KR100328277B1 - 열교환기 - Google Patents

Abstract

지름이 큰 원통형상의 외부케이싱(6)과 지름이 작은 원통형상의 내부케이싱 (7)과의 사이에 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)을 방사상으로 배치하여 연소가스통로(4) 및 공기통로(5)를 원주방향으로 번갈아 형성하고, 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)의 양면에 형성한 다수의 돌기(22, 23)의 선단끼리를 결합한다. 인접하는 돌기(22, 23) 사이의 피치(P)를 반지름방향으로 변화시킴에 따라, 전열단위수를 반지름 방향으로 대략 일정하게 하여 전열판(S1, S2)의 온도분포를 반지름방향으로 균일화하고, 열교환 효율의 저하 및 바람직하지 않은 열변형력의 발생을 회피한다.

Description

열교환기{HEAT EXCHANGER}

고온유체통로 및 저온유체통로를 구획 형성하는 전열판에 다수의 돌기를 형성하여, 그것들 돌기의 선단을 서로 결합하여서 된 열교환기는, 일본국 특개소 61-153500호 공보에 의하여 이미 공지되어 있다.

그런데, 제1전열판 및 제2전열판을 방사상으로 배치하여, 고온유체통로 및 저온유체통로를 원주방향으로 번갈아 형성한 열교환기에서는 고온유체통로 및 저온유체통로의 유로단면적이 반지름방향 안쪽에서 좁고 반지름방향 바깥쪽에서 넓어지며, 또한 전열판에 형성한 돌기의 높이가 반지름방향 안쪽에서 낮고 반지름방향 바깥쪽에서 높아진다. 그 결과, 전열판의 열투과율이나 유체의 질량유량이 반지름방향으로 불균일하게 되어, 전체의 열교환효율이 저하한다거나 바람직하지 않은 열변형력이 발생한다거나 할 가능성이 있었다.

또, 여러 개의 전열판을 일정한 간격을 두고 배치하여 전열판에 형성한 둑형상의 볼록부(凸部)의 선단을 서로 접합함에 따라, 인접하는 전열판사이에 고온유체통로 및 저온유체통로를 형성하는 열교환기로서, 일본국 특개소 58-223401호 공보에 기재된 것이 공지되어 있다.

그런데, 인접하는 전열판의 끝가장자리에 형성한 볼록부의 선단끼리를 납땜함에 의하여 접합하는 경우, 납땜의 열적영향에 따라 전열판의 끝가장자리가 볼록부의 돌출방향과 역방향으로 만곡하여 버려서, 인접하는 전열판사이에 형성되는 유체통로의 출입구의 유로단면적이 좁아져 버릴 경우가 있었다. 게다가, 제1전열판 및 제2전열판을 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡되는 접기선위에 볼록부가 배치되어 있으면, 그 볼록부의 부분의 강성이 커져서 절곡가공이 어렵게 될 뿐 아니라, 그 부분에서 접기선의 절곡부의 형상이 붕괴되어 볼록부사이에 틈이 발생하여, 그로부터 유체가 누출되어 열전달 효율이 저하하는 경우가 있었다.

본 발명은 여러 개의 제1전열판 및 여러 개의 제2전열판을 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡(折曲)함에 따라, 고온유체통로 및 저온유체통로를 번갈아 형성하여서 된 열교환기에 관한 것이다.

도 1∼도 18은 본 발명의 한 실시예를 나타낸 것으로,

도 1은 가스터빈엔진의 전체측면도.

도 2는 도 1의 2-2선 단면도.

도 3은 도 2의 3-3선 확대단면도(연소가스통로의 단면도.).

도 4는 도 2의 4-4선 확대단면도(공기통로의 단면도.).

도 5는 도 3의 5-5선 확대단면도.

도 6은 도 3의 6-6선 확대단면도.

도 7은 절판소재의 전개도.

도 8은 열교환기의 주요부분사시도.

도 9는 연소가스 및 공기의 흐름을 나타낸 모식도.

도 10A∼도 10C는 돌기의 피치를 균일하게 하였을 경우의 작용을 설명하는 그래프.

도 11A∼도 11C는 돌기의 피치를 불균일하게 하였을 경우의 작용을 설명하는 그래프.

도 12A 및 도 12B는 도 6의 주요부분에 대응하는 작용설명도.

도 13은 도 7의 13부 확대도.

도 14는 도 7의 14부 확대도.

도 15는 도 13에 대응하는 열교환기의 부분사시도.

도 16은 도 14에 대응하는 열교환기의 부분사시도.

도 17은 도 15의 17-17선 단면도.

도 18은 도 16의 18-18선 단면도.

본 발명은 전술한 사정에 비추어서 이루어진 것으로, 링형상의 열교환기의 전열판의 온도분포를 반지름방향으로 균일화하여 열교환효율의 저하 및 바람직하지 않은 열변형력의 발생을 회피하는 것을 제1목적으로 한다. 또 본 발명은 볼록부의 납땜에 의하여 발생하는 상기 유체통로의 출입구의 협착(狹窄)을 회피하는 것을 제2목적으로 한다. 또한 본 발명은, 볼록부와 간섭하지 않고 접기선을 용이하게, 또한 정확하게 절곡하도록 함을 제3목적으로 한다.

상기 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1특징에 의하면 반지름방향 외부케이싱 및 반지름방향 내부케이싱사이에 구획 형성한 링형상의 공간에 축방향으로 뻗은 고온유체통로 및 저온유체통로를 원주방향으로 번갈아 형성하여서 된 열교환기로서, 여러 개의 제1전열판 및 여러 개의 제2전열판을 접기선을 통하여 번갈아 연설하여서 된 절판(折板)소재를 그 접기선에서 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하여, 상기 제1전열판 및 제2전열판을 상기 반지름방향 외부케이싱 및 반지름방향 내부케이싱사이에 방사상으로 배치하므로, 인접하는 제1전열판 및 제2전열판사이에 상기 고온유체통로 및 저온유체통로를 원주방향으로 번갈아 형성하고, 또한 상기 고온유체통로의 축방향 양단부에 개구하도록 고온유체통로입구 및 고온유체통로출구를 형성함과 동시에, 상기 저온유체통로의 축방향 양단부에 개구하도록 저온유체통로입구 및 저온유체통로출구를 형성하며, 또한 상기 제1전열판 및 제2전열판의 양면에 형성한 다수의 돌기의 선단끼리를 서로 접합하여서 된 열교환기에 있어서, 상기 돌기의 배열 피치를 전열단위수가 반지름방향으로 대략 일정하게 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 열교환기가 제안되어 있다.

