KR20230111896A

KR20230111896A - Plate type heat exchanger

Info

Publication number: KR20230111896A
Application number: KR1020220007917A
Authority: KR
Inventors: 전완재; 홍용석; 박종웅; 조영수
Original assignee: (주)모토닉
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2023-07-26

Abstract

판형 열교환기에 관한 것으로, 복수의 플레이트가 적층된 구조로 이루어지고, 상기 복수의 플레이트에는 각각 각 플레이트 사이의 유동 공간을 통해 유동하는 매체의 유동 방향을 고려해서 복수의 열과 행을 따라 복수의 딤플 형상부가 형성되며, 각 딤플 형상부는 호 또는 아치 형상으로 형성되는 구성을 마련하여, 각 플레이트 사이에서 매체가 유동하는 방향을 고려해서 아치 또는 호 형상의 딤플 형상부를 복수의 열과 행을 따라 배열해서 유체의 흐름성을 원활하게 하며, 차압을 감소시키고, 와류를 형성하며 유동 단면적을 증가시켜 열교환 효율을 증대할 수 있다.It relates to a plate heat exchanger, which is made of a structure in which a plurality of plates are stacked, and on each of the plurality of plates, a plurality of dimple-shaped portions are formed along a plurality of columns and rows in consideration of the flow direction of a medium flowing through a flow space between the respective plates, and each dimple-shaped portion is formed in an arc or arch shape, and the arch or arc-shaped dimple-shaped portions are arranged along the plurality of rows and columns in consideration of the direction in which the medium flows between the plates to facilitate fluid flow and reduce differential pressure, It is possible to increase the heat exchange efficiency by forming a vortex and increasing the cross-sectional area of the flow.

Description

판형 열교환기{PLATE TYPE HEAT EXCHANGER}Plate type heat exchanger {PLATE TYPE HEAT EXCHANGER}

본 발명은 판형 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적층된 복수의 플레이트 사이의 복수의 유동 공간을 통해 서로 다른 열교환 매체를 이동시켜 열교환을 수행하는 판형 열교환기에 관한 것이다. The present invention relates to a plate heat exchanger, and more particularly, to a plate heat exchanger that performs heat exchange by moving different heat exchange media through a plurality of flow spaces between a plurality of stacked plates.

일반적으로, 열에너지를 재사용하거나 용도에 맞게 온도를 낮추거나 높여 사용할 목적 등으로 각종 열교환기가 사용되고 있으며, 자동차에도 각종 열교환기가 구비되고 있다.In general, various heat exchangers are used for the purpose of reusing thermal energy or lowering or increasing the temperature according to the purpose, and various types of heat exchangers are provided in automobiles.

자동차 산업에서 각종 구성요소의 소형, 경량화는 연비의 향상으로 이어지고, 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 차체 디자인을 가능하게 하는 등 여러 가지 이점을 갖기 때문에 각종 구성요소를 소형, 경량화하면서도 고기능화하는 기술이 연구되고 있다.In the automobile industry, the miniaturization and weight reduction of various components leads to improved fuel efficiency and has various advantages such as enabling a body design that can satisfy the needs of consumers. Therefore, technology for making various components small, lightweight and highly functional is being researched.

엔진룸에서 공간확보에 어려움을 겪고 있는 차량용 공조시스템 분야에서도 소형, 경량화를 위한 연구가 계속되고 있는 실정이며, 이로 인하여 차량용 공조시스템의 구성요소인 열교환기도 소형, 경량화와 고효율, 고기능화가 추구되고 있다.In the field of air conditioning systems for vehicles, which are experiencing difficulties in securing space in the engine room, research for compactness and light weight is continuing, and as a result, heat exchangers, which are components of air conditioning systems for vehicles, are also being pursued for miniaturization, light weight, high efficiency, and high functionality.

다양한 형태의 열교환기가 있으나, 가장 일반적인 것이 판형 열교환기이다.There are various types of heat exchangers, but the most common is the plate type heat exchanger.

상기 판형 열교환기는 복수 개의 플레이트가 적층되어 플레이트를 사이에 두고 제1 매체유동공간과 제2 매체유동공간이 형성되고, 제1 열교환매체가 제1 매체유동공간을 경유하고, 제2 열교환매체가 제2 매체유동공간을 경유하면서 제1 열교환매체와 제2열교환매체 간에 열교환이 이루어지는 구조이다.The plate heat exchanger has a structure in which a plurality of plates are stacked to form a first medium flow space and a second medium flow space with the plates interposed therebetween, the first heat exchange medium passes through the first medium flow space, and the second heat exchange medium passes through the second medium flow space, thereby performing heat exchange between the first heat exchange medium and the second heat exchange medium.

차량용 공조시스템에서는 일반적으로 엔진룸 내부에서 충분한 공간을 확보하기 어렵기 때문에, 차량용 공조시스템을 구성하는 열교환기 등의 구성은 소형이면서도 효율을 높일 수 있는 기능이 요구된다.Since it is generally difficult to secure sufficient space inside an engine room in an air conditioning system for a vehicle, a configuration such as a heat exchanger constituting the air conditioning system for a vehicle is required to have a function that can increase efficiency while being compact.

