KR102487015B1 - 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 플레이트를 겹쳐 서로 다른 유로를 통해 제1 유체와 제2 유체의 열을 교환하는 인쇄기판형 열교환기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기는제1 유체가 지나는 제1 유로가 형성된 제1 플레이트, 제2 유체가 지나는 제2 유로가 형성된 제2 플레이트가 상호 교대로 적층하여 구성된 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기로서, 상기 제1 유로와 제2 유로 중 어느 하나 또는 둘 모두는 제1 방향으로 유체가 지나는 제1 방향유로부, 및 상기 제1 방향유로부와 연속되며 상기 제1 방향에 대해 반대방향인 제2 방향으로 유체가 지나는 제2 방향유로부를 포함하고, 상기 제1 방향유로부와 제2 방향유로부의 사이에 관통형성되어 상기 제1 방향유로부와 상기 제2 방향유로부를 지나는 유체가 상호 열교환하는 것을 차단하는 열절연부를 포함한다. 따라서, 열교환성을 향상시키고, 부피와 중량을 최소화할 수 있다.

Description

열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기{Printed Circuit Heat Exchanger with improved heat exchange properties by thermal insulation}

본 발명은 복수 개의 플레이트를 겹쳐 서로 다른 유로를 통해 제1 유체와 제2 유체의 열을 교환하는 인쇄기판형 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열교환기는 제1 유체와 제2 유체를 서로 열교환하기 위한 것으로서, 열교환기는 제1 유체와 제2 유체가 직접적으로 접촉하지 않으면서 서로 열교환하도록 구성된다.

열교환기는 금속튜브에 제1 유체를 공급하고, 둘레에는 제2 유체를 공급하여 열교환하도록 구성되지만, 내부에 설치되는 튜브의 부피가 크고, 열교환성능이 높지 않기 때문에 튜브로 구성된 열교환기의 경우에는 내압성이 낮아 고압의 제1 유체 또는 제2 유체를 공급하기 어렵기 때문에 근래에는 인쇄기판형 열교환기가 개시된 바가 있다.

인쇄기판형 열교환기는 종래에 한국등록특허공보 제10-2146101호(2020.8.20.공고)의 "인쇄기판형 열교환기"로 개시된 바가 있다.

상기한 종래의 인쇄기판형 열교환기는 지그재그 형상의 유로가 형성된 복수의 제1 플레이트 및 직선 형상의 유로가 형성된 복수의 제2 플레이트가 교번으로 적층되어 확산 접합됨으로써 형성된 몸체부, 상기 제1 플레이트에 고압 유체를 유동시키며, 상기 몸체부의 상면에 유입구가 형성된 원통 형상의 제1 고압 헤더; 상기 제1 플레이트로부터 고압 유체를 회수시키며, 상기 몸체부의 상면에 유출구가 형성된 원통 형상의 제2 고압 헤더; 상기 제2 플레이트에 저압 유체를 유동시키며, 상기 몸체부의 상면에 유입구가 형성된 제1 저압 헤더; 및 상기 제2 플레이트로부터 저압 유체를 회수시키며, 상기 몸체부의 상면에 유출구가 형성된 제2 저압 헤더;를 포함하여 구성되었다.

이러한 종래의 인쇄기판형 열교환기는 고압 헤더를 통해 고압의 유체를 공급할 수 있으며, 고압 헤더의 직경을 최소화시켜 고압에도 용이하게 견딜 수 있었다.

하지만, 종래의 인쇄기판형 열교환기는 고압 헤더의 직경을 축소하는 데 한계가 있어 더 큰 고압의 유체를 공급하기 위해서는 제1 플레이트와 제2 플레이트의 두께를 두껍게 함으로써, 중량이 증대되며 부피가 커지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 인쇄기판형 열교환기는 제1 유체와 제2 유체가 지나는 유로의 길이를 길게 하기 위해 "ㄹ"자 형태로 유로를 형성하는 경우, 유로상에서 먼저 지나는 유체와 나중에 공급되는 유체 간의 사이에 열이 전달됨에 따라 열교환성능이 하락되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 인쇄기판형 열교환기는 고압 헤더의 일측으로만 유로가 연결되어 유체가 균일하게 공급되지 못해 열교환성능이 하락되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유체가 공급되는 유체가 분산되면서 유체의 이동 공간을 확보하고 압력을 낮추면서 제1 공급유로부 또는 제2 공급유로부의 직경을 최소화함으로써, 내압성을 향상시켜 제1 플레이트와 제2 플레이트의 두께를 최소화하여 부피 및 중량을 최소화할 수 있는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 방향성이 다른 유체가 서로 인접하게 지나는 부분에서 물리적으로 열의 전달을 차단하는 열절연부를 형성하여 인접하게 지나는 유체끼리 열이 전도됨에 따라 열교환성능이 하락되는 것을 방지할 수 있는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 감압분산부에 의해 유체가 층간을 이동할 때 위치를 변경해 가며 이동하기 때문에 내압성을 향상시키고, 균일하게 유체를 제1 유로 또는 제2 유로로 공급하여 열교환성을 향상시킬 수 있는 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기는 제1 유체가 지나는 제1 유로가 형성된 제1 플레이트, 제2 유체가 지나는 제2 유로가 형성된 제2 플레이트가 상호 교대로 적층하여 구성된 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기로서, 상기 제1 유로와 제2 유로 중 어느 하나 또는 둘 모두는 제1 방향으로 유체가 지나는 제1 방향유로부, 및 상기 제1 방향유로부와 연속되며 상기 제1 방향에 대해 반대방향인 제2 방향으로 유체가 지나는 제2 방향유로부를 포함하고, 상기 제1 방향유로부와 제2 방향유로부의 사이에 관통형성되어 상기 제1 방향유로부와 상기 제2 방향유로부를 지나는 유체가 상호 열교환하는 것을 차단하는 열절연부를 포함한다.

상기 열절연부는 상기 열절연부를 관통형성함에 따라 강성을 보강하도록 상기 열절연부를 가로질러 형성되는 연결보강부를 포함할 수 있다.