상기 구성에 의하면, 반지름방향 외부케이싱 및 반지름방향 내부케이싱사이에 구획 형성한 링형상의 공간에, 제1전열판 및 제2전열판을 방사상으로 배치하여, 고온유체통로 및 저온유체통로를 원주방향으로 번갈아 형성하고, 제1전열판 및 제2전열판의 양면에 형성한 다수의 돌기의 선단끼리를 서로 접합하여서 된 열교환기에 있어서, 상기 돌기의 배열 피치를 전열단위수가 반지름방향으로 대략 일정하게 되도록 설정하였으므로, 전열판의 온도분포를 반지름방향으로 균일화하여, 열교환효율의 저하 및 바람직하지 않은 열변형력의 발생을 회피하는 것이 가능하게 된다.

제1전열판 및 제2전열판의 열통과율을 K라고 하고, 제1전열판 및 제2전열판의 면적을 A라 하며, 유체의 비열을 C라고 하고, 상기 전열면적을 흐르는 유체의 질량유량을 dm/dt이라 하였을 때, 전열단위수(N_tu)는

N_tu= (K×A)/[C×(dm/dt)]

에 의하여 정의할 수 있다.

전열단위수가 반지름방향으로 대략 일정으로 되는 돌기의 배열 피치는 열교환기의 유로형상이나 돌기형상에 의하여 다르며, 반지름방향 안쪽에서 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점감하는 경우와, 반지름방향 안쪽에서 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점증하는 경우가 있다.

돌기의 높이를 반시계방향 안쪽에서 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점증시킨다면, 제1전열판 및 제2전열판을 바르게 방사상으로 위치 결정할 수 있다.

또, 상기 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2특징에 의하면 여러 개의 제1전열판 및 여러 개의 제2전열판을 산접기선 및 골접기선을 통하여 번갈아 연설하여서 된 절판소재를 이 산ㆍ골접기선에서 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하여서, 인접하는 산접기선 사이의 틈새를 이 산접기선과 외부케이싱과의 접합에 의하여 폐쇄함과 동시에, 인접하는 골접기선 사이의 틈새를 이 골접기선과 내부케이싱과의 접합에 의하여 폐쇄하고, 인접하는 상기 제1전열판 및 제2전열판 사이에 고온유체통로 및 저온유체통로를 번갈아 형성한 열교환기로서, 제1전열판 및 제2전열판의 유로방향 양단부를 2개의 끝가장자리를 구비한 산형(山形)으로 절단하여, 고온유체통로의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 한편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출설치한 볼록부끼리의 납땜에 의하여 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로입구를 형성함과 동시에, 고온유체통로의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 한편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부끼리의 납땜에 의하여 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로출구를 형성하며, 또한 저온유체통로의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부끼리의 납땜으로 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로입구를 형성함과 동시에, 저온유체통로의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부끼리의 납땜에 의하여 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로출구를 형성하여서 된 열교환기에 있어서, 상기 산형의 끝가장자리는 볼록부의 바깥쪽으로 뻗은 외연부(外延部)를 구비하고 있으며, 이 외연부에 볼록부와 역방향으로 돌출하도록 형성한 돌기의 선단끼리를 서로 맞닿게 한 것을 특징으로 하는 열교환기가 제안되어 있다.

상기 구성에 의하면, 번갈아 배치된 제1전열판 및 제2전열판의 끝가장자리에 형성한 볼록부의 선단끼리를 납땜하여, 고압유체통로 및 저압유체통로의 한편을 폐쇄하고 다른편을 개방하는 경우에, 납땜의 열적영향으로 제1전열판 및 제2전열판의 끝가장자리가 볼록부의 돌출방향과 역방향으로 만곡하려 하여도, 끝가장자리에서 바깥쪽으로 뻗는 외연부에 형성한 돌기의 선단끼리가 서로 맞닿음에 따라 상기 만곡의 발생이 억제되어, 고압유체통로 및 저압유체통로의 통로입구나 통로출구의 유로단면적이 감소하는 것을 방지한다. 게다가, 볼록부의 선단끼리가 확실하게 밀착하므로, 볼록부에 의한 고압유체통로 및 저압유체통로의 밀봉성을 높일 수 있다.

볼록부의 안쪽으로 잇따라서 이 볼록부와 역방향으로 돌출하도록 돌기를 형성하고, 이것들 돌기의 선단끼리를 서로 맞닿게 하면, 볼록부의 휨을 방지하여 이 볼록부끼리를 확실하게 맞닿게 하여, 납땜강도를 증가시킬 수 있다.

또, 상기 제3목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3특징에 의하면, 여러 개의 제1전열판 및 여러 개의 제2전열판을 산접기선 및 골접기선을 개재하여 번갈아 연설하여서 된 절판소재를 이 산ㆍ골접기선에서 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하고, 인접하는 산접기선 사이의 틈새를 이 산접기선과 제1끝판과의 접합으로 폐쇄함과 동시에, 인접하는 골접기선 사이의 틈새를 이 골접기선과 제2끝판과의 접합에 의하여 폐쇄하여, 인접하는 상기 제1전열판 및 제2전열판 사이에 고온유체통로 및 저온유체통로를 번갈아 형성한 열교환기로서, 제1전열판 및 제2전열판의 유로방향 양단부를 2개의 끝가장자리를 구비한 산형으로 절단하고, 고온유체통로의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리중의 한편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부로 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로입구를 형성함과 동시에, 고온유체통로의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리중의 한편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부로 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로출구를 형성하며, 또한 저온유체통로의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부로 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로입구를 형성함과 동시에, 저온유체통로의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리중의 다른편을 상기 제1, 제2전열판에 돌출 설치한 볼록부로 폐쇄하고 한편을 개방함으로서 저온유체통로출구를 형성하여서 된 열교환기에 있어서, 각 접기선을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 볼록부의 선단사이에 틈새를 형성하고, 이 틈새내에 상기 접기선을 배치한 것을 특징으로 하는 열교환기를 제안하였다.

상기 구성에 의하면, 절판소재를 절곡할 때, 접기선을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 볼록부의 선단사이에 형성한 틈새내에 상기 접기선이 배치되어 있으므로, 접기선의 절곡부가 볼록부와 간섭하지 않게 되어서 절곡함이 용이하게 되고, 게다가 단순한 직선형상의 절곡을 하면 좋기 때문에 끝마무리가 양호하게 된다.

