KR200376584Y1 - Structure of plate heat exchange for Platetype heat exchanger - Google Patents
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Abstract
본 고안은 판형 열교환기의 열교환판의 구조에 관한 것으로, 그 목적은 열교환의 능력을 높이고, 이상 압력에 따른 수격 현상을 예방할 수 있는 열교환판의 구조를 제공한다.The present invention relates to a structure of a heat exchange plate of a plate heat exchanger, the purpose of which is to provide a heat exchange plate structure that can increase the capacity of the heat exchange, and prevent water hammer due to the abnormal pressure.
이를 위해 본 고안에 따른 판형 열교환기의 열교환판 구조에 의하면, 가열, 피가열유체가 유입, 유출되는 가열, 피가열플로우홀이 형성되어 있고, 표면으로 일정한 각도로 꺽인 헤링본이 배치된 후 다수개로 교차 적층된 열교환판과, 상기 다수개로 교차 적층된 열교환판의 선, 후단에 블레이징 처리되어 마감되는 상,하프레임으로 이루어진 판형 열교환기에 있어서, 상기 가열, 피가열플로우홀이 서로 교차되어 연통된 것을 마감하는 상기 하프레임에는 수격방지돌기가 방사상으로 형성되어 있다. 이러한 수격현상을 방지하는 수격방지돌기로 인해 충돌하중으로 인한 열교환판의 변형 및 파손을 방지 할 수 있고, 이로 인해 열교환판의 결함이 발생되지 않아 열교환기의 신뢰성이 향상되는 작용 효과가 있다.To this end, according to the heat exchange plate structure of the plate heat exchanger according to the present invention, the heating, the heated fluid flows in and out, the heated flow hole is formed, and the herringbone is bent at a certain angle to the surface and arranged into a plurality of In the plate heat exchanger consisting of a cross-layer heat exchanger plate and an upper and lower frames which are finished by blazing on the lines and rear ends of the plurality of cross-layered heat exchanger plates, the heated and heated flow holes are connected to each other. The lower frame that finishes the water hammer is formed radially. Due to the water hammer preventing projections to prevent the water hammer can prevent deformation and breakage of the heat exchanger plate due to the impact load, thereby improving the reliability of the heat exchanger does not occur defects of the heat exchanger plate.
Description
본 고안은 판형 열교환기의 열교환판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 판형 열교환기의 열교환판에 적용되는 유로(流路)를 개선하여 작동유체의 흐름 및 분산을 원활하게 하고, 열교환시 발생하는 작동유체의 수격현상을 최소화시킨 판형 열교환기의 열교환판 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchange plate of a plate heat exchanger, and more particularly, to improve the flow path applied to the heat exchange plate of the plate heat exchanger to facilitate the flow and dispersion of the working fluid, and the operation occurring during heat exchange. The present invention relates to a heat exchange plate structure of a plate heat exchanger which minimizes water hammer.
일반적으로 보일러는 연료를 연소시킨 다음 그 연소열을 이용하여 난방 또는 온수를 공급하는 장치이고, 이러한 보일러에 적용되는 열교환기는 난방 또는 온수를 공급하기 위하여 고온의 가열유체로부터 저온의 피가열유체로 열을 전달하는 장치이다.In general, a boiler is a device that burns fuel and then supplies heating or hot water by using the heat of combustion, and a heat exchanger applied to such a boiler heats heat from a hot heating fluid to a low-temperature heated fluid to supply heating or hot water. Is the device to deliver.
특히, 열교환기 중에 구조가 가장 간단하고 소형 경량인 판형 열교환기는 평판에 V자형 패턴모양의 헤링본(Herringbone)을 프레스 가공에 의해서 만들고, 이렇게 만들어진 열교환판을 전열면으로 사용한다.In particular, the compact and lightweight plate heat exchanger having the simplest structure among the heat exchangers is made by pressing a V-shaped pattern herringbone on a flat plate and using the heat exchanger plate thus formed as a heat transfer surface.
이러한 열교환기를 통해 열 교환한 후 온수를 공급하기 위하여, 열교환기 내부에서는 열 교환이 이루어지도록 열교환판이 다중으로 적층된다.In order to supply hot water after heat exchanging through such a heat exchanger, heat exchange plates are stacked in multiple layers to perform heat exchange in the heat exchanger.
공지의 예로서, 도 1은 위에서 설명한 열 교환이 이루어지는 판형 열교환기를 분해하여 보인 사시도로, 이것은 다중으로 적층된 열교환판(1)과 이들 전후에 장착되어 내부로 순환하는 가열유체와 피가열유체를 밀폐하는 커버(2)로 구성되어 있음을 알 수 있다.As a well-known example, FIG. 1 is a perspective view of a plate heat exchanger in which heat exchange is performed as described above. The heat exchange plate 1 is a multi-layered heat exchanger plate 1 and a heating fluid and a heated fluid circulated inside and circulated therein. It can be seen that the cover 2 is sealed.