상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 서로 적층된 상태에서, 상기 제1 유로로 상기 제1 유체를 공급하는 제1 공급유로부, 및 상기 제2 유로로 상기 제2 유체를 공급하는 제2 공급유로부를 포함하고, 상기 제1 공급유로부, 상기 제2 공급유로부 중 어느 하나 또는 둘 모두는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 층간에서 위치를 변경해가며 상기 제1 유체 또는 상기 제2 유체를 분산 이동시키는 형태로 제1 유체 또는 제2 유체의 공급 압력을 낮춰 내압력을 증대시키는 감압분산부를 포함할 수 있다.

상기 감압분산부는 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트 중 어느 하나에 형성되어 상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로와 연결되어 상기 제1 공급유로부 또는 제2 공급유로부를 지나는 유체를 분산시켜 제1 유로 또는 제2 유로로 전달하는 제1 분산공, 및 다른 하나에 형성되어 상기 제1 분산공과 일부 중첩되며 상기 제1 분산공으로 공급되는 유체의 일부를 다시 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부로 전달하는 제2 분산공을 포함할 수 있다.

상기 감압분산부는 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부와 상기 제1 분산공을 연결하거나, 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부와 상기 제2 분산공을 연결하여 상기 제1 유체 또는 상기 제2 유체를 상기 제1 분산공 또는 상기 제2 분산공으로 분산시켜 제공하는 분산유로부를 포함할 수 있다.

상기 감압분산부는 상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트 중 어느 하나에 형성되며 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부에서 이격 형성되어 상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로와 연결되는 유로연통공, 및 다른 하나에 형성되며 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부와 상기 유로연통공에 일부 중첩되어 상호 간의 유체 이동을 연결하는 유로연결공을 포함할 수 있다.

상기 감압분산부는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 중 상기 유로연결공이 형성된 플레이트에 형성되어 상기 유로연결공으로 공급된 유체의 일부를 상부 또는 하부에 위치한 상기 유로연결공으로 바로 공급하도록 상기 유로연결공과 중첩되는 바이패스공을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 제1 유로 또는 제2 유로의 서로 다른 방향으로 유체가 이동하는 둘 사이를 열절연부에 인접하게 지나는 유체끼리 상호간의 열이 전도되는 것을 차단하여 열교환성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 공급유로부 또는 제2 공급유로부에 감압분산부가 구성되어 유체를 분산시키는 형태로 공급되는 유체의 압력을 감소시켜 내압성을 향상시킬 수 있기 때문에 제1 공급유로부와 제2 공급유로부의 직경을 최소화하면서도 제1 플레이트와 제2 플레이트의 두께를 최소화시켜 열교환기의 부피 및 중량을 최소화할 수 있다.

또한, 감압분산부에 유체를 분산시키는 분산유로부가 구성되어 균일한 방향으로 유체를 분산시켜 제1 유로 또는 제2 유로로 공급함으로써, 열교환성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기의 제1 플레이트와 제2 플레이트를 분리한 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기의 제1 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기의 제2 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기의 평면도로서, 배관의 설치를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기를 구성하는 일례의 감압분산부를 도시한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 단면도이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기를 구성하는 변형예의 감압분산부를 도시한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 교대로 적층하여 구성될 수 있으며, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)는 적층된 상태에서 용접 또는 접착제에 의해 접합되거나, 압력을 가해 접합하는 확산접합에 의해 접합될 수 있으며, 가장 마지막에 제1 플레이트(110) 또는 제2 플레이트(120)에는 배관(PI)을 연결하기 위한 엔드커버(미도시)가 겹쳐져 설치될 수 있다.

제1 플레이트(110)에는 제1 유체가 지나는 제1 유로(111)가 형성되며, 제2 플레이트(120)에는 제2 유체가 지나는 제2 유로(112)가 형성되어 제1 유로(111)를 지나는 제1 유체와 제2 유로(112)를 지나는 제2 유체의 열을 서로 교환할 수 있다.

이때, 제1 유체와 제2 유체는 모두 기체이거나, 유체일 수 있으며, 어느 하나는 기체이고 다른 하나는 유체일 수도 있으며, 기체는 수소가스일 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 포함할 수 있다.

제1 플레이트(110)는 판의 형상으로 제1 플레이트(110)의 일면에는 제1 유체가 이동하는 제1 유로(111)가 홈의 형태로 형성될 수 있다.

제1 유로(111)는 동일 방향으로 복수 개의 채널로 구획되어 복수 개의 채널을 통해 제1 유체가 이동하며 제2 유체와 열교환할 수 있다.

제1 유로(111)는 제1 플레이트(110)에 인쇄된 형태 예컨대, 기계적인 연마 또는 화학적인 식각에 의해 홈의 형태로 형성될 수 있으며, 제1 플레이트(110)는 서로 상하 대칭된 형태의 상부플레이트와 하부플레이트가 서로 겹쳐진 상태에서 접합되어 둘 사이에 제1 유로(111)를 형성하도록 구성될 수도 있다.

제2 플레이트(120)는 제1 플레이트(110)와 대응되는 크기의 판의 형상으로 제2 플레이트(120)의 일면에는 제2 유체가 이동하는 제2 유로(112)가 홈의 형태로 형성될 수 있다.

제2 유로(112)는 동일 방향으로 복수 개의 채널로 구획되어 복수 개의 채널을 통해 제2 유체가 이동하며 제1 유체와 열교환할 수 있다.

제2 유로(112)는 제2 플레이트(120)에 인쇄된 형태 예컨대, 기계적인 연마 또는 화학적인 식각에 의해 홈을 형성하는 형태로 형성될 수 있으며, 제2 플레이트(120)는 서로 상하 대칭된 형태의 상부플레이트와 하부플레이트가 서로 겹쳐진 상태에서 접합되어 둘 사이에 제2 유로(112)를 형성하도록 구성될 수도 있다.

한편, 제1 플레이트(110)에 형성되는 제1 유로(111)와 제2 플레이트(120)에 형성되는 제2 유로(112)는 제1 유체 또는 제2 유체의 이동거리를 증대시켜 열교환성이 향상되도록 구불구불하도록 절곡 또는 굴곡진 형태로 형성될 수 있다.

제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)는 각각 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)를 포함할 수 있다.

