KR101583554B1 - Monolithic-type double pipe and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR101583554B1
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신완순
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 제1 유체의 유로를 형성하도록 적어도 일 방향으로 연장되는 제1 덕트부, 및 상기 제1 유체와 열을 교환할 수 있는 제2 유체의 유로를 형성하도록 상기 제1 덕트부의 외주면을 감싸도록 형성되고, 전열면적을 증가시키기 위하여 금속상의 골격에 의해서 구획되는 복수의 기공을 구비하는 다공성금속으로 이루어지는 제2 덕트부를 포함하고, 상기 제1 덕트부의 외주면에는 상기 복수의 기공들 중 일부가 접하여 배치되고, 상기 제2 덕트부는 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 열교환 시, 별도의 접합면에 의한 열 손실을 제한하여 열전달 효율을 증대시키도록 상기 제1 덕트부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관, 그리고 이의 제조방법을 제공한다.The present invention encompasses a case in which a first duct portion extending in at least one direction to form a flow path of a first fluid and an outer peripheral surface of the first duct portion are formed so as to form a flow path of a second fluid capable of exchanging heat with the first fluid And a second duct portion formed of a porous metal having a plurality of pores defined by a metal skeleton in order to increase the heat transfer area, wherein a part of the plurality of pores is in contact with an outer peripheral surface of the first duct portion And the second duct portion is integrally formed with the first duct portion to restrict heat loss due to a separate joint surface during heat exchange between the first fluid and the second fluid to increase the heat transfer efficiency And a method for manufacturing the same.

Description

일체형 이중 관 및 이의 제조방법{MONOLITHIC-TYPE DOUBLE PIPE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double-

본 발명은 열교환기에 사용되는 열 교환 매질인 유체를 저장 및 통과시킬 수 있는 관에 관한 것이다.The present invention relates to a tube capable of storing and passing a fluid, which is a heat exchange medium used in a heat exchanger.

열교환기(Heat exchanger)는 전열면(Heat transfer surface)이나 관의 벽을 통하여 온도가 높은 매질로부터 온도가 낮은 매질에 열을 전달하는 장치이다. 이러한 열교환기는 가열기, 냉각기, 증발기 또는 응축기 등에 쓰인다. 일반적으로 열교환 매질로는 액체 또는 기체의 유체가 사용된다. 따라서 열교환기는 유체를 저장 또는 통과시킬 수 있는 저장용기나 유로를 구비한다.A heat exchanger is a device that transfers heat from a high-temperature medium to a low-temperature medium through a heat transfer surface or a tube wall. Such a heat exchanger is used in a heater, a cooler, an evaporator or a condenser. Generally, liquid or gaseous fluids are used as the heat exchange medium. Thus, the heat exchanger has a reservoir or a flow path that can store or pass the fluid.

열전달 효과를 증대시키기 위해서는 전열면의 면적을 크게 하거나, 열저항(Thermal resistance)이 작은 재료로 가공된 전열면, 저장용기 또는 유로 등을 사용해야 한다. 이를 구현하기 위해서 열교환기의 저장용기나 유로로는 일반적으로 다양한 형상의 튜브(tube)나 핀(fin)이 사용되며, 이들 튜브나 핀으로는 열전도도(heat conductivity)가 우수한 재질이 사용된다. 또한 최근에는 열교환기의 전열 면적을 증대시키기 위하여 메탈폼(metal foam) 등이 저장용기나 유로에 사용되기도 한다.In order to increase the heat transfer effect, it is necessary to increase the area of the heat transfer surface or to use a heat transfer surface, a storage container, or a flow path, which is made of a material having a small thermal resistance. In order to achieve this, tubes or fins of various shapes are generally used for the storage container or the flow path of the heat exchanger, and materials having excellent heat conductivity are used for these tubes and fins. In recent years, metal foams and the like have also been used in storage vessels and passages in order to increase the heat transfer area of the heat exchanger.

메탈폼은 내부에 수많은 기공을 포함하는 다공성 금속이다. 다공성 금속은 내부에 형성된 공극(vicinity)의 구조에 따라 개방형(open type) 또는 폐쇄형(closed type)으로 구분된다. 개방형은 공극들이 상호 연결되어 기체나 액체의 통과가 가능한 구조이다. 그러나 폐쇄형은 공극들이 서로 연결되어 있지 않고 닫혀 있어 유체의 흐름이 필요한 기구에는 사용할 수 없다.A metal foam is a porous metal containing numerous pores therein. The porous metal is classified into an open type or a closed type according to the structure of the inside thereof. The open type is a structure in which pores are interconnected to allow gas or liquid to pass through. The closed type, however, can not be used for instruments that require fluid flow because the pores are not connected to each other and are closed.

특히 개방형 다공성 금속은 단위 체적당 표면적이 크고, 같은 부피의 금속보다는 가볍기 때문에, 전지 전극, 연료전지의 부품, 촉매판, 오염 제거 필터 또는 열교환기의 전열면 등의 다양한 용도로 사용될 수 있다. 특히 다공성 금속의 큰 표면적을 열교환기의 전열면으로 활용한다면 열교환기의 열전달 효과를 증대시킬 수 있다.Particularly, since the open porous metal has a large surface area per unit volume and is lighter than a metal having the same volume, it can be used for various purposes such as a battery electrode, a part of a fuel cell, a catalyst plate, a decontamination filter or a heat transfer surface of a heat exchanger. Especially, if the large surface area of the porous metal is used as the heat transfer surface of the heat exchanger, the heat transfer effect of the heat exchanger can be increased.

