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KR20190074362A - 열교환기 - Google Patents

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KR20190074362A
KR20190074362A KR1020170175645A KR20170175645A KR20190074362A KR 20190074362 A KR20190074362 A KR 20190074362A KR 1020170175645 A KR1020170175645 A KR 1020170175645A KR 20170175645 A KR20170175645 A KR 20170175645A KR 20190074362 A KR20190074362 A KR 20190074362A
Authority
KR
South Korea
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heat
heat medium
medium
flow path
heating medium
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020170175645A
Other languages
English (en)
Inventor
정인철
박준길
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 경동나비엔 filed Critical 주식회사 경동나비엔
Priority to KR1020170175645A priority Critical patent/KR20190074362A/ko
Priority to CN201880076501.4A priority patent/CN111406193A/zh
Priority to PCT/KR2018/015660 priority patent/WO2019124847A1/ko
Priority to EP18892966.5A priority patent/EP3730888A4/en
Priority to US16/770,118 priority patent/US20200386441A1/en
Publication of KR20190074362A publication Critical patent/KR20190074362A/ko
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Abstract

본 발명은 열매체의 국부적인 과열로 인한 비등 발생 및 라임 석출을 억제함과 동시에 전열 효율을 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 열교환기는, 복수의 적층된 플레이트의 내부에 열매체가 유동하는 열매체유로와, 연소가스가 유동하는 연소가스유로가 인접하게 교대로 형성된 열교환부를 구비하고, 상기 열교환부에는, 상기 열교환부의 병렬의 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량과 상기 플레이트에 전달되는 흡수 열량이 균형을 이루도록 상기 열매체의 유량이 상기 병렬의 열매체유로에 차등 분배되도록 하는 열매체 차등분배부가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}
본 발명은 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 플레이트 사이에 다층으로 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량과 흡수 열량의 균형을 맞출 수 있도록 열매체의 유량이 차등 분배되도록 함으로써, 열매체의 비등 발생 및 라임 석출을 억제함과 동시에 전열 효율을 향상시킬 수 있는 열교환기에 관한 것이다.
난방용 또는 온수용으로 사용되는 보일러는 난방수 또는 직수(이하, ‘열매체’라 통칭함)를 열원에 의해 가열시켜 원하는 지역을 난방하거나 온수를 공급하는 장치로서, 가스와 공기의 혼합기를 연소시키는 버너와, 연소가스의 연소열을 열매체로 전달하는 열교환기를 포함하여 구성된다.
종래의 열교환기와 관련된 선행기술의 일례로서, 등록특허 제10-0813807호 에는, 중앙에 버너가 위치하고, 버너의 둘레에 코일형태로 감겨진 열교환파이프로 구성된 열교환기가 개시되어 있다.
상기 선행기술 문헌에 소개된 열교환기는, 튜브를 납작한 형태로 성형하여 열전달 매체부에 압력이 가해질 경우 둥근 형태로 변형이 되는 문제를 가지고 있고, 튜브를 말아올려 제작하기 때문에 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.　
또한 종래의 열교환기는 열교환관이 연소실의 둘레에 코일형태로 감겨진 구조로 이루어져 있어 연소가스와 열매체 간의 열교환이 코일형태로 형성되는 열교환기 주변의　국부적인 공간에서만 이루어지므로 전열 면적을 넓게 확보할 수 없는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로서 근래에는 다수 개의 플레이트를 적층시켜 그 내부에 열매체유로와 연소가스유로를 형성하여 열매체와 연소가스 간에 열교환이 이루어지도록 구성된 판형 열교환기가 개발되고 있다.
상기 판형 열교환기와 관련된 선행기술은, 일본 공개특허공보 특개2006-214628호에 나타나 있다. 상기 선행기술 문헌에 개시된 판형 열교환기의 경우, 열매체가 복수의 층으로 형성된 열매체유로로 분배되어 유동하는 과정에서, 열매체는 유동방향이 수평방향에서 수직방향으로 전환되고, 각 층의 열매체유로로 분배되는 열매체의 유량은 열매체의 관성과 압력에 의해 불균일하게 분배될 수 있다.
이 경우의 문제점을 설명하기 위한 도 1을 참조하면, 다수개의 플레이트를 적층하여 형성된 판형 열교환기에서, 하부 열교환부(20)에 형성된 복수의 열매체유로(21,22,23,24)를 통과하여 일방향으로 유동한 열매체는, 유로가 반대방향으로 전환되어 상부 열교환부(10)에 형성된 복수의 열매체유로(11,12,13,14)를 통과한 후에 열매체 출구관(미도시됨)을 통하여 배출된다. 상기 열매체가 전환되는 유로전환부(30)를 통과하는 열매체는, 관성에 의하여 상측에 위치하는 외곽 열매체유로(11)에 상대적으로 많은 유량의 열매체가 공급되고, 그 하측에 위치하는 나머지 열매체유로(12,13,14)에는 상대적으로 적은 유량의 열매체가 공급되게 된다.