제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)는 제1 유체 또는 제2 유체의 이동거리를 증대시키기 위해 유체가 구불구불하게 이동하는 연속된 경로상에서 서로 인접하게 배치되어 서로 반대되는 방향으로 유체가 흐르는 부분을 의미할 수 있다.

예를 들어, 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)가 "ㄹ"자 형태로 형성되는 경우, 중간부분이 초입과 말단에 대비하여 서로 유체가 흐르는 방향에 대해 반대되는 방향으로 유체가 흐르기 때문에 초입 또는 말단의 일직선 부분이 제1 방향으로 유체가 흐르는 제1 방향유로부(111a)라 할 경우, 상대적으로 중간의 일직선 부분이 제1 방향에 대해 반대방향인 제2 방향으로 유체가 흐르기 때문에 중간 부분을 제2 방향유로부(111b,121b)라 할 수 있다.

여기서, 제1 방향유로부(111a)와 제2 방향유로부(111b,121b)는 어느 한 부분을 고정하여 지칭하는 것이 아니라, 서로 반대되어 유체가 흐르는 구간이 연속되는 경우, 어느 한 부분이 제1 방향유로부(111a)가 될 수 있고, 인접한 다른 한 부분이 제2 방향유로부(111b,121b)가 될 수 있는 상대적으로 변경되어 지칭될 수 있는 개념의 구성일 수 있다.

그리고, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)는 열전도도가 높은 금속으로 형성될 수 있으며, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)는 서로 동일한 재료이거나, 서로 다른 재료일 수도 있으며, 제1 유체 또는 제2 유체에 따라 내부식성을 갖는 재료일 수도 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 열절연부(113,123)를 포함할 수 있다.

이 열절연부(113,123)는 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)에서 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)가 서로 인접한 부분에서 서로 간의 열을 절연하여 열교환성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)는 유체의 지나는 길이가 길어지고, 초입에서 말단으로 갈수록 목표온도에 근접하는 데, 제1 방향유로부(111a,121a)에서 상대적으로 먼 거리에 있는 제2 방향유로부(111b,121b)가 서로 근접한 경우, 제1 방향유로부(111a,121a)를 지나는 유체의 열이 제2 방향유로부(111b,121b)로 상간에 열이 전달되면서, 제1 유체와 제2 유체끼리의 열교환성이 하락된다.

이를 방지하기 위해 열절연부(113,123)는 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 사이에 형성되어 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 열을 절연할 수 있다.

열절연부(113,123)는 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 사이를 물리적으로 연결을 차단하도록 관통된 형태로 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)에 관통하여 형성될 수 있다.

열절연부(113,123)는 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)가 서로 연속되는 경우, 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 사이를 따라 형성될 수 있다.

열절연부(113,123)는 연결보강부(113a,123a)를 포함할 수 있다.

연결보강부(113a,123a)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 관통하여 열절연부(113,123)를 형성함에 따라 낮아지는 강성을 보강할 수 있다.

여기서, 실시예에 따른 인쇄기판형 열교환기(100)는 복수 개의 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 교반하여 적층하여 구성되는 데, 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 길이가 길어질 수록 열절연부(113,123)에 의해 절개되는 부분이 비례하여 커지기 때문에 인쇄기판형 열교환기(100)의 강성이 약해질 수 있다.

이에 따라 연결보강부(113a,123a)는 열절연부(113,123)에 의해 분할된 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 임의의 부분을 군데 군데 연결하여 열절연부(113,123)에 의한 강성이 하락되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 제1 공급유로부(150)와 제2 공급유로부(170), 제1 배출유로부(160), 제2 배출유로부(180), 및 감압분산부(130,140)를 포함할 수 있다.

제1 공급유로부(150)는 제1 유로(111)로 제1 유체를 공급할 수 있으며, 제2 공급유로부(170)는 제2 유로(112)로 제2 유체를 공급할 수 있다.

제1 공급유로부(150)와 제2 공급유로부(170)는 서로 다른 위치에서 적층된 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 수직으로 관통 형성될 수 있다.

제1 공급유로부(150)는 제1 플레이트(110)에 제1 유로(111)와 연결되는 부분에 제1-1 공급유로공(115)을 관통 형성하고, 제2 플레이트(120)에는 제1 플레이트(110)에 적층된 상태에서 제1-1 공급유로공(115)과 대응되는 위치에 제2-1 공급유로공(125)을 관통 형성하여 제1-1 공급유로공(115)과 제2-1 공급유로공(125)이 교대하여 연속으로 적층됨으로써, 제1 공급유로부(150)를 형성할 수 있다.

제2 공급유로부(170)는 제2 플레이트(120)에 제2 유로(112)와 연결되는 부분에 제2-2 공급유로공(127)을 관통 형성하고, 제1 플레이트(110)에는 제2 플레이트(120)에 적층된 상태에서 제2-2 공급유로공(127)과 대응되는 위치에 제1-2 공급유로공(117)을 관통 형성하여 제2-2 공급유로공(127)과 제1-2 공급유로공(117)이 교대하여 연속으로 적층됨으로써, 제2 공급유로부(170)를 형성할 수 있다.

이때, 제1 유체와 제2 유체는 서로 다른 제1 공급유로부(150)와 제2 공급유로부(170)를 통해 각각의 제1 유로(111)와 제2 유로(112)로 공급되기 때문에 서로 혼합되지는 않는다.

제1 배출유로부(160)는 제1 공급유로부(150)를 통해 제1 유로(111)로 공급된 제1 유체가 배출될 수 있으며, 제2 배출유로부(180)는 제2 공급유로부(170)를 통해 제2 유로(112)로 공급된 제2 유체가 배출될 수 있다.

제1 배출유로부(160)와 제2 배출유로부(180)는 서로 다른 위치에서 적층된 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 수직으로 관통 형성될 수 있으며, 제1 배출유로부(160)는 제1 유로(111)에서 제1 공급유로에 대해 맞은 편에 위치할 수 있으며, 제2 배출유로부(180)는 제2 유로(112)에서 제2 공급유로에 대해 맞은 편에 위치할 수 있다.