위와 같이 열교환기의 전열면을 증가시키기 위해 최근에는 핀이나 메탈폼을 튜브나 판에 접합시켜 제작하고 있으며, 이때 핀이나 메탈폼을 접합시키는 공정은 매우 중요하다. 기존에는 가압 블레이징(blazing)이나 솔더링으로 상기 접합 공정을 진행하였다. 이 중 블레이징 공법은 다른 융점을 가진 접합 물질, 융점 이상의 고온 및 진공 환경이 필요하다. 핀, 튜브 또는 판과 접합 물질의 재질이 서로 다른 경우에 이들 공정을 사용하면, 상기 재질의 열팽창계수 차이에 의하여 접합면에 균열(crack)이 발생하여 증가된 전열 면적에도 불구하고 열전달 효과는 증가되지 못하는 문제점이 있다.In order to increase the heat transfer surface of the heat exchanger as described above, recently, a fin or a metal foam is bonded to a tube or a plate, and the process of bonding the fin or the metal foam is very important. Conventionally, the bonding process was performed by pressurizing blazing or soldering. Among them, the blazing method requires a bonding material having a different melting point, a high temperature and a vacuum environment higher than the melting point. When these processes are used in the case where the material of the pin, the tube or the plate and the bonding material are different from each other, cracks are generated in the bonding surface due to the difference in the thermal expansion coefficient of the material, and the heat transfer effect is increased .

본 발명의 일 목적은 열교환기의 접합면에서 발생하는 균열에 의한 열 손실을 제한하고 열교환기의 전열 면적을 증가시켜 열전달 효율을 증대시키도록 열교환기에 사용되는 새로운 구조의 유로를 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a flow path of a new structure to be used in a heat exchanger to limit heat loss due to cracks generated at the joint surface of a heat exchanger and increase the heat transfer area of the heat exchanger to increase heat transfer efficiency.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 일체형 이중 관은, 제1 유체의 유로를 형성하도록 적어도 일 방향으로 연장되는 제1 덕트부; 및 상기 제1 유체와 열을 교환할 수 있는 제2 유체의 유로를 형성하도록 상기 제1 덕트부의 외주면을 감싸도록 형성되고, 전열면적을 증가시키기 위하여 금속상의 골격에 의해서 구획되는 복수의 기공을 구비하는 다공성 금속으로 이루어지는 제2 덕트부를 포함하고, 상기 제1 덕트부의 외주면에는 상기 복수의 기공들 중 일부가 접하여 배치되며, 상기 제2 덕트부는 상기 제1 유체 및 상기 제2 유체의 열교환 시, 별도의 접합면에 의한 열 손실을 제한하여 열전달 효율을 증대시키도록 상기 제1 덕트부와 일체로 형성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an integral double tube comprising: a first duct portion extending in at least one direction to form a flow path of a first fluid; And a plurality of pores formed to surround the outer circumferential surface of the first duct portion to form a flow path of a second fluid capable of exchanging heat with the first fluid and partitioned by a metal skeleton to increase the heat transfer area And a second duct portion that is made of a porous metal and is disposed on an outer circumferential surface of the first duct portion in contact with a part of the plurality of pores and the second duct portion is separately provided at the heat exchange between the first fluid and the second fluid So as to increase heat transfer efficiency by limiting the heat loss due to the joint surface of the first duct portion.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 덕트부는 원형 관, 플레이트 형상의 평판관 및 튜브 중 어느 하나일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first duct portion may be any one of a circular tube, a plate-shaped flat tube, and a tube.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 덕트부와 상기 제2 덕트부는 동일한 재질로 형성된다.According to another embodiment of the present invention, the first duct portion and the second duct portion are formed of the same material.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 덕트부 및 상기 제2 덕트부는 열전도도가 높은 구리 또는 알루미늄 재질로 형성된다.According to another embodiment of the present invention, the first duct portion and the second duct portion are formed of copper or aluminum having high thermal conductivity.