도시된 바와같이, 열교환판(1)에는 판형 열교환기에 통상적으로 적용되는 V자형 패턴 모양의 헤링본(1c)이 다중으로 형성되어 있고, 외곽으로는 가열플로우홀(1a)과 피가열플로우홀(1b)이 관통되어 있으며, 커버(2)에는 가열유체와 피가열유체가 유입 또는 유출되도록 가열포트홀(2a)과 피가열포트홀(2b)이 형성되어 있다.As shown, the heat exchange plate (1) is formed with a plurality of herringbone (1c) of the V-shaped pattern that is commonly applied to the plate heat exchanger, the heating flow hole (1a) and the heated flow hole (1b) to the outside ) Is penetrated, and a heating port hole 2a and a heated port hole 2b are formed in the cover 2 so that the heating fluid and the heated fluid flow in or out.
누구라도 알 수 있듯이, 다중으로 형성된 헤링본(1c) 사이로 가열유체 또는 피 가열유체가 순환됨을 알 수 있고, 이것은 가열, 피가열포트홀(2a,2b)과 연통된 가열, 피가열플로우홀(1b,1c)을 통해 유입되거나 유출된다는 것도 알 수 있다.As anyone can see, it can be seen that the heating fluid or the heated fluid is circulated between the multiple herringbones 1c, which are heated and heated in communication with the heated port holes 2a and 2b, and the heated flow holes 1b, It can also be seen that it flows in or out through 1c).
이렇게 유입 또는 유출되는 가열유체 또는 피 가열유체는 적층된 열교환판(1) 사이에서 서로 엇갈리면서 순환하게 되고, 이때 가열유체의 열을 피가열유체로 전달시켜 열 교환이 이루어지게 된다.The inflow or outflow of the heating fluid or the heated fluid is alternately circulated between the stacked heat exchange plates 1, and at this time, the heat of the heating fluid is transferred to the heated fluid to perform heat exchange.
여기에서, 가열유체 또는 피가열유체의 흐름을 살펴보면 가열유체 또는 피가열유체는 커버(2)의 가열, 피가열포트홀(2a,2b)에 유입된 후 열교환판(1)의 가열, 피 가열 플로우홀(1b,1c)을 통과 한 다음 다른 열교환판(1) 또는 후방에서 마감된 커버(2)의 내측에 부딪치게 되고, 여기에서 흐름이 바뀌어 다시 가열, 피가열포트홀(2a,2b)로 유출된다.Here, when looking at the flow of the heating fluid or the heated fluid, the heated fluid or the heated fluid flows into the heating of the cover 2, the heated port holes 2a and 2b, and then the heating of the heat exchanger plate 1, the flow to be heated. After passing through the holes (1b, 1c) and hits the inside of the other heat exchange plate (1) or the cover 2 closed at the rear, the flow is changed here, and flows back to the heated and heated port holes (2a, 2b) .
이때, 가열유체 또는 피가열유체는 가열, 피가열포트홀(2a,2b)을 통과하면서 열교환판(1) 또는 커버(2)와 수직으로 충돌하거나, 가열유체 또는 피가열 유체의 진행에 따른 충격파에 의해서 수격현상 즉, 워터 해머(Water hammer) 현상이 발생한다.At this time, the heating fluid or the heated fluid collides vertically with the heat exchange plate 1 or the cover 2 while passing through the heated and heated port holes 2a and 2b, or the shock wave caused by the progress of the heating fluid or the heated fluid. Water hammer phenomenon, that is, water hammer phenomenon occurs.
이러한 수격현상은 유로내의 유체 속도 변화로 인하여 유체의 압력이 상승 또는 강하 하는 현상으로 대단히 큰 충격파가 발생하여 시스템에 악영향을 주게 된다.This water hammer is a phenomenon in which the pressure of the fluid rises or falls due to the change of the fluid velocity in the flow path, which causes a very large shock wave, which adversely affects the system.
따라서, 위와 같은 수격현상으로 열교환기 내의 압력손실은 당연히 발생하게 되고, 반복되는 충격 또는 충격파에 의해서 용접으로 적층된 열교환판(1)에 균열 또는 변형이 일어나며, 특히 용접부위에 크랙이 나타나는 문제점이 발생하였다.Therefore, pressure loss in the heat exchanger is naturally generated due to the water hammer as described above, and cracks or deformations occur in the heat exchanger plate 1 laminated by welding due to repeated shocks or shock waves, and in particular, cracks appear in the welded portions. It was.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 최소한의 압력손실과 수격현상을 예방할 수 있는 구조의 판형 열교환기의 열교환판을 제공하는데 있다.The present invention has been devised to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a heat exchange plate of a plate heat exchanger having a structure capable of preventing a minimum pressure loss and water hammer.
하나의 바람직한 실시 양태에 있어서, 본 고안에 따른 열교환판은 전술한 문제를 모두 해소하기 위한 열교환판의 이상적인 구조를 제공한다.In one preferred embodiment, the heat exchanger plate according to the present invention provides an ideal structure of the heat exchanger plate for solving all the above-mentioned problems.
