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KR20150092210A - 열교환기 수단용 배관 요소 - Google Patents

열교환기 수단용 배관 요소 Download PDF

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KR20150092210A
KR20150092210A KR1020157017245A KR20157017245A KR20150092210A KR 20150092210 A KR20150092210 A KR 20150092210A KR 1020157017245 A KR1020157017245 A KR 1020157017245A KR 20157017245 A KR20157017245 A KR 20157017245A KR 20150092210 A KR20150092210 A KR 20150092210A
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heat exchanger
fins
piping
exchanger means
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카를로스 퀘사다 에스.
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카를로스 퀘사다 에스.
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Abstract

본 발명은 열교환기 수단(100, 100')용 배관 요소(10, 10')와 관련하는데, 배관 요소(tubing element, 10, 10')는 적어도 제1 단(20) 및 적어도 제2 단(30)을 갖고 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)을 갖는 단단하고 길게 된 열교환 배관이며, 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되고 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50) 사이의 거리는 양측 상에서 연결 벽(45, 55)들을 갖는 실질적으로 전체적인 평평한 배관 구조를 야기시키는 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)의 너비(width) 보다 상당히 작으며, 상기 배관 요소(10, 10')는 상기 제1 측벽 그리고/또는 상기 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀(60, 60')들을 갖고, 상기 핀(60)들은 핀(60)들 및 연결 벽(45, 55)에 의해 둘러싸인 한정 각도(γ)를 구비한다. 아울러 본 발명은 열교환기 수단, 배관 요소(10, 10')의 사용, 열교환기 수단(100, 100')의 사용 그리고 열교환기 수단(100, 100')를 적어도 부분적으로 제조하는 배관 요소(10, 10')의 제조 방법과 관련한다.

Description

열교환기 수단용 배관 요소{TUBING ELEMENT FOR A HEAT EXCHANGER MEANS}
본 발명은 열교환기 수단용 배관 요소, 열교환기 수단, 적어도 부분적으로 열교환기 수단을 제조하는 배관 요소의 사용, 열을 교환하는 열교환기 수단의 사용 및 배관 요소의 제조의 방법과 관련한다.
기화기들, 응축기들, 발열기들 또는 냉각기들과 같은 열교환기의 기술 분야에서, 컴팩트하면서도 에너지 효율적인 열교환기들을 공급하려는 시도가 있어 왔다. 여기서 열교환기는 예를 들면 물 그리고/또는 냉각 작용물과 같은 제1 매개체와 예를 들면 공기와 같은 제2 매개체 사이에서 열에너지의 교환을 제공하는 것으로 대개 알려져 있다.
예를 들면, EP 1 840 494 A2는 열교환기를 공개하는데, 열교환기는 복수 개의 채널들을 가진 2개의 평평한 튜브를 구비한 프로파일을 포함하며, 튜브들은 바아(bar)로 연결된다. 프로파일은 하나의 조각의 프로파일이고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
아울러, DE 20 2008 006 379 U1은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 프로파일을 공개하는데, 이것은 열교환기용 튜브로 사용될 수 있다. 프로파일은 중앙 채널과 중앙 채널 주위에 배치되는 추가적인 다수의 채널들을 갖는다.
DE 2 209 325는 나선 구조를 갖는 열교환기용 튜브를 공개한다. 아울러, DE 2 209 329는 튜브의 내면 상에 그리고 외측에 립들을 갖는 열교환기 튜브들을 공개한다.
게다가 GB 1 390 782는 배관의 변 부분들로부터 벽의 내측으로 돌출하고 배관의 길이 방향을 따라 연장하는 공간이 있는 금속 핀들을 갖는 열-교환 배관을 공개한다.
아울러, EP 0 640 803 A1은 열 전달 코일과 관련하는데, 제1 조각이 곧은 데 반해 배관의 제2 조각이 배관의 제1 배관 주위로 굽어지고 배관의 제1 조각은 전체적인 코일 형상을 정의하도록 형성되고 배관의 제1 및 제2 조각들은 서로 친밀하게 접촉하도록 배관의 2개의 조각들을 가압하기 위하여 내부 압력에 의해 내부적으로 사이즈를 갖는다.
그러나 열교환기의 분야에서 이미 알려진 기술 해결책들을 개선하는 것이 아직 원해지고 있다.