또한 상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 일체형 이중 관 제조방법은, 제1 덕트부 및 제2 덕트부의 내부에 복수의 기공을 생성시킬 수 있는 다공 주형을 준비하고, 상기 제1 덕트부의 외주면에 상기 다공 주형을 접합시켜 상기 제1 덕트부 및 상기 다공 주형의 제1 접합체를 형성하는 제1단계; 도금 용기에 상기 제2 덕트부의 재질과 동일한 금속의 이온을 포함하는 용액을 준비하고, 상기 제1단계에서 형성된 상기 제1 접합체를 음극에 연결하고 양극으로는 상기 제2 덕트부와 동일한 금속을 설치하는 제2단계; 상기 제1 접합체 상에 전해도금공정을 실시하여, 상기 제1 덕트부의 외주면 상에 상기 제2 덕트부를 생성시켜 일체화된 제2 접합체를 형성하는 제3단계; 및 유기 용매 및 소제를 이용하여, 상기 제2 접합체로부터 상기 다공 주형을 제거하여 일체화된 상기 제1 덕트부 및 상기 제2 덕트부를 형성하는 제4단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an integral duplex pipe, comprising: preparing a porous mold capable of generating a plurality of pores in a first duct portion and a second duct portion; A first step of joining the porous mold to the outer circumferential surface of the first duct part to form the first duct part and the first joined body of the porous mold; Preparing a solution containing ions of the same metal as the material of the second duct portion in the plating vessel, connecting the first junction body formed in the first step to the cathode, and forming the same metal as the second duct portion as the anode ; A third step of performing an electrolytic plating process on the first joint member to form the second duct member on the outer circumferential surface of the first duct member to form an integrated second joint member; And a fourth step of removing the porous mold from the second joined body by using an organic solvent and a cleaning agent to form the integrated first and second duct portions.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1단계는 상기 제1 덕트부의 내주면에 도금이 되는 것을 막기 위하여 상기 제1 덕트부의 양끝을 막음 처리하는 공정을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first step may further include clogging both ends of the first duct portion to prevent plating on the inner circumferential surface of the first duct portion.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 다공 주형은 유기 고분자로 구성된 필터 또는 공극재이다.According to another embodiment of the present invention, the porous mold is a filter or a porous material composed of an organic polymer.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 접합체를 형성할 때, 상기 제1 덕트부의 외주면에 상기 복수의 기공들 중 일부가 접하여 배치될 수 있도록, 상기 다공 주형을 상기 제1 덕트부의 외주면을 감싸도록 접합시킨다.According to another embodiment of the present invention, when forming the first joined body, the porous mold may be disposed on the outer circumferential surface of the first duct part so that a part of the plurality of pores may be disposed in contact with the outer circumferential surface of the first duct part. Respectively.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제3단계의 전해도금공정은 20℃ 내지 30℃의 상온에서 이루어진다.According to another embodiment of the present invention, the electrolytic plating process in the third step is performed at a room temperature of 20 ° C to 30 ° C.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제3단계의 전해도금공정은 상기 제1 접합체 상에 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖도록 실시된다.According to another embodiment of the present invention, the electrolytic plating process in the third step is performed to have a thickness of 10 mu m to 100 mu m on the first junction body.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 제4단계는 상기 다공 주형을 제거한 후, 열풍 건조시키는 공정을 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the fourth step further includes a step of removing the porous mold and then performing hot air drying.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 제1 덕트부와 제2 덕트부 사이에 별도의 접합면을 구비하지 않고 일체로 형성되므로 열손실을 발생시키는 접합면의 균열이 제한될 수 있다.According to the present invention having the above-described structure, since the first duct portion and the second duct portion are integrally formed without having a separate joining surface, cracks on the joining surfaces that generate heat loss can be restricted.

또한, 제2 덕트부는 다공성금속으로 이루어져 내부에 복수의 기공을 구비하므로 전열면적이 증가하고, 이로써 양 덕트부를 흐르는 각각의 유체는 효과적으로 열을 교환할 수 있다.Also, since the second duct portion is made of porous metal and has a plurality of pores therein, the heat transfer area is increased, so that each fluid flowing through both duct portions can effectively exchange heat.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 일체형 이중 관의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 A영역의 확대도.
도 3은 도 1의 라인 B-B'를 따라 취한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 일체형 이중 관의 제조방법에 대한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 일체형 이중 관의 제조방법에 대한 개념도.1 is a perspective view of an integral dual tube in accordance with an embodiment of the present invention;
2 is an enlarged view of the area A shown in Fig.
3 is a cross-sectional view taken along line B-B 'of FIG. 1;
4 is a flow chart of a method of manufacturing an integral double tube in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a method for manufacturing an integral double tube according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명과 관련된 일체형 이중 관 및 이의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, an integral double tube and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. Furthermore, the singular < RTI ID = 0.0 > terms < / RTI > used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 일체형 이중 관(100)의 개략적인 사시도이다.1 is a schematic perspective view of an integral duplex tube 100 in accordance with one embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일체형 이중 관(100)은 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)를 포함한다. 구체적으로, 본 실시예에서의 일체형 이중 관(100)은 원형의 제1 덕트부(110)와 제1 덕트부(110)를 감싸는 루프 형태의 제2 덕트부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the integral double tube 100 includes a first duct portion 110 and a second duct portion 120. Specifically, the integrated duplex pipe 100 in the present embodiment includes a circular first duct portion 110 and a loop-shaped second duct portion 120 surrounding the first duct portion 110.

제1 덕트부(110) 및 제2 덕트부(120)의 내부에는 각각 제1 유체와 제2 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성된다. 이를 위하여 제1 덕트부(110)는 적어도 일 방향으로 연장되어 형성되고, 제1 유체가 흐를 수 있는 관통홀(111)을 구비한다. 또한 제2 덕트부(120)는 제2 유체가 흐를 수 있도록 내부에 서로 연결된 복수의 기공(121)을 구비한다.A flow path through which the first fluid and the second fluid can flow is formed in the first duct part 110 and the second duct part 120, respectively. To this end, the first duct part 110 is formed to extend in at least one direction and has a through hole 111 through which the first fluid can flow. The second duct part 120 has a plurality of pores 121 connected to each other to allow the second fluid to flow therethrough.

또한, 제1 유체와 제2 유체가 열을 교환할 수 있도록 제2 덕트부(120)는 제1 덕트부(110)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 즉, 제1 덕트부(110)의 외주면에는 제2 덕트부(120)가 접하여 형성된다. 이를 통하여 제2 유체는 제1 덕트부(110)의 외주면을 감싸면서 흐를 수 있고, 제2 덕트부(120) 내부를 흐르는 제2 유체는 제1 덕트부(110)의 외주면을 전열면적으로 하여 제1 유체와 열을 교환할 수 있다.The second duct part 120 is formed to surround the outer circumferential surface of the first duct part 110 so that the first fluid and the second fluid can exchange heat. That is, the second duct part 120 is formed in contact with the outer circumferential surface of the first duct part 110. The second fluid flows through the first duct part 110 while surrounding the outer circumferential surface of the first duct part 110. The second fluid flowing inside the second duct part 120 has an outer peripheral surface of the first duct part 110 as the heat transfer area And can exchange heat with the first fluid.