본 고안의 열교환판의 이상적인 구조에 있어서는, 종래의 후방 커버를 대체 하는 하프레임과 이에 일체로 형성된 수격방지돌기를 제공하고, 가열 또는 피가열유체가 서로 혼합되지 않도록 블레이징 처리되는 플렌지부가 형성되어 있다.In the ideal structure of the heat exchange plate of the present invention, there is provided a lower frame replacing the conventional rear cover and a water hammer preventing projection formed integrally therewith, and a flange portion which is blazed to prevent heating or heated fluid from mixing with each other is formed. have.
또한, 본 고안의 다른 목적은 열 교환되는 동일한 면적에서 최대의 전열면적을 확보할 수 있는 헤링본을 다양하게 개량하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to variously improve the herringbone to secure the maximum heat transfer area in the same area to be heat exchanged.
본 고안의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 되고, 본 고안의 바람직한 실시예를 나타내는 상세한 설명 및 실시예는 본 고안의 범주를 제한하는 것이 아니다. Further objects and effects of the present invention will become apparent from the following detailed description, and the detailed description and examples showing the preferred embodiments of the present invention do not limit the scope of the present invention.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 가열, 피가열유체가 유입, 유출되는 가열, 피가열 플로우홀이 형성되어 있고, 표면으로 일정한 각도로 꺽인 헤링본이 배치된 후 다수개로 교차 적층된 열교환판과, 상기 다수개로 교차 적층된 열교환판의 선, 후단에 블레이징 처리되어 마감되는 상,하프레임으로 이루어진 판형 열교환기에 있어서, 상기 가열, 피가열플로우홀이 서로 교차되어 연통된 것을 마감하는 상기 하프레임에는 수격방지돌기가 방사상으로 형성 되므로서 달성된다.The present invention for achieving the above object is a heat exchange plate, which is heated, the heated fluid flows in and out, a heated flow hole is formed, and a herringbone is bent at a predetermined angle to the surface, and then cross-laminated in multiple numbers. And, in the plate heat exchanger consisting of upper and lower frames of the plurality of cross-layered heat exchanger plate, the upper and lower frames are finished by blazing at the rear end, the heating and the heated flow hole to cross and communicate with each other The frame is achieved by forming a water hammer in the radial direction.
상기 헤브론은 가열, 피가열유체가 유입되는 상기 가열플로우홀의 대각선 방향의 중심선에서 유출되는 상기 피가열플로우홀 방향으로 95°의 각도로 형성되는 것을 특징으로 한다.The hebron is characterized in that it is formed at an angle of 95 ° in the direction of the heated flow hole flowing out from the center line in the diagonal direction of the heating flow hole in which the heated, heated fluid is introduced.
또한, 상기 헤브론은 가열, 피가열유체가 유입되는 상기 가열플로우홀의 대각선 방향의 중심선에서 유출되는 상기 피 가열 플로우홀 방향으로 95°의 각도로 형성되되, 다수개로 배열되어 전열면적을 넓히도록 한다.In addition, the hebron is formed at an angle of 95 ° in the direction of the heating flow hole flowing out from the center line of the diagonal direction of the heating flow hole into which the heated and heated fluid flows, and is arranged in plurality so as to widen the heat transfer area.
한편, 상기 가열플로우홀과 피가열플로우홀 중 어느 하나에 형성될 수 있는 플렌지부는 그 단차에 의해서 형성된 내부공간으로 가열유체 내지 피가열유체가 유동하고, 상기 플렌지부는 교차 적층되는 열교환판의 표면과 브레이징 처리되는 것이 바람직하다.On the other hand, the flange portion which can be formed in any one of the heating flow hole and the heated flow hole to be heated or the heated fluid flows into the inner space formed by the step, the flange portion and the surface of the heat exchange plate is cross-laminated It is preferred to be brazed.
여기에서, 상기 수격 방지 돌기에는 열교환판과 브레이징 처리되는 만곡점이 형성되는 것이 바람직하다.Here, the water hammering prevention projections are preferably formed with a heat exchange plate and a bending point to be brazed.
이하, 본 고안에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특히, 도 1에 예시된 명칭에서 기능적으로 동일하거나, 유사한 부분에는 동일한 부호를 부여한다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In particular, the same or similar parts in the names illustrated in FIG. 1 are given the same reference numerals.
도 2는 본 고안이 적용되는 판형 열교환기를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 고안이 적용되는 판형 열교환기의 분해사시도이다.2 is a perspective view showing a plate heat exchanger to which the present invention is applied, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the plate heat exchanger to which the present invention is applied.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 판형 열교환기의 열교환판 구조는 가열, 피가열유체가 유입, 유출되는 가열, 피가열플로우홀(1a,1b)이 형성되어 있고, 표면으로 헤브론(1c)이 배치된 후 다수개로 교차 적층된 열교환판(1)과, 상기 다수개로 교차 적층된 열교환판(1)의 선, 후단에 장착되어 브레이징 마감되는 상,하프레임(3,4)으로 이루어진 판형 열교환기(10)에 있어서, 상기 가열, 피가열플로우홀(1a,1b)이 서로 교차되어 연통된 것을 마감하는 상기 하프레임(4)에는 수격 방지 돌기(4a)가 방사상으로 형성되어 있다.2 to 3, the heat exchange plate structure of the plate heat exchanger according to the present invention is heated, the heating fluid flows in and out, the heated flow hole (1a, 1b) is formed, the surface Hebron After the arrangement (1c) is arranged in a plurality of cross- laminated heat exchange plate (1), and the upper and lower frames (3, 4) mounted on the line, the rear end of the plurality of cross-laminated heat exchange plate (1) In the plate heat exchanger 10 formed, a water hammer preventing projection 4a is radially formed in the lower frame 4 which finishes the heating and the heated flow holes 1a and 1b intersecting and communicating with each other. .