한편, 최근에는 환경오염을 막기 위해, 전기자동차와 수소 연료전지 자동차 등 친환경 자동차가 개발되고 있으며, 이러한 친환경 자동차에도 판형 열교환기가 적용되고 있다. Meanwhile, recently, in order to prevent environmental pollution, eco-friendly vehicles such as electric vehicles and hydrogen fuel cell vehicles have been developed, and plate heat exchangers are also applied to these eco-friendly vehicles.

예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 종래기술에 따른 판형 열교환기 기술이 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 below disclose plate type heat exchanger technology according to the prior art.

한편, 종래기술에 따른 차량용 공조시스템에 적용되는 판형 열교환기는 열 교환 효율을 높이고, 각 플레이트의 내구성을 증대하기 위해, 원형 타입의 딤플 구조가 적용되고 있다. On the other hand, the plate heat exchanger applied to the vehicle air conditioning system according to the prior art has a circular dimple structure in order to increase heat exchange efficiency and increase durability of each plate.

이와 같이, 각 플레이트에 원형 타입의 딤플 구조를 적용하는 경우, 제조 작업은 용이하나 열교환 효율이 낮은 문제점이 있었다. In this way, when the circular dimple structure is applied to each plate, the manufacturing operation is easy, but the heat exchange efficiency is low.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 이너핀을 플레이트 사이에 삽입하는 방식도 제안되었으나, 이는 열교환 효율은 증가 시킬 수 있으나, 추가 부품으로 인해 플레이트 층간 높이가 증가되는 문제점이 있었다. In order to solve this problem, a method of inserting inner fins between plates has also been proposed, but this can increase heat exchange efficiency, but has a problem in that the height between plates increases due to additional parts.

따라서 판형 열교환기에 적용되는 각 플레이트의 딤플 구조를 개선해서 열교환 효율을 향상시키고, 각 플레이트의 내구성을 증대할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다. Therefore, there is a need to develop a technology capable of improving the heat exchange efficiency by improving the dimple structure of each plate applied to the plate heat exchanger and increasing the durability of each plate.

대한민국 특허 등록번호 10-120266호(2012년 11월 19일 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-120266 (Announced on November 19, 2012) 대한민국 특허 등록번호 10-1650160호(2016년 8월 23일 공고)Korean Patent Registration No. 10-1650160 (published on August 23, 2016)

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열교환 효율을 향상시키고, 각 플레이트의 내구성을 증대할 수 있는 판형 열교환기를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a plate heat exchanger capable of improving heat exchange efficiency and increasing durability of each plate.

본 발명의 다른 목적은 각 플레이트 사이를 이동하는 유체의 이동 방향을 고려해서 딤플 형상을 개선하여 유체의 흐름을 최적화하고 차압을 감소시키며 와류 형상을 통해 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 판형 열교환기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a plate heat exchanger capable of optimizing the flow of fluid, reducing differential pressure, and improving heat exchange efficiency through a vortex shape by improving the dimple shape by considering the moving direction of the fluid moving between each plate.

본 발명의 또 다른 목적은 각 플레이트의 내구성을 증대하고, 플레이트 층 수를 감소시켜 제품 중량을 감소시키고, 제조 비용을 절감할 수 있는 판형 열교환기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plate heat exchanger capable of increasing durability of each plate, reducing product weight by reducing the number of plate layers, and reducing manufacturing cost.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 판형 열교환기는 복수의 플레이트가 적층된 구조로 이루어지고, 상기 복수의 플레이트에는 각각 각 플레이트 사이의 유동 공간을 통해 유동하는 매체의 유동 방향을 고려해서 복수의 열과 행을 따라 복수의 딤플 형상부가 형성되며, 각 딤플 형상부는 호 또는 아치 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the plate heat exchanger according to the present invention has a structure in which a plurality of plates are stacked, and a plurality of dimple-shaped portions are formed along a plurality of rows and rows in consideration of a flow direction of a medium flowing through a flow space between each plate, and each dimple-shaped portion is formed in an arc or arch shape.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 판형 열교환기에 의하면, 각 플레이트 사이에서 매체가 유동하는 방향을 고려해서 아치 또는 호 형상의 딤플 형상부를 복수의 열과 행을 따라 배열해서 유체의 흐름성을 원활하게 할 수 있다는 효과가 얻어진다. As described above, according to the plate heat exchanger according to the present invention, the flow of the fluid can be smoothed by arranging the arch or arc-shaped dimple-shaped portions along a plurality of rows and columns in consideration of the direction in which the medium flows between the plates. An effect is obtained.

그리고 본 발명에 의하면, 각 딤플 형상부 사이를 통해 매체가 유동하는 과정에서 차압을 감소시키고, 와류를 형성하며 유동 단면적을 증가시켜 열교환 효율을 증대할 수 있다는 효과가 얻어진다. Further, according to the present invention, the heat exchange efficiency can be increased by reducing the differential pressure, forming vortices and increasing the cross-sectional area of the flow in the course of the medium flowing through the respective dimple-shaped portions.

