KR101177726B1 - 홈이 형성된 핀을 구비한 튜브를 포함하는 열교환기 - Google Patents

Abstract

튜브형 열교환기는 핀이 형성된 튜브 (2) 를 포함한다. 튜브는 특정 축선 방향으로 연장하고 튜브에는 열교환 핀 (4) 이 제공된다. 각각의 핀은 튜브에 대해 특정 반경 방향으로 연장하고 상기 반경 방향으로 서로 이격되는 홈을 형성하도록 릴리프 구조인 튜브를 둘러싸는 열교환면을 갖는다. 핀의 홈은 튜브 주위의 유체를 위한 안내부를 형성하도록 상기 반경 방향으로 튜브로부터 멀리 이동함에 따라 감소하는 폭 및 깊이 등의 상이한 치수를 갖는다.

Description

홈이 형성된 핀을 구비한 튜브를 포함하는 열교환기{HEAT EXCHANGER COMPRISING TUBES WITH GROOVED FINS}

본 발명은 핀이 형성된 튜브를 포함하는 튜브형 열교환기에 관한 것이고, 상기 튜브는 특정 축선 방향으로 연장하고 상기 튜브에는 열교환 핀이 제공되고, 각각의 핀은 튜브에 대해 소정 반경 방향으로 연장하고 상기 반경 방향으로 서로 이격된 홈을 형성하도록 릴리프 구조인 튜브를 둘러싸는 열교환 면을 갖는다.

보다 구체적으로, 본 발명은 특히 정련 공정, 가스 처리 및 압축 플랜트, 가스 액화 유닛, 석탄 및 가스 합성 유닛, 전기 발생 설비, 재기화 유닛, 또는 임의의 다른 유체 처리 설비에서 각각 유체를 냉각, 응축, 가열 및 증발시키는데 사용되는 공기 냉각, 공기 응축, 공기 가열 또는 공기 증발식 장비 등의 2 차 교환 유체로서 공기를 이용하는 튜브형 열교환기에 적용된다.

일반적으로 말해서, 이러한 장비는 튜브 사이에서 유체를 분배 (distributing) 하고 분리 (dividing up) 하기 위한 매니폴드 뿐만 아니라, 냉각되고, 응축되고, 가열되거나 증발될 유체가 순환하는 외부 핀을 구비한 한 다발의 튜브가 제공된 주 열교환기를 포함한다. 특히, 유체의 냉각은 제 2 유체가 튜브 및 외부 핀, 특히 대기 주위를 순환하면서 열교환을 통해 외부에 핀이 형성된 튜브 에서 발생한다. 이를 실행하기 위해서, 교환기의 튜브의 아래 (강제 통풍으로 알려져 있음) 또는 위 (유도 통풍으로 알려져 있음) 중 하나에 위치된 팬에 의해 대기의 강제 순환 또는 환기가 보장된다.

일반적으로, 대기는 1.5 ~ 4 m/s 의 비교적 낮은 면속도에서 한 다발의 핀이 형성된 튜브를 통해 유동한다. 이러한 속도로 및 고려된 기하학적 구성 (특히 공기 통로 구역, 두 개의 핀 또는 두 개의 연속 튜브 사이의 공간) 에 대해, 대기의 유동 체제는 일부에 와류가 있으면서 전체적으로 얇은 층으로 되어 있고, 이는 외부 핀과의 비교적 낮은 열교환을 특징으로 한다. 열교환기가 가장 높이 있는 교환기의 영역은 공기 유동 방향의 핀 및 튜브의 리딩 에지 (leading edge) 이다. 따라서, 유동 및 교환기의 구조로 인해서, 공기 유동 방향에서 튜브의 뒤쪽에 위치된 튜브의 영역은 열교환에는 실제로 이용되지 않는다. 재순환 지역으로 알려진, 교환기의 상기 영역은, 공기의 재순환을 특징으로 하고, 이는 압력을 강하시키지만 핀의 양호한 냉각은 불가능하다.