그러므로 열교환기 수단용 배관 요소, 적어도 부분적으로 열교환 수단을 제조하는 배관 요소의 사용, 열을 교환하는 열교환기의 사용, 열교환 수단과 배관 요소를 제조하는 방법, 특히 열교환의 효율이 개선되고 배관 요소 및 열교환기의 전체적인 구조가 개선되고 단순화되고 열교환기의 더 컴팩트한 구조를 허용하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 열교환기 수단용 배관 수단에 의한 본 발명에 따라서 해결된다. 따라서, 열교환기 수단용 배관 수단은 적어도 제1 단(end)과 적어도 제2 단을 갖고 제1 측벽 및 제2 측벽을 갖는 열교환기가 적어도 부분적으로 단단하게 길게 된 배관 요소가 구비되고, 제1 측벽 및 제2 측벽은 실질적으로 서로 평행하게 배치되고 제1 측벽 및 제2 측벽 사이의 거리는 양측 상에서 연결 벽들을 갖는 실질적으로 전체적인 평평한 배관 구조를 야기시키는 제1 측벽 및 제2 측벽의 너비(width) 보다 상당히 작으며, 배관 요소는 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들을 갖고, 핀들은 핀들 및 연결 벽에 의해 둘러싸인 한정 각도(γ)를 갖는다.
제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들을 갖는 배관 요소는 공기와 같은 상기 제2 매개체 및 열교환기 수단 사이에서 더 좋은 열관을 위한 배관 요소 표면을 증가시킨다.
핀들 및 연결 벽에 의해 둘러싸인 한정 각도(γ)는, 제2 매개체와, 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들을 갖는 배관 요소의 표면 사이에서 열교환의 방식으로 연장한다. 복수 개의 핀들은 핀들 및 배관 요소를 따라서 더 좋은 공기 경로를 발생시킨다. 배관 요소의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들의 방향으로 인해, 열교환기에서 배관 요소를 따르는 공기 흐름은 조절될 수 있다.
이러한 열교환기 수단용 배관 요소는 길게 된 열교환기 마이크로채널 튜브일 수 있다. 이러한 길게 된 열교환기 마이크로채널 튜브는 제1 및 제2 개방 단을 가질 수 있다. 대개 평평한 면들을 갖는 마이크로채널 튜브의 상대적으로 크고 평행한 반대의 측벽들이 있을 수 있고 이것은 측벽들 사이에 있는 상대적으로 작은 반대의 모서리 벽들에 연결된다. 이러한 모서리 벽들은 볼록하게 굴곡질 수 있다.
열 전달 증기 또는 유체는 열교환기 마이크로채널 튜브를 채울 수 있고, 마이크로채널 튜브의 일단으로부터 타단으로 흐를 수 있다. 텀(term) 마이크로채널은 또한 마이크로포트(microport)로 알려져 있다.
공기와 같은 상기 제2 매개체는 배관 요소의 외측들 주위에서 흐를 수 있고 튜브로부터 멀리 또는 반대로 열을 이송시킬 수 있다.
제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들ㅇ르 공급함으로써 열교환을 위한 표면은 증가된다. 따라서 열교환기의 효율 역시 중대하게 개선될 수 있다.
아울러, 제1 측벽 및 제2 측벽의 너비는 제1 측벽 및 제2 측벽의 사이의 거리보다 대략적으로 적어도 10배 크고/크거나 제1 측벽 및 제2 측벽은 라운딩된 연결 벽에 의해 양측 상에서 각각 연결되는 것이 가능하다.
게다가, 배관 요소가 적어도 부분적으로 틸팅되거나 적어도 부분적으로 틸팅되고 경사지거나 적어도 부분적으로 나선형으로 굴곡지고/지거나 나선형의 구조의 적어도 일부분을 형성하도록 비틀리는 것이 가능하고, 바람직하게는 나선형의 구조는 전체적으로 원기둥 형상의 구조를 갖고/갖거나 나선형의 구조는 원기둥 형상으로 형성된다.
틸팅된 방향을 갖는 배관 요소는 또한 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 지지되는 핀들의 틸팅된 방향을 만든다.
배관 요소의 나선형 구조는 반지름(r), 각도(α), 그리고 각도(β) 변수들에 의해 단지 정해진다. 반지름(r)은 배관 요소의 중심과 열교환기 수단의 중앙의 길이 방향의 X축 사이의 거리를 정의한다.
각도(α)는 배관 요소의 경사를 정의하고 열교환기 수단의 중앙의 길이 방향의 X축과 배관 요소의 중앙의 Z축 사이를 연장한다. 각도(β)는 배관 요소의 틸팅을 정의하고 열교환기 수단의 중앙의 길이 방향의 X축과 배관 요소의 중앙의 가로 방향의 Y축 사이를 연장한다.