또, 본 발명에 의하면, 실제 제품을 이용한 내구성 테스트 결과, 복수의 플레이트에 원형 딤플 형상이 형성된 제품에 비해 약 25% 정도 내구성이 증대됨을 확인할 수 있었다. In addition, according to the present invention, as a result of a durability test using an actual product, it was confirmed that the durability was increased by about 25% compared to a product in which circular dimples were formed on a plurality of plates.

또한, 본 발명에 의하면, 각 플레이트 사이에 별도의 이너핀을 설치하지 않고, 딤플 형상부를 돌출 형성해서 플레이트의 층 수를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 제품의 중량을 감소시키고, 제조 비용을 절감할 수 있다는 효과가 얻어진다. In addition, according to the present invention, the number of layers of the plate can be reduced by protruding the dimple shape without installing a separate inner pin between each plate, thereby reducing the weight of the product and reducing the manufacturing cost. Effects are obtained.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 판형 열교환기의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 A-A' 선에 대한 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 복수의 플레이트의 확대 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 B-B' 선에 대한 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 플레이트의 분해 사시도. 1 is a perspective view of a plate heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention;
Figure 2 is a cross-sectional view taken along line AA' shown in Figure 1;
3 is an enlarged perspective view of a plurality of plates shown in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view taken along line BB′ shown in FIG. 3;
Figure 5 is an exploded perspective view of the plate shown in Figure 3;

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 판형 열교환기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a plate heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 판형 열교환기의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A' 선에 대한 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view of a plate heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA′ shown in FIG. 1 .

이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다. Hereinafter, terms indicating directions such as 'left', 'right', 'front', 'rear', 'upper' and 'downward' are defined as indicating each direction based on the state shown in each figure.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 판형 열교환기(10)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 플레이트(30)가 적층된 구조로 이루어지고, 복수의 플레이트(30) 상단과 하단에는 각각 상부 플레이트(11)와 하부 플레이트(12)가 설치될 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the plate heat exchanger 10 according to a preferred embodiment of the present invention has a structure in which a plurality of plates 30 are stacked, and an upper plate 11 and a lower plate 12 may be installed at the upper and lower ends of the plurality of plates 30, respectively.

이와 같이 구성되는 판형 열교환기(10)의 상부 플레이트(11)에는 제1 열교환 매체(이하 '매체'라 약칭함)와 제2 매체가 각각 복수의 플레이트(30) 사이로 공급되는 제1 및 제2 파이프(21,22), 열교환을 수행한 제1 및 제2 매체가 각각 배출되는 제3 및 제4 파이프(23,24)가 설치되고, 하부 플레이트(12)에는 제3 매체가 공급되는 제5 파이프(25) 및 열교환을 수행한 제3 매체가 배출되는 제6 파이프(26)가 설치될 수 있다. The upper plate 11 of the plate heat exchanger 10 configured as described above is provided with first and second pipes 21 and 22 through which a first heat exchange medium (hereinafter referred to as 'medium') and a second medium are respectively supplied between the plurality of plates 30, and third and fourth pipes 23 and 24 through which the first and second medium having undergone heat exchange are discharged, respectively. A sixth pipe 26 through which the exchanged third medium is discharged may be installed.

여기서, 제1 및 제2 파이프(21,22)는 각각 판형 열교환기(10)의 일측, 도 1에서 보았을 때 좌측 전단과 후단에 마련되고, 제3 및 제4 파이프(23,24)는 각각 판형 열교환기(10)의 우측 전단과 후단에 마련될 수 있다. Here, the first and second pipes 21 and 22 are respectively provided at one side of the plate heat exchanger 10, the left front and rear ends as seen in FIG. 1, and the third and fourth pipes 23 and 24 may be provided at the right front and rear ends of the plate heat exchanger 10, respectively.

그리고 제5 파이프(25)와 제6 파이프(26)는 각각 판형 열교환기(10)의 우측에 전후 방향을 따라 서로 일정 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. In addition, the fifth pipe 25 and the sixth pipe 26 may be spaced apart from each other by a predetermined distance along the right side of the plate heat exchanger 10 in the front-back direction.

상기 제1 매체와 제2 매체는 냉각수이고, 상기 제3 매체는 냉매일 수 있다. The first medium and the second medium may be cooling water, and the third medium may be a cooling medium.

그래서 제1 매체는 제1 파이프(21)를 통해 복수의 플레이트(30) 중에서 일부, 예컨대 짝수번째 공간으로 공급되고 해당 공간을 따라 이동하면서 복수의 플레이트 중에서 다른 일부, 예컨대 홀수번째 공간으로 공급되어 이동하는 제3 매체와 열교환을 수행한 후, 제3 파이프(23)를 통해 배출될 수 있다. So, the first medium is supplied to some of the plurality of plates 30, for example, an even-numbered space, through the first pipe 21, and is supplied to another part of the plurality of plates, for example, an odd-numbered space while moving along the corresponding space. After performing heat exchange with the moving third medium, it can be discharged through the third pipe 23.