제2 덕트부(120)는 제2 유체의 유로를 형성하고 전열면적을 증가시키기 위하여 다공성금속으로 형성된다. 다공성금속은 기공의 형태 또는 기공의 함량에 따라 여러 분류로 나뉠 수 있으나, 본 발명에서는 내부에 기공을 구비하는 금속이라면 그 기공의 형태 및 함량에 관계없이 본 발명의 제2 덕트부(120)를 형성하는 다공성금속이 될 수 있다. 따라서 제2 덕트부(120)는 금속상의 골격(122)에 의해서 구획되는 복수의 기공(121)을 구비한다. 복수의 기공들(121)은 서로 연결되어 있어 유체의 흐름을 가능하게 하고, 이를 통하여 제2 덕트부(120)는 제2 유체의 유로를 형성할 수 있다.The second duct part 120 is formed of a porous metal to form the flow path of the second fluid and to increase the heat transfer area. The porous metal may be divided into various types depending on the pore type or the pore content. However, in the present invention, if the metal has pores therein, the second duct part 120 of the present invention Or may be a porous metal to be formed. Accordingly, the second duct part 120 has a plurality of pores 121 defined by the metal skeleton 122. The plurality of pores 121 are connected to each other to enable the flow of the fluid, through which the second duct part 120 can form the flow path of the second fluid.

도 1을 참조하면, 제1 덕트부(110)는 하나의 관통홀(111)을 구비하는 반면 제2 덕트부(120)는 복수의 기공(121)을 구비하는 모습이 도시되어 있다. 본 도면에서는 복수의 기공(121)을 육안으로 식별할 수 있도록 나타내고 있으나, 기공의 크기는 작게는 나노 단위를 갖도록 형성될 수도 있으므로, 육안으로 식별되지 않을 수 있다. 다만 본 도면에서는 발명의 이해도를 높이기 위하여, 기공의 크기를 육안으로 식별가능할 정도로 표현하였다.Referring to FIG. 1, the first duct part 110 has one through hole 111, while the second duct part 120 has a plurality of pores 121. In this figure, a plurality of pores 121 are shown so as to be visually distinguishable, but the pores may be formed to have a small nano unit, so that they may not be visually recognized. However, in order to improve the understanding of the invention, the size of the pores is expressed to such an extent as to be visually recognizable.

앞서 언급한 바와 같이, 제1 덕트부(110)를 흐르는 제1 유체와 제2 덕트부(120)를 흐르는 제2 유체는 서로 열을 교환할 수 있다. 열 교환시, 열의 이동은 제1 유체에서 제2 유체로 이동할 수 있으며, 또는 그 반대방향으로 이동할 수도 있다. 열이 제1 유체에서 제2 유체로 이동하는 경우를 예로 들면, 열의 이동 경로는 크게 두 가지로 나뉜다. 하나는 제1 유체에서 제2 유체로 이동하는 것이고, 다른 하나는 제2 유체 내에서의 열의 이동이다.As described above, the first fluid flowing through the first duct part 110 and the second fluid flowing through the second duct part 120 can exchange heat with each other. During heat exchange, the heat transfer can move from the first fluid to the second fluid, or vice versa. For example, when the heat is transferred from the first fluid to the second fluid, the heat transfer path is divided into two types. One from the first fluid to the second fluid and the other from the second fluid.

구체적으로 살펴보면, 제1 유체에서 제2 유체로 열이 이동하는 경우, 열은 제1 덕트부(110)의 외주면을 통하여 전달된다. 기존에는 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)를 접합시키는 과정에서 접합면에 균열이 발생하였고, 이러한 균열에 의하여 열 전달이 효율적으로 이루어지지 못하였다. 그러나 본 발명에 관한 일체형 이중 관(100)은 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)의 사이에 별도의 접합면을 생성하지 않고, 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)는 일체로 형성되었기 때문에 균열이 발생되지 않으며 열전달 효율이 향상될 수 있다.Specifically, when heat is transferred from the first fluid to the second fluid, the heat is transmitted through the outer circumferential surface of the first duct portion 110. Conventionally, cracks have occurred in the bonding surfaces in the process of bonding the first duct part 110 and the second duct part 120, and the heat transmission can not be efficiently performed due to such cracks. However, the integral double tube 100 according to the present invention does not create a separate joint surface between the first duct portion 110 and the second duct portion 120, and the first duct portion 110 and the second duct 120, Since the part 120 is integrally formed, cracks are not generated and the heat transfer efficiency can be improved.

또한 제1 덕트부(110)의 외주면에는 제2 덕트부(120) 내부에 구비된 복수의 기공들(121) 중 일부가 인접하여 배치될 수 있다. 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 자세히 살펴본다.Also, a part of the plurality of pores 121 provided in the second duct part 120 may be disposed adjacent to the outer circumferential surface of the first duct part 110. This will be described in more detail with reference to FIG. 2 and FIG.