접기선에 있어서의 절곡부의 둘레길이를 상기 틈새의 폭으로 일치시키면, 절곡부에 볼록부를 매끄럽게 접속하여 제1끝판 및 제2끝판 사이의 밀봉성을 높일 수 있다.

접기선에 있어서의 절곡부와 간섭하지 않도록 볼록부를 형성하면, 절곡부로부터 유체가 빠져나가는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능하게 된다.

이하, 도면에 따라서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 가스터빈엔진(E)은, 도면에 없는 연소기, 컴프레서, 터빈 등을 내부에 수납한 엔진본체(1)를 구비하고 있으며, 이 엔진본체(1)의 외주를 둘러싸도록 링형상의 열교환기(2)가 배치되어 있다. 열교환기(2)는 90°의 중심각을 구비한 4개의 모듀울(2₁…)을 접합면(3…)을 끼워서 원주방향으로 배열한 것으로, 터빈을 통과한 비교적 고온의 연소가스가 통과하는 고온유체통로로서의 연소가스통로(4…)와 컴프레서로 압축된 비교적 저온의 공기가 통과하는 저온유체통로로서의 공기통로(5…)가, 원주방향으로 번갈아 형성된다(도 5 및 도 6참조). 게다가, 도 1에 있어서의 단면은 연소가스통로(4…)에 대응하고 있으며, 그 연소가스통로(4…)의 자기앞쪽과 건너편쪽에 인접하여 공기통로(5…)가 형성된다.

열교환기(2)의 축선에 잇따른 단면형상은, 축방향으로 길게 반지름방향으로 짧은 편평한 6각형이며, 그 반지름방향 외주면이 지름이 큰 원통형의 외부케이싱 (6)에 의하여 폐쇄됨과 동시에, 그 반지름방향 내주면이 지름이 큰 원통형의 내부케이싱(7)에 의하여 폐쇄되어 있다. 열교환기(2)의 단면에 있어서의 전단측(도 1의 좌측)은 길이가 같지 않은 산형(山形)으로 커트되어 있으며, 그 산형의 정점에 대응하는 단면에 엔진본체(1)의 외주에 이어지는 끝판(8)이 납땜되어 있다. 또, 열교환기(2)의 단면에 있어서의 후단측(도 1의 우측)은 길이가 같지 않은 산형으로 커트되어 있으며, 그 산형의 정점에 대응하는 단면에 후부 외부하우징(9)에 이어지는 끝판(10)이 납땜하게 된다.

열교환기(2)의 각 연소가스통로(4)는 도 1에 있어서의 좌측상 및 우측하에 고온유체통로입구로서의 연소가스통로입구(11) 및 고온유체통로출구로서의 연소가스통로출구(12)를 구비하고 있으며, 연소가스통로입구(11)에는 엔진본체(1)의 외주에 잇따라서 형성된 연소가스를 도입하는 공간(대략 연소가스도입관)(13)의 하류단이 접속됨과 동시에 연소가스통로출구(12)에는 엔진본체(1)의 내부에 뻗은 연소가스를 배출하는 공간(대략 연소가스배출관)(14)의 상류단이 접속된다.

열교환기(2)의 각 공기통로(5)는, 도 1에 있어서의 우측상 및 좌측하에 저온유체통로입구로서의 공기통로입구(15) 및 저온유체통로출구로서의 공기통로출구(16)를 구비하고 있으며, 공기통로입구(15)에는 후부 외부하우징(9)의 내주에 잇따라서 형성된 공기를 도입하는 공간(대략 공기도입관)(17)의 하류단이 접속됨과 동시에, 공기통로출구(16)에는 엔진본체(1)의 내부에 뻗은 공기를 배출하는 공간(대략 공기배출관)(18)의 상류단이 접속되어 있다.

이와 같이하여, 도 3, 도 4 및 도 9에 도시한 바와 같이 연소가스와 공기가 서로 역방향으로 흘러서 또한 서로 교차하게 되어, 열교환효율이 높은 대향류 또한 이른바 교차흐름이 실현된다. 즉, 고온유체와 저온유체를 서로 역방향으로 흐르게 함에 따라, 그 유로의 전체 길이에 걸쳐서 고온유체 및 저온유체간의 온도차를 크게 유지하여, 열교환효율을 향상시킬 수 있다.

그리하여, 터빈을 구동한 연소가스의 온도는 연소가스통로입구(11…)에서 약 600∼700℃이며, 그 연소가스가 연소가스통로(4…)를 통과하는 경우에 공기와의 사이에서 열교환을 하게 됨에 따라, 연소가스통로출구(12…)에서 약 300∼400℃까지 냉각된다. 한편, 컴프레서에 의하여 압축된 공기의 온도는 공기통로입구(15…)에서 약 200∼300℃이며, 그 공기가 공기통로(5…)를 통과하는 경우에 연소가스와의 사이에서 열교환을 함에 따라, 공기통로출구(16…)에서 약 500∼600℃까지 가열된다.

다음에, 열교환기(2)의 구조를 도 3∼도 8을 참조하면서 설명한다.

도 3, 도 4 및 도 7에 도시한 바와 같이, 열교환기(2)의 모듀울(2₁)은 스테인레스등의 금속박판을 소정의 형상으로 미리 커트한 다음, 그 표면에 프레스 가공함에 따라 요철(凹凸)을 한 절판(折板)소재(21)로 제조된다. 절판소재(21)는 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)을 번갈아 배치한 것으로서, 산접기선(L₁) 및 골접기선(L₂)을 개재하여 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡된다. 여기서, 산접기라 함은 지면의 자기앞쪽으로 향하여 볼록(凸)하게 접는 것을 말하며, 골접기라 함은 건너편쪽으로 향하여 볼록하게 접는 것을 말한다. 각 산접기선(L₁) 및 골접기선(L₂)은 샤아프한 직선이 아니고, 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)사이에 일정한 공간을 형성하기 위하여 실제에는 원호상의 접기선, 또는 평행 또한 인접한 2개의 접기선으로 되어 있다.

각 제1, 제2전열판(S1, S2)에는, 간격이 같지 않게 배치된 다수의 제1돌기(22…)와 제2돌기(23…)가 프레스 성형되어 있다. 도 7에 있어서, Ｘ표로 나타낸 제1돌기(22…)는 지면의 자기앞쪽으로 향하여 돌출함과 동시에, Ｏ표로 나타낸 제2돌기(23…)는 지면의 건너편쪽으로 향하여 돌출하였으며, 그것들은 번갈아[즉, 제1돌기(22…)끼리 또는 제2돌기(23…)끼리 연속하지 않도록] 배열되어 있다.