제2 매체는 제2 파이프(22)를 통해 복수의 플레이트(30) 중에서 짝수번째 공간으로 공급되고 해당 공간을 따라 이동하면서 복수의 플레이트(30) 중에서 홀수번째 공간을 따라 이동하는 제3 매체와 열교환을 수행한 후, 제4 파이프(24)를 통해 배출될 수 있다. The second medium is supplied to the even-numbered space among the plurality of plates 30 through the second pipe 22, and moves along the space while moving along the odd-numbered space among the plurality of plates 30. After performing heat exchange with the third medium, it may be discharged through the fourth pipe 24.

제3 매체는 제5 파이프(25)를 통해 복수의 플레이트(30) 중에서 홀수번째 공간으로 공급되고 해당 공간을 따라 이동하면서 제1 및 제2 매체와 열교환을 수행한 후 제6 파이프(26)를 통해 배출될 수 있다. The third medium is supplied to odd-numbered spaces among the plurality of plates 30 through the fifth pipe 25, heat exchanges with the first and second media while moving along the corresponding space, and then the sixth pipe 26. It can be discharged through.

다음, 도 3 내지 도 5를 참조해서 복수의 플레이트의 구조를 상세하게 설명한다. Next, the structure of the plurality of plates will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 5 .

도 3은 도 1에 도시된 복수의 플레이트의 확대 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 B-B' 선에 대한 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 플레이트의 분해 사시도이다. FIG. 3 is an enlarged perspective view of a plurality of plates shown in FIG. 1 , FIG. 4 is a cross-sectional view along line BB′ shown in FIG. 3 , and FIG. 5 is an exploded perspective view of the plate shown in FIG. 3 .

도 3 내지 도 5에는 복수의 플레이트(30) 중에서 상단에 배치되는 일부, 예컨대 4개의 플레이트가 확대 도시된 상태이다.In FIGS. 3 to 5 , a portion of the plurality of plates 30 disposed at the top, for example, four plates, is shown enlarged.

이하에서는 도 3 내지 도 5에서 보았을 때 가장 상단에서 하방을 향해 순차적으로 적층된 각 플레이트를 제1 내지 제4 플레이트(31 내지 34)라 한다. Hereinafter, when viewed from FIGS. 3 to 5 , each plate sequentially stacked from the top to the bottom is referred to as first to fourth plates 31 to 34 .

제1 내지 제4 플레이트(31 내지 34)는 각각 서로 동일한 단면적을 갖도록 동일한 형상으로 형성되고, 각 플레이트(31 내지 34)에는 서로 이웃하는 플레이트 사이 공간을 이동하는 제1 내지 제3 매체가 흐르는 방향을 고려해서 복수의 딤플 형상부(50)가 마련될 수 있다. The first to fourth plates 31 to 34 are each formed in the same shape to have the same cross-sectional area, and a plurality of dimple-shaped portions 50 may be provided on each plate 31 to 34 in consideration of the flow direction of the first to third media moving in the space between adjacent plates.

여기서, 제1 플레이트(31)와 제3 플레이트(33)는 서로 동일한 구조를 가지고, 제2 플레이트(32)와 제4 플레이트(34)는 서로 동일한 구조를 가진다. Here, the first plate 31 and the third plate 33 have the same structure, and the second plate 32 and the fourth plate 34 have the same structure.

그래서 이하에서는 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)의 구성을 중심으로 상세하게 설명한다. So, hereinafter, the configuration of the first plate 31 and the second plate 32 will be described in detail.

제1 내지 제4 플레이트(31 내지 34)의 가장자리에는 각 매체가 외부로 누출되지 않도록, 상방을 향해 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.Edges of the first to fourth plates 31 to 34 may be formed in a shape bent upward so that each medium does not leak to the outside.

물론, 본 발명은 복수의 플레이트(30) 외면을 차폐하는 케이스(도면 미도시)를 더 포함할 수도 있다.Of course, the present invention may further include a case (not shown) for shielding the outer surfaces of the plurality of plates 30 .

그리고 제1 내지 제4 플레이트(31 내지 34)의 각 꼭지점 부분에는 제1 내지 제4 파이프(21 내지 24)에 대응되는 위치에 제1 및 제2 매체가 공급 또는 배출되도록, 제1 내지 제4 통공(35 내지 38)이 형성될 수 있다. In addition, first to fourth through holes 35 to 38 may be formed at the vertices of the first to fourth plates 31 to 34 so that the first and second media are supplied or discharged at positions corresponding to the first to fourth pipes 21 to 24.

또한, 제1 내지 제4 플레이트(31 내지 34)의 일측, 예컨대 도 3에 보았을 때 좌측에는 제5 및 제6 파이프(25,26)에 대응되는 위치에 제3 매체가 공급 또는 배출되도록, 제5 및 제6 통공(39,40)이 형성될 수 있다. In addition, fifth and sixth through-holes 39 and 40 may be formed on one side of the first to fourth plates 31 to 34, for example, on the left side when viewed in FIG. 3, so that the third medium is supplied or discharged at positions corresponding to the fifth and sixth pipes 25 and 26.