제1 배출유로부(160)는 제1 플레이트(110)에 제1 유로(111)와 연결되는 부분에 제1-1 배출유로공(116)을 관통 형성하고, 제2 플레이트(120)에는 제1 플레이트(110)에 적층된 상태에서 제1-1 배출유로공(116)과 대응되는 위치에 제2-1 배출유로공(126)을 관통 형성하여 제1-1 배출유로공(116)과 제2-1 배출유로공(126)이 교대하여 연속으로 적층됨으로써, 제1 배출유로부(160)를 구성할 수 있다.

이때, 제1 유로(111)의 일단에 제1-1 공급유로공(115)이 위치하고, 제1 유로(111)의 타단에 제1-1 배출유로공(116)이 위치할 수 있다.

제2 배출유로부(180)는 제2 플레이트(120)에 제2 유로(112)와 연결되는 부분에 제2-2 배출유로공(128)을 관통 형성하고, 제1 플레이트(110)에는 제2 플레이트(120)에 적층된 상태에서 제2-2 배출유로공(128)과 대응되는 위치에 제1-2 배출유로공(118)을 관통 형성하여 제2-2 배출유로공(128)과 제1-2 배출유로공(118)이 교대하여 연속으로 적층됨으로써, 제2 배출유로부(180)를 구성할 수 있다.

이때, 제2 유로(112)의 일단에 제2-1 공급유로공(125)이 위치하고, 제2 유로(112)의 타단에 제2-1 배출유로공(126)이 위치할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)는 평면상에서 바라볼 때, 각 유로부 또는 배출부를 중심으로 가로 세로의 직교되는 십자선상에서 서로 어긋나도록 배치되어 추후 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)에 제1 유체 또는 제2 유체를 공급 또는 배출하기 위한 배관(PI)을 연결할 때, 서로 간섭되지 않도록 함으로써, 다양한 방향으로 각 배관(PI)들을 배치하여 연결할 수 있다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 감압분산부(130,140)는 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180) 중 어느 하나 또는 둘 이상에 구성될 수 있다.

감압분산부(130,140)는 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)를 지나는 제1 유체 또는 제2 유체를 분산시켜 고압 유체의 압력을 낮춤과 동시에 유량을 분산시켜 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)로 공급할 수 있다.

여기서, 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)의 직경이 클 경우, 인쇄기판형 열교환기(100)의 내부 압력이 높아짐에 따라 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)의 두께가 비례하여 증가되어야 하지만, 실시예는 제1 유체와 제2 유체의 이동경로를 다양화하여 인쇄기판형 열교환기(100)에 작용하는 압력을 낮춤으로써, 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)의 직경을 최소화할 수 있다.

이와 같이 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)의 직경을 최소화하는 경우, 인쇄기판형 열교환기(100)의 내압력을 증대시킬 수 있기 때문에 제1 플레이트(110)의 두께를 최소화하여 인쇄기판형 열교환기(100)를 경량화 할 수 있다.

한편, 감압분산부(130,140)는 제1 유체와 제2 유체가 제1 공급유로부(150), 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)를 통해 이동할 때, 제1 유로(111) 및 제2 유로(112)와 접하는 둘레와 접하지 않은 둘레를 교대하면서 이동함으로써, 유체를 고르게 혼합되면서 온도차를 최소화하고, 고압의 유체의 압력을 낮춰 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)로 신속하게 제1 유체와 제2 유체를 공급하여 열교환 성능도 향상시킬 수 있는 기능을 수행할 수도 있다.

감압분산부(130,140)는 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 제1 유체와 제2 유체가 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 층간을 이동하면서 분산시키는 형태로 압력을 낮춰 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)로 공급할 수 있다.

감압분산부(130,140)는 하기에 설명할 일례와 변형예와 같이 구성될 수 있으며, 감압분산부(130,140)는 제1 공급유로부(150)와 제1 배출유로부(160), 제2 공급유로부(170), 및 제2 배출유로부(180)를 모두 일례의 형태로 구성하거나, 변형예의 형태로만 구성할 수 있으며, 일례와 변형예의 형태가 복합적으로 함께 구성되거나, 제1 공급유로부(150)와 제2 공급유로부(170)에만 감압분산부(130,140)가 구성되고, 제1 배출유로부(160)와 제2 배출유로부(180)에는 감압분산부(130,140)를 구성하지 않을 수도 있다.

실시예에서는 제1 공급유로부(150)와 제1 배출유로부(160)는 일례의 감압분산부(130)를 적용하였으며, 제2 공급유로와 제2 배출유로부(180)는 변형예의 감압분산부(140)를 적용한 것으로 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 일례의 감압분산부(130)는 제1 공급유로부(150)와 제1 배출유로부(160)에 구성될 수 있으며, 감압분산부(130)는 제1 분산공(131), 제2 분산공(133) 및 분산유로부(135)를 포함할 수 있다.

제1 분산공(131)은 제1 유로(111)를 통해 제1 유체를 공급하거나, 제1 유체가 배출될 수 있으며, 제1 분산공(131)은 제1 유로(111)의 양단에 각각 형성될 수 있다.

제1 분산공(131)은 복수 개의 채널로 구획된 제1 유로(111)의 모든 채널을 함께 연결할 수 있다.

제1 분산공(131)은 제1 공급유로부(150)를 구성하는 제1-1 공급유로공(115)과 제1-1 배출유로공(116)의 둘레 일부에서 이격되어 제1 플레이트(110)를 관통하는 형태로 형성되어 제1 유로(111)의 양단에 각각 연결될 수 있다.

제2 분산공(133)은 제1 분산공(131)에 일부 중첩되어 제1 분산공(131)으로 공급되는 제1 유체의 일부가 층간 이동할 때, 위치가 변경되어 교반되면서 이동하도록 제2-1 공급유로공(125)과 제2-1 배출유로공(126)의 일부 둘레에서 이격될 수 있다.

이때, 제1 분산공(131)이 제1-1 공급유로공(115)과 제1-1 배출유로공(116)의 둘레에서 제1 유로(111)가 위치한 방향에 형성될 경우, 제2 분산공(133)은 제2-1 공급유로공(125)과 제2-1 배출유로공(126)의 둘레에서 제1 유로(111)가 위치하는 방향에 대해 반대방향의 둘레에 형성되어 제1 유체가 제1 공급유로부(150) 또는 제2 공급유로부(170)를 통해 이동할 때, 유로측이 위치한 방향과 유로가 위치하지 않은 반대방향으로 이동하기 때문에 공간의 확대와 저항성을 증대시켜 제1 유체의 공급되는 압력을 감소시킴으로써, 내압력을 증대시킬 수 있다.