각, 제1, 제2전열판(S1, S2)의 산형으로 커트된 전단부 및 후단부에는 도 7에 있어서 지면의 자기앞쪽으로 향하여 돌출하는 제1볼록부(24_F…, 24_R…)와, 지면의 건너편쪽으로 향하여 돌출하는 제2볼록부(25_F…, 25_R…)가 프레스 성형되어 있다. 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)의 어느 것에 대하여도, 전후 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_R)가 대각위치에 배치되었고, 전후 한 쌍의 제2볼록부(25_F, 25_R)가 다른 대각위치에 배치되어 있다.

또, 도 3에 나타낸 제1전열판(S1)의 제1돌기(22…), 제2돌기(23…), 제1볼록부(24_F…, 24_R…) 및 제2볼록부(25_F…, 25_R…)는 도 7에 나타낸 제1전열판(S1)과 요철관계가 반대로 되어 있으나, 이것은 도 3이 제1전열판(S1)이 이면측으로부터 본 상태를 나타내고 있기 때문이다.

도 5∼도 7을 참조하면 명백한 바와 같이, 절판소재(21)의 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)을 산접기선(L₁)으로 절곡하여서 양 전열판(S1…, S2…)사이에 연소가스통로(4…)를 형성할 때, 제1전열판(S1)의 제2돌기(23…)의 선단과 제2전열판(S2)의 제2돌기(23…)의 선단이 서로 맞닿아서 납땜되어 있다. 또, 제1전열판(S1)의 제2볼록부(25_F, 25_R)와 제2전열판(S2)의 제2볼록부(25_F, 25_R)가 서로 맞닿아서 납땜되고, 도 3에 도시한 연소가스통로(4)의 좌측하부분 및 우측상부분을 폐쇄함과 동시에, 제1전열판(S1)의 제1볼록부(24_F, 24_R)와 제2전열판 (S2)의 제1볼록부(24_F, 24_R)가 틈새를 두고 서로 대향하여, 도 3에 도시한 연소가스통로(4)의 좌측상부분 및 우측하부분에 각기 연소가스통로입구(11) 및 연소가스통로출구(12)를 형성한다.

절판소재(21)의 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)을 골접기선(L₂)으로 절곡하여서 양 전열판(S1…, S2…)사이에 공기통로(5…)를 형성할 때, 제1전열판 (S1)의 제1돌기(22…)의 선단과 제2전열판(S2)의 제1돌기(22…)의 선단이 서로 맞닿아서 납땜이 된다. 또, 제1전열판(S1)의 제1볼록부(24_F, 24_R)와 제2전열판(S2)의 제1볼록부(24_F, 24_R)가 서로 맞닿아서 납땜이 되어, 도 4에 도시한 공기통로(5)의 좌측상부분 및 우측하부분을 폐쇄함과 동시에, 제1전열판(S1)의 제2볼록부(25_F, 25_R)와 제2전열판(S2)의 제2볼록부(25_F, 25_R)가 틈새를 두고 서로 대향하여, 도 4에 도시한 공기통로(5)의 우측상부분 및 좌측하부분에 각기 공기통로입구(15) 및 공기통로출구(16)를 형성한다.

도 6의 상측(반지름방향 외측)에는, 제1볼록부(24_F…)에 의하여 공기통로(5…)가 폐쇄된 상태를 나타내고 있고, 하측(반지름방향 외측)에는, 제2볼록부(25_F…)에 의하여 연소가스통로(4…)가 폐쇄된 상태를 나타내고 있다.

제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)는 개략 원추대형상을 구비하고 있어, 그것들의 선단부는 납땜강도를 높이도록 서로 면접촉한다. 또, 제1볼록부(24_F…, 24_R…) 및 제2볼록부(25_F…,25_R…)도 개략 사다리꼴의 단면을 구비하고 있어, 그것들의 선단부도 납땜강도를 높이도록 서로 면접촉한다.

도 3 및 도 4로부터 명백한 바와 같이, 각 제1, 제2전열판(S1, S2)의 산형으로 커트된 전단부의 제1, 제2볼록부(24_F, 25_F)의 바깥쪽과, 후단부의 제1, 제2볼록부(24_F, 25_R)의 바깥쪽에 작은 폭의 외연부(26…)가 형성되어 있으며, 이것들의 외연부(26…)에 5개 또는 8개의 만곡방지용돌기(27…)가 1열로 형성되어 있다. 만곡방지용돌기(27…)는 그것에 인접하는 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)의 돌출방향과 역방향으로 돌출한다. 즉, 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)가 자기앞쪽으로 돌출하고 있으면, 그것에 인접하는 만곡방지용돌기(27…)는 건너편쪽으로 돌출하고, 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)가 건너편쪽으로 돌출하고 있으면, 그에 인접하는 만곡방지용돌기(27…)는 자기앞쪽으로 돌출하다.

도 12A는 연소가스통로(4)에 이어지는 연소가스통로입구(11) 근방의 단면을 나타내고 있다. 제1볼록부(24_F)의 바깥쪽의 외연부(26)에 설치한 만곡방지용돌기(27…)의 선단끼리가 서로 맞닿아서 납땜되며, 또 공기통로(5)는 제1볼록부(24_F)끼리의 납땜에 의하여 폐쇄된다. 실선화살표로 나타낸 연소가스는 연소가스통로입구(11)로부터 유입하여, 만곡방지용돌기(27…)의 주위를 통하여 연소가스통로(4)에 도입된다. 한편, 공기통로(5)를 흐르는 공기(파선화살표로 도시한 것)는, 제1볼록부(24_F)끼리의 맞닿는 부분에 의하여 저지된다.

연소가스통로출구(12), 공기통로입구(15) 및 공기통로출구(16) 근방의 외연부(26…)에 있어서도, 전술한 연소가스통로입구(11)와 마찬가지로, 만곡방지용돌기 (27…)의 선단끼리 서로 맞닿아서 납땜된다.

그런데, 도 12B에 도시한 바와 같이, 외연부(26)가 만곡방지용돌기(27…)를 구비하고 있지 않다고 가정하면, 서로 맞닿는 제1볼록부(24_F)끼리를 납땜하는 경우의 열적영향에 의하여 외연부(26)가 제1볼록부(24_F)의 돌출방향과 역방향으로 만곡하여 버려서, 연소가스통로입구(11)의 유로단면적이 좁아져 버린다.