상기 외곽 열매체유로(11)를 형성하는 최상단에 위치하는 외곽 플레이트(10a)는 외부의 공기와 접하게 되고, 그 하측에 위치하는 내측의 플레이트(10b)를 통해서만 연소가스의 열이 전달되게 된다. 따라서, 상기 외곽 플레이트(10a)에 의해 형성되는 열매체유로(11)에는 흡수 열량이 적음에도 불구하고 많은 유량의 열매체가 공급되고, 그 하측에 위치하는 내측 플레이트(10c,10d)에 의해 형성되는 열매체유로(12,13,14)에는 두 개의 플레이트(10c,10d) 모두를 통하여 연소가스의 열이 전달되어 흡수 열량이 많음에도 불구하고 적은 유량의 열매체가 공급되게 되므로, 열매체의 유량과 흡수 유량 간에 불균형이 발생하게 된다.
이와 같이 각 층의 열매체유로에 열매체의 유량이 플레이트를 통하여 열매체로 전달되는 흡수 열량과 균형을 이루지 못하는 경우에는, 열매체와 연소가스 간의 열교환 성능이 저하되고, 열매체의 유량이 적은 영역에서는 국부적인 과열에 의해 열매체의 끓음에 의한 소음 발생 및 라임(Lime,석회) 등의 이물질이 석출되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열매체의 국부적인 과열로 인한 비등 발생 및 라임 석출을 억제함과 동시에 전열 효율을 향상시킬 수 있는 열교환기를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 열교환기는, 복수의 적층된 플레이트의 내부에 열매체가 유동하는 열매체유로와, 연소가스가 유동하는 연소가스유로가 인접하게 교대로 형성된 열교환부를 구비하고; 상기 열교환부에는, 상기 열교환부의 병렬의 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량과 상기 플레이트에 전달되는 흡수 열량이 균형을 이루도록 상기 열매체의 유량이 상기 병렬의 열매체유로에 차등 분배되도록 하는 열매체 차등분배부가 구비된 것;을 특징으로 한다.
상기 열매체 차등분배부는, 상기 복수의 플레이트 중 상기 열교환부의 외벽을 이루는 외곽 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량이, 상기 열교환부의 내측에 위치하는 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량에 비해 상대적으로 적은 유량의 열매체가 통과하도록 열매체의 유량을 차등 분배하는 것으로 구성될 수 있다.
상기 열매체 차등분배부는, 상기 열교환부의 열매체 출구측에 구비되는 열매체 출구관이 상기 열매체 출구측에 위치하는 상기 병렬의 열매체유로의 일측으로 연장된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 열매체 출구관의 하단부는 상기 외곽 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로의 배출단과 유격을 두고 상기 열매체유로의 배출단의 일측에 위치하도록 연장된 것으로 구성될 수 있다.
상기 열매체 출구관에는 상기 외곽 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로의 배출단과 유격을 두고 상기 열매체유로의 배출단의 일측에 위치하는 확관부가 형성될 수 있다.
상기 복수의 적층된 플레이트에는, 버너의 연소에 의해 발생하는 연소가스의 현열을 이용하여 열매체를 가열하는 현열교환부와, 상기 현열교환부를 통과한 연소가스의 잠열을 이용하여 열매체를 가열하는 잠열교환부가 일체로 형성될 수 있다.
상기 열매체 차등분배부는, 상기 현열교환부의 열매체 출구측에 구비되는 열매체 출구관과 같은 위치상에 놓여 있고, 상기 현열교환부의 일측에 구비될 수 있다.
상기 잠열교환부의 열매체유로는 병렬로 형성될 수 있다.
상기 현열교환부와 잠열교환부 사이에는 열매체의 연결유로가 형성되고, 상기 잠열교환부의 열매체유로는, 열매체가 유입되는 열매체 입구와 상기 열매체의 연결유로 사이에 병렬로 연결될 수 있다.
상기 열교환부는 중앙에 형성된 연소실의 외측을 둘러싸며 복수 개가 적층 구조로 구비되되, 상기 복수 개의 열교환부의 일측에 형성되는 현열교환부에서의 열매체 유동방향은 서로 다르게 형성될 수 있다.
상기 열교환부는 적어도 2개의 단위 열교환부를 가지며, 상기 단위 열교환부는 열매체가 양방향 또는 반대방향으로 유동하도록 구성될 수 있다.
상기 현열교환부의 하부에 위치하는 제1열교환부에서는 열매체가 양방향으로 유동하고, 상기 현열교환부의 중간부에 위치하는 제2열교환부에서는 열매체가 일방향으로 유동하며, 상기 현열교환부의 상부에 위치하는 제3열교환부에서는 열매체가 반대방향으로 유동하는 것으로 구성될 수 있다.
상기 열교환부는 중앙에 형성된 연소실의 외측을 둘러싸며 복수 개가 적층 구조로 구비되되, 상기 복수 개의 열교환부 간에는 상기 열매체유로가 직렬로 형성되고, 상기 각각의 열교환부의 내부에는 상기 열매체유로가 병렬로 형성될 수 있다.
