KR20160025419A - 열교환판 및 판형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1유체와 제2유체가 열교환되도록 제1유체가 유입되는 유입공, 상기 유입공을 통해 유입된 제1유체가 배출되는 배출공, 상기 유입공 및 상기 배출공 사이에 위치되어 제1유체의 유동을 차단하기 위한 차단부재를 포함하되, 상기 유입공을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재를 우회하여 상기 배출공으로 배출되도록 상기 차단부재에 의해 상기 유입공 및 상기 배출공 사이가 구획되는 열교환판 및 판형 열교환기에 관한 것이다.

Description

열교환판 및 판형 열교환기{Heat Exchange Plate and Plate Type Heat Exchanger}

본 발명은 제1유체와 제2유체를 열교환시키기 위한 판형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 제1유체와 제2유체를 열교환시키기 위한 장치로, 사용목적에 따라 가열기, 냉각기 등으로 칭하기도 한다. 이러한 열교환기는 크게 관형 열교환기와 판형 열교환기로 분류된다. 판형 열교환기는 비교적 소형이면서 열교환 효율이 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 자동차, 냉매시스템 등 여러 분야에서 사용되고 있다.

이러한 판형 열교환기는 열교환판을 복수개 포함한다. 상기 열교환판들은 서로 적층되어 결합됨으로써, 제1유체와 제2유체가 유동할 수 있는 복수개의 유로를 형성한다. 제1유체와 제2유체는 상기 열교환판들 사이에 형성된 유로를 따라 유동하면서 열교환된다. 이 경우, 제1유체와 제2유체는 상기 열교환판을 사이에 두고 유동하므로, 서로 혼합되지 않으면서 열교환된다.

도 1은 종래 기술에 따른 판형 열교환기에 구비되는 열교환판의 개략적인 평면도로, 제1유체가 유동하는 모습을 나타낸 개념도이다.

도 1을 참고하면, 종래 기술에 따른 판형 열교환기에 있어서, 열교환판(100)은 제1유체가 유입되는 유입공(110), 및 제1유체가 배출되는 배출공(120)을 포함한다.

상기 유입공(110) 및 상기 배출공(120)은 제1축방향(X축 방향)으로 동일선(I) 상에 위치되게 형성됨과 아울러 제2축방향(Y축 방향)으로 서로 이격된 위치에 형성된다. 상기 제1축방향(X축 방향)은 상기 열교환판(100)의 단변(短邊)에 평행한 방향이다. 상기 제2축방향(Y축 방향)은 상기 열교환판(100)의 장변(長邊)에 평행한 방향이다. 즉, 상기 제1축방향(X축 방향) 및 상기 제2축방향(Y축 방향)은 서로 수직한 방향이다.

이에 따라, 제1유체는 상기 유입공(110)을 통해 유입된 후에 상기 배출공(120) 쪽으로 유동하게 되는데, 이상적으로는 상기 열교환판(100)의 전면(全面)에 접촉되도록 퍼지면서 상기 배출공(120) 쪽으로 유동하여야 한다.

그러나, 실제로 제1유체는 상기 배출공(120) 쪽에서 제공되는 흡입력으로 인해 도 1에 도시된 화살표들과 같이 유동함에 따라 상기 열교환판(100)의 전면에 퍼지지 못하고 데드존들(DZ1, DZ2)을 형성하게 된다. 도시되지 않았지만, 제2유체가 유동하는 열교환판(100)에는 도 1에 도시된 데드존들(DZ1, DZ2)의 위치에 대향되는 쪽에 데드존들(DZ1, DZ2)이 형성된다.

따라서, 종래 기술에 따른 판형 열교환기는 상기 열교환판(100)들 각각마다 제1유체 및 제2유체가 도달하지 못하는 데드존들(DZ1, DZ2)이 형성됨에 따라 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 제1유체와 제2유체가 도달하지 못하는 데드존을 감소시킬 수 있는 열교환판 및 판형 열교환기를 제공하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 열교환판은 제1유체와 제2유체가 열교환되도록 제1유체가 유동하는 본체; 상기 본체를 관통하여 형성되고, 제1유체가 유입되는 유입공; 상기 본체를 관통하여 형성되고, 상기 유입공을 통해 유입된 제1유체가 배출되는 배출공; 및 상기 본체에 결합되고, 상기 유입공 및 상기 배출공 사이에 위치되어 제1유체의 유동을 차단하기 위한 차단부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 열교환판에 있어서, 상기 본체는 상기 유입공을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재를 우회하여 상기 배출공으로 배출되도록 상기 차단부재에 의해 상기 유입공 및 상기 배출공 사이가 구획될 수 있다.