도 2는 도 1의 A영역을 확대하여 도시한 것이고, 도 3은 라인B-B'를 따라 취한 단면도이다.Fig. 2 is an enlarged view of the area A in Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view taken along line B-B '.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 덕트부(110)의 외주면(112)에는 제2 덕트부(120)의 기공들(121) 중 일부(121')가 인접하여 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서 제1 유체에서 제2 유체로 열이 이동하는 경우에는, 제1 덕트부(110)의 외주면(112)에 접하여 배치되는 일부 기공(121')을 따라 흐르는 제2 유체만이 우선적으로 열을 전달받게 된다. 이때 전열면적은 도 2에 도시된 바와 같이, 일체로 형성된 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)의 일부가 된다.2 and 3, it is confirmed that a part 121 'of the pores 121 of the second duct part 120 is disposed adjacent to the outer circumferential surface 112 of the first duct part 110 have. Accordingly, when heat is transferred from the first fluid to the second fluid, only the second fluid flowing along some of the pores 121 ', which are disposed in contact with the outer circumferential surface 112 of the first duct portion 110, . At this time, the heat transfer area becomes a part of the first duct part 110 and the second duct part 120 integrally formed as shown in FIG.

도 2를 참조하면 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)는 일체로 형성되는 것을 보다 명확히 확인할 수 있다. 즉, 제2 덕트부(120)는 제1 덕트부(110)의 외주면(112)으로부터 직접 연장되어 형성된다. 설명의 편의상 점선으로 영역을 구분하고 있지만 이는 개념적으로 구분한 것일 뿐, 물리적으로 구분되어 있는 것을 뜻하지는 않는다.Referring to FIG. 2, it can be clearly seen that the first duct part 110 and the second duct part 120 are integrally formed. That is, the second duct part 120 is formed to extend directly from the outer circumferential surface 112 of the first duct part 110. For convenience, the dotted line separates areas, but this is conceptually separated, not physically separated.

반면 제2 유체 내에서 열이 이동하는 경우에, 열이 전달되는 전열면적은 복수의 기공(121)을 구획하는 금속상의 골격(122)의 표면적이 된다. 보통 유체의 열전도도는 금속의 열전도도에 비하여 매우 낮다. 따라서 제2 덕트부(120)를 흐르는 제2 유체는 금속상의 골격(122)을 통하여 열을 효과적으로 전달받을 수 있다. 만약 제2 덕트부(120) 내부가 단일의 유로로 형성된다면, 제1 덕트부(110)로부터 멀리 떨어져 흐르는 제2 유체로 전달되는 열의 양은 급격히 감소하게 될 것이다. 그러나 본 발명에 관한 일체형 이중 관(100)의 제2 덕트부(120)는 이러한 문제점을 해결할 수 있다.On the other hand, when heat is transferred in the second fluid, the heat transfer area through which the heat is transferred becomes the surface area of the metal skeleton 122 partitioning the plurality of pores 121. Usually, the thermal conductivity of a fluid is much lower than the thermal conductivity of a metal. Accordingly, the second fluid flowing through the second duct part 120 can receive heat efficiently through the metal skeleton 122. If the inside of the second duct part 120 is formed as a single flow path, the amount of heat transferred to the second fluid flowing away from the first duct part 110 will be drastically reduced. However, the second duct part 120 of the integral double tube 100 according to the present invention can solve this problem.

도 2 및 도 3을 참조하여 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)의 형성 구조를 자세히 살펴보면, 제1 덕트부(110)는 일정 두께(d)를 갖는다. 즉, 제1 덕트부(110)의 내주면(113)으로부터 일정 거리(d) 이격되어 제1 덕트부(110)의 외주면(112)이 배치된다. 이후 제1 덕트부(110)의 외주면(112)으로부터 제2 덕트부(120)가 일체로 형성되어 있다. 사실상 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)는 일체로 형성되었기 때문에 양 덕트부의 경계를 육안으로 식별할 수는 없다. Referring to FIGS. 2 and 3, the first duct part 110 and the second duct part 120 are formed to have a predetermined thickness d. That is, the outer circumferential surface 112 of the first duct portion 110 is spaced apart from the inner circumferential surface 113 of the first duct portion 110 by a predetermined distance d. Then, the second duct part 120 is integrally formed from the outer circumferential surface 112 of the first duct part 110. In fact, since the first duct portion 110 and the second duct portion 120 are integrally formed, the boundaries of both duct portions can not be visually recognized.

또한 도 1과 마찬가지로 제2 덕트부(120)의 복수의 기공(121)은 육안으로 식별할 수 없는 나노 크기로 형성될 수 있으며, 도 2 및 도 3에서는 발명의 이해를 보다 명확히 하고자 육안으로 식별가능하도록 복수의 기공(121)을 표현하였다. 또한 제2 덕트부(120) 내부에 구비된 복수의 기공(121)은 서로 연결되어 있어 유체의 흐름을 가능하게 한다.Also, as in FIG. 1, the plurality of pores 121 of the second duct part 120 can be formed in a nano-size that can not be visually recognized. In FIGS. 2 and 3, A plurality of pores 121 are represented. The plurality of pores 121 provided in the second duct part 120 are connected to each other to enable fluid flow.