그러나, 도 12A에 도시한 바와 같이 외연부(26)에 만곡방지용돌기(27…)를 설치하면, 그 만곡을 방지하는 것이 가능하게 되고, 이에 따라 연소가스통로입구 (11)의 유로단면적의 감소를 확실하게 회피할 수 있을 뿐아니라, 제1볼록부(24_F)끼리를 강제적으로 밀착시켜서 밀봉성을 높일 수 있다. 마찬가지로 하여 연소가스통로출구(12), 공기통로입구(15) 및 공기통로출구(16)의 유로단면적의 감소를 회피하며, 또한 제1볼록부(24_F, 24_R)끼리 및 제2볼록부(25_F, 25_R)끼리를 확실하게 밀착시킬 수 있다.

도 3 및 도 4로부터 명백한 바와 같이 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부 (25_F, 25_R)의 안쪽에는, 바깥쪽[즉, 외연부(26)]에 설치한 만곡방지용돌기(27…)와 같은 방향으로 돌출하는 제1돌기(22…) 또는 제2돌기(23…)가 일렬로 형성되어 있다. 이것들 제1돌기(22…) 또는 제2돌기(23…)의 선단끼리를 서로 맞닿게 함에 따라, 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)는 바깥쪽 및 안쪽의 양편에서 고정되어, 그 휨을 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)의 선단끼리를 확실하게 밀착시켜, 납땜강도를 높일 수 있다.

도 5로부터 명백한 바와 같이, 공기통로(5…)의 반지름방향 내주부분은 절판소재(21)의 절곡부(골접기선 L₂)에 상당하므로 자동적으로 폐쇄되지만, 공기통로(5…)의 반지름방향 외주부분은 개방되어 있어, 그 개방부가 외부케이싱(6)에 납땜되어서 폐쇄된다. 한편, 연소가스통로(4…)의 반지름방향 외주부분은 절판소재(21)의 절곡부(산접기선 L₁)에 상당하므로 자동적으로 폐쇄되지만, 연소가스통로(4…)의 반지름방향 내주부분은 개방되어 있어, 그 개방부가 내부케이싱(7)에 납땜되어서 폐쇄된다.

외부케이싱(6) 및 내부케이싱(7)에 끼어진 열교환기(2)의 축방향 중앙부분에는 제1, 제2전열판(S1, S2)에 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)가 설치되어 있지 않으므로, 제1, 제2전열판(S1, S2)사이의 간격유지는 제1돌기(22…) 서로의 맞닿음 및 제2돌기(23…) 서로의 맞닿음에 의하여 할 수 있도록 되어, 그 결과, 상기 제1, 제2돌기(22…, 23…)의 접합성이 향상한다.

절판소재(21)를 꼬불꼬불하게 꺾인 형상으로 절곡하였을 때에, 인접하는 산접기선(L₁)끼리 직접 접촉하는 일은 없으나, 제1돌기(22…)가 서로 접촉함에 따라 상기 산접기선(L₁) 서로의 간격이 일정하게 유지된다. 또 인접하는 골접기선(L₂)끼리 직접 접촉하는 일은 없으나, 제2돌기(23…)가 서로 접촉함에 따라 상기 골접기선(L₂) 서로의 간격이 일정하게 유지된다.

도 13에 도시한 바와 같이, 제1전열판(S1)의 제1볼록부(24_F) 및 제2전열판 (S2)의 제1볼록부(24_F)는 양 전열판(S1, S2)사이에 설치한 산접기선(L₁)을 향하도록 뻗어 있으며, 그것들 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_R)의 선단은 산접기선(L₁)에 양측에 폭(do)의 틈새를 두고 끝맺고 있다. 즉, 산접기선(L₁)은 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_F)의 선단사이에 형성된 폭(do)의 틈새의 중심을 통하고 있다. 상기 틈새는 제1, 제2전열판(S1, S2)의 본체부[제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)가 설치된 평판부분]에 대하여 동일 평면상에 이어져 있다.

또, 도 14에 도시한 바와 같이, 제1전열판(S1)의 제2볼록부(25_F) 및 제2전열판(S2)의 제2볼록부(25_F)는 양 전열판(S1, S2)사이에 설치한 골접기선(L₂)을 향하도록 뻗어 있으며, 그것들 한 쌍의 제2볼록부(25_F, 25_F)의 선단은 골접기선(L₂)의 양측에 폭(di)의 틈새를 두고 끝맺고 있다. 즉, 골접기선(L₁)은 한쌍의 제2볼록부 (25_F, 25_F)의 선단사이에 형성된 폭(di)의 틈새의 중심을 통하고 있다. 상기 틈새는 제1, 제2전열판(S1, S2)의 본체부[제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)가 설치된 평판부분]에 대하여 동일 평면상에 이어져 있다.

도 5의 우측상의 원내에 도시한 바와 같이, 제1, 제2전열판(S1…, S2…)의 반지름방향 외단부는 산접기선(L₁…)에 있어서 외부케이싱(6)에 접속되어 있으며, 외부케이싱(6)의 근방에 있어서도 연소가스통로(4…) 및 공기통로(5…)가 번갈아 형성되어서 열교환이 효율적으로 실행된다. 각 산접기선(L₁)의 절곡부, 즉 산접기선(L₁)이 절곡되는 A점 및 B점사이의 둘레길이(Ro)는, 상기 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_F)의 선단사이에 형성된 틈새의 폭(do)과 같게 설정되어 있다.

또, 도 5의 좌측하의 원내에 도시한 바와 같이 제1, 제2전열판(S1…, S2…)의 반지름방향 내단부는, 골접기선(L₂…)에 있어서 내부케이싱(7)에 접속되어 있으며, 내부케이싱(7)의 근방에 있어서도 연소가스통로(4…) 및 공기통로(5…)가 번갈아 형성되어서 열교환이 효율적으로 실행된다.각 골접기선(L₂)의 절곡부, 즉 골접기선 (L₂)이 절곡되는 C점 및 D점사이의 둘레길이(Ro)는, 상기 한 쌍의 제2볼록부(25_F, 25_F)의 선단사이에 형성된 틈새의 폭(di)과 같게 설정되어 있다.

도 15 및 도 17을 함께 참조하면 명백한 바와 같이 산접기선(L₁)을 그 전체 길이에 걸쳐서 절곡하였을 때, 산접기선(L₁)의 양측에 위치하는 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_F)의 측벽이 상기 폭(do)의 틈새의 양측에 원활하게 이어져서, 폭(Do)의 평탄면이 형성된다. 그리고, 상기 폭(Do)의 평탄면은 외부케이싱(6)에 틈새없이 접합되므로, 공기통로(5)의 공기가 제1볼록부(24_F, 24_F)와 외부케이싱(6)과의 사이로부터 누출됨이 방지된다.