본 발명에 따른 판형 열교환기는 제1유체와 제2유체가 열교환되도록 제1유체가 유동하기 위한 제1열교환판; 및 상기 제1열교환판에 결합되고, 제2유체가 유동하기 위한 제2열교환판을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 판형 열교환기에 있어서, 상기 제1열교환판은 제1유체가 유입되는 제1유입공, 제1유체가 배출되는 제1배출공, 및 상기 제1유입공을 통해 유입된 제1유체가 우회하여 상기 제1배출공으로 배출되도록 상기 제1유입공 및 상기 제1배출공 사이를 구획하기 위한 제1차단부재를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 제1유체가 차단부재를 우회하면서 유동하도록 구현됨으로써, 제1유체와 제2유체가 도달하지 못하는 데드존을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 판형 열교환기에 구비되는 열교환판의 개략적인 평면도로, 제1유체가 유동하는 모습을 나타낸 개념도
도 2는 본 발명에 따른 열교환판의 개략적인 사시도
도 3은 본 발명에 따른 열교환판의 개략적인 평면도로 제1유체가 유동하는 모습을 나타낸 개념도
도 4는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 열교환판의 개략적인 평면도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 개략적인 분해도
도 7은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 개략적인 사시도
도 8은 본 발명에 따른 판형 열교환기에 있어서 도 7의 A 부분에 대한 측단면도

이하에서는 본 발명에 따른 열교환판의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 열교환판의 개략적인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열교환판의 개략적인 평면도로 제1유체가 유동하는 모습을 나타낸 개념도이며, 도 4는 본 발명의 변형된 실시예에 따른 열교환판의 개략적인 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 판형 열교환기에 구비되는 것으로, 제1유체와 제2유체가 열교환되도록 제1유체가 유동하는 것이다. 제1유체는 제2유체를 가열 또는 냉각하기 위한 열교환매체일 수 있다. 이 경우, 제2유체가 작동유체일 수 있다. 반대로 제2유체가 열교환매체이고, 제1유체가 작동유체일 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 열교환매체 또는 작동유체가 유동하는 것이다.

본 발명에 따른 열교환판(10)은 제1유체가 유동하는 본체(11), 제1유체가 유입되는 유입공(12), 제1유체가 배출되는 배출공(13), 및 제1유체의 유동을 차단하기 위한 차단부재(14)를 포함한다.

상기 차단부재(14)는 상기 유입공(12) 및 상기 배출공(13) 사이에 위치되게 상기 본체(11)에 결합된다. 이에 따라, 상기 본체(11)는 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재(14)를 우회하여 상기 배출공(13)으로 배출되도록 상기 차단부재(14)에 의해 상기 유입공(12) 및 상기 배출공(13) 사이가 구획된다.

따라서, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재(14)를 우회하면서 상기 본체(11)의 전면(全面)으로 퍼지도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 상기 본체(11)에서 제1유체가 도달하지 못하는 데드존을 감소시킴으로써, 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 상기 본체(11), 상기 유입공(12), 상기 배출공(13), 및 상기 차단부재(14)에 관해 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 본체(11)는 본 발명에 따른 열교환판(10)의 전체적인 외관을 이룬다. 상기 본체(11)는 스테인리스강(Stainless Steel) 또는 동(銅)으로 제조될 수 있다. 상기 본체(11)는 스테리인리스강으로 제조된 판 및 동으로 제조된 판이 브레이징 접합됨으로써 제조될 수도 있다. 상기 본체(11)는 전체적으로 제1축방향(X축 방향)에 비해 제2축방향(Y축 방향)으로 더 긴 길이를 갖는 사각판형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 제1유체가 유동할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다. 상기 제1축방향(X축 방향) 및 상기 제2축방향(Y축 방향)은 서로 수직한 방향이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 유입공(12)은 상기 본체(11)를 관통하여 형성된다. 제1유체는 상기 유입공(12)을 통해 상기 본체(11)로 유입된다. 상기 유입공(12)은 전체적으로 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 제1유체가 유입될 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 배출공(13)은 상기 본체(11)를 관통하여 형성된다. 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체는, 상기 배출공(13)을 통해 상기 본체(11)의 외부로 배출된다. 상기 배출공(13)은 전체적으로 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 제1유체가 배출될 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 배출공(13)은 상기 유입공(12)으로부터 상기 제1축방향(X축 방향)으로 이격된 위치에서 상기 본체(11)를 관통하여 형성될 수 있다. 즉, 상기 배출공(13) 및 상기 유입공(12)은 상기 본체(11)의 단변(短邊)에 평행한 방향으로 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다.