상기 복수의 열교환부의 일측부에는, 각각 열매체가 유입되는 관통구와 열매체가 유출되는 관통구가 인접한 간격을 두고 형성되되, 상기 각각의 열교환부에서 인접하게 위치하는 열매체가 유입되는 관통구와 열매체가 유출되는 관통구 사이는 막힌 형상으로 이루어지고, 이웃하게 적층되는 열교환부 중, 어느 하나의 열교환부에 형성된 열매체가 유입되는 관통구 및 열매체가 유출되는 관통구는, 나머지 하나의 열교환부에 형성된 열매체가 유입되는 관통구 및 열매체가 유출되는 관통구와 상반된 위치에 형성될 수 있다.
상기 열교환부의 상부 일측부에는, 인접하게 적층되는 열교환부 간에 열매체가 일방향으로 유동하도록 열매체의 연결유로를 제공하기 위한 일측의 관통구와 타측의 관통구와, 상기 일측의 관통구를 통해 열매체유로로 유입된 열매체가 상기 연소실의 둘레를 일방향으로 경유하여 상기 타측의 관통구를 향하여 유동하도록 유도하기 위한 막힘부, 및 상기 타측의 관통구를 통해 열매체유로로 유입된 열매체가 상기 연소실의 둘레를 반대방향으로 경유하여 상기 일측의 관통구를 향하여 유동하도록 유도하기 위한 막힘부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 열교환기에 의하면, 복수의 플레이트 사이에 다층으로 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량과 플레이트에 전달되는 흡수 열량이 균형을 이루도록 열매체의 유량이 차등 분배되도록 하는 열매체 차등분배부를 구비함으로써, 열매체의 국부적인 과열로 인한 비등 발생 및 라임 석출을 억제함과 동시에 전열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 외곽에 위치하는 열매체유로의 일측에 열매체 출구관이 위치하도록 열매체 출구관의 하단부를 열교환부의 내측으로 연장시켜 열매체 차등분배부를 구성함으로써, 열매체 차등분배부의 구현을 위한 장치의 구조를 간소화 할 수 있다.
또한, 열매체 출구관의 연장된 부분에는 필요에 따라 확관부를 추가로 형성함으로써, 열매체 출구관의 직경이 외곽에 위치하는 열매체유로의 일측을 소정 유격을 두고 가로막기에 충분하지 않은 크기인 경우에도, 확관부에 의해 외곽에 위치하는 열매체유로의 일측을 소정 유격을 두고 가로막을 수 있어 열매체 유량을 효과적으로 차등 분배할 수 있다.
또한, 연소실을 둘러싸며 적층되는 복수의 열교환부를 구비하고, 복수의 열교환부 간에는 열매체유로를 직렬로 형성하고, 각각의 열교환부의 내부에는 열매체유로를 병렬로 형성함으로써, 열교환기의 용량 증대 시 병렬 유로의 수를 조절하여 열매체의 압력강하 없이 용량을 증대시킬 수 있다.
또한, 복수의 플레이트를 적층시켜 현열교환부와 잠열교환부를 일체형으로 구성함으로써, 열교환기의 부품수를 줄일 수 있고, 생산 공정이 간소화되어 생산 자동화가 가능하다.
도 1은 종래 열교환기에서 열매체의 유량과 흡수 열량의 불균형 문제를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기를 구성하는 플레이트의 일부를 보여주는 사시도,
도 5는 열매체의 유동 경로를 나타낸 사시도,
도 6은 도 3의 A-A 선을 따르는 단면도,
도 7은 도 3의 B-B 선을 따르는 단면도,
도 8은 도 3의 C-C 선을 따르는 단면도,
도 9는 도 3의 D-D 선을 따르는 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열교환기의 열매체 출구관을 보여주는 단면도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기(1)는, 버너(미도시됨)의 연소에 의해 연소열과 연소가스가 발생하는 연소실(C)의 둘레에 복수 개의 플레이트가 적층되어 이루어진 열교환부(100)로 이루어진다.
상기 열교환부(100)는, 연소실(C)의 외측을 둘러싸며 상기 플레이트의 일측 영역으로 이루어져 버너의 연소에 의해 발생한 연소가스의 현열을 이용하여 열매체를 가열하는 현열교환부(100A)와, 상기 플레이트의 타측 영역으로 이루어져 상기 현열교환부(100A)에서 열교환을 마친 연소가스에 포함된 수증기가 응축되면서 발생하는 잠열을 이용하여 열매체를 가열하는 잠열교환부(100B)로 구성된다.
상기 현열교환부(100A)와 잠열교환부(100B)는 복수 개의 적층된 플레이트에 의해 일체형 구조로 형성된다.
상기 잠열교환부(100B)의 상부 일측에는 열매체 입구관(101)이 구비되고, 상기 현열교환부(100A)의 상부 일측에는 열매체 출구관(102)이 구비된다. 상기 열매체 출구관(102)은 후술되는 열매체 차등분배부로서 기능한다.