그러므로, 배관 요소의 틸팅된 방향으로 인해, 열교환기 수단 내에 갖는 배관 요소 상에 있는 수평의 표면의 거의 없다. 틸팅되고 적어도 부분적으로 나선형으로 굴곡지고/지거나 비틀린 배관 요소 때문에 공기 수분으로부터의 자연 응측물이 매우 빨리 사라진다. 공기 수분으로부터의 자연 응축물은 열교환기 수단의 외부 표면으로 사라지는데, 이유는 배관 요소의 틸팅된 방향 때문이다. 그래서, 각각의 상기 배관 요소 사이의 공기 수분으로부터의 응축물의 얼림은 축소될 수 있다.
종래 기술과 비교하여, 적어도 부분적으로 틸팅되고 적어도 부분적으로 나선형으로 굴곡지고/지거나 나선형 구조의 적어도 부분을 형성하기 위해 비틀린 배관 요소는 덜 물질을 갖도록 더 효율적이다. 또한 열교환기 수단은 배관 요소의 컴팩트한 세팅으로 인해 전체의 열교환기 시스템에서 더 작은 체적을 필요로 한다. 이것은 열교환기가소의 체적의 풋프린트를 갖도록 높은 파워 밀도 해결을 만든다.
아울러, 나선형의 구조의 적어도 부분을 형성하기 위해 적어도 부분적으로 틸팅되고 적어도 부분적으로 나선형으로 굴곡지고/지거나 비틀린 이러한 배관 요소는, 배관 요소의 틸팅된 방향으로 인해, 공기와 같은 제2 매개체 및 배관 요소의 표면 사이의 더 좋은 상호 작용을 달성한다.
나아가, 배관 요소가 제1 측벽 및 제2 측벽의 양측 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들을 구비하는 것이 가능하다. 제1 측벽 및 제2 측벽의 양측 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀들을 제공함으로써 열교환을 위해 사용되는 표면이 매우 쉽게 증가될 수 있고 배관 요소를 위해 요구되는 체적이 실질적으로 증가되지 않는다는 이점이 달성될 수 있다.
핀들이 드레인 플레이트에 의해 적어도 부분적으로 커버되고/되거나 핀들이 모노 블록(monoblock) 핀들인 것이 가능하다.
핀들은 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 실질적으로 수직으로 배치될 수 있다.
선택적으로, 핀들은 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면에 기울게 배치되고, 핀들과 외부 표면의 본보기 각도는 대략 15도 내지 85도의 범위 내에서 선택된다.
추가적으로, 핀들은 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면의 전체 너비를 따라서 단지 연장하고/하거나 굽어진다.
아울러, 핀들은 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면의 전체 폭을 따라서 굽어 연장하도록 배치될 수 있고, 커브를 따라서 배치되는 핀들 사이에는 피치(pitch) 그리고/또는 갭(gap)이 있다.
핀들 그리고/또는 굽어진 핀들 그리고 적어도 하나의 연결 벽들은 그들이 각도를 감싸도록 서로 배치되는 것이 가능하다. 각도는 실질적으로 수직일 수 있다. 선택적으로, 각도는 약 15도 내지 약 60도의 범위 내에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 약 20도 내지 약 25도의 범위 내에서 선택된다. 핀들 또는 굽어진 핀들과 적어도 하나의 연결 벽들 사이의 대략 45도 각도는 실질적으로 중립으로, 특히 팬(fan)들 또는 그와 같은 간섭에 대해 중립의 배열로서 여겨지고, 이것은 배관 요소를 포함하는 열교환 수단과 함께 연결되거나 사용될 수 있다.
핀들 그리고/또는 굽어진 핀들은 약간 오목지거나 볼록지게 형성될 수 있다. 특히 약간 오목지거나 볼록진 핀들의 형상은, 대략 0.5mm 내지 대략 5mm, 바람직하게는 대략 1mm 내지 대략 2mm, 가장 바람직하게는 대략 1.5mm의 범위 내에서 핀들 그리고/또는 굽어진 핀들의 끝점들에 대한 핀들 또는 굽어진 핀들의 중간 섹션의 중앙 부분의 오프셋에 의해 달성될 수 있다.
핀들에 대해 흐르는 매개체가 핀들의 오목지게 형성된 부분에 대해 흐르도록 핀들이 배치되는 것이 바람직하다.
핀들은 약 0.5mm 내지 약 5.0mm 바람직하게는 약 2-3mm의 범위 내에서 선택된 높이를 가질 수 있다.
게다가, 핀들은 복수 개의 열들로 바람직하게는 실질적으로 평행한 열들로 그리고/또는 바람직하게는 배관 요소의 길이의 적어도 일부분을 따라서 배치되는 것이 가능하다.