상기 배출공(13) 및 상기 유입공(12)은 각각 상기 본체(11)의 제1변(111) 및 제2변(112) 중에서 어느 하나의 변(邊)에 더 가까운 위치에 형성될 수 있다. 상기 제1변(111) 및 상기 제2변(112)은 상기 본체(11)가 갖는 변들 중에서 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 서로 이격된 변(邊)이다. 이 경우, 상기 제1변(111) 및 상기 제2변(112)은 각각 상기 본체(11)가 갖는 변들 중에서 단변에 해당한다. 상기 배출공(13) 및 상기 유입공(12)은 각각 상기 제2변(112)으로부터 이격된 거리에 비해 상기 제1변(111)으로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 형성될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 차단부재(14)는 상기 유입공(12) 및 상기 배출공(13) 사이에 위치되게 상기 본체(11)에 결합된다. 이에 따라, 상기 차단부재(14)는 상기 유입공(12) 및 상기 배출공(13) 사이를 구획함으로써, 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체가 곧바로 상기 배출공(13) 쪽으로 유동하는 것을 차단한다. 따라서, 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체는, 상기 차단부재(14)를 우회하면서 상기 본체(11)의 전면으로 퍼지면서 유동한 후에 상기 배출공(13)을 통해 배출될 수 있다. 예컨대, 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체는 전체적으로 U 형태의 우회경로를 따라 유동하여 상기 배출공(13)으로 배출될 수 있다.

상기 차단부재(14)는 상기 본체(11)로부터 돌출되게 형성된다. 본 발명에 따른 열교환판(10)은 복수개가 적층되게 결합됨으로써 판형 열교환기를 구성하게 되는데, 상기 차단부재(14)는 인접하게 적층된 열교환판(10)의 본체(11)에 접촉되는 높이로 돌출되게 형성될 수 있다. 상기 차단부재(14)는 전체적으로 상기 제1축방향(X축 방향)에 비해 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 긴 길이를 갖는 장방체 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상기 유입공(12) 및 상기 배출공(13) 사이를 구획할 수 있는 형태이면 다른 형태로 형성될 수도 있다.

상기 차단부재(14)는 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 상기 본체(11)에 비해 짧은 길이로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 차단부재(14)는 상기 본체(11)를 부분적으로 구획할 수 있다. 이 경우, 상기 본체(11)에는 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재(14)를 우회하여 상기 배출공(13)으로 유동할 수 있는 우회통로(141)가 형성된다. 상기 유입공(12) 및 상기 배출공(13)이 상기 제1변(111) 쪽에 가까운 위치에 형성되는 경우, 상기 우회통로(141)는 상기 제2변(112) 쪽에 가까운 위치에 형성된다.

상기 차단부재(14)는, 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 상기 본체(11)의 길이를 L이라 정의할 때, 1/2L 이상 L 미만의 길이로 형성될 수 있다. 상기 차단부재(14)가 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 1/2L 미만의 길이로 형성되는 경우, 제1유체는 우회경로가 감소됨에 따라 본체(11)의 전면으로 퍼지는 정도가 감소될 수 있다. 상기 차단부재(14)는 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 1/2L 이상의 길이로 형성됨으로써, 제1유체가 상기 본체(11)의 전면으로 퍼지면서 유동하여 상기 배출공(13)을 통해 배출되도록 유도할 수 있다. 상기 차단부재(14)는 1/2L 이상 3/4L 이하의 길이로 형성될 수도 있다. 상기 차단부재(14)가 3/4L 보다 큰 길이로 형성되는 경우, 제1유체는 상기 우회통로(141)의 크기가 감소됨에 따라 유동력이 저하될 수 있다. 상기 차단부재(14)는 1/2L 이상 3/4L 이하의 길이로 형성됨으로써, 제1유체가 상기 본체(11)의 전면으로 퍼지면서 원활하게 유동하여 상기 배출공(13)을 통해 배출되도록 유도할 수 있다.

상기 차단부재(14)는 일단이 상기 제1변(111)에 접하고, 타단이 상기 제2변(112)으로부터 이격되게 상기 본체(11)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 차단부재(14)의 타단 및 상기 제2변(112) 사이에 형성된 공간이 상기 우회통로(141)로 기능할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재(14)를 최장거리로 우회하여 상기 배출공(13)으로 배출되도록 유도할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 상기 본체(11)에서 제1유체가 도달하지 못하는 데드존을 더 감소시킴과 동시에 제1유체가 상기 본체(11)의 전면에 퍼지는 정도를 더 증대시킴으로써, 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율을 더 향상시킬 수 있다.