일실시예로서, 상기 복수의 플레이트는 12개의 단위플레이트로 구성될 수 있으며, 도 4에는 상부에 위치하는 2개의 단위플레이트(100-1,100-2)만을 나타낸 것이다. 상기 단위플레이트(100-1)는 상부에 위치하는 제1플레이트(100a-1)와, 그 하부에 적층되는 제2플레이트(100b-1)로 이루어지고, 상기 단위플레이트(100-2)는 상부에 위치하는 제1플레이트(100a-2)와, 그 하부에 적층되는 제2플레이트(100b-2)로 이루어진다.
도 4와 도 7을 함께 참조하면, 상기 각각의 단위플레이트(100-1,100-2)를 구성하는 제1플레이트(100a-1,100a-2)와 제2플레이트(100b-1,100b-2) 사이에는 열매체가 유동하는 열매체유로(P1)가 형성된다. 즉, 단위플레이트(100-1)를 구성하는 제1플레이트(100a-1)와 제2플레이트(100b-1) 사이에 열매체유로(P1)가 형성되고, 단위플레이트(100-2)를 구성하는 제1플레이트(100a-2)와 제2플레이트(100b-2) 사이에 열매체유로(P1)가 형성된다.
그리고, 인접하게 적층되는 단위플레이트(100-1,100-2) 중 일측에 위치하는 단위플레이트(100-1)를 구성하는 제2플레이트(100b-1)와, 타측에 위치하는 단위플레이트(100-2)를 구성하는 제1플레이트(100a-2) 사이에는 연소가스가 유동하는 연소가스유로(P2)가 형성된다.
상기 열매체유로(P1)와 연소가스유로(P2)는 복수의 플레이트 사이에 인접하게 교대로 형성되어, 열매체와 연소가스 간에 열교환이 이루어진다. 상기 열매체유로(P1)와 연소가스유로(P2)는 인접하게 형성되되, 공간적으로는 서로 분리된 구조로 이루어져, 열매체유로(P1)에는 열매체가 유동하고, 연소가스유로(P2)에는 연소가스가 유동한다.
도 4를 참조하면, 상기 제1플레이트는, 제1평면부(110)와, 상기 제1평면부(110)의 일측에서 상측으로 돌출되고 중앙에는 제1개방구(A1)가 형성되어 상기 현열교환부(100A)를 구성하는 제1돌출부(120)와, 상기 제1평면부(110)의 타측에서 상측으로 돌출되어 상기 잠열교환부(100B)를 형성하는 제2돌출부(130), 및 제1플레이트의 가장자리부에서 하측으로 절곡된 제1플랜지부(140)로 이루어진다.
상기 제2플레이트는, 제2평면부(150)와, 상기 제2평면부(150)의 일측에서 하측으로 함몰되어 상기 제1돌출부(120)와의 사이에 열매체유로(P1)를 형성하고 중앙에는 상기 제1개방구(A1)와 대응되는 제2개방구(A2)가 형성된 제1함몰부(160)와, 상기 제2평면부(150)의 타측에서 하측으로 함몰되어 상기 제2돌출부(130)와의 사이에 열매체유로(P1)를 형성하는 제2함몰부(170), 및 제2플레이트의 가장자리부에서 하측으로 절곡된 제2플랜지부(180)로 이루어진다.
도 5를 참조하면, 상기 열교환부(100)는 복수 개가 적층된 구조로 이루어지고, 적어도 2개의 단위 열교환부(100-A,100-B,100-C)를 가지며, 상기 단위 열교환부(100-A,100-B,100-C)는 열매체가 양방향 또는 반대방향으로 유동하도록 구성된다. 일실시예로, 상기 복수의 단위 열교환부(100-A,100-B,100-C)는, 제1열교환부(100-A)와 제2열교환부(100-B) 및 제3열교환부(100-C)로 구성될 수 있다. 상기 제1열교환부(100-A)는 상부에 위치하는 4개의 적층된 단위플레이로 구성되고, 상기 제2열교환부(100-B)는 중간부에 위치하는 4개의 적층된 단위플레이트로 구성되며, 상기 제3열교환부(100-C)는 하부에 위치하는 4개의 적층된 단위플레이트로 구성될 수 있다.
도 5에서 화살표는 열매체의 유동 방향을 나타낸 것이다.
도 4와 도 5를 함께 참조하면, 상기 잠열교환부(100B)의 일측에는 열매체 유입관(101)이 구비되고, 상기 열매체 유입관(101)의 하측에는 열매체 유입관(101)으로 유입된 열매체가 각각의 단위플레이트에 형성된 열매체유로(P1)로 연결되는 관통구(H1,H5)가 형성된다. 잠열교환부(100B)의 타측에는 열매체유로(P1)를 통과한 열매체가 현열교환부(100A)의 제3열교환부(100-C)로 연결되도록 관통구(H2,H6)가 형성되어 있다. 최상단에 위치하는 제1플레이트(100a-1)의 타측에는 상기 관통구(H2)와 대응되는 위치에 막힘부(H2')가 형성되어 있다.