또한 도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 덕트부(110)는 원형 관으로 도시되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니고, 플레이트 형상의 평판관 또는 튜브의 형상을 가질 수도 있다. 즉 유체가 흐를 수 있는 관이라면 그 형상에 관계없이 본 발명에 관한 일체형 이중 관(100)의 제1 덕트부(110)가 될 수 있다. 이 경우, 제2 덕트부(120)는 제1 덕트부(110)의 형상에 대응하며, 제1 덕트부(110)의 외주면(112)을 감싸도록 형성될 수 있다.1 to 3, the first duct part 110 is shown as a circular tube, but the present invention is not limited thereto. The first duct part 110 may have a plate-like flat tube or tube shape. That is, if the fluid can flow, the first duct part 110 of the integral double tube 100 according to the present invention can be used irrespective of its shape. In this case, the second duct portion 120 corresponds to the shape of the first duct portion 110 and may be formed to surround the outer circumferential surface 112 of the first duct portion 110.

또한 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)는 서로 다른 재질의 금속일 수도 있으나, 바람직하게는 동일한 재질로 형성될 수도 있다. 이 경우 열전달 효율을 높이기 위하여 제1 덕트부(110)와 제2 덕트부(120)의 재질은 열전도도가 높은 구리 또는 알루미늄 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 이로써 전열면적을 증가시킴과 아울러 열전도도 또한 높일 수 있어 열전달 효율을 증대시킬 수 있다.The first duct part 110 and the second duct part 120 may be made of different materials, but they may be made of the same material. In this case, the material of the first duct part 110 and the second duct part 120 may be made of either copper or aluminum having high thermal conductivity in order to increase the heat transfer efficiency. As a result, the heat transfer area can be increased and the thermal conductivity can be increased, thereby increasing the heat transfer efficiency.

도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 일체형 이중 관(100, 도 1)의 제조방법에 관한 흐름도이다. 다만 일체형 이중 관은 이하에서 설명할 방법 이외에도 다양한 방법에 의하여 만들어질 수 있다.4 is a flow chart of a method of manufacturing an integral double tube 100 (FIG. 1) in accordance with one embodiment of the present invention. However, the integral double tube can be made by various methods other than the method described below.

또한 도 5는 본 발명의 일 실시예과 관련된 일체형 이중 관의 제조방법을 도시한 것이다. 본 도면에서는 원형 관을 사용하는 예를 도시하고 있지만, 이에 한정될 것은 아니고 원형 관 이외에 다양한 형상의 관이 사용될 수 있다.5 illustrates a method of manufacturing an integral double tube according to an embodiment of the present invention. Although an example of using a circular tube is shown in this drawing, the present invention is not limited thereto, and a tube of various shapes other than a circular tube can be used.

도 4 및 도 5를 참조하면, 일체형 이중 관의 제조방법은 다음의 네 단계를 포함한다. 아래에서 구체적으로 살펴본다.Referring to Figs. 4 and 5, a method of manufacturing an integral double tube includes the following four steps. Let's look at it in detail below.

제1단계(S100)는 제1 덕트부(210) 및 다공 주형(220)을 준비하고, 제1 접합체(230)를 형성하는 것을 포함한다. 구체적으로 살펴보면, 제1 덕트부(210)는 미리 제작된 원형 관, 플레이트 형상의 평판관 또는 튜브일 수 있다. 즉 유체가 흐를 수 있는 관이라면 그 형상에 관계없이 본 발명에 관한 일체형 이중 관의 제1 덕트부(210)가 될 수 있다.The first step S100 includes preparing the first duct part 210 and the porous mold 220 and forming the first joint body 230. Specifically, the first duct part 210 may be a circular tube, a plate-like flat tube, or a tube manufactured in advance. That is, if the fluid can flow, the first duct part 210 of the integral double tube according to the present invention can be used irrespective of its shape.

제 1단계(S100)는 제1 덕트부(210)의 내주면에 도금이 되는 것을 막기 위하여 제1 덕트부(210)의 양끝을 막음처리하는 공정을 더 포함할 수 있다.The first step S100 may further include a step of closing both ends of the first duct part 210 to prevent the inner circumferential surface of the first duct part 210 from being plated.

다공 주형(220)은 제2 덕트부(미도시)의 내부에 복수의 기공을 생성시키기 위하여 사용된다. 즉 다공 주형(220)은 제2 덕트부 내부에 형성되는 유로와 동일한 형상을 가질 수 있다. 이러한 다공 주형(220)은 유기 고분자로 구성된 필터 또는 공극재를 이용하여 이미 널리 알려진 기존방식으로 제작될 수 있다. 기존방식의 일 예로는 니켈 스퍼터링 메소드(Nickel-sputtering method)와 같은 증착방식이 될 수 있다.The porous mold 220 is used to generate a plurality of pores inside the second duct portion (not shown). That is, the porous mold 220 may have the same shape as the flow path formed in the second duct portion. The porous mold 220 may be fabricated by a known method using a filter or a porous material composed of an organic polymer. An example of the conventional method may be a deposition method such as a nickel sputtering method.

제1단계(S100)의 준비 공정이 완료되면, 제1 덕트부(210)의 외주면(211)에 다공 주형(220)을 접합시켜 제1 접합체(230)를 형성한다. 이때, 제1 덕트부(210)의 외주면(211)에 복수의 기공들 중 일부가 인접하여 배치될 수 있도록, 다공 주형(220)을 제1 덕트부(210)의 외주면(211)을 감싸도록 접합시킨다.When the preparing step of the first step S100 is completed, the porous body 220 is joined to the outer circumferential surface 211 of the first duct part 210 to form the first joined body 230. At this time, in order to enclose the outer circumferential surface 211 of the first duct part 210, the porous mold 220 may be formed so that a part of the plurality of pores may be disposed adjacent to the outer circumferential surface 211 of the first duct part 210. [ .