배관 요소는 적어도 하나의 마이크로채널을 포함할 수 있다. 바람직하게는 곡면이거나 원형의 수직 단면을 갖는 복수 개의 마이크로채널들 그리고/또는 각진 수직 단면을 갖는 다수의 마이크로채널들, 본보기로 삼각형의 수직 단면을 갖는 다수의 마이크로채널들 그리고/또는 사각형의 수직 단면을 갖는 다수의 마이크로채널들이 구비된다.
적어도 몇몇의 마이크로채널들은 서로 오프-셋(off-set)으로 배치되는데, 본보기로 모든 마이크로채널이 서로 오프-셋(off-set)으로 배치된다.
오프-셋은 제1 측벽 그리고/또는 제2 측벽 내에서 몇몇의 챔퍼(champer)들 그리고/또는 그루브(groove)들을 야기시킬 수 있다.
아울러, 배관 요소는 제1 측벽 및 제2 측벽의 너비를 더 작은 너비로 감소시키는 그것의 제1 단 및 제2 단 수집 부분을 포함할 수 있다.
게다가, 본 발명은 청구항 제10항의 특징을 가진 열교환기 수단과 관련한다. 따라서 열교환기 수단은 열교환기 수단이 청구항 제1항 내지 제9항의 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 배관 요소를 갖도록 마련된다.
추가적으로, 열교환기는 중앙의 길이 방향의 축을 갖는 실질적으로 전체적인 원통 형상의 구조로서 형성하는 다수의 배관 요소들을 포함할 수 있고, 배관 요소들은 중앙의 길이 방향의 축 주위로 소용돌이식으로 굽어지고 그 구조 내에 개재된다.
열교환기 수단은 발열기 또는 냉각기 또는 응축기 또는 기화기일 수 있다.
게다가, 본 발명은 청구항 제13항의 특징을 갖는 적어도 부분적으로 열교환기 수단을 제조하는 배관 요소의 사용과 관련한다. 따라서, 배관 요소는 나선형의 구조의 적어도 부분을 형성하기 위해 틸팅하거나 틸팅하고 경사지게 하고 적어도 부분적으로 나선형으로 굽어지게 하고/하거나 배관 요소를 비틈으로써 본보기로 청구항 제10항 또는 제11항에 따른 열교한기 수단을 적어도 부분적으로 제조하는 데 사용된다.
아울러, 본 발명은 청구항 제14항의 특징을 갖는 열을 교환하는 열교환기 수단의 사용과 관련한다. 따라서 열교환기 수단은 사용되는데, 열교환기 수단은 열을 교환하기 위해 열교환기 수단을 발열기 또는 냉각기 또는 응축기 또는 기화기로서 본보기로 사용하는 청구항 제10항 또는 제11항에 따른 열교환기 수단이다.
게다가, 본 발명은 청구항 제15항의 특징을 갖는 배관 요소의 제조의 방법과 관련한다. 따라서, 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 배관 요소는 제조되는데, 본보기로 배관 요소는 열 전달 물질의 밀어냄(extrusion) 과정을 사용함으로써 받아지고, 바람직하게는 밀어냄 과정은 단일의 밀어냄 과정이고/이거나 열교환기 물질은 적어도 부분적으로 알루미늄 또는 구리 또는 그것의 합금이다.
본 발명의 추가적인 상세함 그리고 이점들은 도면과 관련하여 아래에서 설명될 것이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1 : 제1 실시예에서 본 발명에 따른 배관 요소의 사시도;
도 2 : 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관 요소의 사시도;
도 3 : 배관 요소의 경사 또는 틸팅을 위한 각도를 보여주는 도 2에서 도시된 배관 요소의 추가적인 사시도;
도 4 : 추가적인 상세함을 가진 도 3에서 도시된 사시도;
도 5 : 연결 요소들과 함께 도 2에 도시된 본 발명에 따른 배관 요소의 사시도;
도 6 : 도 2 내지 5에서 도시된 것처럼 배관 요소의 측부 입면도(elevation);
도 7 : 복수 개의 배관 요소들을 구비한 열교환기의 사시도;
도 8 : 제2 실시예에서 본 발명에 따른 배관 요소의 사시도;
도 9 : 도 8에 도시된 실시예의 상세한 사시도;
도 10a, b : 드레인 플레이트 및 그것의 각각의 배관 요소의 사시도; 및
도 11 : 도 10a, b에 따른 드레인 플레이트 및 배관 요소를 구비한 열교환기의 추가적인 실시예의 사시도이다.