분산유로부(135)는 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)의 각 일면에 홈의 형태로 형성될 수 있으며, 제1 공급유로부(150) 또는 제1 배출유로부(160)에서 제1 분산공(131) 또는 제2 분산공(133)를 이동하는 제1 유체를 분산시킬 수 있다.

예를 들어 분산유로부(135)는 제1 공급유로부(150)를 구성하는 제1-1 공급유로공(115)과 근접한 제1 분산공(131)을 연결하고, 제2-1 공급유로공(125)과 근접한 제2 분산공(133)을 연결하거나, 제1 배출유로부(160)를 구성하는 제1-1 배출유로공(116)과 근접한 제1 분산공(131)을 연결하고, 제2-1 배출유로공(126)과 근접한 제2 분산공(133)을 연결할 수 있다.

분산유로부(135)는 제1-1 공급유로공(115), 제2-1 공급유로공(125), 제1-1 배출유로공(116), 및 제21-1 배출유로공의 방사상으로 직선 형태로 연결되는 제1 방사유로(135a)를 형성하며, 제1 방사유로(135a)의 끝단은 방사연결유로(135c)에 의해 연결되며, 방사연결유로(135c)에 대해 방사상으로 제1 분산공(131) 또는 제2 분산공(133)과 직선형태로 연결되는 제2 방사유로(135b)를 형성하는 형태로 구성될 수 있다.

이때, 제1 방사유로(135a)의 방사상 간격보다 제2 방사유로(135b)의 방사상 간격이 더 좁게 형성되어 제1-1 공급유로공(115), 제2-1 공급유로공(125), 제1-1 배출유로공(116), 및 제2-1 배출유로공(126)에서 제1 분산공(131) 또는 제2 분산공(133)으로 갈수록 제1 유체가 점점 더 분산되도록 구성될 수 있다.

이렇게 구성된 일례의 감압분산부(130)는 제1-1 공급유로공(115), 제2-1 공급유로공(125), 제1-1 배출유로공(116), 및 제2-1 배출유로공(126)을 통해 이동하는 제1 유체는 제1 방사유로(135a)와 방사연결유로(135c) 및 제2 방사유로(135b)를 거치면서 제1 분산공(131) 또는 제2 분산공(133)으로 이동할 수 있다.

물론, 제2 배출유로부(180)와 연결되는 제1 분산공(131)과 제2 분산공(133)에서는 제1 유체가 제2 방사유로(135b)와 방사연결유로(135c) 및 제1 방사유로(135a)를 차례로 거쳐 는 제1-1 공급유로공(115), 제2-1 공급유로공(125), 제1-1 배출유로공(116), 및 제2-1 배출유로공(126)으로 이동할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 변형예의 감압분산부(140)는 제2 공급유로부(170) 및 제2 배출유로부(180)에 구성될 수 있으며, 감압분산부(140)는 유로연통공(141), 유로연결공(142), 및 바이패스공(143)을 포함할 수 있다.

유로연통공(141)은 제2 플레이트(120)에서 제2 공급유로부(170)와 제2 배출유로부(180)와 근접한 부분에서 제2 유로(112)의 양단에 각각 관통 형성될 수 있다.

유로연통공(141)은 제2 공급유로부(170)와 근접한 제2-2 공급유로공(127) 및 제2 배출유로부(180)와 근접한 제2-2 배출유로공(128)에 근접한 각각의 위치에서 이격되어 제2 유로(112)의 양단에 각각 연결될 수 있다.

유로연통공(141)은 유로연통공(141)은 제2 유로(112)의 양단에 연결되어 일측에 위치하는 유로연통공(141)을 통해 공급되는 제2 유체가 제2 유로(112)를 거친 후 제2 유로(112)의 타측에 위치하는 유로연통공(141)을 통해 배출될 수 있다.

유로연결공(142)은 제1 플레이트(110)에 형성되어 제2 공급유로부(170) 또는 제2 배출유로부(180)와 유로연통공(141)을 연결하여 제2 공급유로부(170) 또는 제2 배출유로부(180)로 공급되는 제2 유체를 유로연통공(141)을 통해 제2 연결유로로 제공할 수 있다.

제2 유로(112)의 양단에 위치하는 유로연결공(142) 중 어느 하나는 제1 플레이트(110)에 형성되는 제2-1 공급유로공(125)에서 연장되어 하부 또는 상부에 위치하는 제2-2 공급유로공(127)에 근접하게 위치하는 유로연통공(141)에 일부 중첩되도록 형성됨으로써, 제1 공급유로부(150)를 통해 공급되는 제2 유체를 유로연결공(142)을 통해 유로연통공(141)으로 제공할 수 있다.

제2 유로(112)의 양단에 위치하는 유로연결공(142) 중 다른 하나는 제1 플레이트(110)에 형성되는 제2-1 배출유로공(126)에서 연장되어 하부 또는 상부에 위치하는 제2-2 배출유로공(128)에 근접하게 위하는 유로연통공(141)에 일부 중첩되도록 형성됨으로써, 제2 유로(112)를 통해 제2-2 배출유로와 근접한 유로연통공(141)으로 배출되는 제2 유체를 유로연결공(142)을 통해 제2-2 배출유로로 전달할 수 있다.

이렇게 변형예의 감압분산부(140)는 제2 유체가 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 층간을 유로연결공(142)를 통해 유로연통공(141)로 제공함으로써, 공간을 확장시켜 공급되는 고압의 압력을 낮춰 내압력을 증대시키는 동시에 제2 유체를 최대한 교반하여 열교환성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 플레이트(110)에서 각 유로연결공(142)과 대응되는 위치에는 제2 공급유로부(170)와 제2 배출유로부(180)를 거치지 않고, 바로 상부 또는 하부에 위치하는 유로연통공(141)으로 제2 유체를 제공할 수 있는 바이패스공(143)이 관통하여 형성될 수 있다.