또, 도 16 및 도 18을 함께 참조하면 명백한 바와 같이, 골접기선(L₂)을 그 전체 길이에 걸쳐서 절곡하였을 때, 골접기선(L₂)의 양측에 위치하는 한 쌍의 제2볼록부(25_F, 25_F)의 측벽이 상기 폭(di)의 틈새의 양측에 원활하게 이어져서, 폭(Di)의 평탄면이 형성된다. 그리고 상기 폭(Di)의 평탄면은 내부케이싱(7)에 틈새없이 접합되므로, 연소가스통로(6)의 연소가스가 제2볼록부(25_F, 25_F)와 내부케이싱(7)과의 사이로부터 누출됨이 방지한다.

이상과 같이, 산접기선(L₁)이 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_F)의 선단사이의 틈새내에 배치되어 있으며, 또한 골접기선(L₂)이 한 쌍의 제2볼록부(25_F, 25_F)의 선단사이의 틈새내에 배치되어 있으므로, 절곡할 때에 산접기선(L₁) 및 골접기선(L₂)이 각기 제1볼록부(24_F, 24_F) 및 제2볼록부(25_F, 25_F)와 간섭하는 일이 없게 되어, 접기(folding)가공(加工)이 용이하게 되어서 절곡부의 완성이 양호하게 될 뿐만 아니라, 절곡부로부터의 유체의 누출을 방지할 수 있다.

특히, 한 쌍의 제1볼록부(24_F, 24_F)의 선단사이의 폭(do)을 산접기선(L₁)의 절곡부의 둘레길이(Ro)에 같게 설정하고, 한 쌍의 제2볼록부(25_F, 25_F)의 선단사이의 틈새의 폭(di)을 골접기선(L₂)의 절곡부의 둘레길이(R_i)와 같게 설정하였으므로, 제1볼록부(24_F, 24_F)의 선단에 폭(Do)의 평탄부를 형성하여 외부케이싱(6)과의 밀봉성을 양호하게 하여 제5볼록부(25_F, 25_F)의 선단에 폭(Di)의 평탄부를 형성하여 내부케이싱(7)과의 밀봉성을 양호하게 할 수 있다.

이상, 앞쪽의 제1볼록부(24_F) 및 제2볼록부(25_F)에 관한 구조를 설명하였으나 뒤쪽의 제1볼록부(24_R) 및 제2볼록부(25_R)에 관한 구조도 실질적으로 동일하므로, 그 중복하는 설명은 생략한다.

상기 절판소재(21)를 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하여서 열교환기(2)의 모듀울(2₁)을 제작할 때, 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)은 열교환기(2)의 중심에서 방사상으로 배치한다. 따라서, 인접하는 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)사이의 거리는 외부케이싱(6)에 접하는 반지름방향 외주부에서 최대, 또한 내부케이싱(7)에 접하는 반지름방향 내주부에서 최소로 된다. 이 때문에, 상기 제1돌기 (22…), 제2돌기(23…), 제1볼록부(24_F, 24_R) 및 제2볼록부(25_F, 25_R)의 높이는 반지름방향 안쪽에서 바깥쪽으로 향하여 점증하고 있으며, 이에 따라 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)을 정확하게 방사상으로 배치할 수 있다(도 5 및 도 6참조).

상술한 방사상의 절판구조를 채용함에 따라, 외부케이싱(6) 및 내부케이싱 (7)을 동일중심으로 위치 결정하여, 열교환기(2)의 축대칭성을 정밀하게 유지할 수 있다.

열교환기(2)를 동일구조인 4개의 모듀울(2₁…)의 조합으로 구성함에 따라, 제조의 용이화 및 구조의 간략화가 가능하게 된다. 또, 절판소재(21)를 방사상, 또한 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하여서 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)을 연속하여 형성함에 따라, 1장씩 독립한 다수의 제1전열판(S1…)과 1장씩 독립한 다수의 제2전열판(S2…)을 번갈아 납땜하는 경우에 비하여, 부품점수 및 납땜개소를 크게 삭감할 수 있을 뿐아니라, 완성한 제품의 치수정밀도를 높일 수 있다.

도 5로부터 명백한 바와 같이, 열교환기(2)의 모듀울(2₁…)을 접합면(3…)(도 2참조)에 있어서 서로 접합할 때, 산접기선(L₁)을 초월하여 J자형상으로 절곡한 제1전열판(S1…)의 끝가장자리와 산접기선(L₁)이 자기 앞에서 직선상으로 절단한 제2전열판(S2…)의 끝가장자리가 겹쳐서 납땜된다. 상기 구조를 채용함에 따라, 인접하는 모듀울(2₁…)을 접합하기 위하여 특별한 접합부재가 불필요하며, 또 절판소재(21)의 두께를 바꾸는 등의 특별한 가공이 불필요하므로, 부품점수나 가공코스트가 삭감될 뿐아니라, 접합부에 있어서의 열량의 증가를 회피할 수 있다. 게다가, 연소가스통로(4…)도 아니며, 공기통로(5…)도 아닌 무효공간(dead space)이 발생하지 않으므로, 유로저항의 증가가 최소한으로 억제되어 열교환효율의 저하를 초래할 염려도 없다.

가스터빈엔진(E)의 운전중에, 연소가스통로(4…)의 압력은 비교적 저압으로 되고, 공기통로(5…)의 압력은 비교적 고압으로 되므로, 그 압력차에 의하여 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)에 만곡하중이 작용하지만, 서로 맞닿아서 납땜이 된 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)에 의하여, 상기 하중에 견딜 수 있는 충분한 강성을 얻을 수 있다.

또, 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)에 의하여 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 표면적[즉, 연소가스통로(4…) 및 공기통로(5…)의 표면적]이 증가하며, 게다가 연소가스 및 공기의 흐름이 교반되므로 열교환 효율의 향상이 가능하게 된다.

그런데, 연소가스통로(4…) 및 공기통로(5…)사이의 열전달량을 나타내는 전열단위수(N_tu)는

N_tu= (K×A)/[C×(dm/dt)] … (1)

에 의하여 부여된다.