그러나 도 1은 핀(60)들 또는 핀들(60')이 없는 배관 요소(10)의 제1 실시예의 사시도이다.
배관 요소(10)는 제1 단(20) 및 제2 단(30)을 구비한 단단하고 길게 된 열교환기 튜브이다. 대개 평평한 면들을 가진 상대적으로 큰 평행한 반대 측벽(40, 50)들이 있다. 배관 요소의 반대의 평행하게 배치된 측벽(40, 50)들은 상대적으로 작은 반대의 모서리 벽들(45, 55)에 연결되는데, 이것은 라운딩된 연결 벽(45, 55)들이다. 배관 요소(10)는 나선형 구조의 적어도 일부분을 형성하기 위해 부분적으로 틸팅되고 경사지고 그리고 또한 나선형으로 굽어지고 비틀려진다.
제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50) 사이의 거리는 측벽(40, 50)들의 너비보다 상당히 작다.
일반적으로 평평한 면들을 갖는 상대적으로 큰 평행한 반대의 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)이 있다. 배관 요소의 반대의 평행하게 배치되는 측벽(40, 50)들은 상대적으로 작은 반대의 모서리 벽(45, 55)들에 결합되는데, 이것은 라운딩된 연결 벽(45, 55)들이다. 배관 요소(10)는 부분적으로 틸팅되고 경사지며 또한 나선형으로 굽어지고 나선형 구조의 적어도 일부분을 형성하도록 비틀려진다.
열교환기 마이크로채널 튜브(10)의 반대의 측벽(40, 50)들은 튜브(10) 내에서 나선형으로 일반적인 평행한 평면으로 반대로 배치되며, 하나 또는 이상의 매개 흐름 채널들이 있을 수 있고, 이것은 반대로 배치되는 측벽(40, 50)들의 사이에서 형성된다. 물 또는 기름 또는 냉각제와 같은 열 전달 증기 또는 유체는 열교환기 마이크로채널 튜브(10)를 채우고 마이크로채널 튜브(10)의 일단(20)에서 타단(30)으로 흐른다. 바람직하게는, 마이크로채널 튜브(10)의 발생 나선은 원기둥 형상으로 형성된다.
도 2는 배관 요소(10)의 제1 실시예의 사시도를 보여준다. 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)의 양 외부 표면(42, 52) 상에서 다수의 핀(fin, 60)들이 배치된다.
핀(60)들은 모노블록 핀들일 수 있고 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)에 각각 기울어지게 배치된다. 핀들과 외부 표면(42, 52)들 사이의 각도는 본 실시예에서 22.5도이다. 핀(60)들은 단지 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)의 전체 너비(W)를 따라서 연장한다.
도 5 및 6에서 예를 들어 도시된 것처럼, 핀(60)들은 약간 굽어진다(cuved).
도 3은 한정 각도를 보여주는데, 예를 들면 경사를 정의하는 각도(α1)와 틸팅을 정의하는 각도(β1)이다. 아울러 도 3은 정의하는 축(X, Y, Z)들과 반지름(r)을 보여준다. 열교환기 마이크로채널 튜브(10)는 나선 내에서 중심축(X) 주위로 길게 굽어질 수 있다. 이러한 축(X)은 도 3에 도시되었고 나선의 전체적이고 가상의 원기둥 형상의 중심축(X)이다.
도 3에 도시된 것처럼, 핀(60)들은 경사 및 틸팅을 따른다.
경사를 정의하는 각도(α1)는 축(X) 및 축(Z) 사이의 각도(α1)로서 정의된다. 틸팅을 정의하는 각도(β1)은 축(X) 및 축(Y) 사이의 각도(β1)로서 정의된다. 도 3에 도시된 것처럼, 반지름(r)은 축(X)으로부터 경사진 깃(finned) 배관 요소(10)로 그리고/또는 축(Y) 및 축(Z)의 교차 지점으로의 거리이다.
도 4로부터 더 잘 보여질 수 있는 것처럼, 핀(60)들은 2개의 한정 각도(γ, δ)를 갖는다. 각도(γ)는 도 2, 5, 8에 도시된 것처럼 핀(60)들과 연결 벽(45, 55)들에 의해 둘러싸이는 각도이다. 각도(δ)는 핀(60)들 및 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)들의 각도이다.
도 4에 더 자세하게 도시되어 볼 수 있는 것처럼, 인접한 핀(60)들 사이의 제1 거리(a)는 이러한 인접한 핀(60)들의 제2 거리(b)보다 더 클 수 있다. 제1 거리(a)는 2개의 인접한 핀(60)들에 의해 정의되는 입구 섹션, 예를 들면 핀들을 통해 흐르는 열 전달 매개체의 입구를 위한 섹션에서 사용될 수 있다. 따라서 핀(60)들은 실질적으로 평행하다.