바이패스공(143)은 제2 유로(112)로 진입하는 제2 유체의 일부를 바로 바이패스시켜 상부 또는 하부에 위치하는 제2 유로(112)로 제2 유체를 공급하여 제2 공급유로부(170) 또는 제2 배출유로부(180)의 막힘에 대비할 뿐만 아니라, 제2 유체의 교반성을 향상시켜 열교환성을 향상시킬 수 있다.

이때, 제1 유로(111)에는 가열 또는 냉각되는 대상물인 제1 유체가 공급될 수 있으며, 제2 유로(112)에는 제1 유체와 열교환하여 제1 유체를 가열 또는 냉각시키기 위한 열매체인 제2 유체가 공급되어 상대적으로 제1 유체보다는 낮은 압력으로 제2 유체가 공급될 수 있다.

한편, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 모서리 부분에는 적층된 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)를 적층한 상태에서 합착하여 고정하기 위한 고정볼트가 설치되는 볼트공(190)이 형성될 수 있으며, 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 제1 유로(111)와 제2 유로(112)가 지나지 않는 일부분에는 인쇄기판형 열교환기(100)의 중량을 감소시키기 위한 중량감소공(191)이 관통형성될 수 있다.

여기서, 중량감소공(191)의 크기가 상대적으로 크게 형성될 경우, 중량감소공(191)에는 내구성을 증대시키기 위해 중량감소공(191)을 가로지르는 보강리브가 형성될 수도 있다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 제1 플레이트(110)에 제1 유체가 지나는 제1 유로(111)가 형성되며, 제2 플레이트(120)에는 제2 유체가 지나는 제2 유로(112)가 형성된다.

제1 유로(111)와 제2 유로(112)는 제1 유체 또는 제2 유체의 이동 거리를 증대시키도록 구불구불한 형태로 형성되며, 제1 유로(111)와 제2 유로(112)는 서로 인접하여 서로 반대방향으로 유체가 지나는 흐름을 갖는 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)를 통해 구불구불한 형태로 형성될 수 있다.

제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)의 사이에는 제1 방향유로부(111a,121a)와 제2 방향유로부(111b,121b)를 지나는 유체 상호간의 열전달을 차단하도록 물리적으로 열전달을 차단하는 열절연부(113,123)가 관통형성될 수 있다.

열절연부(113,123)는 길이에 따라 내구성을 향상시키기 위해 열절연부(113,123)의 군데 군데 가로질러 강성을 보강하는 연결보강부(113a,123a)가 형성될 수 있다.

한편, 제1 플레이트(110)의 제1 유로(111)가 형성되는 일단 부분에는 제1 유로(111)로 제1 유체를 공급하는 제1-1 공급유로공(115)이 관통 형성될 수 있으며, 제1 유로(111)의 타단에는 제1 유로(111)를 거친 제1 유체가 배출되는 제1-1 배출유로공(116)이 관통 형성된다.

그리고, 제1 플레이트(110)에서 제1-1 공급유로공(115)에서 제1-1 공급유로공(115)이 형성되는 위치에 대해 직교되는 측방향에는 제2 유체가 이동하는 제1-2 공급유로공(117)과 제1-2 공급유로공(117)의 대각선의 방향에는 제2 유체가 배출되는 제1-2 배출유로공(118)이 관통하여 형성된다.

제1 플레이트(110)의 제1-1 공급유로공(115)과 제1-1 배출유로공(116) 및 제1-2 공급유로공(117) 및 제1-2 배출유로공(118)에는 제1 유체 또는 제2 유체의 공급되는 고압의 압력을 낮춰 압력에 견디는 내압력을 증가시키는 감압분산부(130)가 구성될 수 있다.

제2 플레이트(120)는 제1 플레이트(110)에 적층될 수 있으며, 적층된 제2 플레이트(120)에서 제1 플레이트(110)의 제1-1 공급유로공(115)과 대응되는 위치에는 제2-1 공급유로공(125)이 관통 형성되고, 제1-2 공급유로공(117)과 대응되는 위치에는 제2 유체가 공급되는 제2-2 공급유로가 관통형성되며, 제1-1 배출유로공(116)과 대응되는 위치에는 제2-1 배출유로공(126)이 관통형성되고, 제1-2 배출유로공(118)과 대응되는 위치하는 제2-2 배출유로공(128)이 관통하여 형성될 수 있다.

그리고, 제2-2 공급유로공(127)이 형성되는 인접한 위치에 제2 유로(112)의 일단이 위치하며, 제2-2 배출유로공(128)이 형성되는 인접한 위치에 제2 유로(112)의 타단이 위치할 수 있다.

제2-1 공급유로공(125), 제2-2 공급유로공(127), 제2-1 배출유로공(126), 및 제2-2 배출유로공(128)에는 제1 유체 또는 제2 유체의 분산시켜 압력을 감소시키기 위한 감압분산부(140)가 구성될 수 있다.

제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)가 복수 개로 적층된 상태에서는 겹쳐지는 제1-1 공급유로공(115)와 제2-1 공급유로공(125)에 의해 제1 유체가 공급되는 제1 공급유로부(150)를 구성하며, 제1-2 공급유로공(117)와 제2-2 공급유로공(127)에 의해 제2 유체가 공급되는 제2 공급유로부(170)를 구성하고, 제1-1 배출유로공(116)과 제2-1 배출유로공(126)에 의해 제1 유체가 배출되는 제1 배출유로부(160)를 구성하며, 제1-2 배출유로공(118)과 제2-2 배출유로공(128)에 의해 제2 유체가 배출되는 제2 배출유로부(180)를 구성할 수 있다.

한편, 제1-1 공급유로공(115) 및 제2-1 공급유로공(125)을 포함하는 제1 공급유로부(150)에 제1-1 배출유로공(116) 및 제2-1 배출유로공(126)을 포함하는 제2 배출유로부(180)에는 제1 유체의 압력을 감압시켜 공급하는 일례의 감압분산부(130)가 구성된다.

일례의 감압분산부(130)는 제1-1 공급유로공(115)과 제2-1 공급유로공(125) 및 제1-1 배출유로공(116)과 제2-1 배출유로공(126)의 각각의 둘레에 제1 유체를 방사상으로 분산시키는 분산유로부(135)가 형성되며, 제1-1 공급유로공(115)과 제1-1 배출유로공(116)에 형성되는 분산유로부(135)의 둘레에는 제1 유로(111)로 제1 유체를 분산시키며 제1 유로(111)의 각 채널과 연결되는 제1 분산공(131)이 형성된다.