여기서, 제1 및 제3 플레이트(31,33)에 형성된 제1 내지 제4 통공(35 내지 38)의 주변부는 제1 및 제2 매체가 제1 및 제3 플레이트(31,33)의 상부로 유입되지 않도록 상방으로 돌출 형성될 수 있다. Here, peripheral portions of the first to fourth through-holes 35 to 38 formed in the first and third plates 31 and 33 may protrude upward so that the first and second media do not flow into the upper portions of the first and third plates 31 and 33.

그리고 제1 및 제3 플레이트(31,33)에 형성된 제5 내지 제6 통공(39 내지 40)의 주변부는 제3 매체가 제1 및 제3 플레이트(31,33)의 하부로 유입되지 않도록 하방으로 돌출 형성될 수 있다. In addition, peripheral portions of the fifth to sixth through-holes 39 to 40 formed in the first and third plates 31 and 33 may protrude downward to prevent the third medium from flowing into the lower portions of the first and third plates 31 and 33.

반면, 제2 및 제4 플레이트(32,34)에 형성된 제5 및 제6 통공(39,40)의 주변부는 제3 매체가 제2 및 제4 플레이트(32,34)의 상부로 유입되지 않도록 상방으로 돌출 형성될 수 있다. On the other hand, peripheral portions of the fifth and sixth through holes 39 and 40 formed in the second and fourth plates 32 and 34 may protrude upward to prevent the third medium from flowing into the upper portions of the second and fourth plates 32 and 34.

그리고 제2 및 제4 플레이트(32,34)에 형성된 제1 내지 제4 통공(35 내지 38)의 주변부는 제1 및 제2 매체가 제1 및 제3 플레이트(31,33)의 하부로 유입되지 않도록 하방으로 돌출 형성될 수 있다. In addition, peripheral portions of the first to fourth through-holes 35 to 38 formed in the second and fourth plates 32 and 34 may protrude downward so that the first and second media do not flow into the lower portions of the first and third plates 31 and 33.

한편, 제1 플레이트(31)와 제3 플레이트(33)에는 제5 통공(39)을 통해 공급된 제3 매체를 각 플레이트(31,33)의 상부를 전체적으로 유동시킨 후 제6 통공(40) 측으로 전달하도록, 제3 매체의 유동을 가이드하는 제1 및 제3 격벽(41,43)이 상방을 향해 돌출 형성될 수 있다. Meanwhile, first and third partition walls 41 and 43 for guiding the flow of the third medium may be formed to protrude upward from the first plate 31 and the third plate 33 so that the third medium supplied through the fifth through hole 39 flows through the upper part of each plate 31 and 33 as a whole and then transferred to the sixth through hole 40.

예를 들어, 제1 및 제3 격벽(41,43)은 상부에서 보았을 때 대략 'ㄴ' 형상으로 형성될 될 수 있다. For example, the first and third barrier ribs 41 and 43 may be formed in an approximate 'B' shape when viewed from the top.

제2 플레이트(32)와 제4 플레이트(34)에는 각각 제1 및 제3 통공(35,37)을 통해 공급된 제1 매체와 제2 매체가 서로 혼합되지 않도록, 제2 및 제4 격벽(42,44)이 상방을 향해 돌출 형성될 수 있다. The second and fourth partition walls 42 and 44 may be formed to protrude upward from the second plate 32 and the fourth plate 34 so that the first medium and the second medium supplied through the first and third through holes 35 and 37 are not mixed with each other.

제2 및 제4 격벽(42,44)은 각각 제2 플레이트(32)와 제4 플레이트(34)의 대략 중앙부에 좌우 방향을 따라 형성될 수 있다. The second and fourth partition walls 42 and 44 may be formed along the left and right directions at substantially central portions of the second plate 32 and the fourth plate 34 , respectively.

그리고 제2 플레이트(32)와 제4 플레이트(34)에는 각각 제1 통공(35)을 통해 공급된 제1 매체를 각 플레이트(32,34)의 전측 상부를 전체적으로 유동시킨 후 제3 통공(33) 측으로 전달하도록, 제1 매체의 유동을 가이드하는 제5 격벽(421, 441)이 상방을 향해 돌출 형성될 수 있다. In addition, in the second plate 32 and the fourth plate 34, respectively, the first medium supplied through the first through hole 35 flows through the front upper portion of each plate 32 and 34 as a whole and then transferred to the third through hole 33. Fifth partition walls 421 and 441 guiding the flow of the first medium may be formed to protrude upward.

또한, 제2 플레이트(32)와 제4 플레이트(34)에는 각각 제2 통공(36)을 통해 공급된 제2 매체를 각 플레이트(32,34)의 후측 상부를 전체적으로 유동시킨 후 제4 통공(34) 측으로 전달하도록, 제2 매체의 유동을 가이드하는 제6 격벽(422,442)이 상방을 향해 돌출 형성될 수 있다. In addition, sixth partition walls 422 and 442 guiding the flow of the second medium may be formed in the second plate 32 and the fourth plate 34 to protrude upward from the second plate 32 and the fourth plate 34, respectively, so that the second medium supplied through the second through hole 36 flows through the rear upper portion of each plate 32 and 34 as a whole and then transferred to the fourth through hole 34 side.