특허 문헌 US-2008023180 은 표면에서 핀의 기계적 변형에 의해 형성된 홈 또는 딤플이 있는 릴리프를 갖는 공기 냉각식 튜브용 핀을 개시하고 있다. 이러한 리세스 또는 홈은 압력 강하를 증가시키면서 와류의 발생 덕분에 공기와 핀 사이의 열교환을 증가시킬 수가 있다. 특히, 반원통형 구역의 동심 홈 (42) 이 각각의 핀에 형성된다.

특허 문헌 WO 2007/147754 도 공기와 핀 사이의 열교환을 향상시키기 위해서 공기 유동의 구조를 조정하는, 면이 돌출한 형태의 공기 유동 디플렉터가 구비된 열교환기 튜브용 핀을 개시하고 있다. 상기 면은 핀의 직사각형 또는 삼각형 컷아웃의 형태이다. 그러나, 열교환기가 통상적으로 외부에 있고 대기가 여과되지 않기 때문에, 핀에 형성된 컷아웃은 컷아웃을 차단하는 먼지, 벌레 등으로 인해 눌러붙음 (fouling) 의 원인으로서 작용할 수도 있다.

본 발명의 목적은 압력 강하를 악화시키지 않으면서, 튜브에서 순환하는 유체와 공기 사이의 열교환을 증가시킬 수 있는 열교환기 튜브를 위한 홈이 있는 핀 구조를 제안하는 것이다.

이 때문에, 본 발명은 핀이 형성된 튜브를 포함하는 튜브형 열교환기를 제공하고, 튜브는 특정 축선 방향으로 연장하고 튜브에는 열교환 핀이 제공되고, 각각의 핀은 튜브에 대해 특정 반경 방향으로 연장하고 상기 반경 방향으로 서로 이격되어 있는 홈을 형성하도록 릴리프 구조인 튜브를 둘러싸는 열교환 면을 갖고, 핀의 홈은 튜브 주위의 유체를 위한 안내부를 형성하도록 상기 반경 방향으로 튜브로부터 멀리 이동하면서 감소하는 상이한 치수를 갖는다.

핀의 릴리프의 이러한 계단식 형태의 주요 이점은, 튜브의 반경 방향 (튜브에 도달하는 유동의 방향) 으로 튜브의 뒤쪽을 향하는 공기의 유동을 더 잘 안내할 수 있다는 것이다. 본 발명에 따라 외부 핀을 갖는 튜브를 사용함으로써, 릴리프가 없는 (평평한 프로파일) 핀형 튜브가 사용될 때 일반적으로 중요한, 공기 유동의 방향으로 튜브의 뒤쪽을 향하는 공기의 재순환 지역을 상당히 감소시킬 수 있게 된다. 따라서, 튜브의 뒤쪽으로 공기를 안내하는 계단식 릴리프면이, 열교환이 좋지 않은 재순환 지역을 감소시켜서 핀의 표면의 더 나은 이점을 취할 수 있게 해준다. 이렇게, 본 발명에 따른 핀으로, 열적 성능의 측면에서 얻어진 이득이 매우 중요할 수 있다.

본 발명의 열교환기의 몇몇 특징에 따라서, 핀의 홈은 상기 반경 방향으로 튜브로부터 멀리 이동함에 따라 감소하는 상이한 깊이 및 폭을 가질 수도 있다. 각각의 핀은 상기 반경 방향으로 튜브로부터 멀리 이동함에 따라 감소하는 두께를 가질 수도 있다. 핀의 홈은 동심 형상의 패턴에 따라 또는 타원 형상의 패턴에 따라 서로 이격될 수도 있다. 핀의 홈은 바닥에서 결합되는 방식으로 서로 이격되어 있으면서, 서로 매우 가까울 수도 있다. 홈은 핀의 두 면에 배열될 수도 있다. 각각의 핀은 튜브에 나선형 방식으로 권취될 수도 있고 또는 핀은 디스크의 형태일 수도 있다.