도 5를 참조하면, 제1 덕트부(210)와 다공 주형(220)이 도시되어 있다. 발명의 이해도를 높이고자 다공 주형(220)을 육안으로 식별 가능하게 도시하였으나, 다공 주형(220)은 복수의 기공에 대응하도록 형성되므로 육안으로 식별이 불가능한 나노 크기로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, a first duct part 210 and a porous mold 220 are shown. Although the porous template 220 is shown as being visually distinguishable to enhance the understanding of the invention, the porous template 220 is formed to correspond to a plurality of pores and can be formed in a nano size that can not be recognized by the naked eye.

제2단계(S200)는 전해도금공정을 준비하는 단계이다. 이를 구체적으로 살펴보면, 제2단계는 도금 용기(240)에 제2 덕트부의 재질과 동일한 금속의 이온을 포함하는 용액(241)을 준비하는 공정과 음극(242)과 양극(243)에 각각 도금되는 재료 및 도금할 재료를 연결하는 공정을 포함한다. 즉 음극(242)에는 제1단계(S100)에서 형성된 제1 접합체(230)를 연결하고, 양극(243)에는 제2 덕트부의 재질과 동일한 금속을 연결한다. 제2 덕트부의 재질과 동일한 금속이 양극(243)으로서 전해도금공정에 참여하게 된다.The second step (S200) is a step of preparing the electroplating process. Specifically, the second step includes a step of preparing a solution 241 containing ions of the same metal as the material of the second duct portion in the plating vessel 240, and a step of plating the cathode 242 and the anode 243 And connecting the material and the material to be plated. That is, the first junction 230 formed in the first step S100 is connected to the cathode 242, and the same metal as the material of the second duct is connected to the anode 243. The same metal as that of the material of the second duct portion becomes the anode 243 to participate in the electrolytic plating process.

제2단계(S200)에서 제2 덕트부의 재질은 열전도도가 높은 구리 또는 알루미늄 등으로 선택이 가능하다. 만약 제2 덕트부의 재질을 구리 또는 알루미늄으로 한다면 도금 용기에 준비되는 용액 속에는 구리 또는 알루미늄 이온이 포함되어야한다.In the second step S200, the material of the second duct portion can be selected from copper or aluminum having a high thermal conductivity. If the material of the second duct portion is made of copper or aluminum, the solution prepared in the plating vessel should contain copper or aluminum ions.

제3단계(S300)는 전해도금공정을 실시하여, 제2 접합체(260)를 형성하는 공정을 포함한다. 전해도금공정은 제2단계(S200)에서 준비된 양극(243)과 음극(242)에 전류를 가해줌으로써 개시된다. 양극(243)에서는 금속 이온이 방출되고, 용액(241)에 포함된 금속 이온은 음극(242)에 연결되어 있는 제1 접합체(230) 상에 도금이 된다. 이때 생성되는 금속 간의 결합은 제1 덕트부(210) 내의 금속 간의 결합과 동일하다. 이로써 제1 덕트부(210)의 외주면(211) 상에 제2 덕트부가 생성되고 제1 덕트부(210)와 제2 덕트부는 별도의 접합면을 구비하지 않는다.The third step (S300) includes a step of forming the second joined body 260 by performing the electrolytic plating process. The electrolytic plating process is started by applying a current to the anode 243 and the cathode 242 prepared in the second step S200. Metal ions are released in the anode 243 and metal ions contained in the solution 241 are plated on the first junction body 230 connected to the cathode 242. At this time, the generated intermetallic bonds are the same as the interstices between the metals in the first duct portion 210. As a result, a second duct portion is formed on the outer circumferential surface 211 of the first duct portion 210, and the first duct portion 210 and the second duct portion are not provided with separate joining surfaces.

제3단계(S300)에서 형성되는 제2 접합체(260)는 제1 접합체(230) 상에 도금이 완료된 상태의 접합체를 뜻한다. 즉 제1 덕트부(210), 제2 덕트부(미도시) 및 다공 주형(220)이 결합된 상태를 의미한다. 도금이 진행될 때, 제1 덕트부(210)의 외주면(211)에는 금속 이온이 도금되면서 기존의 금속 결정을 유지한 채로, 즉 원자간의 배열을 유지하면서 표면에 생성된다. 반면에 표면에 도금이 되는 금속 이온은 다공 주형(220)과는 별도의 결합을 하지 않는다. The second bonded body 260 formed in the third step S300 refers to a bonded body in which the plating is completed on the first bonded body 230. [ The first duct portion 210, the second duct portion (not shown), and the porous mold 220 are coupled to each other. Metal ions are plated on the outer circumferential surface 211 of the first duct part 210 while maintaining the existing metal crystal, that is, on the surface while maintaining the arrangement of the atoms. On the other hand, the metal ions to be plated on the surface are not separated from the porous template 220.

이러한 전해도금공정은 제1 접합체(230) 상에 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖도록 실시될 수 있다. 또한 제3단계(S300)의 전해도금공정은 재료의 변형 및 열적 피로를 감소시키기 위하여 저온에서 실시될 수 있다.This electrolytic plating process may be performed on the first junction body 230 to have a thickness of 10 mu m to 100 mu m. Also, the electrolytic plating process in the third step (S300) may be performed at a low temperature to reduce deformation and thermal fatigue of the material.