그리고, 제2-1 공급유로공(125)과 제2-1 배출유로공(126)에 형성되는 분산유로부(135)의 둘레에는 제1 분산공(131)과 일부 겹쳐지며, 제1 분산공(131)의 반대방향으로 유체를 분산시켜 이동하기 위한 제2 분산공(133)이 형성된다.

그리고, 제1-2 공급유로공(117) 및 제2-2 공급유로공(127)을 포함하는 제2 공급유로부(170) 및 제1-2 배출유로공(118) 및 제2-2 배출유로공(128)을 포함하는 제2 배출유로부(180)에는 제2 유체를 분산시켜 감압시켜 공급하는 변형예의 감압분산부(140)가 구성된다.

변형예의 감압분산부(140)는 제2-2 공급유로공(127) 및 제2-2 배출유로공(128)의 각각의 근처에는 제2 유로(112)의 양단에 유로연통공(141)이 형성되며, 제2-1 공급유로공(125) 및 제2-1 배출유로공(126)에는 제2-1 공급유로공(125) 및 제2-1 배출유로공(126)에 연장되어 유로연통공(141)과 일부 중첩되는 유로연결공(142)이 형성된다.

그리고, 각 유로연통공(141)과 대응되는 제1 플레이트(110)의 위치에는 유로연통공(141)으로 공급되는 유체를 제2 공급유로부(170)와 제2 배출유로부(180)를 거치지 않고 제2 유체가 층간을 이동할 수 있는 바이패스공(143)이 형성될 수 있다.

이렇게 구성된 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 제1 공급유로부(150)를 통해 제1 유체가 공급되면 복수 개로 교번하여 적층된 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120) 중 제1 유로(111)와 연결되는 각 제1-1 공급유로공(115)으로 공급되며, 제1-1 공급유로공(115)의 둘레에 형성된 분산유로부(135)에 의해 분산되면서 압력이 낮아진다.

한편, 분산유로부(135)에서 압력이 낮아진 제1 유체는 제1 분산공(131)으로 진입하고, 제1 분산공(131)에서 다시 압력이 낮아진 유체는 제1 유로(111)의 일단으로 유입되어 제1 유로(111)의 구불구불한 형상을 따라 제1 유로(111)의 타단으로 이동한다.

여기서, 제1-1 공급유로공(115)을 통해 제1 분산공(131)으로 유입되는 제1 유체는 일부는 제1 유로(111)로 진입하고, 나머지 일부는 제2 플레이트(120)의 제2-1 공급유로공(125)의 둘레에 형성되는 제2 분산공(133)을 통해 이동하면서 제1 유체의 압력을 낮춤으로써, 제1 유체의 압력에 견디는 내압력을 증대시켜 제1-1 공급유로공(115)의 크기를 최소화하고, 이에 따라 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 두께를 감소시켜 제작할 수 있기 때문에 인쇄기판형 열교환기(100)의 무게를 경량화할 수 있다.

이때, 제1 유로(111)에서 유체의 흐름이 서로 반대되는 서로 인접한 제1 방향유로부(111a)와 제2 방향유로부(111b)의 사이에는 서로 간의 열을 절연하기 위한 열절연부(113)에 의해 열이 절연되기 때문에 제1 유체의 초기 진입하는 열이 먼저 진입한 제1 유체에 전달되어 열교환성능이 하락되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 제1 유로(111)의 타단으로 이동하는 유체는 제1 유로(111)를 지나면서 제2 유체와 열교환하고 열교환한 제1 유체는 제1 유로(111)의 타단에 위치하는 제1 분산공(131)으로 진입함과 동시에 제1 분산공(131)에서 분산유로부(135)를 거쳐 제1-1 배출유로공(116)을 통해 제1 배출유로부(160)로 배출될 수 있다.

여기서, 제1 유로(111)의 타단으로 배출되는 제1 유체도 제1-1 배출유로공(116)에 형성된 제1 분산공(131) 및 분산유로부(135)에 의해 압력이 낮아져 제1 배출유로부(160)를 통해 배출될 수 있을 뿐만 아니라, 제1 분산공(131)으로 유입되는 일부의 유체는 제2 분산공(133)을 통해 층간을 이동하여 압력을 낮춤으로써, 내압력을 증대시켜 인쇄기판형 열교환기(100)의 무게를 경량화할 수 있다.

한편, 제2 공급유로부(170)로 제2 유체가 공급되면, 복수 개로 교번하여 적층된 제1 플레이트(110)와 제2 플레이트(120)의 제2-1 공급유로공(125) 및 제1-2 공급유로공(117)을 통해 공급되고, 제2-1 공급유로공(125)으로 유입되는 유체는 변형예의 감압분산부(130)를 통해 제2 유로(112)로 진입힌다.

변형예의 감압분산부(140)는 제2-1 공급유로공(125)으로 배출되는 제2 유체는 제1-2 공급유로공(117)에서 연장형성된 유로연결공(142)을 통해 상층의 제1 플레이트(110)로 이동하였다가, 유로연결공(142)과 일부 중첩되며 제2 유로(112)와 연결된 유로연통공(141)을 통해 제2 유로(112)로 진입한다.

제2 유로(112)로 진입하는 제2 유체는 제2 유로(112)의 구불구불한 형상 중에 서로 인접하며 반대되는 제2 유체의 흐름을 가진 제1 방향유로부(121a)와 제2 방향유로부(121b)의 사이에 열절연부(123)가 형성되어 상대적으로 거리가 멀게 이동하여 열교환된 제2 유체와 열교환이 미미한 거리가 작게 이동한 제2 유체끼리의 상호 간의 열교환되는 것을 차단하여 열교환성능을 향상시킬 수 있다.

이때, 유로연통공(141)으로 유입되는 일부의 유체는 제2 유로(112)로 진입하지만, 나머지 일부의 유체는 바이패스공(143)을 통해 상층에 위치하는 인접한 제2 플레이트(120)의 유로연통공(141)으로 진입할 수도 있다.