상기 차단부재(14)는 상기 본체(11)의 제1연결변(113) 및 제2연결변(114) 각각으로부터 동일한 거리로 이격된 위치에서 상기 본체(11)에 결합될 수 있다. 상기 제1연결변(113) 및 상기 제2연결변(114)은 상기 본체(11)가 갖는 변들 중에서 상기 제1축방향(X축 방향)으로 서로 이격된 변이다. 이 경우, 상기 제1연결변(113) 및 상기 제2연결변(114)은 각각 상기 본체(11)가 갖는 변들 중에서 장변에 해당한다. 상기 제1연결변(113) 및 상기 제2연결변(114)은 각각 상기 제1변(111) 및 상기 제2변(112) 각각에 연결되게 형성된다. 상기 차단부재(14)가 상기 제1연결변(113) 및 상기 제2연결변(114) 각각으로부터 동일한 거리로 이격되게 위치됨으로써, 상기 본체(11)는 상기 차단부재(14)를 기준으로 양측이 동일한 면적으로 구획될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 상기 차단부재(14)를 기준으로 양측에서 유동하는 제1유체의 유량에 대한 균일성을 향상시킴으로써, 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율을 더 향상시킬 수 있다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 열교환판(10)은 제1연결공(15), 및 제2연결공(16)을 포함할 수 있다.

상기 제1연결공(15) 및 상기 제2연결공(16)은 각각 상기 본체(11)를 관통하여 형성된다. 상기 제1연결공(15) 및 상기 제2연결공(16)은 각각 제2유체를 통과시키기 위한 통로로 기능한다. 본 발명에 따른 열교환판(10)은 복수개가 적층되게 결합됨으로써 판형 열교환기를 구성하게 되는데, 예를 들어 제1유체가 유동하는 제1열교환판 및 제2유체가 유동하는 제2열교환판이 서로 교대로 적층됨으로써 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1연결공(15) 및 상기 제2연결공(16)은 상기 제1열교환판을 관통하여 형성됨으로써, 제2유체가 상기 제1열교환판을 통과하여 상기 제2열교환판에 대해 유입 및 배출되도록 하는 통로로 기능한다. 상기 제1열교환판에 형성된 제1연결공(15) 및 제2연결공(16)은 각각 상기 제2열교환판에 형성된 유입공 및 배출공에 연결될 수 있다.

상기 본체(11)에는 제1연결공(15)의 외측에서 돌출되게 형성된 제1차단돌기(151), 및 상기 제2연결공(16)의 외측에서 돌출되게 형성된 제2차단돌기(161)가 형성될 수 있다.

상기 제1차단돌기(151)는 상기 제1연결공(15)을 통과하는 제2유체가 상기 본체(11)의 내부로 유입되는 것을 차단한다. 상기 본체(11)의 내부는, 상기 본체(11)를 갖는 제1열교환판 및 상기 제1열교환판에 결합된 제2열교환판 사이의 틈새를 의미한다. 상기 제1연결공(15) 및 상기 제1차단돌기(151)가 상기 제1열교환판에 형성되는 경우, 상기 제1차단돌기(151)는 상기 제1열교환판에 결합되는 제2열교환판에 접촉되도록 돌출되게 형성될 수 있다.

상기 제2차단돌기(161)는 상기 제2연결공(16)을 통과하는 제2유체가 상기 본체(11)의 내부로 유입되는 것을 차단한다. 상기 제2연결공(16) 및 상기 제2차단돌기(161)가 상기 제1열교환판에 형성되는 경우, 상기 제2차단돌기(161)는 상기 제1열교환판에 결합되는 제2열교환판에 접촉되도록 돌출되게 형성될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 본체(11)에는 상기 제1차단돌기(151) 및 상기 제2차단돌기(161)를 대신하여 가스켓(Gasket)들이 결합될 수도 있다. 상기 가스켓들은 상기 제1연결공(15) 및 상기 제2연결공(16) 각각의 외측을 감싸도록 결합됨으로써, 제2유체가 상기 본체(11)의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 열교환판(10)은 복수개의 난류형성부재(17)를 포함할 수 있다. 도 4에서 해칭된 부분은 상기 본체(11)에서 돌출된 부분을 표시한 것이다.