제4단계(S400)는 유기 용매 및 소제를 이용하여, 제2 접합체(260)로부터 다공 주형(220)을 제거하는 공정을 포함한다. 이로써 일체화된 제1 덕트부(210) 및 제2 덕트부를 형성할 수 있다. 제3단계(S300)를 마친 후 완료된 제2 접합체(260)에서 제1 덕트부(210)와 제2 덕트부는 서로 금속 결합을 통하여 형성되어 있지만, 다공 주형(220)은 양 덕트부와 별도의 결합을 하고 있지 않으므로, 화학적 방법에 의해서 제거될 수 있다. The fourth step S400 includes a step of removing the porous mold 220 from the second assembly 260 using an organic solvent and a cleaning agent. Thus, the integrated first duct part 210 and the second duct part can be formed. The first duct part 210 and the second duct part are formed through metal connection with each other in the second joined body 260 completed after the third step S300. However, the porous mold 220 may be formed separately from the both duct parts Since it is not bonded, it can be removed by a chemical method.

제4단계(S400)를 통해서 다공 주형(220)을 제거하면, 제2 덕트부의 내부에는 서로 연결된 복수의 기공이 생성되고 이로써 제2 유체의 유로를 형성할 수 있다. 도 5에서는 모든 단계가 완료된 후 완성된 이중관(270)의 모습을 도시하고 있다. 또한 제4단계(S400)는 화학적 방법을 통하여 다공 주형(220)을 제거한 후, 열풍 건조시키는 공정을 더 포함할 수 있다.When the porous mold 220 is removed through the fourth step S400, a plurality of pores connected to each other are formed in the second duct portion, thereby forming a flow path of the second fluid. FIG. 5 shows the completed dual tube 270 after all the steps are completed. The fourth step S400 may further include a step of removing the porous mold 220 through a chemical method, followed by hot air drying.

이상에서 설명한 일체형 이중 관은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described integral double tube is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but all or a part of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the embodiments.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 덕트부 및 제2 덕트부의 내부에 복수의 기공을 생성시킬 수 있는 다공 주형을 준비하고, 상기 제1 덕트부의 외주면에 상기 다공 주형을 접합시켜 상기 제1 덕트부 및 상기 다공 주형의 제1 접합체를 형성하는 제1단계;
도금 용기에 상기 제2 덕트부의 재질과 동일한 금속의 이온을 포함하는 용액을 준비하고, 상기 제1단계에서 형성된 상기 제1 접합체를 음극에 연결하고 양극으로는 상기 제2 덕트부와 동일한 금속을 설치하는 제2단계;
상기 제1 접합체 상에 전해도금공정을 실시하여, 상기 제1 덕트부의 외주면 상에 상기 제2 덕트부를 생성시켜 일체화된 제2 접합체를 형성하는 제3단계; 및
유기 용매 및 소제를 이용하여, 상기 제2 접합체로부터 상기 다공 주형을 제거하여 일체화된 상기 제1 덕트부 및 상기 제2 덕트부를 형성하는 제4단계를 포함하는 일체형 이중 관의 제조방법.A porous mold capable of generating a plurality of pores in the first duct portion and the second duct portion is prepared and the porous mold is bonded to the outer circumferential surface of the first duct portion to form the first duct portion and the first duct portion of the porous mold A first step of forming a joined body;
Preparing a solution containing ions of the same metal as the material of the second duct portion in the plating vessel, connecting the first junction body formed in the first step to the cathode, and forming the same metal as the second duct portion as the anode ;
A third step of performing an electrolytic plating process on the first joint member to form the second duct member on the outer circumferential surface of the first duct member to form an integrated second joint member; And
And a fourth step of removing the porous mold from the second joined body by using an organic solvent and a cleaning agent to form the integrated first duct portion and the integrated second duct portion. 제5항에 있어서,
상기 제1단계는, 상기 제1 덕트부의 내주면에 도금이 되는 것을 막기 위하여 상기 제1 덕트부의 양끝을 막음 처리하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관의 제조방법.6. The method of claim 5,
Wherein the first step further includes a step of closing both ends of the first duct part to prevent plating on the inner circumferential surface of the first duct part. 제5항에 있어서,
상기 다공 주형은 유기 고분자로 구성된 필터 또는 공극재인 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관의 제조방법.6. The method of claim 5,
Wherein the porous mold is a filter or a porous material composed of an organic polymer. 제5항에 있어서,
상기 제1 접합체를 형성할 때, 상기 제1 덕트부의 외주면에 상기 복수의 기공들 중 일부가 접하여 배치될 수 있도록, 상기 다공 주형을 상기 제1 덕트부의 외주면을 감싸도록 접합시키는 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관의 제조방법.6. The method of claim 5,
And the porous mold is joined to surround the outer circumferential surface of the first duct portion so that a part of the plurality of pores can be disposed in contact with the outer circumferential surface of the first duct portion when forming the first joined body. A method for manufacturing a double tube. 제5항에 있어서,
상기 제3단계의 전해도금공정은 20℃ 내지 30℃의 상온에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관의 제조방법.6. The method of claim 5,
Wherein the electrolytic plating process in the third step is performed at a room temperature of 20 ° C to 30 ° C. 제5항에 있어서,
상기 제3단계의 전해도금공정은 상기 제1 접합체 상에 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖도록 실시되는 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관의 제조방법.6. The method of claim 5,
Wherein the electrolytic plating process in the third step is performed to have a thickness of 10 mu m to 100 mu m on the first junction body. 제5항에 있어서,
상기 제4단계는 상기 다공 주형을 제거한 후, 열풍 건조시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 이중 관의 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the fourth step further comprises a step of removing the porous template and then performing a hot air drying process.
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