상기 (1)식에 있어서, K는 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 열통과율, A는 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 면적(전열면적), C는 유체의 비열, dm/dt는 상기 전열면적을 흐르는 유체의 질량유량이다. 상기 전열면적(A) 및 비열(C)은 정수이지만, 상기 열통과율(K) 및 질량유량(dm/dt)은 인접하는 제1돌기(22…)사이, 또는 인접하는 제2돌기(23…) 사이의 피치(P)(도 5참조)의 함수로 된다.

전열단위수(N_tu)가 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 반지름방향으로 변화하면, 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 온도분포가 반지름방향으로 불균일하게 되어서 열교환효율이 저하할 뿐 아니라, 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)이 반지름방향으로 불균일하게 열팽창하여 바람직하지 않은 열변형력이 발생한다. 그래서, 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)의 반지름방향의 배열 피치(P)를 적절하게 설정하여 전열단위수(N_tu)가 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 반지름방향 각 부위에서 일정(一定)하게 되도록, 상기 각 문제를 해소할 수 있다.

도 10A에 도시한 바와 같이 상기 피치(P)를 열교환기(2)의 반지름방향으로 일정하게 하였을 경우, 도 10B에 도시한 바와 같이 전열단위수(N_tu)는 반지름방향 안쪽부분에서 크고, 반지름방향 바깥쪽 부분에서 작아지므로 도 10C에 도시한 바와 같이 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 온도분포도 반지름방향 안쪽부분에서 높고, 반지름방향 바깥쪽부분에서 낮아져 버린다. 한편, 도 11A에 도시한 바와 같이, 상기 피치(P)를 열교환기(2)의 반지름방향 안쪽부분에서 크고, 반지름방향 바깥쪽부분에서 작아지도록 설정하면, 도 11B 및 도 11C에 도시한 바와 같이 전열단위수(N_tu) 및 온도분포를 반지름방향으로 대략 일정하게 할 수 있다.

도 3∼도 5로부터 명백한 바와 같이, 본 실시예의 열교환기(2)에서는, 그 반지름방향 안쪽부분에 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)의 반지름방향의 배열 피치(P)가 큰 영역이 설치됨과 동시에, 그 반지름방향 바깥쪽부분에 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)의 반지름방향의 배열 피치(P)가 작은 영역이 설치되어 있다. 이에 따라, 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)의 전역에 걸쳐서 전열단위수(N_tu)를 대략 일정하게 하여, 열교환효율의 향상과 열변형력의 경감 등이 가능하게 된다.

또한, 열교환기의 전체 형상이나 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)의 형상이 다르다면 열통과율(K) 및 질량유량 dm/dt도 변화하기 때문에 적절한 피치(P)의 배열도 본 실시예와 같지 않게 된다. 따라서, 본 실시예와 같이 피치(P)가 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점감하는 경우 이외에 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점증하는 경우도 있다. 그러나, 상기 (1)식이 성립하는 것과 같은 피치(P)의 배열을 설정하면, 열교환기의 전체 형상이나 제1돌기(22…) 및 제2돌기(23…)의 형상에 관계없이, 상기 작용효과를 얻을 수 있다.

도 3 및 도 4로부터 명백한 바와 같이, 열교환기(2)의 전단부 및 후단부에 있어서, 제1전열판(S1…) 및 제2전열판(S2…)이 각기 긴변 및 짧은변을 구비한 길이가 같지 않은 산형으로 커트되어 있으며, 전단측 및 후단측의 긴변에 잇따라서 각기 연소가스통로입구(11) 및 연소가스통로출구(12)가 형성됨과 동시에, 후단측 및 전단측의 짧은변에 잇따라서 각기 공기통로입구(15) 및 공기통로출구(16)가 형성된다.

이와 같이, 열교환기(2)의 전단부에 있어서 산형의 2변에 잇따라서, 각기 연소가스통로입구(11) 및 공기통로출구(16)를 형성함과 동시에, 열교환기(2)의 후단부에 있어서 산형의 2변에 잇따라서 각기 연소가스통로출구(12) 및 공기통로입구 (15)를 형성하고 있으므로, 열교환기(2)의 전단부 및 후단부를 산형으로 커트하지 않고 상기 입구(11, 15) 및 출구(12, 16)를 형성하였을 경우에 비하여, 그것들 입구(11, 15) 및 출구(12, 16)에 있어서의 유로단면적을 크게 확보하여 압력손실을 최소한으로 억제할 수 있다. 게다가, 상기 산형의 2변에 잇따라서 입구(11, 15) 및 출구(12, 16)를 형성하였으므로 연소가스통로(4…) 및 공기통로(5…)에 출입하는 연소가스나 공기의 유로를 원활하게 하여 압력손실을 더욱 감소시킬 수 있을 뿐아니라, 입구(11, 15) 및 출구(12, 16)에 이어지는 도관을 유로를 급격하게 굴곡시킴이 없이 축방향에 잇따라서 배치하고, 열교환기(2)의 반지름방향 치수를 소형화할 수 있다.

그런데, 공기통로입구(15) 및 공기통로출구(16)를 통과하는 공기의 체적유량에 비하여, 그 공기에 연료를 혼합하여 연소되게 하며, 나아가서 터빈으로 팽창시켜서 압력이 낮아진 연소가스의 체적유량은 커진다. 본 실시예에서는 상기 길이가 같지 않은 산형에 의하여, 체적유량이 작은 공기가 통과하는 공기통로입구(15) 및 공기통로출구(16)의 길이를 짧게 하여, 체적유량이 큰 연소가스가 통과하는 연소가스통로입구(11) 및 연소가스통로출구(12)의 길이를 길게 하고, 이에 따라 연소가스의 유속을 상대적으로 저하시켜서 압력손실의 발생을 보다 효과적으로 회피할 수 있다.

나아가서 또, 산형으로 형성한 열교환기(2)의 전단부 및 후단부의 선단의 단면에 끝판(8, 10)을 납땜하였으므로, 납땜면적을 최소한으로 하여 납땜불량에 의한 연소가스나 공기누출의 가능성을 감소시킬 수 있으며, 더구나 입구(11, 15) 및 출구(12, 16)의 개구면적의 감소를 억제하면서 이 입구(11, 15) 및 출구(12, 16)를 간단 또한 확실하게 분할할 수 있게 된다.

이상 본 발명의 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 설계변경을 할 수 있다.

예컨대, 실시예에서는 가스터빈엔진(E)용의 열교환기(2)를 예시하였으나, 본 발명은 다른 용도의 열교환기에 대하여도 적용할 수 있다. 또 청구항 5∼9에 기재된 발명은 제1 및 제2전열판(S1… 및 S2…)을 방사상으로 배치한 열교환기(2)에 한정하지 않고, 그것들을 평행으로 배치한 열교환기에 대하여도 적용할 수 있다.