제5 및 제6 격벽(421,441,422,442)은 각각 제2 및 제4 플레이트(32,34)의 후단과 전단의 대략 중앙부에서 각각 전방과 후방을 향해 연장 형성될 수 있다. The fifth and sixth barrier ribs 421 , 441 , 422 , and 442 may extend forward and backward from approximately central portions of rear and front ends of the second and fourth plates 32 and 34 , respectively.

여기서, 제2 및 제4 격벽(42,44)과 제5 및 제6 격벽(421,441,422,442)은 제1 및 제2 매체가 유동할 수 있도록, 서로 연통되지 않고 일정 간격만큼 이격되게 형성되는 것이 바람직하다. Here, the second and fourth barrier ribs 42 and 44 and the fifth and sixth barrier ribs 421 , 441 , 422 , and 442 are preferably formed spaced apart from each other by a predetermined interval so that the first and second media can flow.

이와 함께, 제1 내지 제4 통공(35 내지 36) 주변에는 각 매체가 공급 또는 배출되도록, 각 매체의 유동을 가이드하는 가이드부(45)가 상방을 향해 돌출 형성될 수 있다. In addition, a guide part 45 for guiding the flow of each medium may be formed protruding upward around the first to fourth through holes 35 to 36 so that each medium is supplied or discharged.

이와 같이 구성되는 각 플레이트(30)에는 각 플레이트(30) 사이의 공간에 각 유체를 유동시켜 열교환을 수행하는 과정에서 열교환 효율을 높이고, 내부 공간에 발생되는 압력에 의한 변형 및 파열 성능을 증대시킬 수 있도록, 딤플 형상부(50)가 형성될 수 있다.In each plate 30 configured as described above, a dimple-shaped portion 50 may be formed to increase heat exchange efficiency in the process of performing heat exchange by flowing each fluid in the space between each plate 30 and to increase deformation and rupture performance due to pressure generated in the internal space.

딤플 형상부(50)는 각 플레이트(30)에 복수의 행과 열을 따라 형성될 수 있다. The dimple-shaped portions 50 may be formed along a plurality of rows and columns in each plate 30 .

예를 들어, 각 플레이트(30)에서 딤플 형상부(50)는 대략 아치 형상이나 호 형상으로 형성되고, 홀수번째 열의 딤플 형상부(50)와 짝수번째 열의 딤플 형상부는 서로 어긋나게 마주보도록 배열될 수 있다. For example, in each plate 30, the dimple-shaped portions 50 are formed in a substantially arch or arc shape, and the dimple-shaped portions 50 in odd-numbered rows and the dimple-shaped portions in even-numbered rows may be arranged to face each other.

즉, 홀수번째 열의 딤플 형상부(50)와 짝수번째 열의 딤플 형상부(50)는 서로 마주보도록 대칭을 이루고, 서로 어긋나도록 지그재그 방식으로 배열될 수 있다. That is, the dimple-shaped portions 50 in odd-numbered columns and the dimple-shaped portions 50 in even-numbered columns may be symmetrical to face each other and may be arranged in a zigzag manner so as to be offset from each other.

그리고 제1 및 제2 플레이트(31,32)에서 제2 플레이트(32), 즉 짝수번째 플레이트에 형성되는 딤플 형상부(50)는 제1 플레이트(31), 즉 홀수번째 플레이트에 형성된 딤플 형상부(50) 배열과 서로 겹쳐지지 않도록 어긋나게 배열될 수 있다.In addition, among the first and second plates 31 and 32, the dimple-shaped portions 50 formed on the second plate 32, that is, the even-numbered plates, may be arranged so as not to overlap with the arrangement of the dimple-shaped portions 50 formed on the first plate 31, that is, the odd-numbered plates.

즉, 제2 플레이트(32)의 딤플 형상부(50) 열은 제1 플레이트(31)의 딤플 형상부 열 사이에 배치될 수 있다. That is, rows of dimple-shaped portions 50 of the second plate 32 may be disposed between rows of dimple-shaped portions of the first plate 31 .

따라서 제2 플레이트(32)의 상부에 제1 플레이트(31)가 배치되면, 제1 및 제2 매체는 각각 제1 및 제2 플레이트(31,32) 사이에 형성되는 유동 공간에서 제2 플레이트(32)에 복수의 열과 행을 따라 배열된 복수의 딤플 형상부(50) 사이 공간을 통해 유동한다. Therefore, when the first plate 31 is disposed above the second plate 32, the first and second media flow through the space between the plurality of dimple shaped portions 50 arranged along the plurality of columns and rows of the second plate 32 in the flow space formed between the first and second plates 31 and 32, respectively.

즉, 제1 및 제2 매체는 각 플레이트(30)의 상면에 형성된 딤플 형상부(50) 사이를 통해 유동한다. That is, the first and second media flow through the dimple shape portion 50 formed on the upper surface of each plate 30 .