먼저, 본 고안의 실시 예에 의해서 설명되는 가열 유체는 미 도시된 보일러 등 열원에 의해서 공급되는 온의 난방수이고, 피가열유체는 난방수의 열원보다 낮은 온도로 공급되는 온수로 정의하나, 이것은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 바람직하게는 물과 물 또는 물 및 증기, 각종 냉매 등이 다양하게 적용될 수 있음은 당연하다.First, the heating fluid described by the embodiment of the present invention is the heating water of the temperature supplied by a heat source such as a boiler not shown, and the heated fluid is defined as hot water supplied at a lower temperature than the heat source of the heating water, It is only a simple example in all respects, and it is natural that water and water or water and steam, various refrigerants, etc. can be variously applied.
이러한 가열유체 또는 피가열유체는 교차 적층된 열교환판(1)의 전면으로 상 프레임(3)이 설치된다.The heated fluid or the heated fluid is provided with an upper frame 3 in front of the cross-laminated heat exchange plate 1.
상 프레임(3)에는 가열유체 또는 피가열유체가 유입, 유출되는 가열, 피가열포트홀(2a,2b)이 형성되어 있고, 특히 본 고안의 실시 예 에서는 가열포트홀(2a)과 피가열포트홀(2b)이 서로 대각선 방향으로 형성되어 있다.The upper frame 3 is provided with a heating port or a heated port hole (2a, 2b), which is heated or flows the heated fluid or the heated fluid, and in particular, in the embodiment of the present invention, the heated port hole (2a) and the heated port hole (2b) are formed. ) Are formed diagonal to each other.
상 프레임(3)의 저면방향으로는 열교환판(1)이 차례로 적층되어 있고, 가열, 피가열플로우홀(1a,1b)이 전술한 상 프레임(3)에서와 같이 대각선 방향으로 천공되어 형성되며, 특히 상 프레임(3)의 바로 밑에 위치하는 열교환판(1)은 가열포트홀(2a)과 가열플로우홀(1a)이 서로 동일 축선 상에서 연통되도록 위치하고 있다.The heat exchanger plates 1 are sequentially stacked in the bottom direction of the upper frame 3, and the heated and heated flow holes 1a and 1b are formed by drilling diagonally as in the upper frame 3 described above. In particular, the heat exchange plate 1 located directly below the upper frame 3 is positioned such that the heating port hole 2a and the heating flow hole 1a communicate on the same axis.
다시, 상 프레임(3)의 바로 밑에 위치하는 열교환판(1)의 하측에 위치하는 열교환판(1)은 전술한 가열포트홀(2a)과 가열플로우홀(1a)이 서로 엇갈리도록 즉, 가열포트홀(2a)와 피가열플로우홀(1b)이 동일 축선상에 위치하도록 한다.Again, the heat exchanger plate 1 positioned below the heat exchanger plate 1 located directly below the upper frame 3 is arranged such that the above-described heating port hole 2a and the heating flow hole 1a are crossed with each other, that is, the heating port hole. (2a) and the heated flow hole (1b) are located on the same axis.
계속하여, 위와 같은 열교환판(1)의 배치는 본 고안에 따른 열교환기(10)가 완성되는 길이까지 상호 교차시켜 적층시킨 후 브레이징 처리하여 상호 결합시킨다. 이렇게, 용접의 일종인 브레이징 처리를 하는 것은 유동하는 압력과 유입시 발생하는 충격을 견딜 수 있도록 하기 위한 것이다. Subsequently, the arrangement of the heat exchanger plate 1 as described above is laminated by mutually stacking the heat exchanger 10 according to the present invention to a length that is completed, and then brazing treatment to couple each other. Thus, the brazing treatment, which is a kind of welding, is intended to withstand the flow pressure and the impact generated during inflow.
한편, 상기 가열플로우홀(1a)에는 플렌지부(1a')가 단차를 이루면서 형성되어 있다.In the heating flow hole 1a, a flange portion 1a 'is formed while forming a step.
도 4는 본 고안에 적용된 가열플로우홀(1a)의 플렌지부(1a')와 피가열플로우홀(1b)이 교차 적층된 후 브레이징 처리되어 있는 것을 보인 도 2의 A-A선 단면도로, 플렌지부(1a')의 단차에 의해서 형성된 내부 공간(A)으로 가열유체 또는 피가열유체가 유동함을 알 수 있고, 가열 또는 피가열유체의 흐름을 한 방향으로만 한정함을 알 수 있다.4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing that the flange portion 1a 'and the heated flow hole 1b of the heating flow hole 1a applied to the present invention are cross-laminated and brazed. It can be seen that the heating fluid or the heated fluid flows into the internal space A formed by the step of 1a '), and it is understood that the flow of the heated or heated fluid is limited to only one direction.