본 발명은 비한정 예에 의해 주어지고 첨부되는 도면에 의해 도시되는 이하의 몇몇 실시형태의 상세한 설명을 읽으면서 더 잘 이해되고 다른 이점들이 명확해질 것이다.

도 1 은 열교환기의 단면을 개략적으로 도시한다.

도 2 는 본 발명에 따른 핀의 평면도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 두 개의 핀을 구비한 튜브의 도 2 의 축선 Ⅲ-Ⅲ 를 따르는 반경방향 부분 단면도이다.

도 4 는 다른 실시형태에서 본 발명에 따른 두 개의 핀을 구비한 튜브의 도 2 의 축선 Ⅲ-Ⅲ 를 따르는 반경방향 부분 단면도이다.

도 5 는 또 다른 실시형태에서 본 발명에 따른 핀의 평면도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 몇몇 핀이 제공된 튜브의 도 2 의 축선 Ⅲ-Ⅲ 을 따르는 반경방향 단면도이다.

도 7 은 디지털 시뮬레이션에 의해 얻어진, 두 개의 핀 사이의 평면의 스트림 라인을 도시하는 평평한 프로파일 핀을 구비한 일련의 튜브의 반경방향 단면도이다.

도 8 은 디지털 시뮬레이션에 의해 얻어진 스트림 라인을 도시하는 본 발명에 따른 핀을 구비한 일련의 튜브의 반경방향 단면도이다.

도 9 는 본 발명에 따른 핀 및 평평한 프로파일 핀에 도달하는 공기의 면속도의 함수로서 압력 강하를 나타내는 그래프를 개략적으로 나타낸다.

도 10 은 본 발명에 따른 핀 및 평평한 프로파일 핀에 도달하는 공기의 면속도의 함수로서 열교환을 나타내는 그래프를 개략적으로 나타낸다.

도 1 에, 축선 방향 (A) 으로 연장하고 실질적으로 평행한 몇몇 중첩된 열에 배열된 핀을 갖는 환형 단면의 한 다발의 튜브 (2) 를 포함하는 열교환기 (1) 가 도시되어 있고, 냉각될 유체가 유체의 입구 (B) 와 출구 (C) 사이에서 순환하고, 이 주위에서 열교환기 (1) 위에 위치된 팬 (3) 에 의해 화살표 (D) 로 표시된 방향으로, 튜브 (2) 를 가로지르는 방향으로, 바닥에서부터 상방으로 유도되는 통풍 대기의 유동을 순환시킨다. 유체의 순환은 여기에서 도 1 에 개략적으로 표시된 3 개의 연속적인 통로 구역 또는 통로 (2a, 2b, 2c) 로 분할되어서, 유체의 냉각을 향상시킬 수 있다. 이렇게 열교환기 (1) 는 일반적으로 지그재그 방식으로 놓이거나 또는 화살표 (F) 로 표시된 바와 같이 튜브 (2) 에서 유체의 순환의 방향에 대해 정렬된 3 ~ 8 열의 중첩 튜브 (2) 를 포함한다.

튜브 (2) 에는, 이하에서 설명될 바와 같이, 축선 방향으로 튜브 (2) 의 뒤쪽을 향해 공기의 유동을 안내하는 것뿐만 아니라, 대기와 유체 사이의 열교환을 돕는 실질적으로 서로 평행하고 실질적으로 튜브 (2) 에 수직인 외부 반경방향 환형 핀 (4) 이 제공된다. 일반적으로 말하면, 외부 핀 (4) 은 핀이 없는 유사한 튜브 (2) 의 표면에 비해 15 ~ 25 의 인자에 의해 외부 열교환면을 증가시킬 수 있다. 이러한 표면은 압력 강하 (특히 유효 팬 (3) 을 사용하여 보상됨) 를 발생시키는 것뿐만 아니라 열교환도 증가시킬 수 있다.