도 2와 도4 및 도 5를 참조하면, 상기 잠열교환부(100B)의 관통구(H2,H6)와 상기 현열교환부(100A)의 제3열교환부(100-C) 사이에는 열매체 연결유로(미도시됨)가 형성되어 있다.
상기 잠열교환부(100B)의 열매체유로(P1)는 열매체가 유입되는 열매체 입구관(101)이 연결되는 열매체 입구와 상기 열매체의 연결유로 사이에 병렬로 연결되어 열매체의 유동저항을 감소시킬 수 있다.
도 5에서 화살표로 열매체의 유동방향을 나타낸 바와 같이, 상기 잠열교환부(100B)를 통과한 열매체는, 현열교환부(100A)의 제3열교환부(100-C)에서 양방향으로 유동한 후에, 제2열교환부(100-B)에서는 반시계방향으로 유동하고, 제1열교환부(100-A)에서는 시계방향으로 유동한 후에 열매체 출구관(102)을 통하여 배출된다.
이와 같은 현열교환부(100A)에서의 열매체 유동 방향 형성을 위한 구성으로, 도 4와 도 5 및 도 7을 함께 참조하면, 상기 제1플레이트의 일측부에는 관통구(H3,H4)가 인접하게 형성되고, 상기 제2플레이트의 일측부에는 상기 관통구(H3,H4)와 대응되는 위치에 관통구(H7,H8)가 형성되어 있다. 그리고, 제3열교환부(100-C)의 최상단에 위치하는 제1플레이트에는 관통구(H3)와 대응되는 위치에 막힘부(H3')가 형성되고, 상기 제2열교환부(100-B)의 최하단에 위치하는 제2플레이트에는 관통구(H7)와 대응되는 위치에 막힘부(H7')가 형성되며, 상기 제2열교환부(100-B)의 최상단에 위치하는 제1플레이트에는 관통구(H4)와 대응되는 위치에 막힘부(H4')가 형성되고, 제1열교환부(100-A)의 최하단에 위치하는 제2플레이트에는 관통구(H8)와 대응되는 위치에 막힘부(H8')가 형성되며, 제1열교환부(100-A)의 최상단에 위치하는 제1플레이트에는 관통구(H3)와 대응되는 위치에 막힘부(H3')가 형성되어 있다.
상기 복수의 열교환부(100A,100B,100C)의 일측부에는, 각각 열매체가 유입되는 관통구(H7,H8)와 열매체가 유출되는 관통구(H4,H3)가 인접한 간격을 두고 형성되되, 상기 각각의 열교환부에서 인접하게 위치하는 열매체가 유입되는 관통구(H7,H8)와 열매체가 유출되는 관통구(H4,H3) 사이는 막힌 형상으로 이루어진다.
또한, 이웃하게 적층되는 열교환부 중, 어느 하나의 열교환부에 형성된 열매체가 유입되는 관통구 및 열매체가 유출되는 관통구는, 나머지 하나의 열교환부에 형성된 열매체가 유입되는 관통구 및 열매체가 유출되는 관통구와 상반된 위치에 형성된다. 즉, 이웃하게 적층되는 제3열교환부(100-C)와 제2열교환부(100-B) 중, 제3열교환부(100-C)에는 열매체가 유출되는 관통구(H4)가 일측에 형성되고, 제2열교환부(100-B)에는 열매체가 유출되는 관통구(H3)가 타측에 형성된다. 또한, 이웃하게 적층되는 제2열교환부(100-B)와 제1열교환부(100-A) 중, 제2열교환부(100-B)에는 열매체가 유입되는 관통구(H8)가 일측에 형성되고 열매체가 유출되는 관통구(H3)가 타측에 형성되며, 제1열교환부(100-A)에는 열매체가 유입되는 관통구(H7)가 타측에 형성되고 열매체가 유출되는 관통구(H4)가 일측에 형성된다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 열교환부(100-A,100-B,100-C) 간에는 상기 열매체유로(P1)가 직렬로 형성되고, 상기 각각의 열교환부(100-A,100-B,100-C)의 내부에는 상기 열매체유로(P1)가 병렬로 형성된다. 이와 같이 잠열교환부(100B)에서는 열매체유로(P1)가 병렬로 형성되어 열매체의 유동저항을 감소시킬 수 있고, 현열교환부(100A)에서는 열매체유로(P1)가 직렬로 형성되어 열매체의 순환이 원활하게 이루어져 열매체의 압력강하를 최소화하고 국부적인 과열을 방지함으로써 열효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 연소실(C)에서 버너의 연소에 의해 발생된 연소가스는 열교환부(100)의 방사상 외측으로 유동한 후에 일측(도면에서 우측)을 향하여 배출된다. 