한편, 제2 유로(112)를 지나면서 제1 유체와 열교환된 제2 유체는 제2 배출유로부(180)를 통해 배출되는 데, 제2 배출유로부(180)에도 변형예의 감압분산부(140)가 구성되어 유로연통공(141)을 통해 제1 플레이트(110)의 유로연결공(142)으로 이동하고 유로연결공(142)으로 이동한 유체는 제2-1 배출유로공(126)을 통해 제2-2 배출유로공(128)으로 이동하여 배출될 수 있다.

물론, 유로연통공(141)으로 배출되는 유체의 일부는 유로연결공(142)을 통하지 않고 바이패스공(143)을 통해 하층에 위치하는 제1 플레이트(110)의 유로연통공(141)으로 이동하여 배출될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기(100)는 제1 유로(111)로 제1 유체 또는 제2 유로(112)로 제2 유체가 공급될 때, 감압분산부(130,140)에 의해 유체의 압력을 감소시켜 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)로 공급하기 때문에 제1 유체가 공급되는 제1 공급유로부(150)의 직경 또는 제2 유체가 공급되는 제2 공급유로부(170)의 직경을 최소화시켜 내압력을 증대시킴에 따라 제1 플레이트(110) 및 제2 플레이트(120)의 두께를 감소시킬 수 있으므로 인쇄기판형 열교환기(100)의 중량을 감소시킬 수 있다.

또한, 층간을 유체가 이동할 때, 감압분산부(130,140)에 의해 방향을 변경하며 이동하기 때문에 고압 유체의 압력을 낮춰 인쇄기판형 열교환기(100)의 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 열교환성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)의 서로 유체의 흐름방향이 다른 인접한 부분의 사이에 상호 간의 열전달을 차단하는 열절연부(113,123)를 형성하여 열교환성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 감압분산부(130)에 유체를 분산시키는 분산유로부(135)가 구성되어 제1 유로(111) 또는 제2 유로(112)에 어느 한 쪽으로 편중되지 않고 균일하게 분산시켜 공급함으로써, 열교환성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 열교환기 110: 제1 플레이트
111: 제1 유로 111a,121a: 제1 방향유로부
111b,121b: 제2 방향유로부 113,123: 열절연부
113a,123a: 연결보강부 115: 제1-1 공급유로공
116: 제1-1 배출유로공 117: 제1-2 공급유로공
118: 제1-2 배출유로공 120: 제2 플레이트
121: 제2 유로 125: 제2-1 공급유로공
126: 제2-1 배출유로공 127: 제2-2 공급유로공
128: 제2-2 배출유로공 130,140: 감압분산부
131: 제1 분산공 133: 제2 분산공
135: 분산유로부 135a: 제1 방사유로
135b: 제2 방사유로 135c: 방사연결유로
141: 유로연통공 142: 유로연결공
143: 바이패스공 150: 제1 공급유로부
160: 제1 배출유로부 170: 제2 공급유로부
180: 제2 배출유로부 190: 볼트공
191: 중량감소공 193: 보강리브

Claims (7)

1. 제1 유체가 지나는 제1 유로가 형성된 제1 플레이트, 제2 유체가 지나는 제2 유로가 형성된 제2 플레이트가 상호 교대로 적층하여 구성된 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기로서,
   상기 제1 유로와 제2 유로 중 어느 하나 또는 둘 모두는
   제1 방향으로 유체가 지나는 제1 방향유로부, 및 상기 제1 방향유로부와 연속되며 상기 제1 방향에 대해 반대방향인 제2 방향으로 유체가 지나는 제2 방향유로부를 포함하고,
   상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 서로 적층된 상태에서,
   상기 제1 유로로 상기 제1 유체를 공급하는 제1 공급유로부, 및 상기 제2 유로로 상기 제2 유체를 공급하는 제2 공급유로부를 포함하며,
   상기 제1 공급유로부, 상기 제2 공급유로부 중 어느 하나 또는 둘 모두는 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트의 층간에서 위치를 변경해가며 상기 제1 유체 또는 상기 제2 유체를 분산 이동시키는 형태로 제1 유체 또는 제2 유체의 공급 압력을 낮춰 내압력을 증대시키는 감압분산부를 포함하고,
   상기 감압분산부는
   상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트 중
   어느 하나에 형성되어 상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로와 연결되어 상기 제1 공급유로부 또는 제2 공급유로부를 지나는 유체를 분산시켜 제1 유로 또는 제2 유로로 전달하는 제1 분산공, 및
   다른 하나에 형성되어 상기 제1 분산공과 일부 중첩되며 상기 제1 분산공으로 공급되는 유체의 일부를 다시 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부로 전달하는 제2 분산공을 포함하는 것을 특징으로 하는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 방향유로부와 제2 방향유로부의 사이에 관통형성되어 상기 제1 방향유로부와 상기 제2 방향유로부를 지나는 유체가 상호 열교환하는 것을 차단하는 열절연부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열절연부는
   상기 열절연부를 관통형성함에 따라 강성을 보강하도록 상기 열절연부를 가로질러 형성되는 연결보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 감압분산부는
   상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부와 상기 제1 분산공을 연결하거나, 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부와 상기 제2 분산공을 연결하여 상기 제1 유체 또는 상기 제2 유체를 상기 제1 분산공 또는 상기 제2 분산공으로 분산시켜 제공하는 분산유로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 감압분산부는
   상기 제1 플레이트 또는 상기 제2 플레이트 중
   어느 하나에 형성되며 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부에서 이격 형성되어 상기 제1 유로 또는 상기 제2 유로와 연결되는 유로연통공, 및
   다른 하나에 형성되며 상기 제1 공급유로부 또는 상기 제2 공급유로부와 상기 유로연통공에 일부 중첩되어 상호 간의 유체 이동을 연결하는 유로연결공을 포함하는 것을 특징으로 하는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 감압분산부는
   상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 중 상기 유로연결공이 형성된 플레이트에 형성되어 상기 유로연결공으로 공급된 유체의 일부를 상부 또는 하부에 위치한 상기 유로연결공으로 바로 공급하도록 상기 유로연결공과 중첩되는 바이패스공을 포함하는 것을 특징으로 하는 열절연부에 의해 열교환성을 향상시킨 인쇄기판형 열교환기.

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