도 5는 본 고안에 적용된 가열플로우홀(1a)의 플렌지부(1a')와 피가열플로우홀(1b)이 교차 적층된 것을 보인 도 2의 B-B선 단면도로, 도 4에서 연속된 후 플렌지부(1a')의 단차에 의해 한정된 유로인 내부 공간(A)으로 가열유체 또는 피가열유체가 피가열플로우홀(1b)을 통해 유입된다는 것을 알 수 있다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2 showing that the flange portion 1a 'and the heated flow hole 1b of the heating flow hole 1a applied to the present invention are laminated. It can be seen that the heating fluid or the heated fluid flows through the heated flow hole 1b into the internal space A, which is a flow path defined by the step of 1a '.
여기에서, 열교환판(1)의 표면에 형성되는 헤링본(1c)과 하프레임(4)에 적용된 수격 방지 돌기(4a)에 대하여 설명하고 싶다.Here, the water hammering prevention projection 4a applied to the herringbone 1c and the lower frame 4 formed on the surface of the heat exchange plate 1 will be described.
본 고안에 적용되는 헤링본(1c)은 통상적으로 넓은 각도(B: 110°-130°)를 가지고 있으며, 각도가 클 수록 작은 난류를 형성하여 상대적으로 열전달 계수가 작고 압력 손실도 비교적 낮은 편에 속한다.The herringbone 1c applied to the present invention has a wide angle (B: 110 ° -130 °), and the larger the angle, the smaller the turbulence, and the smaller the heat transfer coefficient and the lower the pressure loss. .
따라서, 본 고안에서는 바람직한 실시예로서, 판형 열교환기의 목적인 한정된 면적에서 열 교환 능력을 최대한 증가시키고, 유로에 적당한 저항을 주어 소 유량 및 대 유량 에서의 열 교환 능력을 증가 시킬 수 있도록 하기 위해서는 헤링본(1c)의 각도(B)는 가열, 피가열유체가 유입되는 대각선 방향의 가열플로우홀(1a)의 중심선(L)을 기준으로 하여 유출되는 피가열플로우홀(1b) 방향으로 95°로 형성됨이 바람직하다.Therefore, in the present invention, as a preferred embodiment, in order to increase the heat exchange capacity as much as possible in the limited area, which is the purpose of the plate heat exchanger, and to give a proper resistance to the flow path to increase the heat exchange capacity at the small flow rate and the large flow rate herringbone The angle B of (1c) is formed at 95 ° in the direction of the heated flow hole 1b that flows out based on the center line L of the heating flow hole 1a in the diagonal direction in which the heated and heated fluid flows. This is preferable.
그리고, 넓은 각도(B)로 인한 압력손실은 실제로 열전달을 일으키는 필요불가결의 요소이고, 압력 손실의 크기는 가열 유체 또는 피가열유체가 유동하면서 흐르는 유로인 내부 공간(A)의 길이 당 유량의 제곱에 비례 하는 것이 일반적이다.And, the pressure loss due to the wide angle (B) is indispensable to actually cause heat transfer, and the magnitude of the pressure loss is the square of the flow rate per length of the internal space (A), which is a flow path through which a heating fluid or a heated fluid flows. It is usually proportional to.
그러나, 본 고안에서 의도하는 가열유체 또는 피가열유체는 저 유량으로 유동하므로 전술한 압력손실은 충분히 상쇄될 뿐만 아니라, 헤브론(1c)의 각도에 의해서 가열유체 또는 피가열유체는 원활한 유동을 수행하고, 특히 전열 면적이 넓혀진다는 것을 알 수 있다.However, since the heating fluid or the heated fluid intended in the present invention flows at a low flow rate, the above-described pressure loss is sufficiently canceled, and the heating fluid or the heated fluid is smoothly flown by the angle of the hebron 1c. In particular, it can be seen that the heat transfer area is increased.
한편, 도 6a와 도 6b는 본 고안에 따른 하프레임(4)에 적용된 수격방지돌기(4a)를 보인 평면도 및 도 2의 C-C선 단면도로, 그 형상은 부채꼴 모양의 방사상 형태로 형성되어 있고, 열교환판(1)과의 결합관계는 전술한 바와 같다.On the other hand, Figure 6a and 6b is a plan view showing a water hammer preventing projection (4a) applied to the lower frame 4 according to the present invention and a cross-sectional view taken along line CC of Figure 2, the shape is formed in a radial shape of a fan shape, The coupling relationship with the heat exchange plate 1 is as described above.