상기 연소가스가 복수의 연소가스유로(P2)를 통과하여 균일하게 배출되도록 하기 위한 구성으로, 제1플레이트와 제2플레이트의 적층 시, 제1플레이트의 제1플랜지부(140)와 제2플레이트의 제2플랜지부(180)는 일부가 중첩되며, 상기 제1플레이트와 제2플레이트의 가장자리 중 일부 영역에는 연소가스유로(P2)를 통과하여 유동하는 연소가스가 배출되는 연소가스 배출구(D)가 형성된다. 상기 연소가스 배출구(D)를 통해 배출된 연소가스는 배기후드(미도시됨)를 통하여 배출된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 현열교환부(100A)의 열매체 출구측에는 병렬의 열매체유로(P1)를 통과하는 열매체의 유량과 상기 복수의 플레이트에 전달되는 흡수 열량이 균형을 이루도록 상기 열매체의 유량이 상기 병렬의 열매체유로(P1)에 차등 분배되도록 하는 열매체 차등분배부가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 열매체 차등분배부는, 상기 복수의 플레이트 중 상기 열교환부(100)의 외벽을 이루는 외곽 플레이트(100a-1)에 의해 형성되는 열매체유로(P1-1)를 통과하는 열매체의 유량이, 상기 외곽 플레이트(100a-1)의 하측으로 열교환부(100)의 내측에 위치하는 나머지 플레이트들에 의해 형성되는 열매체유로(P1-2,P1-3,P1-4)를 통과하는 열매체의 유량에 비해 상대적으로 적은 유량의 열매체가 통과하도록 열매체의 유량을 차등 분배하기 위한 구성이다.
일실시예로, 상기 열매체 차등분배부는, 상기 열교환부(100)의 열매체 출구측에 구비되는 열매체 출구관(102)이 상기 열매체 출구측에 위치하는 상기 병렬의 열매체유로의 일측에 위치하도록 하측으로 연장된 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 열매체 출구관(102)의 하단부(102a)는 상기 외곽 플레이트(100a-1)에 의해 형성되는 열매체유로(P1-1)의 배출단(P1-1')과 소정의 유격을 두고 상기 열매체유로(P1-1)의 배출단(P1-1')의 일측에 위치하도록 연장된 것으로 구성될 수 있다. 미설명부호 102b는 열매체 출구관(102)을 제1플레이트(100a-1)에 고정하기 위한 고정부를 나타낸 것이다.
도 8과 도 9에서 화살표는 열매체가 유동하는 방향을 나타낸 것이며, 제1열교환부(100-A)에서의 화살표의 길이는 열매체 유량의 크기를 나타낸 것이며, 굵은 점선은 각 열교환부(100-A,100-B,100-C)의 경계부를 나타낸 것이다.
도 5와 도 8 및 도 9를 함께 참조하면,현열교환부(100A)의 제3열교환부(100-C)의 열매체유로(P1-9,P1-10,P1-11,P1-12)를 통과하여 양방향으로 유동한 열매체는, 제2열교환부(100-B)의 열매체유로(P1-5,P1-6,P1-7,P1-8)를 통과하여 일방향으로 유동한 후에, 유동 방향이 반대로 전환되어 제1열교환부(100-A)의 열매체유로(P1-1,P1-2,P1-3,P1-4)를 통과하여 반대방향으로 유동한 후에 열매체 출구관(102)을 통하여 배출된다.
상기와 같이 열매체 출구관(102, 열매체 차등분배부)의 하단부(102a)가 외곽 열매체유로(P1-1)의 배출단(P1-1')의 일측에 소정의 유격을 두고 위치하도록 구성할 경우, 상기 외곽 열매체유로(P1-1)를 통과하는 열매체는 상기 열매체 출구관(102, 열매체 차등분배부)에 의해 유격을 사이에 두고 가로막히게 되므로, 제1열교환부(100-A)의 열매체유로(P1-1,P1-2,P1-3,P1-4) 중 외곽 열매체유로(P1-1)를 통과하는 열매체의 유량을 나머지 열매체유로(P1-2,P1-3,P1-4)를 각각 통과하는 열매체의 유량보다 줄일 수 있게 된다. 즉, 상기 외곽 열매체유로(P1-1)를 통과하는 열매체의 유량에 비해 나머지 열매체유로(P1-2,P1-3,P1-4)를 각각 통과하는 열매체의 유량를 증가시킬 수 있게 된다.