이러한 딤플 형상부(50)는 프레스 방식으로 각 플레이트(30)의 하부에서 상방을 향해 가압해서 상방으로 돌출 형성될 수 있다. 그래서 딤플 형상부(50)의 하부에는 오목하게 공간이 형성될 수 있다.The dimple-shaped portion 50 may be formed to protrude upward by pressing upward from the bottom of each plate 30 in a press method. Therefore, a concave space may be formed under the dimple-shaped portion 50 .

이와 같이 본 발명은 각 플레이트 사이에서 매체가 유동하는 방향을 고려해서 아치 또는 호 형상의 딤플 형상부를 복수의 열과 행을 따라 배열해서 유체의 흐름성을 원활하게 할 수 있다. As such, according to the present invention, the flow of the fluid can be smoothed by arranging arch or arc-shaped dimple-shaped portions along a plurality of rows and columns in consideration of the direction in which the medium flows between the respective plates.

그리고 본 발명은 각 딤플 형상부 사이를 통해 매체가 유동하는 과정에서 차압을 감소시키고, 와류를 형성하며 유동 단면적을 증가시켜 열교환 효율을 증대할 수 있다. Also, according to the present invention, heat exchange efficiency can be increased by reducing differential pressure, forming vortices, and increasing a cross-sectional area of flow in the process of medium flowing through each dimple-shaped portion.

실제 제품을 이용한 내구성 테스트 결과, 본 발명은 원형 딤플 형상이 형성된 제품에 비해 약 25% 정도 내구성이 증대됨을 확인할 수 있었다. As a result of a durability test using an actual product, it was confirmed that the durability of the present invention was increased by about 25% compared to a product having a circular dimple shape.

또한, 본 발명은 각 플레이트 사이에 별도의 이너핀을 설치하지 않고, 딤플 형상부를 돌출 형성해서 플레이트의 층 수를 감소시킬 수 있고, 이를 통해 제품의 중량을 감소시키고, 제조 비용을 절감할 수 있다. In addition, the present invention can reduce the number of layers of the plate by protruding the dimple shape without installing a separate inner pin between each plate, thereby reducing the weight of the product and reducing the manufacturing cost.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventors has been specifically described according to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

본 발명은 각 플레이트 사이에서 매체가 유동하는 방향을 고려해서 아치 또는 호 형상의 딤플 형상부를 복수의 열과 행을 따라 배열해서 유체의 흐름성을 원활하게 하며, 차압을 감소시키고, 와류를 형성하며 유동 단면적을 증가시켜 열교환 효율을 증대하는 판형 열교환기 기술에 적용된다.The present invention is applied to a plate heat exchanger technology that increases heat exchange efficiency by arranging arch or arc-shaped dimple-shaped portions along a plurality of rows and columns in consideration of the direction in which the medium flows between each plate to facilitate fluid flow, reduce differential pressure, form vortices, and increase the cross-sectional area of flow.

10: 판형 열교환기
11: 상부 플레이트 12: 하부 플레이트
21 내지 26: 제1 내지 제6 파이프
30: 플레이트 31 내지 34: 제1 내지 제4 플레이트
35 내지 40: 제1 내지 제6 통공 41 내지 44: 제1 내지 제4 격벽
421,441: 제5 격벽 422,442: 제6 격벽
45: 가이드부
50: 딤플 형상부 10: plate heat exchanger
11: upper plate 12: lower plate
21 to 26: first to sixth pipes
30: plates 31 to 34: first to fourth plates
35 to 40: first to sixth through holes 41 to 44: first to fourth barrier ribs
421,441: 5th bulkhead 422,442: 6th bulkhead
45: guide unit
50: dimple shape

Claims

복수의 플레이트가 적층된 구조로 이루어지고,
상기 복수의 플레이트에는 각각 각 플레이트 사이의 유동 공간을 통해 유동하는 매체의 유동 방향을 고려해서 복수의 열과 행을 따라 복수의 딤플 형상부가 형성되며,
각 딤플 형상부는 호 또는 아치 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.It consists of a structure in which a plurality of plates are stacked,
A plurality of dimple-shaped portions are formed on the plurality of plates along a plurality of rows and columns in consideration of the flow direction of the medium flowing through the flow space between the respective plates,
Plate heat exchanger, characterized in that each dimple-shaped portion is formed in an arc or arch shape.

제1항에 있어서,
상기 복수의 플레이트 상단과 하단에는 각각 상부 및 하부 플레이트가 설치되고,
상기 상부 플레이트에는 제1 열교환 매체와 제2 열교환 매체를 각각 상기 복수의 플레이트 중에서 짝수번째 배치된 플레이트 상부로 공급하는 제1 및 제2 파이프와,
상기 복수의 플레이트에서 열교환을 수행한 상기 제1 및 제2 열교환 매체를 각각 배출하는 제3 및 제4 파이프가 설치되고,
상기 하부 플레이트에는 제3 열교환 매체를 상기 복수의 플레이트 중에서 홀수번째 배치된 플레이트 상부로 공급하는 제5 파이프 및
상기 복수의 플레이트에서 열교환을 수행한 상기 제3 열교환 매체를 배출하는 제6 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기. According to claim 1,
Upper and lower plates are installed at the top and bottom of the plurality of plates, respectively,
In the upper plate, first and second pipes supplying a first heat exchange medium and a second heat exchange medium to an upper portion of even-numbered plates among the plurality of plates, respectively;
Third and fourth pipes are installed to discharge the first and second heat exchange media, respectively, which have undergone heat exchange in the plurality of plates,
In the lower plate, a fifth pipe for supplying a third heat exchange medium to an upper portion of the odd-numbered plate among the plurality of plates; and
A plate heat exchanger, characterized in that a sixth pipe is installed for discharging the third heat exchange medium that has undergone heat exchange in the plurality of plates.