보다 명확히 하기 위해서, 도 1 에는 튜브 (2) 에서 서로 이격되어 있는 여러 개의 핀 (4) 이 도시되어 있고, 핀 (4) 은 바람직하게는 교환기 (1) 의 모든 튜브 (2) 의 전체 길이를 따라 정렬된다. 또한, 외부 핀 (4) 의 형상 및 치수는 한 다발의 튜브 (2) 중에서 하나의 튜브와 그 다음 튜브가 다를 수도 있다. 외부 핀 (4) 을 갖는 튜브 (2) 의 구성은 한 다발의 튜브 (2) 내에서 꼭 일정해야 하는 것은 아니고, 특히 튜브 (2) 의 직경은 다를 수 있다.

도 2 는, 튜브 (2) 주위에서, 반경방향 표면 릴리프 (5) 가 있는 본 발명에 따른 핀 (4) 은 실질적으로 평평한 환형 핀 (8) 의 일부에 의해 특정 반경 방향 (E) 으로 서로 이격되어 있는 홈 (5a, 5b, 5c) 을 형성하도록 구성된다. 핀 (4) 의 홈 (5a, 5b, 5c) 은 축선 방향 (A) 으로 튜브 (2) 주위의 대기의 유동을 위한 안내부를 형성하도록 튜브 (2) 에서 멀리 이동함에 따라 감소하는 상이한 치수를 갖는다. 보다 구체적으로, 핀 (4) 의 홈 (5a, 5b, 5c) 은 축선 방향 (A) 으로 상이한 각각의 깊이 (p1, p2, p3) 및 반경 방향 (E) 으로 상이한 각각의 폭 (l1, l2, l3) 을 갖고, 홈의 폭 및 깊이는 튜브 (2) 에 고정된 핀 (4) 의 내부 에지 (4b) 로부터 핀 (4) 의 자유 외주 에지 (4a) 를 향해 튜브 (2) 에서 멀리 이동함에 따라 감소한다. 도 3 에서 보다 명확하게 도시되는 바와 같이, 최내 홈 (5a) 은 가장 높고 가장 넓은 홈이지만, 중간 홈 (5b) 이 중간 높이 및 중간 폭인 반면 최외 홈 (5c) 은 가장 낮고 가장 좁다.

바람직하게는, 핀 (4) 의 홈 (5a, 5b, 5c) 의 수는 2 ~ 4 개이지만, 경우에 따라 다른 홈이 추가될 수도 있다. 도 3 에서, 릴리프 (5) 의 표면은 동심 형상의 패턴에 따라 놓여져 있고 튜브 (2) 의 중간에 있는 3 개의 원형 홈 (5a, 5b, 5c) 으로 구성되어 있다. 인접한 핀 (4) 은 각각 축선 방향으로 정렬되어 있는 동심 홈 (5a, 5b, 5c) 을 가질 수도 있다 (핀 (4) 은 릴리프 (5) 에서 동일한 표면을 가져서 하나의 핀 (4) 의 홈 (5a, 5b, 5c) 은 튜브 (2) 의 다른 핀 (4) 의 대응하는 홈과 함께 축선 방향으로 정렬한다). 도 3 에서, 핀 (4) 의 동심의 인접한 홈 (5a, 5b, 5c) 은 핀의 평평한 환형부 (8) 에 의해 서로 반경방향으로 분리 (해체) 되어 있다. 상기 환형부 (8) 는 반경 방향으로 동일한 폭 (d1, d2) 또는 가변 패턴에 따라 상이한 폭 (d1, d2) 을 가질 수도 있고, d1, d2 는 예를 들어 1 ~ 5 mm 이다. 예를 들어, 상기 환형부의 폭은 튜브 (2) 에서 외주 에지 (4A) 를 향해가면서 또는 그 반대로 감소한다. 인접한 홈은 이 경우에는 바닥에서 결합되도록 제공될 수도 있고, 별도의 부분 (8) 의 폭은 매우 작다 (1 mm 미만).