상기 난류형성부재(17)들은 각각 상기 본체(11)로부터 돌출되게 형성된다. 상기 난류형성부재(17)들은 서로 소정 거리로 이격되게 형성된다. 이에 따라, 상기 본체(11)에는 상기 난류형성부재(17)들 각각의 사이에 복수개의 유동홈(18)이 형성된다. 상기 유입공(12)을 통해 유입된 제1유체는 상기 유동홈(18)들 및 상기 난류형성부재(17)들에 의해 난류를 형성하면서 유동하게 된다. 따라서, 본 발명의 변형된 실시예에 따른 열교환판(10)은 제1유체 및 제2유체 간의 열교환 효율을 더 향상시킬 수 있다.

상기 난류형성부재(17)들은 각각 상기 본체(11)로부터 상기 차단부재(14)와 대략 일치하는 높이로 돌출되게 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 차단부재(14)는 상기 난류형성부재(17)들 각각의 사이에 형성된 유동홈(18)들 중에서 일부를 제1유체가 유동하지 못하도록 차단할 수 있다. 상기 난류형성부재(17)들은 각각 V 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 난류형성부재(17)들은 각각 상기 차단부재(14)를 기준으로 서로 대칭되는 형태로 형성될 수 있다. 상기 난류형성부재(17)들은 V 형태 외에 다른 형태로 형성될 수도 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 판형 열교환기의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 개략적인 분해도이고, 도 7은 본 발명에 따른 판형 열교환기의 개략적인 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 판형 열교환기에 있어서 도 7의 A 부분에 대한 측단면도이다.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 제1유체가 유동하기 위한 제1열교환판(2), 및 제2유체가 유동하기 위한 제2열교환판(3)을 포함한다. 상기 제2열교환판(3)은 상기 제1열교환판(2)에 결합된다. 상기 제1열교환판(2) 및 상기 제2열교환판(3)은 각각 상술한 본 발명에 따른 열교환판(10)과 대략 일치하게 구현되므로, 이하에서는 차이점에 대해서만 설명한다.

상기 제1열교환판(2)은 제1유체가 유입되는 제1유입공(21), 제1유체가 배출되는 제1배출공(22), 및 상기 제1유입공(21)을 통해 유입된 제1유체가 우회하여 상기 제1배출공(22)으로 배출되도록 상기 제1유입공(21) 및 상기 제1배출공(22) 사이를 구획하기 위한 제1차단부재(23)를 포함한다. 예컨대, 제1유체는 도 5에 점선으로 표시된 화살표를 따라 제1차단부재(23)를 우회하여 유동할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 상기 제1유입공(21)을 통해 유입된 제1유체가 상기 제1차단부재(23)를 우회하면서 상기 제1열교환판(2)의 전면으로 퍼지도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 상기 제1열교환판(2)에서 제1유체가 도달하지 못하는 데드존을 감소시킴으로써, 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 제1유입공(21), 상기 제1배출공(22), 및 상기 제1차단부재(23)는 제1본체(2a)에 형성될 수 있다. 상기 제1유입공(21), 상기 제1배출공(22), 상기 제1차단부재(23), 및 상기 제1본체(2a)는 각각 상술한 상기 유입공(12), 상기 배출공(13), 상기 차단부재(14), 및 본체(11)와 대략 일치하게 구현된다. 상기 제1열교환판(2)은 상기 제1연결공(15) 및 상기 제2연결공(16) 각각과 대략 일치하게 구현되는 제1연결공(24) 및 제2연결공(25)를 포함할 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제1열교환판(2)은 상기 제1차단돌기(151) 및 상기 제2차단돌기(161) 각각과 대략 일치하게 구현되는 제1차단돌기 및 제2차단돌기를 포함할 수도 있다. 상기 제1열교환판(2)은 상기 제1차단돌기 및 제2차단돌기를 대신하여 가스켓들을 포함할 수도 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1열교환판(2)은 상기 난류형성부재(17)와 대략 일치하게 구현되는 제1난류형성부재를 복수개 포함할 수도 있다.