따라서, 최외곽에 위치하며 외부 공기와 접하는 외곽 제1플레이트(100a-1)와 이에 결합되는 제2플레이트(100b-1)에 의해 형성되는 열매체유로(P1-1)에는 연소가스의 열이 제2플레이트(100b-1)를 통해서만 전달되어 흡수 열량이 상대적으로 적으므로, 상기 열매체유로(P1-1)에는 상대적으로 적은 유량의 열매체가 유동하도록 한다. 이에 반하여, 상기 외곽 제1플레이트(100a-1)와 제2플레이트(100a-2)의 하측에 위치하는 제1플레이트와 제2플레이트에 의해 형성되는 열매체유로(P1-2,P1-3,P1-4)에는 제1플레이트와 제2플레이트 모두를 통하여 연소가스의 열이 동시에 전달되어 흡수 열량이 상대적으로 많으므로, 상기 열매체유로(P1-2,P1-3,P1-4)에는 상대적으로 많은 유량의 열매체가 유동하도록 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 복수의 플레이트 사이에 다층으로 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량과 플레이트에 전달되는 흡수 열량이 균형을 이루도록 열매체의 유량이 차등 분배됨으로써, 열매체의 국부적인 과열로 인한 비등 발생 및 라임 석출을 억제함과 동시에 전열 효율을 향상시킬 수 있다.
다른 실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 열매체 출구관(102)에는 상기 외곽 플레이트(100a-1)에 의해 형성되는 열매체유로(P1-1)의 배출단(P1-1')과 유격을 두고 상기 열매체유로(P1-1)의 배출단(P1-1')의 일측에 위치하는 확관부(102c)가 형성된 것으로 구성될 수 있다.
상기 확관부(102c)의 구성에 의하면, 열매체 출구관(102)의 직경이 외곽에 위치하는 열매체유로(P1-1)의 일측을 소정 유격을 두고 가로막기에 충분하지 않은 크기인 경우에도, 확관부(102c)에 의해 외곽에 위치하는 열매체유로(P1-1)의 일측을 소정 유격을 두고 가로막을 수 있어 열매체 유량을 효과적으로 차등 분배할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 상부 열교환부 10a : 외곽 플레이트
10b,10c,10d : 내측 플레이트 11,12,13,14 : 상부 열교환부의 열매체유로
20 : 하부 열교환부 21,22,23,24 : 하부 열교환부의 열매체유로
30 : 유로 전환부 1 : 열교환기
100 : 열교환부 100A : 현열교환부
100B : 잠열교환부 100-A : 제1열교환부
100-B : 제2열교환부 100-C : 제2열교환부
100-1,100-2 : 단위플레이트 100a-1,100a-2 : 제1플레이트
100b-1,100b-2 : 제2플레이트 101 : 열매체 입구관
102 : 열매체 출구관(열매체 차등분배부)
102a : 열매체 출구관의 하단부 102b : 열매체 출구관의 고정부
102c : 열매체 출구관의 확관부 110 : 제1평면부
120 : 제1돌출부 130 : 제2돌출부
140 : 제1플랜지부 150 : 제2평면부
160 : 제1함몰부 170 : 제2함몰부
180 : 제2평면부 A1 : 제1개방구
A2 : 제2개방구 C : 연소실
D : 연소가스 배출구 H1~H8 : 관통구
H2',H3',H4',H7',H8' : 막힘부 P1 : 열매체유로
P1-1,P1-2,P1-3,P1-4 : 제1열교환부의 열매체유로
P1-5,P1-6,P1-7,P1-8 : 제2열교환부의 열매체유로
P1-9,P1-10,P1-11,P1-12 : 제3열교환부의 열매체유로
P2 : 연소가스유로

Claims (15)

  1. 복수의 적층된 플레이트의 내부에 열매체가 유동하는 열매체유로와, 연소가스가 유동하는 연소가스유로가 인접하게 교대로 형성된 열교환부를 구비하고;
    상기 열교환부에는, 상기 열교환부의 병렬의 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량과 상기 플레이트에 전달되는 흡수 열량이 균형을 이루도록 상기 열매체의 유량이 상기 병렬의 열매체유로에 차등 분배되도록 하는 열매체 차등분배부가 구비된 것;
    을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열매체 차등분배부는, 상기 복수의 플레이트 중 상기 열교환부의 외벽을 이루는 외곽 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량이, 상기 열교환부의 내측에 위치하는 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로를 통과하는 열매체의 유량에 비해 상대적으로 적은 유량의 열매체가 통과하도록 열매체의 유량을 차등 분배하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열매체 차등분배부는, 상기 열교환부의 열매체 출구측에 구비되는 열매체 출구관이 상기 열매체 출구측에 위치하는 상기 병렬의 열매체유로의 일측으로 연장된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열매체 출구관의 하단부는 상기 외곽 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로의 배출단과 유격을 두고 상기 열매체유로의 배출단의 일측에 위치하도록 연장된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열매체 출구관에는 상기 외곽 플레이트에 의해 형성되는 열매체유로의 배출단과 유격을 두고 상기 열매체유로의 배출단의 일측에 위치하는 확관부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 적층된 플레이트에는, 버너의 연소에 의해 발생하는 연소가스의 현열을 이용하여 열매체를 가열하는 현열교환부와, 상기 현열교환부를 통과한 연소가스의 잠열을 이용하여 열매체를 가열하는 잠열교환부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열매체 차등분배부는, 상기 현열교환부의 열매체 출구측에 구비되는 열매체 출구관과 같은 위치상에 놓여 있고, 상기 현열교환부의 일측에 구비된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 잠열교환부의 열매체유로는 병렬로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 현열교환부와 잠열교환부 사이에는 열매체의 연결유로가 형성되고,