제조를 간단하게 하기 위해서, 튜브 (2) 는 전체 길이에 걸쳐 구성이 동일한 핀 (4) 을 갖는다. 그러나 열교환기 (1) 에서, 튜브 (2) 에는 상이한 구성의 핀 (4) 이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 핀 (4) 이, 외주 에지 (4A) 를 향해 별도의 부분 (8) 의 폭 (d1, d2) 이 증가하는 인접한 홈 (5a, 5b, 5c) 을 갖는 튜브 (2), 및 반대로 핀 (4) 이, 별도의 부분 (8) 의 폭 (d1, d2) 이 외주 에지 (4A) 를 향해 감소하는 인접한 홈 (5a, 5b, 5c) 을 갖는 인접한 튜브 (2) 를 갖는 것도 가능하다.

도 3 의 핀 (4) 에서, 홈 (5a, 5b, 5c) 은 핀 (4) 의 동일한 면 (4c) 에 형성되고, 즉 핀 (4) 에 대해 동일한 방향으로 배향되어 있다. 도 4 는 본 발명에 따른 핀 (4) 의 다른 실시형태를 도시하고, 홈 (5d, 5e, 5f) 은 핀 (4) 의 다른 쪽으로 배향되어 있고, 즉 홈들이 핀 (4) 의 두 대향면 (4c, 4d) 에서 교대로 배열되어 있고, 이는 홈 (5a, 5b, 5c) 에 비해 더 나은 기계적 강도를 부여할 수도 있다.

도 5 는 본 발명에 따른 핀 (4) 의 다른 실시형태를 도시하고, 동심 홈 (5a, 5b, 5c) 은 타원 형상의 패턴 (4) 에 따라 놓여진 홈 (6a, 6b, 6c) 으로 대체되었다. 이러한 타원형 홈 (6a, 6b, 6c) 은 압력 강하의 관련된 증가를 제한하면서 홈에 의해 공기를 안내하는 현상이라는 더 나은 이점을 취할 수 있게 해준다. 이 해결책의 이점은 유사한 사용 조건, 즉 일정한 속도 및 동일한 압력 강하에 대 한 성능의 이득이 증가한다는 것이다.

외부 핀 (4) 은 알루미늄 또는 대신 다른 열전도 물질로 만들어진 스트립 (7) 으로 만들어질 수도 있고, 도 6 에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각 튜브 (2) 에 축선 방향 (A) 으로 나선형으로 권취될 수도 있다. 여기에서 핀 (4) 은 튜브 (2) 에 대해서 화살표 4e 로 표시된 방향 (A) 으로 아주 약간 경사져 있고, 핀 (4) 이 서로 매우 가깝다는 사실을 고려할 때 이 경사는 작아서, 튜브 (2) 에 대해 거의 수직이라고 여겨질 수도 있다. 또한 튜브 (2) 는 튜브 (2) 의 축선 방향 (A) 에 대해 더 경사져있는 핀 (4) 으로 형성될 수도 있다. 외부 핀 (4) 의 다른 형성 방법은 회전하는 일련의 디스크에 의해 형성된다. 핀 (4) 과 튜브 (2) 사이의 부착은, 예컨대 튜브 (2) 의 원주 전에 형성된 홈에 핀 (4) 을 삽입하거나, 또는 폴딩이 실시되는 베이스에서 핀 (4) 을 권취한 후에 예컨대 널링을 위해 튜브 (2) 를 크림핑함으로써 달성될 수도 있다. 핀 (4) 은 튜브 (2) 를 덮는 부설 알루미늄 튜브의 형성 또는 변형에 의해 얻어질 수도 있다. 핀 (4) 은 적층 디스크에 의해 형성될 수도 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 핀 (4) 은 핀 (4) 의 내부 에지 (4b) 로부터 핀의 외부 에지 (4a) 를 향해 튜브로부터 멀리 이동함에 따라 감소하는 두께를 갖는다. 유리하게는, 핀의 외부 에지 (4a) 에서 핀 (4) 의 두께 (e1) 는 약 0.15 ~ 0.4 mm 일 수도 있고 핀의 내부 에지 (4b) 에서의 핀 (4) 의 두께 (e2) 는 약 0.4 ~ 1 mm 일 수도 있다.

