KR20150001662U - 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 고안의 판형 열교환기는 지면에 수직 방향으로 고정 설치되는 서포트 칼럼; 상기 서포트 칼럼의 하부 측으로 설치되는 가이드 바; 상기 서포트 칼럼의 상부 측으로는 설치되는 캐링 바; 상기 가이드 바와 상기 캐링 바 사이에 설치되며, 상기 가이드 바와 캐링 바의 일측 끝단에 고정되는 고정 프레임; 상기 가이드 바와 상기 캐링 바 사이에 설치되며, 상기 가이드 바를 따라 상기 서포트 칼럼과 상기 고정 프레임 사이를 이동 가능한 가동 프레임; 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임 사이에서 상기 가이드 바를 따라 이동 가능하게 설치되며, 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하는 다수의 전열 판; 상기 다수의 전열 판을 조이도록 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임을 연결하는 타이 볼트; 및 상기 고정 프레임와 상기 가동 프레임의 배 불림 현상을 방지하는 보강유닛;을 구비한다.

Description

판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조{PLATE TYPE HEAT EXCHANGER AND REINFORCED STRUCTURE OF THE PLATE TYPE HEAT EXCHANGER}

본 고안은 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 보강유닛을 이용하여 고정 프레임과 가동 프레임의 중앙 부분을 감싸도록 구성하여 쿨러(cooler) 작동시 작동 압력(operation pressure)에 의해서 고정 프레임 및 가동 프레임의 중앙 부분의 배 불림 현상을 방지할 수 있는 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 가열 유체로부터 피 가열 유체로의 열전달을 이용하여 냉각을 수행하는 장치를 말한다.

열교환기 중에서 판형 열교환기는 고정 프레임 및 가동 프레임 사이에 얇고 주름진 복수 개의 전열 판을 적층하고, 적층 전열 판 사이에 형성된 유로를 통해 가열 유체와 피 가열 유체를 교대로 흐르게 하여, 유체들 간의 열 교환이 일어날 수 있도록 구성된다.

복수 개의 전열 판이 순차적으로 적층되어 유로가 형성된 전열 판 조립체(plate pack)는 고정 프레임과 가동 프레임 사이에서 고장력의 조임 볼트 등의 체결수단으로 고정된다.

전열 판의 테두리 부분에는 고무재질의 가스켓을 설치하여, 전열 판이 적층될 때, 전열 판들이 가스켓을 사이에 두고 서로 밀착되게 함으로써, 유로를 통해 흐르는 유체의 누수를 방지한다.

이러한 구조에서 가열 유체와 피 가열 유체는 서로 독립된 유로를 따라 서로 교호적으로 흐르면서 전열 판을 통한 열전달을 수행한다. 이때, 판형 열교환기는 전열의 효과를 높이기 위하여 유체의 유동방향을 가열 유체와 피 가열 유체가 서로 대향 류가 되도록 구성한다.

도 1은 종래 판형 열교환기를 보인 결합 사시도이고, 도 2는 종래 판형 열교환기를 보인 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 판형 열교환기(10)는 서포트 칼럼(11)이 지면에 수직 방향으로 고정 설치되고, 서포트 칼럼(11)의 하부 측으로는 가이드 바(12)가 수평으로 설치되고, 서포트 칼럼(11)의 상부 측으로는 캐링 바(13)가 수평으로 설치된다.

상기 가이드 바(12)와 상기 캐링 바(13) 사이에는 서로 일정 간격을 유지하여 고정 프레임(14)과 가동 프레임(15)이 설치된다.

상기 고정 프레임(14)은 서포트 칼럼(11)과 먼 쪽에 위치하고 상기 가동 프레임(15)은 서포트 칼럼(11)과 가까운 쪽에 위치한다.

상기 고정 프레임(14)은 상기 가이드 바(12)와 캐링 바(13)의 일측 끝단에 고정되는 반면에, 상기 가동 프레임(15)은 상기 가이드 바(12)를 따라 이동 가능하게 설치된다.

상기 고정 프레임(14)과 상기 가동 프레임(15) 사이에는 다수의 전열 판(16)이 캐링 바(13)에 지지되고, 상기 가이드 바(12)를 따라 이동 가능하게 설치된다. 타이 볼트(17)는 다수의 전열 판(16)을 조이도록 상기 고정 프레임(14)과 상기 가동 프레임(15)을 연결한다.