도 3 내지 도 5를 참고하면, 상기 제2열교환판(3)은 제2유체가 유입되는 제2유입공(31), 제2유체가 배출되는 제2배출공(32), 및 상기 제2유입공(31)을 통해 유입된 제2유체가 우회하여 상기 제2배출공(32)으로 배출되도록 상기 제2유입공(31) 및 상기 제2배출공(32) 사이를 구획하기 위한 제2차단부재(33)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2유체는 도 5에 실선으로 표시된 화살표를 따라 제2차단부재(33)를 우회하여 유동할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 상기 제2유입공(31)을 통해 유입된 제2유체가 상기 제2차단부재(33)를 우회하면서 상기 제2열교환판(3)의 전면으로 퍼지도록 유도할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 상기 제2열교환판(3)에서 제2유체가 도달하지 못하는 데드존을 감소시킴으로써, 제1유체와 제2유체 간에 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 제2유입공(31), 상기 제2배출공(32), 및 상기 제2차단부재(33)는 제2본체(3a)에 형성될 수 있다. 상기 제2유입공(31), 상기 제2배출공(32), 상기 제2차단부재(33), 및 상기 제2본체(3a)는 각각 상술한 상기 유입공(12), 상기 배출공(13), 상기 차단부재(14), 및 본체(11)와 대략 일치하게 구현된다. 상기 제2열교환판(3)은 상기 제1연결공(15) 및 상기 제2연결공(16) 각각과 대략 일치하게 구현되는 제3연결공(34) 및 제4연결공(35)를 포함할 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2열교환판(3)은 상기 제1차단돌기(151) 및 상기 제2차단돌기(161) 각각과 대략 일치하게 구현되는 제3차단돌기 및 제4차단돌기를 포함할 수도 있다. 상기 제2열교환판(3)은 상기 제3차단돌기 및 제4차단돌기를 대신하여 가스켓들을 포함할 수도 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2열교환판(3)은 상기 난류형성부재(17)와 대략 일치하게 구현되는 제2난류형성부재를 복수개 포함할 수도 있다.

상기 제2열교환판(3)은 도 5를 기준으로 상기 제1열교환판(2)의 상측에 위치되게 상기 제1열교환판(2)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제1차단부재(23)는 상기 제2열교환판(3)에 접촉되게 결합될 수 있다. 상기 제1차단부재(23)는 상기 제2본체(3a)의 저면에 접촉되게 상기 제2열교환판(3)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1차단부재(23)는 상기 제1유입공(21) 및 상기 제1배출공(22) 사이를 구획할 수 있다. 따라서, 상기 제1유입공(21)을 통해 유입된 제1유체는, 상기 제1차단부재(23)를 우회하면서 상기 제1열교환판(2)의 전면으로 퍼지면서 유동한 후에 상기 제1배출공(22)을 통해 배출될 수 있다. 예컨대, 도 5에 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 제1유입공(21)을 통해 유입된 유체는 전체적으로 U 형태의 우회경로를 따라 유동하여 상기 제1배출공(22)으로 배출될 수 있다.

도시되지 않았지만, 상기 제2열교환판(3)의 상측에는 다른 제1열교환판(2)이 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제2차단부재(33)는 상기 제2열교환판(3)의 상측에 위치된 제1열교환판(2)에 접촉되게 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2차단부재(33)는 상기 제2유입공(31) 및 상기 제2배출공(32) 사이를 구획할 수 있다. 따라서, 상기 제2유입공(31)을 통해 유입된 제2유체는, 상기 제2차단부재(33)를 우회하면서 상기 제2열교환판(3)의 전면으로 퍼지면서 유동한 후에 상기 제2배출공(32)을 통해 배출될 수 있다. 예컨대, 도 5에 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 제2유입공(31)을 통해 유입된 유체는 전체적으로 U 형태의 우회경로를 따라 유동하여 상기 제2배출공(32)으로 배출될 수 있다.

여기서, 상기 제1열교환판(2)은 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 서로 이격된 제1변(2b) 및 제2변(2c)을 포함한다. 상기 제1유입공(21) 및 상기 제1배출공(22)은 각각 상기 제2변(2c)으로부터 이격된 거리에 비해 상기 제1변(2b)으로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 형성된다. 상기 제1유입공(21) 및 상기 제1배출공(22)은 상기 제1축방향(X축 방향)으로 서로 이격된 위치에 형성된다. 상기 제1차단부재(23)는 일단이 상기 제1변(2b)에 접하고, 타단이 상기 제2변(2c)으로부터 이격되게 상기 제1본체(2a)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1열교환판(2)에는 상기 제1유입공(21)을 통해 유입된 제1유체가 상기 제1차단부재(23)를 우회하여 상기 제1배출공(22)으로 유동할 수 있는 제1우회통로(231)가 형성된다. 상기 제1우회통로(231)는 상기 제2변(2c) 쪽에 가까운 위치에 형성된다.