도 2 및 6에 도시된 실시예에 따른 핀(60)들은 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)들에 22.5도 및 45도 사이의 각도로 배치된다.
그러나 이것이 의무는 아니다. 선택적으로, 핀(60)들은 제1 측벽(40) 그리고/또는 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)들 중 적어도 어느 하나에 기울어지게 배치될 수 있는데, 핀(60)들 및 외부 표면(42 또는 52) 사이의 각도는 본보기로 대략 15도 내지 85도의 범위 내에서 선택될 수 있다.
핀(60)들은 제1 측벽(40) 그리고/또는 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)의 전체 너비(W)를 따라서 단지 연장하고 약간 굽어진다.
아울러, 핀(60)들은 배관 요소(10)의 전체 길이를 따라서 실질적으로 복수 개의 평행한 열로 배치된다.
핀(60)들과 연결 벽(45, 55)들은 그것들이 각도(γ)를 감싸도록 서로 배치된다.
그러나, 이러한 각도(γ)는 실질적으로 수직일 수 있다. 선택적으로 이러한 각도(γ)는 대략 15도 내지 대략 60도의 범위 내에서 선택될 수 있고 바람직하게는 대략 20도 내지 대략 25도의 범위 내에서 선택될 수 있다. 핀(60)들과 적어도 하나의 연결 벽(45, 55)들 사이의 대략 45도의 각도(γ)는 실질적으로 중립으로, 특히 팬(fan)들 또는 그와 같은 간섭에 대해 중립의 배치로서 여겨지고 이것은 배관 요소(10)를 포함하는 열교환기 수단과 함께 연결되거나 사용된다.
핀(60)들은 약간 오목지거나 볼록지게 형성될 수 있는데 이것이 의무는 아니다. 특히 약간 오목지거나 볼록한 핀(60)들의 형상은 대략 0.5mm 내지 대략 5mm, 바람직하게는 대략 1mm 내지 대략 2mm, 가장 바람직하게는 대략 1.5mm의 범위 내에서 핀(60)들의 끝점들에 대한 핀(60)들의 중간 섹션의 중앙 부분의 오프셋에 의해 달성될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 핀(60)들의 끝점들에 대한 핀(60)들의 중간 섹션의 중앙 부분의 오프셋은 약 1mm이다.
핀(60)들은 핀들에 대해 흐르는 매개체는 핀의 오목한 형성 부분에 대해 흐르도록 배치된다.
아울러, 도 2에 도시된 실시예에 따른 핀(60)들은 약 2.5mm의 높이를 갖는다. 일반적으로, 핀(60)들은 약 0.5mm 내지 약 5.0mm 바람직하게는 약 2-3mm의 범위 내에서 선택된 높이를 가질 수 있다.
배관 요소(10)의 단부(20, 30)들에서 컬렉팅 요소(25, 35)들이 제공되는데, 이것은 배관 요소(10)의 너비를 더 넓은 직경, 예를 들면 원형의 수직 단면의 관 형상의 커넥터(27, 37)들의 직경으로 감소시킨다.
도 7은 인접하게 틸팅되고 비틀려져 유사하게 나선형으로 형성되는 배관 요소(10)를 갖는 얽힌 틸팅된 나선형의 마이크로채널 배관 요소(10)의 복수 개의 제1 세트와 제1 세트(S1)의 내측에 있는 제2 세트(S2)를 포함하는 열교환기 수단(100)의 사시도이다. 이것에 의해서, 열교환을 위해 증가된 표면을 함께 갖는 컴팩트한 구조가 얻어진다.
도 8은 본 발명에 따른 배관 요소의 제2 실시예의 사시도이다. 배관 요소(10')의 제2 실시예는 도 2 내지 6에서 도시된 하나로서 단순히 같다. 그러나 핀들의 다른 종류 예를 들면 핀(60')들이 사용된다. 핀(60')들은 측벽(40) 및 측벽(50)의 적어도 하나의 외부 표면(42, 52)의 실질적으로 전체 너비(W)를 굽어지게 연장하도록 배치되며, 도 9로부터 보여질 수 있는 것처럼, 하나의 커브를 따라서 배치되는 각각의 핀(60)들이 구비된다. 핀(60')들은 평행하게 배치되는 복수 개의 열들로 배치된다.
도 8에 도시된 실시예에 따르면, 핀(60')들은 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)에 22.5도의 각도로 배치된다.