조여진 전열 판(16)은 두 종류의 유체가 통과할 수 있는 유로를 만들어주며, 전열 판(16)에 형성된 골의 형상은 유체의 흐름을 난류로 만들어주고 두 유체 간의 압력차로부터 전열 판(16)을 지지해 주는 역할을 한다.

전열 판(16)에 부착된 가스켓(gasket)(16a)은 유로의 형성과 유체가 외부로 누출되지 않도록 밀봉해 주는 역할을 한다.

고정 프레임(14)과 가동 프레임(15)의 두께는 강도계산에 의해 결정되며, 이는 두 유체의 압력 차이로 생길 수 있는 전열 판(16)의 휨 현상을 방지해주는 역할을 한다.

종래 판형 열교환기는 고정 프레임(14)과 가동 프레임(15)을 타이 볼트(17)가 조이고 있으므로, 쿨러 작동시 작동 압력(operation pressure)에 의해서 고정 프레임(14) 및 가동 프레임(15)의 중앙부의 배 불림 현상이 발생할 수 있기 때문에, 이러한 배 불림 현상을 방지하기 위하여 고정 프레임(14) 및 가동 프레임(15)의 두께(thickness)를 늘이는 방법만을 사용하였다.

그러나, 종래와 같이 배 불림 현상을 방지하기 위하여 고정 프레임(14) 및 가동 프레임(15)의 두께를 늘이는 방법은 판형 열교환기의 하중을 증가시키고, 제조 원가를 상승시킴은 물론 유지보수시 가동 프레임(15)의 이동이 어려워 작업 효율성이 떨어지는 문제가 있다.

없음

전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 고안은 보강유닛을 이용하여 고정 프레임과 가동 프레임의 중앙 부분을 감싸도록 하여 쿨러 작동시 작동 압력에 의해서 고정 프레임 및 가동 프레임의 중앙부분의 배 불림 현상을 방지할 수 있으며, 고정 프레임과 가동 프레임의 두께를 늘이지 않아도 되므로 작업이 매우 손쉬워지는 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 판형 열교환기는 지면에 수직 방향으로 고정 설치되는 서포트 칼럼; 상기 서포트 칼럼의 하부 측으로 설치되는 가이드 바; 상기 서포트 칼럼의 상부 측으로는 설치되는 캐링 바; 상기 가이드 바와 상기 캐링 바 사이에 설치되며, 상기 가이드 바와 캐링 바의 일측 끝단에 고정되는 고정 프레임; 상기 가이드 바와 상기 캐링 바 사이에 설치되며, 상기 캐링 바에 의해 지지되고, 상기 가이드 바를 따라 상기 서포트 칼럼과 상기 고정 프레임 사이를 이동 가능한 가동 프레임; 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임 사이에서 상기 가이드 바를 따라 이동 가능하게 설치되며, 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하는 다수의 전열 판; 상기 다수의 전열 판을 조이도록 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임을 연결하는 타이 볼트; 및 상기 고정 프레임와 상기 가동 프레임의 배 불림 현상을 방지하는 보강유닛;을 포함한다.

상기 보강유닛은 상기 고정 프레임의 중앙 부분을 보강하며, 상기 가동 프레임까지 연장 형성되는 제1 보강 부재; 상기 가동 프레임의 전면에 위치하여 상기 가동 프레임의 중앙 부분을 보강하며, 상기 제1 보강 부재의 끝단에 결합하는 제2 보강 부재; 및 상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재의 연결부분에 설치되어, 상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재의 조임과 풀림을 조절하는 조절 부;로 구성된다.

한편, 본 고안에 따른 판형 열교환기의 보강구조는 고정 프레임과 가동 프레임 사이에 다수의 전열 판이 이동 가능하게 설치되며, 상기 전열 판이 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하는 판형 열교환기로서, 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임의 배 불림 현상을 방지하기 위하여 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임을 둘러싸는 위치에 보강유닛이 설치된다.

상기 보강유닛은 상기 고정 프레임와, 상기 전열 판을 둘러 감싸는 제1 보강 부재; 상기 가동 프레임의 전면에 위치하며, 상기 제1 보강 부재의 끝단에 결합하는 제2 보강 부재; 상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재의 연결부분에 설치되어 조임과 풀림을 조절하는 조절 부;로 구성된다.