상기 제2열교환판(3)은 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 이격된 제3변(3b) 및 제4변(3c)를 포함한다. 상기 제2유입공(31) 및 상기 제2배출공(32)은 각각 상기 제3변(3b)으로부터 이격된 거리에 비해 상기 제4변(3c)으로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 형성된다. 상기 제2유입공(31) 및 상기 제2배출공(32)은 상기 제1축방향(X축 방향)으로 서로 이격된 위치에 형성된다. 상기 제2차단부재(33)는 일단이 상기 제4변(3c)에 접하고, 타단이 상기 제3변(3b)으로부터 이격되게 상기 제2본체(3a)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2열교환판(3)에는 상기 제2유입공(31)을 통해 유입된 제2유체가 상기 제2차단부재(33)를 우회하여 상기 제2배출공(32)으로 유동할 수 있는 제2우회통로(331)가 형성된다. 상기 제2우회통로(331)는 상기 제3변(3b) 쪽에 가까운 위치에 형성된다.

상기 제2열교환판(3)은 상기 제3변(3b)이 상기 제1변(2b)에 접하고, 상기 제4변(3c)이 상기 제2변(2c)에 접하도록 상기 제1열교환판(2)에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 제2우회통로(331) 및 상기 제1우회통로(231)는 상기 제2축방향(Y축 방향)으로 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2우회통로(331) 및 상기 제1우회통로(231)가 서로 대향되게 형성된다. 이 경우, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 상기 제2열교환판(3) 및 상기 제1열교환판(2)이 각각 동일하게 제조된 후에 서로 반대되는 방향을 향하도록 결합됨으로써 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 하나의 금형을 이용하여 제2열교환판(3) 및 제1열교환판(2)을 제조할 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제조의 용이성을 향상시킬 수 있다.

도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)에 있어서, 상기 제2열교환판(3)은 상기 제2유입공(31)이 상기 제1유입공(21)에 대향되게 상기 제1열교환판(2)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 제1유체와 제2유체가 서로 반대되는 방향으로 유동하면서 열교환되도록 구현될 수 있다.

도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)에 있어서, 상기 제2열교환판(3)은 상기 제2유입공(31)이 상기 제1배출공(22)에 대향되게 상기 제1열교환판(2)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 제1유체와 제2유체가 서로 동일한 방향으로 유동하면서 열교환되도록 구현될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 복수개의 제1열교환판(2) 및 복수개의 제2열교환판(3)이 교대로 적층되어 결합됨으로써 구현될 수 있다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이 제1유체(200) 및 제2유체(300)는 상기 제1열교환판(2)들 및 상기 제2열교환판(3)들의 사이를 통해 서로 혼합되지 않고 유동하면서 열교환된다.

본 발명에 따른 판형 열교환기(1)는 제1커버(4) 및 제2커버(5)를 포함할 수 있다. 상기 제1커버(4) 및 상기 제2커버(5) 사이에 교대로 적층된 제1열교환판(2)들 및 제2열교환판(3)들이 위치한다.

상기 제1커버(4)에는 제1유체(200)가 공급되는 제1유입포트(6) 및 제1유체(200)가 배출되는 제1배출포트(7)가 결합될 수 있다. 상기 제1유입포트(6)는 상기 제1열교환판(2)들 각각이 갖는 제1유입공(21)들에 연결된다. 상기 제1배출포트(7)는 상기 제1열교환판(2)들 각각이 갖는 제1배출공(22)들에 연결된다. 상기 제1유입포트(6) 및 상기 제1배출포트(7)는 서로 이격된 위치에서 상기 제1커버(4)에 결합될 수 있다.

상기 제1커버(4)에는 제2유체(300)가 공급되는 제2유입포트(8) 및 제2유체(300)가 배출되는 제2배출포트(9)가 결합될 수 있다. 상기 제2유입포트(8)는 상기 제2열교환판(2)들 각각이 갖는 제2유입공(31)들에 연결된다. 상기 제2배출포트(9)는 상기 제2열교환판(2)들 각각이 갖는 제2배출공(32)들에 연결된다. 상기 제2유입포트(8) 및 상기 제2배출포트(9)는 서로 이격된 위치에서 상기 제1커버(4)에 결합될 수 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제2유입포트(8) 및 상기 제2배출포트(9)는 상기 제2커버(4)에 결합될 수도 있다. 도시되지 않았지만, 상기 제1커버(4)에 상기 제1유입포트(6) 및 상기 제2유입포트(8)가 결합되고, 상기 제2커버(5)에 상기 제1배출포트(7) 및 상기 제2배출포트(9)가 결합될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1 : 판형 열교환기 2 : 제1열교환판
3 : 제2열교환판 23 : 제1차단부재
33 : 제2차단부재 10 : 열교환판

Claims (13)