홈 (5a, 5b, 5c) 은 각각 약 0.4 ~ 1.5 mm 의 깊이 (p1, p2, p3), 및 홈의 베이스에서 각각 약 1 ~ 4 mm 의 폭 (l1, l2, l3) 을 갖고, 홈 (5a, 5b, 5c) 은 p1>p2>p3 및 l1>l2>l3 가 되도록 튜브 (2) 로부터 멀리 이동함에 따라 계단식 릴리프가 감소하도록 상이한 높이 및 폭을 갖는다.

본 발명에 따른 핀 (4) 은 약 10 ~ 20 mm 및 바람직하게는 약 12 ~ 18 mm 의 길이 (H) 를 갖는다. 튜브 (2) 를 따르는 두 개의 연속적인 핀 사이의 단차 (P) 는 약 2.2 ~ 3.5 mm 및 바람직하게는 약 2.5 ~ 3.2 mm 이거나, 일반적으로는 두 개의 연속적인 평평한 프로파일 핀 사이의 종래의 간격보다 작다.

일반적으로, 열교환기 (1) 는 강 구조물 (도시되지 않음) 에 의해 지지되고 약 15 mm ~ 55 mm 의 직경의 약 50 ~ 300 개의 튜브 (2) 로 형성된 한 다발의 튜브 (2) 를 포함하고, 열교환기 (1) 의 폭은 0.3 m ~ 5 m 이고 길이는 8 m ~ 18 m 이다.

튜브 (2) 는 강, 예를 들어 스테인리스 강 또는 탄소강 또는 인콜로이 등의 고합금강으로 구성될 수도 있고, 튜브 (2) 의 재료의 선택은 공격적일 수도 있는 운반되는 유체 및 조작 상태에 따라 다르다. 외부 핀 (4) 은 일반적으로 알루미늄으로 만들어지지만, 스테인리스강, 또는 다른 열 전도 물질로 만들어질 수도 있다.

도 7 및 도 8 은 도 1 및 도 3 에 나타난 바와 같이 두 개의 연속적인 핀 (4) 사이의 중앙에 위치되고 실질적으로 튜브 (2) 에 수직인 평면 (M) 의 열교환기 (1) 의 여러 개의 튜브 (2) 주위의 방향 (D) 으로 순환하는 대기의 스트림 라인 (디지털 시뮬레이션으로 얻어짐) 을 도시한다. 보다 구체적으로, 도 7 은 평평 한 프로파일 핀의 경우를 도시하고 도 8 은 동심 홈 (5a, 5b, 5c) 을 포함하는 본 발명에 따른 핀 (4) 의 경우를 도시한다. 도 7 에서 볼 수 있는 바와 같이 유체 재순환 구역 (Z1) 은 열교환이 좋지 않은 대기의 유동 방향 (D) 으로 튜브 (2) 의 뒤쪽을 향해 위치되어 있다. 한편, 도 8 에서 볼 수 있는 바와 같이, 공기의 유동 방향 (D) 으로 튜브 (2) 의 뒤쪽을 향해 위치된 구역 (Z2) 에서 유체의 재순환이 상당히 감소된 것을 볼 수도 있다. 이는, 축선 방향으로 튜브 (2) 의 뒤쪽을 향하는 공기의 유동을 안내하는, 핀 (4) 의 홈 (5a, 5b, 5c) 이 열교환이 좋지 않은 구역을 감소시켜서 핀 (4) 의 더 나은 이점을 취할 수 있기 때문이다.