상기 고정 프레임와 상기 가동 프레임의 측면에는 상기 제1 보강 부재가 삽입되는 삽입 홈이 형성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안은 보강유닛을 이용하여 고정 프레임과 가동 프레임의 중앙 부분을 감싸도록 함으로써 쿨러 작동시 작동 유체압력에 의해서 고정 프레임 및 가동 프레임의 중앙 부분이 볼록해지는 배 불림 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 본 고안은 고정 및 가동 프레임의 두께를 대폭 줄임으로써, 고정 및 가동 프레임의 감소한 두께만큼의 하중(weight)을 줄일 수 있으며, 이로 인한, 열교환기 분리/조립 작업이 기존보다 훨씬 용이고, 유지보수(maintenance)용 리프팅 러그(lifting lug) 사양의 절감도 가능하다.

도 1은 종래 판형 열교환기를 보인 결합 사시도
도 2는 종래 판형 열교환기를 보인 분리 사시도
도 3은 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 보인 분해 사시도
도 4는 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 보인 정면도
도 5는 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 보인 배면도
도 6은 본 고안에 따른 보강유닛을 보인 분리 사시도

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 보인 분해 사시도, 도 4는 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 보인 정면도, 도 5는 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조를 보인 배면도 그리고, 도 6은 본 고안에 따른 보강유닛을 보인 분리 사시도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 고안에 따른 판형 열교환기(100)는 지면에 수직 방향으로 고정 설치되는 서포트 칼럼(110)을 구비한다.

상기 서포트 칼럼(110)의 하부 측으로 가이드 바(120)가 수평 방향으로 설치된다. 상기 서포트 칼럼(110)의 상부 측으로는 캐링 바(130)가 수평 방향으로 설치된다.

상기 가이드 바(120)와 상기 캐링 바(130) 사이에는 고정 프레임(140)이 설치된다. 상기 고정 프레임(140)은 상기 가이드 바(120)와 캐링 바(130)의 일측 끝단에 고정된다.

상기 가이드 바(120)와 상기 캐링 바(130) 사이에는 가동 프레임(150)이 설치된다. 상기 가동 프레임(150)은 상기 가이드 바(120)를 따라 상기 서포트 칼럼(110)과 상기 고정 프레임(140) 사이를 이동 가능하게 설치된다.

상기 고정 프레임(140)과 상기 가동 프레임(150) 사이에 설치되는 다수의 전열 판(160)이 이동할 수 있고, 가이드 바(120)는 전열 판(160)의 이동을 가이드 한다.

상기 전열 판(160)은 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성한다. 상기 다수의 전열 판(160)을 조이도록 상기 고정 프레임(140)과 상기 가동 프레임(150)을 연결하는 위치에는 타이 볼트(170)가 설치된다.

상기 고정 프레임(140)와 상기 가동 프레임(150)의 배 불림 현상을 방지하는 보강유닛(180)이 구비된다.

상기 보강유닛(180)은 상기 고정 프레임(140)의 중앙 부분을 보강하며, 상기 가동 프레임(150)까지 연장 형성되는 제1 보강 부재(181); 상기 가동 프레임(150)의 전면에 위치하여 상기 가동 프레임(150)의 중앙 부분을 보강하며, 상기 제1 보강 부재(181)의 끝단에 결합하는 제2 보강 부재(182); 및 상기 제1 보강 부재(181)와 상기 제2 보강 부재(182)의 연결부분에 설치되어, 상기 제1 보강 부재(181)와 상기 제2 보강 부재(182)의 조임과 풀림을 조절하는 조절 부(183);로 구성된다.

상기 제1 보강 부재(181)는 X자 부(181a)와, 상기 X자 부(181a)로부터 상기 가동 프레임(150)을 향하여 연장되는 연장 부(181b)와, 체결 홈 부(181c)로 구성된다.

상기 제2 보강 부재(182)는 X자 부(182a)와, 상기 X자 부(182a)의 끝단에 형성되는 체결 홈 부(182b)로 구성된다.

한편, 본 고안에 따른 판형 열교환기의 보강구조는 고정 프레임(140)과 가동 프레임(150) 사이에 다수의 전열 판(160)이 이동 가능하게 설치되며, 상기 전열 판(160)이 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하며, 상기 고정 프레임(140)과 상기 가동 프레임(150)의 배 불림 현상을 방지하기 위하여 상기 고정 프레임(140)과 상기 가동 프레임(150)을 둘러싸는 위치에 보강유닛(180)이 설치된다.

상기 고정 프레임(140)과 상기 가동 프레임(150)의 측면에는 상기 제1 보강 부재(181)가 삽입되는 삽입 홈(H)이 형성된다.