선택적으로, 핀(60')들은 제1 측벽(40) 그리고/또는 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)의 적어도 하나 상에 기울어지게 배치될 수 있으며, 핀(60')들 및 외부 표면(40, 50) 사이의 각도는 실질적으로 수직이다.
아울러, 핀(60')들은 제1 측벽(40) 그리고/또는 제2 측벽(50)의 외부 표면(42, 52)의 전체 너비(W)를 따라서 굽어지게 연장하도록 배치되며 또한 굽어지고, 커브를 따라서 배치되는 핀(60')들 사이는 갭(62)이다.
핀(60')들 그리고 굽어진 핀(60')들 그리고 연결 벽(45, 55)들은 그것들이 각도(γ)를 감싸도록 서로 배치되는 것이 가능하다.
그러나 이러한 각도(γ)는 실질적으로 수직일 수 있다. 선택적으로 이러한 각도(γ)는 대략 15도 내지 대략 60도의 범위 내에서 선택될 수 있고 바람직하게는 대략 20도 내지 대략 25도의 범위 내에서 선택될 수 있다. 핀(60)들과 적어도 하나의 연결 벽(45, 55)들 사이의 대략 45도의 각도(γ)는 실질적으로 중립으로, 특히 팬(fan)들 또는 그와 같은 간섭에 대해 중립의 배치로서 여겨지고 이것은 배관 요소(10)를 포함하는 열교환기 수단과 함께 연결되거나 사용될 수 있다. 핀(60')들 및 굽어진 핀(60')들은 약간 오목지게 형성된다. 특히, 특히 약간 오모진 핀(60')들의 형상은 대략 0.5mm 내지 대략 5mm, 바람직하게는 대략 1mm 내지 대략 2mm, 가장 바람직하게는 대략 1.5mm의 범위 내에서 핀(60)'들 및 굽어진 핀(60')들의 끝점들에 대한 핀(60)'들 및 굽어진 핀(60')들의 중간 섹션의 중앙 부분의 오프셋에 의해 달성될 수 있다.
핀(60')들은 핀(60)들에 대해 흐르는 매개체가 핀(60)들의 오목지게 형성된 부분에 대해 흐르도록 배치된다.
아울러, 도 8에 도시된 실시예에 따른 핀(60')들은 약 3mm의 높이를 갖는다. 일반적으로, 핀(60')들은 약 0.5mm 내지 약 5.0mm 바람직하게는 약 2-3mm의 범위 내에서 선택된 높이를 가질 수 있다.
굽어진 핀(60')들은 배관 요소를 따라서 복수 개의 실질적으로 평행한 열들에 배치된다.
도 9는 도 8에 도시되었고 정사각형의 수직 단면을 갖는 복수 개의 마이크로채널 튜브(70)들을 갖는 핀(60')들을 구비한 튜브(10')의 자세한 실시예를 보여준다.
도 10a는 도 10b에 도시된 것처럼 그것이 나선형으로 굽어진 열교환기 마이크로채널 튜브(10)에 부착되도록 틸팅되고 나선형으로 굽어진 드레인 플레이트(80)를 사시도로 보여준다.
도 11로부터 더 잘 보여질 수 있는 것처럼, 복수 개의 드레인 플레이트(80)들과 열교환기 튜브(10)들은 복수 개의 얽히게 경사지고 틸팅되어 나선형으로 굽어진 마이크로채널 배관 요소(10)와 인접한 배관 요소(10)들의 쌍의 각각의 사이에 있는 드레인 플레이트(80)를 갖는 열교환기 수단(100)에 배치될 수 있다.
드레인 플레이트(80)의 사용은 열교환기 수단(100)이 기화기인 경우에 바람직하다.

Claims (16)

  1. 배관 요소(tubing element, 10, 10')는 적어도 제1 단(20) 및 적어도 제2 단(30)을 갖고 제1 측벽(40) 및 제2 측벽(50)을 갖는 단단하고 길게 된 열교환 배관이며, 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)은 실질적으로 서로 평행하게 배치되고 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50) 사이의 거리는 양측 상에서 연결 벽(45, 55)들을 갖는 실질적으로 전체적인 평평한 배관 구조를 야기시키는 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)의 너비(width) 보다 상당히 작으며, 상기 배관 요소(10, 10')는 상기 제1 측벽 그리고/또는 상기 제2 측벽의 적어도 하나의 외부 표면 상에 있는 복수 개의 핀(60, 60')들을 갖고, 상기 핀(60)들은 핀(60)들 및 연결 벽(45, 55)에 의해 둘러싸인 한정 각도(γ)를 구비한, 열교환기 수단(100)용 배관 요소(10, 10').