도 9 는 평평한 프로파일 핀이 있는 튜브 (2) (곡선 9A) 및 동심 홈 (5a, 5b, 5c)이 있는 본 발명에 따른 핀 (4) 이 있는 튜브 (2) (곡선 9B) 에서의 공기의 면속도의 함수로서 압력 강하를 도시한다. 일반적으로 말해서, 압력 강하의 증가가 주목되는데, 이는 핀 (4) 의 홈 (5a, 5b, 5c) 또는 릴리프 (5) 의 표면에 의해 유도된다. 압력 강하의 증가는 튜브 (2) 를 따라 핀 (4) 을 서로 이격시킴으로써 보상될 수도 있다. 이들 및 이하의 계산에 있어서, 두 개의 연속적인 핀 사이의 단차 (P) 는 핀의 표면이 릴리프에 있는지 아닌지에 따라 상이해지고, 평평한 프로파일 핀의 경우에는 2.54 mm 이고 동심 홈 (5a, 5b, 5c) 이 있는 본 발명에 따른 핀 (4) 에 있어서는 3 mm 이다. 이렇게, 도 9 에 도시될 수도 있는 바와 같이, 릴리프 (5) 의 표면에 의해 유발된 압력 강하의 증가는 매우 약하게 유지된다.

도 10 은 평평한 프로파일 핀이 있는 튜브 (2) (곡선 10A), 동심 홈 (5a, 5b, 5c) 이 있는 본 발명에 따른 핀 (4) 이 있는 튜브 (2) (곡선 10B) 및 상기 핀 사이의 단차 (P) 에 대해 튜브 (2) 에서의 공기의 면속도의 함수로서 열교환을 도시한다. 열교환기 (1) 의 열교환, 즉 얻어진 이득은 공기의 면속도에 따라 약 10 ~ 25% 만큼 증가하고, 이는 2 ~ 10% 의 교환기 길이의 유닛당 성능 증가에 대응한다.

또한, 튜브 (2) 를 따르는 핀 (4) 의 간격은 핀을 형성하는데 사용되는 재료의 양을 감소시킬 수 있고, 이는 핀의 표면 변형을 통한 핀 (4) 의 릴리프 (5) 의 표면의 형성에 의한 재료의 증가를 보상하고, 미터당 약 3 ~ 6 % 의 절감을 달성하도록 사용되는 재료의 양을 감소시킨다.

Claims (9)

1. 한 다발의 핀이 형성된 튜브 (2) 를 포함하는 열교환기 (1) 로서, 상기 튜브는 특정 축선 방향 (A) 으로 실질적으로 서로 평행하게 연장하고 제 1 유체가 상기 튜브 내에서 상기 축선 방향 (A) 으로 순환할 수 있도록 배열되고, 상기 열교환기는 제 2 유체가 상기 제 1 유체와 열 교환하기 위하여 상기 튜브를 가로지르는 방향으로 순환할 수 있도록 배열되고, 상기 튜브는 상기 튜브 주위에 나선형으로 권취되는 외부 열교환 핀 (4) 이 각각 제공되고, 각각의 핀은 상기 제 1 유체와 상기 제 2 유체 사이의 열교환을 돕도록 배열된 튜브를 둘러싸는 열교환면을 갖고 있으며, 상기 열교환면은 튜브에 대해 특정 반경 방향 (E) 으로 연장하고, 그리고 상기 열교환면은 상기 반경 방향으로 서로 이격된 홈 (5a, 5b, 5c; 6a, 6b, 6c) 을 형성하는 릴리프 구조인 열교환기에 있어서,

   각각의 핀은 상기 반경 방향 (E) 으로 상기 튜브로부터 멀리 이동함에 따라 감소하는 두께를 갖고,

   상기 핀의 홈은 튜브의 뒤쪽을 향해 튜브 주위의 상기 제 2 유체를 위한 안내부를 형성하도록 상기 반경 방향 (E) 으로 튜브로부터 멀리 이동함에 따라 감소하는 상이한 깊이 및 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
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4. 제 1 항에 있어서, 상기 핀의 홈은 동심 형상의 패턴에 따라 서로 이격되어 있는 열교환기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 핀의 홈은 타원 형상의 패턴에 따라 서로 이격되어 있는 열교환기.
6. 제 1 항에 있어서, 핀의 상기 홈은 바닥에서 결합되는 방식으로 서로 이격되어 있는 열교환기.
7. 제 1 항에 있어서, 각각의 핀은 열교환면으로서 작용하는 두 개의 대향 면 (4c, 4d) 을 갖고, 상기 홈은 핀의 두 면에 배열되어 있는 열교환기.
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