전열 판(160)의 조립은 가스켓(미도시)이 부착된 면이 상기 고정 프레임(140) 쪽을 향하고 1매마다 상,하 역방향으로 걸어주며, 일측의 전열 판(160)의 표면을 흐르는 유체는 항상 일측의 전열 판(160)으로 흐르고, 타측의 전열 판(160)을 흐르는 유체는 항상 타측의 전열 판(160)으로 흐르게 한다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 판형 열교환기 및 그 판형 열교환기의 보강구조에 있어서는, 보강유닛(180)을 이용하여 고정 프레임(140)과 가동 프레임(150)의 중앙 부분을 감싸도록 하여 쿨러(cooler) 작동시 작동 압력(operation pressure)에 의해서 고정 프레임(140) 및 가동 프레임(150)의 중앙 부분의 배 불림 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

따라서 고정 프레임(140) 및 가동 프레임(150)의 두께(thickness)를 줄일 수 있고, 고정 프레임과 가동 프레임의 감소한 두께만큼의 웨이트를 줄일 수 있으며, 유지보수(maintenance)용 리프팅 러그(lifting lug) 사양을 절감할 수 있으며, 열교환기의 분리/조립 작업이 기존보다 훨씬 용이하다.

100: 판형 열교환기
110: 서포트 칼럼
120: 가이드 바
130: 캐링 바
140: 고정 프레임
150: 가동 프레임
160: 전열 판
170: 타이 볼트
180: 보강유닛
181: 제1 보강 부재
182: 제2 보강 부재
183: 조절 부
181a: X자 부
181b: 연장 부
181c: 체결 홈 부
182: 제2 보강 부재
182a: X자 부
182b: 체결 홈 부
H: 삽입 홈

Claims (6)

1. 지면에 수직 방향으로 고정 설치되는 서포트 칼럼;
   상기 서포트 칼럼의 하부 측으로 설치되는 가이드 바;
   상기 서포트 칼럼의 상부 측으로는 설치되는 캐링 바;
   상기 가이드 바와 상기 캐링 바 사이에 설치되며, 상기 가이드 바와 캐링 바의 일측 끝단에 고정되는 고정 프레임;
   상기 가이드 바와 상기 캐링 바 사이에 설치되며, 상기 가이드 바를 따라 상기 서포트 칼럼과 상기 고정 프레임 사이를 이동 가능한 가동 프레임;
   상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임 사이에서 상기 가이드 바를 따라 이동 가능하게 설치되며, 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하는 다수의 전열 판;
   상기 다수의 전열 판을 조이도록 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임을 연결하는 타이 볼트; 및
   상기 고정 프레임와 상기 가동 프레임의 배 불림 현상을 방지하는 보강유닛;을 포함하는 판형 열교환기.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 보강유닛은
   상기 고정 프레임의 중앙 부분을 보강하며, 상기 가동 프레임까지 연장 형성되는 제1 보강 부재;
   상기 가동 프레임의 전면에 위치하여 상기 가동 프레임의 중앙 부분을 보강하며, 상기 제1 보강 부재의 끝단에 결합하는 제2 보강 부재; 및
   상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재의 연결부분에 설치되어, 상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재의 조임과 풀림을 조절하는 조절 부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
3. 고정 프레임과 가동 프레임 사이에 다수의 전열 판이 이동 가능하게 설치되며, 상기 전열 판이 적층되어 가열 유체와 피 가열 유체가 흐르는 유체 통로를 형성하는 판형 열교환기로서, 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임의 배 불림 현상을 방지하기 위하여 상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임을 둘러싸는 위치에 보강유닛이 설치되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 보강구조.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 보강유닛은
   상기 고정 프레임과, 상기 전열 판을 둘러 감싸는 제1 보강 부재;
   상기 가동 프레임의 전면에 위치하며, 상기 제1 보강 부재의 끝단에 결합하는 제2 보강 부재; 및
   상기 제1 보강 부재와 상기 제2 보강 부재의 연결부분에 설치되어 조임과 풀림을 조절하는 조절 부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 보강구조.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정 프레임과 상기 가동 프레임의 측면에는 상기 제1 보강 부재가 삽입되는 삽입 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 보강구조.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 보강 부재는
   X자 부와,
   상기 X자 부로부터 상기 가동 프레임를 향상하여 연장되는 연장 부와,
   체결 홈 부로 구성되며,
   상기 제2 보강 부재는
   X자 부와,
   상기 X자 부의 끝단에 형성되는 체결 홈 부로 구성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기의 보강구조.
   

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