1. 제1유체와 제2유체가 열교환되도록 제1유체가 유동하는 본체;
   상기 본체를 관통하여 형성되고, 제1유체가 유입되는 유입공;
   상기 본체를 관통하여 형성되고, 상기 유입공을 통해 유입된 제1유체가 배출되는 배출공; 및
   상기 본체에 결합되고, 상기 유입공 및 상기 배출공 사이에 위치되어 제1유체의 유동을 차단하기 위한 차단부재를 포함하고,
   상기 본체는 상기 유입공을 통해 유입된 제1유체가 상기 차단부재를 우회하여 상기 배출공으로 배출되도록 상기 차단부재에 의해 상기 유입공 및 상기 배출공 사이가 구획되는 것을 특징으로 하는 열교환판.
2. 제1항에 있어서,
   상기 배출공은 상기 유입공으로부터 제1축방향으로 이격된 위치에서 상기 본체를 관통하여 형성되고,
   상기 차단부재는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 상기 본체에 비해 짧은 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환판.
3. 제2항에 있어서,
   상기 차단부재는 상기 제2축방향으로 상기 본체의 길이를 L이라 정의할 때, 1/2L 이상의 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 열교환판.
4. 제1항에 있어서,
   상기 배출공은 상기 유입공으로부터 제1축방향으로 이격된 위치에서 상기 본체를 관통하여 형성되고,
   상기 본체는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 서로 이격된 제1변(邊) 및 제2변을 포함하며,
   상기 유입공은 상기 제2변으로부터 이격된 거리에 비해 상기 제1변으로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 형성되고,
   상기 차단부재는 일단이 상기 제1변에 접하고, 타단이 상기 제2변으로부터 이격되게 상기 본체에 결합되는 것을 특징으로 하는 열교환판.
5. 제1유체와 제2유체가 열교환되도록 제1유체가 유동하기 위한 제1열교환판; 및
   상기 제1열교환판에 결합되고, 제2유체가 유동하기 위한 제2열교환판을 포함하고,
   상기 제1열교환판은 제1유체가 유입되는 제1유입공, 제1유체가 배출되는 제1배출공, 및 상기 제1유입공을 통해 유입된 제1유체가 우회하여 상기 제1배출공으로 배출되도록 상기 제1유입공 및 상기 제1배출공 사이를 구획하기 위한 제1차단부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1차단부재는 상기 제2열교환판에 접촉되게 결합되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 제1배출공은 상기 제1유입공으로부터 제1축방향으로 이격된 위치에 형성되고,
   상기 제1차단부재는 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 상기 제1열교환판에 비해 짧은 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제1배출공은 상기 제1유입공으로부터 제1축방향으로 이격된 위치에 형성되고,
   상기 제1열교환판은 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 서로 이격된 제1변 및 제2변을 포함하며,
   상기 제1유입공은 상기 제2변으로부터 이격된 거리에 비해 상기 제1변으로부터 이격된 거리가 더 짧은 위치에 형성되고,
   상기 제1차단부재는 일단이 상기 제1변에 접하고, 타단이 상기 제2변으로부터 이격되게 결합되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
9. 제5항에 있어서, 상기 제2열교환판은
   제2유체가 유입되는 제2유입공,
   제2유체가 배출되는 제2배출공, 및
   상기 제2유입공을 통해 유입된 제2유체가 우회하여 상기 제2배출공으로 배출되도록 상기 제2유입공 및 상기 제2배출공 사이를 구획하기 위한 제2차단부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1배출공은 상기 제1유입공으로부터 제1축방향으로 이격된 위치에 형성되고,
    상기 제1열교환판은 상기 제1축방향에 대해 수직한 제2축방향으로 서로 이격된 제1변 및 제2변을 포함하며,
    상기 제2배출공은 상기 제2유입공으로부터 상기 제1축방향으로 이격된 위치에 형성되고,
    상기 제2열교환판은 상기 제2축방향으로 서로 이격된 제3변 및 제4변을 포함하되, 상기 제3변이 상기 제1변에 접하고 상기 제4변이 상기 제2변에 접하도록 상기 제1열교환판에 결합되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1차단부재는 일단이 상기 제1변에 접하고, 타단이 상기 제2변으로부터 이격되게 결합되고;
    상기 제2차단부재는 일단이 상기 제4변에 접하고, 타단이 상기 제3변으로부터 이격되게 결합되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제2열교환판은 제1유체와 제2유체가 서로 반대되는 방향으로 유동하면서 열교환되도록 상기 제2유입공이 상기 제1유입공에 대향(對向)되게 상기 제1열교환판에 결합되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.
13. 제10항에 있어서,
    상기 제2열교환판은 제1유체와 제2유체가 서로 동일한 방향으로 유동하면서 열교환되도록 상기 제2유입공이 상기 제1배출공에 대향되게 상기 제1열교환판에 결합되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.

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