제2항에 있어서,
상기 복수의 플레이트는 각각 서로 동일한 단면적을 갖도록 동일한 형상으로 형성되고,
각 플레이트의 꼭지점 부분에는 각각 상기 제1 내지 제4 파이프에 대응되는 위치에 제1 및 제2 열교환 매체가 공급 또는 배출되도록, 제1 내지 제4 통공이 형성되고,
각 플레이트의 일측에는 상기 제5 및 제6 파이프에 대응되는 위치에 상기 제3 열교환 매체가 공급 또는 배출되도록, 제5 및 제6 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.According to claim 2,
The plurality of plates are formed in the same shape to have the same cross-sectional area as each other,
First to fourth through holes are formed at vertices of each plate to supply or discharge first and second heat exchange media at positions corresponding to the first to fourth pipes, respectively;
Plate heat exchanger, characterized in that fifth and sixth through-holes are formed on one side of each plate to supply or discharge the third heat exchange medium at positions corresponding to the fifth and sixth pipes.

제3항에 있어서,
상기 복수의 플레이트 중에서 홀수번째 플레이트에 형성된 상기 제1 내지 제4 통공의 주변부는 상기 제1 및 제2 열교환 매체가 상기 홀수번째 플레이트의 상부로 유입되는 것을 차단하도록 상방으로 돌출 형성되고,
상기 홀수번째 플레이트에 형성된 상기 제5 내지 제6 통공의 주변부는 상기 제3 열교환 매체가 상기 홀수번째 플레이트의 하부로 유입되는 것을 차단하도록, 하방으로 돌출 형성되며,
복수번째 플레이트에 형성된 상기 제5 및 제6 통공의 주변부는 상기 제3 열교환 매체가 상기 복수번째 플레이트의 상부로 유입되는 것을 차단하도록 상방으로 돌출 형성되고,
상기 복수번째 플레이트에 형성된 상기 제1 내지 제4 통공의 주변부는 상기 제1 및 제2 열교환 매체가 상기 복수번째 플레이트의 하부로 유입되는 것을 차단하도록 하방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.According to claim 3,
Peripherals of the first to fourth through-holes formed in odd-numbered plates among the plurality of plates protrude upward to block the first and second heat exchange media from flowing into the upper portion of the odd-numbered plates,
peripheral portions of the fifth to sixth through-holes formed in the odd-numbered plate protrude downward to block the third heat exchange medium from flowing into the lower portion of the odd-numbered plate;
peripheral portions of the fifth and sixth through-holes formed in the plurality of plates protrude upward to block the third heat exchange medium from flowing into the upper part of the plurality of plates;
The plate heat exchanger of claim 1, wherein peripheral portions of the first to fourth through-holes formed in the plurality of plates protrude downward to prevent the first and second heat exchanging media from flowing into the lower portion of the plurality of plates.

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
각 플레이트에서 홀수번째 열에 배열되는 상기 딤플 형성부와 짝수번째 열에 배열되는 상기 딤플 형상부는 서로 마주보도록 대칭을 이루고, 서로 어긋나도록 지그재그 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.According to any one of claims 1 to 4,
The plate heat exchanger according to claim 1 , wherein the dimple forming parts arranged in odd-numbered columns and the dimple-shaped parts arranged in even-numbered columns of each plate are symmetrical to face each other and arranged in a zigzag manner so as to be offset from each other.

제5항에 있어서,
상기 복수의 플레이트 중에서 짝수번째 플레이트에 형성되는 상기 딤플 형상부는 홀수번째 플레이트에 형성되는 상기 딤플 형상부와 서로 어긋나게 배열되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기. According to claim 5,
The plate heat exchanger, characterized in that the dimple-shaped portions formed on even-numbered plates among the plurality of plates are arranged offset from the dimple-shaped portions formed on odd-numbered plates.

제6항에 있어서,
각 열교환 매체에는 유동 단면적을 증가시키고 열교환 효율을 높이도록, 복수의 열과 행으로 배열된 상기 딤플 형상부 사이를 따라 이동하면서 와류가 형성되는 것을 특징으로 하는 판형 열교환기.According to claim 6,
A plate heat exchanger, characterized in that, in each heat exchange medium, a vortex is formed while moving along between the dimple-shaped portions arranged in a plurality of rows and columns to increase a flow cross-sectional area and increase heat exchange efficiency.