도 안정성을 갖는다. 또한, 본 발명의 전열수단은 플레이트들간의 상호지지력이 좋으며 유동채널에서 고압으로 사용될 수 있기 때문에 금속 전열수단보다 수명이 길다.

본 발명의 유동채널은 일직선, 지그재그, 커브형 또는 수평, 수직으로 연장하기 때문에 용매를 일직선 방향에서 편향시킴으로써 다시 소란을 일으켜 전열값을 증가시킨다. 이 편향은 용매가 전열수단에 머무르는 시간을 연장하여 전열시간을 연장시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 합성물질 특히, 합성물질 포일로 디프드로잉방식(deep drawing method)으로 플레이트를 제조하며, 이 플레이트에는 유체통로용 공간이 형성되며, 상기 디프드로잉방식은 압축공기를 이용하는 전열수단의 전열판 제조방법
2. 제 1항에 있어서, 합성물질 또는 합성물질포일은 디프드로잉방식에 의하여 초기 물질에 비하여 80%-300%로 스트레치되는 전열수단의 전열판 제조방법
3. 제 1항 또는 2항 중 어느 한 항에 있어서, 불연성 폴리프로필렌은 합성물질 또는 합성물질포일로서 사용되는 전열수단의 플레이트 제조방법
4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트는 전면 에지(1)와 측면에지(2)에서 서로 인접하여 유체를 밀봉하는 방식으로 결합되어 있는 전열수단의 플레이트 제조방법
5. 제 4항에 있어서, 상기 플레이트는 접착, 압착, 열용접, 펄스용접, 초음파 또는 진동용접에 의해 결합되는 전열수단의 플레이트 제조방법
6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체통로용 공간은 적어도 축연장선의 일부에 측면변위가 나타나는 유동채널을 형성하며, 플레이트가 적층될 때, 상기 변위는 상부 또는 하부에 위치되는 플레이트의 유동채널의 에지에 인접하는 전열수단의 플레이트 제조방법
7. 제 6항에 있어서, 유동채널은 직선, 지그재그형, 커브형 또는 굴곡형으로 수평 또는 수직으로 뻗는 전열수단의 플레이트 제조방법
8. 제 6항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 유동채널은 서로 교차하여 적층되는 전열수단의 플레이트 제조방법