수격방지돌기(4a)는 유입된 피가열유체가 수직으로 충돌하는 부위로서, 특히 가장 큰 압력과 충돌하중을 받으므로, 통상적으로 적용되는 평판의 굽힘 강도를 증가시키기 위한 비드의 역할을 수행한다. 이로 인해 유동되는 압력 내지 충격에 의한 변형 및 파손을 예방할 수 있으며, 특히 그 형상은 피가열유체가 유입되는 방향으로 돌출되도록 형성됨이 바람직하다.Water hammer preventing projection (4a) is a site where the incoming heated fluid collides vertically, in particular under the highest pressure and impact load, and thus serves as a bead to increase the bending strength of the plate generally applied. As a result, deformation and breakage due to the flow pressure to the impact can be prevented, and in particular, the shape is preferably formed to protrude in the direction in which the heated fluid flows.
이러한 수격 방지 돌기(4a)의 형상을 다시 살펴보면, 중심(C)을 기준으로 하여 방사형의 형태로 배열된 다수개의 수격방지돌기(4a)가 배치되어 있다.Looking again at the shape of the water hammering projection 4a, a plurality of water hammering projections 4a arranged in a radial shape with respect to the center C are arranged.
중심(C)을 기준으로 그 단면을 보면, 상향으로 완만하게 올라가면서 만곡점(W)에서 정점을 이룬 후 다시 급격하게 하향으로 내려와 중심(C)과 동일 평면에 맞닿는 형상으로 형성되어 있다.Looking at the cross section with respect to the center (C), it is formed in a shape that touches the same plane as the center (C) after descending sharply downward again after reaching a peak at the curved point (W) while gently rising upward.
특히, 만곡점(W)은 열교환판(1)과 서로 브레이징 처리되어 접합되는 곳으로, 열교환판(1)과의 결합을 더욱 견고히 하는 역할을 수행한다.In particular, the bending point (W) is a place where the heat exchange plate (1) and the brazing process are bonded to each other, serves to more firmly bond with the heat exchange plate (1).
위와 같은 상 프레임(3)과, 다수개로 적층되는 열교환판(1)과, 열교환판(1)의 하부를 마감하는 하프레임(4)이 서로 브레이징 처리되어 결합된 후 견고한 판형 열교환기(10)를 이루게 된다.After the upper frame 3, the heat exchange plate (1) stacked in a plurality, and the lower frame (4) finishing the lower part of the heat exchange plate (1) are brazed and combined with each other, then a solid plate heat exchanger (10) Will be achieved.
다음에는 이러한 판형 열교환기의 작동과정 및 이에 따른 효과를 상세히 설명한다.Next, the operation process of the plate heat exchanger and its effects will be described in detail.
도 7은 가열유체 또는 피가열유체의 유입 또는 유출 흐름을 나타낸 작동상태를 사시도로 표현한 것이고, 도 8은 가열유체가 유입, 유출되는 흐름을 단면도로 보인 것이고, 도 9는 피가열유체가 유입, 유출되는 흐름을 단면도로 보인 것이고, 도 10은 도 9의 "D" 부분을 확대하여 보인 부분 확대도이다.Figure 7 is a perspective view of the operating state showing the inflow or outflow flow of the heating fluid or the heated fluid, Figure 8 is a cross-sectional view showing the flow inflow, outflow of the heating fluid, Figure 9 is a heated fluid inflow, The outflow flow is shown in cross-sectional view, and FIG. 10 is a partially enlarged view showing an enlarged portion "D" of FIG.
도 7 내지 도 10을 참조하여 작동과정을 상세히 살펴보면, 먼저 미도시된 보일러의 주열교환기에서 가열된 가열유체는 미도시된 삼방밸브를 지나 가열포트홀(2a)을 통과하여 본 고안이 적용된 판형 열교환기(10)로 유입된다.Looking at the operation process in detail with reference to Figure 7 to 10, first, the heating fluid heated in the main heat exchanger of the boiler not shown passes through the heating port hole (2a) through the three-way valve not shown, the plate heat exchanger to which the present invention is applied Flows into (10).
이렇게 유입된 가열유체는 순차적으로 적층된 가열플로우홀(1a)과 피가열플로우홀(1b)을 차례로 통과하여 유로인 내부공간(A)으로 흐르거나 최종적으로 하프레임(4)과 충돌한다.The heated fluid flows through the heated flow holes 1a and the heated flow holes 1b, which are sequentially stacked, in order to flow into the inner space A, which is a flow path, or finally collides with the lower frame 4.
이때, 충돌된 가열 유체는 전술한 플렌지부(1a')와 열교환판(1)과의 브레이징 용접에 의해 이미 견고하게 결합이 되어 있으므로 충분히 충격하중을 견디면서 열교환판(1)의 내부공간(A)을 순환한 후 유입된 가열포트홀(2a)과 대각선 방향으로 형성된 가열포트 홀(2a)로 유출된다.At this time, since the impacted heating fluid is already firmly coupled by brazing welding between the flange 1a 'and the heat exchanger plate 1 described above, the internal space A of the heat exchanger plate 1 withstands a sufficient impact load. After circulating), it flows out into the heated port hole 2a and the heating port hole 2a formed in a diagonal direction.