Claims (9)

1. 반지름방향 외부케이싱(6) 및 반지름방향 내부케이싱(7) 사이에 구획 형성한 링형상의 공간에, 축방향으로 뻗은 고온유체통로(4) 및 저온유체통로(5)를 원주방향으로 번갈아 형성하여서 된 열교환기로서,

   여러 개의 제1전열판(S1) 및 여러 개의 제2전열판(S2)을 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)을 개재하여 번갈아 연설하여서 되는 절판소재(21)를 이 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)에 있어서 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하고, 상기 제1전열판 (S1) 및 제2전열판(S2)을 상기 반지름방향 외부케이싱(6) 및 반지름방향 내부케이싱(7)사이에 방사상으로 배치함에 따라, 인접하는 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)사이에 상기 고온유체통로(4) 및 저온유체통로(5)를 원주방향으로 번갈아 형성하며, 또한 상기 고온유체통로(4)의 축방향 양단부에 개구하도록 고온유체통로입구(11) 및 고온유체통로출구(12)를 형성함과 동시에, 상기 저온유체통로(5)의 축방향 양단부에 개구하도록 저온유체통로입구(15) 및 저온유체통로출구(16)를 형성하고, 또한 상기 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)의 양단면에 형성한 다수의 돌기(22, 23)의 선단끼리를 서로 접합하여서 된 열교환기에 있어서,

   상기 돌기(22, 23)의 배열 피치(P)를 전열단위수(N_tu)가 반지름방향으로 대략 일정하게 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 돌기(22, 23)의 높이를 반지름방향 안쪽에서 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점증시킨 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 배열 피치(P)를 반지름방향 안쪽에서 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점감되게 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 제1항에 있어서, 상기 배열 피치(P)를 반지름방향 안쪽에서 반지름방향 바깥쪽으로 향하여 점증되게 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
5. 여러 개의 제1전열판(S1) 및 여러 개의 제2전열판(S2)을 산접기선(L₁) 및 골접기선(L₂)을 개재하여 번갈아 연설하여서 된 절판소재(21)를 이 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)에 있어서 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하고, 인접하는 산접기선(L₁)사이의 틈새를 이 산접기선(L₁)과 내부케이싱(6)과의 접합에 의하여 폐쇄함과 동시에, 인접하는 골접기선(L₂)사이의 틈새를 이 골접기선(L₂)과 외부케이싱(7)과의 접합에 의하여 폐쇄하며, 인접하는 상기 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)사이에 고온유체통로(4) 및 저온유체통로(5)를 번갈아 형성한 열교환기로서,

   제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)의 유로방향 양단부를 2개의 끝가장자리를 구비한 산형으로 절단하여, 고온유체통로(4)의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 한편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(25_F)끼리의 납땜으로 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로입구(11)를 형성함과 동시에, 고온유체통로(4)의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 한편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(25_R)끼리의 납땜으로 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로출구(12)를 형성하며, 또한 저온유체통로(5)의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(24_R)끼리의 납땜에 의하여 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로입구(15)를 형성함과 동시에, 저온유체통로(5)의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(24_F)끼리의 납땜으로 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로출구(16)를 형성하여서 된 열교환기에 있어서,

   상기 산형의 끝가장자리는 볼록부(24_F, 24_R, 25_F, 25_R)의 바깥쪽으로 뻗은 외연부(26)를 구비하고 있으며, 이 외연부(26)에 볼록부(24_F, 24_R, 25_F, 25_R)와 역방향으로 돌출하도록 형성한 돌기(27)의 선단끼리를 서로 맞닿게 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
6. 제5항에 있어서, 상기 볼록부(24_F, 24_R, 25_F, 25_R)의 안쪽에 잇따라서 이 볼록부(24_F, 24_R, 25_F, 25_R)와 역방향으로 돌출하도록 돌기(22, 23)를 형성하고, 이것들 돌기(22, 23)의 선단끼리를 서로 맞닿게 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
7. 여러 개의 제1전열판(S1) 및 여러 개의 제2전열판(S2)을 산접기선(L₁) 및 골접기선(L₂)을 개재하여 번갈아 연설하여서 된 절판소재(21)를 이 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)에 있어서 꼬불꼬불 꺾인 형상으로 절곡하고, 인접하는 산접기선(L₁)사이의 틈새를 이 산접기선(L₁)과 외부케이싱(6)과의 접합에 의하여 폐쇄함과 동시에, 인접하는 골접기선(L₂)사이의 틈새를 이 골접기선(L₂)과 내부케이싱(7)과의 접합으로 폐쇄하고, 인접하는 상기 제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)사이에 고온유체통로(4) 및 저온유체통로(5)를 번갈아 형성한 열교환기로서,

   제1전열판(S1) 및 제2전열판(S2)의 유로방향 양단부를 2개의 끝가장자리를 구비한 산형으로 절단하여, 고온유체통로(4)의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 한편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(25_F)에 의하여 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로입구(11)를 형성함과 동시에, 고온유체통로(4)의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 한편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(25_R)에 의하여 폐쇄하고 다른편을 개방함에 따라 고온유체통로출구(12)를 형성하며, 또한 저온유체통로(5)의 유로방향 타단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(24_R)로 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로입구(15)를 형성함과 동시에, 저온유체통로(5)의 유로방향 일단부에서 상기 2개의 끝가장자리의 다른편을 상기 제1, 제2전열판(S1, S2)에 돌출 설치한 볼록부(24_F)로 폐쇄하고 한편을 개방함에 따라 저온유체통로출구(16)를 형성하여서 된 열교환기에 있어서,

   산ㆍ골접기선(L₁, L₂)을 끼워서 대향하는 한쌍의 볼록부(24_F, 24_R, 25_F, 25_R)의 선단사이에 틈새를 형성하고, 이 틈새내에 상기 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)을 배치한 것을 특징으로 하는 열교환기.
8. 제7항에 있어서, 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)에 있어서의 절곡부의 둘레길이(Ro, Ri)를 상기 틈새의 폭(do, di)에 일치되게 한 것을 특징으로 하는 열교환기.
9. 제7항에 있어서, 산ㆍ골접기선(L₁, L₂)에 있어서의 절곡부와 간섭하지 않도록 상기 볼록부(24_F, 24_R, 25_F, 25_R)를 형성한 것을 특징으로 하는 열교환기.