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)의 너비는 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)의 사이의 거리보다 대략적으로 적어도 10배 크고/크거나 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)은 라운딩된 연결 벽(45, 55)에 의해 양측 상에서 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 배관 요소(10, 10')는 적어도 부분적으로 틸팅되거나 적어도 부분적으로 틸팅되고 경사지고 적어도 부분적으로 나선형으로 굴곡지고/지거나 나선형의 구조의 적어도 일부분을 형성하도록 비틀리는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  4. 제3항에 있어서,
    상기 나선형의 구조는 전체적으로 원기둥 형상의 구조를 갖고/갖거나 상기 나선형의 구조는 원기둥 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배관 요소(10, 10')는 상기 제1 측벽(40) 및 상기 제2 측벽(50)의 양측 외부 표면(42, 52) 상에 있는 복수 개의 핀(60, 60')들을 구비하는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀(60, 60')들은 적어도 부분적으로 드레인 플레이트(80, draining plate)에 커버되고/되거나 상기 핀들은 모노블록(monoblock) 핀(60, 60')들인 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀(60, 60')들은 상기 제1 측벽(40) 그리고/또는 상기 제2 측벽(50)의 적어도 하나의 외부 표면(42, 52) 상에 수직으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀(60, 60')들은 상기 제1 측벽(40) 그리고/또는 상기 제2 측벽(50)의 적어도 하나의 외부 표면(42, 52)에 기울게 배치되고, 상기 핀(60, 60')들과 상기 외부 표면의 본보기 각도는 대략 15도 내지 60도의 범위 내에서 선택되고/되거나 상기 핀(60, 60')들 그리고/또는 굽어진 핀(60')들 그리고 적어도 하나의 상기 연결 벽(45, 55)들은 그들이 각도를 감싸도록 서로 배치되는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀(60)들은 단지 상기 제1 측벽(40) 그리고/또는 상기 제2 측벽(50)의 적어도 하나의 외부 표면(42, 52)들의 전체 너비(W)를 따라서 연장하고 굽어지는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10, 10').
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀(60')들은 상기 제1 측벽(40) 그리고/또는 상기 제2 측벽(50)의 적어도 하나의 외부 표면(42, 52)들의 전체 폭(W)을 따라서 굽어 연장하도록 배치되고/되거나 굽어지고, 커브를 따라서 배치되는 상기 핀(60')들 사이에는 피치(pitch) 그리고/또는 갭(gap)이 있고/있거나 상기 핀(60, 60')들은 복수 개의 열들로 바람직하게는 실질적으로 평행한 열들로 그리고/또는 바람직하게는 상기 배관 요소(10')의 길이의 적어도 일부분을 따라서 배치되는 것을 특징으로 하는 배관 요소(10').
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 배관 요소(10, 10')를 구비한 열교환기 수단(100).
  12. 제11항에 있어서,
    다수의 배관 요소(10, 10')는 중앙의 길이 방향의 축(X)을 갖는 실질적으로 전체적인 원통 구조를 형성하고 상기 배관 요소(10, 10')는 상기 중앙의 길이 방향의 축(X) 주위로 소용돌이식으로 굽어지고 상기 구조 내에 개재되는 것을 특징으로 하는 열교환기 수단(100).
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 열교환기 수단(100)은 응축기 또는 기화기 또는 발열기 또는 냉각기인 것을 특징으로 하는 열교환기 수단.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 열교환기 수단(100)을 적어도 부분적으로 제조하는 배관 요소(100)의 사용에 있어서,
    본보기로 틸팅하거나 틸팅하고 경사지게 하고 적어도 부분적으로 나선 방향으로 굽어지게 하고/하거나 나선형 구조의 적어도 일부분을 형성하도록 배관 요소(10, 10')를 비트는 것을 특징으로 하는, 배관 요소(10, 10')의 사용.
  15. 열을 교환하기 위해 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 열교환기 수단(100)의 사용에 있어서,
    본보기로 상기 열교환기 수단(100)을 발열기 또는 냉각기 또는 응축기 또는 기화기로 사용하는, 열교환기 수단(100)의 사용.
  16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 배관 요소(10, 10')의 제조 방법에 있어서,
    본보기로 상기 배관 요소(10, 10')는 열 전달 물질의 밀어냄(extrusion) 과정을 사용함으로써 받아지고, 바람직하게는 상기 밀어냄 과정은 단일의 밀어냄 과정이고/이거나 바람직하게는 상기 열 전달 물질은 적어도 부분적으로 알루미늄 또는 구리 또는 그것의 합금인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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