다시, 피가열유체의 흐름을 살펴보면 피가열유체는 피가열포트홀(2b)을 통과한 후 차례로 피가열플로우홀(1b)과 가열플로우홀(1a)을 통과한다.Referring again to the flow of the heated fluid, the heated fluid passes through the heated port hole 2b and then passes through the heated flow hole 1b and the heated flow hole 1a.
이렇게 통과될 때, 선행하여 통과되는 가열유체의 열은 열교환판(1)을 통해 전열되고, 전열된 열은 피가열유체에 다시 전열되어 피가열유체는 이러한 열 교환에 의해 온도가 상승하게 된다.When passing in this way, the heat of the heating fluid which is passed in advance is transferred through the heat exchange plate 1, and the heat transferred is transferred to the heated fluid again so that the heated fluid is heated up by such heat exchange.
계속하여 반복되는 열 교환을 통해 피 가열유체는 열 교환된 온도를 가지고, 열교환전의 피 가열유체가 유입된 피가열포트홀(2b)과 대각선 방향에 형성된 피가열포트홀(2b)로 유출된다.Through repeated heat exchange, the heated fluid has a heat-exchanged temperature, and flows out into the heated port hole 2b into which the heated fluid before heat exchange flows and the heated port hole 2b formed in a diagonal direction.
한편, 유입되는 피가열유체는 유입 후 하프레임(4)에 형성된 다수개의 수격방지돌기(4a)와 충돌하게 된다.On the other hand, the incoming heated fluid collides with a plurality of water hammer preventing projections 4a formed in the lower frame 4 after the inflow.
누구라도 알 수 있듯이, 충돌된 피가열유체는 당연히 상당한 충격하중과 충돌 후 충격파를 발생시킨다.As anyone can see, the impacted heated fluid naturally generates significant impact loads and post-impact shock waves.
그러나, 본 고안에 따른 수격방지돌기(4a)에 의해서 피가열유체의 충격하중은 다양한 방향으로 분산되거나, 완만한 경사와 곡선으로 이루어진 형상에 의해 충격하중을 감쇄하고, 특히 전술한 충격하중에 의해서 파손되는 열교환판(1)은 수격방지돌기(4a)의 만곡점(W)과 열교환판(1)과의 브레이징 처리에 의한 견고한 결합으로 감쇄된 충격하중을 충분히 결딜 수 있다.However, the impact load of the heated fluid by the water hammer preventing projection 4a according to the present invention is dispersed in various directions, or the impact load is attenuated by a shape having a gentle inclination and a curve, in particular by the impact load described above. The damaged heat exchanger plate 1 can sufficiently cope with the attenuated impact load due to the rigid coupling by the brazing treatment between the bending point W of the water hammering projection 4a and the heat exchanger plate 1.
그리고 다중으로 적층된 열교환판(1) 역시, 상호 브레이징 처리되어 그 결합강도를 더욱 상승시켜 어떠한 충격하중이 존재하더라도 열교환판(1)의 파손 및 변형을 방지할 수 있다.In addition, the heat exchange plates 1 stacked in multiple may also be brazed to each other to further increase the bonding strength, thereby preventing breakage and deformation of the heat exchange plates 1 even if any impact load is present.
즉, 전기 설명으로부터 명확해지듯이, 이 고안은 다중으로 적층되어 결합된 열교환판(1)과 유체의 충격하중을 감쇄할 수 있는 수격방지돌기(4a), 전열면적을 확대할 수 있는 헤링본(1c)을 제공하여, 파손 또는 손실 없는 열 교환이 완전하게 이루어지며, 이로 인해 판형 열교환기의 고장 또는 불량이 발생되지 않는다.That is, as will be clear from the electric description, the present invention has a heat exchanger plate 1 which is laminated and bonded in multiple layers, a water hammer preventing projection 4a capable of reducing the impact load of the fluid, and a herringbone 1c capable of expanding the heat transfer area. ), Complete heat exchange without breakage or loss is achieved, which does not cause breakage or failure of the plate heat exchanger.
본 고안은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시 예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 고안의 범위는 실용신안등록청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로서, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 실용신안등록청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 고안의 범위 내의 것이다.This invention can be implemented in other various forms, without deviating from the mind or main characteristic. Therefore, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly. The scope of the present invention is represented by the scope of the utility model registration request, and is not limited by the specification text. Again, all variations and modifications falling within the equivalent scope of the utility model registration claims are within the scope of the present invention.
본 고안에 있어서, 그 밖에 여러 가지 변형예가 가능한 것은 말할 것도 없다. 예를 들면, 필요에 따라서 서로 대각선 방향으로 형성된 가열포트홀(2a)과 피가열포트홀(2b)을 서로 병렬로 형성시킬 수도 있고, 가열유체를 피 가열포트 홀(2b)로 피 가열유체를 가열포트 홀(2a)로 유입시킬 수도 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이 수격방지돌기(4a)를 다양한 형상과 갯수로 형성시킬 수 있다.It goes without saying that other modifications are possible in the present invention. For example, if necessary, the heating port holes 2a and the heated port holes 2b formed in diagonal directions with each other may be formed in parallel with each other, and the heating fluid is heated to the heating port holes 2b by the heating port holes. It may also be introduced into the hole (2a), as shown in Figure 11 can be formed with a variety of shapes and number of water hammer preventing projections (4a).