    상기 잠열교환부의 열매체유로는, 열매체가 유입되는 열매체 입구와 상기 열매체의 연결유로 사이에 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 열교환부는 중앙에 형성된 연소실의 외측을 둘러싸며 복수 개가 적층 구조로 구비되되,
    상기 복수 개의 열교환부의 일측에 형성되는 현열교환부에서의 열매체 유동방향은 서로 다르게 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열교환부는 적어도 2개의 단위 열교환부를 가지며, 상기 단위 열교환부는 열매체가 양방향 또는 반대방향으로 유동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 현열교환부의 하부에 위치하는 제1열교환부에서는 열매체가 양방향으로 유동하고, 상기 현열교환부의 중간부에 위치하는 제2열교환부에서는 열매체가 일방향으로 유동하며, 상기 현열교환부의 상부에 위치하는 제3열교환부에서는 열매체가 반대방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부는 중앙에 형성된 연소실의 외측을 둘러싸며 복수 개가 적층 구조로 구비되되,
    상기 복수 개의 열교환부 간에는 상기 열매체유로가 직렬로 형성되고,
    상기 각각의 열교환부의 내부에는 상기 열매체유로가 병렬로 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열교환부의 상부 일측부에는,
    인접하게 적층되는 열교환부 간에 열매체가 일방향으로 유동하도록 열매체의 연결유로를 제공하기 위한 일측의 관통구와 타측의 관통구와,
    상기 일측의 관통구를 통해 열매체유로로 유입된 열매체가 상기 연소실의 둘레를 일방향으로 경유하여 상기 타측의 관통구를 향하여 유동하도록 유도하기 위한 막힘부, 및
    상기 타측의 관통구를 통해 열매체유로로 유입된 열매체가 상기 연소실의 둘레를 반대방향으로 경유하여 상기 일측의 관통구를 향하여 유동하도록 유도하기 위한 막힘부가 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 열교환부의 일측부에는, 각각 열매체가 유입되는 관통구와 열매체가 유출되는 관통구가 인접한 간격을 두고 형성되되,
    상기 각각의 열교환부에서 인접하게 위치하는 열매체가 유입되는 관통구와 열매체가 유출되는 관통구 사이는 막힌 형상으로 이루어지고,
    이웃하게 적층되는 열교환부 중, 어느 하나의 열교환부에 형성된 열매체가 유입되는 관통구 및 열매체가 유출되는 관통구는, 나머지 하나의 열교환부에 형성된 열매체가 유입되는 관통구 및 열매체가 유출되는 관통구와 상반된 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7385110B2 (ja) * 2019-09-26 2023-11-22 株式会社ノーリツ 温水装置
CN114234699A (zh) * 2021-12-13 2022-03-25 浙江银轮新能源热管理系统有限公司 芯片单元、芯体及冷却器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19519740B4 (de) * 1995-06-02 2005-04-21 Mann + Hummel Gmbh Wärmetauscher
US7017656B2 (en) * 2001-05-24 2006-03-28 Honeywell International, Inc. Heat exchanger with manifold tubes for stiffening and load bearing
US7343965B2 (en) * 2004-01-20 2008-03-18 Modine Manufacturing Company Brazed plate high pressure heat exchanger
JP4462054B2 (ja) 2005-02-02 2010-05-12 株式会社ノーリツ プレート式熱交換器、これを備えた温水装置および暖房装置
KR100813807B1 (ko) 2007-06-13 2008-03-13 린나이코리아 주식회사 콘덴싱보일러의 열교환기 구조
US8272430B2 (en) * 2007-07-23 2012-09-25 Tokyo Roki Co., Ltd. Plate laminate type heat exchanger
US9310136B2 (en) * 2008-12-17 2016-04-12 Swep International Ab Port opening of heat exchanger
TR200909669A1 (tr) * 2009-12-22 2011-07-21 Bosch Termotekni̇k Sanayi̇ Ve Ti̇c.A.Ş. İyileştirilmiş birleştirme yerleri olan, bir plakalı ısı eşanjörü ve üretim yöntemi.
KR101597980B1 (ko) * 2014-03-18 2016-02-29 주식회사 경동나비엔 열교환기 및 열교환기를 구성하는 단위플레이트의 제조방법
CN104165535B (zh) * 2014-08-29 2016-02-10 深圳绿色云图科技有限公司 板式热交换器
US10113817B2 (en) * 2014-09-30 2018-10-30 Valeo Climate Control Corp. Heater core
CN105627789B (zh) * 2015-12-30 2017-07-28 青岛金玉大商贸有限公司 一种连通孔数量变化的换热器
KR101784367B1 (ko) * 2016-02-05 2017-10-11 주식회사 경동나비엔 열교환기
CN206176835U (zh) * 2016-10-31 2017-05-17 珠海格力电器股份有限公司 空调机组及其分液器

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