또한 도 12에 도시된 바와 같이, 헤링본(1c)의 간격을 다양하게 변형하여 열 교환 면적을 확대하도록 실시하는 것도, 본 고안으로부터 일탈하는 것은 아니다. 따라서, 본 고안의 참 정신 및 범위 내에 존재하는 변형 예는, 모두 실용신안등록청구의 범위에 포함된다.In addition, as shown in FIG. 12, it is not necessary to deviate from the present invention by carrying out various deformations of the herringbone 1c to increase the heat exchange area. Therefore, all modifications existing within the true spirit and scope of the present invention are included in the scope of the utility model registration request.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 판형 열교환기의 열교환판 구조에 의하면, 열교환판(1)에 일체로 형성된 헤링본(1c)의 각도를 한정하여 열 교환 능력을 향상시킬 수 있고, 그 배치 간격을 좁게 하여 전열 면적을 늘여 단위 효율을 높일 수 있으며, 수격현상을 방지하는 수격방지돌기(4a)로 인해 충격하중으로 인한 열교환판(1)의 변형 및 파손을 방지함과 동시에 압력손실도 방지할 수 있다. 이로 인해 열교환판(1)의 결함이 발생되지 않아 열교환기의 신뢰성이 월등하게 향상되는 작용효과가 있다.As described above in detail, according to the heat exchange plate structure of the plate heat exchanger according to the present invention, by limiting the angle of the herringbone 1c formed integrally with the heat exchange plate 1, the heat exchange capacity can be improved, the arrangement By narrowing the gap, the heat transfer area can be increased to increase the unit efficiency, and the water hammer prevents deformation and damage of the heat exchanger plate 1 due to the impact load, and at the same time prevents pressure loss due to the water hammer preventing projection 4a which prevents water hammer. can do. As a result, a defect of the heat exchanger plate 1 does not occur, so that the reliability of the heat exchanger is significantly improved.
도 1은 통상적인 판형 열교환기의 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view of a conventional plate heat exchanger.
도 2는 본 고안이 적용되는 판형 열교환기를 도시한 사시도이다. Figure 2 is a perspective view showing a plate heat exchanger to which the present invention is applied.
도 3은 본 고안이 적용되는 판형 열교환기의 분해사시도이다.3 is an exploded perspective view of a plate heat exchanger to which the present invention is applied.
도 4는 본 고안에 적용된 가열플로우홀의 플렌지부와 피가열플로우홀이 교차 적층된 후 브레이징 처리되어 있는 것을 보인 도 2의 A-A선 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2 showing that the flange portion of the heated flow hole and the heated flow hole are applied to the present invention and then brazed.
도 5는 본 고안에 적용된 가열플로우홀의 플렌지부와 피 가열 플로우홀이 교차적층된 것을 보인 도 2의 B-B선 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 2 showing that the flange portion of the heating flow hole and the heated heating hole applied to the present invention are laminated.
도 6a와 도 6b는 본 고안에 따른 하프레임에 적용된 수격방지돌기를 보인 평면도 및 도 2의 C-C선 단면도이다.6a and 6b are a plan view showing a water hammer preventing projection applied to the lower frame according to the present invention and a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
도 7은 가열유체 또는 피가열유체의 유입 또는 유출 흐름을 나타낸 작동상태를 사시도로 표현한 것이다.7 is a perspective view showing an operating state showing the inflow or outflow of the heating fluid or the heated fluid.
도 8은 가열유체가 유입, 유출되는 흐름을 단면도로 보인 것이다.8 is a cross-sectional view showing a flow in which the heating fluid flows in and out.
도 9는 피 가열유체가 유입, 유출되는 흐름을 단면도로 보인 것이다.9 is a sectional view showing a flow in which the heated fluid is introduced and exited.
도 10은 도 9의 "D" 부분을 확대하여 보인 부분 확대도이다.FIG. 10 is an enlarged view of a portion “D” of FIG. 9 enlarged.
도 11 내지 도 12는 본 고안의 다른 실시 예이다.11 to 12 is another embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings
1: 열교환판 1a: 가열플로우홀1: heat exchange plate 1a: heating flow hole
1a': 플렌지부 1b: 피가열플로우홀1a ': flange portion 1b: heated flow hole
1c: 헤링본 2a: 가열포트홀1c: herringbone 2a: heating port hole
2b: 피가열포트홀 3: 상프레임2b: Port to be heated 3: Upper frame
4: 하프레임 4a: 수격방지돌기4: lower frame 4a: water hammer
10: 판형 열교환기 A: 내부공간10: plate heat exchanger A: internal space
B: 각도 C: 중심 B: angle C: center
L: 중심선 W: 만곡점L: Centerline W: Curve Point
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2004
- 2004-11-27 KR KR20-2004-0033668U patent/KR200376584Y1/en not_active IP Right Cessation
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